Đồ án môn học chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ

Công nghiệp chế biến dầu phát triển mạnh là nhờ các đặc tính quý riêngcủa nguyên liệu dầu mỏ và nguyên liệu từ than hoặc các khoáng chất kháckhông thể có, đó là giá thành thấp, thuận tiệ

Mục lục

Mở đầu ……… 5

Atổng quan ………8

I.Chuẩn bị nguyên liêu ……… ……… 8

a.ổn định dầu nguyên khai………8

bTách các tạp chất cơ học,nước, muối khoáng……….8

b.1.Tách bằng phương pháp cơ học……… 8

b.11.Lắng ……… 8

b.12.Ly tâm ………9

b.1.3.Lọc ………9

II.Sản phẩm của quá trình………9

1.Khí hydrocacbon……… 9

2.Phân đoạn xăng……… 10

3.Phân đoạn Kerosen……….10

4 Phân đoạn Diezen……… 10

5 Phân đoạn Mazut……….10

6 Phân đoạn Dầu nhờn………11

7 Phân đoạn Gudron………11

III.Công nghệ của quá trình ……….11

III.1Phân loại công nghệ………11

III.2Dây chuyền công nghệ………15

1.Chọn công nghệ và sơ đồ công nghệ……… 15

2.Chọn sơ đồ công nghệ……… 15

3.Thuyết minh sơ đồ chưng cất bằng pp hai tháp………18

4.Ưu điểm của sơ đồ chưng cất hai tháp……… 18

III.3Thiết bị chính trong dây chuyền………19

1.Tháp chưng cất……… 19

2.Các loại tháp chưng luyện………20

a Đệm……… 20

b.Đĩa chóp ………21

IV.Thiết bị đun nóng……….25

1Đun nóng bằng khói lò………25

2.Thiết bị đun nóng bằng lò ống………25

V.Thiết bị trao đổi nhiệt………27

1.Loại vỏ bọc……….28

2.Loại ống……….28

3 Loại ống lồng………30

4.Thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm………31

B.tính toán……….32

I.Tính cân bằng vật chất………32

I.1.Tại tháp tách sơ bộ………32

I.2.Tại tháp tách phân đoạn………33

II.Xác định các đại lượng trung bình của sản phẩm………34

II.1.Tỷ trọng trung bình……… 34

II.2xác định nhiệt độ sôi trung bình………35

II.3Tính phân tử lượng trung bình của các sản phảm……… 36

III.Tính tiêu hao hơinước……….36

III.1.Tính tiêu hao cho tháp phân đoạn………36

III.2.Tính tiêu hao cho tháp tách……… 36

IVTính chế độ của tháp chưng cất………37

IV.1.Tính áp suất của tháp………37

IV.1.1.áp suất tại đỉnh tháp………37

IV.1.2.áp suất tại dĩa lấy Kerosen……….37

IV.1.3.áp suất tại đĩa nạp liệu………37

IV.2.Tính nhiệt độ của tháp……….38

IV.2.1.Nhiệt độ tại dĩa nạp liệu……….39

IV.2.2 Nhiệt độ tại đáytháp……… 39

IV.2.3 Nhiệt độ tại dĩa lấy Kerosen……… 41

IV.2.4 Nhiệt độ tại đĩa lấy Gazoil……….43

IV.3 Tính chỉ số hồi lưu đỉnh tháp………45

V.Tính kích thước của tháp……… 45

V.1.Tính đường kính của tháp……….45

V.2.Tính chiều cao của tháp……… 46

Kết luận……… 47

Tài liệu tham khảo……… 48

Mở đầu

Dầu mỏ được con người biết đến từ thời cổ xưa, đến thế kỷ 18, vớimục đích làm nhiên liệu để đốt cháy, thắp sáng Năm 1858 tại Mỹ xuấthiện giếng khoan đầu tiên, đây là bước chuyển mình và đi lên của ngànhkhai thác và chế biến dầu mỏ

