Hiện nay, việc chưng cất dầu mazut ở áp suất chân không để sản xuất ra dầu nhờn gốc là rất quan trọng trong nền kinh tế đất nước hiện nay. Xuất phát từ thực tế đó mà Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phân xưởng chưng cất dầu Mazut đã được thực hiện.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT LỜI MỞ ĐẦU Dầu mỏ được con người biết đến và sử dụng vào thế kỷ 18 với mục đích thắp sáng. Năm 1853 tại Mỹ xuất hiện giếng khoan đầu tiên đây là bước chuyển mình và đi lên của ngành khai thác và chế biến dầu mỏ Đến năm 1992, thế giới đã có tới 100 loại dầu mỏ khác nhau thuộc sở hữu của 48 quốc gia trong đó có Việt Nam. Quốc gia có sản lượng dầu mỏ lớn nhất là Arập xêút chiếm 26% tổng sản lượng dầu mỏ trên thế giới Cho đến nay khi chưa có sự thống nhất nhưng đa số dư luận khoa học cho rằng: Dầu mỏ có nguồn gốc hữu cơ. Tuỳ thuộc vào tuổi của dầu, độ sâu và tính chất địa lý mà dầu mỏ có thể khác nhau. Nhưng đặc điểm chung của dầu đều tồn tại ở thể lỏng sánh và dính. Dầu thơ có màu tối hay gặp là màu nâu và đen, có mùi đặc trưng khó ngửi. Dầu mỏ khơng tan trong nước nhẹ hơn nước. Thành phần của dầu mỏ là một hỗn hợp phức tạp chứa chủ yếu là hydrrocacbon (80 – 85%C, 10 – 14%H) Cơng nghiệp dầu khí là một ngành cơng nghiệp có những bước thay đổi và phát triển khơng ngừng, đặc biệt là những năm cuối thể kỷ 20. Cơng nghiệp dầu khí đã và đang trở thành ngành cơng nghiệp mũi nhọn, bên cạnh đó là sự phát triển khơng ngừng của một số ngun liệu trong ngành cơng nghiệp hố dầu, song khơng thể khơng nhắc đến ngun liệu mazut, là một trong những ngun liệu có đặc tính quan trọng để sản xuất ra dầu nhờn Mazut có tên gọi là dầu cặn, được sử dụng phổ biến cho ngành tổng hợp hố dầu và các ngành cơng nghiệp khác. Ngun liệu Mazut đã góp phần tạo ra sự thay đổi lớn về cơ cấu phát triển các chủng loại và chất lượng sản phẩm của ngành cơng nghiệp hố dầu Ngày nay ngun liệu Mazut được sử dụng với mục đích chủ yếu là giải nhu cầu nguyên liệu cho động nguyên liệu cho công Trần Viết Chánh Trường ĐHBK Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT nghiệp. Do có nhiều tính năng ưu việt trong khi sử dụng, mà các dạng ngun liệu cổ truyền khơng có được, đó là: Dễ bảo quản và vận chuyển, dễ sử dụng quy mơ cơng nghiệp hiện đại, nên nhu cầu sử dụng ngun liệu Mazut ngày càng tăng nhanh Cùng với sự phát triển đất nước nói chung, cũng như sự phát triển khơng ngừng của ngành cơng nghiệp dầu khí nói riêng, thì ngun liệu mazut đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, cơng nghiệp sản xuất khác nhau và là ngun liệu khơng thể thiếu của: Lò nung xi măng, gốm, sứ, các lò sấy lương thực, thực phẩm, các lò hơi nhà máy điện… Chính vì vậy mà chưng cất dầu mazut ở áp suất chân khơng để sản xuất ra dầu nhờn gốc là rất quan trọng trong nền kinh tế đất nước hiện Trần Viết Chánh Trường ĐHBK Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT Chương 1 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT I. CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT DẦU NHỜN GỐC Bơi trơn là phương pháp làm giảm ma sát và mài mòn đến mức thấp nhất bằng cách tạo ra giữa bề mặt ma sát một lớp chất được gọi là chất bơi trơn. Hầu hết chất bơi trơn là chất lỏng. Do vậy các chất bơi trơn lỏng (dầu bơi trơn) được biết đến nhiều nhất trong ứng dụng kỹ thuật. Đó là do chúng tạo ra sự ngăn cách bề mặt một cách nhanh chóng một khi được sử dụng hợp lý và chúng có khả năng làm mát tốt Nguyên liệu để sản xuất dầu bôi trơn (dầu gốc) các hydrocacbon tự nhiên và tổng hợp khác nhau. Tuy nhiên do giá thành sản xuất các hỗn hợp hydrocacbon từ dầu mỏ thấp nên chúng được sử dụng phổ biến hơn cả để sản xuất dầu gốc. Bản chất của dầu thơ và của q trình lọc dầu sẽ quyết định tính chất vật lý và hố học của dầu gốc tạo thành. Trong dầu mỏ ở phân đoạn cặn mazut có cả những cấu tử có ích và cả những cấu tử khơng có lợi cho việc bơi trơn. Vì vậy, việc tách các thành phần khơng mong muốn trong sản xuất dầu gốc là khơng thể