thiết kế dây chuyền chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ

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 Đào Tuấn Huy Mục Lục Mở đầu Phần I Tổng quan lý thuyết I Nguyên liệu Phân loại dầu mỏ Phân loại dầu mỏ theo họ hydrocacbon Thành phần hoá học II Sản phẩm trình chng cất Phân đoạn khí hydrocacbon Phân đoạn xăng Phân đoạn Kerosen Phân đoạn diezen Phân đoạn mazut Phân đoạn dầu nhờn Phân đoạn Gudron III Xử lý dầu thô trớc chng cất Tách tạp chất học, nớc, muối lẫn dầu IV Các phơng pháp chng cất Chng đơn giản Chng phức tạp V 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 Các loại tháp chng cất 7 7 10 13 14 14 15 15 16 16 16 16 17 20 25 26 30 30 32 33 34 Phần III 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 36 36 38 38 39 Thuyết minh sơ đồ chng cất dầu phơng pháp 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 Đun nóng khói lò Thiết bị đun nóng lò ống V Thiết bị trao đổi nhiệt khác Loại vỏ bọc Loại ống 41 41 42 42 44 48 48 49 50 50 51 Phần II Tính toán công nghệ I Tính cân vật chất I.1 Tại tháp tách sơ I.2 Tại tháp tách phân đoạn 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 III Xác định đại lợng trung bình sản 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 53 53 53 54 55 55 57 58 58 59 60 60 60 60 61 61 62 69 69 69 71 72 Phần IV Xây dựng I Xác định địa điểm xây dựng nhà máy II Các yêu cầu môi trờng vệ sinh công nghiệp III Thiết kế tổng mặt nhà máy Phần V tính toán kinh tế 73 73 75 76 I Mục đích II Chế độ công tác phân xởng III Nhu cầu nguyên liệu lợng 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 80 80 80 82 83 84 85 85 Phần VI An toàn I Khi Thiết kế tổng mặt xí nghiệp II Kỹ thuật an toàn thiết kế sử dụng máy móc, thiết bị III An toàn điện IV An toàn xây dựng V Biện pháp phòng chống cháy nổ nhà máy 87 87 89 90 90 91 Kết luận 92 Tài liệu tham khảo 93 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 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 Chắc chắn đóng góp ngành dầu khí có ý nghĩa, chỉ tiêu kinh tế cụ thể mà ngành công nghiệp mũi nhọn nguồn động viên tinh thần toàn Đảng, toàn dân ta thành viên hoạt động ngành dầu khí hăng hái lao động sáng tạo, góp phần xây dựng đất nớc 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 2, N , H 2S, N , 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 đ ợc 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 chng 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 dây chuyền chng cất dầu thô nhiều phần nhẹ Đồng thời xem xét thiết kế mặt phân x ởng vấn đề an toàn lao động Phần I Tổng quan lý thuyết I Nguyên liệu 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 Phân loại dầu mỏ Nh ta biết loại dầu mỏ giới khác thành phần hoá học đặc tính Do để phân loại chúng thành nhóm có tính chất giống khó Trong dầu mỏ phần chủ yếu quan trọng định đặc tính dầu mỏ phần hợp chất hydrocacbon chứa Cho nên