Đồ Án Tốt Nghiệp Hóa Dầu

Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK Hà Nội - Khoa công nghệ Hoá học 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 kỷ 19, dầu mỏ 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 đợc sử dụng từ dầu mỏ, có 20 ữ 22% lợng từ than, ữ 6% lợng từ 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 protein Ngoài sản phẩm nhiên liệu sản phẩm hoá học dầu mỏ, sản phẩm phi nhiên liệu nh dầu mỏ bôi trơn, nhựa đờng, hắc ín phần 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 mà 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 triển 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 Công Sơn, mỏ khí nh Tiền Hải (Thái Bình), Lan Tây, Lan Đỏ nguồn tài nguyên quý để giúp nớc ta bớc vào kỷ nguyên công nghệ dầu khí Nhà máy lọc dầu số Dung Quất với công suất 6,5 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 Không chỉ tiêu kinh tế cụ thể mà ngành kinh tế mũi nhọn nguồn động viên tinh thần Lớp hoá dầu - QN K45 Lê Văn Định Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK Hà Nội - Khoa công nghệ Hoá học 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 phi hydrocác 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 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 chng cất mà ngời ta phân chia trình chng cất thành chng cất đơn giản, chng cất 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 đề 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 xởng vấn đề an toàn lao động Phần i - tổng quan lý thuyết i mục đích ý nghĩa Mục đích : Trong công nghiệp, sản phẩm dầu mỏ đợc sử dụng dới nhiều hình thức khác Nh làm nhựa rải đờng, làm dầu bôi trơn, dùng cho động diezel, động xăng, động phản lực sử dụng nhiều lĩnh vực, mục đích khác Dầu thô hỗn hợp, chứa tất yếu tố sử dụng trên, muốn sử dụng đợc, phải tiến hành phân chia phân đoạn Sự phân chia dựa vào chng cất để phân chia thành khoảng có nhiệt độ sôi định Các sản phẩm chng cất song, cha thể sử dụng đợc mà phải qua trình chế biến khác nhằm tăng cờng chất lợng sử dụng chế Lớp hoá dầu - QN K45 Lê Văn Định Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK Hà Nội - Khoa công nghệ Hoá học biến thành sản phẩm thơng phẩm nh trình : cralking, refroc ming, ankyl hoá nên sản phẩm chng cất ứng dụng sử dụng mà có ứng dụng cho trình chế biến khác Nh mục đích việc chng cất dầu mỏ phân chia thành phân đoạn có khảng nhiệt độ sôi định để sử dụng vào mục đích chế biến để thu đợc sản phẩm mong muốn Từ ta phải đặt tháp chng cất dầu dây truyền sản xuất, từ đầu mẻ trở lên qua trình làm tới tháp chng ý nghĩa trình : ý nghĩa trình chng cất công nghiệp chế biến dầu, dầu thô sau qua xử lý nh tách nớc, muối tạp chất học đợc đa vào chng cất, trình chng cất áp suất khí AD chng cất chất khoáng VD thuộc trình chế biến vật lý ii nguyên liệu Dầu mỏ loại nguyên liệu hyđro bon thiên nhiên, có thành phần hoá 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 tác màu sáng màu nâu đen Tỷ trọng thay đổi từ 0,7 - độ nhớt thay đổi từ - 50 CST 200C Thành phần hoá học dầu mỏ hỗn hợp phức tạp, gồm nhiều hyđro bon, hyđro bon thờng thuộc họ parafinic, họ raphtenic, họ aromatic hay gọi hyđro bon thơm Với mức độ phức tạp khác nhau, cấu trúc dầu mỏ đồng thời có mặt hyđro bon loại cấu trúc hỗn hợp Trong dầu mỏ nguyên khai họ olephinic phân bố hyđro bon 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 phân chúng thành nhóm có tính chất giống khó Trong dầu mỏ thành phần chủ yếu quan trọng định đặc tính dầu mỏ thành phần hỗn hợp chất hyđro bon chứa nớc Cho nên dầu mỏ chia làm nhiều loại Tuy nhiên bên cạnh hyđro bon có thành phần hyđro bon, nhng chúng không phần quan trọng Do cha có phân loại Lớp hoá dầu - QN K45 Lê Văn Định Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK Hà Nội - Khoa công nghệ Hoá học bao chùm tính chất khác cha có cách phân loại đợc hoàn hảo Dầu thô muốn đa vào quy trình chế biến buôn bán thị trờng giới, cần phải xác định xem chúng thuộc loại nào, dầu nặng hay dầu nhẹ, dầu chứa nhiều hyđro bon parapinic, naphtenie hay aromatic, dầu có chứa nhiều lu huỳnh hay không? Từ xác định đợc giá trị thị trờng hiệu thu đợc sản phẩm chế biến Có nhiều phơng pháp để phân loại dầu mỏ, song dựa vào chủ yếu hai phơng pháp dựa vào chất hoá học chất vật lý * Phân loại dầu mỏ dựa vào chất hoá