Đồ án Công Nghệ Lọc Dầu

Đồ án Công Nghệ Lọc Dầu

Đồ án Cơng Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu – K50 CÁC DỮ LIỆU CHO TRƯỚC * Tính tốn tháp chưng cất khí có cấu trúc sau: Tháp có 48 đĩa Sản phẩm đỉnh: Khí + naptha LGO lấy đĩa 26 HGO lấy đĩa 38 Vùng stripping đáy tháp có đĩa Áp suất đỉnh: 1,5 at, tổn thất áp suất đĩa mmHg Nguyên liệu đầu vào dầu thô mỏ Bạch Hổ, Qv = 19744 tấn/ngày * Yêu cầu tính tốn (tính tốn tháp chưng cất hồn chỉnh) Tính nhiệt độ, lưu lượng Q vùng tháp Tính tốn cấu trúc tháp A TÍNH NHIỆT ĐỘ, LƯU LƯỢNG Ở THÁP CHƯNG CẤT KHÍ QUYỂN Từ liệu tính chất dầu Bạch Hổ ta vẽ đường đặc trưng dầu thô: Bảng A.1 Đặc trưng dầu thô Bạch Hổ Gentle -1- 20/03/2013 Đồ án Cơng Nghệ Lọc Dầu gentle Lọc Hóa Dầu - K50 -2- 3/20/2013 Đồ án Cơng Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu - K50 HÌNH A.1.Đường TBP dầu thơ HÌNH A.2.Đường đặc trưng V-d dầu thô Căn vào đường TBP chia dầu thô thành phân đoạn sau tháp chưng cất khí quyển: - Phân đoạn khí + naphtha 21,95% thể tích - Phân đoạn kerosene 6,58% - Phân đoạn LGO 15% - Phân đoạn HGO 10,96% - Phân đoạn AR 45,51% Giả sử, coi chung cất lý tưởng Khi đường TBP nguyên liệu xem trùng với đường TBP phân đoạn Từ ta đặc trưng phân đoạn ,như sau : gentle -3- 3/20/2013 Đồ án Công Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu - K50 Bảng A.2.Số liệu %V-t-d phân đoạn khí + naphtha %V d 16,54 70 0,6440 20,77 80 0,6846 25,56 90 0,6981 31,03 100 0,7057 37,13 110 0,7135 43,96 120 0,7248 51,85 130 0,7297 60,27 140 0,7367 68,47 150 0,743 76,49 160 0,7482 84,37 170 0,7531 92,30 180 0,7583 100,00 gentle t 190 0,7633 -4- 3/20/2013 Đồ án Công Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu - K50 HÌNH A.3.Đường cong chưng cất phân đoạn khí + naphtha HÌNH A.4 Đường đặc trưng V- d phân đoạn khí + naphtha gentle -5- %V 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 t 188,4 196,4 198.0 199,7 201,6 203,6 204,7 206,7 209,1 212,1 216,9 228.0 3/20/2013 Đồ án Công Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu - K50 Bảng A.3.Số liệu %V-t-d phân đoạn Kerosen %V t d 190 0,7633 24,77 200 0,768 49,09 210 0,7725 73,71 220 0,7767 100,00 230 0,7809 HÌNH.A.5 Đường cong chưng cất phân đoạn kerosen gentle -6- 3/20/2013 Đồ án Công Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu - K50 HÌNH.A.6 Đường đặc trưng V- d phân đoạn kerosen Bảng A.4 Số liệu %V-t-d phân đoạn LGO %V D 230 0,7809 12,47 240 0,7852 25,93 250 0,7894 40,33 260 0,7934 55,67 270 0,7971 71,27 280 0,8005 86,40 290 0,8038 100,00 gentle t 300 0,8066 -7- 3/20/2013 Đồ án Cơng Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu - K50 HÌNH.A.7.