Đồ án tốt nghiệp chưng cất dầu thô áp suất thường

Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng Lời cảm ơn Em xin chân thành cảm ơn TS Lê Văn Hiếu ngời tận tình hớng dẫn giúp đỡ em mặt kiến thức khoa học, với giúp đỡ ân cần tận tính bảo thầy giúp em hiểu đợc vấn đề cần thiết hoàn thành đồ án thời gian quy định Tuy nhiên với khối lợng công việc lớn hoàn thành thời gian có hạn nên em tránh khỏi sai sót vớng mắc định Vậy em kính mong thầy giáo, cô giáo bảo cho em Một lần cho em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo, cô giáo Bộ môn Công nghệ Hữu - Hoá dầu tạo điều kiện giúp đỡ em thời gian vừa qua Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Nguyễn Anh Tuấn Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng Mục Lục Trang Mở đầu Phần I Tổng quan nguyên liệu sản phẩm I Dầu Thô Các đặc tính quan trọng dầu thô Thành phần hoá học Phân loại dầu thô II Xử lý dầu thô trớc chng cất Tách tạp chất học, nớc, muối lẫn dầu III Các phơng pháp chng cất Chng đơn giản Chng phức tạp IV Các yếu tố ảnh hởng Chế độ nhiệt tháp chng luyện Yếu tố áp suất tháp chng luyện Điều khiển, khống chế chế độ làm việc tháp chng cất V Sản phẩm trình chng cất Phân loại khí hydrocacbon Phân đoạn xăng Phân đoạn kerosen Phân đoạn diezen Phân đoạn mazut Phân đoan dầu nhờn Phân đoạn gudron Phần II công nghệ trình I Phân loại sơ đồ công nghệ II Dây chuyền công nghệ Chọn chế độ công nghệ sơ đồ công nghệ Chọn sơ đồ công nghệ Thuyết minh sơ đồ chng cất dầu loại hai tháp Ưu điểm sơ đồ chng cất tháp III Thiết bị dây chuyền Tháp chng cất Các loại tháp chng luyện IV Thiết bị đun nóng Thiết bị đun nóng lò ống V Thiết bị trao đổi nhiệt Loại vỏ bọc Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 7 12 15 18 19 22 26 27 31 31 34 34 35 36 36 37 37 37 38 38 39 39 41 41 42 44 44 45 45 47 51 51 52 52 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng Loại ống 53 Phần III Tính toán công nghệ I Tính cân vật chất I.1 Tại tháp tách sơ I Tại tháp tách phân đoạn I.3 Tổng kết cân vật chất II Thiết lập đờng cân (VE) cho sản phẩm II.1 Đờng cân (VE) sản phẩm xăng II.2 Đờng cân (VE) sản phẩm kerosen II.3 Đờng cân (VE) cho sản phẩm gazoil III Xác định đại lợng trung bình sản 57 57 58 58 59 60 60 62 63 64 phẩm III.1 Tỷ trọng trung bình III.2 Xác định nhiệt độ sôi trung bình III.3 Tính phân tử lợng trung bình sản phẩm IV Tính tiêu hao nớc IV.1 Tính tiêu hao cho tháp phân đoạn IV.2 Tính tiêu hao nớc cho tháp tách V Tính chế độ tháp chng cất V.1 Tính áp suất tháp V.2 Tính nhiệt độ tháp V.3 Tính số hồi lu đỉnh tháp VI Tính kích thớc tháp chng cất VI.1 Tính đờng kính tháp VI.2 Tính chiều cao tháp VI.3 Tính số chóp đờng kính chóp Phần IV 64 65 65 66 66 66 67 67 68 76 77 77 79 79 81 Xây dựng I Xác định địa điểm xây dựng nhà máy II Các yêu cầu thiết kế xây dựng III Giải pháp thiết kế xây dựng Phần V 81 82 84 88 tính toán kinh tế I Mục đích II Chế độ công tác phân xởng III Nhu cầu nguyên liệu lợng Nguyễn Anh Tuấn 88 88 90 Lớp Hóa Dầu QN-K44 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng IV Xác định nhu cầu công nhân cho phân xởng V Tính khấu hao cho phân xởng VI Chi phí khác cho thùng sản phẩm VII Xác định hiệu kinh tế Phần VI AN toàn I An toàn lao động phân xởng chng cất khí II Tự động hoá III Một số dụng cụ tự động hoá Kết luận Tài liệu tham khảo Nguyễn Anh Tuấn 91 93 93 94 96 96 100 102 106 107 Lớp Hóa Dầu QN-K44 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng Mở đầu Dầu mỏ đợc ngời biết đến từ thời cổ xa, đến kỷ 18, dầu mỏ đợc sử dụng làm nhiên liệu để đốt cháy, thắp sáng Sang kỷ19, dầu đợc coi nh nguồn nhiên liệu cho phơng tiện giao thông cho kinh tế quốc dân Hiện nay, dầu mỏ trở thành nguồn lợng quan trọng quốc gia giới Khoảng 65 ữ 70% lợng sử dụng từ dầu mỏ, có 20 ữ 22% lợng từ than, ữ 6% từ lợng nớc ữ 12% từ lợng hạt nhân Bên cạnh hớng sử dụng mạnh mẽ có hiệu dầu mỏ làm nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hoá