BÀI TIỂU LUẬN VỀ CHƯNG CẤT DẦU THÔ

Dầu mỏ là hỗn hợp rất phức tạp gồm hiđrocacbon,khí thiên nhiên,khí dầu mỏ và các tạp chhất khác như CO2 ,H2S, N2 …..Dầu mỏ muốn sủ dụng được thì phải tiến hành phân chia thành từng phân đoạn. Mỗi thành phần phân đoạn cho ta biết dược loại sản phẩm thu và khối lượng của chúng. Quá trình chưng cất dầu thô là một quá trình vật lý phân chia dầu thô thành các giai đoạn

MỤC LỤC MỞ ĐẦU I QUÁ TRÌNH CHƯNG CẤT DẦU THƠ 1.1 Mục đích 1.2 xử lý dầu thô 1.2.1 ổn định dầu thô 1.2.2 tách tạp chất học, muối, nước 1.2.2.1 phương phá học 1.2.2.1.1 phương pháp lắng 1.2.2.1.2 phương pháp lọc 1.2.2.2 phương pháp hóa hoc 1.2.2.3 phương pháp phá nhũ tương điện trường 1.3 Cơ sở lý thuyết trình chưng cất 10 1.3.1 Sự sôi dung dịch 10 1.3.2 Nguyên lý trình chưng cất 11 1.4 Cơ sở lý thuyết chưng cất dầu mỏ 12 1.4.1 Chưng cất đơn giản 12 1.4.2 Chưng cất phức tạp 13 1.4.3 Đĩa chưng cất (Tray) 14 1.4.4 Sự Stripping 18 1.4.5 Sự hồi lưu (Relux) 19 1.5 Chưng cất dầu thơ áp suất khí 19 1.5.1 Chưng cất dầu có tác nhân bay 21 1.5.2 Sơ đồ cơng nghệ cụm chưng cất khí 21 1.5.3 Chế độ công nghệ 24 1.6 Chưng cất dầu thô áp suất chân không 25 1.6.1 Hệ thiết bị ngưng tụ khí áp - bơm phun 27 1.6.2 Hệ bơm phun - thiết bị ngưng tụ khí áp 28 1.6.3 Đặc điểm chưng cất tháp chân không 28 1.6.4 Sơ đồ công nghệ cụm chưng cất chân không 29 1.6.5 Chế độ cơng nghệ 31 II TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ NHỮNG TIÊU CHUẨN ĐÁNH GIÁ DẦU MỎ 31 2.1 Thành phần cất 31 2.2 Nhiệt độ sôi trung bình phân đoạn 32 2.3 Áp suất bảo hoà 33 2.4 Tỷ trọng 34 2.5 Độ nhớt 36 2.6 Nhiệt độ chớp cháy 39 2.7 Nhiệt độ đông đặc 40 2.8 Điểm đục 41 2.9 Các tính chất nhiệt 42 2.9.1 Nhiệt dung 42 2.9.2 Nhiệt hóa 42 2.9.3 Hàm nhiệt (Entalpi) 43 2.9.4 Nhiệt cháy 44 2.10 Độ dẫn nhiệt 45 2.11 Cặn Cacbon 45 2.12 Hàm lượng tro 46 2.13 Nước dầu mỏ sản phẩm dầu mỏ 46 III TRÌNH BÀY CÁC LOẠI THÁP CHƯNG 47 3.1 Tháp đệm 48 3.2 Tháp với loại đĩa chụp 49 3.3 Tháp với đĩa lòng máng, đĩa lưới hay đĩa sàng 49 IV PHÂN TÍCH NHIỆN ĐỘ VÀ ÁP SUẤT CỦA CÁC LOẠI CHƯNG CẤT 50 4.1 Các thông số công nghệ ảnh hưởng đến trình chưng cất 50 4.1.1 Phân tích nhiệt độ tháp chưng luyện 50 4.1.2 phân tích áp suất tháp chưng 52 KẾT LUẬN 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN NHÓM 1: Tổ trưởng: Cao Xuân Châu MỞ ĐẦU Dầu mỏ dược tìm thấy vào năm 1859 Mỹ Lúc lượng dầu thô khai thác ít, phục vụ cho mục đích đốt cháy thắp sáng Nhưng năm sau đó, khơng riêng Mỹ mà nước khác người ta tìm thấy dầu Từ sản lượng dầu khai thác ngày tăng lên nhanh Đây bước chuyển lên nghành khai thác chế biến dầu mỏ Đến năm 1982 giới có 100 loại dầu mỏ khác thuộc sở hữu 48 quốc gia, có Việt Nam Quốc gia có sản lượng dầu mỏ lớn Arập xê út Chiếm khoảng 26% tổng sản lượng dầu mỏ giới Ngành công nghiệp đầu tăng trưởng nhanh trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn hầu hết quốc gia giới Khoảng 60 – 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 vào mục