BÀI TIEUR LUẬN-BÀI TẬP LỚN MÔN CƠ KHÍ VÀ MÁY TRONG CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

BÀI TẬP LỚN MÔN CƠ KHÍ VÀ MÁY TRONG CÔNG NGHỆ HÓA HỌC NHÓM 6: 1. NGUYỄN TRƯỜNG THI 1021010334 2.TRẦN THỊ THƯƠNG 1021010350 3.LÊ NGUYÊN THANH 1021010304 4. TRƯƠNG ĐĂNG THÀNH 1021010316 5.NGUYỄN VĂN THÔNG 1021010342 6.NGÔ VĂN THUẦN 1021010344 1 LỜI MỞ ĐẦU Trải qua hơn 30 năm hình thành và phát triển, ngành dầu khí việt nam ngày càng lớn mạnh và đã khẳng định được vị trí của mình trên trường quốc tế. Sự phát triển ngày càng cao của khoa học công nghệ đặt ra yêu cầu khắt khe hơn về nguồn nhiên liệu, đòi hỏi ngành công nghiệp dầu khí phải luôn luôn vận động hết mình, không ngừng nghiên cứu và áp dụng những thành tựu khoa học nhằm cải tiến công nghệ để nguồn nhiên liệu sản suất ra đáp ứng được những yêu cầu đó.Ngành thiết bị dầu khí chính là ngành cầu nối giữa khoa học kĩ thuật với công nghệ sản xuất.Với mong muốn được vận dụng những kiến thức đã học, cùng với sự tâm đắc của bản thân về các trang thiết bị bảo quản tồn chứa (bồn chứa,bể chứa,bình tách ) nhóm em đã chọn đề tài “ Tìm hiểu về các trang thiết bị tồn chứa”.Trong quá trình hoàn thành tiểu luận nàyvới sự hướng dẫn tận tình của thầy Đoàn Văn Huấn cùng với sự nỗ lực của các thành viên trong nhóm,chúng em đã hoàn thành bài tiểu luận này, đồng thời tiếp thu thêm được nhiều kiến thức bổ ích.Tuy nhiên, do kinh ngiệm nghiên cứu và kiến thức còn nhiều hạn chế nên bài tiểu luận của nhóm vẫn không tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em kính mong nhận được sự chỉ dẫn, đóng góp của các thầy cùng các bạn độc giả để bài tiểu luận của chúng em được hoàn thiện hơn. 2 I. TỔNG QUAN Các loại thiết bị tồn chứa đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp hoá chất nói chung và trong công nghiệp dầu khí nói riêng.Hầu như tất cả các quá trình chế biến dầu khí đều có sự tham gia của các thiết bị tồn chứa. Tồn chứa nguyên liệu, sản phẩm trung gian trong quá trình chế biến, sản phẩm thương phẩm…. Ngoài ra, thiết bị tồn chứa còn được sử dụng vào những mục đích như: kinh doanh, mục đích quốc phòng mang tính chiến lược của từng quốc gia.Người ta có thể tồn chứa xăng dầu vào các bể chứa bằng thép, bể chứa không phải bằng thép (bể phi kim loại) hoặc chứa dầu vào các phuy, can nhỏ. Các phương tiện tồn chứa xăng dầu nói chung phải đảm bảo các yêu cầu chung sau: - Tránh và giảm bớt hao hụt về số lượng và chất lượng xăng dầu - Thao tác thuận tiện - Đảm bảo an toàn phòng độc và phòng cháy Đối với các nhà máy lọc dầu, các đơn vị kinh doanh xăng dầu thương phẩm, tổng kho, từ những đòi hỏi về vấn đề kinh tế, xu hướng ngày nay càng muốn xây dựngnhững thiết bị tồn chứa lớn hơn để có thể tồn chứa được nhiều hơn.Tuy nhiên, kinh phí để xây dựng các thiết bị tồn chứa này thường là khá tốn kém, chúng thường chiếm 10 – 20% tổng kinh phí đầu tư cho một nhà máy lọc dầu.Vì vậy