dầu nh : sản xuất cao su, chất dẻo, tơ sợi tổng hợp, chất hoạt động bề mặt, phân bón, chí protêin Ngoài sản phẩm nhiên liệu sản phẩm hoá học dầu mỏ, sản phẩm phi nhiên liệu nh dầu mỡ bôi trơn, nhựa đờng, hắc ín phần quan trọng phát triển công nghiệp Nếu dầu mỡ bôi trơn có công nghiệp động cơ, máy móc, tảng kinh tế xã hội Công nghiệp chế biến dầu phát triển mạnh nhờ đặc tính quý riêng nguyên liệu dầu mỏ nguyên liệu từ than khoáng chất khác có, giá thành thấp, thuận tiện cho trình tự động hoá, dễ khống chế điều kiện công nghệ có công suất chế biến lớn, sản phẩm thu đợc có chất lợng cao, tạp chất dễ tinh chế, dễ tạo nhiều chủng loại sản phẩm đáp ứng nhu cầu ngành kinh tế quốc dân Cùng với phát triển mạnh mẽ công nghiệp dầu khí giới, dầu khí Việt Nam đợc phát từ năm 1970 đà phát triển Chúng ta tìm nhiều mỏ chứa dầu trữ lợng tơng đối lớn nh mỏ Bạch Hổ, Đại Hùng, mỏ Rồng vùng Nam Côn Sơn; mỏ khí nh Tiền Hải (Thái Bình), Lan Tây, Lan Đỏ Đây nguồn tài nguyên quí để giúp nớc ta bớc vào kỷ nguyên công Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng nghệ dầu khí Nhà máy lọc dầu số Dung Quất với công suất triệu tấn/năm hoàn thành để hoạt động tiến hành phê chuẩn nhà máy lọc dầu số Nh ngành công nghiệp chế biến dầu khí nớc ta bớc vào thời kỳ mới, thời kỳ mà nớc ta thực mục tiêu công nghiệp hoá đại hoá Hiệu sử dụng dầu mỏ phụ thuộc vào chất lợng trình chế biến Theo chuyên gia hoá dầu châu Âu, việc đa dầu mỏ qua trình chế biến nâng cao đợc hiệu sử dụng dầu mỏ lên lần, nh tiết kiệm đợc nguồn tài nguyên quý Dầu mỏ hỗn hợp phức tạp gồm hydrocacbon, khí thiên nhiên, khí dầu mỏ hợp chất khác nh CO , N 2, H2 S, N 2, He, Ar Dầu mỏ muốn sử dụng đợc phải tiến hành phân chia thành phân đoạn nhỏ Sự phân chia dựa vào phơng pháp chng cất khoảng nhiệt độ sôi khác Quá trình chng cất dầu trình vật lý phân chia dầu thô thành thành phần gọi phân đoạn Quá trình đợc thực biện pháp khác nhằm để tách cấu tử có dầu thô theo khoảng nhiệt độ sôi khác mà không làm phân huỷ chúng Tuỳ theo biện pháp tiến hành ch ng cất mà ngời ta phân chia trình chng cất thành chng đơn giản, chng phức tạp, chng cất nhờ cấu tử bay hay chng cất chân không Trong nhà máy lọc dầu, phân xởng chng cất dầu thô cho phép ta thu đợc phân đoạn dầu mỏ để chế biến Trong đồ án tiến hành đề cập tới vấn đề lý thuyết có liên quan Trên sở thiết kế lựa chọn dây chuyền ch ng cất dầu thô nhiều phần nhẹ Đồng thời xem xét để thiết kế dây mặt phân xởng vấn đề an toàn lao động Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng Phần I Tổng quan lý thuyết I dầu thô Dầu mỏ nguyên liệu hydrocacbon có thiên nhiên, có thành phần hóa học phức tạp, có đặc tính vật lý thay đổi giới hạn rộng nh độ nhớt, màu sắc tỷ trọng Màu sắc dầu mỏ nguyên khai màu sáng nâu đen Tỷ trọng thay đổi từ 0,7 ữ 1, độ nhớt thay đổi giới hạn từ ữ 50 cst 20 0C Thành phần hoá học dầu mỏ hỗn hợp phức tạp, gồm nhiều hydrocacbon Các hydrocacbon thờng thuộc vào họ: họ parafinic, họ naphtenic, họ aromatic hay gọi hydrocacbon thơm Với mức độ phức tạp khác nhau, cấu trúc dầu mỏ đồng thời có mặt hydrocacbon loại cấu trúc hỗn hợp loại Trong dầu mỏ nguyên khai hydrocacbon họ olephinic phân bố hydrocacbon kể dầu mỏ định công nghệ chế biến, hiệu suất chất lợng sản phẩm Các đặc tính vật lý quan trọng dầu thô [1, 2] a- Tỷ trọng : Khối lợng riêng dầu khối lợng lít dầu tính kilôgam Tỷ trọng dầu khối lợng dầu so với khối lợng nớc thể tích nhiệt độ xác định Do tỷ trọng có giá trị khối lợng riêng coi khối lợng riêng nớc oC 1.Trong thực tế, tồn hệ thống đo tỷ trọng sau : d 20, d 415 , 15,6 d15,6 , ( hay theo đơn vị Anh Mỹ Spgr 60/60 F ); độ API (API=141,5/s.g 60 F/60 0F)- 131,5), số bên nhiệt độ dầu lúc thử nghiệm số bên dới nhiệt độ nớc thử nghiệm Tỷ trọng dầu dao động khoảng rộng, tuỳ thuộc vào loại dầu có trị số từ 0,8 đến 0,99 Tỷ trọng dầu Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng quan