Đường cong chưng cất phân đoạn LGO HÌNH.A.8 Đường đặc trưng V- d phân đoạn LGO Bảng A.5 Số liệu %V-t-d phân đoạn HGO %V d 300 0.8066 16,33 310 0,809 31,75 gentle t 320 0,8109 -8- 3/20/2013 Đồ án Cơng Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu - K50 47,99 330 0,8127 65,60 340 0,814 83,58 350 0,8172 100,00 360 0,8273 HÌNH.A.9 Đường cong chưng cất phân đoạn HGO HÌNH.A.10 Đường đặc trưng V- d phân đoạn HGO Bảng A.6 Số liệu %V-t-d phân đoạn AR %V D 360 0.8273 3,49 370 0,8391 6,68 380 0,8487 9,76 390 0,8552 13,18 gentle t 400 0,8581 -9- 3/20/2013 Đồ án Cơng Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu - K50 17,42 410 0,8598 22,90 420 0,8626 29,11 430 0,8658 35,66 440 0,8674 41,53 450 0,868 46,39 460 0,8685 50,54 470 0,869 53,89 480 0,8713 57,55 490 0,8754 60,58 500 0,8796 63,33 510 0,8836 65,90 520 0,8873 68,18 530 0,8904 69,92 540 0,8928 71,48 550 0,8948 73,21 560 0,8969 75,13 570 0,8994 77,21 580 0,9023 79,04 590 0,9054 80,44 600 0,9081 HÌNH.A.11 Đường cong chưng cất phân đoạn AR gentle - 10 - 3/20/2013 Đồ án Công Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu - K50 Q = Q1 + Q2 + Q3 Q1 = mCp(128 - 112) = mCp.6 Q2 = m rngưngtụ Q3 = mCn(112 - 30) = m.Cn.82 Trong đó: -m: khối lượng nước ngưng tụ -Cp: nhiệt dung riêng trung bình nước nhiệt ,Cp=0,503(kcal/kg.độ)[3] -Cn: nhiệt dung riêng nước ngưng ,Cn = 0,998 (kcal/kg.độ) [3] - rngưngtụ :ẩn nhiệt ngưng tụ nước bão hòa rngưngtụ = 532 kcal/kg [3] Vậy: Q = 88311,2(6.0,503 + 532 + 82.0,998) = 54465116,96 (kcal/h) Cân nhiệt cho bảng số liệu VII.1 ,ta thấy tổng lượng nhiệt dùng cho hồi lưu vòng là: X = 23982219,04 (kcal/h) VIII Tính tốn hồi lưu vịng cho tháp chưng cất Để tăng độ phân tách cho trình chưng cất dầu thơ người ta thường sửdụng phương pháp hồi lưu vòng Theo phương pháp này, người ta trích dịng lỏng đĩa đó, đưa ngồi làm lạnh hồi lưu trở lại tháp vị trí cao đĩa so với vị trí lấy Khí quay lại tháp chưng cất, dịng hồi lưu vịng có nhiệt độ tháp nhiều so với nhiệt độ đĩa mà đưa vào (do trao đổi nhiệt với dịng dầu thơ) làm ngưng tụ lượng đáng kể Kết lưu lượng bay lên từ đĩa giảm nên đồng thời lưu lượng lỏng chảy xuống đĩa nhỏ bớt Kết lưu lượng lỏng đĩa phía giảm xuống VIII.1 Trước hồi lưu Lưu lượng đĩa lấy phân đoạn sườn là: Ri + Vi Lưu lượng lỏng đãi lấy phân đoạn sườn là: Ri + Li 1.1 Tại đĩa lấy HGO R1 + L1 = 335190,02 + 95110 = 430300,02 (kg/h) R1 + V1 = 335190,02 + 420218 = 755408 (kg/h) 1.2 Tại đĩa lấy LGO R2 + L2 = 599643,333 + 129259 = 728902,333 (kg/h) R2 + V2 = 599643,333 + 330794 = 930437,333 (kg/h) 1.3 Tại đĩa lấy Kerosen R3 + L3 = 836174 + 53495 = 889669 (kg/h) gentle - 24 - 3/20/2013 Đồ án Cơng Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu - K50 R3 + V3 = 836174 + 208957 = 1045131 (kg/h) 1.4 Tại đỉnh tháp R4 = 824621,35 (kg/h) R4 + V4 = 824621,35 + 157952 = 982573,35 (kg/h) L + V4 = 471212,2 + 157952 = 629164 (kg/h) 1.5 Tại đĩa nạp liệu Lo + La = 53036 + 374379 = 427415 (kg/h) Vo + Va = 24381 + 448018 = 472399 (kg/h) 1.6 Tại đáy