Đến năm 1992 thế giới có tới 100 loại dầu mỏ khác nhau,thuộc sở hữu

có 48 quốc gia, trong đó có Việt Nam Quốc gia có sản lượng dầu mỏ lớn nhất

là ArậpXêút chiếm 26% tổng sản lượng dầu mỏ trên thế giới

Hiện nay, dầu mỏ đã trở thành nguồn năng lượng quan trọng nhấtcủa mọi quốc gia trên thế giới Khoảng 65  70% năng lượng sử dụng đi từdầu mỏ, chỉ có 20  22% năng lượng đi từ than, 5  6% từ năng lượng nước

và 8  12% từ năng lượng hạt nhân

Ngày nay trên 90% sản phẩm hữu cơ là có nguồn gốc từ dầu_khí và tỷ lệdầu- khí sử dụng vào mục đích năng lượng sẽ giảm dần Do đó dầu khí trongmột tương lai còn dài vẫn chiếm giữ một địa vị quan trọng trong lĩnh vựcnăng lượng và nguyên liệu hoá học mà không có tài nguyên thiên nào cạnhtranh nổi Bên cạnh đó hướng sử dụng mạnh mẽ và có hiệu quả nhất của dầu

mỏ là làm nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hoá dầu như: sản xuất cao

su, chất dẻo, tơ sợi tổng hợp, các chất hoạt động bề mặt, phân bón, thậm chí

cả protêin

Dầu mỏ là một hỗn hợp rất phức tạp trong đó có hàng trăm cấu tử khácnhau Mỗi loại dầu mỏ được đặc trưng bởi thành phần riêng, song về bản chấtchúng đều có các hydrocacbon là thành phần chính, các chất đó chiếm 60

90% trọng lượng trong dầu, còn lại là các chất Oxy, Lưu huỳnh, Nitơ, cácphức chất cơ kim, các chất nhựa, asphanten Trong khí còn các khí trơ như:He,Ar,Xe, N2 …

Đối với Việt Nam, coi dầu khí là ngành kinh tế mũi nhọn, là chỗ dựa chongành công nghiệp hoá, hiện đại hoá làm đà thúc đẩy,phát triển cho nền kinh

tế quốc dân Đây là mũi nhọn có tính chiến lược của Việt Nam, như vậyngành công nghiệp chế biến dầu khí nước ta đang bước vào thời kì mới, thời

kì mà cả nước đang thực hiện mục tiêu công nghiệp hoá, hiện đại hoá, chắcchắn sự đóng góp của ngành dầu khí trong công cuộc công nghiệp hoá đấtnước sẽ rất có ý nghĩa, không những bằng các chỉ tiêu kinh tế cụ thể màngành công nghiệp mũi nhọn này còn là nguồn động viên tinh thần tòan đảngtoàn dân ta và nhất là các thành viên đang hoạt động trong ngành dầu khíhăng hái lao động, sáng tạo góp phần xây dựng đất nước để sau vài thập niêntới sánh vai các nước tiên tiến trong khu vực và trên thế giới

Ngoài các sản phẩm nhiên liệu và sản phẩm hoá học của dầu mỏ, các sảnphẩm phi nhiên liệu như dầu mỡ bôi trơn, nhựa đường, hắc ín cũng là mộtphần quan trọng trong sự phát triển của công nghiệp Nếu không có dầu mỡbôi trơn thì không thể có công nghiệp động cơ, máy móc, là nền tảng của kinh

tế xã hội

Công nghiệp chế biến dầu phát triển mạnh là nhờ các đặc tính quý riêngcủa nguyên liệu dầu mỏ và nguyên liệu từ than hoặc các khoáng chất kháckhông thể có, đó là giá thành thấp, thuận tiện cho quá trình tự động hoá, dễkhống chế các điều kiện công nghệ và có công suất chế biến lớn, sản phẩmthu được có chất lượng cao, ít tạp chất và dễ tinh chế, dễ tạo ra nhiều chủngloại sản phẩm đáp ứng mọi nhu cầu của các ngành kinh tế quốc dân