học : Phân loại theo chất hoá học có nghĩa dựa vào thành phần loại hyđro bon có dầu Nếu dầu, họ hyđro bon chiếm phần chủ yếu dầu mỏ mang tên họ Theo nh dầu chiếm 75% họ dầu mang tên họ đó, cách dầu mỏ phân thành họ + Họ parafinic + Họ naphenic + Họ Aromatic Trong thực tế, không tồn loại dầu thô chủng nh vậy, mà có loại dầu trung gian nh dầu Nâphteno - parafinic, có nghĩa hàm lợng porafinic trội (50% parfinic, 25% naphtenic, lại loại khác) Bằng cách nh ta phân đợc họ dầu trung gian : + Họ naphteno - parafinic + Họ parafino - Naphtenic + Họ Aromato - Naphtenic + Họ Naphteno - Aromatic + Họ Armato - parafinic + Họ porafino - Aromatic Có loại dầu hỗn hợp : + Họ parafino - aromafo - naphtenic + Họ aromato - naphteno - parafinic + Họ aromato - parafino - naphtenic + Họ naphteno - parafino - aromatic + Họ parafino - naphteno - aromatic + Họ nâphteno - aromato - parafinic Lớp hoá dầu - QN K45 10 Lê Văn Định Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK Hà Nội - Khoa công nghệ Hoá học Trong thực tế, dầu họ Aromatic, dầu họ Aromato - parafinic, parafino, aromafic hầu nh không có, họ dầu hỗn hợp chiếm tỷ lệ ít, chủ yếu họ dầu trung gian a) Phơng pháp viện dầu mỏ nga : Phân tích hàm lợng loại hyđro cacbon parafinic naphtenic, aromatic phân đoạn có nhiệt độ sôi từ 250 ữ 3000C, kết hợp với xác định hàm lợng parafin rắn aspnanten có dầu thô (bảng II.1) tuỳ theo hàm lợng để ghép vào loại dầu Bảng phân loại dầu thô theo Viện dầu mỏ Nga Hàm lợng hyđro cacbon (%) Họ dầu mỏ Họ parafinic Họ parafino naphtenic Họ naphtenic Họ parafino naphteno - aromatic Họ naphteno-aromatic phân đoạn 250 ữ 3000C Parafinic Naphtenic Aromatic Hàm lợng (%) dầu thô Parafin rắn asphanten 46 ữ 61 23 ữ 32 15 ữ 25 1,15 ữ 10 0ữ6 42 ữ 45 38 ữ 39 16 ữ 20 1ữ6 0ữ6 15 ữ 20 61 ữ 76 ữ 13 Vết 0ữ6 27 ữ 35 36 ữ 47 26 ữ 33 0,5 ữ ữ 10 0ữ8 57 ữ 58 20 ữ 25 ữ 0,5 ữ 20 b) Phơng pháp Viện dầu mỏ Pháp : Đo tỷ trọng (d154) phân đoạn 250 ữ 3000C dầu thô, trớc sau xử lý với axit sunfuric Sau dựa vào khoảng tỷ trọng để ghép vào loại dầu tơng ứng (bảng II.2) Bảng cách phân loại dầu thô Viện dầu mỏ Pháp TT Họ dầu mỏ Họ parafinic Họ parafino - naphtenic Họ naphtenic Họ parafino- naphteno - aromatic Họ naphteno - aromatic Lớp hoá dầu - QN K45 11 Tỷ trọng phân đoạn 250 ữ 3000C, d154 Trớc xử lý với Sau xử lý với H2S04 H2S04 0,825 ữ 0,835 0,800 ữ 0,808 0,839 ữ 0,851 0,818 ữ 0,828 0,859 ữ 0,869 0,847 ữ 0,863 0,817 ữ 0,869 0,813 ữ 0,841 0,878 ữ 0,869 0,844 ữ 0,866 Lê Văn Định Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK Hà Nội - Khoa công nghệ Hoá học c) Phơng pháp Viện dầu mỏ Mỹ : Chng cất dầu thô sơ bộ, tách làm hai phân đoạn : phân đoạn 250 ữ 2750C (1) phân đoạn 275 ữ 4150C (2) sau tỷ trọng 15,60C (600F) phân đoạn So sánh chúng với giá trị tỷ trọng bảng II.3 để xếp dầu thô vào loại Bảng phân loại dầu thô Viện dầu mỏ Mỹ TT Tỷ trọng d15,615,6 Phân đoạn Phân đoạn < 0,8251 0,8762 < 0,8251 0,8767 ữ 0,9334 < 0,8762 0,8256 ữ 0,8597 0,8256 ữ 0,8597 0,8767 ữ 0,9334 > 0,9340 0,8767 ữ 0,9334 > 0,8502 0,8767 ữ 0,9334 > 0,8502 > 0,9340 Họ dầu mỏ Họ parafinic Họ parafino - trung gian Họ trung gian - parafinic Họ trung gian Họ trung gian - naphtenic Họ parafino - trung gian Họ naphtenic d) Phân loại theo Nelson, Watson Murphy : Theo nhà bác học này, dầu mỏ đợc đặc trng hệ số K, số vật lý quan trọng, đặc trng cho chất hoá học dầu mỏ đợc tính theo công thức K= d T : Nhiệt độ sôi trung bình dầu thô, tính độ Reomuya (0R) l0R = 1,250C d : Tỷ trọng dầu thô, xác định 15,60C (600F) so với nớc nhiệt độ Giới hạn hệ số K đặc trng để phân chia dầu mỏ nh sau : Dầu mỏ họ parafinic K = 13 ữ 12,15 Dầu mỏ họ trung gian K = 12,110 ữ 11,5 Dầu mỏ naphtenic K = 11,45 ữ 10,5 Dầu mỏ họ aromatic K = 10 e) Phân loại dầu mỏ theo chất vật lý : Lớp hoá dầu - QN K45 12 Lê Văn Định Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK Hà Nội - Khoa công nghệ Hoá học Đó phân loại dựa theo tỷ trọng Biết tỷ trọng chia dầu thô theo cấp Dầu nhẹ : d154 < 0,830 Dầu trung bình d : 0,830 ữ 0,884 Dầu d > 0,884 Hoặc phân loại dầu thành cấp : Dầu nhẹ d154 < 0,830 Dầu nhẹ vừa d : 0,830 ữ 0,884 Dầu nặng d : 0,865 ữ 0,905 Dầu nặng d > 0,905 Ngoài ra, thị trờng dầu giới sử dụng độ 0API thay cho tỷ trọng API = - 131,5 Dầu thô thờng có độ 0API từ 40 (d = 0,825) đến 10 (d 1) Đánh giá chất lợng