Đang tải... (xem toàn văn)
Dầu mỏ là khoáng vật phong phú nhất trong tự nhiên, là một trong những nguyên liệu thô quan trọng nhất mà loài người có được và nó là một trong những nguồn cung cấp hydrocacbon phong phú nhất có trong tự nhiên. Dầu mỏ được con người biết đến từ thời cổ xưa, đến thế kỷ XVIII dầu mỏ được sử dụng làm nhiên liệu để đốt và thắp sáng. Sang thế kỷ XIX, dầu được coi như là nguồn nhiên liệu chính cho mọi phương tiện giao thông và cho nền kinh tế. Hiện nay, dầu mỏ đã trở thành nguồn năng lượng quan trọng nhất của mọi quốc gia trên thế giới. Khoảng 65 ÷ 70% năng lượng sử dụng đi từ dầu mỏ, chỉ 20 ÷ 22% đi từ than, 5 ÷ 6% từ năng lượng nước và 8 ÷ 12% từ năng lượng hạt nhân. Bên cạnh việc sử dụng dầu mỏ để chế biến thành các dạng nhiên liệu thì hướng sử dụng mạnh mẽ và hiệu quả nhất của dầu mỏ là làm nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hữu cơ – hóa dầu như: sản xuất cao su, chất dẻo, tơ sợi tổng hợp, các chất hoạt động bề mặt, phân bón…
Đồ án tốt nghiệp http://www.ebook.edu.vn Chưng cất dầu thô MỞ ĐẦU Dầu mỏ khoáng vật phong phú tự nhiên, nguyên liệu thô quan trọng mà loài người có nguồn cung cấp hydrocacbon phong phú có tự nhiên Dầu mỏ người biết đến từ thời cổ xưa, đến kỷ XVIII dầu mỏ sử dụng làm nhiên liệu để đốt thắp sáng Sang kỷ XIX, dầu coi nguồn nhiên liệu cho phương tiện giao thông cho kinh tế Hiện nay, dầu mỏ trở thành nguồn lượng quan trọng quốc gia giới Khoảng 65 ÷ 70% lượng sử dụng từ dầu mỏ, 20 ÷ 22% từ than, ÷ 6% từ lượng nước ÷ 12% từ lượng hạt nhân Bên cạnh việc sử dụng dầu mỏ để chế biến thành dạng nhiên liệu hướng sử dụng mạnh mẽ hiệu dầu mỏ làm nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hữu – hóa dầu như: sản xuất cao su, chất dẻo, tơ sợi tổng hợp, chất hoạt động bề mặt, phân bón… Ngành khai thác chế biến dầu khí ngành công nghiệp mũi nhọn, tương lai dài chiếm vị trí quan trọng lĩnh vực lượng nguyên liệu hoá học mà tài nguyên thiên nhiên thay Hiệu sử dụng dầu mỏ phụ thuộc vào chất lượng trình chế biến Theo chuyên gia hóa 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 giá Dầu mỏ hỗn hợp phức tạp gồm hydrocacbon, khí thiên nhiên, khí dầu mỏ hợp chất khác CO2, N2, H2, H2S, He, Ar, Ne… Dầu mỏ muốn sử dụng phải phân chia thành phân đoạn nhỏ Sự phân chia dựa vào phương pháp chưng cất để thu sản phẩm có nhiệt độ sôi khác Trong nhà máy lọc dầu, phân xưởng chưng cất dầu thô phân xưởng quan trọng, cho phép ta thu phân đoạn dầu mỏ để chế biến Đồ án đưa vấn đề lý thuyết liên quan thiết kế phân xưởng chưng cất dầu thô với nguyên liệu dầu thô Trung Đông Vũ Quang Chỉnh Hoá dầu 1_K48 Đồ án tốt nghiệp http://www.ebook.edu.vn Chưng cất dầu thô T PHẦN I N Q A V L T U Ế I NG UY ÊN LIỆ U DẦ U TH Ô I.1 Thà nh phầ n hóa học dầu thô: I.1.1 Thà nh phầ n ngu yên tố t ác nhóm Dầu mỏ hỗn hợp phức h parafin, tạp, dầu có chứa tới ể naphaten, hàng trăm chất c aromat, lai khác nhau, nguyên tố a hợp chứa dầu cacbon