trọng đánh giá chất lợng dầu thô Sở dĩ nh tỷ trọng có liên quan đến chất hoá học nh đặc tính phân bố phân đoạn dầu thô Dầu thô nhẹ tức có tỷ trọng thấp, mang đặc tính dầu paraphinic, đồng thời tỷ lệ phân đoạn nặng Ng ợc lại, dầu nặng tức tỷ trọng cao, dầu thô mang đặc tính dầu aromatic naphantenic, phân đoạn nặng chiếm tỷ lệ cao Sở dĩ nh tỷ trọng hydrocacbon parafinic thấp so với naphtenic aromatic chúng có số nguyên tử cacbon phân tử Mặt khác phần hydrocacbon nh chất nhựa, asphaten, hợp chất chứa lu huỳnh, chứa Nitơ,chứa kim loại lại thờng tập trung phần nặng, nhiệt độ sôi cao dầu thô có tỷ trọng cao, chất lợng giảm b- Độ nhớt dầu sản phẩm dầu : Độ nhớt đặc trng cho tính lu biến dầu nh ma sát nội dầu Do vậy, độ nhớt cho phép đánh giá khả bơm vận chuyển chế biến dầu Quan trọng hơn, độ nhớt sản phẩm đánh giá khả bôi trơn, tạo mù sơng nhiên liệu phun vào động cơ, lò đốt Độ nhớt phụ thuộc vào nhiệt độ, nhiệt độ tăng, độ nhớt giảm Có loại độ nhớt : + Độ nhớt động học (St hay cSt) + Độ nhớt quy ớc (độ nhớt biểu kiến) gọi độ nhớt Engler ( 0E) c - Thành phần phân đoạn : Vì dầu mỏ thành phần hỗn hợp nhiều hydrocacbon, có nhiệt độ sôi khác nhau, nên dầu mỏ nhiệt độ sôi cố định đặc trng nh đơn chất khác nhiệt độ có hợp chất có nhiệt độ sôi tơng ứng thoát ra, khác loại dầu Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng thô khác lợng chất thoát nhiệt độ tơng ứng chng cất Vì thế, để đặc trng cho loại dầu thô, thờng đánh giá đờng cong chng cất, nghĩa đờng cong biểu diễn phân bố lợng sản phẩm chng cất theo nhiệt độ sôi Những điều kiện chng cất khác cho đờng cong chng cất khác Đờng cong chng cất đờng cong biểu diễn tơng quan thành phần cất nhiệt độ sôi Để đặc trng cho loại dầu thô thờng xác định đờng cong chng cất sau : * Đờng cong chng cất Engler : Hay gọi đờng cong chng cất đơn giản, đờng cong chng cất Engler Các đặc tính bốc dầu mỏ đợc xác định cách chng đơn giản thiết bị chng kiêủ Engler (chng cất dầu bình cầu đơn giản, tinh luyện hồi lu) phân chia yếu thờng tơng ứng từ ữ đĩa lý thuyết Đờng cong thu đợc qua quan hệ % thể tích chng cất đợc nhiệt độ chng cất Đờng cong cho biết sơ nhanh phân bố hợp chất có nhiệt độ sôi khác dầu thô Đường cong Engler hỗn hợp cấu tử 2- Đường cong Engler hỗn hợp phức tạp 100%Vchưng cất Hình : Đờng cong chng cất Engler * Đờng cong điểm sôi thực : Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng Đờng cong gọi đờng cong chng cất có tinh luyện Đờng cong chng cất nhận đợc chng cất dầu thô thiết bị chng cất có trang bị phần tinh luyện hồi lu, có khả phân chia tơng ứng với số đĩa lý thuyết 10 với tỷ số hồi lu sản phẩm khoảng Về lý thuyết chng cất điểm sôi thực sử dụng hệ chng cất có khả phân chia triệt để nhằm làm cấu tử có mặt hỗn hợp đợc phân chia riêng biệt nhiệt độ sôi cấu tử với số lợng số lợng có hỗn hợp Đờng cong phản ánh xác phân bố hợp chất theo nhiệt độ sôi thực dầu thô t t tB t B tA tA 30 ng cất 100 %Vchư %V chư ng cất Hình Đờng cong điểm sôi thực hỗn hợp cấu tử A B Đờng cong điểm sôi thực lý thuyết Đờng cong điểm sôi thực thực tế Trên hình (2) trình bày đờng cong diểm sôi thực hỗn hợp hai cấu tử với thành phần 30% cấu tử A 70% cấu tử B Cấu tử A sôi nhiệt độ t A cấu tử B sôi nhiệt độ t B dới áp suất chung hệ chng cất Nguyễn Anh Tuấn 10 Lớp Hóa Dầu QN-K44 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng Khấu hao Chi phí chung phân xởng Chi phí quản lý doanh nghiệp bán hàng Tổng chi phí cho thùng sản phẩm 0,44 0,563 0,575 28,727 Tổng chi phí năm sản xuất phân xởng là: 28,727 ì 53.630.850 = 1.540.642.702 (USD/năm) VII Xác định hiệu kinh tế nớc ta, từ trớc đến sản phẩm xăng dầu nhập từ nớc về, tiền công vận chuyển có thuế xuất nhập khẩu, giá thành sản phẩm cao Nếu ta sản xuất đ ợc giá thành sản phẩm xăng dầu hạ thấp chấp nhận l u thông thị trờng Bảng quy định giá bán sản phẩm phân xởng Tên sản STT phẩm Đơn giá cho Lợng sản phẩm thùng sản thu đợc phẩm (USD) năm (thùng) Khí 30 2.020.200 Xăng nhẹ 38 2.866.500 Xăng nặng 37,5 7.636.200 Kerosen 36,5 8.619.000 Gazoil 35 10.266.750 Mazut 33 22.222.200 Tổng doanh thu phân xởng năm Doanh thu năm (USD) 60.606.000 108.927.000 286.357.500 314.593.500 359.336.250 733.332.600 1.863.152.850 + Lợi nhuận phân xởng: Lợi nhuận phân xởng (LN) = Doanh thu (DT) Tổng chi phí (TCP) Thuế (T) Trong thuế lấy 5% giá sản phẩm (GB) LN = DT TCP 0,05 ì GB LN = 1.863.152.850 1.540.642.702 0,05 ì 1.863.152.850 LN = 229.352.505,5 Nguyễn Anh Tuấn (USD/năm) 94 Lớp Hóa Dầu QN-K44 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng + Doanh lợi vốn đầu t: DL = LN / V sx V sx = TCP + V đt = 1.540.642.702 + 473684210,5 = 2.014.326.912,5 (USD/năm) DL = LN 229.352.505,5 = = 0,114 Vsx 2.014.326.912,5 + Thời gian thu hồi vốn: T THV = 2.014.326.912,5 Vsx = LN + KH 229.352.505,5 + 0,44 ì 53.630.850 Vậy thời gian thu hồi vốn phơng án năm Nguyễn Anh Tuấn 95 Lớp Hóa Dầu QN-K44 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng Phần VI An toàn Nền công nghiệp hóa dầu nói chung độc hại Vì trình lao động sản xuất phân xởng có nhiều yếu tố gây ảnh hởng tới ngời lao động trực tiếp nh gián tiếp môi trờng xung quanh, để đảm bảo thực tốt quy trình lao động ta cần ý đến yêu cầu sau: I An toàn lao động phân xởng chng cất khí Trong trình thiết kế sản xuất khâu an toàn lao động có vai trò quan trọng nhằm cải thiện đợc điều kiện làm việc công nhân, đảm bảo sức khoẻ an toàn cho công nhân làm việc nhà máy Vì từ đầu thiết kế xây dựng phân xởng cần phải có giải pháp bố trí hợp lý, huấn luyện tuyên truyền nhiều pháp chế nhà nớc Nh để hoàn thiện tốt cần phải đảm bảo yêu cầu sau : I.1 Yêu cầu phòng cháy chữa cháy : - Thờng xuyên thực công tác giáo dục an toàn lao động đến quần chúng công nhân lao động phân xởng, thực quy định chung nhà máy, tiến hành kiểm tra định thao tác an toàn lao động sản xuất - Khi thiết kế bố trí mặt phân xởng cần phải hợp lý, thực biện pháp an toàn - Các thiết bị phải đảm bảo an toàn cháy nổ tuyệt đối, không cho có tợng rò rỉ sản phẩm ngoài, thiết kế cần chọn vật liệu có khả chống cháy nổ cao để thay vật liệu nơi xảy cháy nổ Nguyễn Anh Tuấn 96 Lớp Hóa Dầu QN-K44 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng - Phải có hệ thống tự động hoá an toàn lao động báo động kịp thời có tợng cháy nổ xảy - Bố trí máy móc thiết bị phải thoáng, đ ờng ống dẫn nhà máy phải đảm bảo, hạn chế khả đờng ống chồng chéo lên nhau, ống bắt qua đờng giao thông không đợc lên, đờng ống khu sản xuất phải bố trí cao đảm bảo cho công nhân qua lại tránh va trạm cần thiết - Khu chứa nguyên liệu sản phẩm phải có tờng bao che chắn để đề phòng có cố dầu bị rò rỉ ngoài, phải tránh khả phát sinh nguồn lửa mồi cháy (nhiệt, bậc lửa, cấm hút thuốc phân xởng, ) - Bố trí hệ thống tự động hoá cho thiết bị dễ sinh t ợng cháy nổ đảm bảo an toàn, hệ thống cấp điện cho thiết bị tự động phải tuyệt đối an toàn tợng chập mạch làm phát sinh tia lửa điện - Vận hành thiết bị phải theo thao tác kỹ thuật, quy trình công nghệ khởi động nh tắt hoạt động, làm việc phải tuân theo quy định chặt chẽ - Trong trờng hợp phải sửa chữa thiết bị có chứa sản phẩm dễ gây cháy nổ cần phải dùng khí trơ để thổi vào thiết bị để đuổi hết sản phẩm ngoài, lu ý sửa chữa hàn phải khẳng định thiết bị an toàn hết khí cháy nổ - Giảm thấp nồng độ chất cháy nổ khu sản xuất, cháy nổ xăng dầu (nhất xăng bắt nhiệt nhiệt độ thờng) Đây vấn đề đợc quan tâm để bảo vệ tính mạng ngời tài sản nhà máy - Trong phân xởng phải có đội ngũ phòng cháy thờng trực 24/24 với đầy đủ trang thiết bị đại, thuận tiện - Các tiêu lệnh phòng cháy chữa cháy phải tuân theo đầy đủ để phòng có cố xảy ra, xử lý kịp thời Nguyễn Anh Tuấn 97 Lớp Hóa Dầu QN-K44 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng - Bố trí dụng cụ, thiết bị chữa cháy chỗ thiết bị dễ gây cháy nổ (tháp cất, thiết bị lọc, ) kịp thời có tợng Tóm lại nhà máy chng cất