đối với các nhà máy lọc dầu về mặt kinh tế họ tìm cách giảm tối thiểu giá thành lắp đặt của các thiết bị tồn chứa và vận chuyển như thế. Song về mặt kỹ thuật, chế tạo họ phải tính toán sao cho việc sử dụng các thiết bị tồn chứa và vận chuyển phải hợp lý, an toàn, tránh tổn thất nhất là trong những thời gian không làm việc của bồn chứa. Ngày nay, các thiết bị tồn chứa được phát triển đa dạng hoá về công nghệ và kỹ thuật, đáp ứng được hầu hết các nhu cầu tồn chứa khác nhau trong lĩnh vực dầu khí. Có rất nhiều loại thiết bị tồn chứa được sử dụng trong việc tồn chứa xăng dầu, tuy nhiên trong khuôn khổ giáo trình này chỉ giới thiệu với các bạn những loại thiết bị tồn chứa xăng dầu có trữ lượng lớn ( bồn chứa, bể chứa), thường được sử dụng trong các nhà máy lọc dầu cũng như trong lĩnh vực kinh doanh xăng dầu. II.CÁC THIẾT BỊ TỒN CHỨA VÀ BẢO QUẢN II.1.THIẾT BỊ BỒN BỂ CHỨA II.1.1 PHÂN LOẠI CÁC THIẾT BỊ TỒN CHỨA XĂNG DẦU Có nhiều cách phân loại các thiết bị tồn chứa. Dựa vào công dụng, sự vận hành, hình dạng thiết bị ta phân loại các thiết bị tồn chứa theo các loại sau: 3 II.1.1.1 Phân loại theo sự vận hành Theo sự vận hành của của bồn chứa, bể chứa ta phân biệt thành 3 loại chính sau: - Bồn chứa tồn trữ dầu thô - Bồn chứa trung gian (các loại bồn chứa sử dụng trong các phân đoạn chế biến nhà máy dầu) - Bồn chứa hỗn hợp và sản phẩm cuối. II.1.1.2. Phân loại theo áp suất làm việc - Bể cao áp : Áp suất chịu đựng trong bể > 200mmHg -Bể áp lực trung bình : áp suất chịu đựng trong bể từ 20-200 mmHg, thường dùng bể chứa KO, DO. -Bể áp thường : áp suất =20mmHg áp dụng cho bể dầu nhờn, FO, bể mái phao. II.1.1.3 Dựa vào chiều cao xây dựng Dựa vào chiều cao xây dựng người ta có thể chia ra: - Bể ngầm: Bể chôn dưới đất - Bể nửa ngầm nửa nổi: 1/2 chiều cao bể nhô lên khỏi mặt đất - Bể nổi: Làm trên mặt đất II.1.1.4 Theo hình dạng bồn chứa - Bể trụ đứng 4 Bể trụ nằm ngang Bể hình cầu, hình giọt nước II.1.2. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG Cấu tạo của một thiết bị tồn chứa sử dụng trong công nghiệp dầu khí nói chung thường gồm ba bộ phận chính sau: - Thân thiết bị - Đáy lắp thiết bị - Các thiết bị phụ trợ 5 II.1.2.1 Thân thiết bị Thân của các thiết bị tồn chứa thường là hình trụ hoặc hình cầu, chúng được chế tạo bằng phương pháp cuốn, dập, vê, hàn nhiều tấm thép lại với nhau. Độ dày củatấm thép tuỳ thuộc vào kích thước của bồn chứa. Dung tích bồn chứa có thể lớn hay nhỏ phụ thuộc vào đối tượng sử dụng. Nếu đối tượng sử dụng là các đơn vị kinh doanh các sản phẩm thương phẩm thì thể tích bồn chứa thường vào khoảng 10 m 3 – 30 m 3 . Nếu là các kho cấp 1, 2, 3 trong các nhà máy lọc dầu thì thể tích bồn chứa thường từ 100 m 3 – 500 m 3 . Thân bồn chứa hình trụ thường được sử dụng nhiều hơn thân bồn chứa dạng hình cầu do dễ chế tạo, dễ lắp đặt các thiết bị phụ trợ. Tuy nhiên đối với các dạng chất lỏng hoặc khí (tồn chứa