dầu : Để xét giá trị dầu thô thị trờng giới đồng thời định hớng cho trình sử dụng chế biến tính toán công suất thiết bị cho nhà máy lọc dầu việc phân tích xác định tiêu dầu thô cần thiết Có nhiều đặc tính quan trọng, phần đa tính chất tiêu biểu nhất, liên quan đến sử dụng trình công nghệ chế biến chúng Thành phần hyđro cacbon dầu mỏ : Hyđro cacbon thành phần quan trọng dầu thô, dầu chúng chiếm từ 60 - 90% T L Dầu chứa nhiều hyđro cacbon có giá trị kinh tế cao Phụ thuộc vào hàm lợng loại : parafin, naphten, aromat mà sản xuất đợc sản phẩm nhiên liệu có chất lợng khác Dầu chứa naphten, aromat cho phép sản xuất xăng có trị số octan cao Dầu chứa nhiều n-parafin nguồn tạo nhiên liệu diezen có chất lợng tốt, nhng hàm lợng parafin rắn cao làm tăng điểm đông đặc dầu, gây khó khăn cho trình vận chuyển, bốc rót, phải áp dụng biện pháp để hạ điểm đông, gây tốn Dầu trung gian naphteno - parafinic nguyen liệu tốt để sản xuất dầu nhờn có số độ nhớt cao Khi khai thác đợc dâu thô, thiết phải xác định hàm lợng đặc tính loại hyđro cacbon có dầu Có nhiều phơng pháp để xác định chúng nhng phổ biến phơng pháp hoá lý nh sắc kỹ khí phổ hồng ngoại (IR) tử ngoại (UV) Brande, chuyên gia hoá dầu Viện dầu mỏ Mỹ Lớp hoá dầu - QN K45 13 Lê Văn Định Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK Hà Nội - Khoa công nghệ Hoá học (UOP) đa công thức bán thực nghiệm, áp dụng để xác định hàm lợng Cp, Cn, Ca dầu thô dựa vào độ hấp thụ chúng phổ hồng ngoại Các công thức nh sau : Ca = 1,2 + 9,8 (1600 cm-1) Ca = 3,0 + 7,1 (813 cm-1) Giới hạn Ca = 60% Ca = 36,2 + 6,6 (720 cm-1) - 5,9 (1600cm-1) Giới hạn Ca 10% Cp = 29,9 + 6,6 (720-1) Giới hạn Ca = 10 ữ 25% Cp = 40 ữ 70% Cn = 240lg lg [100 (970cm -1)] - 25,5 Công thức (5) đợc sử dụng bớc sóng vùng 970 cm-1 yếu không ổn định Vì vậy, tính hàm lợng Cn theo công thức (6) Cn = 100 - (Cp ữ Ca) biểu thị mật độ quang học vùng có độ dày cuvet 1mm lg = d d : Độ dày cuvet 1mm I0 : Cờng độ tia sáng đơn sắc truyền vào lớp vật chất I : Cờng độ tia sáng đơn sắc ló từ lớp vật chất lg gọi độ hấp thụ ký hiệu D , phổ IR ta xác định đợc D0 thay vào công thức tính đợc Ca, Cn, Cp tơng ứng Tỷ trọng : Dựa vào tỷ trọng sơ đánh giá dầu mỏ thuộc loại nặng hay nhẹ, mức độ biến chất thấp hay cao Theo tỷ trọng, phổ biến ngời ta chia dầu thành cấp Dầu nhẹ d154 < 0,830 Dầu trung bình d154 = 0,830 ữ 0,884 Dầu nặng d154 > 0,884 Lớp hoá dầu - QN K45 14 Lê Văn Định Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK Hà Nội - Khoa công nghệ Hoá học Dầu thô nhẹ hiệu suất chất lợng "sản phẩm trắng" thu đợc chng cất cao, dầu chứa S, mang nhiều đặc tính parafinic trung gian naphteno-parafinic Dầu nặng chứa nhiều chất dị nguyên tố, chất nhựa asphanten, không thuận lợi để sản xuất sản phẩm nhiên liệu dầu nhờn, nhng lại nguyên liệu tốt để sản xuất bitum nhựa đờng cốc Hệ số đặc trng K : Hệ số cho biết dầu mỏ mang đặc tính loại hyđro cácbon chủ yếu K dao động khoảng từ 13 ữ 10, : Họ dầu parafinic K = 13 ữ 12,5 Họ dầu naphtenic K = 11,45 ữ 10,5 Họ dầu aromatic K = 10 ữ 10,5 Các họ dầu trung gian có giá trị K nằm Biết đợc họ dầu thô loại có hớng sử dụng hợp lý Chẳng hạn, loại dầu thô có K = 12, dầu thuộc họ trung gian naphteno-parafinic, cho hiệu suất chất lợng xăng, kerosen, gasoil cao Dầu nhờn gốc sản xuất từ dầu thô có số độ nhớt cao song chất lợng bitum thu đợc từ cặn dầu không tốt Hàm lợng hợp chất chứa nguyên tố dị thể : a) Các chất chứa lu huỳnh : Lu huỳnh tạp chất chủ yếu có dầu thô Chúng tồn nhiều dạng : mercaptan, sufua, disunfua, H 2S, S Căn vào hàm lợng lu huỳnh, ngời ta chia dầu mỏ làm loại : Dầu mỏ lu huỳnh S < 0,5% Dầu mỏ có lu huỳnh S từ 0,51 ữ 2,0% Dầu mỏ nhiều lu huỳnh S > 2% Dầu mỏ chứa nhiều lu huỳnh chế biến thành sản phẩm nhiên liệu phi nhiên liệu, hàm lợng nhiều lên tơng ứng, lu huỳnh chất gây nhiều tác hại: đốt cháy tạo S02, S03, gây độc hại ăn mòn đờng ống, thiết bị Mặt khác, đa dầu thô chế biến hoá học, lu huỳnh nguyên nhân gây nên ngộ độc xúc tác, làm giảm hiệu suất chất lợng sản phẩm, tuỳ theo yêu cầu loại nhiên liệu nguyên liệu cho trình chế biến xúc tác mà cần khống chế cho hàm lợng S giới hạn cho phép Các giới hạn đợc trình bày phần b) Hàm lợng Nitơ dầu : Lớp hoá dầu - QN K45 15 Lê Văn Định Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK Hà Nội - Khoa công nghệ Hoá học