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp dầu khí trên thế giới,dầu khí Việt Nam cũng đã được phát hiện từ những năm 1970 và đang trên đàphát triển Chúng ta đã tìm ra nhiều mỏ chứa dầu trữ lượng tương đối lớn như

mỏ Bạch Hổ, Đại Hùng, mỏ Rồng vùng Nam Côn Sơn; các mỏ khí như TiềnHải (Thái Bình), Lan Tây, Lan Đỏ Đây là nguồn tài nguyên quí để giúpnước ta có thể bước vào kỷ nguyên mới của công nghệ dầu khí Nhà máy lọcdầu số 1 Dung Quất với công suất 6 triệu tấn/năm sắp hoàn thành để hoạtđộng và đang tiến hành phê chuẩn nhà máy lọc dầu số 2 Nghi Sơn – Thanh

Hoá với công suất 7 triệu tấn/năm Như vậy ngành công nghiệp chế biến dầukhí nước ta đang bước vào thời kỳ mới, thời kỳ mà cả nước ta đang thực hiệnmục tiêu công nghiệp hoá và hiện đại hoá Chắc chắn sự đóng góp của ngànhdầu khí sẽ rất có ý nghĩa, không những chỉ bằng các chỉ tiêu kinh tế cụ thể màngành công nghiệp mũi nhọn này còn là nguồn động viên tinh thần của toànĐảng, toàn dân ta và nhất là các thành viên đang hoạt động trong ngành dầukhí hăng hái lao động sáng tạo, góp phần xây dựng đất nước.

Hiệu quả sử dụng dầu mỏ phụ thuộc vào chất lượng của các quá trìnhchế biến Theo các chuyên gia về hoá dầu ở châu Âu, việc đưa dầu mỏ quacác quá trình chế biến sẽ nâng cao được hiệu quả sử dụng của dầu mỏ lên 5lần, và như vậy tiết kiệm được nguồn tài nguyên quý hiếm này

Dầu mỏ là hỗn hợp rất phức tạp gồm hydrocacbon, khí thiên nhiên, khídầu mỏ và các hợp chất khác như CO2, N2, H2S, N2, He, Ar Dầu mỏ muốn

sử dụng được thì phải tiến hành phân chia thành từng phân đoạn nhỏ Sự phânchia đó dựa vào phương pháp chưng cất ở các khoảng nhiệt độ sôi khác nhau.Quá trình chưng cất dầu là một quá trình vật lý phân chia dầu thô thành cácthành phần gọi là các phân đoạn Quá trình này được thực hiện bằng các biệnpháp khác nhau nhằm để tách các cấu tử có trong dầu thô theo từng khoảngnhiệt độ sôi khác nhau mà không làm phân huỷ chúng Tuỳ theo biện pháptiến hành chưng cất mà người ta phân chia quá trình chưng cất thành chưngđơn giản, chưng phức tạp, chưng cất nhờ cấu tử bay hơi hay chưng cất trongchân không Trong các nhà máy lọc dầu, phân xưởng chưng cất dầu thô chophép ta thu được các phân đoạn dầu mỏ để chế biến tiếp theo

Trong đồ án này sẽ tiến hành đề cập tới các vấn đề lý thuyết có liênquan Trên cơ sở đó thiết kế dây chuyền chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ.Đồng thời xem xét thiết kế mặt bằng phân xưởng và vấn đề an toàn lao động

A.Tổng quan

i- Chuẩn bị nguyên liệu trước khi chế biến:

- Dầu thô vừa khai thác ở mỏ lên ngoài phần chủ yếu là hydrôcacbon trongdầu còn lẫn nhiều tạp chất như:

Tạp chất cơ học,đất đá,nước và cả muối khoáng Chúng lẫn vào dầu khí vàphổ biến là nằm ở dạng nhũ tương nên khó tách ở điều kiện bình thường Nếukhông tách các tạp chất này, khi vận chuyển hay tồn chứa và đặc biệt khichưng cất dầu chúng sé tạo cặn bùn và các hợp chất ăn mòn phá hỏng thiết bịlàm giảm công suất chế biến Chính vì thế trước khi đưa vào chế biến dầu thôcần phải được cho qua các bước xử lý

a- ổn định dầu nguyên khai.