thiếu. Q trình này được thực hiện nhờ các q trình lọc dầu cho phép thu được dầu gốc có chất lượng cao Đối với việc sản xuất các sản phẩm dầu nhờn từ dầu mỏ dạng nhiều lưu huỳnh và nhiều parafin thì phải lựa chọn sơ đồ hệ thống sản xuất dầu nhờn phức tạp hơn và sử dụng dung mơi chọn lọc, phải thêm q trình khử parafin, rồi đến q trình hấp thụ lần cuối trên đất sét hay thay thế cho q trình này bằng q trình làm sạch bằng hydro Trần Viết Chánh Trường ĐHBK Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT Như chúng ta đã biết, q trình chưng cất chân khơng là q trình đầu tiên của hệ thống sản xuất dầu nhờn. Việc phân chia các phân đoạn có triệt để hay khơng đều ảnh hưởng đến các chỉ tiêu của q trình cơ bản sản xuất dầu nhờn. Tất cả các phân đoạn dầu nhờn được phân chia qua q trình chưng cất ở áp suất chân khơng bao gồm: Phân đoạn dầu nhờn nhẹ: 300 4000C Phân đoạn dầu nhờn trung bình: 350 4200C Phân đoạn dầu nhờn nặng: 320 5000C Phân đoạn dầu nhờn cặn: > 5000C Các phân đoạn này đều trải qua q trình trích ly (hay làm sạch) bằng dung mơi chọn lọc (có thể dùng phenol hay fufurol…). Sau đó tiếp tục tới q trình kết tinh (hay khử) parafin nhẹ để giảm nhiệt độ đơng đặc của dầu nhờn và cuối cùng làm sạch lần cuối bằng các chất dung mơi có lẫn từ các q trình trên và tách hết các chất axit. Kết thúc hệ thống là giai đoạn pha trộn các cấu tử dầu nhờn với các tỷ lệ khác nhau và pha trộn với các phụ gia với các chức năng khác nhau nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng Loại sơ đồ cơng nghệ sản xuất dầu nhờn đơn giản nhất là loại để nhận dầu nhờn đi từ dầu mỏ thuộc loại ít lưu huỳnh, ít parafin và ít nhựa Ở Liên Xơ người ta sử dụng sơ đồ cơng nghệ như hình 1a để sản xuất dầu nhờn Trần Viết Chánh Trường ĐHBK Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT MAZUT Chưng cất ở áp suất chân khơng Phân đoạn 300 ÷ 400 0C Phân đoạn 350 ÷ 4200C Gudron khử asphanten Phân đoạn 420 ÷ 5000C Phân đoạn dầu nhờn cặn >5000C Làm sạch bằng axit hay axit kiềm Làm sạch lần cuối bằng hấp thụ trên đất sét Phụ gia Pha trộn dầu nhờn DẦU NHỜN THƯƠNG PHẨM Hình 1a. Sơ đồ cơng nghệ sản xuất dầu iítparafin và ít lưu huỳnh Để nhận dầu nhờn có chỉ số độ nhớt cao dùng đặc biệt cho một số máy móc, người ta đã nghiên cứu và ứng dụng q trình làm sạch dầu nhờn bằng hydrocraking và hydro hố. Q trình hydrocracking để sản xuất dầu nhờn với ngun liệu là các phân đoạn dầu nhờn cất có độ nhớt cao và phân đoạn dầu nhờn cặn lấy từ q trình khử asphanten trong gudron thay cho q trình làm sạch bằng dung mơi chọn lọc cho ta sản phẩm dầu Trần Viết Chánh Trường ĐHBK Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT nhờn có chỉ số độ nhớt cao (từ 100 đến 135). Tuy nhiên chi phí cho q trình này cao hơn so với làm sạch bằng dung mơi chọn lọc Cơng nghệ chế biến dầu nhờn gốc được thể hiện theo trình tự của sơ đồ sau: MAZUT Chưng cất ở áp suất chân không Dầu cất nhẹ (Gazoil nhẹ) Phần chiết Dầu cất nặng (Dầu tối màu ) Dầu cất trung Cặn nặng (cặn gudron ) Tách asphan bằng propan Chiết bằng dung môi Tách sáp Sáp Asphan (hỗn hợp của asphan + nhựa) Làm sạch bằng H DẦU GỐC Hình 1b. Sơ đồ cơng nghệ sản xuất dầu gốc Việc tách các thành phần khơng mong muốn trong sản xuất dầu gốc được thực hiện nhờ các q trình chọn lọc dầu sẽ cho phép sản xuất dầu Trần Viết Chánh Trường ĐHBK Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT gốc chất lượng cao, ngay cả với phân đoạn dầu nhờn của dầu thơ chưa thích hợp cho sản xuất dầu nhờn. Sơ đồ cơng nghệ chung để sản xuất dầu nhờn gốc từ dầu mỏ thường bao gồm các cơng đoạn như hình 1b, gồm các q trình sau: Chưng chân khơng ngun liệu cặn mazut Chiết tách, trích ly bằng dung mơi Tách hydrocacbon rắn (sáp) Làm sạch lần cuối bằng q trình hydro hố Q trình tách asphan bằng dung mơi propan thường được áp dụng để sản xuất dầu nhờn có độ nhớt cao từ ngun liệu cặn gudron cũng được xếp vào q trình chiết, trích ly bằng dung mơi I.1. Q trình chưng cất chân khơng [2] Qúa trình chưng cất chân khơng