dầu thô cần phải trang bị đầy đủ trang thiết bị phòng cháy chữa cháy đại : chăn cứu hoả, bình bọt, cát, xe cứu hoả Tất thiết bị phải đặt nơi, quy định dễ thấy dễ lấy, bể chứa cát phải xây dựng gần nơi thiết bị gây cháy nổ, có cố thiết bị phải đợc thao tác kỹ thuật kịp thời, đờng lại khu sản xuất phải thuận tiện dễ dàng cho xe cứu hỏa lại Các thiết bị phải đợc bảo dỡng định kỳ, theo dõi chặt chẽ chế độ công nghệ nhà máy Các bể chứa cần phải nối đất tránh, đề phòng xăng dầu bơm chuyển bị tích điện tích, sét đánh nhà máy xảy cháy nổ Trong trình sản xuất phải đảm bảo an toàn thiết bị áp lực, hệ thống điện phải đợc thiết kế an toàn hạn chế tối đa nguy gây cố, thiết bị phải có hệ thống bảo hiểm, phải có che chắn Trang thiết bị phòng hộ lao động cho công nhân lao động phân xởng I.2 Trang bị phòng hộ lao động : Những công nhân làm việc nhà máy phải đợc học tập thao tác phòng chữa cháy, phải có kiến thức bảo vệ thân thể môi tr ờng không gây độc hại Trong nhà máy tuyệt đối không dùng lửa, tránh va chạm cần thiết để gây tia lửa điện, sửa chữa hạn chế việc sử dụng nguồn điện cao áp Trong công tác bảo quản bể chứa, phải làm việc bể phải đảm bảo hút hết độc khí sản phẩm bể, công nhân làm việc trực tiếp phải đợc trang bị thiết bị phòng hộ lao động : quần áo, mặt nạ, găng tay, ủng tránh độc bám vào ng ời qua da, trang bị phòng hộ lao động phải đợc cất giữ nơi làm việc không đợc mang Đối với trình có phát sinh độc lớn cần bố trí hệ thống tự động hoá sản xuất, giảm bớt l ợng Nguyễn Anh Tuấn 98 Lớp Hóa Dầu QN-K44 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng công nhân cần thiết, bảo vệ sức khoẻ cho công nhân đồng thời nâng cao hiệu kinh tế Kiểm tra sức khoẻ định kỳ cho công nhân, phát bệnh phổ biến để phòng chống, đảm bảo chế độ lao động cho ng ời theo quy định nhà nớc Nghiêm cấm việc sử dụng xăng dầu để rửa tay chân, cọ quần áo, chúng có tác hại lớn sức khoẻ ngời, xăng dầu chủ yếu hydrocacbon mà đặc biệt hydrocacbon thơm gây độc lớn Xăng dầu hydrocacbon dễ bay hơi, xăng dầu gây ô nhiễm môi trờng việc xử lý xăng dầu nhiệm vụ quan trọng nhà máy I.3 Yêu cầu vệ sinh môi trờng Đối với mặt phân xởng phải chọn tơng đối phẳng, có độ dốc tiêu thoát nớc tốt, vùng quy hoạch thiết phải đợc nghiên cứu trớc biện pháp tránh chất độc hại thải ra, tránh gây tác hại vệ sinh môi trờng, đồng thời phòng ngừa cháy nổ gây Vị trí nhà máy phải có khoảng cách an toàn tới khu dân c , đồng thời phát triển liên hợp với nhà máy khác phải sử dụng hợp lý hệ thống giao thông quốc gia, phân xởng thoát bụi độc hại cần bố trí cuối hớng gió chủ đạo đồng thời cần lu ý đến cờng độ gió, nhà máy chế biến dầu nên chất thải không tránh khỏi ảnh hởng đến vệ sinh môi trờng Vậy để đảm bảo môi trờng sinh thái trớc thải cần phải xử lý chất thải Nớc thải sinh hoạt nguy hiểm, cần phải xử lý làm nớc trớc thải sông, hồ Nớc thải sản xuất sau làm nguội thiết bị trao đổi nhiệt, lợng nớc ngng tiếp xúc trực tiếp hay không trực tiếp với độc phải tiến hành xử lý Nguyễn Anh Tuấn 99 Lớp Hóa Dầu QN-K44 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng II Tự động hoá : Tự động điều chỉnh trình ứng dụng dụng cụ, thiết bị máy móc tự động điều khiển vào trình công nghệ Những phơng tiện kỹ thuật cho phép thực trình công nghệ theo chơng trình tiêu chuẩn dã đợc tạo dựng phù hợp với công nghệ, đảm bảo cho máy móc thiết bị hoạt động theo chế độ tối u nhất, việc tự động hoá không làm đơn giản thao tác sản xuất, tránh đợc nhầm lẫn, tăng suất lao động cho phép giảm số l ợng công nhân có biện pháp hữu hiệu an toàn lao động Trong phân xởng chng cất dầu thô áp suất thờng thiết bị nh: thiết bị lọc, tháp hoạt động nhiệt độ cao áp suất lớn nên dễ gây tợng cháy nổ Nhiệt độ cao phân xởng lên đến gần 400 C tháp chng phân đoạn áp suất đạt tới 15kg/cm thiết bị lọc điện tách muối khoáng dầu, sản phẩm trình hydrocacbon, khí lẫn bay độc hại cho sức khoẻ công nhân lao động Do đòi hỏi