đích đốt cháy giảm dần Do dầu khí tương lai chiếm giữ vị trí quan trọng lĩnh vực lượng ngun liệu hố học mà khơng có tài nguyên thiên nhiên thay Bên cạnh lượng sử dụng mạnh mẽ có hiệu dầu mỏ làm nguyên liệu cho cơng nghiệp tổng hợp hố dầu : sản xuất cao su, vải, nhựa đến loại thuốc nhuộm, hố chất hoạt động bề mặt, phân bón Dầu mỏ hổn hợp phức tạp hàng trăm cấu tử khác Mỗi loại dầu mỏ đặc trưng thành phần riêng song chất chúng có hiđrocacbon thành phần chính, hiđrocacbon chiếm 60 - 90% trọng lượng dầu, lại chất oxy, lưu huỳnh, nitơ, phức chất kim, nhựa, asphanten Trong khí có khí trơ : He, Ar, Xe, Nz… 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 trữ dầu với trữ lượng tương đối lớn mỏ Bạch Hổ, Đại Hùng, mỏ Rồng, mỏ Rạng Đơng, mỏ khí Lan Tây, Lan Đỏ…Đây nguồn nhiên liệu quý để giúp nước ta bước vào kỷ ngun cơng nghệ dầu khí Nhà máy số Dung Quất với công suất triệu /năm triển khai xây dựng để hoạt động tiến hành phê chuẩn nhà máy lọc dầu, số Nghi Sơn - Thanh Hố với cơng suất triệu tấn/năm Đối với Việt Nam dầu khí coi nghành cơng nghiệp hố, đại hố, tạo mạnh cho kinh tế quốc dân Như nghành cơng nghiệp chế biến dầu khí nước ta bước vào thời kỳ mới, thời kỳ công nghiệp hố đại hố đất nước Sự đóng góp nghành dầu khí khơng mang lại mạnh cho kinh tế nước nhà mà nguồn động viên tinh thần toàn đảng toàn dân ta thành viên làm việc nghành dầu khí hăng hái lao động, sáng tạo góp phần xây dựng đất nước để sau vào thập niên tới sánh vai nước tiên tiến khu vực giới Công nghiệp chế biến dầu phát triển mạnh nhờ đặc tính quý riêng mà dạng nhiên liệu khác than khoáng chất khác khơng thể có, giá thành thấp, dể vận chuyển bảo quản, dễ đại hoá tự động hố sử dụng, tạp chất có nhiệt cao, dể tạo loại sản phẩm đáp ứng nhu cầu nghành kinh tế quốc dân 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 lên lần, tiết kiệm nguồn tài nguyên quý Dầu mỏ hỗn hợp phức tạp gồm hiđrocacbon,khí thiên nhiên,khí dầu mỏ tạp chhất khác CO ,H2S, N2 … Dầu mỏ muốn sủ dụng phải tiến hành phân chia thành phân đoạn Mỗi thành phần phân đoạn cho ta biết dược loại sản phẩm thu khối lượng chúng Q trình chưng cất dầu thơ q trình vật lý phân chia dầu thơ thành giai đoạn Quá trình thực phương pháp khác nhằm tách cấu tử có dầu thô theo khoảng thời gian khác mà không làm phân huỷ chúng Tuỳ theo biện pháp chưng cất mà ta 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 thực trình Vì để góp phần kiến thức hiểu biết nhóm chúng em chọn đề tài tiểu luận “chưng cất dầu thơ, tính chất quan trọng dầu thô, loại tháp chưng yếu tố nhiệt độ, áp suất loại tháp chưng” Với mục đích học hỏi tham khảo ý kiến tất giảng viên, giảng viên môn tất bạn sinh viên Đề tài tiểu luận có nhiều thiếu sót, chúng em mong góp ý tận tình giảng viên mơn để đề tài tiểu luận chúng em hoàn thành tốt Nhóm em xin cảm ơn khái niệm chưng cất Chưng cất trình tách dung dịch cách đun sơi nó, ngưng tụ bay để phần: Phần nhẹ distillat có nhiệt độ sơi thấp, chứa nhiều chất dễ sơi, phần nặng lại cặn chưng cất (redue) I Q TRÌNH CHƯNG CẤT DẦU THƠ 1.1 Mục đích Hiểu mục đích q trình chưng cất dầu thơ Hiểu chất q trình chưng cất dầu thô điều kiện áp suất khác nhau, phận tháp chưng cất ứng dụng vào thực tế nhà máy lọc dầu 1.2 xử lý dầu thô 1.2.1 ổn định dầu thô dầu khai thác lên chứa chất hòa tan khí đồng hàng khí phi hydrocacbon Phần lớn khí dễ bị tách áp suất giảm luc phun khỏi giếng khoan, lượng định lẫn vào dầu cần thiết phải tách nhằm hạ thấp áp suất chưng cất dầu thơ Trong q trình ổn định hóa nhận ngun liệu cho cơng nghiệp hóa dầu; phân đoạn dầu ổn định tốt chưng cất khiến cho chế độ công nghê tháp sẻ dao động Để tránh bay phần xăng, nên tiến hành chưng cất áp suất cao, có cấu tử nhệ C bay cấu tử từ C5 trở lên lại dầu 1.2.2 tách tạp chất học, muối, nước Nếu dầu có hàm lượng muối cao sẻ làm tăng áp suất thiết bị giảm cơng st Muối có tác hại lớn Muối đóng bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt, làm giảm hệ số truyền nhiệt, dẫn tới tăng chi phí nhiên liệu, giảm cơng suất thiết bị Nước dầu thường tạo thành dạng nhũ tương khó phá hủy cation thường gặp nước Na+, Ca2+, Mg2+ lượng Fe2+ Các anion thường gặp Cl- HCO3-, SO42- CO32- với lượng Ngo dầu có số oxit khơng phân ly Al2O3 , Fe2O3, SiO2 Clorua natri khơng hòa tan Clorua canxi điều kiện tương ứng thủy phân đến 10% tạo HCl Clorua magie thủy phân 90% trình diễn nhiệt độ thấp nước nguyên nhân ăn mòn thiết bị thủy phân clorua maghe: MgCl2 + H2O  MgOHCl + HCl Phản ứng diễn tác dụng nước chúa dầu nước kết tinh clorua maghe Ăn mòn tác dụng sản phẩm thủy phân diễn vùng nhiệt độ cao (các ống lò nung, thiết bị bay hơi, tháp cất) thiết bị nhiệt độ thấp (thiết bị ngưng tụ thiết bị làm lanh) Do nước tồn dầu dạng nhũ tương bền vững nên phương pháp loai nước tập trung vào việc phá nhũ tương dầu có phương phá phá nhũ: học, hóa học điện 1.2.2.1 phương phá học 1.2.2.1.1 phương pháp lắng Ứng dụng cho nhũ tương mới, khơng bền, có khả tách lớp dầu nước chúng có trọng lượng riêng khác Hình vẽ: sơ đồ thiết bị lắng I: nhũ tương; II: dầu thơ; III: nước; IV: khí nhiên liệu Gia nhiệt sẻ làm tăng nhanh trình phá nhũ hòa tan màng bảo vệ nhũ tương vào dầu tăng, giảm đọ nhớt môi trường giảm chênh lệch khối lượng riêng Trong xí nghiệp loại nước phương phá lắng thực hiên thiết bị nung nóng – loại nước dạng hình trụ đứng có đường kính 1.5 2m chiều cao 5m dầu hâm nóng đến 60 oC đèn đốt khí lắp đáy thiết bị Trong nhà máy chế biết dầu nước loại tiếp cách gia nhiệt đến 120 160oC để lắng áp suất 15atm (để nước không sôi) 3 1.2.2.1.2 phương pháp lọc Để tách tạp chất đất đá khỏi dầu cho vào dầu chất dễ thấm nước, dễ dự nuocs tách chúng “gọi chất trợ lọc” Ví dụ: thủy tinh Phương pháp lọc đơn giản đạt hiệu cao gặp phải khó khăn phải liên tục thay màng lọc hay tải 1.2.2.2 phương pháp hóa hoc Pha nhũ tương trường hợp thực cách sử dụng chất hoạt động bề mặt có tác dụng chất phá nhũ Phá nhũ phương pháp hóa học ứng dụng rộng rãi Phương pháp có đặc