o naphaten – hydro aromat Trong C chiếm 83 ÷ 87 %, H h Bằng chiếm 11,5 ÷ 14% [3] Ngoài phương nguyên tố n pháp hoá lý trên, dầu có xác định nguyên tố khác lưu huỳnh S chiếm 0,1 ÷ C 400 7%, nitơ N chiếm 0,001 ÷ 1,8%, h loại oxy O chiếm 0,05 ÷ 1,0% ú hydrocacbo lượng nhỏ n n khác nguyên tố khác halogen g [2] (clo, iod) kim loại như: niken, a vanadi, đ Hyd volfram… roca Dầu mỏ chứa nhiều ợ cbon hydrocacbon, c Par thành phần dị afin nguyên tố, chất lượng tốt c Para loại dầu mỏ có giá trị kinh tế h fin cao i a gọi I.1.2 Thành phần hydrocacbon Hydrocacbon thành phần t alka dầu, tất h n, có loại hydrocacbon (trừ olefin) có mặt n dầu mỏ Chúng chiếm tới 90% h trọng lượng dầu [1] Số nguyên tử có mạch từ ÷ 60 có c công thức tổng quát CnH2n+2 (với n ≥ 1), loại hydrocacbon phổ biến Về mặt cấu trúc, hydrocacbon parafin có hai loại Loại cấu trúc mạch thẳng gọi n-parafin loại cấu trúc mạch nhánh gọi iso-parafin Trong đó, nparafin chiếm đa số (25 ÷ 30% thể tích) chúng có số nguyên tử cácbon từ C1 ÷ C45 [2] Vũ Quang Chỉnh Hoá dầu 1_K48 Đồ án tốt nghiệp Chưng cất dầu thô http://ww w.ebook.e du.vn tồn ba dạng rắn, lỏng, khí điều kiện thường (nhiệt độ 25oC, áp suất khí quyển) Các parafin mạch thẳng chứa đến nguyên tử cacbon nằm thể khí Các nparafin mà phân tử chứa ÷ 17 nguyên tử cacbon nằm thể lỏng, nparafin chứa 18 nguyên tử nhằm mục cacbon trở lên nằm dạng tinh thể đích loại Hydrocacbon parafin từ C5 ÷ C10 nằm phần nhẹ parafin dầu, có rắn đến nhánh (iso-parafin) cấu tử tốt xăng, làm mức độ cần cho xăng có khả thiết, chống cháy kích nổ tốt Trong n-parafin lại có cho sản tác dụng xấu cho phẩm có độ khả chống kích nổ (n-C7 có trị số octan 0) linh động Những hydrocacbon parafin có số nguyên tử từ C10 ÷ C16 nằm nhiên liệu điều kiện phản lực, diesel, sử dụng có cấu trúc thẳng lại cấu tử có ích cho nhiên liệu Nếu chúng có khả bơm tự bốc cháy cao trộn với không khí bị nén động Trong chế biến vận hoá dầu, hydrocacbon parafin chứa phần nhẹ chuy đầu hay khí ển đồng hành lại nguyên liệu tốt cho trình sản xuất olefin thấp loại etylen, propylen, butylen, butadien nguyên dầu liệu sở cho tổng hợp hoá học để sản xuất chất dẻo, vải, sợi hoá học, tơ nhân ta tạo phải Những n-parafin có số nguyên tử cao từ C18 trở lên, áp nhiệt độ thường dụng có dạng tinh thể rắn dầu Chúng hoà tan tạo thành tinh biện thể lơ lửng dầu Nếu hàm lượng parafin cao, pháp chúng làm như: gia cho toàn dầu thô bị đông đặc, hẳn tính linh động, nhiệt gây khó khăn cho đường ống, trình khai thác, vận chuyển bảo quản Người ta phải cho thêm áp dụng biện phụ gia, pháp kỹ thuật chuyên biệt công nghệ phức tạp để xử lý tách bớt parafin rắn nơi khai thác để hạ điểm đông đặc Các biện pháp gây tốn kém, làm giảm giá Trong ầ mỏ chúng thành dầu thô Vũ Quang Chỉnh Hoá dầu 1_K48 Đồ án tốt nghiệp Chưng cất dầu thô http://ww w.ebook.e du.vn rắn tách từ dầu thô lại nguyên liệu quý trình chế biến, sản xuất sản phẩm tiêu dùng nến, giấy