- dầu nguyên khai còn chứa các khí hoà tan như: khí đồng hành và các khíphi hydrocacbon Đại bộ phận chúng dễ tách ra khi giảm áp suất trong lúcphun ra khỏi giếng khoan Nhưng dù sao vẫn còn một lượng nhất định lẫn vàotrong dầu và phải tách tiếp trước khi chế biến nhằm mục đích hạ tấp áp suấthơi khi chưng cất dầu thô và nhận thêm nguồn nguyên liệu cho chế biến hoádầu vì rằng khí hydrocacbon nhẹ (C1-C4) là nguồn nguyên liệu quí cho quátrình sản xuất olêfin nhẹ ổn định dầu là thực chất là chưng tách bớt phần nhẹ.Nhưng để tránh bay hơi xăngtốt nhất là tiến hành chưng cất ở áp suất cao khi

đó chỉ có cấu tử nhẹ hơn C4 bay hơi

b- Tách các tạp chất cơ học, nước, muối khoáng.

b1-Tách bằng phương pháp cơ học.

b.1.1 lắng.

Bản chất của phương pháp lắng là dựa vào sự khác nhau về tỷ trọng của dầu

và các tạp chất như đất đá, nước, muối Nếu dầu có tạp chất này khi để lắnglâu ngày các tạp chất sẽ tách ra và lắng xuống dưới tạo thanhf hai lớp rõ rệtvà

có thể tách ra được

Để tăng tốc độ lắng người ta thường dùng biện pháp gia nhiệtđể giảm độnhớt, nhiệt độ thường được duy trì trong khoảng 50-600C để trách mất mátdầu bay hơi Nếu duy trì ở áp suất cao ta có thẻ nâng nhiệt độ cao để tăng tốc

độ lắngmà không sợ mất mát vì áp suất hơi lúc này thấp hơn so với trườnghợp dùng áp suất thấp

b.1.2.Ly tâm

là phương pháp hay dùng để tách nướcvà các tạp chất đất đá.lực ly tâm cànglớncàng có khả năng phân chia cao các hạt có tỷ trọng khác nhau khỏi dầu.Lực ly tâm tỷ lệ với bình phương số vòng quay ly tâm của roto nên số vòngquay càng lớnhiệu quả tách càng cao

Ngoài ra cònn các phương pháp khác như: Tách nhũ tươngnước trong dầubằng phương pháp hoá học,phương pháp điện trường

II- Sản phẩm của quá trình chưng cất.

- Khi tiến hành chưng cất sơ khởi dầu mỏ, chúng ta nhận được nhiều phânđoạn và sản phẩmdầu Chúng được phân biệt với nhaubởi giớ hạn nhiệt độsôi(hay khoảng nhiệt độ chưng) bởi thành phần hydrocacbon, độ nhớt,nhiệt

độ chớp cháy, nhiệt độ đông đặc à bởi nhiều tính chất khác có liên quan dếnviệc sử dụng chúng.Sản phẩm của quá trình chưng cát gồm:

1- Khí hydrocacbon.

- Khí hydrocacbon thu được chủ yếu là C3 – C4.Tuỳ thuộc công nghệ chưngcấtphân đoạn C3,C4 nhận đượcở thể khí hay đã nén hoá lỏng Phân đoạn này

thường dùng làm nguyên liệu cho quá trình phân tách khí để nhận được cáckhí riêng biệt cho các quá trình chế biến tiép thành những hoá chất cơ bản hayđược dùng làm nguyên liệu dân dụng.

2- Phân đoạn xăng.

- Phân đoạn xăng có nhiệt độ sôi từ 30-350C đến 1800C đựoc tinh cất tiếp đểnhận được các phân đoạn hẹp như: 30-620C, 62-850C, 85-1050C, 105-1400C,hay phân đoạn rộng 85-1400C dùng làm nguyên liệu cho quá trình izome hoá, Reforming xúc tác với mục đích nhận xăng hay BTX hoặc làm nguyên liệucho Cracking nhằm sản xuất các olêfin thấp như: êtylen,P=,B=,B= = Ngoài raphân đoạn xăng còn được dùng làm dung môi như dung môi parafinic chocông nghiệp trícg ly, pha chế mỹ phẩm

3- Phân đoạn Kerosen.