tháp AR = 402449 (kg/h) VIII.2 Định lượng hồi lưu vòng Quyết định hồi lưu vịng vị trí sườn tháp chưng cất 2.1.tại đĩa lấy HGO Trích 220 tấn/h dầu thơ để thực hồi lưu vịng, dịng hồi lưu quay lại tháp đĩa thứ 35 200 oC sau trao đổi nhiệt với dịng dầu thơ Như lượng nhiệt hồi lưu vịng trao đổi với dịng dầu thơ : Q1 = 220000(181 - 113) = 14960000 (kcal/h) 113 kcal/kg entanpy HGO 200 oC Lưu lượng dòng tháp chưng cất thay đổi sau : - Dòng hồi lưu lạnh L’ L’ = L – 14960000/(142 - 16) = 471212,2 – 118730,16 = 352482,04 (kg/h) - Dòng khỏi tháp chưng cất L’ + V4 = 352482,04 + 157952 = 510434,04 (kg/h) - Dịng hồi lưu nóng R4’ R4’ = R4–14960000/(142 - 70) = 824621,35 – 207777,78 = 616843,57 (kg/h) - Dòng bay lên vào đĩa R4’ + V4 = 616843,57 + 157952 = 774795,57 (kg/h) - Dòng hồi lưu nóng R3’ R3’ = R3 – 14960000(168 - 109) = 836174 – 253559 = 582615 (kg/h) - Dòng hồi lưu nóng chảy vào đĩa lấy phân đoạn kerosen R3’ + L3= 582615 + 53495 = 636110 (kg/h) - Dòng bay lên từ đĩa lấy Kerosen R3’ + V3= 582615 + 208957 = 791572 (kg/h) - Dòng hồi lưu nóng R2’ R2’ = R2 – 14960000(195 - 139) = 59964,333 – 267142,857 = 332500,476 (kg/h) gentle - 25 - 3/20/2013 Đồ án Cơng Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu - K50 - Dịng hồi lưu nóng chảy vào đĩa lấy LGO R2’ + L2= 332500,476 + 129259 = 461579,476 (kg/h) - Dòng bay lên từ đĩa lấy Kerosen R2’ + V2= 332500,476 + 330794 = 663294,276 (kg/h) - Dịng hồi lưu nóng chảy vào đĩa lấy HGO (R1 + L1) + 220000 = 430300,02 + 220000 = 650300,02(kg/h) 2.2 Tại đĩa lấy LGO Tiến hành lấy 140 LGO 1h, hồi lưu vòng trao đổi nhiệt với dịng dầu thơ quay trở lại tháp đĩa số 23.Khi dịng PA có nhiệt độ 150oC Vậy lượng nhiệt PA chuyển cho dầu thô: Q2 = 140000(139 - 82) = 7980000 (kcal/h) Lưu lượng dòng tháp thay đổi sau: - L’’ = L’ – 7980000/(142 - 16) = 352482,04 – 63333,33 = 289148,71 (kg/h) L’’ + V4 = 289148,71 + 157952 = 447100,71 (kg/h) - R4’’ = R4’ – 7980000/(142 - 70) = 616843,57 – 110833,33 = 506010,24 (kg/h) R4’’ + V4 = 506010,24 + 157952 = 663962,42 (kg/h) - R3’’ = R3’ – 7980000/(168 - 109) = 582615 – 135254 = 447361 (kg/h) R3’’ + L3 = 447361 + 53495 = 500856 (kg/h) - R3’’ + V3 = 447361 + 208957 = 656318 (kg/h) (R2’ + L2) + 140000 = 461579,476 + 140000 = 601579,476 (kg/h) 2.3 Tại đĩa lấy Kerosen Trích 18,5 tấn/h LGO, hồi lưu vịng trao đổi nhiệt với dịng dầu thơ quay trở lại tháp đĩa số 12 Khi nhiệt độ dòng hạ xuống 100 oC Vậy lượng nhiệt trao đổi với dịng dầu thơ: Q3 = 18500(109 - 53) = 1036000 (kcal/h) Lưu lượng dòng tháp thay đổi sau: - L’’’ = L’’ – 1036000/(142 - 16) = 289148,71 – 8222,22 = 280926,49 (kg/h) L’’’ + V4 = 280926,49 + 157952 = 438876,49 (kg/h) - R4’’’ = R4’’ – 1036000/(142 - 70) = 506010,24 – 14388,89 = 491621,35 (kg/h) R4’’’ + V4 = 491621,35 + 157952 = 649573,35 (kg/h) (R3’’’ + L3) + 18500 = 500856 + 18500 = 519356 (kg/h) Các kết thu được thể qua sơ đồ dòng : gentle - 26 - 3/20/2013 Đồ án Cơng Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu - K50 983 HÌNH.VIII.2.3.1.Sự phân bố dịng đĩa Như ,sau hồi lưu vòng ,lưu lượng tháp tương đối ổn định.