dầu mỏ thông thờng đợc chia theo nhiều loại Tuy nhiên bên cạnh hydrocacbon có thành phần hydrocacbon, nhng chúng không phần quan trọng Do cha có phân loại bao trùm tính chất khác cha có cách phân loại đợc hoàn hảo Phân loại dầu mỏ theo họ hydrocacbon Phân loại dầu mỏ theo họ hydrocacbon phơng pháp phân loại thông dụng Theo cách phân loại dầu mỏ nói chung mang đặc tính loại hydrocacbon chiếm u Nh dầu mỏ có loại hydrocacbon chính: parafin, naphten hydrocacbon thơm, có nghĩa có loại dầu mỏ tơng ứng dầu mỏ parafinic, dầu mỏ naphtenic, dầu mỏ aromatic, loại lần l ợt chiếm u số lợng dầu mỏ Dầu mỏ parafinic mang tính chất hoá học vật lý đặc tr ng hydrocacbon họ parafinic, tơng tự dầu mỏ naphtenic mang tính chất hoá học vật lý đặc trng hydrocacbon họ naphtenic Dầu mỏ aromatic mang tính chất hoá học vật lý đặc tr ng hydrocacbon họ thơm Tuy nhiên phần nặng 350 0C hydrocacbon thờng không nằm dạng chủng mà bị hỗn hợp lẫn nhau, lai hoá lẫn Do để phân loại thờng phải xét phân bố họ hydrocacbon phân đoạn chng cất Trong thực tế họ dầu chủng gặp đặc biệt họ dầu aromatic hầu nh giới Vì trờng hợp mà hydrocacbon chiếm tỷ lệ không chênh lệch nhiều, dầu mỏ mang đặc tính hỗn hợp trung gian loại hydrocacbon Nh họ dầu gặp họ dầu hỗn hợp trung gian parafinic naphtenic aromatic Bằng cách nh rõ ràng mỏ phân thành họ sau: Có họ chính: + Họ parafinic + Họ naphtenic + Họ aromatic Có họ dầu trung gian: Họ naphteno parafinic Họ parafino naphtenic Họ aromato naptenic Họ naphteno aromatic Họ aromato parafinic Họ parafino aromatic Có loại dầu hỗn hợp: Họ parafino aromato naphtenic Họ aromato parafino naphtenic Họ naphteno parafino aromatic Họ parafino naphteno aromatic Họ naphteno aromato parafinic Họ aromato naphteno parafinic Trong thực tế, dầu họ aromatic, dầu họ aromato parafinic, parafino aromatic hầu nh không có, họ dầu hỗn hợp chiếm tỉ lệ Chủ yếu họ dầu trung gian Để phân loại dầu mỏ theo họ hydrocacbon nh sử dụng phơng pháp phân tích xác định thành phần hoá học nhằm khảo sát phân bố hydrocacbon loại khác dầu mỏ Tuy nhiên, cách làm nh phức tạp Ngày để đơn giản hoá việc phân loại, thờng sử dụng thông số vật lý nh đo tỷ trọng, nhiệt độ sôi v.v * Phân loại đầu mỏ theo hydrocacbon cách đo tỷ trọng số phân đoạn chọn lựa Phơng pháp thực cách đo tỷ trọng phân đoạn dầu mỏ tách giới hạn sau: Phân đoạn 1: Bằng cách chng cất dầu mỏ áp suất thờng lấy phân đoạn có giới hạn nhiệt độ sôi từ 250 ữ 270 0C Phân đoạn 2: Bằng cách chng cất phần lại chân không (ở 40 mmHg) lấy phân đoạn sôi 275 ữ 300 C áp suất chân không (tơng ứng 390 ữ 415 C áp suất thờng) Căn vào giá trị tỷ trọng ta đo đợc phân đoạn đối chiếu vào giới hạn quy định cho loại dầu bảng dới mà xếp dầu thuộc họ Họ dầu mỏ Phân đoạn Phân đoạn Họ parafinic 0,8251 0,8762 Họ parafino trung gian 0,8251 0,8767 ữ 0,334 Họ trung gian parafinic 0,8256 ữ 0,8597 < 0,8762 Họ trung gian 0,8256 ữ 0,8597 < 0,8767 ữ 