điểm mềm dẻo đơn giản chất phá nhủ tốt chất phá nhũ hiệu cao, liều lượng thấp, sẵn có, khơng ăn mòn thiết bị, khơng làm thay đổi tính chất dầu, không độc dể tách khỏi nước để tăng nhanh phá nhủ cần hâm nóng dầu 1.2.2.3 phương pháp phá nhũ tương điện trường Sử dụng điện trường để làm khan nước úng dụng rộng rãi xí nghiệp nhà máy chế biến dầu từ đầu năm 1990 Khi đưa nhũ tương vào điện trường xoay chiều hạt nước tích điện âm bắt đầu di chuyển bên dọt nước, tạo cho dạng hình trái lê, đầu nhọn lê hướng vào điện cực thay đổi cực điện cực, giọt nước hướng đầu nhọn hướng ngược lại tần số đổi hướng giọt dầu với tần số thay đổi 10 Thí dụ :trong phân đoạn dầu nhờn mối quan hệ nhiệt độ đông đặc hàm lượng parafin rắn thể qua công thức sau:tđđ= (k1+k2)%gC Trong đó: tđđ: nhiệt độ đơng đặc phân đoạn dầu nhờn oC C: hàm lượng parafin rắn dầu nhờn, % trọng lượng k1, k2: số đặc trưng cho loại dầu nhờn Nhiệt độ đông đặc hỗn hợp nhiều phân đoạn không mang tính cộng tính Nói chung, điểm đơng đặc hỗn hợp thường cao nhiều so với giátrị thu cách tính theo trung bình thể tích Tuy nhiên, hỗn hợp hai phân đoạn, mà số lại chứa chất nhựa - asphalten, số lại có đặc tính naphtenic mạnh, nhiệt độ đơng đặc hỗn hợp thực tế lại thấp so với tính theo trung bình thể tích 2.8 Điểm đục Điểm đục nhiệt độ cao mà bắt đầu xuất kết tinh củacác phân tử paraffin hỗn hợp điều kiện thí nghiệm Việc xác định điển đục tiến hành theo tiêu chuẩn ISO 3015hoặc ASTM D2500, trước kết quan sát mắt, ngày nhiều phòng thí nghiệm trang bị thiết bị bán tự động kết khơng quan sát mắt mà đọc nhờ hai sợi cáp quang 2.9 Các tính chất nhiệt 2.9.1 Nhiệt dung Nhiệt dung nhiệt lượng cần thiết để cung cấp cho đơn vị trọng lượng tăng lên 1oC Nhiệt dung đo kcal/kgoC Nhiệt dung phân đoạn dầu mỏ, phụ thuộc vào tỷ trọng nhiệt độ Tỷ trọng phân đoạn lớn, nhiệt dung bé Quan hệ thể qua hệthức Kereg sử dụng để tính nhiệt dung phân đoạn dầu mỏ C1  15.6 15.6 d (0.403  0.0008It ) 43 Trong đó: C1: nhiệt dung phân đoạn dầu mỏ toC, kcal/kgoC d1505 66 : tỷ trọng phân đoạn dầu mỏ t: nhiệt độ oC Chính xác hơn, nhiệt dung cần phải tính đến ảnh hưởng thành phần hóa học phân đoạn, tức ảnh hưởng hệ số đặc trưng Kw 2.9.2 Nhiệt hóa Nhiệt hóa nhiệt độ cung cấp cho đơn vị trọng lượng biến thành nhiệt độ áp suất Đối với hydrocacbon riêng lẽ, biến đổinày thực nhiệt độ áp suất không đổi, phân đoạn dầu mỏ gồm nhiều hydrocacbon khác nhau, hóa thực hai cách: áp suất không đổi nhiệt độ thay đổi trường hợp thường xảy nhất, nhiệt độ không đổi áp suất thay đổi Nhiệt hóa đo kcal/kg hay kcal/mol Nhiệt hóa cácphân đoạn dầu mỏ tính theo công thức Truton sau: I k T M Trong : l : nhiệt hóa hơi, kcal/kg T : nhiệt độ sơi trung bình phân tử phân đoạn dầu mỏ,oK M: trọng lượng phân tử k: hệ số, áp suất thường k=20-22 Có thể tính xác k theo nhiệt độ sơi trung bình phân tử phân đoạnnhư sau: K= 8,75 +4,571lgT Nói chung nhiệt hóa áp suất thường phân đoạn sản phẩmtrắng xem gần sau: Phân đoạn xăng: 70-75 kcal/kg 