sáp, diêm hay vật liệu chống thấm hay để điều chế chất tẩy rửa tổng hợp, tơ sợi, phân bón, chất dẻo… Mặt khác đem oxy hoá chúng người ta nhận axit béo, alcol cao, nguyên liệu quý để tổng hợp nhánh dài chất hoạt động nên tính bề mặt loại chất có nhiều ứng dụng kinh tế chất Còn iso-parafin thường nằm phần nhẹ phần có nhiệt độ naphten sôi cao chúng Về vị trí nhánh phụ có hai đặc điểm không sau: iso- nguyên parafin dầu mỏ có cấu trúc đơn giản mạch mà dài mạch phụ mang tính ngắn Các nhánh phụ thường gốc metyl Đối với iso- chất lai parafin có hợp nhánh phụ thường đính vào vị trí cacbon số mạch số 3, vị trí sâu vòng Đối với loại hyđrocacbon có 2, nhánh mạch thẳng phụ xu hướng nên gọi tạo nên mạch cacbon bậc 4, nghĩa nhánh phụ đính vào hydrocacbo cacbon n lai hợp mạch Hydrocacb Các iso-parafin so với n-parafin chúng có độ linh động cao Chúng làm tăng trị số octan xăng on lai hợp có số lượng b Các hydrocacbon naphtenic: lớn nhiệt Naphtenic hay gọi cyclo parafin, có công thức độ sôi cao tổng quát dầu CnH2n Hàm lượng thay đổi 30 ÷ 60% trọng lượng mỏ [2] Những Nhữ hydrocacbon thường gặp loại vòng, ng chiếm chủ yếu loại loại vòng cạnh Loại vòng naphten cạnh lớn gặp naph dầu Những ten naphten có từ hay vòng ngưng tụ gặp, hai loại naphten có vòng vòng ngưng tụ với hydrocacbon thơm hay có mạch nhánh dài lại hay gặp dầu mỏ Hydrocacbon bị ảnh hưởng vòng hay thấy có dầu mỏ định loại naphten hai vòng có số nguyên tử cacbon đến CTuy 20 ÷ nhiên C25 parafin Vũ Quang Chỉnh Hoá dầu 1_K48 máy xảy cháy nổ Trong trình sản xuất phải đảm bảo an toàn thiế để đ ổi thiết bị áp lực, hệ thống điện phải thiết kế an toàn, hạn chế tối đa nguy gây cố, Vũ Quang Chỉnh 105 Hoá dầu 1_K48 Đồ án tốt nghiệp Chưng cất dầu thô http://ww w.ebook.e du.vn ảo hiểm, phải có che chắn Trang thiết bị phòng hộ lao động cho công nhân lao động phân xưởng I.3.T rang bị phò ng hộ lao độn g Nhữ ng công nhân làm việc tron g nhà máy phải học tập thao Xăn g dầu hydr ocac bon dễ bay hơi, xăng dầu dễ gây ô nhiễ m tác phòng chữa cháy, phải có kiến thức bảo vệ thân thể môi trường không thiế ị ải hại có ệ ống gây độc Trong nhà máy tuyệt đối không dùng lửa, tránh va chạm cần thiết để gây tia lửa điện, sửa chữa hạn chế việc sử dụng nguồn điện cao áp Trong công tác bảo quản bể chứa, phải làm việc bể chứa phải đảm bảo hút hết độc khí sản phẩm bể, công nhân làm việc trực tiếp phải trang bị thiết bị phòng hộ lao môi trường động: quần áo, mặt việc nạ, găng tay, ủng…tránh độc bám vào người qua xử lý da, trang bị xăng dầu phòng hộ lao động phải cât giữ nơi làm việc không mang nhiệm Đối với trình phát sinh độc lớn cần bố trí vụ hệ thống tự động quan hoá sản xuất giảm bớt lượng công nhân cần thiết, bảo trọng vệ sức khoẻ cho nhà máy công nhân đồng thời nâng cao hiệu kinh tế Kiểm tra sức khoẻ định kỳ cho công nhân phát bệnh phổ biến để phòng chống đảm bảo chế độ lao động cho người theo quy định nhà nước Nghiêm cấm việc sử dụng xăng