0,9334 Họ trung gian naphtenic 0,8265 ữ 0,8597 0,9340 Họ naphteno trung gian 0,8602 0,8767 ữ 0,9334 Họ naphtenic 0,8602 0,9304 Thành phần hoá học a) Hydrocacbon họ parafinic Hydrocacbon họ parafinic dầu mỏ có từ C l ữ C4 cao Nhng hydrocacbon họ parafinic từ C l ữ C thể khí nằm dầu mỏ dới dạng hoà tan dầu mỏ trớc đa vào thiết bị chế biến dầu phải qua giai đoạn loại bỏ khí thiết bị đặc biệt: Các thiết bị ổn định thành phần phân đoạn dầu mỏ Những hydrocacbon họ parafinic từ C ữ C16 hydrocacbon dạng lỏng chúng nằm phân đoạn xăng, phân đoạn kerosen, phân đoạn gazoil dầu mỏ Về cấu trúc chúng có nhiều dạng đồng phân với mức độ phân nhánh khác Trong dầu mỏ có loại parafin: n-parafin izo-parafin n-parafin chiếm đa số (25 ữ 30% thể tích), chúng có số nguyên tử cacbon từ C ữ C 45 Một điểm cần ý n-parafin có số cacbon 18, nhiệt độ thờng chúng chất rắn Chúng hoà tan dầu tạo thành tinh thể lơ lửng dầu Nếu hàm l ợng parafin rắn cao, dầu bị đông đặc lại gây khó khăn cho vấn đề vận chuyển Do vậy, chất parafin rắn có liên quan đến độ linh động dầu mỏ Hàm lợng chúng cao, nhiệt độ đông đặc dầu lớn Tuy nhiên, parafin rắn tách từ dầu thô lại nguyên liệu quý để tổng hợp hoá học, nh để điều chế: chất tẩy rửa hỗn hợp, tơ sợi, phânbón, chất dẻo Các izo-parafin thờng nằm phần nhẹ phần có nhiệt độ sôi trung bình dầu Chúng thờng có cấu trúc đơn giản: mạch dài, nhánh phụ ngắn, nhánh phụ thờng nhóm metyl Các izo-parafin thiết lò đun dầu Nhờ loại loại bỏ đợc nớc tháp thứ nên tháp thứ hai làm việc hoàn toàn an toàn Nhợc điểm sơ đồ phải đun nóng dầu lò với nhiệt độ cao ữ 10 0C so với sơ đồ Có thể hạn chế hay khắc phục tợng cách cho nớc vào ống cuối lò để giảm áp suất riêng phần hydrocacbon Sơ đồ (hình 6) hệ thống bốc hai lần tinh luyện lần tháp chng luyện Sơ đồ loại dùng phổ biến, sơ đồ có tinh luyện phần nhẹ phần nặng xảy đồng thời mọt tháp thứ hai Nh có phần giảm bớt nhiệt độ đun nóng dầu lò II Dây chuyền công nghệ Chọn chế độ công nghệ sơ đồ công nghệ Chng cất hoàn toàn phụ thuộc đặc tính nguyên liệu mục đích trình chế biến Với dầu mỏ chứa lợng khí hoà tan bé từ 0,5 ữ 1,2%, trữ lợng xăng thấp từ (12 ữ 15% phân đoạn có nhiệt độ sôi đến 180 C) hiệu suất phân đoạn 350 0C không lớn 45% thuận tiện phù hợp nên chọn sơ đồ chng cất AD với bay lần tháp chng cất Với dầu mỏ chứa nhiều phần nhẹ, tiềm lợng sản phẩm trắng cao (50 ữ 65%), chứa nhiều khí hoà tan > 12%, chứa nhiều phân đoạn nặng (20 ữ 65%) nên chọn sơ đồ chng cất AD với bay hai lần Lần bay sơ nhẹ tinh cất chúng tháp sơ Lần tinh cất phần dầu lại Nh tháp chng sơ ta tách đợc phần khí hoà tan phân xăng có nhiệt độ sôi thấp khỏi dầu Để ngng tụ hoàn toàn bay lên ngời ta tiến hành chng cất áp suất cao khoảng P = 0,35 ữ MPa Nhờ áp dụng chng hai lần mà ta giảm đợc áp suất tháp thứ hai đến áp suất P = 0,14 ữ 0,16 MPa nhận đợc từ dầu thô lợng sản phẩm trắng nhiều Chọn sơ đồ công nghệ Ta chọn sơ đồ công nghệ chng