Điều tạo điều kiện để thiết kế tháp có đường kính đồng tồn tháp Ở phần B ta tính đường kính tháp theo số liệu hồi lưu gentle - 27 - 3/20/2013 Đồ án Công Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu - K50 B TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ CƠNG NGHỆ CỦA THÁP CHƯNG CẤT KHÍ QUYỂN Kết tính tốn phần A cho thấy lưu lượng dòng pha vùng HGO lớn Ta sử dụng số liệu dòng pha đĩa lấy phân đoạn HGO để tính thống số đĩa tháp chưng cất Theo kết tính tốn từ phần A, ta có liệu sau: - Khối lượng dòng lỏng: 650300,02 kg/h - Khối lượng riêng dòng lỏng: 813,5 kg/m3 20 oC 650300,02.10 = 222051,5 (cm3/s) 813,5.3600 - Lưu lượng thể tích dịng lỏng: - Khối lượng dịng hơi: R1 + V1 + Wo = 668000 + 76692 = 744692 (kg/h) Phân tử lượng trung bình là: MV = - 744692 = 97 247782 / 274 + 2518,83 + 4260.67 Khối lượng riêng dòng 296 oC; 1444 mmHg ρ V = P M RT Trong đó: ρ: khối lượng riêng dòng hơi, kg/m3 P: áp suất tỏng, atm M: phân tử lượng dịng R: số khí lý tưởng (l.atm/mol.oK) T: nhiệt độ (oK) 1444.97 Vậy: ρV = 760.0.082( 296 + 273) = 3,95 (kg/m3) - Lưu lượng thể tích dịng hơi: QV = 744692 =188530 (m3/h) = 52369339 (cm3/s) 3,95 - Khối lượng riêng dòng lỏng 296 oC tính theo cơng thức(4-1)trang 107 [1] ρL = ρo – a(t-20) Trong đó: ρo: khối lượng riêng dòng lỏng 20 oC (kg/m3) t: nhiệt độ, oC a: hệ số phụ thuộc ρo Theo bảng 4/5 [1] a = 0,76 ρL = 813,5 – 0,76(296 - 20) = 603,74 kg/m3 - Lưu lượng thể tích dịng lỏng 296 oC gentle - 28 - 3/20/2013 Đồ án Công Nghệ Lọc Dầu QL = m ρL Lọc Hóa Dầu - K50 = 650300,02 = 1077,12 603,74 (m3/h) = 299200 (cm3/s) I Tính đường kính đĩa Do lưu lượng lớn nên đĩa chắn phải to, ta chọn loại chụp lớn → Chọn loại chụp dùng tháp chụp số ( theo bảng 4/2 [1] ) Theo công thức (4-6) [1] ,lưu lượng cực đại qua chụp : qv max  ρ − ρv   = 30,12 L  ρ  v   1/  a − a2   / A  a2     1 + 0,4  a  H  H  a1 + a2       Trong đó: A: tổng diện tích khe chụp, A = 93,61 (cm3) H: chiều cao khe chụp, H = 3,81 (cm) ρL, ρV: khối lượng riêng dịngvà khí, kg/m3 a1, a2: chiều rộng đáy khe, đỉnh khe chụp a1 = 0,84cm, a2 = 0,42cm 1/ q v max  603,74 − 3,95  = 30,12  3,95   93,61  0,42   0,84 − 0,42   1 + 0,4 3,813 / 3,81  0,42 + 0,84  0,42   =31648,1(cm3/s) Nếu chọn độ mở khe chụp h3/H = 0,9 theo cơng thức (4-7) [1], lưu lượng qua chụp : a + 0,4( a1 − a ) h3 / H  h3    q v max a + 0,4( a1 − a ) h  0,42 + 0,4(0,84 − 0,42).0,9 = 0,9 / 2.31648,1 = 26250 3/s ) (Cm 0,42 + 0,4(0,84 − 0,42) 3/ qv = Số chụp đĩa: Qv 52369339 = = 1995 (chụp ) qv 26250 Tổng tiết diện tất khe chụp: 93,61.1995 = 186752 (cm2) Với số lượng