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
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu CƠNG NGHỆ LỌC DẦU Đề tài: Q TRÌNH GIẢM NHỚT Lớp học phần: 20N52 Sinh viên thực hiện: Lê Tiến Linh Nguyễn Cảnh Nghị Lê Việt Dũng Nguyễn Thị Tuyết Trinh Phạm Xuân Trung Võ Văn Thuyết Trần Nguyễn Trường Giang Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Thanh Xuân ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu NỘI DUNG BÁO CÁO I III GIỚI THIỆU SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ II IV NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM CƠ SỞ CỦA QUÁ TRÌNH ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Mục đích vai trị Nhằm làm giảm đột nhớt phân đoạn cặn, tách hợp chất có độ nhớt cao khỏi dâu thơ (hydrocacbon mạch dài…) Tạo một nguồn phối liệu sản xuất dầu đốt nặng có độ nhớt và điểm chảy thấp phân đoạn cặn, loại bỏ tạp chất độc hại hạt có kích thước lớn khỏi dầu Phân xưởng còn sản xuất một lượng lớn xăng và gasoil, ngoài 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 quá trình cốc hoá, quá trình sản xuất dầu nhờn ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Vai trị trình giảm nhớt VISBREAKING Cải thiện khả chảy Loại bỏ phần tạp chất Cải thiện khả chống oxy hóa dầu ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Vị trí phân xưởng giảm nhớt nhà máy lọc dầu • Sau CDU dùng cặn nguyên liệu q trình chưng cất khí • Sau VDU dung cặn q trình chưng cất chân khơng ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Nguyên liệu đặc trưng nguyên liệu Nguyên liệu • Cặn q trình chưng cất khí vận hành chế độ maximum xăng gazole • Cặn q trình chưng cất chân khơng vận hành chế độ giảm tối đa độ nhớt để sản xuất dầu đốt cơng nghiệp Đặc trưng • Có khối lượng phân tử lớn • Có nhiều phân thơm, có chứa nhiều nhánh mạch thẳng, dị nguyên tố (S,N,O) kim loại nặng (Ni, V) ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Hiệu suất, độ chuyển hóa sản phẩm Hiệu suất Hiệu suất đặc tính sản phẩm phụ thuộc vào chất nguyên liệu độ chuyển hoá thu điều kiện vận hành thích hợp Độ chuyển hóa • Độ chuyển hóa định nghĩa tổng lượng sản phẩm mong muốn thu so với lượng nguyên liệu q trình • Độ chuyển hóa phụ thuộc theo nguồn gốc nguyên liệu thay đổi từ đến 7% • Trong trường hợp muốn sản xuất lượng gazole cực đại, độ chuyển hóa đạt đến 10 – 12% ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Hiệu suất, độ chuyển hóa sản phẩm ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Sản phẩm • Phân đoạn khí C4- : Chứa hàm lượng S cao, xử lý trước đưa sử dụng LPG hay khí đốt • Phân đoạn xăng (165°C): Có số octan thấp, hàm lượng Oleffin cao, hàm lượng lưu huỳnh cao (chất lượng thấp), cần xử lý hydro trước làm nguyên liệu cho FCC • Phân đoạn Gasoil (165 - 350°C): Có số cetan thấp, dễ bị oxy hóa hàm lượng Oleffin cao • Cặn (350°C+) loại dầu đốt có độ nhớt cải thiện so với nguyên liệu, chưa lượng đáng kể asphaltene ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Sơ đồ cơng nghệ • Ngun liệu sau gia nóng sơ đưa qua lị đốt để nâng lên nhiệt độ cracking • Sau đưa qua buồng làm lạnh, phản ứng chủ yếu xảy Nhiệt độ vận hành lò thấp khoảng 30°C với nguyên liệu • Sau buồng làm lạnh, giảm áp nhờ van làm lạnh làm giảm nhiệt độ xuống đến 350oC • Sau đó, ngun liệu tiếp tục qua tháp chưng cất để tách thành sản phẩn khác khau Gas, LPG, xăng, Gasolin cặn giảm nhớt Sơ đồ điển hình phân xưởng giảm nhớt (có buồng làm lạnh) 10 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Sơ đồ cơng nghệ Phân xưởng giảm nhớt không trang bị buồng làm lạnh • Các phản ứng cracking xảy lị • Độ chuyển hóa đạt cách trì vùng phản