QUÁ TRÌNH LỌC TÁCH VẬT LÝ - CHƯƠNG MỞ ĐẦU ppsx

1 BÀI GIẢNG QUÁ TRÌNH LỌC TÁCH VẬT LÝ Giảng viên biên soạn: GVC. ThS. Trần Văn Tiến Tên môn học : Quá trình Lọc tách vật lý Số ĐVHT : 5 (75 tiết) Tài liệu học tập: + Sách, giáo trình chính: 1. Bài giảng QUÁ TRÌNH LỌC TÁCH VẬT LÝ, Trần Văn Tiến 2. Tập Các hình vẽ, sơ đồ, cấu tạo thiết bị chỉ định trong Bài giảng, Trần Văn Tiến 3. Procédés de Séparation, tập 2, 655 trang, Jean-Pierre Wauquier NXB TECHNIP - Paris, 1998. (Chú ý: Bài giảng này được biên soạn theo cuốn Procédés de Séparation. Các hình vẽ, sơ đồ, cấu tạ o thiết bị chỉ định trong Bài giảng, sinh viên tra trực tiếp theo số thứ tự của hình trong cuốn Procédés de Séparation.) + Sách tham khảo: 1. Nguyễn Bin. Các Quá trình, Thiết bị trong Công nghệ Hóa chất và Thực phẩm, tập 4: Chưng luyện, Hấp thụ, Trích ly, Kết tinh, Hấp phụ, Sấy. NXB KH&KT Hà Nội, 2002. 2. Nguy ễn Bin. Tính toán Quá trình, Thiết bị trong Công nghệ Hóa chất và Thực phẩm, tập 1&2. NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, 2001. 3. Nguyễn Bin, Đỗ Văn Đài, Long Thanh Hùng, Đinh Văn Huỳnh, Nguyễn Trọng Khuông, Phan Văn Thơm, Phạm Xuân Toản, Trần Xoa. Sổ tay Quá trình và Thiết bị Công nghệ Hóa chất, tập 1&2. NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, 2004. Chương mở đầu : TỔNG QUAN VỀ MÔN HỌC QUÁ TRÌNH LỌC TÁCH VẬT LÝ 1. Sơ đồ tất cả các loại quá trình trong nhà máy lọc dầu (Hình 1.1a) 2. Sơ đồ tất cả các loại phân xưởng trong nhà máy lọc dầu (Hình 1.2) 3. Vai trò của Công nghệ Lọc dầu trong nhà máy lọc dầu Dầu thô được tạo thành từ hỗn hợp phức tạp gồm rất nhiều các hợp chất, phần lớn là hydrocarbon. Để thu được các sản phẩm dầu mỏ đáp ứng được các tiêu chuẩn kỹ thu ật thương mại, đầu tiên cần phải thực hiện một quá trình phân riêng dầu mỏ nguyên khai thành nhiều phân đoạn khác nhau. Các phân đoạn này, tiếp sau đó phải được tinh luyện làm sạch, hay phải trải qua các quá trình chuyển hóa hóa học, đặc biệt là nhằm phục vụ cho các nhu cầu của ngành hóa dầu sau này. Nguyên lý cơ sở của một công đoạn phân riêng được minh họa trong Hình 1.1. Hỗn hợp ban đầu (dầu thô hoặc h ỗn hợp khác, A, B, C ) được phân riêng ra thành các cấu tử khác nhau hay các phân đoạn khác nhau nhờ những tính chất đặc trưng, ví dụ bằng khoảng nhiệt độ sôi. Một công đoạn như vậy thông thường đòi hỏi sự tiêu tốn năng lượng (đun sôi trong chưng luyện hay làm lạnh trong kết tinh) hay đòi hỏi sự trợ giúp của một tác nhân phân riêng chọn lọc (dung môi trích ly, hấp thụ, chất hấp phụ). Trong các trường h ợp nói riêng của lọc dầu thô, các quá trình lọc tách vật lý bảo đảm được 3 chức năng chính sau: • Các quá trình phân đoạn 2 Quá trình chưng cất khí quyển cho phép phân đoạn dầu thô thành các phân đoạn khác nhau: khí dầu hóa lỏng LPG, xăng, kerosen, gazol, fuel được cho ví dụ trên Hình 1.2. Với các quá trình