Công nghệ lọc dầu 1 đề tài quá trình giảm nhớt

Trần Nguyễn Trường Giang Trang 2 2IIIIIIIVGIỚI THIỆUNGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨMSƠ ĐỒ CÔNG NGHỆCƠ SỞ CỦA QUÁ TRÌNH Trang 3 Mục đích và vai trò Nhằm làm giảm đột nhớt của phân đoạn cặn, tách

CÔNG NGHỆ LỌC DẦU 1

Đề tài: QUÁ TRÌNH GIẢM NHỚT

Lớp học phần: 20N52 Sinh viên thực hiện:

1 Lê Tiến Linh

2 Nguyễn Cảnh Nghị

3 Lê Việt Dũng

4 Nguyễn Thị Tuyết Trinh

5 Phạm Xuân Trung

6 Võ Văn Thuyết

7 Trần Nguyễn Trường Giang

Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Thanh Xuân

III

IV

SẢN PHẨM

NỘI DUNG BÁO CÁO

Mục đích và vai trò

Nhằm làm giảm đột nhớt của phân đoạn cặn, tách các hợp chất có độ nhớt cao

ra khỏi dâu thô (hydrocacbon mạch dài…)

Tạo ra một nguồn phối liệu sản xuất dầu đốt nặng có độ nhớt và điểm chảy thấp hơn phân đoạn cặn, loại bỏ các tạp chất độc hại và hạt có kích thước lớn

ra khỏi dầu

Phân xưởng còn sản xuất một lượng lớn xăng và gasoil, ngoài ra còn có gas

→ mang lại cho các nhà máy lọc dầu một lượng sản trắng đáng kể và là công đoạn xử lý nguyên liệu cho các quá trình sau đó như quá trình cốc hoá, quá trình sản xuất dầu nhờn

Vai trò của quá trình giảm nhớt

Cải thiện khả năng chảy

1

Loại bỏ một phần tạp chất

2

Cải thiện khả năng chống oxy hóa của dầu

3

VISBREAKING

Vị trí của phân xưởng giảm nhớt trong nhà máy lọc dầu

• Sau CDU nếu dùng cặn

nguyên liệu của quá trình

chưng cất khí quyển

• Sau VDU nếu dung cặn của

quá trình chưng cất chân

không

Nguyên liệu và đặc trưng của nguyên liệu

Nguyên liệu

• Cặn của quá trình chưng cất khí quyển vận hành ở chế độ maximum xăng và gazole

• Cặn của quá trình chưng cất chân không vận hành ở chế độ giảm tối đa độ nhớt để sản xuất dầu đốt công nghiệp

Đặc trưng

• Có khối lượng phân tử lớn

• Có nhiều phân thơm, có chứa nhiều nhánh mạch thẳng, các dị nguyên tố (S,N,O) và các kim loại nặng (Ni, V)

Hiệu suất, độ chuyển hóa và sản phẩm

Hiệu suất

Hiệu suất và đặc tính của sản phẩm phụ thuộc vào bản chất của nguyên liệu và độ chuyển hoá thu được trong các điều kiện vận hành thích hợp

Độ chuyển hóa

• Độ chuyển hóa được định nghĩa bằng tổng lượng sản phẩm mong muốn thu được so với lượng nguyên liệu của quá trình

• Độ chuyển hóa phụ thuộc theo nguồn gốc nguyên liệu thay đổi từ 6 đến 7%

• Trong trường hợp muốn sản xuất lượng gazole cực đại, độ chuyển hóa có thể đạt đến

10 – 12%

Hiệu suất, độ chuyển hóa và sản phẩm

Sản phẩm

• Phân đoạn khí C4- : Chứa hàm lượng S cao, được xử lý trước khi đưa đi sử dụng như LPG hay khí đốt

• Phân đoạn xăng (165°C): Có chỉ số octan thấp, hàm lượng Oleffin cao, hàm lượng lưu huỳnh cao (chất lượng thấp), cần được xử lý bằng hydro trước khi làm nguyên liệu cho FCC

• Phân đoạn Gasoil (165 - 350°C): Có chỉ số cetan thấp, dễ bị oxy hóa do hàm lượng Oleffin rất cao

• Cặn (350°C+) là một loại dầu đốt có độ nhớt đã được cải thiện so với nguyên liệu, chưa 1 lượng đáng kể asphaltene

Sơ đồ công nghệ

Sơ đồ điển hình của phân xưởng giảm nhớt (có buồng làm lạnh)

• Nguyên liệu sau khi được gia nóng sơ bộ sẽ được

đưa qua lò đốt để nâng lên nhiệt độ cracking

• Sau đó được đưa qua buồng làm lạnh, các phản

ứng chủ yếu xảy ra ở đây Nhiệt độ vận hành ở lò

thấp hơn khoảng 30°C với cùng một nguyên liệu

• Sau buồng làm lạnh, sự giảm áp nhờ van và sự

làm lạnh sẽ làm giảm nhiệt độ xuống đến 350 o C

• Sau đó, nguyên liệu tiếp tục đi qua tháp chưng cất

để tách thành các sản phẩn khác khau như Gas,

LPG, xăng, Gasolin và cặn đã giảm nhớt

Sơ đồ công nghệ

Sơ đồ của phân xưởng giảm nhớt (không có buồng làm lạnh)

• Các phản ứng cracking chỉ xảy ra trong lò

• Độ chuyển hóa đạt được bằng cách duy trì trong

vùng phản ứng của lò khoảng 1 – 2 phút

• Áp suất trong lò khoảng 15 bars và nhiệt độ

ra khỏi lò khoảng 480–490oC Ngay khi ra

khỏi lò các phản ứng được dừng lại nhờ sự

giảm nhiệt độ đột ngột (đến khoảng 350oC)

hiệu quả nhờ một van giảm áp và nhờ làm

lạnh bởi dòng gazole hay cặn có nhiệt độ

thấp

Phân xưởng giảm nhớt không trang bị buồng làm lạnh

Sơ đồ công nghệ

Ưu điểm của phân xưởng trang bị buồng làm lạnh

• Nhiệt độ ra khỏi lò thấp hơn nên tiết kiệm được chi phí năng lượng ít nhất 15–20%.