ứng lị khoảng – phút • Áp suất lị khoảng 15 bars nhiệt độ khỏi lò khoảng 480–490oC Ngay khỏi lò phản ứng dừng lại nhờ giảm nhiệt độ đột ngột (đến khoảng 350oC) hiệu nhờ van giảm áp nhờ làm lạnh dịng gazole hay cặn có nhiệt độ thấp Sơ đồ phân xưởng giảm nhớt (khơng có buồng làm lạnh) 11 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Sơ đồ công nghệ Ưu điểm phân xưởng trang bị buồng làm lạnh • Nhiệt độ khỏi lị thấp nên tiết kiệm chi phí lượng 15–20% • Khuynh hướng tạo cốc giảm chu kỳ tái sinh cốc tăng từ khoảng tháng đến 12 tháng • Hiệu suất thu gasoil đạt cực đại • Độ ổn định cặn, thông số quan trọng, dường tốt sơ đồ có trang bị soaker • Phân xưởng giảm nhớt nhạy với nhiễu thơng số vận hành Trong phân xưởng có trang bị soaker thông số vận hành không chế dễ dàng • Giảm giá thành lị thiết bị gia nhiệt, giảm đầu tư ban đầu 10 – 15% 12 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Các thiết bị Lị đốt • Có nhiệm vụ nâng nhiệt độ nguyên liệu đến nhiệt độ phản ứng trì nhiệt độ nhiệt độ thời gian dài để thu độ chuyển hóa mong muốn Buồng làm lạnh (Soaker drum) • Cho phép tăng thời gian lưu nguyên liệu vận hành nhiệt độ thấp nhiệt độ lò đốt Trong thiết bị phản ứng cracking xảy khoảng 40-60% Các phản ứng phản ứng thu nhiệt, nhiệt độ tháp nhiệt độ vào 10-20°C Tháp chưng cất • Tháp chưng cất hệ thống gồm nhiều đĩa, đĩa tháp ứng với nồi chưng trình chưng cất Bộ phận đun nóng đáy Hơi từ qua lỗ đĩa Chất lỏng chảy từ xuống qua ống chuyền Nồng độ cấu tử thay đổi theo chiều cao tháp, nhiệt độ sôi thay đổi tương ứng 13 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Cơ sở lý thuyết q trình • Các q trình nhiệt biến đổi hóa học hydrocacbon nguyên chất phân đoạn dầu mỏ tác dụng nhiệt độ cao theo chế gốc • Trong trình giảm nhớt, maltène bị bẻ gãy mạch tạo thành phân tử nhỏ hơn, lượng asphaltène tăng lên phản ứng vịng hố ngưng tụ nhân thơm • Bẻ gãy liên kết C-C HC mạch thẳng paraffine (tạo thành oléfine) alkylaromatique (phản ứng đề alkyl hoá) Đây phản ứng sơ cấp Oligome hố vịng hoá tạo thành naphtène từ hợp chất oléfine tạo thành từ phản ứng sơ cấp Ngưng tụ phân tử mạch vòng tạo thành polyaromatique 14 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Động học chế cracking • Cơ chế: phản ứng dây chuyền xảy theo chế gốc • Động học: vận tốc phản ứng biểu diễn theo phương trình bậc hay • Với x phần khối lượng nguyên tử bị chuyển hóa • Năng lượng hoạt hóa (E) thay đổi theo chất thành phần nguyên liệu 15 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Các thông số vận hành Nhiệt độ • Nhiệt độ nằm khoảng 430-490 oC tùy thuộc ngun liệu cơng nghệ Áp suất • Trong thực tế tùy thuộc vào loại nguyên liệu mà chọn áp suất phù hợp, với short residues áp suất vào khoảng 5-8 bars long residues áp suất 10-12bars Tốc độ truyền nguyên liệu • Khi lưu lượng tăng lên 10%, muốn giữ nguyên độ chuyển hóa tăng nhiệt độ sau khỏi lò lên 3oC để bù trừ hiệu ứng tăng lưu lượng Phun nước vào ống cấp nhiệt • Phun nước vào ống cấp nhiệt nhằm cải thiện truyền nhiệt ống Quá trình làm giảm độ chuyển hóa, để bù trừ độ chuyển hóa bị giảm tăng nhiệt độ lò 16 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Kết Luận Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Tiểu luận mơn học Cơng nghệ lọc dầu hội tốt cho sinh viên chúng em tiếp cận gần với thực tế đúc kết thêm kinh nghiệm thực dự án Chúng em cố gắng hoàn thành dự án cách tốt không tránh sai sót q trình tổng hợp trình bày trình bày dự án Chúng em mong xem xét góp ý thêm để chúng em hoàn thiện tốt cho dự án sau Chúng em xin chân thành cảm ơn 17 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu 18