cần phải nghiêm ngặt việc an toàn công nghệ nh yêu cầu sức khoẻ cho công nhân Để đảm bảo yêu cầu việc sử dụng hệ thống tự động đo lờng biện pháp tự động hoá sản xuất không vấn đề cần thiết mà có tính chất bắt buộc công nghệ Trong hoạt động thiết bị không ổn định chế độ công nghệ dây chuyền bị phá vỡ, nhiều trờng hợp phải ngừng hoạt động dây chuyền để sửa chữa cho dù thiết bị Nh từ đặc điểm cho thấy đo lờng tự động hoá tự động hoá dây chuyền công nghệ vấn đề quan trọng Nó không tăng suất công nghệ, công suất thiết bị mà sở để vận hành công nghệ tối u tăng hiệu thu hồi sản phẩm đồng thời giảm đáng kể chi phí khác, đảm bảo an toàn cho nhà máy sản xuất, nhờ có tự động hoá mà nơi xảy tợng cháy nổ Nguyễn Anh Tuấn 100 Lớp Hóa Dầu QN-K44 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng hay rò rỉ sản phẩm độc hại đợc điều khiển tự động, tự động kiểm tra tránh đợc việc sử dụng công nhân Tự động hoá đảm bảo thao tác điều khiển thiết bị công nghệ cách xác tránh đợc cố xảy thao tác điều khiển, tự động báo động có cố xảy Các kí hiệu thờng dùng tự động hoá - Dụng cụ đo nhiệt t Dụng cụ đo áp suất - Dụng cụ đo lu lợng - Dụng cụ đo nhiệt độ hiển thị trung tâm điều khiển TI - Dụng cụ đo nhiệt độ truyền xa trung tâm điều khiển TT - Thiết bị đo áp suất tự động điều chỉnh (van an toàn) Pcz - Bộ điều chỉnh mức chất lỏng tự ghi có báo động khí cụ lắp trung tâm điều khiển - LRA Bộ điều chỉnh áp suất tự ghi hiển thị, khí cụ lắp trung tâm điều khiển PIR Cơ cấu điều chỉnh Cơ cấu chấp hành Tự động mở tín hiệu Tự động đóng tín hiệu Giữ nguyên Hệ thống tự động điều chỉnh bao gồm đối tợng điều chỉnh (ĐT) điều chỉnh (BĐC) Bộ điều chỉnh bao gồm cảm biến khuếch đại Nguyễn Anh Tuấn 101 Lớp Hóa Dầu QN-K44 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng Bộ cảm biến dùng để phản ánh sai lệch thông số điều chỉnh so với giá trị cho trớc biến đổi thành tín hiệu Bộ khuếch đại làm nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu cảm biến đến giá trị điều chỉnh quan điều khiển (CQĐK), quan tác động lên đối tợng nhằm xoá độ sai lệch thông số điều chỉnh Mạch điều chỉnh đợc khép kín nhờ quan hệ ngợc tử đối tợng đến điều chỉnh Quan hệ đợc gọi hồi tiếp III.Một số dạng tự động [18] * Tự động kiểm tra tự động bảo vệ Tự động kiểm tra thông số công nghệ (nhiệt độ, áp suất, l u lợng, nồng độ, ), kiểm tra thông số công nghệ có thay đổi hay không ? Nếu có cảnh báo thị ghi lại giá trị thay đổi Có thể biểu diễn sơ đồ tự động kiểm tra tự động điều chỉnh nh sau : C DT CB 5.1 5.2 G 5.3 PL 5.4 BĐK N CT Đối tợng điều chỉnh Cảm biến đối tợng Bộ khuếch đại Yếu tố nhiễu Cơ cấu chấp hành 5.1 Cảnh báo 5.2Chỉ thị kim loại số 5.3 Ghi lại thay đổi Nguyễn Anh Tuấn 102 Lớp Hóa Dầu QN-K44 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng 5.4 Phân loại * Dạng tự động điều khiển : Sơ đồ cấu trúc : ĐT BD BK CB N Đối tợng điều khiển Cảm biến đối tợng Bộ khuếch đại Yếu tố nhiễu Bộ đặc cho phép ta đặc tín hiệu điều khiển, tổ chức tác động có định hớng điều khiển tự động * Dạng tự động điều chỉnh Sơ đồ cấu trúc CB ĐT BD SS BKĐ CCCH N Đối tợng điều chỉnh Cảm biến đối tợng Bộ khuếch đại Nguồn cung cấp lợng Bộ đặc Bộ so sánh Cơ cấu chấp hành III.1 Cấu tạo số thiết bị tự động Nguyễn Anh Tuấn 103 Lớp Hóa Dầu QN-K44 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng a Bộ cảm biến áp suất Trong điều chỉnh thờng sử dụng cảm ứng áp suất kiểu màng, hộp xếp, piston, ống cong đàn hồi Việc chọn cảm ứng áp suất phụ thuộc vào việc cảm ứng điều chỉnh độ xác theo yêu cầu Z P P Kiểu pittông Bộ cảm ứng suất Kiểu màng P Z Z Z Cảm ứng kiểu hộp xếp b Bộ cảm ứng nhiệt độ : Hoạt động cảm ứng nhiệt độ dựa nguyên lý giãn nở nhiệt, mối quan hệ nhiệt độ chất khí áp suất bão hoà hệ kín dựa nguyên lý nhiệt điện trở Nguyễn Anh Tuấn 104 Lớp Hóa Dầu QN-K44 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng Cảm ứng nhiệt độ kiểu màng Z Z Z Cảm ứng nhiệt độ kiểu hộp xếp Cảm