44 Phân đoạn kerosen: 60-65 kcal/kg Phân đoạn gasoil: 45-55 kcal/kg 2.9.3 Hàm nhiệt (Entalpi) Hàm nhiệt hydrocacbon riêng lẽ phân đoạn dầu mỏ đại lượng nhiệt chứa toàn hydrocacbon phân đoạn dầu mỏ có trạng thái nhiệt độ xác định Thông thường, trạng thái tiêu chuẩn lấy 0oC, hàm nhiệt trạng thái nhiệt độ t đó, tổng nhiệt lượng có phân đoạn, nhận vào đểlàm nóng 1kg phân đoạn từ 0oC lên toC Hàm nhiệt tính kcal/kg Hàm nhiệt phân đoạn dầu mỏ nhiệt độ t trạng thái lỏng tính gần theo công thức: H lg  d 15.6 15.6 (0.403  0.000405t ) Trong đó: Hlg: hàm nhiệt phân đoạn lỏng nhiệt độ toC, kcal/kg d1505 66 : tỷ trọng phân đoạn dầu mỏ pha lỏng t: nhiệt độ oC Như nói trên, hàm nhiệt phân đoạn dầu mỏ chuyển sang trạng thái nhiệt độ toC tổng lượng nhiệt bao gồm nhiệt cần thiết để làm nóng phân đoạn lên nhiệt độ sơi, cộng với nhiệt hóa nhiệt độ sơi, cộng với nhiệt làm nóng hydrocacbon phân đoạn đến nhiệt độ t Đối với khí lý tưởng, áp suất khơng ảnh hưởng đến hàm nhiệt, hydrocacbon áp suất cao, có chịu ảnh hưởng áp suất, nói chung hàm nhiệt thường bị giảm thấp Đối với hỗn hợp gồm nhiều phân đoạn hay nhiều cấu tử, hàm nhiệt phân tử tổng hàm nhiệt phân tử thành phần nhân cho nộng độ phẩn tử chúng Quy tắc trạng thái gần điểm tới hạn 45 2.9.4 Nhiệt cháy Nhiệt cháy lượng nhiệt đốt cháy hồn tồn đơn vị thể tích hay trọng lượng nhiên liệu Vì sản phẩm cháy có tạo nước, cần nhiệt độ xác định cho nhiên liệu 15oC sản phẩm cháy thể khí, nhiệt độ cộng thêm cho lượng nhiệt nước ngưng tụ khói nhiệt độ 15oC giá trị thu được gọi nhiệt cháy cao (PCS) Nếu không kể lượng nhiệt nước ngưng tụ sản phẩm cháy, đại lượng nhiệt cháy có trị số thấp, gọi nhiệt cháy thấp (PCI) Trong tính tốn nhiệt, sử dụng địa lượng nhiệt cháy thấp mà Nhiệt ngưng tụ nước 15 oC 588kcal/kg nước 473kcal/m3 0oCtức 477 lcal/m3 15oC Cân nhiệt chọn 15oC (60oF) thích hợp chọn 0oC, 15oC tương ứng với nhiệt độ bình thường Đối với nhiên liệu khí, bao gồm nhiều cấu tử chủ yếu parafin, nhiệt cháy tính thơng qua trọng lượng phân tử trung bình M chúng theo công thức gần sau: PCS = 0,5M + 1,57.103kcal/m3 khí 0oC PCI = 0,47M + 1,03.103kcal/m3 khí 0oC Trong đó: M trọng lượng phân tử trung bình 2.10 Độ dẫn nhiệt Độ dẫn nhiệt λ đặc trưng cho lượng nhiệt chuyển qua mơi trường dòng thể tích cho đợn vị thời gian qua đơn vị bề mặ thẳng góc so với phương truyền với gradien nhiệt độ bề mặt vào 1oC/m đơn vị đo làkcal/m2.hoC/m tức kcal/mhoC Đối với khí hydrocacbon, khí nặng độ dẩn nhiệt thấp Đối với phân đoạn lỏng có trọng lượng phân tử lớn, độ dẩn nhiệt cao 46 Thí dụ: 50oC độ dẩn nhiệt xăng 0,095, nhiên liệu phản lực 0,0968 kcal/m2.h.oC Khi tăng nhiệt độ độ dẩn nhiệt phân đoạn lỏng giảm xuống, theo quy luật sau: λ1= λ20[1-α(t-20)] (3-22) \Trong đó: 1 : độ dẩn nhiệt nhiệt độ toC Λ20: độ dẩn nhiệt nhiệt độ 20oC α:hệ số, có giá trị từ 0,00078 đến 0,00120 Khi áp suất tăng, độ dẫn nhiệt phân đoạn dầu mỏ tăng lên, nói chung khơng đáng kể so với khí Thí dụ, phân đoạn dầu nhờn, độ dẩn nhiệt 