Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ

Header Page of 161 Đồ án1 môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ MỤC LỤC Mở đầu …………………………………………………… ATỔNG QUAN ……………………………………………8 I.Chuẩn bị nguyên liêu ……… …………………………… a.ổn định dầu nguyên khai……………………………………8 bTách tạp chất học,nước, muối khoáng……………….8 b.1.Tách phương pháp học………………………… b.11.Lắng …………………………………………………… b.12.Ly tâm ……………………………………………………9 b.1.3.Lọc ………………………………………………………9 II.Sản phẩm trình………………………………………9 1.Khí hydrocacbon…………………………………………… 2.Phân đoạn xăng…………………………………………… 10 3.Phân đoạn Kerosen………………………………………….10 Phân đoạn Diezen………………………………………… 10 Phân đoạn Mazut…………………………………………….10 Phân đoạn Dầu nhờn…………………………………………11 Phân đoạn Gudron……………………………………………11 III.Công nghệ trình …………………………………….11 III.1Phân loại công nghệ…………………………………………11 III.2Dây chuyền công nghệ………………………………………15 1.Chọn công nghệ sơ đồ công nghệ………………………… 15 2.Chọn sơ đồ công nghệ………………………………………… 15 3.Thuyết minh sơ đồ chưng cất pp hai tháp…………………18 4.Ưu điểm sơ đồ chưng cất hai tháp………………………… 18 III.3Thiết bị dây chuyền………………………………19 1.Tháp chưng cất………………………………………………… 19 2.Các loại tháp chưng luyện………………………………………20 a Đệm…………………………………………………………… 20 b.Đĩa chóp …………………………………………………………21 IV.Thiết bị đun nóng……………………………………………….25 Footer Page of 161 Sinh viên: _ Hoá dầu Header Page of 161 Đồ án2 môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ 1Đun nóng khói lò……………………………………………25 2.Thiết bị đun nóng lò ống……………………………………25 V.Thiết bị trao đổi nhiệt……………………………………………27 1.Loại vỏ bọc……………………………………………………….28 2.Loại ống………………………………………………………….28 Loại ống lồng……………………………………………………30 4.Thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm…………………………………31 B.TÍNH TOÁN………………………………………………….32 I.Tính cân vật chất……………………………………………32 I.1.Tại tháp tách sơ bộ………………………………………………32 I.2.Tại tháp tách phân đoạn…………………………………………33 II.Xác định đại lượng trung bình sản phẩm…………………34 II.1.Tỷ trọng trung bình…………………………………………… 34 II.2xác định nhiệt độ sôi trung bình…………………………………35 II.3Tính phân tử lượng trung bình sản phảm……………… 36 III.Tính tiêu hao hơinước…………………………………………….36 III.1.Tính tiêu hao cho tháp phân đoạn………………………………36 III.2.Tính tiêu hao cho tháp tách…………………………………… 36 IVTính chế độ tháp chưng cất……………………………………37 IV.1.Tính áp suất tháp……………………………………………37 IV.1.1.Áp suất đỉnh tháp……………………………………………37 IV.1.2.Áp suất dĩa lấy Kerosen…………………………………….37 IV.1.3.Áp suất đĩa nạp liệu…………………………………………37 IV.2.Tính nhiệt độ tháp………………………………………….38 IV.2.1.Nhiệt độ dĩa nạp liệu……………………………………….39 IV.2.2 Nhiệt độ đáytháp………………………………………… 39 IV.2.3 Nhiệt độ dĩa lấy Kerosen………………………………… 41 IV.2.4 Nhiệt độ đĩa lấy Gazoil…………………………………….43 IV.3 Tính số hồi lưu đỉnh tháp……………………………………45 V.Tính kích thước tháp………………………………………… 45 Footer Page of 161 Sinh viên: _ Hoá dầu Header Page of 161 Đồ án3 môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ V.1.Tính đường kính tháp……………………………………….45 V.2.Tính chiều cao tháp………………………………………… 46 Kết luận…………………………………………………………… 47 Tài liệu tham khảo………………………………………………… 48 Footer Page of 161 Sinh viên: _ Hoá dầu Header Page of 161 Đồ án4 môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ MỞ ĐẦU Dầu mỏ người biết đến từ thời cổ xưa, đến kỷ 18, với mục đích làm nhiên liệu để đốt cháy, thắp sáng Năm 1858 Mỹ xuất giếng khoan đầu tiên, bước chuyển lên ngành khai thác chế biến dầu mỏ Đến năm 1992 giới có tới 100 loại dầu mỏ khác nhau,thuộc sở hữu có 48 quốc gia, có Việt Nam Quốc gia có sản lượng dầu mỏ lớn ArậpXêút chiếm 26% tổng sản lượng dầu mỏ giới Hiện nay, dầu mỏ trở thành nguồn lượng quan trọng quốc gia giới Khoảng 65  70% lượng sử dụng từ dầu mỏ, có 20  22% lượng từ than,  6% từ lượng nước  12% từ lượng hạt nhân Ngày 90% sản