LPG) đòi hỏi thiết bị tồn chứa chịu áp lực cao và tính thẩm mỹ người ta lại thường sử dụng bồn hình cầu do ứng suất được phân bố đều trong thành bồn. Hình II.1.1: Một số bồn chứa thường dung II.1.2.2 Đáy và nắp bồn chứa 6 Đáy và nắp là hai chi tiết cùng với thân tạo thành thiết bị, hình dạng đáy và nắp của thiết bị phụ thuộc vào nhiệm vụ của nó, vào áp suất làm việc và phương pháp chế tạo. Đáy và nắp có thể được hàn, đúc liền với thân hoặc được lắp ghép với thân bằngmối ghép bích. Trong các thiết bị tồn chứa thường hay dùng các loại đáy, nắp có hình : elip, chỏm cầu, nón (côn) hoặc phẳng. - Với các thiết bị làm việc ở áp suất thường, nên dùng đáy nắp phẳng (tròn hoặc hình chữ nhật) vì chế tạo đơn giản, rẻ tiền. - Đáy nắp hình cầu, hình elíp được dùng trong thiết bị làm việc với áp suất lớn. - Đáy nón được dùng với các mục đích sau: + Để tháo sản phẩm rời hoặc chất lỏng có hàm lượng pha rắn cao. + Để phân phối tốt chất khí hoặc lỏng theo tất cả tiết diện thiết bị + Để khuyếch tán làm thay đổi từ từ tốc độ chất lỏng hoặc chất khí nhằm mục đích giảm bớt sức cản thuỷ lực. II.1.2.3. Các thiết bị phụ trợ Các thiết bị phụ trợ được sử dụng trong hệ thống tồn chứa nhằm đảm bảo cho thao tác xuất nhập tại bồn chứa xăng dầu được thuận tiện và đảm bảo an toàn trong việc chứa xăng dầu trong bể. Dưới đây là một số thiết bị phụ trợ thường được sử dụng trong các bể chứa xăng dầu: 1. Cầu thang: Để phục vụ cho việc đi lại lên xuống bồn chứa xăng dầu trong quá trình thao tác tại bồn của công nhân giao nhận. 2. Lỗ ánh sáng: Được đặt trên nắp bể trụ đứng, có tác dụng để thông gió trước khi lau chùi bồn, sửa chữa và kiểm tra bên trong bể. 3. Lỗ chui người: Có tác dụng để đi vào trong bồn khi tiến hành lau chùi, sửa chữa, bảo dưỡng bên trong bể. 4. Lỗ đo lường lấy mẫu: Có tác dụng để thả các thiết bị đo, thiết bị lấy mẫu trong trường hợp xác định độ cao mức nhiên liệu và lấy mẫu nhiên liệu. Lỗ đo lường,lấy mẫu nhiên liệu được đặt lắp đặt trên mái bể trụ đứng. 5. Ống thông hơi: chỉ dùng trên các bể trụ đứng, để chứa dầu nhờn và DO, FO, ống này có tác dụng điều hoà không gian hơi nhiên liệu của bể với áp suất khí quyển. 6. Ống tiếp nhận cấp phát: dùng để đấu nối với đường ống công nghệ tiếp nhận cấp phát nhưng ống này được đặt ngay ở tầng thép thứ nhất của bể thép trụ đứng. 7. Van hô hấp và van an toàn: 7 - Van hô hấp: Van hô hấp kiểu cơ khí dùng để điều hoà áp suất dư và áp suất chân không trong bể chứa. - Van hô hấp được lắp kết hợp với van ngăn tia lửa: Có tác dụng điều chỉnh bởi trong bể chứa trong giới hạn 2 atm đến 20 atm và ngăn tia lửa từ bên ngoài vào trong bể. - Van an toàn kiểu thuỷ lực: Có tác dụng điều hoà áp suất dư hoặc chân không trong bể chứa khi van hô hấp không làm việc. Dưới áp suất dư từ 5,5 atm – 6 atm và chân không từ 3,5 atm – 4 atm. 8. Hộp ngăn tia lửa: được lắp trên bể chứa phía dưới van hô hấp loại không kết