680 atm tăng lên không 20% so với độ dẩn nhiệt áp suất thường 2.11 Cặn Cacbon Để đánh giá khả tạo cặn loại sản phẩm dầu mỏ người ta sử dụng tiêu chuẩn hàm lượng cặn cacbon lượng cặn thu khí ta tiến hành gia nhiệt cho mẫu để bảo đảm cho mẫu bay hơi, nhiệt phân cốc hoá thiết bị điều kiện xác định Tùy theo thiết bị sử dụng để tiến hành xác định cặn mà cặn thu gọi cặn cacbon conradson cặn cacbon rabostton 2.12 Hàm lượng tro Để đánh giá hàm lượng kim loại có mặt dầu thơ số sản phẩm người ta tiến hành đốt cháy hồn tồn mẫu phần lại khơng cháy gọi tro Thực chất tro oxyt kim loại Các hợp chất kim muối có dầu mỏ tập trung đa phần dầu cặn, đốt biến thành tro Tro có nhiều nhiên liệu đốt lò làm giảm hiệu sử dụng gây tắc ghi lò, làm giảm khả truyền nhiệt lò, nhiệt độ cao số kim loại vanadi kết hợp với sắt để tạo 47 hợp kim tương ứng có nhiệt độ nóng chảy thấp dễ dẫn đến thủng lò 2.13 Nước dầu mỏ sản phẩm dầu mỏ Nước tồn dầu mỏ hàm lượng chúng thay đổi nhiều tuỳ thuộc vào giai đoạn khai thác vận chuyển hay chế biến Khi tiến hành khai thác, tác dụng lực học nước trộn lẫn dầu nên hàm lượng chúng dầu mỏ lớn lên đến vài chục phần trăm cần phải tiến hành trình tách loại phần nước tạp chất khác giàn khoan, trình tách loại phần nước tự nước tồn dạng nhủ tương nước dầu khó bị tách loại Đối với sản phẩm dầu mỏ có mặt nước có nhiều ngunnhân khác q trình chế biến, vận chuyển q trình tồn chứa Sự có mặt nước dầu thô kèm theo ăn mòn thiết bị q trình chế biến nước có chứa số muối khống có khả thuỷ phân tạo chất ăn mòn (HCl) Ngồi có mặt nước kèm theo tượng gỉ thiết bị chứa dầu thô thiết bị chứa Mặc dù độ hòa tan nước phân đoạn dầu mỏ số trường hợp lại vấn đề cần phải quan tâm, thí dụ trường hợp nhiên liệu phản lực, khí hóa lỏng, dầu nhờn để cách điện Khi nhiên liệu phản lực có lượng nhỏ nước hòa tan lúc động làm việc độ cao lớn, nhiệt độ hạ thấp, lượng nước tách lúc xuất tinh thể nước đá chúng tích tụ lại đường ống hay phận lọc làm sai lệch hàm lượng áp suất trên hệ thống cung cấp nhiên liệu Trong dầu nhờn, có mặt nước dù ít, làm giảm tính cách điện Nói chung độ bảo hòa nước phân đoạn dầu mỏ tăng lên theo nhiệt độ phụ thuộc vào trọng lượng phân tử phân đoạn III TRÌNH BÀY CÁC LOẠI THÁP CHƯNG 48 Muốn có hiệu phân tách tốt, trình xúc pha tháp tinh luyện phải xẩy đồng đều, triệt để Do vậy, người ta phải trang bị cấu bên tháp nhằm đạt mục đích Trong thực tế thường chế tạo tháp với loại đĩa khác đĩa chụp, đĩa lưới, đĩa đệm, đĩa lòng máng hay đĩa xupap Cấu tạo loại đĩa tham khảo tài liệu riêng Phần phía đĩa nạp liệu tháp thực trình làm tằng nồng độ cấu tử nhẹ pha nên gọi phần tinh luyện Còn phần phía đĩa nạp liệu tháp thực trình tách pha khỏi pha lỏng làm tăng nồng độ cấu tử nặng cặn chưng nên gọi phần chưng Do phần đáy tháp phải cung cấp thêm nhiệt hay phải đưa thêm tác nhân bay vào Mức độ phân tách tốt hay không tốt phụ thuộc vào số đĩa bố trí tháp lượng hồi lưu Nếu số đĩa lý thuyết q tách khơng rõ ràng, số đĩa lớn dẫn