cho phép ta nhận được các phân đoạn riêng biệt dựa vào khoảng nhiệt độ sơi hay độ nhớt. Do mục đích của cơng đoạn này là điều chỉnh độ nhớt và nhiệt độ chớp cháy của phân đoạn dầu gốc Sơ đồ chưng cất chân khơng được trình bày trên hình 2 Qúa trình chưng cất chân khơng cho phép nhận được các phân đoạn dầu bơi trơn có độ nhớt khác nhau. Phần dầu nhẹ nhất, có độ nhớt nhỏ nhất thu được đinh tháp và phần nặng nhất thu được đáy tháp có độ nhớt lớn nhất. Trong các phân đoạn thu được sẽ có mặt tất cả các cấu tử có mặt trong ngun liệu của loại dầu đem chưng cất. Như chúng ta đã biết, các loại dầu mỏ khác nhau thì chúng đều khác nhau về thành phần hố học nên khơng phải tất các dầu mỏ đều cho ta dầu bơi trơn có chất lượng tốt. Nhưng nhờ cơng nghiệp chế biến dầu hiện đại, Trần Viết Chánh Trường ĐHBK Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT người ta có thể thu được dầu gốc chất lượng tốt từ bất kỳ dầu thơ nào, song giá thành sản phẩm sẽ rất khác nhau và sẽ càng cao nếu ngun liệu không thuận lợi. Loại dầu thô tốt nhất cho việc sản xuất dầu gốc là các phân đoạn dầu nhờn có chứa nhiều hydrocacbon naphten hydrocacbon thơm một vòng có nhánh, parafin dài phân nhánh và các izo parafin. Còn dầu thơ xấu nhất là loại dầu chứa nhiều hydrocacbon đa vòng và các hydrocacbon thơm ngưng tụ cao. Khi chưng cất chân khơng, độ nhớt là hàm số của khoảng nhiệt độ sơi và cũng là làm số của trọng lượng phân tử. Độ nhớt là một tham số quan trọng bởi vì khi chưng cất chân khơng khó có thể điều chỉnh chính xác nhiệt độ cất như trong chưng cất khí quyển. Do vậy nhiều khi khơng đảm bảo tuyệt đối chính xác nhiệt độ chớp cháy của phân đoạn dầu nhờn nào đó. Để điều chỉnh thơng số này, người ta phải tiến hành tách các cấu tử có nhiệt độ sơi thấp bằng cách chưng cất lơi cuốn theo hơi nước trong các tháp bay hơi phụ Phần cặn từ q trình chưng cất khí quyển (gọi là phần cặn rộng) được đưa thẳng tới tháp chân khơng, tại cây phần cặn nào được tách thành các phần cất dầu bơi trơn khác nhau và phần cặn cất chân khơng (phần cặn hẹp) Trong vài thập kỷ gần đây, cơng nghệ chưng cất chân khơng đã được phát triển một cách đáng kể. Mục tiêu chủ yếu là tận dụng tối đa các phần cất có giá trị và giảm mức tiêu thụ năng lượng của các thiết bị [11 ] Trần Viết Chánh Trường ĐHBK Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT Gazoil nhẹ Phân đoạn dầu nhờn I Tháp chưng cất chân khơng Mazut Lò nung ngun liệu Phân đoạn dầu nhờn II Phân đoạn dầu nhờn III Phân đoạn dầu nhờn IV (dầu nhờn nặng ) Cặn gudron Hình 2. Sơ đồ hệ thống chưng cất chân khơng có thu các phân đoạn dầu nhờn gốc I.2. Q trình chiết bằng dung mơi Việc tách bằng chưng cất được dựa trên sự khác biệt về khoảng nhiệt độ sơi mà khơng cho phép phân chia về mặt hố học như parafin, aromat và naphten. Tuy nhiên tính chất của sản phẩm phụ thuộc vào bản chất hố học của các cấu tử cũng như các tính chất vật lý của chúng. Do q trình chưng cất phân đoạn chưa loại bỏ hết được các cấu tử khơng mong muốn, thường làm cho dầu nhờn sau một thời gian sử dụng bị đổi màu, tăng độ nhớt, xuất hiện các hợp chất có tính axit khơng tan trong dầu được gọi là cặn bùn. Việc chiết tách các cấu tử khơng mong muốn bằng dung mơi cho phép sản xuất ra được dầu gốc chất lượng cao từ bất kỳ loại dầu thơ nào, kể cả từ loại có hàm lượng hydrocacbon đa vòng thơm và cặn nhựa khá cao. Chính vì thế mà q trình tách bằng dung mơi rất quan trọng và khơng thể thiếu trong cơng nghệ sản xuất dầu nhờn có chất lượng cao Ngun lý của q trình chiết bằng dung mơi dựa trên việc sử dụng dung mơi. Việc lựa chọn dung mơi phụ thuộc vào tính chọn lọc của nó, tức Trần Viết Chánh Trường ĐHBK Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT là dựa vào khả năng phân tách hai nhóm cấi tử khác nhau về mặt hố học. Khi trộn dung mơi với ngun liệu ở điều kiện thích hợp, các cấu tử trong ngun liệu sẽ được phân chia thành hai nhóm: Nhóm cấu tử hồ tan tốt vào dung mơi tạo thành pha riêng gọi là pha chiết (extract) Nhóm