chụp lớn đĩa phải loại dịng Khi đó, dịng chảy pha lỏng đĩa liên tiếp không giống (do khác độ dài bờ chắn ống chảy chuyền) Điều dẫn tới khác biệt diện tích vùng đệm đĩa đó.Vì để đảm bảo lộ trình dịng lỏng vùng đệm ln đủ lớn, ta cần tăng vùng lên so với đĩa dịng Nói cách khác, tỉ lệ diện tích vùng chứa chụp bé Điều có ảnh hưởng vấn đề cơng nghệ vấn đề kinh tế ;vì cần tính toán kỹ lưỡng Ta chọn phần trăm vùng theo diện tích đĩa sau : gentle - 29 - 3/20/2013 Đồ án Cơng Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu - K50 - Vùng chứa chụp 70% - Vùng để kết nối 4% - Vùng đệm 10% - Vùng ống chảy chuyền 16% Chọn l/d = 0,37 hay l = 0,37.15,48 = 5,73 (cm ) Theo bảng 4/3 [1] α =0,24 Như diện tích vùng chứa chụp : 186752/0,24 = 778133 (cm2) Diện tích đĩa : Ađ = 778133/0,7 = 1111619 (cm2) Nên đường kính đĩa :1191 (cm) Chú ý: Đường kính đĩa cịn xác đinh qua cơng thức (4-9) [1] sau : D= mv απK v ρ v ( ρ L − ρ V ) (m) Trong đó: mv: lưu lượng khối lượng dòng tháp chưng cất (kg/h) α: phần diện tích khơng bị chiếm ống chảy chuyền Kv: hệ số phụ thuộc khoảng cách đĩa sức căng bề mặt Với khoảng cách đĩa 60cm, sức căng bề mặt 20 dyn/cm theo biểu đồ H 4.17 [1] , Kv =196 D= 4.744692 = 10,88 0,84π.196 3,95( 603,74 − 3,95) (m) II Sắp xếp mặt đĩa II.1 Chọn lựa cấu trúc ống chảy chuyền Ở phần trước ta chọn loại chụp số cho tháp Khi chiều cao lớp lỏng đĩa phải vào khoảng > 10 cm (lớn chiều cao chụp 9,52 cm).Nếu dùng đĩa dòng với tiết diện ống chảy chuyền 8% diện tích đĩa độ dài bờ chắn L ống chảy chuyền 68% D hay 809 cm) Tỉ số QL 299200 = = 370 L 809 α = l/d =0,37 Theo biểu đồ H 4.19[1] gradien mặt lỏng ∆i ứng với1dãy chụp khoảng10 mm Khi l/d = 0,37 số chụp tối đa dãy : D 1190 = =56 1,37 d 1,37.15,48 (chụp) Số dãy chụp tối thiểu là: 1995/56 = 36 (dãy) gentle - 30 - 3/20/2013 Đồ án Công Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu - K50 Vậy gradien mặt lỏng: ∆= 36.∆i = 360 mm >> 25mm (25mm gradien mặt lỏng tối đa cho phép) Như kết tính sơ cho thấy phải dùng đĩa dịng II.2 Bố trí chụp Trên mặt đĩa, chụp xếp theo quy luật tam giác hình bên Phần trước ta chọn đĩa có 16 % diện tích ống chảy chuyền Trong ống chảy chuyền chiếm 8%; ống chảy chuyền bên ống 4% Theo biểu đồ H 4.30 [1] chiều dài bờ chắn ống chảy chuyền bên : 52% D hay 619cm Ống chảy chuyền chiếm 8% diện tích đĩa hay 88929,52 cm Do bề rộng ống chảy chuyền khoảng 75cm HÌNH B.II.2.1.Bố trí mặt đĩa Nhìn từ xuống Ở bước có 998 chụp xếp thành 22 hay 23 dãy dòng chảy từ bên đổ vào Còn dòng chảy từ bên số dãy nhiều hơn, lộ trình dịng lỏng qua vùng đệm lớn Độ dày trung bình h lớp lỏng đĩa đánh giá cách gần : h = h5 + h6 + ∆ h5: độ chênh mặt chất lỏng bờ chắn ống chảy chuyền với mặt bờ chắn Theo cơng thức (4-15) [1]: 2/3 Q  h5 = 0,15. L   L  Fo (cm) Hệ số Fo tra theo biểu đồ H 4.23 [1] Q 299200 / = 0,0157 Với 2L5 = , L 619 2,5 L/D = 0,52 Thì Fo = 1,023 2/3 Nên: h5  299200  = 0,15.   