chuyển hoá hoá học, trong hầu hết các trường hợp, sau khi thực hiện quá trình, dòng sản phẩm thường phải trải qua một công đoạn phân đoạn nhằm mục đích thu được các sản phẩm có chất lượng đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiên cứu. • Các quá trình tuần hoàn lại Hầu hết các công đoạn chuyển hóa hóa học đều được đặc trưng bởi sự chuyển hóa từng chặng không hoàn toàn, tiếp đó lại là một công đoạn phân riêng để tách riêng và tuần hoàn lại các cấu tử chưa được chuyển hóa, vì hệ số chuyển hoá tuỳ thuộc quá trình thường nằm trong khoảng 10-90% (Hình 1.3). Như vậy, sự cần thiết gia tăng chỉ số octan IO của các nguồn xăng cơ sở nhằm sản xuất ra các loại xăng không chì, dẫn đến việc phải tiến hành các quá trình đồng phân hóa các n-parafin thành các iso-C 5 và C 6 . Các n-parafin không được chuyển hóa khi đi ra khỏi quá trình đồng phân hóa sẽ được tách ra bởi các rây phân tử có kích thước 5A o và được tái tuần hoàn, nhằm đạt kết quả đồng phân hóa hoàn toàn các parafin này. • Các quá trình làm sạch - Làm sạch cho nguyên liệu trước khi phản ứng: tách các loại tạp chất (như H 2 S, mercaptan có trong hỗn hợp khí trên rây phân tử 13X) mà chúng có phản ứng phụ với xúc tác trong nguyên liệu đầu là rất cần thiết cho các công đoạn hạ lưu, vì trong các công đoạn có xúc tác, chất xúc tác rất nhạy phản ứng với các tạp chất có trong nguyên liệu. - Làm sạch để hoàn thiện chất lượng tạo sản phẩm (tách aromatic, parafin để sản xuất dầu nhờn, tách aromatic cho nhiên liệu). - Làm sạch để đáp ứng yêu cầu là một vài s ản phẩm thu được phải có độ tinh khiết cao để ứng dụng cho các nhu cầu của hóa dầu (ví dụ sản xuất H 2 , i/n-parafin, BTX tinh khiết). - Làm sạch nhằm tách triệt để các tạp chất độc hại có trong các chất thải là khí, nước từ nhà máy ra môi trường (như hấp thụ H 2 S bằng dung môi amin). Giáo trình này đề cập chủ yếu đến quá trình phân riêng các hỗn hợp đồng nhất. Các hỗn hợp này cần được tách thành các nhóm cấu tử hay thậm chí thành các cấu tử tinh khiết nhờ các quá trình lọc tách vật lý (hay quá trình truyền chất) khá phức tạp. Các quá trình này, tùy từng trường hợp, sẽ đòi hỏi từ một hay một tập hợp các công đoạn tinh chế lại một cách chọn lọc một vài cấu t ử trong phân đoạn ban đầu. . GIẢNG QUÁ TRÌNH LỌC TÁCH VẬT LÝ Giảng viên biên soạn: GVC. ThS. Trần Văn Tiến Tên môn học : Quá trình Lọc tách vật lý Số ĐVHT : 5 (75 tiết) Tài liệu học tập: + Sách, giáo trình chính:. tay Quá trình và Thiết bị Công nghệ Hóa chất, tập 1&2. NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, 2004. Chương mở đầu : TỔNG QUAN VỀ MÔN HỌC QUÁ TRÌNH LỌC TÁCH VẬT LÝ 1. Sơ đồ tất cả các loại quá. đến quá trình phân riêng các hỗn hợp đồng nhất. Các hỗn hợp này cần được tách thành các nhóm cấu tử hay thậm chí thành các cấu tử tinh khiết nhờ các quá trình lọc tách vật lý (hay quá trình