cấu tử khơng hồ tan hoặc hồ tan rất ít vào dung mơi gọi là rafinat Sản phẩm có ích có thể nằm trong extract hoặc trong pha rafinat tuỳ dung mơi sử dụng. Dựa vào bản chất của dung mơi mà người ta chia thành dung mơi có cực và dung mơi khơng cực, hay dung mơi hỗn hợp, nhưng dù loại dung mơi nào được chọn cũng phải thoả mãn các u cầu sau : + Phải có tính hồ tan chọn lọc, tức là phải có khả năng phân tách thành hai nhóm cấu tử: nhóm có lợi và nhóm khơng có lợi cho dầu gốc Tính chất này còn được gọi là độ chọn lọc của dung mơi + Phải bền về mặt hố lọc, khơng phản ứng với các cấu tử của ngun liệu, khơng gây ăn mòn và dễ sử dụng. + Có giá thành rẻ, dễ kiếm. + Có nhiệt độ sơi khác xa so với cấu tử cần tách để dễ dàng thu hồi dung mơi, tiết kiệm được năng lượng Ba loại dung mơi được sử dụng để chiết tách các phần hydrocacbon thơm và cặn nhựa ra khỏi phân đoạn dầu nhờn hiện nay đó là phenol, fufurol Nmetylpirolydon (NMP) Còn để tách hợp chất nhựa asphan trong phân đoạn gudron phổ biến là dùng propan lỏng I.2.1. Quá trình khử asphan [2, 11] Do trong cặn gudron có chứa nhiều các cấu tử khơng có lợi cho dầu gốc nên nếu đưa trực tiếp vào trích ly sẽ khơng cho phép đạt chất lượng và Trần Viết Chánh 10 Trường ĐHBK Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT Bảng 10: Các hạng mục cơng trình Diện tích STT Tên cơng trình Dài Rộng Khu hành chính 30 12 360 Nhà để xe Nhà nghỉ, sinh hoạt nhà ăn Phòng điểu khiển trung tâm Khu hố nghiệm Lò đốt Tháp chưng, tháp tái bay 24 30 12 12 12 12 12 12 9 9 288 360 108 108 108 108 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Thiết bị tạo hơi nước Thiết bị làm lạnh ngưng tụ Thiết bị trao đổi nhiệt Phòng cơ điện Nhà cứu hoả Xử lý nước thải Bơm Bể chứa sản phẩm Bể nguyên liệu Khu đất dự trữ Nhà bảo vệ (m2) 54 12 108 12 108 12 108 12 108 12 108 12 108 2 bể 2.000m3, 2 bể 1.000m3 2 bể 5.000m3, 4 bể 3.000m3 6 36 III.4. Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật Để đánh giá lựa chọn phương án thiết kế tổng thể mặt bằng nhà máy người ta dựa vào một số chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật + Diện tích nhà máy: 8.800 m2, chiều dài 110m, chiều rộng 80m + Diện tích xây dựng: 2.196m2 + Hệ số xây dựng: K XD = Trần Viết Chánh A+B 100% F 91 Trường ĐHBK Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT Trong đó: F: Diện tích tồn phân xưởng A: Diện tích chiếm đất của nhà máy và cơng trình B: Diện tích kho bãi lộ thiên C: Diện tích chiếm đất của đường bộ, sắt, ống kỹ thuật, rãnh thốt nước K xd = 2.196 x100 = 25% 8.800 K xd = A + B+C 100% F K xd = 5.720 x100 = 65% 8.800 IV. CÁC THƠNG SỐ KỸ THUẬT IV.1. Cơng trình tháp chưng và tháp tái bay hơi Tháp chưng cất và tháp tái bay hơi được đỡ bằng một giàn khung thép được tính tốn chịu tải trọng phù hợp, trong khn khổ đồ án này do điều kiện và số liệu khơng đầy đủ do đó việc tính tồn khung đỡ đó khơng thực hiện được IV.2. Nhà hành chính, nhà nghỉ, sinh hoạt, nhà bảo vệ, nhà vệ sinh, nhà điều khiển trung tâm + Giằng móng bê tơng cốt thép + Nền vữa xi măng 33mm, lát gạch đá hoa + Tường gạch bao quanh 220mm, tường ngăn 110mm + Kết cấu mái bằng, mái đổ bê tông cốt thép dày 9mm Trần Viết Chánh 92 Trường ĐHBK Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT IV.3. Nhà để xe đạp, máy + Tường gạch 1000 mm + Dầm mái bằng bê tông cốt thép, dầm về hai phía, kết cấu mái bằng tơn thép, xà gỗ bằng thép + Nền bê tơng xi măng cát sỏi + Cột bằng bê tơng cốt thép, kích thước 300x400mm IV. 4. Kho nhà, nhà sửa chữa + Móng bằng bê tơng cốt thép + Cột phần trên vai cột 300 x 400mm, phần dưới vai cột 400 x600 mm. Chọn cột một thân nhà có cầu trục nhỏ hơn 30 tấn + Dầm mái bằng bê tơng cốt thép, nghiêng về hai phía, mái bằng fibroximăng, xà gỗ bằng thép + Nền kết cấu bằng bê tơng, xi măng, cát sỏi + Tường gạch 200mm trát vữa xi măng IV.5 Bể chứa Bể chứa là các tháp được làm bằng vật liệu CT3 có bảo ơn + Tháp chứa ngun liệu bao gồm 4 tháp 3000m3 + Tháp chứa sản phẩm gồm 2 tháp 1.000m3 và 2 tháp 