- Phân đoạn Kerosen có nhiệt độ sôi trong khoảng 120-2400C được dùng làmnhiên liệu cho động cơ phản lực Nếu hàm lượng S hoạt động cao, người taphải tiến hành làm sạch nhờ xử lý bằng hydro Phân đoạn150-2800C hay 150-

3150C từ các loại dầu ít S được dùng làm dầu hoả dân dụng còn phânđoạn140-2000C thường được dùng làm dung môi cho công nghiệp sơn

4- Phân đoạn Diezen.

- Phân đoạn Diezen là phân đoạn có nhiệt độ sôi 140-3600C (3800C) đượcdùng làm nhiên liệu Diezen Khi nhận nhiên liệu này từ dầu mỏ có nhiều Sngười ta cũng phải các hợp chấtS bằng hydro hoá làm sạch Phân đoạn 200-

3200C(3400C) từ dầu mỏ chứa nhiều hydrocacbon parafin còn phải tiến hànhtách n-parafin

5- Phân đoạn Mazut.

- Phân đoạn Mazut là phân đoạn chưng cất khí quyển được dùng làm nhiênliệu đốt cho các lò công nghiệp hay được sử dụng làm nguyên cho quá trìnhchưng cất chân không để nhận được các cấu tử dầu nhờn hay nhận nguyênliệu cho các quá trình Cracking nhiệt, Cracking xúc tác và hydrocacking

6- Phân đoạn dầu nhờn.

- Phân đoan j có nhiệt độ sôi 350-5000C,350-5400C(5800C) được gọi là gasoilchân không, được sử dụng làm nguyên liệu cho quá trình Cracking xúc táchay hydrocracking Còn phân đoạn dầu nhờn hẹp 320-4000C, 300- 4200C,400- 4500C, 420-4900C, 450-5000C được dùng làm nguyên liệu cho sản xuấtcác loại dầu nhờnbôi trơn khác nhau

7- Phân đoạn Gudron.

- Phân đoạn Gudron là phần cặn của quá trình chưng cất chân không đượcdùng làm nguyên lieuụ cốc hoá để sản xuất cốc hoặc để dùng sản xuất bitumcác loại khác nhau hay chế tạo thêm phần dầu nhờn nặng

III.công nghệ của quá trình

III.1 Phân loại sơ đồ công nghệ

Các loại sơ đồ công nghệ chưng luyện dầu mỏ ở áp suất thường gồm:

 Sơ đồ bốc hơi một lần và tinh luyện một lần trong cùng một tháp chưngluyện

Hình 9

Loại sơ đồ này có ưu điểm là sự bốc hơi đồng thời các phân đoạn sẽgiảm được nhiệt độ bốc hơi và nhiệt lượng đun nóng dầu trong lò Thiết bịđơn giản gọn gàng, nhưng lại có nhược điểm: đối với dầu chứa nhiều khí hoà

Phân đoạn 2 Phân đoạn 3 Phân đoạn 1 Xăng

Dầu thô

Mazut

tan cũng như chứa nhiều phân đoạn nhẹ, nhiều tạp chất lưu huỳnh thì gặpnhiều khó khăn trong quá trình chưng cất, do áp suất trong các thiết bị trong

sơ đồ đều lớn, nên thiết bị phải có độ bền lớn làm bằng vật liệu đắt tiền, đôikhi còn có hiện tượng nổ, hỏng thiết bị do áp suất trong tháp tăng đột ngột(không quá 8  10%)

 Sơ đồ bốc hơi 2 lần và tinh luyện 2 lần trong 2 tháp nối tiếp nhau

Loại này có 2 sơ đồ: sơ đồ 1 (hình 10), sơ đồ 2 (hình 11)

Hình 10

Phân đoạn 2 Phân đoạn 1

Xăng Dầu nóng

Mazut Xăng nhẹ

Phân đoạn 2 Phân đoạn 1

Xăng Dầu nóng

Mazut Phân đoạn 3

Ưu điểm nhờ các cấu tử nhẹ, nước được tách ra sơ bộ ở tháp thứ nhất,

nên trong các ống xoắn của lò và tháp thứ hai không có hiện tượng tăng ápsuất đột ngột như trong sơ đồ trên Mặt khác các hợp chất chứa lưu huỳnh gây