2.619  1,023 = 5,95 (cm) Lấy h1 = 2,5 cm, theo bảng 4/2 [1] với chụp số 6, chiều cao ống : h6 = 8,25 (cm ) Một cách gần ta lấy ∆i = 1,8 (cm) gentle - 31 - 3/20/2013 Đồ án Cơng Nghệ Lọc Dầu Khi Với Lọc Hóa Dầu - K50 h =5,95 +8,25 + ,8 = 16 h =16 cm, (cm) QL/L = 242 cm, h1 = 2,5cm, α = 0,37 ∆i = 4,1 mm Sơ ta tính gradien mặt lỏng ứng với bước đĩa : ∆ = 4,1.22 = 90,2 mm >> 25 mm Như đĩa dòng bước đáp ứng yêu cầu kỹ thuật tháp Ta định sử dụng đĩa dịng bước Hình B.II.2.2.Hướng dịng lỏng đĩa Đối với đĩa dòng bước, lớp lỏng mặt đĩa chia làm vùng 1-2, 2-3, 3-4, 4-5 Mỗi vùng có hay 10 dãy Do đĩa liên tiếp có số ống chảy chuyền khác nên gradien mặt lỏng vùng khác Ta có quy tắc sau: gentle - 32 - 3/20/2013 Đồ án Công Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu - K50 ∆1-2 = ∆4-5, ∆2-3 = ∆3-4 Q2 = Q3 = Q4 = 2Q1 = 2Q5 S2 = S3 = S4 = 2S1 = 2S5 Theo hình 4.30 [1] thì: S1 = 2% Ađ nên L1/d = 0,42  L1 = L5 = 500 (cm) S2 = 4% Ađ nên L2/d = 0,52  L2 = L4 = 619 (cm) S3 = 4% Ađ = 44464,76 (cm2 ) Do bề rộng ống chảy chuyền khoảng 37 (cm) III Gradien mặt lỏng III.1 Gradien mặt lỏng xung quanh đĩa Tra biểu đồ H 4.23 [1] với : L1/D = 0,42 QL 299200 / = = 0,0134 L2,5 500 2,5 Fo = 1,031 Q h5 = 0,15. L L      2/3  299200  Fo = 0,15.   4.500  2/3 1,031 = 4,36 (cm) Lấy h1 = 2,5 cm h6 = 8,25 cm Giả sử ∆ = 2,39 cm Khi h = h5 + h6 + ∆ = 4,36 + 8,25 + 2,39 =16 (cm) Theo biểu đồ H 4.19 [1] ∆i = 2,6 (mm) Có U o ρV = 52369339 1111619.0,84 3,95.10 −3 = 3,525 Theo H 4.20 [1] hệ số hiệu chỉnh ảnh hưởng dòng 0,97  ∆1-2 = ∆4-5 = 0,97.2,6.9 = 22,7 (mm) III.2 Gradien mặt lỏng đĩa Theo biểu đồ H 4.23 [1] F = 1,016 Khi QL 299200 / = = 0,0078 2, L2 619 2,5 L2/D = 0,52 Q h5 = 0,15. L L      2/3  299200  Fo = 0,15.   4.619  2/3 1,016 = 3,46 (cm) Lấy h1 = 2,5 cm h6 = 8,25 cm Lấy gradien mặt lỏng ∆ = 3,21 cm Khi h = h5 + h6 + ∆ = 3,46 + 8,25 + 3,21 = 15 (cm) Theo biểu đồ H 4.19 [1] ∆i = 2,7 (mm) gentle - 33 - 3/20/2013 Đồ án Công Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu - K50 Theo H 4.20 [1] ,hệ số hiệu chỉnh tác động với: Uo ρV = 3,525 ; QL 299200 = = 121 L2 4.619 → hệ số hiệu chỉnh 0,96 Vậy Gradien mặt lỏng vùng : ∆2-3 = ∆3-4 = 0,96.2,7.9 = 23,33 (mm) IV Áp suất đĩa Hệ thống ống –chụp tồn lớp lỏng mặt đĩa tạo trở lực dịng qua đĩa Do áp suất phía đĩa phải bé áp suất phía đĩa, nghĩa đĩa gây độ giảm áp suất Ta gọi ngắn gọn áp suất đĩa Áp suất đĩa bị gây lớp chất lỏng đĩa, độ giảm áp dòng qua hệ thống ống hơi-chụp sức căng bề mặt Trong nhiều trường hợp bỏ qua độ giảm áp gây sức căng bề mặt Độ giảm áp gây chui luồn dòng qua hệ thống ống hơi-chụp h o tính theo cơng thức (4-11) [1]  ρV ho = k o  ρ −ρ V  L   QV .  