2.000m3 IV.6. Giao thơng phân xưởng Đường giao thơng trong phân xưởng được trải nhựa, có chiều rộng 6m gồm 2 cổng vào phân xưởng: Cổng chỉnh và cổng phụ. Cổng chính nối liền với đường quốc lộ Trần Viết Chánh 93 Trường ĐHBK Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT Đường được bố trí thuận lợi cho việc đi lại và vận chuyển các thiết bị khi lắp đặt cũng như khi sửa chữa. Hai bên đường trơng cây cảnh và các vườn hoa đảm bảo cảnh quan cho mơi trường nhà máy Các đường ống chính trong nhà máy như đường ống thốt nước phục vụ sản xuất, sinh hoạt, đường ống nước thải, nước mưa Trần Viết Chánh 94 Trường ĐHBK Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT Chương 4 AN TỒN LAO ĐỘNG VÀ BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG Trong sản xuất và đặc biệt là trong ngành xăng dầu vấn đề an tồn phải được đặt lên hàng đầu nhằm hạn chế tai nạn xảy ra, tránh thiệt hại người và của. Để thực hiện điều đó thì phải thực hiện tốt những u cầu về an tồn lao động Vì vậy trong q trình sản xuất ở phân xưởng chú ý đến các yếu tố trên để cho sản xuất được đảm bảo an tồn và tránh gây độc hại cho người sản xuất, được đảm bảo an toan tồn và tránh gây độc hại cho người sản xuất, cũng như mơi trường xung quanh. Muốn vậy trong q trình sản xuất cần phải tn theo các u cầu về an tồn lao động. Đối với một phân xưởng sản xuất, u cầu về vệ sinh, an tồn lao động và phòng tránh cháy nổ ln được đặt lên hàng đầu I. AN TỒN VỀ TRANG THIẾT BỊ TRONG NHÀ MÁY HỐ CHẤT TỪ KHÂU THIẾT KẾ ĐẾN KHÂU VẬN HÀNH * Khi thiết kế tổng mặt bằng và xí nghiệp Sự an tồn trong xí nghiệp phụ thuộc rất nhiều vào khu đất và bố trí xây dựng trên đó. Khu đất phải tương đối bằng phẳng, có độ dốc đủ để tiêu thốt nước, thấm nước, có mực nước ngầm thấp hơn chiều sâu tầng hầm. Khi quy hoạch phải nghiên cứu các biện pháp tránh chất độc hại thải ra, tránh tàn lửa bởi xăng dầu rất dễ cháy nổ Trong nhà máy chế biến phải có đầu đủ trang thiết bị phòng chống cháy nổ bao gồm: Chăn cứu hoả, bình bọt, xe cứu hoả, cát và hệ thống nước đủ để bất cứ lúc nào và thời gian dài đủ để dập tắt hẳn đám cháy Trần Viết Chánh 95 Trường ĐHBK Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT Tất cả các trang thiết bị này phải được bố trí một cách hợp lý để khi có sự cố xảy ra thì với trang thiết bị phải thao tác kịp thời. Đường đi trong nhà máy phải đảm bảo cho xe cứu hoả đi lại thuận tiện, các thiết bị chữa cháy phải được đặt tại nơi dễ thấy, dễ lấy và được kiểm tra thường xun Thiết bị trong nhà máy phải kín, khơng rò rỉ, các bể chứa ngun liệu phải được nối đất bằng dây tiếp điện đề phòng xăng dầu khi bơm chuyển động xây tường ngăn cách với khu vực khác Bố trí kết cấu màu sắc,các bộ phận, dụng cụ đo để đảm bảo dễ thao tác khơng gây nhầm lẫn khi vận hành. Bố trí đặt các nguồn điện, trang thiết bị điện, các loại cầu dao ngắt điện phù hợp với mơi trường, đảm bảo an tồn. Xây dựng các khu phân xưởng dễ cháy nổ ở vị trí cách ly với các khu vực khác, sử dụng vật liệu xây dựng bền, chịu nhiệt, nhẹ, bố trí nhiều cửa ra vào, đảm bảo an tồn II CƠ SỞ KỸ THUẬT AN TỒN PHỊNG CHÁY TRONG CƠNG NGHIỆP Do đặc thù của ngành cơng nghiệp chế biến dầu mỏ: sản phẩm của q trình là những chất dễ cháy nổ, chính vì vậy vấn đề phòng chống cháy nổ được đặt lên hàng đầu khi nói đến an tồn trong một nhà máy nói chung và một phân xưởng nói riêng. Nó bao gồm an tồn với trang thiết bị kỹ thuật của các q trình sản xuất, an tồn với các điều kiện làm việc của cơng nhân, an tồn mơi trường Người vận hành phải nắm rõ được các u cầu kỹ thuật, ngun lý làm việc của các thiết bị, cơ cấu che chắn và cơ cấu bảo vệ nhằm cách ly cơng nhân ra khỏi vùng nguy hiểm để đảm bảo an tồn trong sản xuất Trần Viết Chánh 96 Trường ĐHBK Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT II.1. An tồn với thiết bị nhiệt (nồi hơi, thiết bị trao đổi nhiệt, sử dụng nhiệt) Để đun nóng ngun liệu dễ cháy nổ như dầu mỏ và dễ sinh ra cháy cục bộ khi có cặn đồng vào thành thì người ta khơng dùng phương pháp