ứng nhiệt độ kiểu lưỡng kim giãn nở c Bộ cảm ứng mức đo chất lỏng : Mức chất lỏng đo đợc nhiều cách khác nhng phơng pháp đơn giản có độ xác cao đo phao Z Z Kiểu phao Nguyễn Anh Tuấn Kiểu màng 105 Lớp Hóa Dầu QN-K44 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng Kết luận Sau thời gian làm việc tìm hiểu nghiên cứu tài liệu, em hoàn thành đồ án thiết kế với giúp đỡ giáo viên hớng dẫn: TS Lê Văn Hiếu Phân xởng chng cất dầu thô có vai trò quan trọng nhà máy chế biến dầu, cho phép ta nhận đợc phân đoạn nhiên liệu cặn mazut Muốn thiết kế đợc dây chuyền tốt phải nghiên cứu kỹ lỡng lý thuyết liên quan nh chất dầu thô, phơng pháp chng cất, yếu tố ảnh hởng, loại sơ đồ chng cất, thiết kế xây dựng,an toàn lao động Với dầu thô có nhiều phần nhẹ thiết kế dây chuyền chng cất với loại hai tháp chng tốt Đợc tham gia thiết kế dây chuyền công nghệ sản xuất đại phục vụ cho ngành tổng hợp hữu hoá dầu, ớc muốn sinh viên công nghệ hoá học Sau thực tế đợc tham gia công tác, chúng em nguyện phát huy hết khả với nỗ lực chung ngành để biến nguồn tài nguyên phong phú thành sản phẩm có giá trị góp phần xây dựng đất nớc Vậy em mong bảo thầy cô để đồ án em đợc hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy TS Lê Văn Hiếu trực tiếp hớng dẫn em làm đề tài Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy cô giáo dẫn xuất nhiệt tình giúp đỡ em trình học tập nh thực đề tài Hà Nội ngày 30 tháng năm 2004 Sinh Viên: Nguyên Anh Tuấn Nguyễn Anh Tuấn 106 Lớp Hóa Dầu QN-K44 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng Tài liệu tham khảo Lê Văn Hiếu Công nghệ chế biến dầu mỏ; Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội; 2000 PGS TS Đinh Thị Ngọ Hoá học dầu mỏ; Trờng Đại học Bách khoa Hà Nội; 1999 Trần Mạnh Trí Dầu khí dầu khí Việt Nam; Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội; 1996 Võ Thị Liên, Lê Văn Hiếu Công nghệ chế biến dầu khí; Tr ờng Đại học Bách khoa Hà Nội; 1982 Bộ môn Nhiên liệu Giáo trình tính toán công nghệ trình chế biến dầu mỏ; Trờng Đại học Bách khoa Hà Nội; 1972 Vũ Tam Huề, Nguyễn Phơng Tùng Hớng dẫn sử dụng Nhiên liệu Dầu - Mỡ; Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2000 Kiều Đình Kiểm Các sản phẩm dầu mỏ hoá dầu Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2000 Nguyễn Trọng Khuông, Đinh Trọng Xoan, Đỗ Văn Đài, Nguyễn Bin, Phạm Xuân Toản, Đinh Văn Huỳnh, Trần Xoa Sổ tay trình thiết bị công nghệ hoá chất; tập I Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội; 1992 Nguyễn Bin, Đỗ Văn Đài, Lê Nguyên Dơng, Đinh Văn Huỳnh, Nguyễn Trọng Khuông, Phan Văn Thơm, Phạm Xuân Toản, Trần Xoa Sổ tay trình thiết bị công nghệ hoá chất; tập II Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội; 1999 10 Trần Mạnh Trí Hoá học dầu mỏ khí; Trờng Đại học Bách khoa Hà Nội; 1980 Nguyễn Anh Tuấn 107 Lớp Hóa Dầu QN-K44 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng 11 PGS Ngô Bình, TS Phùng Ngọc Thạch, Nguyễn Mạnh Hậu, Phan Đình Tính Cơ sở xây dựng nhà công nghiệp Trờng Đại học Bách khoa Hà Nội, Bộ môn Xây dựng công nghiệp; 1997 12 Trơng Đình Hợi Đặc tính dầu mỏ Việt Nam Tập nội san Hội nghị Khoa học dầu khí, 1997 13 Klaus Hoppe Thiết kế loại tháp đĩa Xuất năm 1967 14 .Jonh Campell Gas conditioning Ang processing-Volum 15 Nelson petroleum pefinery Engnery ,New york Tornto London 1958 16 Ngành dầu khí 20 năm xây dựng tơng lai phát triển; 1997 17 Hớng dẫn thiết kế trình chế biến dầu mỏ tr ờng ĐHBK-HN 1975 18 PGS PTS Nguyễn Minh Huệ: Bài giảng Đo lợng tự động Trờng-ĐHBK-HN 19 Phạm Quang Dự - Vietso Petro Review - 1992 Nguyễn Anh Tuấn 108 Lớp Hóa Dầu QN-K44 [...]