A  o     Hệ số ko có giá trị phụ thuộc tỉ số tiết diện hình vành khăn so với ống Theo bảng 4/2 [1]: Tiết diện hình vành khăn =90,30 (cm2 ) Tiết diện ống = 76,00 (cm2 )  tiết diện vành khăn/tiết diện ống = 90,30/76,00 = 1,19 Theo H 4.22 [1] ko = 0,00145 Vậy 3,95    52369339  ho = 0,00145 .  =1,14  603,74 −3,95   76.1995  (cm) Theo cơng thức (4-13) [1] độ giảm áp hl gây lớp lỏng hoạt động đĩa phải chiều cao lớp lỏng từ mặt lớp lỏng đến vị trí thấp khe chụp mà dòng chui qua : hl = h3 + h4 + h5 + ∆/2 = 0,9H + (h6 – h1 – h2 – H) + h5 + ∆/2 = 0,9.3,81 + (8.25 - 2,5 - 0,65 - 3,81) +4,36 + 2,27/2 = 10,214 (cm) Vậy theo (4-14) [1] : hđ = ho + hl = 1,14 + 10,214 = 11354 (cm) V Thời gian lưu chất lỏng ống chảy chuyền V.1 Ống chảy chuyền trung tâm(3) Theo H 4.5 cơng thức (4-16) [1] chiều cao lớp chất lỏng ống chảy chuyền là: gentle - 34 - 3/20/2013 Đồ án Công Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu - K50 hc = (h6 + h5 + ∆) + hđ + hk hk độ giảm áp gây chảy chất lỏng từ chân ống chảy chuyền qua khe ống chảy chuyền để tràn qua mặt đĩa Có thể tính hk theo cơng thức (4-16a) [1] : Q hk = 1,65.10  L A  h −2     Ak tiết diện khe ống chảy chuyền , Ak = L.hk’ Khe ống chảy chuyền phải đủ nhỏ cho mép chắn phải ngập lớp lỏng mặt đĩa1khoảng đủ sâu để ngăn khơng cho dịng từ đĩa chui qua ống chảy chuyền lên đĩa Đồng thời khe ống chảy chuyền phải đủ lớn để tốc độ chảy dòng lỏng ống chảy chuyền đĩa vừa phải ,tránh gây tượng dồn ứ ngập lụt Như độ cao khe phải nhỏ mực chất lỏng đĩa: hk' < h = h5 + h6 + ∆ = 15 ÷16 cm Lấy hk’ = 10 cm Ak = L.hk’ = 1190.10 = 11900 (cm2 )  299200  hk =1,65.10 −2.  = 0,65  4.11900  (cm ) hc = 15 + 11,354 + 0,65 = 27,004 (cm) Thời gian lưu chất lỏng ống chảy chuyền trung tâm : t= Ađ 0,04.hc 1111619.0,04.27,004 = = 16 QL 299200 / (s) Tốc độ chảy xuống chất lỏng ống chảy chuyền : 27,004/16 = 1,69 (cm/s) V.2 Hai ống chảy chuyền quanh trục (2 4) Tương tự ta tính giá trị: Ak = L.hk’ = 619.10 = 6190 (cm2 )  299200  hk =1,65.10 −2.  = 2,41  4.6190  (cm ) hc = 15 +11,354 + 2,41 = 28,764 (cm) t= Ađ 0,04.hc 1111619.0,04.28,764 = = 17,1 (s) QL 299200 / Tốc độ chảy xuống chất lỏng ống chảy chuyền là: 28,764/17,1 = 1,68 (cm/s) V.3.Hai ống chảy chuyền (1 5): gentle - 35 - 3/20/2013 Đồ án Cơng Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu - K50 Ak = L.hk’ = 500.10 = 5000 (cm2 )  299200  hk = 1,65.10 −2.  = 0,92  8.5000  (cm) hc = 16 +11,354 + 0,92 = 28,274 (cm) t= Ađ 0,02.hc 1111619.0,02.28,274 = = 16,8 (s) QL 299200 / Tốc độ chảy xuống chất lỏng ống chảy chuyền là: 28,274/16,81 = 1,682 (cm/s) Như ống chảy chuyền, thời gian lưu chất lỏng không bé (> 5s), tránh xảy tượng bóng khơng kịp hết khỏi khối lỏng để bay lên đĩa trên, gây tượng bóng khí ảnh hưởng đến hiệu suất tách cấu trúc đĩa, tháp VI Hiện tượng ngập lụt Hiện tượng ngập lụt (flooding) tượng tràn ngập chất lỏng tồn khơng gian đĩa Khi bị ngập lụt, tháp chưng cất