cất AD với bay hai lần Ưu điểm loại sơ đồ có hai cột cột cất sơ cột cất phân đoạn Các hydrocacbon nhẹ đợc tách cột cất sơ nên cho phép đun dầu với hệ số trao đổi nhiệt lớn, giảm đáng kể công suất cần thiết lò đun dầu Nớc đợc loại bỏ trớc vào cột cất phân đoạn nên tháp thứ hai làm việc hoàn toàn an toàn Mặt khác hợp chất lu huỳnh gây ăn mòn thiết bị đợc tách đỉnh tháp sơ nên tháp chng thứ hai không dùng vật liệu đắt tiền, dùng thép thờng Ngoài có u điểm riêng biệt dùng cho số mục đích đặc biệt Bên cạnh có nhợc điểm phân đoạn nặng, phân đoạn nhẹ bốc riêng rẽ nên phải đun nóng dầu lò với nhiệt độ cao dùng loại sơ đồ mà phân đoạn bốc đồng thời Có thể khắc phục cách dùng nớc cho vào ống cuối lò đốt Việc chng cất dầu áp suất thờng ta có hai loại hình chng cất Mà chng cất dầu muốn nhận đợc nhiều phần nhẹ ta chọn sơ đồ chng cất loại hai tháp Sơ đồ chng cất áp suất thờng loại hai tháp dây chuyền công nghệ bao gồm: 10 11 Bơm Tháp lắng làm sơ Thiết bị khử muối nớc Thiết bị trao đổi nhiệt Thiết bị làm mát Thiết bị làm lạnh Tháp chng sơ Lò ống Tháp chng cất Thiết bị tái sinh bay Tháp khử butan (tháp ổn định) 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Hơi nớc vào tháp Thiết bị làm lạnh ngng tụ Bể chứa sản phẩm khí C , C2 Bể chứa sản phẩm khí C , C4 Bể chứa xăng nhẹ Bể chứa xăng nặng Bể chứa kerosen Bể chứa gazoil nhẹ Bể chứa gazoil nặng Bể chứa dầu cặn Van 21 20 Thuyết minh sơ đồ chng cất dầu phơng pháp loại hai tháp 19 18 17 16 Hình Dây chuyền công nghệ chưng cất dầu thô nhiều cấu tử nhẹ 15 Dầu thô đợc bơm (1) qua thiết bị tách sơ (2) để tách tạp chất, sau đợc bơm chuyển qua thiết bị trao đổi nhiệt (4) vào thiết bị khử nớc muối (3) Sau tách nớc muối, dầu thô lại chuyển qua thiết bị trao đổi nhiệt (4) để nâng nhiệt độ đến 200 ữ 220 C đợc nạp vào tháp chng luyện (7), nhiệt độ đỉnh tháp 80 0C nhiệt độ đáy tháp từ 200 ữ 2200 C, áp suất từ ữ at Với chế độ công nghệ nh tháp chng nhằm tách phần khí hoà tan phần xăng nhẹ khỏi dầu thô, phần lại gọi (sản phẩm đáy) đợc đa qua lò đốt (8) nâng nhiệt độ lên 320 ữ 360 0C đợc nạp vào tháp chng cất (9) tháp chng cất này, đỉnh tháp chng phần cấu tử nhẹ bay lên qua thiết bị làm lạnh ngng tụ (13) vào bể chứa (14) phần khí bay lên khí C 1, C 2, phần quay lại hồi lu đỉnh tháp, phần lại đợc trộn với khí xăng tách tháp chng (7) vào tháp khử butan (11), nhờ tháp khử butan (11) phân chia đ ợc sản phẩm lỏng LPG xăng nhẹ Bên cạnh tháp chng cất nhờ thiết bị tái bay (10) Dới tháp bay ngời ta cho nớc vào để trộn lẫn với cấu tử nhẹ tháp lu lại tháp (9), phần đáy tháp (10) tháo gọi phân đoạn nh xăng nặng , kerosen, gazoil nhẹ, gazoil nặng Sản phẩm đáy tháp ch ng cất đợc tháo ra, sản phẩm đáy tháp nhiệt độ cao phải qua thiết bị làm lạnh để giảm nhiệt độ xuống trớc cho cặn vào bể chứa Ưu điểm sơ đồ chng cất tháp Ưu điểm: Khí đợc tách riêng phần tháp sơ bộ, không sợ ăn mòn tháp chng thứ hai kinh tế Dùng