... XV Dầu nhờn (các loại dầu nhờn) 3 1 Dầu thô Sản phẩm 1đáy Sản phẩm chưng phần cất được Thùng bay hơi dần dần 3 Sản phẩm chưng 2 (lỏng) a) Lò Thùng đốt nóng bay hơi một lần 2 Dầu thô Nguyễn Anh Tuấn Sản phẩm đáy (cặn) Lò đốt24 b) Lớp Hóa Dầu QN-K44 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng Sản phẩm lỏng 3 1 3 Thùng bay hơi nhiều lần Sản phẩm lỏng 2 Dầu thô Lò đốt 2 Cặn đáy c) Lò đốt Hình 4 Sơ đồ. .. nớc nằm ở dới dầu Tránh Nguyễn Anh Tuấn 21 Lớp Hóa Dầu QN-K44 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng sự bay hơi dầu do tiếp xúc ở nhiệt độ cao, áp suất ở trong thiết bị tách muối đợc giữ ở áp suất 9 ữ 12 kG/cm 2, bộ phận an toàn đợc bố trí ngay trong thiết bị Khi tách một bậc ngời ta có thể tách 90 ữ 95% muối, còn tách 2 bậc hiệu suất tách muối lên lới 99% IIi Các phơng pháp chng cất [1] ý nghĩa... trình chng cất: Trong công nghiệp chế biến dầu, dầu thô sau khi đã qua xử lý nh: tách nớc, muối và tạp chất cơ học đợc đa vào chng cất, các quá trình chng cất dầu ở áp suất khí quyển AD và chng cất chân không VD thuộc về nhóm các quá trình chế biến vật lý Chng cất ở áp suất khí quyển AD với nguyên liệu là dầu thô đôi khi còn gọi là CDU Còn chng cất VD dùng nguyên liệu là cặn của quá trình chng cất AD Trong... độ đáy tháp sẽ ứng với nhiệt độ bốc hơi cân bằng ở áp suất tại đáy tháp Nếu bốc hơi bằng cách dùng hơi nớc quá nhiệt thì nhiệt độ đáy tháp sẽ thấp hơn nhiệt độ vùng nạp liệu Nhiệt độ đáy Nguyễn Anh Tuấn 31 Lớp Hóa Dầu QN-K44 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng tháp phải chọn tối u tránh sự phân huỷ các cấu tử nặng nhng phải đủ để tách hết hơi nhẹ khỏi phần cặn đáy Nhiệt độ đỉnh tháp phải... Nguyễn Anh Tuấn 33 Lớp Hóa Dầu QN-K44 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng ở mỗi tiết điện cũng khác nhau áp suất trong mỗi tiết diện của tháp chng luyện phụ thuộc vào lực thuỷ tĩnh khi hơi n ớc đi qua các đĩa nghĩa là phụ thuộc vào số đĩa và cấu trúc đĩa, lu lợng riêng của chất lỏng và hơi Thông thờng từ đĩa này sang đĩa khác áp suất giảm đi 5 ữ 10 mmHg từ dới lên, ở áp suất thấp qua mỗi đĩa... lại trong dầu Muốn xử lý dầu thô trớc khi đa vào chng cất chúng ta phải trải qua những bớc tách cơ bản 1 Tách tạp chất cơ học, nớc, muối lẫn trong dầu Nguyễn Anh Tuấn 18 Lớp Hóa Dầu QN-K44 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng Nớc lẫn trong dầu ở dới mỏ chỉ ở dạng tự do không có dạng nhũ tơng Khi khai thác, bơm, phun dầu, các quá trình khuấy trộn thì nớc cùng với dầu và các tạp chất tạo thành... đốt Hình 4 Sơ đồ chng cất dầu thô 1 Thùng; 2 Lò đốt nóng; 3 Thiết bị làm lạnh Nguyễn Anh Tuấn 25 Lớp Hóa Dầu QN-K44 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng 1 Chng đơn giản Chng đơn giản là quá trình chng cất đợc tiến hành bằng cách bay hơi dần dần, một lần hay nhiều lần, một hỗn hợp chất lỏng cần ch ng đợc mô tả trên hình 4 (a, b, c) a) Chng cất bay hơi dần dần Sơ đồ chng cất bay hơi dần dần... Nhợc điểm của phơng pháp này là công suất máy bé, khả năng phân chia không cao, vốn chi tiêu lớn vì vậy phơng pháp này không phổ biến trong công nghệ tách nớc và tạp chất * Phơng pháp lọc: Nguyễn Anh Tuấn 20 Lớp Hóa Dầu QN-K44 Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng Là tách nớc ra khỏi dầu sử dụng khi mà hỗn hợp nhũ tơng dầu, nớc đã bị phá vỡ nhng nớc vẫn ở dạng lơ lửng trong dầu mà cha đợc lắng... Nguyễn Anh Tuấn 2 V 1 3 V 1 3 23 XV Lớp Hóa Dầu QN-K44 XII Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô áp suất thờng Hình 3.c) 3 III X 6 II 3 1 1 2 4 5 V 13 1 V V VIII 3 1 2 1 3 7 V 5 V XIII XIV V 1 3 V V 1 IX XV 3 XII Hình 3.d) Chú thích: 1 Thiết bị trao đổi nhiệt; 2 Lò đốt; 3 Làm lạnh; 4 Tháp chng cất; 5 Tháp tái sinh hơi; 6 Bể chứa; 7 Tháp ch ng cất chân không; I Dầu thô; II.Xăng; III Khí; IV Xăng nặng; V Hơi... 3 mmHg áp suất làm việc của tháp phụ thuộc vào nhiệt độ, bản chất của nguyên liệu và áp suất riêng phần của từng cấu tử áp suất hơi nớc đa vào cũng ảnh hởng đến áp suất chng của tháp Nếu tháp chng luyện dùng hơi nớc trực tiếp cho vào đáy tháp thì hơi nớc làm giảm áp suất riêng phần của hơi sản phẩm dầu mỏ, cho phần chất lỏng bay hơi ở nhiệt độ thấp hơn Lợng hơi nớc tiêu hao phụ thuộc vào áp suất chng