ăn mòn thiết bị đã được thoát ra ở đỉnh tháp thứ nhất

Do vậy trong tháp chưng thứ hai không cần dùng vật liệu đắt tiền, có thể

sử dụng thép thường

Những hydrocacbon nhẹ được loại ra ở tháp thứ nhất cho phép đun dầulàm việc với hệ số trao đổi nhiệt lớn, giảm đáng kể công suất cần thiết của lòđun dầu chính Nhờ loại này loại bỏ được nước ngay ở tháp thứ nhất nên thápchính thứ hai làm việc hoàn toàn an toàn

Nhược điểm của sơ đồ này là phải đun nóng dầu trong lò với nhiệt độ

cao hơn 5  100C so với sơ đồ trên Có thể hạn chế hay khắc phục hiện tượngnày bằng cách cho hơi nước vào những ống cuối cùng của lò để giảm áp suấtriêng phần của các hydrocacbon

Sơ đồ 2 (hình 6) là hệ thống bốc hơi hai lần và tinh luyện một lần trongtháp chưng luyện Sơ đồ loại này dùng phổ biến, ở sơ đồ này có sự tinh luyệnphần nhẹ và phần nặng xảy ra đồng thời trong cùng mọt tháp chính thứ hai.Như vậy có phần nào giảm bớt nhiệt độ đun nóng dầu trong lò

Chưng cất có hồi lưu là quá trình chưng khi lấy một phần chất lỏngngưng tụ từ hơi tách ra cho quay laị tưới vào dòng hơi bay lên Nhờ có sự tiếpxúc đồng đều và thêm một lần nữa giữa pha lỏng và pha hơi mà pha hơi khitách ra khỏi hệ thống lại được làm giàu thêm cấu tử nhẹ (có nhiệt độ sôi thấphơn) so với khi không có hồi lưu Nhờ vậy mà có độ phân chia cao hơn Việchồi lưu lại chất lỏng được khống chế bằng bộ phận đặc biệt và bố trí phía trênthiết bị chưng cất.

Nguyên liệu (I) qua thiết bị đun nóng (2) rồi đưa vào tháp chưng (1)phần hơi để lên đỉnh tháp sau đó qua thiết bị làm lạnh và thu được sản phẩm(II) Phần đáy được tháo ra là cặn (III) một phần được gia nhiệt hồi lưu trở lạitháp đáy thực hiện tiếp qúa trình chưng cất thu được sản phẩm

III.2 Dây chuyền công nghệ

1 Chọn chế độ công nghệ và sơ đồ công nghệ

Chưng cất hoàn toàn phụ thuộc các đặc tính của nguyên liệu và mục đíchcủa quá trình chế biến

Với dầu mỏ chứa lượng khí hoà tan bé từ 0,5  1,2%, trữ lượng xăngthấp từ (12  15% phân đoạn có nhiệt độ sôi đến 1800C) và hiệu suất cácphân đoạn cho tới 3500C không lớn hơn 45% thì thuận tiện nhất và cũng phù

Hình 12: Sơ đồ chưng cất có hồi lưu

hợp hơn cả là nên chọn sơ đồ chưng cất AD với bay hơi một lần và một thápchưng cất.

Với dầu mỏ chứa nhiều phần nhẹ, tiềm lượng sản phẩm trắng cao (50 65%), chứa nhiều khí hoà tan > 12%, chứa nhiều phân đoạn nặng (20  65%)thì nên chọn sơ đồ chưng cất AD với bay hơi hai lần Lần 1 bay hơi sơ bộ nhẹ

và tinh cất chúng ở tháp sơ bộ Lần 2 là tinh cất phần dầu còn lại Như vậy ởtháp chưng sơ bộ ta tách được phần khí hoà tan và phân xăng có nhiệt độ sôithấp ra khỏi dầu Để ngưng tụ hoàn toàn bay hơi lên người ta tiến hành chưngcất ở áp suất cao hơn khoảng P = 0,35  1 MPa Nhờ áp dụng chưng hai lần

mà ta có thể giảm được áp suất trong tháp thứ hai đến áp suất P = 0,14 0,16 MPa và nhận được từ dầu thô lượng sản phẩm trắng nhiều hơn