dầu để rửa chân tay, cọ quần áo, chúng có tác hại lớn sức khoẻ người, xăng dầu chủ yếu hydrocacbon mà đặc biệt hydrocacbon thơm gây độc lớn I.4 Yêu cầu vệ sinh môi trườ ng Vũ Hoá dầu 106 Qua 1_K48 ng Chỉn h Đồ án tốt nghiệp Chưng cất dầu thô http://ww w.ebook.e du.vnphâ n xưởng phải chọn tương đối phẳng, có độ dốc tiêu hao nước tốt, vùng quy hoạch thiết phải nghiên cứu, phải cấp phủ phê duyệt, đảm bảo vệ sinh môi trường, đồng thời phòng ngừa cháy nổ gây Vị trí nhà máy phải có khoảng cách an toàn tới khu dân cư, đồng Tron thời phát triển liên hợp nhà máy khácmà phải sử g dụng hợp lý hệ phân thống giao thông quốc gia, nhà máy chế biến dầu nên xưở chất thải không ng tránh khỏi ảnh hưởng đến vệ sinh môi trường Vì để chưn đảm bảo môi trường g cất sinh thái khu sản xuất, chất thải cần xử lý trước thải dầu môi thô trường áp suất Nước thải sinh hoạt nguy hiểm, cần phải xử lý làm thườ nước trước thải sông, hồ Nước thải sản xuất ng sau làm nguội thiết bị trao đổi nhiệt, lượng nước ngưng tiếp xúc trực tiếp hay thiết không trực tiếp với độc phải tiến hành xử lý bị II TỰ ĐỘNG HOÁ II.1 Mục đích: Tự động điều chỉnh trình ứng dụng dụng cụ, thiết bị máy móc tự động điều khiển vào trình công nghệ Những phương tiện cho phép thực trình công nghệ theo chương trình tiêu chuẩn tạo dựngphù hợp với công nghệ, đảm bảo cho máy móc thiết bị hoạt động theo chế độ tối ưu nhất, việc tự động hoá không làm đơn giản thao tác sản xuất, tránh nhầm lẫn, tăng suất lao động cho phép giảm số lượng công nhân biện pháp hữu hiệu an toàn lao động như: thiết bị lọc, tháp hoạt động nhiệt độ cao áp suất lớn nên dễ gây tượng cháy nổ Nhiệt độ cao phân xưởng lên đến gần 4000C tháp chưng phân đoạn áp suất đạt tới 15KG/cm2 thiết Vũ Quang Chỉnh Đối ới mặ ằng107 Hoá dầu 1_K48 Đồ án tốt nghiệp Chưng cất dầu thô bhttp://ww w.ebook.ed u.vnkhoán g dầu, sản phẩm trình hydrocacbo n, khí lẫn bay độc hại cho sức khoẻ công nhân lao động Do đòi hỏi yêu cầu cần phải nghiêm ngặt việc an toàn công nghệ yêu cầu sức khoẻ cho công nhân Để đảm bảo yêu cầu việc sử dụng hệ thống khuyếch tự động đo đại tín hiệu lường biện pháp tự động hoá sản xuất không ị lọc điệ để tách muối vấn đề cảm cần thiết mà có tính bắt buộc công nghệ điều biến giá trị Như từ đặc điểm cho thấy đo lường tự khiển động hoá tự động (CQĐK), hoá dây chuyền công nghệ vấn đề quan trọng Nó không quan tăng suất công nghệ, công suất thiết bị mà tác động sở để vận lên đối hành công nghệ cách tối ưu nhất, tăng hiệu thu hồi tượng sản phẩm đồng nhằm xoá thời giảm đáng kể chi phí khác, đảm bảo an toàn cho độ sai nhà máy sản xuất, lệch nhờ có tự động hoá mà nơi xảy thông tượng cháy nổ hay rò số rỉ sản phẩm độc hại điều khiển tự động, điều chỉnh tự động kiển tra tránh việc sử dụng công nhân Tự động hoá đảm bảo thao tác điều khiển thiết bị công nghệ cách xác, tránh cố xảy thao tác điều khiển, tự động báo động có cố xảy II.2 Hệ thống điều khiển tự động Hệ thống điều