đến chiều cao tháp lớn, gây khó khăn cho chế tạo lắp ráp, tăng vốn đầu tư, cần đạt đủ độ phân tách để nhận phân đoạn đầu Trong thực tế tồn loại tháp đây: 3.1 Tháp đệm: 49 Nguyên lý hoạt động Tháp đệm hoạt động dựa nguyên lý bay ngưng tụ liên tục cấu tử dạng lỏng thấm ướt bề mặt vật rắn Trong tháp đệm, người ta bố trí ngăn có chứa đệm với hình dạng hình vành khun, hình trụ có chắn để tăng diện tích mặt tiếp xúc pha pha lỏng Nhược điểm tháp đệm trình tiếp xúc hai pha lỏng khơng tốt, khơng đồng tồn đệm tiết diện ngang tháp, Nhưng đường kính tháp nhỏ mét, tháp đệm có hiệu tương đương loại tháp khác Vì vậy, tháp đệm hay dùng dây chuyền có cơng suất thấp, dễ chế tạo vốn đầu tư không cao 3.2 Tháp với loại đĩa chụp: 50 Loại tháp sử dụng phổ biến công nghệ chưng cất mỏ phân đoạn đầu Các đĩa chụp có nhiều loại, chúng khác cấu tạo hình dạng chụp, nhằm tăng cường tiếp xúc pha đĩa hình chữ S, đĩa xupap 3.3 Tháp với đĩa lòng máng, đĩa lưới hay đĩa sàng: Loại tháp thích hợp cho chứng cất cặn nặng hay sản phẩm có độ nhớt cao Về cấu tạo hình dạng chi tiết loại đĩa, cứu tài liệu tham khảo 51 IV PHÂN TÍCH NHIỆN ĐỘ VÀ ÁP SUẤT CỦA CÁC LOẠI CHƯNG CẤT 4.1 Các thông số cơng nghệ ảnh hưởng đến q trình chưng cất Các yếu tố cơng nghệ có ảnh hưởng trực tiếp tới hiệu suất chất lượng trình chưng cất nhiệt độ, áp suất phương pháp chưng cất Chế độ công nghệ chưng cất phụ thuộc nhiều vào chất lượng dầu thơ ban đầu, vào mục đích yêu cầu trình, vào chủng loại sản phẩm cần thu phải có dây chuyền cơng nghệ hợp lý Vì thiết kế trình chưng cất đạt hiệu kinh tế cao 4.1.1 Phân tích nhiệt độ tháp chưng luyện Nhiệt độ thông số quan trọng tháp chưng cất Bằng cách thay đổi chế độ nhiệt tháp, điều chỉnh chất lượng hiệu suất sản phẩm Chế độ nhiệt tháp gồm nhiệt độ nguyên liệu vào tháp, nhiệt độ đỉnh tháp, nhiệt độ tháp nhiệt độ đáy tháp Nhiệt độ nguyên liệu(dầu thô) vào tháp chưng khống chế tùy theo chất loại dầu thô, mức độ cần phân tách sản phẩm, áp suất 52 tháp lượng nước đưa vào đáy tháp, chủ yếu phải tránh phân hủy nhiệt nguyên liệu nhiệt độ cao Do vậy, nhiệt độ lò ống đót nóng phải khống chế chặt chẽ Nhiệt độ đáy tháp chưng luyện phụ thuộc vao phương pháp bay phần hồi lưu đáy Nếu bay phần hồi lưu đáy thiết bị đốt nóng riêng biệt (reboiller), nhiệt độ đáy tháp ứng với nhiệt độ bốc cân áp suất đáy tháp Nếu bóc cách dùng nước nhiệt nhiệt độ đáy tháp thấp nhiệt độ vùng nạp liệu Nhiệt độ đáy tháp phải chọn tối ưu, tránh phân hủy cấu tử nặng, lại phải đủ để tách hết nhẹ khỏi phần cặn đáy Nhiệt độ đỉnh tháp khống chế nhằm đảm bảo bay hoàn toàn sản phẩm đỉnh mà không gây theo phần nặng khác Muốn vậy, người ta phải dùng hồi lưu đỉnh tháp Để tách xăng khỏi phân đoạn khác, nhiệt độ đỉnh tháp chưng chưng cất áp suất khí cần giử khoảng 100  120oC với tháp chưng chân không, áp suất 10 đén 70 mmHg thường nhiệt độ không 120oC để tách hết phần gasoil nhẹ lẫn nguyên liệu Dùng hồi lưu sẻ tạo điều kiện phân tách tốt Hồi lưu đỉnh tháp thường có hai