đun bằng ngọn lửa mà dùng "áo bọc" chứa chất nhiệt bền (difenyl, difenyl oxit) Các vật liệu dùng làm nồi hơi và nồi phải làm bằng thép đúc (ống khơng hàn). Đối với loại áp suất cao dùng thép chất lượng cao chứa Si, Mo và Cr. Gang đúc dùng cho thiết bị đung nóng khơng qua 300 0C và áp suất nhỏ, đường kính khơng lớn, có thể dùng gang có thêm Mo để đun nóng trên 3500C Nồi hơi cần phải có van an tồn, áp kế, ống thơng, van đóng và van xả nước một chiều, van đóng và van xả hơi, van an tồn. Đặc biệt van an tồn thì nồi hơi phải có hai van, tác động độc lập hẳn với nhau Nồi hơi phải được đặt trên nền móng riêng, khơng liên hệ với tường nhà, đặt ở các gian nhà một tầng, có tường và có mái khơng cháy. Có hệ thống đèn tín hiệu an tồn Kiểm tra độ an tồn của máy móc trước khi sử dụng Trước khi sử dụng nồi hơi phải được kiểm tra kỹ thuật để xác định tình trạng nồi hơi. Trong thời gian sử dụng cứ 3 năm phải xem xét bên trong một lần, thuỷ lực ít nhất là 6 năm một lần II.2. An tồn đối với máy nén, đường kính ống dẫn và bể chứa khí Khi nén khí do áp suất, nhiệt độ tăng cao và có những q trình hóa học. Do vậy có thể xảy ra cháy nổ gâi tai nạn. Để hệ thống máy nén làm việc an tồn thì cần làm lạnh liên tục, máy nén áp suất thấp và năng suất thấp thì có thể làm lạnh bằng khơng khí. Do hiện tượng giảm nhiệt độ Trần Viết Chánh 97 Trường ĐHBK Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT cháy bùng của dầu bơi trơn liên quan tới sự tăng áp suất nên nhiệt độ của máy nén khơng được q 1600C trong máy nén có một xy lanh và khơng q 1400C ở trong máy nén nhiều xy lanh. Với máy nén 4 6 cấp nếu nén cao hơn thì phải có máy làm lạnh trung gian đặt ở giữa mỗi cấp nén Đường ống dẫn dùng vận chuyển chất lỏng nguy hiểm, chịu áp suất cần phải đảm bảo u cầu chịu áp suất. Đường ống được chế tạo từ các ống kéo liền khơng hàn, nối mặt bích tiến hành chỉ trong trường hợp cần thiết để lắp ráp và sửa chữa. Ống dẫn sản phẩm đung nóng cần phải đặt cách xa đường ống dẫn khí hố lỏng một khoảng 0,5 m và được bảo ơn Đề phòng hỏng hóc thì thiết bị dùng van chỉnh lưu, để giảm áp suất q lớn của hơi, khí khơng nén.Sau van chỉnh lưu ta đặt van an tồn để điều chỉnh áp suất sau khi van chỉnh lưu đã điều chỉnh Tất cả các đường ống khi lắp ráp phải chú ý đến hiện tượng biến dạng và nứt cho ứng suất hiệt khi thay đổi nhiệt độ: + Khơng được đặt ống ngay trên nền nhà hoặc mặt đất + Đường ống cần sơn màu khác nhau để dễ phân biệt II.3. An tồn cháy nổ trong nhà máy nói chung và trong phân xưởg nói riêng Do xăng dầu là chất dễ cháy nổ và rất độc hại. Vì vậy trong q trình vận hành phải thực hiện đúng quy trình kỹ thuật về an tồn cháy nổ. Do vậy các cơng nhân viên đúng quy trình kỹ thuật về an tồn cháy nổ. Do vậy các cơng nhân viên trong phân xưởng phải được học đầy đủ các nội quy an tồn về phòng chống cháy nổ, cũng như các biện pháp chữa cháy khi có sự cố xảy ra Trần Viết Chánh 98 Trường ĐHBK Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT Tất cả các chất lỏng cháy đều có khả năng bốc hơi và cháy chỉ xảy ra pha hơi. Trên bề mặt của chất lỏng, bất cứ nhiệt độ nào đều có hơi của nó, lượng hơi phụ thuộc vào thành phần chất lỏng và được của nó. Để đảm bảo tránh được cháy và nổ khi tiến hành các q trình kỹ thuật cần có các biện pháp sau: + Thay thế các khâu sản xuất nguy hiểm bằng các khâu ít nguy hiểm + Cơ khí hố tự động hố liên tục các q trình sản xuất + Thiết bị đảm bảo kín, hạn chế hơn, khí cháy bay ra khu vực sản xuất + Dùng các chất phụ gia trơ, các chất ức chế, các chất chống cháy nổ để giảm tính cháy nổ của hỗn hợp + Loại trừ mọi khả năng phát sinh mồi lửa tại những nơi có liên quan đến chất cháy nổ + Tránh mọi khả năng tạo ra nồng độ nguy hiểm của các chất chống cháy nổ + Trước khi ngừng sửa chữa hoặc cho thiết bị hoạt động trở lại phải thổi khí trơ, hơi nước vào thiết bị đó II.4. An tồn về điện An tồn về điện là một trong những vấn đề quan trọng của cơng tác an tồn, phải tn theo ngun tắc về kỹ thuật tránh gây ra tai