bị tắc dẫn tới ngừng hoạt động chất lỏng khơng chảy kịp, khơng bay lên Ngồi ,nó cịn gây nổ tháp chưng cất tăng áp suất mức (dồn ứ, tích tụ nhiều pha hơi) Hiện tượng ngập lụt xảy chất lỏng ống chảy chuyền không chảy kịp chất lỏng mặt đĩa bị lôi dội tác động dòng bay lên với tốc độ lớn Nói chung phân bố không hợp lý vùng chứa chụp vùng ống chảy chuyền Do tác hại tượng ngập,lụt phải xem xét, đánh giá khả khơng bị ngậpngập lụt Ta đánh giá khả theo cơng thức (4-19) [1] :  S   S f =  1l  +  2l  1,2 S   1,8S        Trong đó: S1l: diện tích lý thuyết vùng chứa chụp S1: diện tích thực vùng chứa chụp S2l: diện tích vùng ống chảy chuyền S2: diện tích thực vùng chứa ống chảy chuyền f: đại lượng đánh giá khả không bị ngập lụt yêu cầu f < 1,2 Theo công thức (4-20) [1] : S1l = QV K1 ( ρ L − ρ V ) / ρ V (m ) Chọn khoảng cách đĩa T =60 (cm) gentle - 36 - 3/20/2013 Đồ án Cơng Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu - K50 Theo biểu đồ H.4.24 [1] K1 =230 Do : S1l = 188530 220 ( 603,74 − 3,95) / 3,95 = 69,54353 (m2 ) Theo công thức (4-21) [1]: S2l = K2.(QL + eS1) Trong đó: K2: hệ số tra theo biểu đồ hình 4.26 [1] Với ρL - ρV = 600 kg/m3 ; T = 60 cm K2 = 0,21 e : lượng lỏng bị lôi từ m2 mặt đĩa phút tính theo biểu đồ H 4.25 [1] Ta có: S1 = 70% Ađ = 0,7.111,619 = 77,81333 (m2 ) S2= 16% Ađ = 0,16.11,619 = 17,785904 (m2 ) Với S1l/S1 = 0,894 e = 0,024 S2l = 0,21(1077,12/60 + 0,024.7781333) = 4,162099 (m2 ) Vậy  69,54353   4,162099  f =   +  = 0,76 1,2 ⋅ 77,81333  1,8 ⋅17,785904  Như f < 1,2 nên khơng có tượng ngập lụt song thiết kế chưa đạt hiệu thật cao diện tích vùng chứa chụp ống chảy chuyền lớn gentle - 37 - 3/20/2013 Đồ án Công Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu - K50 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ts Phan Tử Bằng, Giáo trình cơng nghệ lọc dầu, nhà xuất xây dựng Hà Nội, 2002 [2] Ts Phan Tử Bằng, Giáo trình hóa học dầu mỏ khí tự nhiên, nhà xuất giao thông vận tải Hà Nội, 1999 [3] Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất, tập 1, nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2004 gentle - 38 - 3/20/2013 .. .Đồ án Cơng Nghệ Lọc Dầu gentle Lọc Hóa Dầu - K50 -2- 3/20/2013 Đồ án Công Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu - K50 HÌNH A.1.Đường TBP dầu thơ HÌNH A.2.Đường đặc trưng V-d dầu thơ Căn vào... 3/20/2013 Đồ án Cơng Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu - K50 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ts Phan Tử Bằng, Giáo trình cơng nghệ lọc dầu, nhà xuất xây dựng Hà Nội, 2002 [2] Ts Phan Tử Bằng, Giáo trình hóa học dầu. .. W1 W2 W 0,1,2,3 R3 - 20 - 3/20/2013 Đồ án Công Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu - K50 Nước lỏng Naphtha = 210,12 m3/h HÌNH V.1.Sơ đồ dịng vùng đỉnh tháp Trong sơ đồ Hình V.1: V4: phân đoạn bay lên đỉnh