dạng, hồi lưu nóng hồi lưu nguội Hồi lưu nóng thực cách cho ngưng tụ phần sản phẩm đỉnh nhiệt độ sôi , sau cho tưới trở lại đỉnh tháp Như vậy, cần cấp lượng nhiệt đủ để bốc Tác nhân làm lạnh dùng nước hay sản phẩm lạnh Lượng hồi lưu nóng tính theo cơng thức sau: Rn  Q i : Rn – lượng hồi lưu nóng, kg/h Q – nhiệt lượng hồi lưu cần lấy để bốc hơi, kcal/kg i – nhiệt ngưng tụ sản phẩm lỏng, kcal/kg 53 Do thiết bị hồi lưu nóng khó lắp ráp gặp nhiều khó khăn cho việc vệ sinh, đặc biệt công suất tháp lớn, nên loại ngày phổ biến Hồi lưu nguội loại thực cách làm nguội ngưng tụ toàn sản phẩm đỉnh tưới trở lại đỉnh tháp Khi lượng nhiệt cần thiết để cấp cho phần hồi lưu bao gồm nhiệt cần để đun nóng đến nhiệt độ sơi nhiệt lượng cần để hóa Do lượng hồi lưu nguội tính cơng thức: Rng  Q Q  qth1  qt12 i  (t  t1 )C đây: Rng – lượng hồi lưu nguội Q – lượng nhiệt hồi lưu cần qt1h – hàm lượng nhiệt qt2l – lượng nhiệt lỏng hồi lưu i – nhiệt lượng phần cất C – nhiệt dung sản phẩm hồi lưu t1,t2 – nhiệt độ lỏng tương ứng hồi lưu nguội sử dụng rộng rãi lượng hồi lưu thường làm tăng rõ ràng chất lượng mà khơng làm giảm nhiều suất tháp chưng Ngồi hồi lưu đỉnh, đáy người ta sử dụng hồi lưu trung gian để tăng chất lượng sản phẩm cạnh sườn điều chỉnh nhiệt độ tháp 4.1.2 phân tích áp suất tháp chưng Khi chưng cất dầu mỏ áp suất khí quyển, áp suất tuyệt đối tháp thường cao chút so với áp suất khí quyển, phần lấy sản phẩm ra, áp suất có khác nhau, phụ thuộc vào việc tăng hay giảm nhiệt độ sản phẩm lấy khỏi tháp Áp suất tháp chưng cất khống chể phần điều chỉnh áp suất đặt thiết bị ngưng tụ Khi chưng áp suất chân không, áp suất khống chế khoảng từ 10 đén 70 mmHg Độ chân không sâu, cho phép chưng sâu hơn, song áp suất thấp sẻ khó chế tạo thiết bị với công suất lớn 54 Sự làm việc ổn định tháp chưng phụ thuộc nhiều vào áp suât tháp 55 KẾT LUẬN Từ đề tài tiểu luận chúng em tìm hiểu muc đính q trình chưng cất dầu thô, hiểu chất trình chưng cất dầu thơ điều kiện áp suất khác phận tháp chưng cất đồng thời ứng dụng vào thực tế nhà máy lọc dầu Mặt khác hiểu thêm loại tháp chưng, đặc điểm tính chất đặc trưng Từ phân tích điề kiện nhiệt độ áp suất loại tháp chưng ứng dụng vào thực tế loại tháp nhà máy lọc dầu 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO LÊ VĂN HIẾU Giáo trình cơng nghệ chế biến dầu khí ĐINH THỊ NGỌ Hóa học dầu mỏ Bài giảng cô Vy Thị Hồng Giang Mạng internet: - tailieu.vn - ngoinhachung.net - trang web google.com.vn 57 ... theo biện pháp chưng cất mà ta 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 thơ cho... TRÌNH CHƯNG CẤT DẦU THƠ 1.1 Mục đích Hiểu mục đích q trình chưng cất dầu thô Hiểu chất trình chưng cất dầu thơ điều kiện áp suất khác nhau, phận tháp chưng cất ứng dụng vào thực tế nhà máy lọc dầu. .. cong chưng cất Enghen Chưng cất bay lần: Cho phép nhận phần chưng cất lớn so với bay lần Chưng cất bay nhiều lần: Cho phép trình tách phân đoạn theo mong muốn 13 1.4.2 Chưng cất phức tạp Chưng cất