nạn điện Xăng dầu là chất dễ cháy nổ khi có tia lửa điện cho nên dây điện phải được cải tiến vỏ cao su và có thể lồng vào ống kim loại để tránh bị dập Cầu dao được lắp đặt sao cho dễ điều khiển nhưng cũng khơng q thấp và phải để nơi khơ ráo và an toan đối với người điều khiển Trần Viết Chánh 99 Trường ĐHBK Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT III AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ PHÒNG CHỐNG ĐỘC HẠI VỚI CƠNG NHÂN, MƠI TRƯỜNG Cơng nhân làm việc trong nhà máy phải được học tập các thao tác về phòng cháy chữa cháy, nắm được kiến thức về độc hại và bảo vệ mơi trường Trong cơng việc đòi hỏi cơng nhân phải có tay nghề để tránh hiện tượng xảy ra rơi vãi, gây sự cố dẫn đến cháy nổ thiệt hại đến tính mạng và tài sản. Trong nhà máy người cơng nhân phải nghiêm chỉnh chấp hành mọi quy tắc, nội quy nhà máy như: Trong nhà máy cấm mọi hình thức dùng lửa, cấm va chạm gây ra tia lửa điện. Khi sửa chữa khơng dùng điện 220V mà chỉ dùng điện 120V thắp sáng. Cấm dùng búa sắt, giầy có đinh đi lại trong khu vực sản xuất Cơng tác bảo quản bể chứa đòi hỏi phải đuổi hết hơi xăng dầu ra khỏi bể mới cho người vào trong làm việc Cơng nhân làm việc trực tiếp phải được trang bị bảo hộ lao động như: ủng, mũ, áo, găng tay, trong nhà máy chế biến dầu phải được tự động hố để đảm bảo an tồn phòng chống cháy, tránh độc hại cho con người Trong nhà máy bơm xăng dầu nên trang bị các thiết bị phòng cháy tự động. Xăng dầu là các chất bay hơi nên cần phải xử lý hơi xăng dầu nhằm đảm bảo sức khoẻ cho người lao động Người lao động cần phải được khám sức khoẻ định kỳ và phải có chế độ bồi dưỡng độc hại thích hợp với cơng việc Nguồn nước thải trong nhà phải được xử lý sạch các hợp chất có hại bằng các hệ thống xử lý nước thải rồi mới được thải ra ngồi tránh ơ nhiễm mơi trường và nguồn nước của dân cư lân cận nhà máy Trần Viết Chánh 100 Trường ĐHBK Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT IV. MỘT SỐ BIỆN PHÁP AN TỒN VỀ ĐỘC HẠI + Phân xưởng phải có hệ thống thơng báo, chiếu sáng tự nhiên đảm bảo trong q trình làm việc tốt + Các hệ thống bể chứa, đường ống dẫn đảm bảo kín, khơng bị rò rỉ, bay hơi + Hạn chế tối đa sự tiếp xúc của con người khi tiếp xúc với hố chất độc hại. Phân xưởng được tự động hố cao + Vệ sinh cơ thể sau khi rời nơi làm việc + Các chế độ bồi dưỡng cho cơng nhân được đầy đủ, thường xun V. NHỮNG U CẦU VỀ PHỊNG CHỐNG CHÁY NỔ Như chúng ta đã biết ngun liệu cũng như sản phẩm trong q trình lọc dầu dễ bị cháy nổ. Vì vậy vấn đề cần quan tâm là phòng chơng cháy nổ V.1. Phòng chống cháy Đề phòng chống cháy ta thực hiện những biện pháp sau: + Ngăn ngừa khả năng tạo ra mơi trường cháy + Ngăn ngừa khẳ năng xuất hiện những nguồn cháy trong mơi trường cháy được + Duy trì nhiệt độ mơi trường thấp hơn nhiệt độ cho phép lớn nhất có thể cháy được + Duy trì áp suất của mơi trường thấp hơn áp suất cho phép lớn nhất có thể cháy được V.2. Ngăn ngừa khả năng xuất hiện những nguồn cháy Để ngăn ngừa khả xuất nguồn cháy môi trường cháy phải tuân theo những quy tắc về: Trần Viết Chánh 101 Trường ĐHBK Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT Nồng độ cho phép của những chất cháy nổ dạng khí hoặc dạng lơ lửng trong khơng khí. Nói cách khác là phải tiến hành ngồi giới hạn cháy nổ của hỗn hợp hydrocacbon với khơng khí và oxy Sau đây là giới hạn cháy nổ của một số hydrocacbon với khơng khí và oxy: Nồng độ cần thiết của các chất giảm độ nhạy trong chất cháy nổ ở dạng khí hoặc hơi lỏng Tính dễ cháy của chất, vật liệu, thiết bị và kết cấu V.3. Ngăn ngừa khả năng xuất hiện những nguồn cháy + Tn theo những quy định về sử dụng, vận hành và bảo vệ máy móc, thiết bị cũng như vật liệu và các sản phẩm khác có thể là nguồn cháy trong mơi trường cháy + Có biện pháp chống sét cho nhà xưởng thiết bị + Sử dụng những thiết bị khơng phát ra tia lủa điện khi làm việc với chức năng chất dễ cháy nổ + Loại trừ những điều kiện có thể dẫn đến tự cháy do nhiệt độ, do sinh vật với các vật