2 Chọn sơ đồ công nghệ

Ta chọn sơ đồ công nghệ chưng cất AD với bay hơi hai lần

Ưu điểm của loại sơ đồ này có hai cột chính là cột cất sơ bộ và cột cấtphân đoạn Các hydrocacbon nhẹ được tách ra ở cột cất sơ bộ nên cho phépđun dầu với hệ số trao đổi nhiệt lớn, giảm đáng kể công suất cần thiết của lòđun dầu chính Nước được loại bỏ trước khi đi vào cột cất phân đoạn nên thápchính thứ hai làm việc hoàn toàn an toàn Mặt khác những hợp chất lưu huỳnhgây ăn mòn thiết bị đã được tách ra ở đỉnh tháp sơ bộ nên trong tháp chưngthứ hai không dùng vật liệu đắt tiền, có thể dùng bằng thép thường Ngoài ra

nó còn có ưu điểm riêng biệt có thể dùng cho một số mục đích đặc biệt Bêncạnh đó nó cũng có nhược điểm là phân đoạn nặng, phân đoạn nhẹ bốc hơiriêng rẽ nên phải đun nóng dầu trong lò với nhiệt độ cao hơn khi dùng loại sơ

đồ mà các phân đoạn cùng bốc hơi đồng thời Có thể khắc phục bằng cáchdùng hơi nước cho vào các ống cuối cùng của lò đốt

Việc chưng cất dầu bằng áp suất thường ta có hai loại hình chưng cất

Mà chưng cất dầu muốn nhận được nhiều phần nhẹ ta chọn sơ đồ chưng cấtloại hai tháp

Sơ đồ chưng cất ở áp suất thường loại hai tháp dây chuyền công nghệbao gồm:

Thiết bị khử muối và nước

Thiết bị trao đổi nhiệt

3 Thuyết minh sơ đồ chưng cất dầu bằng phương pháp loại hai tháp

Dầu thô được bơm (1) qua thiết bị tách sơ bộ (2) để tách tạp chất, sau đóđược bơm chuyển qua các thiết bị trao đổi nhiệt (4) rồi vào thiết bị khử nước

và muối (3)

Sau khi tách nước và muối, dầu thô lại chuyển qua các thiết bị trao đổinhiệt (4) để nâng nhiệt độ đến 200  2200C rồi được nạp vào tháp chưngluyện (7), nhiệt độ đỉnh tháp là 800C và nhiệt độ đáy tháp là từ 200  2200C,

áp suất từ 3  5 at

Với chế độ công nghệ như vậy ở tháp chưng này chỉ nhằm tách phần khíhoà tan và một phần xăng nhẹ khỏi dầu thô, phần còn lại gọi là (sản phẩmđáy) được đưa qua lò đốt (8) nâng nhiệt độ lên 320  3600C rồi được nạp vàotháp chưng cất chính (9)

ở tháp chưng cất chính này, trên đỉnh tháp chưng một phần cấu tử nhẹbay lên qua thiết bị làm lạnh ngưng tụ (13) rồi vào bể chứa (14) ở đây mộtphần khí bay lên là khí C1, C2, một phần quay lại hồi lưu đỉnh tháp, phần cònlại được trộn với khí và xăng tách ra ở tháp chưng (7) rồi đi vào tháp khửbutan (11), nhờ tháp khử butan (11) chúng ta phân chia được sản phẩm lỏngLPG và xăng nhẹ

Bên cạnh tháp chưng cất chính nhờ thiết bị tái bay hơi (10) Dưới tháp bayhơi người ta cho hơi nước đi vào để trộn lẫn với cấu tử nhẹ trong tháp rồi lưu lạitháp (9), phần đáy tháp (10) tháo ra gọi là các phân đoạn như xăng nặng ,kerosen, gazoil nhẹ, gazoil nặng Sản phẩm đáy của tháp chưng cất chính đượctháo ra, vì sản phẩm đáy của tháp nhiệt độ còn cao cho nên phải qua các thiết bịlàm lạnh để giảm nhiệt độ xuống trước khi cho cặn vào bể chứa

4 Ưu điểm của sơ đồ chưng cất 2 tháp

Ưu điểm: Khí được tách riêng ở phần tháp sơ bộ, không sợ ăn mòn ởtháp chưng thứ hai và kinh tế hơn

Dùng ít thép để tháp chưng cất chính đạt hiệu quả cao

Nhược điểm: Nhiệt độ nóng hơn so với một tháp từ 10  150C

Để khắc phục nhược điểm trên, các nhà công nghệ khắc phục bằng cáchphun hơi nước vào ống xoắn ở cuối lò tránh hiện tượng phân huỷ.

III.3 thiết bị chính trong dây chuyền.

Thiết bị góp phần quan trọng nhất trong dây chuyền công nghệ chưng cấtdầu mỏ thô bằng áp suất thường là:

Hình 14 Sơ đồ nguyên lý làm việc của tháp chưng cất.

2 Các loại tháp chưng luyện

a) Tháp đệm

Hình 15.

1- Thành tháp2- Bộ phận phân phốichất lỏng hồi lưu3- Lớp đệm

4- Bộ phận phân phối hơi5- Vùng đệm có tấm chắn

I Nguyên liệu

II Sản phẩm đỉnhIII Hồi lưu đỉnh

IV Hồi lưu đáy

V Sản phẩm đáy

Các đệm trong tháp là các vòng bằng gốm: Để bề mặt tiếp xúc phía trongvòng gốm người ta làm các tấm chắn, người ta xếp đệm trên các đĩa có hailoại lỗ khác nhau Các lỗ nhỏ (phía dưới) để chất lỏng đi qua và lỗ lớn (phíatrên) để cho hơi đi qua Nhược điểm của loại đĩa này là: tiếp xúc giữa pha hơi

II

III

4

5

và pha lỏng không tốt Nhưng khi dùng tháp có đường kính nhỏ hơn 1 m, thìhiệu quả của tháp này không kém tháp đĩa chóp, vì vậy chúng thường dùng đểchưng luyện gián đoạn với công suất thiết bị không lớn.

b) Tháp đĩa chụp(đĩa chóp).

Loại đĩa này được sử dụng rộng rãi trong chưng cất dầu mỏ và sản phẩmdầu mỏ Các đĩa chụp có nhiều dạng khác nhau bởi cấu tạo của chụp và cấutạo của bộ phận chảy chất lỏng

Đĩa hình chóp là các đĩa kim loại mà trong đó có cấu tạo nhiều lỗ để chohồi đi qua Theo chu vi các lỗ người ta bố trí trong nhánh có độ cao xác địnhgọi là cốc, nhờ có ống nhánh này giữ mức chất lỏng xác định Phía trên cácống nhánh là các chụp Khoảng giữa ống nối và chụp có vùng không gian chohơi đi qua, đi từ đĩa dưới lên đĩa trên

Hình 16

1- Tấm2- ống chảy truyền3- Chụp

4- ống nhánh5- Lỗ chụp cho hơi qua6- Không gian biên7- Tấm chắn để giữ nướcchất lỏng trên đĩa

4 2

1

Hình 17 Tháp đĩa chụp hình máng

1 Chụp; 2 Máng; 3 Tấm điều chỉnh chảy;

4 Tấm chảy; 5 Tíu chảy; 6 Vùng được

Mức chất lỏng ở các đĩa được giữ nhờ tấm chắn, phần chất lỏng thừa quatấm chắn sẽ theo ống chảy chuyền cho xuống đĩa dưới

Đĩa chụp hình máng có cấu tạo đơn giản và rất vệ sinh Loại này cónhược điểm cơ bản là diện tích sủi bọt bé (chỉ khoảng 30% diện tích của đĩa),điều đó làm tăng tốc độ hơi và tăg sự cuốn chất lỏng đi

Loại đĩa hình chữ S dùng cho các tháp làm việc ở áp suất không lớn (như

áp suất khí quyển) Công suất của các đĩa cao, cao hơn loại đĩa lòng máng là20%

Đĩa chụp supap:

1

2

2

Van đóng Van mở một nửa Van mở hết