Các chất chứa nitơ dầu thờng so với lu huỳnh Chúng có tính bazơ nên có ảnh hởng lớn đến trình lọc dầu xúc tác axit (quá trình craking, reforming, alkyl hoá ) nguyên nhân hoạt tính xúc tác gây tạo cặn động Mặt khác, nitơ có tính nhuộm màu xanh nên làm cho sản phẩm trắng bị biến màu, ví dụ kerosen có mặt nitơ ngả sang màu vàng chanh, gây tâm lý bất an cho ngời sử dụng c) Các chất nhựa asphanten : Dầu mỏ có nhiều nhựa asphanten sản phẩm (nhất diezen, dầu nhờn, cặn) có nhiều chất Nói chung, nhựa asphanten chất có hại Nếu sản phẩm nhiên liệu có nhựa asphanten khả cháy không hoàn toàn, tạo cặn tàn, làm tắc vòi phun động Nhựa thờng chất dễ bị oxy hoá, làm giảm tính ổn định sản phẩm dầu mỏ Tuy nhiên dầu thô chứa nhiều nhựa asphanten cặn gudron nguyên liệu tốt để sản xuất bitum, sản xuất cốc Đối với loại dầu nặng napteno-aromatic, hiệu suất bitum thu đợc cao Tỷ lệ asphanten/nhựa asphanten/ (asphanten + nhựa) cao chất lợng bitum thu đợc tốt Phần cặn gudron dầu thô Việt Nam có tổng số hàm lợng nhựa asphanten thấp (14,83%) nên sử dụng để sản xuất bitum Độ nhớt : Dựa vào độ nhớt dầu mỏ tính toán đợc trình bơm vận chuyển Dầu có độ nhớt cao khó vận chuyển đờng ống Để vận chuyển đợc phải tiêu hao lợng, nh chi phí tăng lên Nói chung, dầu mang đặc tính parafinic có độ nhớt thấp so với dầu nặng (naphteno-aromatic) Đối với phân đoạn dầu mỏ, chẳng hạn nh diezen, độ nhớt phải có giá trị đảm bảo cho trình phun nhiên liệu động đợc thuận tiện (đó 3,5 ữ cSt 200C) với dầu nhờn, độ nhớt tiêu gần nh quan trọng nhằm đảm bảo cho trình bôi trơn đợc tốt Sự thay đổi độ nhớt theo nhiệt độ phản ánh tính chất nhớt, nhiệt độ loại dầu thô Sự thay đổi tốt Nhiệt độ đông đặc : Nhiệt độ đông đặc phản ánh tính linh động dầu nhiệt độ thấp Nếu nhiệt độ đông đặc loại dầu cao khó khăn cho trình vận chuyển, bơm rót, phải tiến hành biện pháp để giảm nhiệt độ đông đặc nh gia nhiệt, dùng phụ gia gây tốn Điều gây ảnh hởng tới giá thành dầu thô Lớp hoá dầu - QN K45 16 Lê Văn Định Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK Hà Nội - Khoa công nghệ Hoá học Là sản phẩm cặn trình chng cất đợc dùng làm nguyên liệu cho trình cốc hoá để sản xuất cốc để chế tạo bitum loại khác để chế tạo thêm phần dầu nhờn nặng Trong phân đoạn phân đoặn xăng, kerosene, diezen phân đoạn quan trọng, chúng đợc gọi sản phẩm trắng, chúng cha bị nhuộm màu Phân đoạn mazut, dầu nhờn, gudron ngời ta gọi sản phẩm đen Do vậy, dầu mỏ loại có trữ lợng sản phẩm trắng cao dầu tốt cho trình chế biến thu sản phẩm nhiên liệu Chính mà tiềm lợng sản phẩm trắng đợc xem tiêu đánh giá chất lợng dầu thô Phần iii tính toán công nghệ - Công nghệ : Chọn loại sơ đồ công nghệ chng cất tháp - Năng suất : 6.000.000 tấn/ năm - Nguyên liệu : Dầu thô Trung Đông (d15,615,6 = 9858 kg/ lít) - Sản phẩm theo % so với dầu thô (lấy theo tài liệu tham khảo 15, 19) Gas : 4,6% L Naphta : 9,6% H Naphta : 19% Kerosen : 15,7% Gazeil : 12,9% Mazut : 38,2% I Tính cân vật chất - Tính số liệu thống kê hàng năm, số ngày nghỉ, tu sửa bảo dỡng, thờng 30 ngày - số làm việc 8040 nhng số ta thờng lấy số làm việc năm 8000 giờ/ năm - Tính cân vật chất dây chuyền chng cất loại tháp (AD) suất triệu tấn/ năm Năng suất dây chuyền : 6.000.000 : 8000 = 750 (tấn/ giờ) Tại tháp tách sơ : Giả sử tháp tách sơ nguyên liệu bốc toàn phần với hiệu suất 4,6% phân đoạn L Naphta 9,6% Năng suất phân đoạn tính theo thành phần trăm nguyên liệu Lớp hoá dầu - QN K45 36 Lê Văn Định Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK Hà Nội - Khoa công nghệ Hoá học Hiệu suất sản phẩm khí 4,6% Lu lợng sản phẩm khí : = 276.000 (tấn/ năm) = 34,5 (tấn/ giờ) Hiệu suất sản phẩm L Naphta 9,6% Lu lợng sản phẩm L.Naphta : = 576000 (tấn/ năm) = 72 ( tấn/ giờ) Lu lợng lại đáy tháp sơ : 6000000 - (276.000 + 576.000) = 5.148.000 Tại tháp tách phân đoạn : Hiệu suất sản phẩm H.Naphta : 19% Lu lợng sản phẩm H.Naphta : = 1.140.000 (tấn/ năm) = 142,5 ( tấn/ giờ) Hiệu suất sản phẩm Kerosen 15,7% Lu lợng sản phẩm Kerosen : = 942.000 (tấn/ năm) = 117,75 ( tấn/ giờ) Hiệu suất sản phẩm Gazoil : 12,9% Lu lợng sản phẩm Gazoil : = 774.000 (tấn/ năm) = 96,75 ( tấn/ giờ) Hiệu suất sản phẩm Mazut : 38,2% Lu lợng sản phẩm Mazut : = 2292.000 (tấn/ năm) = 286,5142,5 ( tấn/ giờ) Tổng kết cân vật chất : Tổng lu lợng vào : 6.000.000 (tấn/ năm) = 750 ( tấn/ giờ) Tổng lu lợng : Tên phân đoạn Thành phần (%) Tấn/ năm Gas 4,6 276.000 L.Naphta 9,6 576.000 H.Naphta 19 1.140.000 Kerosen 15,7 942.000 Gazoil 12,9 774.000 Mazut 38,2 2292000 Lớp hoá dầu - QN K45 37 (tấn/ năm) Tấn/ 34,5 72 142,5 117,75 96,75 286,5 Lê Văn Định Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK Hà Nội - Khoa công nghệ Hoá học Tổng lu lợng 100 6000000 750 Vậy : Tổng lu lợng = Tổng lu lợng vào Chọn sơ đồ công nghệ xăng ta thu đợc có hiệu suất 28,6% nên ta dùng sơ đồ công nghệ loại tháp (Vẽ hình 5) II thiết lập đờng cân (ve) cho sản phẩm Đờng cân (VE) sản phẩm xăng (H.Naphta) Để xác định đờng cân pha cho sản phẩm ta sử dụng phơng pháp Obradoikov Smidovi Coi áp suất trình at sử dụng công thức sau : C = l y + (1 - l) x [35,43 - 15] Trong : l: phân đoạn chng cất đến nhiệt độ đó, đờng cần VE C : phần trăm tơng ứng với nhiệt độ trên, đờng cong TBP x: điểm đến đờng VE biểu thị phần trăm chng cất nhiệt độ TBP hay nói cách khác % chng cất đờng TBP ứng với 0% chng cất VE y: phần trăm chng cất TBP ứng với 100% chng cất VE Cho loạt giá trị l tính đợc C với số liệu ta vẽ đờng cong VE phơng pháp Obradoikov Smidovic theo đồ thị số 23 - 44 Các giá trị x, y đợc xác định giá trị nhiệt độ sôi tơng ứng 50% thể tích H.Naphta theo đồ thị (23,44 - 5) phần L.naphta coi nh chng hết tháp sơ H.Naphta bắt đầu lấy tháp Ta có : t0 = 800C t100 : 1700C PPRF0 = = 0,9 T50 = 1160C Theo hình vẽ 23 ta có : x = 24 y = 65 Lớp hoá dầu - QN K45 38 Lê Văn Định Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK Hà Nội - Khoa công nghệ Hoá học Thay giá trị x, y vào công tác xác định C cho giá trị l thay đổi theo giá trị ta tìm đợc bảng số liệu sau : Bảng : bảng số liệu tính theo công thức C = l y + (1 - l) x L 0,0 24 C TVE 85 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 89 92 96 102 108 113 118 125 131 136 142 26,05 28,1 32,2 36,3 40,4 44,5 48,6 52,7 56,8 60,9 65 Từ bảng số liệu ta xây dựng đờng cân VE sản phẩm xăng : Vẽ sơ đồ Đờng cân sản phẩm Kerosen : t0 = 170 0C t100 = 2840C PPRF - 100 = = 1,14 T50 = 230 Từ giá trị độ dốc PPRF - 100 t50 đồ thị phơng pháp ta tìm đợc giá trị x = 32, y = 63 Thay giá trị x, y vào công thức xác định C cho giá trị l thay đổi theo giá trị ta tìm đợc bảng số liệu sau : Bảng : bảng số liệu tính theo công thức C = l.y + (1 - 1).x L C TVE 0,0 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 208 211 213 216 219 222 226 230 233 236 239 242 32 33,55 34,9 38,0 41,3 43,4 47 50 53,7 56 59,2 63 Từ bảng số liệu ta xây dựng đờng cân VE sản phẩm kerosen Sơ đồ Đờng cân Gazoil : t0 = 284 0C Lớp hoá dầu - QN K45 39 Lê Văn Định Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK Hà Nội - Khoa công nghệ Hoá học t100 = 3700C PPRF - 100 = = 0,86 T50 = 319 Từ giá trị độ dốc PPRF - 100 t50 đồ thị phơng pháp ta tìm đợc giá trị x = 33, y = 58 Thay giá trị x, y vào công thức xác định C cho giá trị l thay đổi theo giá trị ta tìm đợc bảng số liệu sau : Bảng : bảng số liệu tính theo công thức C = l.y + (1 - 1).x L C TVE 0,0 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 305 306 307 309 311 313 315 317 319 321 323 325 33 34,2 35,5 38,5 40,5 43 45,5 48 50,5 53 55,5 58 iii xác định đại lợng trung bình sản phẩm Tỷ trọng trung bình : Theo tài liệu tham khảo (Phạm Quang Dự - Vietso Petro Review) (15,19) Tỷ trọng trung bình L.Naphta : D15 = 0,8088 d15,615,6 = 0,8096 (kg/l) Tỷ trọng trung bình H.Naphta : D15 = 0,7539 d15,615,6 = 0,7547 (kg/l) Tỷ trọng trung bình Kerosen : D15 = 0,7818 d15,615,6 = 0,7826 (kg/l) Tỷ trọng trung bình Gazoil : D15 = 0,8231 d15,615,6 = 0,8239 (kg/l) Tỷ trọng trung bình Mazut : D15 = 0,8828 d15,615,6 = 0,8836 (kg/l) Xác định nhiệt độ sôi trung bình : Nhiệt độ sôi trung bình xác định theo công thức : Tmv = (00C) [37,51 - 5] Nhiệt độ sôi trung bình theo thể tích H.Naphta Tmv = = 125,80C Tmv = 125,80C Độ dốc đờng cong : P10 ữ90 = = = 0,9125 Theo hình vẽ số Lớp hoá dầu - QN K45 [32, 52 - 5] 40 Lê Văn Định Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK Hà Nội - Khoa công nghệ Hoá học Tmm = 125,8 - = 117,8 Nhiệt độ sôi trung bình theo thể tích Kerosen : Độ dốc đờng cong : P10 ữ90 = = = 1,15 Tmm = 247,6 - 10,5 = 137,1 Nhiệt độ sôi trung bình theo thể tích Gazoil : Tmv = = 319,80C Độ dốc đờng cong : P10 ữ90 = = = 0,8 Tmm = 3,19 - = 312,8 Tính phân tử lợng