hợp tác dụng ngăn chặn sự phát sinh ngọn lửa hoặc tia lửa bên trong bể. 9. Van bảo vệ: Có tác dụng hạn chế tổn thất mất mát nhiên liệu tỏng trường hợp đường ống bị vỡ hoặc khi van hai chiều chính của bể chứa bị hỏng hóc. Van bảo vệ được lắp ở đầu cuối ống tiếp nhậ cấp phát quay vào phía trong bể chứa. 10. Bộ điều khiển của van bảo vệ: Được lắp phía trên của ống tiếp nhận – cấp phát có tác dụng để mở van bảo vệ, giữ nó ở tư thế mở và đóng van bảo vệ lại. 11. Van Xi phông: có tác dụng định kỳ xả nước lắng lẫn trong bồn chứa. 12. Thiết bị đo mức nhiên liệu trong bể chứa: Với mục đích tiết kiệm thời gian đo mức nhiên liệu trong bể chứa. Đồng thời đảm bảo kiểm tra dễ dàng được mức nhiên liệu. 13. Thiết bị cứu hoả: Phụ thuộc vào thể tích của bể chứa người ta có thể lắp đặt trên bể đến 6 bình bọt cứu hoả hỗn hợp và các bình bọit cố định. Có tác dụng để đẩy bọt khí cơ học vào bể khi trong bể xảy ra sự cố cháy. 14. Hệ thống tiếp địa: Để tránh hiện tượng sét đánh vào bể. Trên bồn chứa thường được hàn từ 3 – 6 cột thu lôi. 15. Hệ thống tưới mát: Dùng để làm mát bể khi trời nắng to để giảm hao hụt xăng dầu do bay hơi. 16. Hệ thống thoát nước. II.1.3. GIỚI THIỆU MỘT SỐ BỒN CHỨA – BỂ CHỨA II.1.3.1 Bồn chứa hình trụ đứng 8 Hình II.1.2: Một số mặt cắt của bể chứa hình trụ đứng Các bồn tồn chứa hình trụ đứng thường là những bể có thể tích chứa lớn từ: 400 m 3 đến 100.000 m 3. . Bể thường cấu tạo gồm 4 phần: - Móng bể: bao gồm các lớp: đất đầm từng lớp dày 15 – 20 cm, lớp đất này có thể dày 50 – 60 cm. Trên những lớp đất này là lớp cát dày từ 20 – 30 cm để thân bể phân bố lực đồng đều và có độ lún ổn định. Sau lớp nhựa đường trên trên cùng là lớp cát dày10 m- 15 cm để chống thấm nước. Xung quanh móng bể người ta xây kè đá hoặc bê tông có rãnh thoát nước mưa và nước sả từ trong bể ra. - Đáy bể: Thân bể thường gồm các tấm thép hàn lại với nhau làm bằng tôn dày từ 4 – 8 mm. Tuy nhiên do đáy bể còn chịu lực cắt tập chung của thành bể nên ta thường sử dụng tôn dày 10 – 12 mm để làm đáy bể. 9 - Thành bể: Bao gồm nhiều tấm thép ghép hàn với nhau, chiều dài tấm thép theo chu vi, chiều rộng theo chiều cao bể thường gọi là các tầng. Do phải chịu áp lực thuỷ tĩnh, trọng lực dầu và bể lớn dần theo độ sâu nên nên tôn làm thành bể có bề dày thay đổi từ 4 – 8 mm. Việc gá tôn thành bể có các cách gá sau: + Gá kiểu ống chui: Tầng trên có đường kính nhỏ hơn tầng dưới + Gá kiểu giao kết: Các tầng tôn gá xen kẽ nhau, tầng này vào trong tầng kia ra ngoài và cứ luân chuyển như thế. + Gá hỗn hợp: Phối hợp hai kiểu gá trên trong một bể. - Mái bể: mái bể thường được làm bằng tôn có chiều dày từ 4 – 5 mm. hình dạng mái cũng được thiết kế theo nhiều dạng khác nhau nhằm hạn chế một số nhược điểm của từng loại bồn đối với các nhiên liệu cần chứa. Các dạng mái bồn thường được chế tạo là: + Bồn có mái cố định: Mái phẳng, nhọn, hình cầu + Bồn có mái di động: Các