• Khuynh hướng tạo cốc giảm và do đó chu kỳ tái sinh cốc sẽ tăng từ khoảng 3 tháng đến 12 tháng

• Hiệu suất thu gasoil đạt cực đại

• Độ ổn định của cặn, một thông số quan trọng, dường như tốt hơn đối với sơ đồ có trang bị soaker.

• Phân xưởng giảm nhớt rất nhạy với sự nhiễu của các thông số vận hành Trong phân xưởng có trang bị soaker các thông số vận hành không chế dễ dàng hơn.

• Giảm giá thành của lò và thiết bị gia nhiệt, giảm đầu tư ban đầu 10 – 15%.

Các thiết bị chính

Lò đốt

• Có nhiệm vụ nâng nhiệt độ của nguyên liệu đến nhiệt độ phản ứng và duy trì nhiệt độ nhiệt độ này thời gian khá dài để thu được độ chuyển hóa mong muốn

Buồng làm lạnh (Soaker drum)

• Cho phép tăng thời gian lưu của nguyên liệu và vận hành ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ lò đốt Trong thiết

bị này các phản ứng cracking xảy ra khoảng 40-60% Các phản ứng này là các phản ứng thu nhiệt, nhiệt

độ ra tháp hơn nhiệt độ vào là 10-20°C

Tháp chưng cất

• Tháp chưng cất là một hệ thống gồm nhiều đĩa, mỗi đĩa của tháp ứng với một nồi chưng trong quá trình chưng cất Bộ phận đun nóng ở dưới đáy Hơi đi từ dưới qua các lỗ của đĩa Chất lỏng chảy từ trên xuống qua các ống chuyền Nồng độ các cấu tử sẽ thay đổi theo chiều cao của tháp, nhiệt độ sôi cũng thay đổi tương ứng.

Cơ sở lý thuyết của quá trình

• Các quá trình nhiệt là sự biến đổi hóa học của hydrocacbon nguyên chất hoặc các phân đoạn dầu mỏ dưới tác dụng của nhiệt độ cao theo cơ chế gốc

• Trong quá trình giảm nhớt, các maltène bị bẻ gãy mạch tạo thành các phân tử nhỏ hơn, trong khi lượng asphaltène tăng lên do phản ứng vòng hoá và ngưng tụ các nhân thơm

• Bẻ gãy liên kết C-C của các HC mạch thẳng trong các paraffine (tạo thành oléfine) và trong các alkylaromatique (phản ứng đề alkyl hoá) Đây là các phản ứng sơ cấp Oligome hoá và vòng hoá tạo thành các naphtène từ các hợp chất oléfine tạo thành từ phản ứng sơ cấp Ngưng tụ các phân tử mạch vòng tạo thành polyaromatique

Động học và cơ chế cracking

• Cơ chế: phản ứng dây chuyền xảy ra theo cơ chế gốc

• Động học: vận tốc phản ứng biểu diễn theo phương trình bậc một

hay

• Với x là phần khối lượng nguyên tử đã bị chuyển hóa.

• Năng lượng hoạt hóa (E) thay đổi theo bản chất và thành phần của nguyên liệu.

Các thông số vận hành

Nhiệt độ

• Nhiệt độ này nằm trong khoảng 430-490 o C tùy thuộc nguyên liệu và công nghệ

Áp suất

• Trong thực tế tùy thuộc vào loại nguyên liệu mà chọn áp suất phù hợp, với short residues thì áp suất vào khoảng 5-8 bars và long residues thì áp suất là 10-12bars.

Tốc độ truyền nguyên liệu

• Khi lưu lượng tăng lên 10%, nếu muốn giữ nguyên độ chuyển hóa có thể tăng nhiệt độ sau khi ra khỏi lò lên 3 o C để bù trừ hiệu ứng do tăng lưu lượng.

Phun hơi nước vào trong ống cấp nhiệt

• Phun hơi nước vào trong ống cấp nhiệt nhằm cải thiện sự truyền nhiệt trong các ống Quá trình này sẽ làm giảm độ chuyển hóa, để bù trừ độ chuyển hóa bị giảm có thể tăng nhiệt độ của lò

Kết Luận

Tiểu luận môn học Công nghệ lọc dầu 1 là một cơ hội tốt cho sinh viên chúng em tiếp cận gần hơn với thực tế cũng như đúc kết thêm kinh nghiệm thực hiện dự án Chúng em đã cố gắng hoàn thành dự

án một cách tốt nhất nhưng cũng không tránh những sai sót trong quá trình tổng hợp và trình bày trình bày dự án Chúng em rất mong

cô sẽ xem xét và góp ý thêm để chúng em có thể hoàn thiện tốt hơn cho những dự án sau Chúng em xin chân thành cảm ơn.

18