trung bình sản phẩm : Từ giá trị tmm d15,615,6 đồ thị [33,53 - 5] ta xác định đợc phân tử lợng trung bình sau : Phân tử lợng trung bình H.Naphta : Mx = 86 Phân tử lợng trung bình Kerosen : Mc = 180 Phân tử lợng trung bình Gazoil : Mg = 250 iv Tính tiêu hao nớc Tính tiêu hao nớc cho tháp phân đoạn : Trong công nghiệp chế biến dầu lợng nớc đợc dùng xả vào đáy tháp thờng đợc chọn 5% trọng lợng so với lu lợng Mazut thoát = 114600 (tấn/ năm) = 14,325 (tấn/ giờ) = 795,833 (kmol/h) Tính tiêu hao nớc cho tháp tách : Lợng nớc đợc dùng cho tháp tách thờng đợc chọn khoảng 2,5% so với lu lợng sản phẩm Tại tháp lấy H.Naphta : = 28500 (tấn / năm) = 3,5625 (tấn/ giờ) = 197,917 (kmol/h) Tại tháp lấy Kerosen : = 23550 (tấn / năm) = 2,94375 (tấn/ giờ) = 163,542 (kmol/h) Tại tháp lấy Gazoil : Lớp hoá dầu - QN K45 41 Lê Văn Định Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK Hà Nội - Khoa công nghệ Hoá học = 19350 (tấn / năm) = 2,41875 (tấn/ giờ) = 134,375 (kmol/h) Tổng lợng nớc dùng cho trình : 795,844 + 197,917 + 163,542 + 134,375 = 1291,667 Các thông số vê nớc : áp suất : 10at Nhiệt độ : 3300C (kmol/h) v tính chế độ tháp chng cất Tính áp suất tháp : 1.1 áp suất đỉnh tháp : Do mát áp suất đờng ống dẫn nên áp suất đỉnh tháp thờng lớn so với áp suất áp suất tháp tách khoảng 20% Chọn áp suất tháp tách 760 mmHg Vậy áp suất đỉnh tháp : Dđỉnh = 760 + = 912 (mmHg) 1.2 áp suất đĩa lấy kerosen : Trong điều kiện chng cất dọc theo chiều cao tháp từ xuống dới áp suất tăng qua đĩa khoảng ữ mmHg Chọn số đĩa từ đĩa lấy H.naphta đến đĩa lấy kerosen 10 đĩa Chọn áp suất thay đổi qua đia 8mmHg Khi áp suất đĩa lấy kerosen : Pkerosen = 912 + x 10 = 992 (mmHg) 1.3 áp suất đĩa lấy gazoil : Chọn số đĩa từ đĩa lấy kerosen đến đĩa gazoil 10 đĩa Pgazoil = 992 + x 10 = 1.072 (mmHg) 1.4 áp suất đĩa nạp liệu : Chọn số đĩa từ đĩa lấy gazoil đến đĩa nạp liệu 10 đĩa Pnạp liệu = 1072 + x 10= 1.152 (mmHg) Chọn số đĩa từ nạp liệu đến đĩa cuối 25 đĩa Vậy tổng số đĩa : 25 + 10 + 10 + 10 = 55 đĩa Tính nhiệt dộ tháp : 2.1 Nhiệt độ đĩa nạp nhiên liệu : Trong thực tế trình chng cất có mát áp suất có lợng nớc xả vào đáy tháp để làm giảm áp suất riêng phần sản phẩm Do nhiệt độ đĩa nạp liệu nhiệt độ điểm cuối Lớp hoá dầu - QN K45 42 Lê Văn Định Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK Hà Nội - Khoa công nghệ Hoá học sản phẩm trắng đờng cong VE mà phải hiệu chỉnh áp suất riêng phần sản phẩm, đợc tính theo định luật Dalton : P = Pnạp liệu Y Trong : Pnạp liệu : áp suất đĩa nạp liệu Thay giá trị vào ta đợc : Mh = (kmol/h) Mk = (kmol/h) Mg = (kmol/h) Mhn = 975,833 (kmol/h) Y = (kmol/h) Suy P = Pnạp liệu Y = 1152 0,772 = 889,344 (kmol/h) Tại áp suất P = 889,344 (kmd/h) nhiệt độ cuối sản phẩm trắng đờng cong VE (t100% = 315,250C) theo biểu đồ AZNT [24,45 - 5] ta tìm đợc nhiệt độ thực đĩa nạp liệu tnạp liệu = 3460C 2.2 Nhiệt độ đáy tháp : Nhiệt độ đáy tháp chọn nhỏ nhiệt độ đĩa nạp liệu khoảng 10 ữ 200C Chọn nhiệt độ đáy tháp 3300C 2.3 Nhiệt độ đỉnh tháp : Sản phẩm lấy dạng lỏng, điểm sôi cuối nhiên liệu H.naphta đờng cong VC (t100% = 1420C) Giả sử đĩa lấy H.naphta t0 = 1300C Khi ta có cân nhiệt lợng mà sản phẩm nhờng cho hồi lu nh sau : Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 - áp suất phần : P = Pkerosen P = 992 = 728,482 (mmHg) Từ giá trị áp suất P nhiệt độ đồ thị AZNI ta tìm đợc nhiệt độ đĩa lấy kerosen t0 = 1820C Với nhiệt độ giả thiết 1760C có sai số 60C, khoảng sai số chấp nhận đợc Vậy nhiệt độ đĩa lấy kerosen : t0 = 1820C Iv130 (h nớc) = 2725 (kj/kg) = 650,97 (kcal/h) Iv146 (h nớc) = 3167 (kj/kg) = 756,39 (kcal/h) Thay giá trị vào biểu thức ta tính đợc : Lớp hoá dầu - QN K45 43 Lê Văn Định Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK Hà Nội - Khoa công nghệ Hoá học Q1 = 1425.103 (265,98 - 142,41) = 17608725 Q2 = 117,75.103 (262,83 - 9672) = 19559452,5 Q3 = 96,75.103 (258,63 - 158,46) = 9691447,5 Q4 = 286,5.103 (201,68 - 190,05) = 3331995 Q5 = 14,325.103 (756,39 - 650,97) = 1510141,5 Vậy tổng lợng nhờng cho hồi lu : (kcal/h) (kcal/h) (kcal/h) (kcal/h) (kcal/h) Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 = 51701761,5 (kcal/h) Số mol hồi lu đợc tính theo công thức : M= [41,56 - 5] Trong : M : phần tử trọng hồi lu Q : lợng nhiệt mà hồi lu cần thu L : ấn nhiệt hồi lu (với l = Iv130 - I130) Il30 (H.naphta) = 1438 (kcal/kg) Suy l = 142,41 - 14,38 = 128,03 (kcal/kg) M = = 4695,644 (kmol/h) áp suất phần : P = Pkerosen P = 992 = 810,468 (mmHg) Từ giá trị áp suất P nhiệt độ đồ thị AZNI ta tìm đợc nhiệt độ đĩa lấy H.Naphta t0 = 3340C Với nhiệt độ giả thiết 1300C có sai số 40C Khoảng sai số chấp nhận đợc Vậy nhiệt độ đĩa lấy H.naphta là: t0 = 3340C 2.4 Nhiệt độ đĩa lấy kerosen : - Sản phẩm lấy dạng lỏng, điểm sôi dầu nhiên liệu kerosen đờng VE (t0 = 2080C) - Giả sử chọn nhiệt độ đĩa lấy kerosen t0 = 1760C - Khi ta có cân nhiệt lợng mà sản phẩm nhờng cho hồi lu nh sau : Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 Q1 = g1 (Ivtv - Ivte) : nhiệt dùng làm nguội H.naphta Q2 = g2 (Ivtv - Ivte) : nhiệt dùng làm nguội kerosen Q3 = g3 (Ivtv - Ivte) : nhiệt dùng làm nguội gazoil Lớp hoá dầu - QN K45 44 Lê Văn Định Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK Hà Nội - Khoa công nghệ Hoá học Q4 = g4 (Ivtv - Ivtđáy) : nhiệt dùng làm nguội mazut Q5 = g5 (Ivhn - Ivte) : nhiệt dùng làm nguội nớc Trong : g1 ữ g5 : lợng sản phẩm nớc tính theo (kg/h) Q1 ữ Q5 : lợng nhiệt sản phẩm nhờng cho hồi lu (kcal/h) Ivtv , Ivte : entanpi sản phẩm dạng nhiệt độ nạp liệu nhiệt độ lấy sản phẩm H.naphta (kcal/kg) Iftv , Iftđáy : entanpi sản phẩm dạng lỏng nhiệt độ nạp liệu nhiệt độ lấy sản phẩm H.naphta (kcal/kg) Ivhn : entanpi nớc nhiệt độ vào (kcal/kg) Nh theo giá trị d nhiệt độ chọn theo bảng [75, 76, 77, 349 352 - 5] ta tìm đợc entanpi sản phẩm nh sau : Iv176 (H.naphta) = 692,92 (kj/kg) = 165,49 (kcal/kg) v I 346 (H.naphta) = 1.113,65 (kj/kg) = 265,98 (kcal/kg) Iv176 (kerosen) = 404,97 (kj/kg) = 96,72 (kcal/kg) Iv346 (kerosen) = 1.100,47 (kj/kg) = 262,83 (kcal/kg) Iv280 (gazoil) = 663,45 (kj/kg) = 158,46 (kcal/kg) v I 346 (gazoil) = 1.082,87 (kj/kg) = 258,63 (kcal/kg) Iv330 (mazut) = 795,74 (kj/kg) = 190,05 (kcal/kg) Iv346 (mazut) = 844,43 (kj/kg) = 201,68 (kcal/kg) Iv176 (H.nớc) = 2.828 (kj/kg) = 675,57 (kcal/kg) Iv346 (H.nớc) = 3.167 (kj/kg) = 756,39 (kcal/kg) Thay giá trị vào biểu thức ta tính đợc : Q1 = 142,5 103 (265,98 - 165,49) = 14319825 (kcal/h) Q2 = 117,75 103 (262,83 - 96,72) = 19559452,5 (kcal/h) Q3 = 96,75 103 (258,63 - 158,46) = 9691447,5 (kcal/h) Q4 = 286,5 10 (201,68 - 190,05) = 3331995 (kcal/h) Q5 = 14,325 103 (756,39 - 675,57) = 1157746,5 (kcal/h) Vậy tổng lợng hồi lu : Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 = 48060466,5 (kcal/h) Số mol hồi lu đợc xác định theo công thức : M= Trong M : phân tử trọng hồi lu Q : lợng nhiệt mà hồi lu cần thu L : ẩn nhiệt hồi lu (với l = Iv176 - Il176) Lớp hoá dầu - QN K45 45 Lê Văn Định Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK Hà Nội - Khoa công nghệ Hoá học Il176 = 163,33 (kcal/kg) Suy : l = 163,33 - 96,72 = 66,61 M = = 4008,446 (kmol/h) áp suất phần : P = Pkerosen P = 992 = 728,482810,468 (mmHg) Từ giá trị áp suất P nhiệt độ đồ thị AZNI ta tìm đợc nhiệt độ đĩa lấy kerosen t0 = 1820C Với nhiệt độ giả thiết 1760C có sai số 60C Khoảng sai số chấp nhận đợc Vậy nhiệt độ đĩa lấy kerosen : t0 = 1820C 2.5 Nhiệt độ đĩa lấy Gazoil : 2.5 Nhiệt độ đĩa lấy Gazoil : - Sản phẩm lấy dạng lỏng, điểm sôi đầu nhiên liệu gazoil đờng cong VE (t0C = 3050C) - Giả sử chọn nhiệt độ đĩa lấy sản phẩm gazoil t0 = 2800C - Khi ta có cân nhiệt lợng mà sản phẩm nhờng cho hồi lu nh sau : Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 Q1 = g1 (Ivtv - Ivte) : nhiệt dùng làm nguội H.naphta Q2 = g2 (Ivtv - Ivte) : nhiệt dùng làm nguội Kerosen Q3 = g3 (Ivtv - Ivte) : nhiệt dùng làm nguội Gazoil Q4 = g4 (Ivtv - Ivtđáy) : nhiệt dùng làm nguội Mazut Q5 = g5 (Ivhn - Ivte) : nhiệt dùng làm nguội nớc Trong : g1 ữ g5 : lợng sản phẩm nớc tính theo (kg/h) Q1 ữ Q5 : lợng nhiệt sản phẩm nhờng cho hồi lu (kcal/h) Ivtv , Ivte : entanpi sản phẩm dạng nhiệt độ nạp liệu nhiệt độ lấy sản phẩm H.naphta (kcal/kg) Iftv , Iftđáy : entanpi sản phẩm dạng lỏng nhiệt độ nạp liệu nhiệt độ lấy sản phẩm H.naphta (kcal/kg) Ivhn : entanpi nớc nhiệt độ chọn theo bảng[75,76, 77, 349 352 - 5] ta tìm đợc entanpi sản phẩm nh sau : Iv280 (H.naphta) = 936,88 (kj/kg) = 223,76 (kcal/kg) Iv346 (H.naphta) = 1.113,65 (kj/kg) = 265,98 (kcal/kg) If280 (kerosen) = 925,64 (kj/kg) = 221,75 (kcal/kg) Lớp hoá dầu - QN K45 46 Lê Văn Định Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK Hà Nội - Khoa công nghệ Hoá học If346 (kerosen) = 1.100,47 (kj/kg) = 262,83 (kcal/kg) If280 (gazoil) = 663,45 (kj/kg) = 158,46 (kcal/kg) v I 346 (gazoil) = 1.082,87 (kj/kg) = 258,63 (kcal/kg) If330 (mazut) = 795,74 (kj/kg) = 190,05 (kcal/kg) If346 (mazut) = 844,43 (kj/kg) = 201,68 (kcal/kg) Iv280 (H.nớc) = 3.034 (kj/kg) = 724,62 (kcal/kg) Iv346 (H.nớc) = 3.167 (kj/kg) = 756,39 (kcal/kg) Thay giá trị vào biểu thứ ta tính đợc : Q1 = 142,5 103 (265,98 - 223,76) = 6016350 (kcal/h) Q2 = 117,75 103 (262,83 - 221,75) = 4837170 (kcal/h) Q3 = 96,75 103 (258,63 - 158,46) = 9691447,5 (kcal/h) Q4 = 286,5 10 (201,68 - 190,05) = 3331995 (kcal/h) Q5 = 14,325 103 (756,39 - 724,62) = 455105,25 (kcal/h) Vậy tổng nhiệt lợng nhờng cho hồi lu : Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 = 24332067,75 (kcal/h) Số mol hồi lu đợc xác định theo công thức : M= Trong M : phân tử trọng hồi lu Q : lợng nhiệt mà hồi lu cần thu L : ẩn nhiệt hồi lu (với l = Iv280 - Il280) Il280 (gazoil) = 217,27 (kcal/kg) Suy : l = 217,27 - 158,46 = 588,81 (kcal/h) M = = 1654,961 (kmol/h) áp suất phần : P = Pkerosen P = 992 = 625,175 (mmHg) Từ giá trị áp suất P nhiệt độ đồ thị AZNI ta tìm đợc nhiệt độ đĩa lấy kerosen t0 = 2760C Với nhiệt độ giả thiết 2800C có sai số 40C Khoảng sai số chấp nhận đợc Vậy nhiệt độ đĩa lấy kerosen : t0 = 2760C Tính số hồi lu đỉnh tháp : Ta có : R = = = 2,834 Lợng hồi lu m : m = 86 x 4695,644 = 403825,384 (kg/h) vi tính kích thớc tháp chng cất Tính đờng kính tháp : Lớp hoá dầu - QN K45 47 Lê Văn Định Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK Hà Nội - Khoa công nghệ Hoá học Đờng kính tháp chng cất đợc xác định theo công thức : D= S = (m2) (m) [47, 58 - 5] Vmax cho phép = C - (m/s) [48, 58 - 5] Trong : dl tỷ trọng sản phẩm trạng thái lỏng Dv tỷ trọng sản phẩm trạng thái S : tiết diện tháp (m2) Nh để xác định đợc đờng kính tháp ta lần lợt xác định đại lợng có liên quan Chọn khoảng cách hai đĩa 0,75m (750mm) độ đóng thuỷ lực 2,5 theo biểu đồ [46, 78] ta tìm đợc hệ số C = 0,06 Mặt khác ta có dl = 0,68 theo tài liệu sản phẩm dầu mỏ hoá dầu Tỷ trọng H.naphta trạng thái đợc xác định theo công thức : dv = [5] Trong : M : phân tử trọng trung bình P : áp suất đĩa (at) R : số R = 0,082 (L.at/g.0C) T : nhiệt độ (0K) M= [5] M= = 76,2385 Vậy d = = 2,741 Vmax cho phép = C - = 0,06 x - = 0,943 (m/s) Lợng hồi lu lớn : V = [5] Trong : n = Vh.nớc + VH.naphta + Vhl + Vhl n = 8616,958 Suy : V = = = 66,57 (m3/s) S = = 70,593 (m2) Suy : D = = 9,48 (m) Quy chuẩn : D = 10 (m) Tính chiều cao tháp : Lớp hoá dầu - QN K45 48 Lê Văn Định Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK Hà Nội - Khoa công nghệ Hoá học Chiều cao tháp cất đợc xác định theo công thức : H = (n - 2).h + 2a + b (m) [51,59 - 5] Trong : H : chiều cao toàn tháp h : khoảng cách đĩa (chọn h = 1000mm) N : số đĩa tháp a : chiều cao đỉnh tháp chọn chiều cao đáy tháp (chọn a = 4m) b : khoảng cách đĩa tiếp liệu (chọn b = 3m) Chọn từ đỉnh đến đĩa lấy L.naphta H.naphta 10 đĩa, từ đĩa lấy H.naphta đến đĩa lấy kerosen đĩa, từ đĩa lấy kerosen đến đĩa lấy diezel đĩa, từ đĩa diezel đến đĩa nạp liệu 10 đĩa từ đĩa nạp liệu đĩa cuối 17 đĩa Số đĩa tháp 55 đĩa Vậy chiều cao tháp : H = (55 - 2) x + x + = 6,4 (m) Tính số chóp đờng kính chóp : Trong trình chng cất thờng tổng tiết diện ống chiếm khoảng 10% so với tổng tiết diện tháp chọn đờng kính ống dn = 250mm số chóp đĩa đợc xác định theo công thức : n = 0,1 x [= 143,793 (chóp) [236 - 6] Chọn n = 167 (chóp) Đờng kính chóp đĩa : dch = dch = = 360 (mm) Khoảng cách từ mặt đĩa đến chân chóp chọn 25 (mm) Chiều cao chóp ống : 0,25.dh = 0,25 x 250 = 62,5 (mm) Chọn = 65 mm Chiều dày chóp chọn = 3mm Khoảng cách từ chân ống chảy chuyền đến đĩa 150mm Đờng kính ống chảy chuyền dch = 600mm Đờng kính ống nạp liệu Dnl = 1,2m (1 ống) Đờng kính ống hồi lu đỉnh DđỉnhH.naphta = 0,8m (1 ống) Đờng kính ống hồi H.Naphta DH.naphta = 0,8m (1 ống) Đờng kính ống hồi lu Kerosen Dkerosen = 0,8m (1 ống) Đờng kính ống hồi lu Gazoil Dgazoil = 0,8m (1 ống) Lớp hoá dầu - QN K45 49 Lê Văn Định Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK Hà Nội - Khoa công nghệ Hoá học Đờng kính ống dẫn sản phẩm đỉnh Dd.đỉnh = 1,4m (1 ống ) Đờng kính ống dẫn sản phẩm đáy Dd.đáy = 1,4m (1 ống ) Lớp hoá dầu - QN K45 50 Lê Văn Định