chỉnh bao gồm đối tượng điều chỉnh (ĐT) điều chỉnh (BĐC) Bộ điều chỉnh bao gồm cảm biến khuyếch đại Bộ cảm biến dùng để phản ánh sai lệch thông số điều chỉnh so với giá trị cho trước biến đổi thành tín hiệu Bộ khuyếch đại làm nhiệm vụ Vũ Hoá dầu 108 1_K48 Qua ng Chỉn h Đồ án tốt nghiệp Chưng cất dầu thô http://ww w.ebook.e du.vnược khép kín nhờ quan hệ ngược Quan hệ gọi hồi tiếp II.3 Các dạn g điều khiể n tự độn g T đ k v đ b T ự đ ộ n g k i ể m t a c c thông số công nghệ (nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, nồng độ…) kiểm tra thông số công nghệ có thay đổi hay Mạch điề chỉcóđthì cảnh báo thị ghi lại giá trị thay không? Nếu đổi đó, truyền tín hiệu tác động điều chỉnh đến đối tượng Có thể biểu diễn sơ đồ tự động kiểm tra tự động điều chỉnh sau: C 5.1 12 CB ®t BKĐ CT 5.2 5.3 G PL 5.4 N Sơ đồ tự động kiểm tra tự động điều chỉnh Đối tượng điều chỉnh Cảm biến đối tượng Bộ khuyếch đại Nguồn cung cấp lượng Cơ cấu chấp hành 5.1 Cảnh báo 5.2 Chỉ thị kim loại 5.3 Ghi lại thay đổi Vũ Quang Chỉnh 109 Hoá dầu 1_K48 Đồ án tốt nghiệp Chưng cất dầu thô ĐT CB BK B http://www.ebook.edu.vn loại Đ Dạng điều khiển tự động: Đ 12 N S đ k t đ t c b t k đ c n c t h k l m t c c t đ g đ h ng điều khiển 5.4 Phân Vũ Quang Chỉnh 110 Hoá dầu 1_K48 Đồ án tốt nghiệp Chưng cất dầu thô http://ww w.ebook.e du.vn K Như chún g ta biết, để có sản phẩ m chất lượn g cao, ngoà i thàn h phần dầu thô tính chất lý hóa khác, chưng cất đóng vai trò quan trọng đến chất lượng sản phẩm Đây ngàn h công nghi ệp có ích ngành công nghiệp chế biến dầu Từ ta sản xuất nhiều nguyên liệu cho động khác, giá thành thấp, thuận tiện cho trình tự động hóa có chất lượng cao Trải qua thời gian nghiên cứu với hướng dẫn tận tình thầy Lê Văn Hiếu với giúp đỡ thầy cô giáo môn đồ án em hoàn thành Đồ án gồm phần sau: Tổng quan lý thuyết trình chưng cất dầu Tính toán thiết kế công nghê Nguyên tắc xây dựng nhà máy chế biến dầu cách bố trí mặt phân xưởng Tính toán tiêu kinh tế Việc thực đồ án giúp em tư tốt mặt tổng quan lý thuyết trình chưng cất dầu Tuy nhiên hạn chế thời gian kiến thức nên đồ án nhiều sai sót áp dụng thực tế, em mong nhận bảo thầy cô để đồ án em tốt Em xin cảm ơn thầy Lê Văn Hiếu, thầy cô môn Hữu – Hóa dầu tận tình hướng dẫn em để em có kiến thức quý giá suốt thời gian qua Vũ Quang Chỉnh 111 Hoá dầu 1_K48 .. .Đồ án tốt nghiệp http://www.ebook.edu.vn Chưng cất dầu thô T PHẦN I N Q A V L T U Ế I NG UY ÊN LIỆ U DẦ U TH Ô I.1 Thà nh phầ n hóa học dầu thô: I.1.1 Thà nh phầ n ngu yên tố t ác nhóm Dầu. .. kém, làm giảm giá Trong ầ mỏ chúng thành dầu thô Vũ Quang Chỉnh Hoá dầu 1_K48 Đồ án tốt nghiệp Chưng cất dầu thô http://ww w.ebook.e du.vn rắn tách từ dầu thô lại nguyên liệu quý trình chế biến,... thấy dầu Califonia, dầu Kuwait, nói chung số lượng ít, đồng đẳng chủ yếu nhóm metyl, nhóm 2, nguyên tử cacbon trở lên nói chung không gặp dầu mỏ V ũ Hoá dầu 1_K48 Đồ án tốt nghiệp Chưng cất dầu thô