thép để tháp chng cất đạt hiệu cao Nhợc điểm: Nhiệt độ nóng so với tháp từ 10 ữ 150C Để khắc phục nhợc điểm trên, nhà công nghệ khắc phục cách phun nớc vào ống xoắn cuối lò tránh tợng phân huỷ III thiết bị dây chuyền Thiết bị góp phần quan trọng dây chuyền công nghệ chng cất dầu mỏ thô áp suất thờng là: Tháp chng cất Nguyên liệu vào tháp Bể chứa Hồi lu vào tháp Thiết bị ngng tụ làm lạnh Thân tháp chng cất Các đĩa Thiết bị đun sôi Bể chứa cặn Bể chứa sản phẩm đỉnh Hình Sơ đồ nguyên lý làm việc tháp chng cất Các loại tháp chng luyện a) Tháp đệm II III Hình 1- Thành tháp 2- Bộ phận phân phối chất lỏng hồi lu 3- Lớp đệm 4- Bộ phận phân phối 5- Vùng đệm có chắn I Nguyên liệu II Sản phẩm đỉnh III Hồi lu đỉnh I IV Hồi lu đáy V Sản phẩm đáy IV V Các đệm tháp vòng gốm: Để bề mặt tiếp xúc phía vòng gốm ngời ta làm chắn, ngời ta xếp đệm đĩa có hai loại lỗ khác Các lỗ nhỏ (phía dới) để chất lỏng qua lỗ lớn (phía trên) qua Nhợc điểm loại đĩa là: tiếp xúc pha pha lỏng không tốt Nhng dùng tháp có đờng kính nhỏ m, hiệu tháp không tháp đĩa chóp, chúng thờng dùng để chng luyện gián đoạn với công suất thiết bị không lớn b) Tháp đĩa chụp Loại đĩa đợc sử dụng rộng rãi chng cất dầu mỏ sản phẩm dầu mỏ Các đĩa chụp có nhiều dạng khác cấu tạo chụp cấu tạo phận chảy chất lỏng Đĩa hình chóp đĩa kim loại mà có cấu tạo nhiều lỗ hồi qua Theo chu vi lỗ ngời ta bố trí nhánh có độ cao xác định gọi cốc, nhờ có ống nhánh giữ mức chất lỏng xác định Phía ống nhánh chụp Khoảng ống nối chụp có vùng không gian cho qua, từ đĩa dới lên đĩa Hình 10 1- Tấm 2- ống chảy truyền 3- Chụp 4- ống nhánh 5- Lỗ chụp cho qua 6- Không gian biên 7- Tấm chắn để giữ nớc chất lỏng đĩa 8- Thành thép Nguyên lý cấu tạo đĩa chụp: Hình 11 Tháp đĩa chụp hình máng Chụp; Máng; Tấm điều chỉnh chảy; Tấm chảy; Tíu chảy; Vùng đợc Mức chất lỏng đĩa đợc giữ nhờ chắn, phần chất lỏng thừa qua chắn theo ống chảy chuyền cho xuống đĩa dới Đĩa chụp hình máng có cấu tạo đơn giản vệ sinh Loại có nhợc điểm diện tích sủi bọt bé (chỉ khoảng 30% diện tích đĩa), điều làm tăng tốc độ tăg chất lỏng Đĩa chụp hình chữ S: Hình 12 Chụp hình chữ S ống chảy chuyền Mức chất lỏng đĩa đợc giữ nhờ chắn, phần chất lỏng thừa qua chắn theo ống chảy chuyền cho xuống dới Loại đĩa hình chữ S dùng cho tháp làm việc áp suất không lớn (nh áp suất khí quyển) Công suất đĩa cao, cao loại đĩa lòng máng 20% Đĩa chụp supap: Van đóng Van mở nửa Van mở hết Hình 13 Van; 2.Quai kẹp Loại có hiệu làm việc tốt, mà tải trọng thay đổi theo chất lỏng phân loại phân chia triệt để Đĩa supap khác với đĩa khác làm việc chế độ thay đổi có đặc tính động học Sự hoạt động van phụ thuộc vào trọng tải từ d ới lên trên, hay chất lỏng từ xuống Đĩa sàng: Hình 14 Lớp chất lỏng Các lỗ sàng ống chảy chuyền Lớp chất lỏng có chiều cao khoảng 25 ữ 30mm Giữ đĩa, qua lỗ sàng 2, làm sủi bọt qua lớp chất lỏng, lớp chất lỏng đĩa mà d chảy tho ống chảy chuyền xuống