lạo bồn này hiện đang được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy lọc dầu, các tổng kho xăng dầu để tồn chứa các sản phẩm dễ bay hơi: dầu thô, xăng… bởi chúng bởi chúng giải quyết rất hiệu quả giảm độ hao hụt, mất mát do sự bay hơi trong bảo quản, tồn chứa xăng dầu. Một nóc di động được sử dụng trượt dọc theo thành bồn, nằm đè trực tiếp lên lên chất tồn chứa theo sự thay đổi mức trongbồn. Trong điều kiện này, pha hơi làm dâng chất lỏng thực tế được loại bỏ. Một gioăng đặc biệt được sử dụng nhằm bảo đảm sự liên kết giữa nóc và thành bồn. Lối vào nóc được làm bằng một cầu thang xoắn hàn ở vỏ thành bao. Để nóc đạt được độ cứng theo yêu cầu chế tạo, mái được gia cố bởi một vành thép và một số chân đỡ. Nóc được chế tạo sao cho có thể dễ dàng tháo dỡ để thuận tiện khi vệ sinh, bảo dưỡng và sửa chữa. II.1.3.2. Bể trụ nằm ngang Người ta thường chế tạo các loại bể hình trụ nằm ngang với thể tích từ 10 – 100 m 3 . Thân bồn thường gồm những tấm thép có chiều dày từ 4 – 5 mm cuộn lại thành hình trụ có đường kính nhất định. Hai đầu của bể có thể được chế tạo dạng phẳng hoặc côn (chóp). 10 [...]... tách sương trong khí thiên nhiên Nó được dùng nhiều trong hệ thống vận chuyển và phân phối khí khi hàm lượng chất lỏng ở trong khí thấp và chúng tồn tại ở dạng sương khó tách Các tấm đệm này tạo ra một tập hợp các cơ chế: Va đập, đổi hướng, thay đổi tốc độ và kết dính để tách chất lỏng khỏi dòng khí Đệm tạo ra mặt tiếp xúc lớn để gom và keo tụ sương chất lỏng Bộ lọc kiểu này ít được sử dụng trong các... sạch khí: Hoạt động tương tự như bình tách dầu và khí Bình tách dầu và khí thường dùng trong thu gom khí và đường ống phân phối, những chỗ không yêu cầu phải kiểm soát sluggs hoặc heads (là hiện tượng chấtlưu đi từ vỉa lên không liên tục mà thay đổi) của chất lỏng Bình làm sạch khí kiểu khô dùng thiết bị tách sương và thiết bị bên trong thì giống bình tách dầu Bình làm sạch khí kiểu ướt hướng dòng khí. .. phận tạo ly tâm ở đầu vào để tách sơ cấp và ở đầu ra của khí để tách lỏng III.1.3 CHỨC NĂNG CỦA BÌNH TÁCH Bình tách có 3 chức năng chính là: Chức năng cơ bản, chức năng phụ và chức năng đặc biệt III.1.3.1 Chức năng cơ bản Tách dầu khỏi khí, tách khí khỏi dầu và tách nước khỏi dầu Việc tách khí có thể được bắt đầu khi chất lỏng đi từ vỉa vào giếng, khi di chuyển trong ống nâng và ống xả Vì vậy có những... ống dẫn lắp nghiêng để tránh sự thành tạo các nút hydrat và chất lỏng, vào bể gom ngưng tụ sau đó vào bể bù trừ mái nâng Khi lượng dầu nhập lớn hơn xuất thì lượng khí thừa từ các không gian chứa khí sẽ thoát vào các bể này và ngược lại khí từ bể bù trừ sẽ vào các bể chứa khi lượng xuất lớn hơn lượng nhập II.2 BẢO QUẢN XĂNG DẦU TỒN CHỨA TRONG PHUY VÀ BAO BÌ NHỎ II.2.1 Những yêu cầu đối với phuy chứa dầu... có đường kính không đổi, bình trong có rãnh kiểu nan chớp Khi dòng hỗn hợp sản phẩm dầu khí đi vào theo hướng tiếp