phẩm hữu có nguồn gốc từ dầu_khí tỷ lệ dầu- khí sử dụng vào mục đích lượng giảm dần Do dầu khí tương lai dài chiếm giữ địa vị quan trọng lĩnh vực lượng nguyên liệu hoá học mà tài nguyên thiên cạnh tranh Bên cạnh hướng sử dụng mạnh mẽ có hiệu dầu mỏ làm nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hoá dầu như: sản xuất cao su, chất dẻo, tơ sợi tổng hợp, chất hoạt động bề mặt, phân bón, chí protêin Dầu mỏ hỗn hợp phức tạp có hàng trăm cấu tử khác Mỗi loại dầu mỏ đặc trưng thành phần riêng, song chất chúng có hydrocacbon thành phần chính, chất chiếm 60 90% trọng lượng dầu, lại chất Oxy, Lưu huỳnh, Nitơ, phức chất kim, chất nhựa, asphanten Trong khí khí trơ như: He,Ar,Xe, N2 … Footer Page of 161 Sinh viên: _ Hoá dầu Header Page of 161 Đồ án5 môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ Đối với Việt Nam, coi dầu khí ngành kinh tế mũi nhọn, chỗ dựa cho ngành công nghiệp hoá, đại hoá làm đà thúc đẩy,phát triển cho kinh tế quốc dân Đây mũi nhọn có tính chiến lược Việt Nam, ngành công nghiệp chế biến dầu khí nước ta bước vào thời kì mới, thời kì mà nước thực mục tiêu công nghiệp hoá, đại hoá, chắn đóng góp ngành dầu khí công công nghiệp hoá đất nước có ý nghĩa, tiêu kinh tế cụ thể mà ngành công nghiệp mũi nhọn nguồn động viên tinh thần tòan đảng toàn dân ta thành viên hoạt động ngành dầu khí hăng hái lao động, sáng tạo góp phần xây dựng đất nước để sau vài thập niên tới sánh vai nước tiên tiến khu vực giới Ngoài sản phẩm nhiên liệu sản phẩm hoá học dầu mỏ, sản phẩm phi nhiên liệu dầu mỡ bôi trơn, nhựa đường, 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 có chất lượng 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 phát từ năm 1970 đà phát triển Chúng ta tìm nhiều mỏ chứa dầu trữ lượng tương đối lớn mỏ Bạch Hổ, Đại Hùng, mỏ Rồng vùng Nam Côn Sơn; mỏ khí Tiền Hải (Thái Bình), Lan Tây, Lan Đỏ Đây nguồn tài nguyên quí để giúp nước ta bước vào kỷ nguyên công nghệ dầu khí Nhà máy lọc Footer Page of 161 Sinh viên: _ Hoá dầu Header Page of 161 Đồ án6 môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ dầu số Dung Quất với công suất triệu tấn/năm hoàn thành để hoạt động tiến hành phê chuẩn nhà máy lọc dầu số Nghi Sơn – Thanh Hoá với công suất triệu tấn/năm Như ngành công nghiệp chế biến dầu khí nước ta bước vào thời kỳ mới, thời kỳ mà nước 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 nước Hiệu sử dụng dầu mỏ phụ thuộc vào chất lượng trình chế biến Theo chuyên gia hoá dầu châu Âu, việc đưa dầu mỏ qua trình chế biến nâng cao hiệu sử dụng dầu mỏ lên lần, tiết kiệm nguồn tài nguyên quý Dầu mỏ hỗn hợp phức tạp gồm hydrocacbon, khí thiên nhiên, khí dầu mỏ hợp chất khác CO2, N2, H2S, N2, He, Ar Dầu mỏ muốn sử dụng phải tiến hành phân chia thành phân đoạn nhỏ Sự phân chia dựa vào phương pháp chưng cất khoảng nhiệt độ sôi khác Quá trình chưng cất dầu trình vật lý phân chia dầu thô thành thành phần gọi phân đoạn Quá trình 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 chưng cất mà người ta phân chia trình chưng cất thành chưng đơn giản, chưng phức tạp, chưng cất nhờ cấu tử bay hay chưng cất chân không Trong nhà máy lọc dầu, phân xưởng chưng cất dầu thô cho phép ta thu 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 chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ Đồng thời xem xét thiết kế mặt phân xưởng vấn đề an toàn lao động Footer Page of 161 Sinh viên: _ Hoá dầu Header Page of 161 Đồ án7 môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ A.TỔNG QUAN I- Chuẩn bị nguyên liệu trước chế biến: - Dầu thô vừa khai thác mỏ lên phần chủ yếu hydrôcacbon dầu lẫn nhiều tạp chất như: Tạp chất học,đất đá,nước muối khoáng Chúng lẫn vào dầu khí phổ biến nằm dạng nhũ tương nên khó tách điều kiện bình thường Nếu không tách tạp chất