dới Loại đĩa yêu cầu chế độ không đổi, nh giảm hiệu suất thiết bị làm giảm gặp dòng dòng lỏng, dò hết xuống, làm cho đĩa trở ra, tăng công suất làm tăng dòng gặp nhau, lợng lớn hơi, cấu tử nặng khỏi chất lỏng làm phá vỡ cân tháp làm giảm phân chia tháp Nói chung có nhiều loại đĩa, nh ng đợc sử dụng phổ biến loại đĩa chụp hình máng, đĩa chụp hình chữ S, đĩa chụp tròn, đĩa supap IV thiết bị đun nóng Đun nóng khói lò Khói lò đợc tạo cách đốt nhiên liệu lò (1) sau vào phòng trộn (2), phòng cho thêm khí vào làm lạnh vào để điều chỉnh nhiệt độ khói lò, lợng không khí cho vào lò phụ thuộc nhiệt độ cần điều chỉnh để đun nóng Để giảm lợng ống khói lò ngời ta dùng khí thải (khói lò sau đun nóng) để trộn lẫn Đun nóng khói lò đợc dùng phổ biến hoàn cảnh nớc ta nay, phơng pháp đạt đợc nhiệt độ 100 0C Khói lò đợc tạo thành khí đốt cháy nhiên liệu rắn lỏng hay khí lò đốt Khí thải Không khí Nhiên liệu Hình 15 Sơ đồ đun nóng khói lò Lò đốt; Phòng trộn; Thiết bị truyền nhiệt; Quạt Ưu điểm: Có thể tạo đợc nhiệt độ cao, nhng có nhiều nhợc điểm Nhợc điểm: Hệ số cấp nhiệt nhỏ (không 100 W/m độ) thiết bị cồng kềnh Nhiệt dung riêng thể tích nhỏ nên đòi hỏi phải dùng lợng khói lớn để làm việc Đun nóng không đợc đồng khói lò vừa cấp nhiệt vừa nguội đi, khó điều chỉnh nhiệt độ đun nóng nên dễ có lợng nhiệt phận gây phản ứng phụ không cần thiết Khói lò thờng có bụi khí độc nhiên liệu (nhất nhiên liệu rắn) đó, đun nóng gián tiếp bề mặt truyền nhiệt bị bám cặn, đun nóng chất dễ cháy dễ bay không an toàn Trong khói lò không khí trời, nhiệt độ cao tiếp xúc với thiết bị oxy hoá kim loại làm hỏng thiết bị, hiệu suất sử dụng nhiệt thấp, lớn 30% Thiết bị đun nóng lò ống Cấu tạo lò: Cấu tạo lò phụ thuộc vào dạng nhiên liệu phơng pháp đốt, loại thờng gặp loại ống Lò ống: Hình 16 Lò đốt Phòng trộn Cửa hút không khí Quạt Cửa Phòng đặt thiết bị truyền nhiệt Thiết bị truyền nhiệt Cửa Hình sở cấu tạo lò ống Khói lò tạo thành lò đốt (1) trình cháy nhiên liệu (rắn, lỏng khí) Khi vào phòng trộn (2) khói lò đợc giảm nhiệt độ nhờ không khí bị hút qua quạt (4) thổi vào cửa (3) Trong phòng (2) khói lò từ dới lên qua cửa (5) vào phòng (6), tiếp tục từ xuống theo cửa (8) Trong phòng (6) có đặt thiết bị truyền nhiệt loại ống (7) Khói lò ống có sản phẩm cần đun nóng phía V thiết bị trao đổi nhiệt khác Thiết bị trao đổi nhiệt gián tiếp: Dựa vào cấu tạo bề mặt truyền nhiệt, ta chia thiết bị truyền nhiệt gián tiếp thành loại nh sau: loại vỏ bọc, loại ống Loại vỏ bọc 2 1 Hình 17 Thiết bị truyền nhiệt loại vỏ bọc Hình 18 Sơ đồ kết cấu vỏ bọc làm việc áp suất cao Thiết bị; Vỏ bọc; Mặt bích Vỏ thiết bị; Vỏ bọc a) Vỏ bọc (2) bọc ghép vào thiết bị (1) mặt bích (3) hàn điện, hai lớp vỏ tạo thành khoảng trống kín, chất tải nhiệt vào khoảng trống để đun nóng làm nguội Chiều cao vỏ không đợc thấp mức chất lỏng thiết bị, bề mặt truyền nhiệt không lớn 10 m 2, áp suất làm việc đốt không 10 at Cấp nhiệt chất tải nhiệt thiết bị, ta thờng đặt cánh khuấy để tăng tốc độ tuần hoàn b) Khi cần làm việc áp suất cao vỏ có cấu tạo đặc biệt Vỏ (2) làm thép có khoét nhiều lỗ, lỗ hàn liền vào vỏ (1) áp suất làm việc loại đến 75 at Loại ống Loại bề mặt truyền nhiệt có dạng hình ống Căn vào tính chất làm việc cấu tạo thiết bị xếp kiểu: ống xoắn Kiểu lới Kiểu ống lồng ống a) ống xoắn: thiết bị truyền nhiệt kiểu ống xoắn loại thiết bị đơn giản Nó gồm đoạn thẳng nối với khuỷu gọi xoắn gấp khúc, ống uốn cong theo trôn ốc gọi xoắn ruột gà, làm việc chất tải nhiệt ống eòn chất tải nhiệt khác ống Ưu điểm: Cơ chế đơn giản, làm vật liệu chống ăn mòn, dễ kiểm tra sửa chữa Nhợc điểm: Cồng kềnh, hệ số truyền nhiệt nhỏ, hệ số cấp nhiệt phía bé, khó làm phía ống, trợ lực thuỷ lực lớn ống thẳng b) Loại ống tới Thiết bị trao đổi nhiệt loại tới Nước I Nước Hình 19 1- Máng tới; 2- ống truyền nhiệt; 3- Khuỷu nối; 4- Máng chứa nớc Loại thờng dùng để làm lạnh ngng tụ, cất lỏng phun ống Thờng nớc tới ống chảy lần lợt từ xuống ống dới chảy vào máng chứa Khi trao đổi nhiệt có phần n ớc bay hơi, khoảng ữ 2% lợng nớc đa vào tới Khi bay nh lấy phần nhiệt từ chất tải nhiệt nóng ống, lợng nớc dùng làm nguội so với loại thiết bị làm nguội khác Ưu điểm: Lợng nớc làm lạnh ít, cấu tạo đơn giản, dễ quan sát làm ống, nối ống mặt bích làm dễ Nhợc điểm: Cồng kềnh, cung cấp nớc lợng nớc bay tăng, phải đặt chỗ thoáng nhng tránh gió Khi lợng nớc ống phía dới bị khô, làm giảm hiệu suất truyền nhiệt c) ống lồng ống Loại thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống gồm nhiều đoạn nối tiếp nhau, đoạn gồm có hai ống lồng vào ống (1) đoạn nối thông với ống đoạn khác, ống (2) đoạn nối thông với ống đoạn khác Để dễ thay ng ời ta nối ống khuỷu (3) ống nối (4) có mặt bích Chất tải nhiệt (1) ống từ dới lên, chất tải nhiệt (2) ống từ xuống Khi suất lớn ta đặt nhiều dãy làm việc song song Ưu điểm loại ống lồng ống hệ số truyền nhiệt lớn ta tạo tốc độ lớn hai chất tải nhiệt, cấu tạo đơn giản; nh ng có nhợc điểm cồng kềnh, giá thành cao tốn nhiều kim loại, khó làm khoảng trống hai ống II I Hình 20 1234- I II ống ống Khuỷu nối Máng chứa nớc [...]... chng cất dầu thô và nhận thêm nguồn nguyên liệu cho chế biến dầu Vì trong các khí hydrocacbon nhẹ từ C l ữ C 4 là nguồn nguyên liệu quý cho quá trình nhận olefin Xử lý dầu thực chất là chng tách bớt phần nhẹ nhng để tránh bay hơi cả phần xăng, tốt nhất là tiến hành chng cất ở áp suất cao khi đó chỉ có các cấu tử nhẹ hơn C 4 bay hơi, còn phần từ C 5 trở lên vẫn còn lại trong dầu Muốn xử lý dầu thô trớc... Các phơng pháp chng cất ý nghĩa của quá 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... 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 chng cất chân không; I Dầu thô; II.Xăng; III Khí; IV Xăng nặng; V Hơi nớc; VI Kerosen; VII Gazoil nẹ; VIII Gazoil nặng; IX Cặn AD; X ữ XV Dầu nhờn (các loại dầu nhờn) 3 1 Sản phẩm chưng phần cất được Thùng bay hơi dần dần 2 Dầu thô Sản phẩm đáy a) Lò đốt nóng 3 1 Sản phẩm chưng (lỏng)... đánh giá chất lợng của dầu thô III Xử lý dầu thô trớc khi chng cất Dầu thô đợc khai thác từ các mỏ dầu và khuyển vào các nhà máy chế biến Trớc khi chế biến phải tiến hành làm ổn định dầu vì trong dầu còn chứa các khí hoà tan nh khí đồng hành và các khí phi hydrocacbon Khi dầu phun ra khỏi giếng khoan thì áp suất giảm, nhng dù sao vẫn còn lại một lợng nhất định lẫn vào trong dầu và phải tách tiếp tr... lần 2 Dầu thô b) Lò đốt Sản phẩm đáy (cặn) Sản phẩm lỏng 3 1 3 Thùng bay hơi nhiều lần Sản phẩm lỏng 2 Dầu thô Lò đốt c) 2 Cặn đáy Lò đốt Hình 2 Sơ đồ chng cất dầu thô 1 Thùng; 2 Lò đốt nóng; 3 Thiết bị làm lạnh 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 2 (a, b, c) a) Chng cất. .. thuộc vào chất lợng dầu thô ban đầu, vào mục đích và yêu cầu của quá trình, chủng loại sản phẩm cần thu và phải có dây chuyền công nghệ hợp lý Vì vậy khi thiết kế quá trình chng cất chúng ta phải xét kỹ và kết hợp đầy đủ tất cả các yếu tố để quá trình chng cất đạt hiệu quả kinh tế cao Sơ đồ nguyên lý của tháp chng cất đợc trình bày trên hình 4 Các yếu tố ảnh hởng tới công nghệ chng cất dầu chính là yếu... đoạn 1 Dầu thô Phân đoạn 2 Phân đoạn 3 Mazut Hình 4 Loại sơ đồ này có u điểm là sự bốc hơi đồng thời các phân đoạn sẽ giảm đợc nhiệt độ bốc hơi và nhiệt lợng đun nóng dầu trong lò Thiết bị đơn giản gọn gàng, nhng lại có nhợc điểm: đối với dầu chứa nhiều khí hoà tan cũng nh chứa nhiều phân đoạn nhẹ, nhiều tạp chất lu huỳnh thì gặp nhiều khó khăn trong quá trình chng cất, do áp suất trong các thiết bị... lại sau khi chng cất Nh vậy tuỳ thuộc vào thành phần dầu mỏ nguyên liệu và mục đích chế biến mà ngời ta áp dụng một trong các loại hình công nghệ chng cất (hình 1: a, b, c, d) Cơ sở lý thuyết của quá trình chng cất Quá trình chng cất dầu thô là một quá trình phân đoạn Quá trình này đợc thực hiện bằng các biện pháp khác nhau nhằm tách các phần dầu theo nhiệt độ sôi của các cấu tử trong dầu mà không xảy... khỏi dầu thô Dầu thô đợc đốt nóng trong các thiết bị trao đổi nhiệt rồi trộn với một lợng nớc sạch để tạo thành nhũ tơng chứa muối Lực hút giữa các hạt tích điện làm chúng lớn lên ngng tụ thành hạt có kích thớc lớn, chúng dễ tách thành lớp nớc nằm dới dầu Trên thực tế ngời ta pha thêm nớc vào dầu một lợng từ 3 ữ 8% so với dầu thô và có thể pha thêm hoá chất rồi cho qua van tạo nhũ t ơng sau khi qua thiết. .. chng cất AD Trong thực tế đôi khi còn gọi là cặn chng cất Tùy theo bản chất của nguyên liệu và mục đích của quá trình chúng ta áp dụng chng cất AD, VD hay kết hợp cả hai AD và VD Các nhà máy hiện đại ngày nay luôn dùng loại hình công nghệ AVD Khi áp dụng loại hình công nghệ AD chúng ta chỉ chng cất dầu thô để nhận các phân đoạn: xăng (naphata nhẹ, naphta nặng), phân đoạn kerosen, phân đoạn diezen và phần