tuyến với thành bình và chuyển động theo quỹ đạo vòng xoáy, do khí có lực ly tâm bé sẽ đi vào bình trụ trong qua các nan chớp và thoát lên phía trên Còn lại dầu có lực ly tâm lớn hơn sẽ văng ra và bám dính vào thành bình của bình trụ ngoài, kết dính với nhau và lắng xuống phía dưới đến bộ... phenolfomadehit và carbanit, phía trong lấp đầy bằng Nito Các màng chắn sẽ giảm tốc độ bay hơi của dầu từ 5 ÷ 6 lần II.1.5.3 Thu hồi lại thành phần nhẹ Để thu hồi lại khí đã thoát ra khỏi bể, ta sử dụng hệ thống cân bằng khí Lúc đó, tất cả không gian khí các bể chứa trong trạm đượcnối liền với nhau bằng các ống dẫn khí thành mỏng Khi trong trạm đồng thời xuất và nhập dầu hệ thống máy làm việc rất hiệu quả Khí. .. những trường hợp trước khi vào bình tách dầu và khí đã được tách 28 hoàn toàn, lúc đó bình tách chỉ còn tạo không gian cho khí và dầu đi theo đường riêng Sự chênh lệch mật độ lỏng – khí nói chung bảo đảm cho quá trình tách dầu, tuy nhiên vẫn cần đến các phương tiện cơ khí chẳng hạn như bộ chiết sương và các phương tiện khác trước khi xả dầu, khí ra khỏi bình Tốc độ giải phóng khí ra khỏi dầu là một hàm... gỉ và tách các tạp chất Trong một số loại dầu thô các bọt khí tách ra được bọc bởi một màng dầu mỏng, tạo thành bọt phân tán trong chất lỏng Một số loại khác lại có độ nhớt và sức căng bề mặt cao, khí tách ra cũng bị giữ lại trong dầu tương tự như bọt Bọt có độ ổn định khác nhau tuỳ theo thành phần và hàm lượng tác nhân tạo bọt có trong dầu Dầu tạo bọt thường có tỷ trọng thấp hơn 40 độ API, độ nhớt lớn. .. tắc hướng tâm và bố trí theo nguyên tắc ly tâm (tiếp tuyến)  Nguyên tắc hướng tâm Nguyên tắc hướng tâm phải tạo được các va đập, thay đổi hướng chuyển động và tốc độ chuyển động Hỗn hợp dầu khí phải được phân tách tạo rối qua các vòi phun và đập vào các tấm chặn để thực hiện quá trình tách cơ bản Hỗn hợp sản phẩm dầu khí đi vào ống phân tách, qua các vòi phun thì được tăng tốc và đập vào các tấm chặn,... độ dòng chảy tức thời lớn nhất - Tách lỏng: Dùng để tách chất lỏng, dẫn dầu và nước khỏi khí Nước và dầu lỏng thoát ra ở đáy bình còn khí đi ra theo đường trên đỉnh - Bình giãn nở: Thường là bình tách giai đoạn 1 trong tách nhiệt độ thấp hoặc tách lạnh Bình tách này có thể được lắp thiết bị gia nhiệt có tác dụng làm chảy hydrat (glicol) vào chất lưu vỉa từ giếng lên trước khi vào trong bình tách này . BÀI TẬP LỚN MÔN CƠ KHÍ VÀ MÁY TRONG CÔNG NGHỆ HÓA HỌC NHÓM 6: 1. NGUYỄN TRƯỜNG THI 1021010334 2.TRẦN THỊ THƯƠNG 1021010350 . hydrat và chất lỏng, vào bể gom ngưng tụ sau đó vào bể bù trừ mái nâng. Khi lượng dầu nhập lớn hơn xuất thì lượng khí thừa từ các không gian chứa khí sẽ thoát vào các bể này và ngược lại khí từ. bị tồn chứa đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp hoá chất nói chung và trong công nghiệp dầu khí nói riêng.Hầu như tất cả các quá trình chế biến dầu khí đều có sự tham gia của các thiết