này, vận chuyển hay tồn chứa đặc biệt chưng cất dầu chúng sé tạo cặn bùn hợp chất ăn mòn phá hỏng thiết bị làm giảm công suất chế biến Chính trước đưa vào chế biến dầu thô cần phải cho qua bước xử lý a- ổn định dầu nguyên khai - dầu nguyên khai chứa khí hoà tan như: khí đồng hành khí phi hydrocacbon Đại phận chúng dễ tách giảm áp suất lúc phun khỏi giếng khoan Nhưng dù lượng định lẫn vào dầu phải tách tiếp trước chế biến nhằm mục đích hạ tấp áp suất chưng cất dầu thô nhận thêm nguồn nguyên liệu cho chế biến hoá dầu khí hydrocacbon nhẹ (C1-C4) nguồn nguyên liệu quí cho trình sản xuất olêfin nhẹ ổn định dầu thực chất chưng tách bớt phần nhẹ Nhưng để tránh bay xăngtốt tiến hành chưng cất áp suất cao có cấu tử nhẹ C4 bay b- Tách tạp chất học, nước, muối khoáng b1-Tách phương pháp học b.1.1 lắng Bản chất phương pháp lắng dựa vào khác tỷ trọng dầu tạp chất đất đá, nước, muối Nếu dầu có tạp chất để lắng Footer Page of 161 Sinh viên: _ Hoá dầu Header Page of 161 Đồ án8 môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ lâu ngày tạp chất tách lắng xuống tạo thanhf hai lớp rõ rệtvà tách Để tăng tốc độ lắng người ta thường dùng biện pháp gia nhiệtđể giảm độ nhớt, nhiệt độ thường trì khoảng 50-600C để trách mát dầu bay Nếu trì áp suất cao ta có thẻ nâng nhiệt độ cao để tăng tốc độ lắngmà không sợ mát áp suất lúc thấp so với trường hợp dùng áp suất thấp b.1.2.Ly tâm phương pháp hay dùng để tách nướcvà tạp chất đất đá.lực ly tâm lớncàng có khả phân chia cao hạt có tỷ trọng khác khỏi dầu Lực ly tâm tỷ lệ với bình phương số vòng quay ly tâm roto nên số vòng quay lớnhiệu tách cao b1.3.Lọc Để tách nước tạp chất đất đá khỏi dầu dùng phương pháp lọc cho thêm vào dầu chất dễ thấm nước, dễ nướcvà tách chúng Các chất thuộc loại “chất trợ lọc” Trong thực tế người ta dùng thuỷ tinh để lọc nước khỏi dầu phương pháp đơn giản va đạt hiệu cao gặp phải khó khăn phải liên tục thay màng lọcdo bẩn hay tải mà việc thay tốn phức tạp Ngoài cònn phương pháp khác như: Tách nhũ tươngnước dầu phương pháp hoá học,phương pháp điện trường II- Sản phẩm trình chưng cất - Khi tiến hành chưng cất sơ khởi dầu mỏ, nhận nhiều phân đoạn sản phẩmdầu Chúng phân biệt với nhaubởi giớ hạn nhiệt độ sôi(hay khoảng nhiệt độ chưng) thành phần hydrocacbon, độ nhớt,nhiệt độ chớp cháy, nhiệt độ đông đặc nhiều tính chất khác có liên quan dến việc sử dụng chúng.Sản phẩm trình chưng cát gồm: Footer Page of 161 Sinh viên: _ Hoá dầu Header Page of 161 Đồ án9 môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ 1- Khí hydrocacbon - Khí hydrocacbon thu chủ yếu C3 – C4.Tuỳ thuộc công nghệ chưng cấtphân đoạn C3,C4 nhận đượcở thể khí hay nén hoá lỏng Phân đoạn thường dùng làm nguyên liệu cho trình phân tách khí để nhận khí riêng biệt cho trình chế biến tiép thành hoá chất hay dùng làm nguyên liệu dân dụng 2- Phân đoạn xăng - Phân đoạn xăng có nhiệt độ sôi từ 30-350C đến 1800C đựoc tinh cất tiếp để nhận phân đoạn hẹp như: 30-620C, 62-850C, 85-1050C, 105-1400C, hay phân đoạn rộng 85-1400C dùng làm nguyên liệu cho trình izome hoá, Reforming xúc tác với mục đích nhận xăng hay BTX làm nguyên liệu cho Cracking nhằm sản xuất olêfin thấp như: êtylen,P=,B=,B= = Ngoài phân đoạn xăng dùng làm dung môi dung môi parafinic cho công nghiệp trícg ly, pha chế mỹ phẩm 3- Phân đoạn Kerosen - Phân đoạn Kerosen có nhiệt độ sôi khoảng 120-2400C dùng làm nhiên liệu cho động phản lực Nếu hàm lượng S hoạt động cao, người ta phải tiến hành làm nhờ xử lý hydro Phân đoạn150-2800C hay 1503150C từ loại dầu S dùng làm dầu hoả dân dụng phân đoạn140-2000C thường dùng làm dung môi cho công nghiệp sơn 4- Phân đoạn Diezen - Phân đoạn Diezen phân đoạn có nhiệt độ sôi 140-3600C (3800C) dùng làm nhiên liệu Diezen Khi nhận nhiên liệu từ dầu mỏ có nhiều S người ta phải hợp chấtS hydro hoá làm Phân đoạn 2003200C(3400C) từ dầu mỏ chứa nhiều hydrocacbon parafin phải tiến hành tách n-parafin 5- Phân đoạn Mazut Footer Page of 161 Sinh viên: _ Hoá dầu Header Page of 161 Đồ án10môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ - Phân đoạn Mazut phân đoạn chưng cất khí dùng làm nhiên liệu đốt cho lò công nghiệp hay sử dụng làm nguyên cho trình chưng cất chân không để nhận cấu tử dầu nhờn hay nhận nguyên liệu cho trình Cracking nhiệt, Cracking xúc tác hydrocacking 6- Phân đoạn dầu nhờn - Phân đoan j có nhiệt độ sôi 350-5000C,350-5400C(5800C) gọi gasoil chân không, sử dụng làm nguyên liệu cho trình Cracking xúc tác hay hydrocracking Còn phân đoạn dầu nhờn hẹp 320-4000C, 300- 4200C, 400- 4500C, 420-4900C, 450-5000C dùng làm nguyên liệu cho sản xuất loại dầu nhờnbôi trơn khác 7- Phân đoạn Gudron - Phân đoạn Gudron phần cặn trình chưng cất chân không dùng làm nguyên lieuụ cốc hoá để sản xuất cốc để dùng sản xuất bitum loại khác hay chế tạo thêm phần dầu nhờn nặng III.công nghệ trình III.1 Phân loại sơ đồ công nghệ Các loại sơ đồ công nghệ chưng luyện dầu mỏ áp suất thường gồm:  Sơ đồ bốc lần tinh luyện lần tháp Xăng chưng luyện Phân đoạn Dầu thô Phân đoạn Phân đoạn Mazut 10 Footer Page 10 of 161 Sinh viên: _ Hoá dầu Header Page of 161 Đồ án35môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ 1820000 = 5600 325 5600 = 233.33 24 (tấn/ngày) (tấn/giờ) I.3.Tổng kết cân vật chất: + Tổng Lưu lượng vào:4.000.000 (tấn/năm) 4.000.000 : 325 = 12307.7 (tấn/ngày) 12307.7: 24 = 512.82 (tấn/giờ +Tổng Lưu lượng ra: Tên phân đoạn Thành phần( %) Tấn/năm Tấn/ngày Tấn/giờ Gas 2,5 100000 307.7 12.82 L.Naphta 3,8 152000 467.7 19.49 H.Naphta 11,9 476000 1464.62 61.03 Kerosen 15,6 624000 1920 80 Gazoil 20,7 828000 2547.7 106.15 Mazut 45,5 1820000 5600 233.33 000.000 12307.7 512.82 Tổng lưu lượng Vởy tổng lưu lượng vào = tổng lưu lượng II- Xác định đại lượng trung bình sản phẩm II.1.Tỷ trọng trung bình Theo tài liệu tham khảo (Phạm Quang Dự- Vietso Petro Review) Tỷ trọng trung bình L.Naphta: 15.6 d 15  0.6825  d15  0.6832 Tỷ trọng trung bình H.Naphta: 15.6 d 15  0.7505  d15  0.7512 Tỷ trọng trung bình Kerosen: 15.6 d 15  0.7785  d15  0.7793 Tỷ trọng trung bình Gasoil: 15.6 d 15  0.818  d15  0.8188 35 Footer Page 35 of 161 Sinh viên: _ Hoá dầu Header Page of 161 Đồ án36môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ Tỷ trọng trung bình Mazut: 15.6 d 15  0.868  d15  0.8688 II.2.Xác định nhiệt độ sôi trung bình Nhiệt độ sôi trung bình theo thể tích xác định theo công thức: t mv  t100  t 300  t 500  t 700  t 900  C - Nhiệt độ sôi trung bình theo thể tích xăng: t mv  57  86  108  132  157  1080 C Độ dốc đường cong: P1090  t 900  t100 80  157  57  1.25 80 Tra đồ thịhiệu chỉnh ts0 trung bình mol ta hệ số hiệu chỉnh bằng: -14.5 tmm=108- 14.5 = 93.50C - Nhiệt độ sôi trung bình theo thể tích Kerosen: t mv  180  206  230  250  272  247.6 C Độ dốc đường cong: P1090  t 900  t100 80  272  180  1.15 80 Tra đồ thịhiệu chỉnh ts0 trung bình mol ta hệ số hiệu chỉnh bằng: -10.5 tmm=247.6- 10.5 = 237.10C - Nhiệt độ sôi trung bình theo thể tích Gazoil: t mv  290  304  319  332  354  319.8 C Độ dốc đường cong: P1090  t 900  t100 80  354  290  0.8 80 Tra đồ thịhiệu chỉnh ts0 trung bình mol ta hệ số hiệu chỉnh bằng: -7 36 Footer Page 36 of 161 Sinh viên: _ Hoá dầu Header Page of 161 Đồ án37môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ tmm=319.8- = 312.80C II.3.Tính phân tử lượng trung bình sản phẩm Từ giá trị tmm d1515 66 đồ thị xác định phân tử lượng trung bình sau: - Phân tử lượng trung bình xăng: Mx= 82 - Phân tử lượng trung bình Kerosen: Mk= 100 - Phân tử lượng trung bình Gazoil: MG= 250 III.Tính tiêu hao nước III.1.Tính tiêu hao cho tháp phân đoạn Trong công nghiệp chế biến dầu lượng nước dùng xả vào đáy tháp thường chọn 5%trongj lượng so với lưu lượng mazut thoát 1820000 *  91000 (tấn/năm) 100 91000  280 ( tấn/ngày) 325 280  11.667 (tấn/h) 24 11.667 *10  648.167 (kmol/h) 18 III.2.Tính tiêu hao nước cho tháp tách Trong công nghiệp chế biến dầu lượng nước dùng cho tháp tách thường chọn 2.5%trongj lượng so với lưu lượng sản phẩm -Tại tháp lấy H.naphta: 476000 * 2.5  11900 (tấn/năm) 100 11900  36.615 ( tấn/ngày) 325 36,615  1.526 (tấn/h) 24 1.526 *10  84.78 (kmol/h) 18 Tại tháp lấy Kerosen: 624000 * 2.5  15600 (tấn/năm) 100 37 Footer Page 37 of 161 Sinh viên: _ Hoá dầu Header Page of 161 Đồ án38môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ 15600  48 ( tấn/ngày) 325 48  (tấn/h) 24 *10  111.11 (kmol/h) 18 Tại tháp lấy Gazoil: 828000 * 2.5  20700 (tấn/năm) 100 20700  63.692 ( tấn/ngày) 325 63.692  2.654 (tấn/h) 24 2.654 *10  147.44 (kmol/h) 18 Tông lượng nước dùng trình là: 648.167+84.78+111.11+147.47=991.527 (kmol/h) Các thông số nước là: áp suất 10at, nhiệt độ 3300C IV.Tính chế độ tháp chưng cất IV.1.Tính áp suất tháp IV.1.1.áp suất đỉnh tháp Do mát áp suất đường ống dẫn nên áp suất đỉnh tháp thường lớn so với áp suất tháp tách khoảng 20% Chọn áp suất tháp tách 760 mmHg Vởy áp suất đỉnh tháp là: Pđỉnh= 760  20 * 760  912 (mmHg) 100 IV.1.2.áp suất đĩa lấy Kerosen Dọc theo cột chưng cất áp suất tăng Chọn số đĩa từ đĩa lấy H.naphta đến đĩa lấy Kerosen 10 đĩa Chọn áp suất qua đĩa 8mmHg PKerosen= 912+8*10=992 (mmHg) VI.1.3.áp suất đĩa lấy gazoil 38 Footer Page 38 of 161 Sinh viên: _ Hoá dầu Header Page of 161 Đồ án39môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ Chọn số đĩa từ đĩa lấy Kerosen đến đĩa lấy Gazoil 10 đĩa Pgazoil=992+8*10=1072 (mmHg) IV.1.3.áp suất áp đĩa nạp liệu Chọn số đĩa từ đĩa lấy Gazoil đến đĩa nạp liệu đĩa Pnạp liệu=1072+8*10=1152 (mmHg) Chọn số đĩa từ nạp liệu đến đĩa cuối 20 đĩa Vậy tổng số đĩa là: 20+8+10+10=48 đĩa .IV.2.tính nhiệt độ tháp IV.2.1 Nhiệt độ đĩa nạp liệu Trong thực tế trình chưng cất có mát ề áp suất có lượng nước xả vào đáy tháp để làm giảm áp suất riêng phần sẩn phẩm Do nhiệt độ đĩa nạp liệu nhiệt độ điểm cuối sản phẩm trắng mà phải hiệu chỉnh áp suất riêng phần sản phẩm, tính theo định luật Dalton: P= Pnạp liệu*Y Trong đó: Pnạp liệu: áp suất đĩa nạp liệu Y: phần mol sản phẩm dầu Y mH  mK  mG mH  mK  mG  mhn Với mH, mK, mG, mhn phần mol sản phẩm dầu nước Thay giá trị vào ta được: mH  84.78 *1000  1033.902 (kmol/h) 82 mK  111.11 *1000  1111.1 (kmol/h) 100 mH  147.47 *1000  589.88 (kmol/h) 250 mhn= 648.167 (kmol/h) Y 1033.902  1111.1  589.88  0.711 (kmol/h) 1033.902  1111.1  589.88  648.167 39 Footer Page 39 of 161 Sinh viên: _ Hoá dầu Header Page of 161 Đồ án40môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ Suy ra: P=Pnạp liệu*Y=1152*0.711=819.072 (mmHg) nhiệt độ cuối sản phẩm trắng đường cong VE(t100%=315,250C)theo đồ thị AZNI[24,45,12] ta tìm nhiệt độ thực đĩa nạp liệu tnạp liệu=3420C IV.2.2.Nhiệt độ đáy tháp Nhiệt độ đáy tháp chọn nhỏ nhiệt độ đĩa nạp liệu khoảng 10200C Chọn t= 1260C IV.2.3.Nhiệt độ đỉnh tháp - Sản phẩm lấy dạng lỏng, điểm sôi cuối nhiên liệuH Naphta đường cong VE (t100%=130.80C) Giả sử chọn nhiệt độ đĩa lấy H.Naphta t= 1260C - Khi ta có cân nhiệt lượng mà sản phẩm nhường cho hồi lưu  Q   Qi sau: i 1 Q1= g1.( I tvv  I tev ): nhiệt dùng làm nguội H.Naphta Q2= g2.( I tvv  I tel ): nhiệt dùng làm nguội Kerosen Q3= g3.( I tvv  I tel ): nhiệt dùng làm nguội gazoil Q4= g4.( I tvl  I tel ): nhiệt dùng làm nguội mazut Q5= g5.( I hnv  I tev ): nhiệt dùng làm nguội nước Trong : g1  g : lượng sản phẩm nước tính theoKg/h G1  G5 : lượng nhiệt sản phẩm nhường cho hồi lưu kcal/h I tvv , I tev : entanpi sản phẩm dạng nhiệt độ nạp liệu nhiệt độ lấy sản phẩm H.naphta kcal/kg I tvl , I tel :entanpi sản phẩm dạng lỏng nhiệt độ nạp liệu nhiệt độ lấy sản phẩm H.naphta kcal/kg v I hn : entanpi nước nhiệt độ vào kcal/kg Như theo giá trị d nhiệt độ chọn theo bảng [75,76,77,349,3525] ta tìm entanpi sản phẩm sau: v I126 ( H naphta)  590.26(kj / kg)  140.97(kcal / kg) v I 346 ( H naphta)  1113.65(kj / kg)  265.98(kcal / kg) l I126 ( Kerosen)  359.76(kj / kg)  94.75(kcal / kg) 40 Footer Page 40 of 161 Sinh viên: _ Hoá dầu Header Page of 161 Đồ án41môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ v I 346 ( H naphta)  1100.47(kj / kg)  262.83(kcal / kg) l I 280 ( Gazoil)  663.45(kj / kg)  158.46(kcal / kg) v I 346 ( Gazoil)  1082.87(kj / kg)  258.63(kcal / kg) l I 330 ( Mazut)  795.74(kj / kg)  190.05(kcal / kg) v I12 ( H naphta )  590.26(kj / kg)  140.97(kcal / kg) v I126 ( H nuoc)  2725(kj / kg)  650.97(kcal / kg) v I 346 ( H nuoc)  3167(kj / kg)  756.39(kcal / kg) thay giá trị vào biểu thức ta tính được: Q1  61,03.103  265,98  140,97  7629,36.103 kcal / kg Q2  80.103  262.83  94.75  13446,4.103 kcal / kg Q3  106.15.103  258.63  158.46  10633,05.103 kcal / kg Q4  233,33.103  201,68  190,05  2713,63.103 kcal / kg Q5  14.58.103  756,39  650,97  1537,02.103 kcal / kg Vởy tổng nhiệt lượng nhường cho hồi lưu là:  Q   Qi = 35989,46.10 (kcal/h) i 1 - Số mol hồi lưu xác định theo công thức: m Trong : Q L.M M: trọng lượng phân tử hồi lưu Q: lượng nhiệt mà hồi lưu cần thu v l  I 30 L: ẩn nhiệt hồi lưu với L= I126 l I 30 ( H naphta)  14.38(kcal / kg) Suy : L= 140.97-14.38=126.59 kcal/kg Q 35989,46.10 m   3467.07(kcal / kg) L.M 126.59  82 - áp suất phần hơi: P=PH.naphta* P=912* m  mH naphta m   mhn  mH naphta 3467.07  1033.902 =797.199(mmHg) 3467.07   648.167  1033.902 41 Footer Page 41 of 161 Sinh viên: _ Hoá dầu Header Page of 161 Đồ án42môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ Từ giá trị áp suất P nhiệt độ đồ thịAZNI ta tìm nhiệt độ đĩa lấy Kerosen t= 1260C giả thiết ta chấp nhận IV.2.4.Nhiệt độ đĩa lấy kerosen - Sản phẩm lấy dạng lỏng, điểm sôi đầu nhiên liệu Kerosen đường cong VE (t100%=2080C) Giả sử chọn nhiệt độ đĩa lấy Kerosen t= 1760C - Khi ta có cân nhiệt lượng mà sản phẩm nhường cho hồi lưu  Q   Qi sau: i 1 Q1= g1.( I tvv  I tev ): nhiệt dùng làm nguội H.Naphta Q2= g2.( I tvv  I tel ): nhiệt dùng làm nguội Kerosen Q3= g3.( I tvv  I tel ): nhiệt dùng làm nguội gazoil Q4= g4.( I tvl  I tel ): nhiệt dùng làm nguội mazut Q5= g5.( I hnv  I tev ): nhiệt dùng làm nguội nước Trong : g1  g : lượng sản phẩm nước tính theoKg/h G1  G5 : lượng nhiệt sản phẩm nhường cho hồi lưu kcal/h I tvv , I tev : entanpi sản phẩm dạng nhiệt độ nạp liệu nhiệt độ lấy sản phẩm H.naphta kcal/kg I tvl , I tel :entanpi sản phẩm dạng lỏng nhiệt độ nạp liệu nhiệt độ lấy sản phẩm H.naphta kcal/kg v I hn : entanpi nước nhiệt độ vào kcal/kg Như theo giá trị d nhiệt độ chọn theo bảng [75,76,77,349,3525] ta tìm entanpi sản phẩm sau: v I176 ( H naphta)  692.92(kj / kg)  165.49(kcal / kg) v I 346 ( H naphta)  1113.65(kj / kg)  265.98(kcal / kg) l I176 ( Kerosen)  359.76(kj / kg)  94.75(kcal / kg) v I 346 ( H naphta)  1100.47(kj / kg)  262.83(kcal / kg) l I 280 ( Gazoil)  663.45(kj / kg)  158.46(kcal / kg) v I 346 ( Gazoil)  1082.87(kj / kg)  258.63(kcal / kg) 42 Footer Page 42 of 161 Sinh viên: _ Hoá dầu Header Page of 161 Đồ án43môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ l I 330 ( Mazut)  795.74(kj / kg)  190.05(kcal / kg) l I 346 ( Mazut)  844.43(kj / kg)  201.68(kcal / kg) v I176 ( H nuoc)  2828(kj / kg)  675.57(kcal / kg) v I 346 ( H nuoc)  3167(kj / kg)  756.39(kcal / kg) thay giá trị vào biểu thức ta tính được: Q1  61,03.103  265,98  165.49  6132,9.103 kcal / kg Q2  80.103  262.83  94.75  13446,4.103 kcal / kg Q3  106.15.103  258.63  158.46  10633,05.103 kcal / kg Q4  233,33.103  201,68  190,05  2713,63.103 kcal / kg Q5  14.58.103  756,39  675.57  1178,36.103 kcal / kg Vởy tổng nhiệt lượng nhường cho hồi lưu là:  Q   Qi = 34134,34.10 (kcal/h) i 1 - Số mol hồi lưu xác định theo công thức: m Trong : Q L.M M: trọng lượng phân tử hồi lưu Q: lượng nhiệt mà hồi lưu cần thu v l L: ẩn nhiệt hồi lưu với L= I176  I176 l I176 ( Kerosen)  163.33(kcal / kg) Suy : L= 163.33-94.75=68.58 kcal/kg Q 34134,34.10 m   4977.30(kcal / kg) L.M 68.58  100 - áp suất phần hơi: P=PKerosen* P=992* m  mKerosen m   mhn  mKerosen 4977.30  1111.1 =444.272(mmHg) 4977.30   648.167  1111.1 Từ giá trị áp suất P nhiệt độ đồ thịAZNI ta tìm nhiệt độ đĩa lấy Kerosen t= 1760C giả thiết ta chấp nhận IV.2.5.Nhiệt độ đĩa lấy gazoil 43 Footer Page 43 of 161 Sinh viên: _ Hoá dầu Header Page of 161 Đồ án44môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ - Sản phẩm lấy dạng lỏng, điểm sôi đầu nhiên liệu Gazoil đường cong VE (t100%=3050C) Giả sử chọn nhiệt độ đĩa lấy Gazoil t= 2800C - Khi ta có cân nhiệt lượng mà sản phẩm nhường cho hồi lưu  Q   Qi sau: i 1 Q1= g1.( I tvv  I tev ): nhiệt dùng làm nguội H.Naphta Q2= g2.( I tvv  I tel ): nhiệt dùng làm nguội Kerosen Q3= g3.( I tvv  I tel ): nhiệt dùng làm nguội gazoil Q4= g4.( I tvl  I tel ): nhiệt dùng làm nguội mazut Q5= g5.( I hnv  I tev ): nhiệt dùng làm nguội nước Trong : g1  g : lượng sản phẩm nước tính theoKg/h G1  G5 : lượng nhiệt sản phẩm nhường cho hồi lưu kcal/h I tvv , I tev : entanpi sản phẩm dạng nhiệt độ nạp liệu nhiệt độ lấy sản phẩm H.naphta kcal/kg I tvl , I tel :entanpi sản phẩm dạng lỏng nhiệt độ nạp liệu nhiệt độ lấy sản phẩm H.naphta kcal/kg v : entanpi nước nhiệt độ vào kcal/kg I hn Như theo giá trị d nhiệt độ chọn theo bảng [75,76,77,349,3525] ta tìm entanpi sản phẩm sau: v I 280 ( H naphta)  936.88(kj / kg)  223.76(kcal / kg) v I 346 ( H naphta)  1113.65(kj / kg)  265.98(kcal / kg) l I 280 ( Kerosen)  925.64(kj / kg)  221.75(kcal / kg) v I 346 ( H naphta)  1100.47(kj / kg)  262.83(kcal / kg) l I 280 ( Gazoil)  663.45(kj / kg)  158.46(kcal / kg) v I 346 ( Gazoil)  1082.87(kj / kg)  258.63(kcal / kg) l I 330 ( Mazut)  795.74(kj / kg)  190.05(kcal / kg) l I 346 ( Mazut)  844.43(kj / kg)  201.68(kcal / kg) v I 280 ( H nuoc)  3034(kj / kg)  724.62(kcal / kg) 44 Footer Page 44 of 161 Sinh viên: _ Hoá dầu Header Page of 161 Đồ án45môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ v I 346 ( H nuoc)  3167(kj / kg)  756.39(kcal / kg) thay giá trị vào biểu thức ta tính được: Q1  61,03.103  265,98  233.76  1966,39.103 kcal / kg Q2  80.103  262.83  221.75  3286.4.103 kcal / kg Q3  106.15.103  258.63  158.46  10633,05.103 kcal / kg Q4  233,33.103  201,68  190,05  2713,63.103 kcal / kg Q5  14.58.103  756,39  724.62  463,21.103 kcal / kg Vởy tổng nhiệt lượng nhường cho hồi lưu là:  Q   Qi = 19092.68.10 (kcal/h) i 1 - Số mol hồi lưu xác định theo công thức: m Trong : Q L.M M: trọng lượng phân tử hồi lưu Q: lượng nhiệt mà hồi lưu cần thu v l L: ẩn nhiệt hồi lưu với L= I 280  I 280 l I 280 ( Gazoil)  217.27(kcal / kg) Suy : L= 217.27-158.46=58.81 kcal/kg Q 19092,68.10 m   618.44(kcal / kg) L.M 58,81  250 - áp suất phần hơi: P=PGazoil* P=1072* m  mGazoil m   mhn  mGazoil 618,44  589,88 =697.73(mmHg) 618.44   648.167  589,88 Từ giá trị áp suất P nhiệt độ đồ thịAZNI ta tìm nhiệt độ đĩa lấy Kerosen t= 2800C giả thiết ta chấp nhận IV.3 Tính số hồi lưu đỉnh tháp Ta có: R m mH naphta  3467.07  3.35 1033.902 Lượng hồi lưu: M*m=3467.07*82=284299.74 (kg/h) 45 Footer Page 45 of 161 Sinh viên: _ Hoá dầu Header Page of 161 Đồ án46môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ V.Tính kích thước tháp chưng cất V.1.Tính đường kính tháp Đường kính tháp chưng cất xác định theo công thức: D 4.S S V m  Vmax chophep (m2) tiết diệ tháp Vmax chophep  C Trong : dL 1 dV (m / s ) dL: tỷ trọng sản phẩm trạng thái lỏng dV: tỷ trọng sản phẩm trạng thái Chọn khoảng cách hai đĩa 0,75m Theo biểu đồ [46,78] ta C=0,06 Mặt khác ta có dL= 680 [theo tài liệu Các sản phẩm dầu mỏ hoá dầu] Tỷ trọng H.naphta trạng thái xác định theo công thức: dV  Trong đó: P.M R.T M : trọng lượng phân tử trung bình P: áp suất đĩa (at) R: số khí R=0,082 (l.at/g.0C) T: nhiệt độ (0K) M  M   m.M m 69.4  14.38 126.59 69.4  14.38 1033.902  3467.07  648.167  3467.07  126.59 82  1033.902  82  3467.07  18  648.167  3467.07  M  75.77 Vởy: dV  P.M 912  75.77   2.78 kg / m R.T 760  0.082  273  126  46 Footer Page 46 of 161 Sinh viên: _ Hoá dầu  Header Page of 161 Đồ án47môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ Vmax chophep  C dL 680   0.06   0.94 dV 2.78 Lượng hồi lưu lớn nhất: V Trong đó: m.R.T P l l I126  I 30 m  Vhn  VH naphta  Vhl  Vhl  L m  1033.902  648.167  3467.07  3467.07  69.4  14.38 126.59 m=6656.04 Suy ra: V 6656.04  0.082  760  399  50.41 (m /s) 912  3600 S 50.41  53.63(m ) 0.94  53.63  8.3(m) 3.14 D Suy ra: Quy chuẩn D=9m V.2 Tính chiều cao tháp Chiều cao tháp chưng cất xác định theo công thức: H= (N-2) H + 2.a + b (m) Trong : H: chiều cao toàn tháp h: khoảng cách hai đĩa N: số đĩa tháp a: chiều cao đỉnh tháp chọn chiều cao đáy tháp (a=3m) b: khoảng cách đĩa tiếp liệu (b=1,5m) Số đĩa toàn tháp là: N= 10+10+8+20=48 (đĩa) Vởy chiều cao tháp là: H= (48-2)*0.75+2*3+1.5=42 (m) 47 Footer Page 47 of 161 Sinh viên: _ Hoá dầu Header Page of 161 Đồ án48môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ 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 hướng dẫn: Nguyễn Hữu Trịnh Phân xưởng chưng cất dầu thô có vai trò quan trọng nhà máy chế biến dầu, cho phép ta nhận phân đoạn nhiên liệu cặn mazut Muốn thiết kế dây chuyền tốt phải nghiên cứu kỹ lưỡng lý thuyết liên quan chất dầu thô, phương pháp chưng cất, yếu tố ảnh hưởng, loại sơ đồ chưng cất, thiết kế xây dựng,an toàn lao động Với dầu thô có nhiều phần nhẹ thiết kế dây chuyền chưng cất với loại hai tháp chưng tốt Được tham gia thiết kế dây chuyền công nghệ sản xuất đại phục vụ cho ngành tổng hợp hữu hoá dầu, ước muốn sinh viên công nghệ hoá học Sau thực tế 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 nước Vậy em mong bảo thầy cô để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Hữu Trịnh trực tiếp hướng 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 thực đề tài 48 Footer Page 48 of 161 Sinh viên: _ Hoá dầu Header Page of 161 Đồ án49môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ 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; Trường 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 Bộ môn Nhiên liệu Giáo trình tính toán công nghệ trình chế biến dầu mỏ; Trường Đại học Bách khoa Hà Nội; 1972 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 Dương, 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 Trần Mạnh Trí Hoá học dầu mỏ khí; Trường Đại học Bách khoa Hà Nội; 1980 .8.Hướng dẫn thiết kế trình chế biến dầu mỏ trường ĐHBK-HN 1975 49 Footer Page 49 of 161 Sinh viên: _ Hoá dầu ... hành chưng cất mà người ta phân chia trình chưng cất thành chưng đơn giản, chưng phức tạp, chưng cất nhờ cấu tử bay hay chưng cất chân không Trong nhà máy lọc dầu, phân xưởng chưng cất dầu thô. .. viên: _ Hoá dầu Header Page of 161 Đồ án17môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần Hình 13 Dây chuyền công nghệ chưng cất dầu thô nhiều cấu tử nhẹ nhẹ 17 Footer Page 17 of 161 Sinh viên: _ Hoá dầu Header... nóng dầu lò *Chưng cất phức tạp: Để nâng cao khả phân chia hỗn hợp chất lỏng phải tiến hành chưng cất có hồi lưu hay chưng cất có tinh luyện - chưng cất phức tạp - Chưng cất có hồi lưu Chưng cất