liệu và kết cấu cơ sở sản xuất Trần Viết Chánh 102 Trường ĐHBK Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT KẾT LUẬN Qua 4 tháng làm việc cật lực cùng với sự cố gắng của bản thân cũng như tìm tòi tài liệu và sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của cơ giáo PGS.TS Đinh Thị Ngọ đến nay bản đồ án của em đã được hồn thành đúng tiến độ Bản đồ án này là bước đầu tập làm quen với việc thiết kế một dây chuyền sản xuất quy mơ cơng nghiệp có ứng dụng rất lớn trong thực tiễn đời sống kinh tế, xã hội của đất nước ta. Vì vậy việc tính tốn và thiết kế cho dự án này đòi hỏi phải vận dụng nhiều kiến thức tổng hợp của nhiều ngành, nhiều lĩnh vực khác nhau như; khoa học, xã hội, địa lý, kinh tế Bên cạnh đó việc tập làm quen với việc thiết kế một sự án ở quy mơ lớn phân xưởng chưng cất dầu mazut trên đã giúp cho em hiểu được rằng khi đưa một thành quả của việc nghiên cứu vào sản xuất là một q trình hết sức phức tạp, nó buộc người nghiên cứu phải nắm bắt được tồn các q trình, các kiến thức có liên quan đến q trình sản xuất đó. Chính vì vậy thiết kế phân xưởng chưng cất dầu nhờn là u cầu cấp thiết của Nhà nước ta đối với nhu cầu tiêu dùng và giảm thiểu khả năng ơ nhiễm mơi trường trong q trình sử dụng dầu mazut Những gì em trình bày trong đồ án này chắc chắn sẽ khơng tránh khỏi sai sót, vì vậy em rất mong được các thầy cơ góp ý, bổ sung thêm để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn Trần Viết Chánh 103 Trường ĐHBK Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS. TS. Đinh Thị Ngọ. Hố học dầu mỏ và khí. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2001 TS. Lê Văn Hiếu. Cơng nghệ chế biến dầu mỏ. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2000 Võ Thị Liên. Cơng nghệ chế biến dầu mỏ và Khí. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 1983 Trần Mạnh Trí. Dầu khí và dầu khí Việt Nam. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 1979 Kiều Đình Kiểm. Các sản phẩm dầu mỏ và hố dầu. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2000 Bộ mơn nhiên liệu. Hướng dẫn tính tốn thiết kế cơng nghệ chế biến dầu. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 1985 PGS Ngơ Bình, TS Phùng Ngọc Thạch, Nguyễn Mạnh Hậu, Phan Đình Tính. Cơ sở xây dựng nhà cơng nghiệp. Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Bộ mơn Xây dựng cơng nghiệp; 1997 Tập thể tcác giả Bộ mơn Q trình thiết bị. Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hố chất. Tập 1. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 1982 Tập thể tác giả Bộ mơn Q trình thiết bị. Sổ tay q trình Thiết bị cơng nghệ hố chất. Tập 2. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 1982 10 Sổ ttay tóm tắt các đại lượng hố lý Bộ mơn Hố lý, Trường ĐHBK Thành phố Hồ Chí Minh. 11/1983 11 CKAJDAS. Dầu mỡ bôi trơn. NXB Khoa học kỹ thuật 1993 12 DV BROOK. Lubricant Base oil. Bubrication engineering. March, 1985 13 R. M. Mortier & S. T. Orszulik. Chemistry and tecnology of lubricants. New York, 1992 14 Robert, W. Miller. Lubricants and Their Applications. New York, 1993 15 J. H. Gary, G. E. Handwerk. Petroleum Rafining. New York, 1984 Trần Viết Chánh 104 Trường ĐHBK Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT 16 Đỗ Huy Định. Hội thảo dầu bôi trơn (lần 2). Hà Nội 1993 Trần Viết Chánh 105 Trường ĐHBK Hà Nội ... Trần Viết Chánh Trường ĐHBK Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT gốc chất lượng cao, ngay cả với phân đoạn dầu nhờn của dầu thơ chưa thích hợp cho sản xuất dầu nhờn. Sơ đồ cơng nghệ chung để sản xuất dầu. .. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT MAZUT Chưng cất ở áp suất chân khơng Phân đoạn 300 ÷ 400 0C Phân đoạn 350 ÷ 4200C Gudron khử asphanten Phân đoạn 420 ÷ 5000C Phân đoạn dầu ... nhau về thành phần hố học nên khơng phải tất các dầu mỏ đều cho ta dầu bơi trơn có chất lượng tốt. Nhưng nhờ cơng nghiệp chế biến dầu hiện đại, Trần Viết Chánh Trường ĐHBK Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT