Quy trình chưng cất dầu thô

Mục lụcMỞ ĐẦU1PHẦN I: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT4I. Lý thuyết về dầu thô41. Thành phần hóa học của dầu thô42. Phân loại dầu mỏ83. Các đặc tính vật lý quan trọng của dầu thô94. Nguyên liệu dầu thô Bạch Hổ13II. Sản phẩm của quá trình chưng cất141. Phân đoạn khí hydrocacbon142. Phân đoạn xăng143. Phân đoạn kerosene154. Phân đoạn Diesel155. Phân đoạn mazut166. Phân đoạn dầu nhờn167. Phân đoạn gudron (phân đoạn cặn dầu mỏ)17III. Chưng cất dầu thô171. Mục đích và ý nghĩa của phân xưởng chưng cất dầu thô172. Chuẩn bị dầu thô trước khi chế biến173. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chưng cất22IV. Công nghệ chưng cất dầu thô241. Lựa chọn công nghệ242. Sơ đồ công nghệ chưng cất AD 2 tháp bay hơi 2 lần25V. Một số thiết bị chính291. Tháp chưng luyện292. Thiết bị lò đốt (Lò gia nhiệt)353. Thiết bị trao đổi nhiệt37Phần 2: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT411. Tại tháp tách sơ bộ411.1. Lưu lượng sản phẩm khí421.2. Lưu lượng sản phẩm L.naphta422. Tại tháp tách phân đoạn432.1. Lưu lượng sản phẩm H. Naphta432.2.Lưu lượng sản phẩm Kerosen442.3 Lưu lượng sản phẩm gasoil442.4. Lưu lượng sản phẩm Mazut45 3. Tổng kết cân bằng vật chất46KẾT LUẬN47TÀI LIỆU THAM KHẢO48

Đồ án chuyên ngành GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hữu Trịnh MỞ ĐẦU Dầu mỏ người biết đến từ thời cổ xưa, đến kỷ 18, sử dụng làm nhiên liệu để đốt cháy, thắp sáng Sang kỷ19, dầu coi nguồn nhiên liệu cho phương tiện giao thông cho kinh tế quốc dân 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 Bên cạnh hướng sử dụng mạnh mẽ có hiệu dầu mỏ làm nguyên liệu cho cơng nghiệp tổng hợp hố dầu như: sản xuất cao su, chất dẻo, tơ sợi tổng hợp, chất hoạt động bề mặt, phân bón, chí protêin Ngồi sản phẩm nhiên liệu sản phẩm hoá học dầu mỏ, sản phẩm phi nhiên liệu dầu mỡ bơi trơn, nhựa đường, hắc ín phần quan trọng phát triển cơng nghiệp.Nếu khơng có dầu mỡ bơi trơn khơng thể có cơng nghiệp động cơ, máy móc, tảng kinh tế xã hội Dầu mỏ hỗn hợp phức tạp gồm hydrocacbon, khí thiên nhiên, khí dầu mỏ hợp chất khác CO 2, N 2, H 2S, N 2, 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 sơi khác Q trình chưng cất dầu q trình vật lý phân chia dầu thơ thành thành phần gọi phân đoạn Quá trình thực biện pháp khác nhằm để tách cấu tử có dầu thơ theo khoảng nhiệt độ sôi khác mà không làm phân huỷ chúng Trong nhà máy lọc dầu, phân xưởng chưng cất dầu thô cho phép ta thu phân đoạn dầu mỏ để làm nguyên liệu cho quà trình chế biến Trong đồ án em xin trình bày vấn đề lý thuyết liên quan sở thiết kế xây dựng dây chuyền chưng cất dầu thô với nguyên liệu đầu vào 100% dầu thô Bạch Hổ Sinh viên thực hiện: Đoàn Minh Chiến Page Đồ án chuyên ngành GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hữu Trịnh Muc luc Sinh viên thực hiện: Đoàn Minh Chiến Page Đồ án chuyên ngành GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hữu Trịnh PHẦN I: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT I Lý thuyết dầu thô Thành phần hóa học dầu thơ 1.1 Thành phần ngun tố Dầu mỏ hỗn hợp phức tạp, dầu có chứa tới hàng trăm chấtkhác nhau, nguyên tố chứa dầu cacbon hydro.Trong C chiếm 83 ÷ 87 %, H chiếm 11,5 ÷ 14% Ngồi ngun tốchính trên, dầu cịn có ngun tố khác lưu huỳnh chiếm 0,1 ÷7%, nitơ chiếm 0,001 ÷ 1,8%, oxy chiếm 0,05 ÷ 1,0% lượng nhỏcác nguyên tố khác halogen (clo, iot) kim loại như: niken, vanadi,volfram…Dầu mỏ chứa nhiều hydrocacbon, thành phần dị nguyên tố chất lượng tốt loại dầu mỏ có giá trị kinh tế cao.[1][2][9][10] 1.2 Thành phần Hydrocacbon Hydrocacbon thành phần dầu, tất loại hydrocacbon (trừ olefin) có mặt dầu mỏ Chúng chiếm tới 90% trọng lượng dầu Chúng chia thành nhóm: parafin, naphaten, aromat, lai hợp naphaten – aromat [1][10] a Hydrocacbon Parafin Parafin 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, n-parafin chiếm đa số (25 ÷ 30% thể tích) chúng có số ngun tử cácbon từ C1 ÷ C45 Một điểm cần ý n-parafin có số C > 18, nhiệt độ thường chúng chất rắn Chúng hoà tan dầu tạo thành tinh thể lơ lửng dầu Nếu hàm lượng parafin rắn cao, dầu bị đơng đặc lại gây khó khăn cho vấn đề vận chuyển [1][9][10] b Các hydrocacbon naphtenic Naphtenic hay cịn gọi xycloparafin, có cơng thức tổng qt C nH2n Hàm lượng thay đổi 30 ÷ 60% trọng lượng Những hydrocacbon thường gặp loại Sinh viên thực hiện: Đoàn Minh Chiến Page Đồ án chuyên ngành GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hữu Trịnh vịng, chiếm chủ yếu loại vòng cạnh Loại vòng naphten cạnh lớn gặp dầu Những naphten có từ hay vịng ngưng tụ gặp, loại naphten có vịng ngưng tụ với hydrocacbon thơm hay có mạch nhánh dài lại hay gặp dầu mỏ Hydrocacbon lai hợp có số lượng lớn nhiệt độ sơi cao dầu mỏ Những loại naphten hai vịng có số ngun tử C từ C 20 ÷ C25 thấy có dầu mỏ Cịn naphten vòng phát thấy phần có nhiệt độ sơi khoảng 475oC (của dầu mỏ Nigiêria số nước khác Kuwait, Iran, Libi…) Ngồi ra, naphtenic nằm dầu mỏ cịn nguyên liệu quý từ điều chế hydrocacbon thơm: Bezen, Toluen, Xylen (BTX) chất khởi đầu để sản xuất tơ sợi tổng hợp chất dẻo.[1][9][10] c Hydrocacbon aromatic (hydrocarbon thơm) Hydrocacbon thơm cấu tử có trị số octan cao nên chúng cấu tử quý cho xăng Nhưng chúng có mặt nhiên liệu phản lực hay nhiên liệu diesel lại làm giảm chất lượng loại nhiên liệu Những hydrocacbon thơm hay vịng có mạch nhánh ankyl dài có cấu trúc nhánh cấu tử quý để sản xuất dầu nhờn có số độ nhớt cao Những hydrocacbon thơm đa vòng ngưng tụ cao khơng có nhánh parafin dài lại cấu tử có hại s ản xuất dầu nhờn, q trình chế biến có xúc tác, chúng nhanh chóng gây ngộ độc xúc tác [1][9][10] d Hydrocacbon loại hỗn hợp naphten-thơm Loại phổ biến dầu, chúng thường nằm phần có nhiệt độ sôi cao Cấu trúc chúng gần với cấu trúc vật liệu hữu ban đầu tạo thành dầu, nên dầu có độ biến chất thấp có nhiều hydrocacbon loại này.[10] Sinh viên thực hiện: Đoàn Minh Chiến Page Đồ án chuyên ngành GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hữu Trịnh e Thành phần phi hydrocacbon Những hợp chất phi hydrocacbon thường hay gặp dầu khí CO 2, H2S, N2, He, Ar…và hợp chất lưu huỳnh, nito, oxy, chất nhựa, asphanten kim loại dầu mỏ.[1][10] Các hợp chất chứa lưu huỳnh Người ta phát dầu có khoảng 380 hợp chất lưu huỳnh Chúng tạo hợp chất ăn mịn thiết bị, gây nhiễm mơi trường tạo khí SO x, gây ngộ độc xúc tác làm giảm chất lượng sản phẩm chế biến Hàm lượng lưu huỳnh cao giới hạn cho phép người ta phải áp dụng biện pháp xử lý tốn Do hàm lượng lưu huỳnh gọi tiêu đánh giá chất lượng dầu thô sản phẩm dầu.[1][9] Các chất chứa lưu huỳnh thường gặp dạng như:lưu huỳnh dạng mercaptan, lưu huỳnh dạng sunfua disunfua, lưu huỳnh dạng thiophen, lưu huỳnh dạng tự Dựa vào hàm lượng có dầu mà người ta phân hai loại: - Dầu chua: Khi lượng H2S >3,7ml H2S /1lít dầu Dầu ngọt: Lượng H2S < 3,7ml H2S /1lít dầu Các hợp chất chứa Nitơ Các hợp chất chứa nito có dầu mỏ thường hợp chất loại pyridine hợp chất nitơ trung tính loại đồng đẳng pyrol, indol hay cacbazol…Có thể chiếm tới 3% dầu Chúng chất có hại cho xúc tác trình chế biến, đồng thời chúng ứng tạo nhựa, làm tối màu sản phẩm thời gian bảo quản Khi có mặt nhiên liệu, hợp chất nitơ cháy tạo khí NO x khí độc, gây ăn mịn manh Do hợp chất lưu huỳnh, hàm lượng chất nito vượt giới hạn cho phép, người ta phải tiến hành loại bỏ chúng.[1][9][10] Các chất chứa oxy Hàm lượng oxy dầu thường từ 0,1 ÷ 3%, lên đến 4% Hàm lượng oxy phân đoạn dầu mỏ tăng theo nhiệt độ sôi phân đoạn Sinh viên thực hiện: Đoàn Minh Chiến Page Đồ án chuyên ngành GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hữu Trịnh Hơn 20% khối lượng hợp chất chứa oxy dầu mỏ tập trung phần nhựa asphanten.[1][9] Các chất nhựa asphanten Nhựa asphanten chất chứa đồng thời nguyên tố C, H, O, S, N; có phân tử lượng lớn (500 ÷ 600 đ.v.C trở lên) Trong dầu mỏ hàm lượng nhựa asphan dao động giới hạn rộng, nhựa từ đến 18% cịn asphan từ đến 6% Những hợp chất nhựa, asphan có sản phẩm dầu làm giảm chất lượng sản phẩm cho sản phẩm có màu tối sẫm dễ tạo cốc, dễ tạo cặn muội cháy Trong q trình chế biến có xúc tác, chúng gây ngộc độc xúc tác, làm giảm hoạt tính xúc tác Chúng có ích có mặt phần cặn dùng làm nguyên liệu để sản xuát bitum để sản xuất cốc dầu mỏ, chúng cho sản phẩm có chất lượng tốt.[1] [9] Các kim loại nặng Các kim loại nặng dầu dạng phức chất kim có số lượng nhỏ, phổ biến hợp chất Niken, Vannadi, ngồi cịn có kim loại khác sắt, chì đồng với số lượng Các kim loại chứa dầu thành phần có hại chúng gây ngộ độc xúc tác chế biến, gây ăn mòn kim loại, làm giảm độ chịu nhiệt thiết bị chúng có mặt nhiên liệu đốt lị Đối với q trình cracking hay reforming xúc tácyêu cầu kim loại không ÷ 10 ppm.[1][2] Nước lẫn dầu mỏ Có hàm lượng nước nhỏ chúng tồn dạng nhũ tương nước có từ hình thành nên dầu khí lún chìm vật liệu hữu đáy biển nước từ khí ngấm vào dầu mỏ.[1][2] Sinh viên thực hiện: Đoàn Minh Chiến Page Đồ án chuyên ngành GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hữu Trịnh Trong nước chứa lượng lớn muối khoáng khác Các cation anion thường gặp là: Na2+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, K+, Cl-, HCO3-, SO42-, Br-, I-… ngồi cịn có số oxit khơng phân ly dạng keo Al2O3, Fe2O3 , SiO2 Phân loại dầu mỏ 2.1 Phân loại dầu mỏ dựa vào chất hóa học Họ hydrocacbon chiếm phần chủ yếu dầu mỏ mang tên loại Ví dụ, dầu parafin hàm lượng hydrocacbon parafin chiếm 75% trở lên Trong thực tế, khơng tồn loại dầu thô chủng vậy, mà có loại dầu trung gian dầu naphteno-parafinic ( 50% parafin, 25% naphten, lại loại khác).[1][10] 2.2 Phân loại dầu mỏ theo chất vật lý [1][10] Cách phân loại dựa vào tỷ trọng ( d 415 ) Biết tỷ trọng, chia dầu thô theo ba cấp: Dầu nhẹ d < 0,830 Dầu trung bình d = 0,830-0,884 Dầu nặng d > 0,884 Hoặc phân loại dầu theo năm cấp: Dầu nhẹ d < 0,830 Dầu nhẹ vừa d = 0,830-0,850 Dầu nặng d = 0,850-0,865 Dầu nặng d = 0,865-0,905 Dầu nặng d > 0,905 Sinh viên thực hiện: Đoàn Minh Chiến Page Đồ án chuyên ngành GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hữu Trịnh Các đặc tính vật lý quan trọng dầu thô 3.1 Tỷ trọng Khối lượng riêng dầu khối lượng lít dầu tính kilogam Tỷ trọng dầu khối lượng dầu so với khối lượng nước thể tích nhiệt độ xác định Do tỷ trọng có giá trị khối lượng riêng coi khối lượng riêng nước 4oC Trong thực tế tồn hệ thống đo tỷ trọng sau: d420, d415, , với số bên nhiệt độ dầu lúc thử nghiệm số bên nhiệt độ nước thử nghiêm Tỷ trọng dầu dao động khoảng rộng, tuỳ thuộc vào loại dầu có trị số từ 0,8 ÷0,99 Tỷ trọng dầu quan trọng đánh giá chất lượng dầu thô.Sở dĩ tỷ trọng có liên quan đến chất hố học đặc tính phân bố phân đoạn dầu thô.[1] Dầu thô nhẹ tức có tỷ trọng thấp, mang đặc tính dầu parafinic, đồng thời tỷ lệ phân đoạn nặng ít.Ngược lại, dầu nặng tức tỷ trọng cao, dầu thơ mang đặc tính dầu aromatic naphtenic phân đoạn nặng chiếm tỷ lệ cao.Sở dĩ tỷ trọng hydrocacbon parafinic thấp so với naphtenic aromatic chúng có số nguyên tử cacbon phân tử Mặt khác phần hydrocacbon chất nhựa, asphanten, hợp chất chứa lưu huỳnh, chứa nitơ, chứa kim loại lại thường tập trung phần nặng, nhiệt độ sơi cao dầu thơ có tỷ trọng cao, chất lượng giảm 3.2 Độ nhớt dầu sản phẩm dầu Độ nhớt đặc trưng cho tính lưu biến dầu ma sát nội dầu Do vậy, độ nhớt cho phép đánh giá khả bơm vận chuyển chế biến dầu Quan trọng độ nhớt sản phẩm đánh giá khả bôi trơn, tạo mù sương nhiên liệu phun vào động cơ, lò đốt.Độ nhớt phụ thuộc vào nhiệt độ, nhiệt độ tăng, độ nhớt giảm.có hai loại độ nhớt: - Độ nhớt động học (St hay cSt) - Độ nhớt quy ước (độ nhớt biểu kiến) gọi độ nhớt Engler Sinh viên thực hiện: Đoàn Minh Chiến Page Đồ án chuyên ngành GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hữu Trịnh 3.3 Thành phần phân đoạn Vì dầu mỏ thành phần hỗn hợp nhiều hydrocacbon, có nhiệt độ sơi khác nhau, nên dầu mỏ khơng có nhiệt độ sơi định đặc trưng đơn chất khác Ở nhiệt độ có hợp chất có nhiệt độ sơi tương ứng thoát ra, khác loại dầu thơ khác lượng chất thoát nhiệt độ tương ứng chưng cất Vì thế, để đặc trưng cho loại dầu thô, thường đánh giá đường cong chưng cất, nghĩa đường cong biểu diễn phân bố lượng sản phẩm chưng cất theo nhiệt độ sôi Những điều kiện chưng cất khác cho đường cong chưng cất khác Đường cong chưng cất đường cong biểu diễn tương quan thành phần cất nhiệt độ sôi Để đặc trưng cho loại dầu thô thường xác định hai đường cong chưng cất sau: - Đường cong chưng cất đơn giản (đường cong chưng cất Engler): đường cong biểu diễn quan hệ nhiệt độ sơi % thể tích chưng cất dầu dụng cụ chuẩn hóa Engler, chưng cất khơng có tinh luyện, khơng có hồi lưu Đường cong dùng để đánh giá khả sử dụng sản phẩm dầu hay phân đoạn dầu.[2] - Đường cong điểm sôi thực đường cong chưng cất có chưng luyện Đường cong chưng cất nhận chưng cất mẫu dầu thô thiết bị chưng cất có trang bị phần tinh luyện hồi lưu, có khả phân chia tương ứng số đĩa lý thuyết 10 với tỷ số hồi lưu sản phẩm khoảng Về lý thuyết chưng cất điểm sôi thực sử dụng hệ chưng cất có khă phân chia triệt để nhằm làm cấu tử có mặt hỗn hợp phân chia riêng biệt nhiệt độ sơi cấu tử với số lượng số lượng cấu tử có hỗn hợp Đường cong phản ánh xác phân bố hợp chất theo nhiệt độ sôi thực dầu thơ.[2] Sinh viên thực hiện: Đoàn Minh Chiến Page Đồ án chuyên ngành GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hữu Trịnh 3.4 Nhiệt độ sơi trung bình Nhiệt độ sơi trung bình dầu thơ phân đoạn dầu có quan hệ với tính chất vật lý khác tỷ trọng, độ nhớt, hàm nhiệt trọng lượng phân tử dầu Do thông số quan trọng sử dụng đánh giá tính tốn cơng nghệ chế biến dầu Từ đường cong chưng cất ta dễ dàng xác định nhiệt độ sơi trung bình thể tích hay trọng lượng đồ thị chuyển đổi, ta xác định nhiệt độ sơi trung bình mol, nhiệt độ sơi trung bình.[2] 3.5 Hệ số đặc trưng K Hệ số đặc trưng K dùng để phân loại dầu thơ, tính tốn thiết kế hay chọn điều kiện cơng nghệ chế biến thích hợp nhiệt độ sơi trung bình, K có quan hệ với thơng số vật lý quan trọng khác tỷ trọng, trọng lượng phân tử trị số octan hay xetan sản phẩm dầu K xác định theo công thức sau: K= [1.4-2] Ở đây: Tm nhiệt độ sôi trung bình tính theo độ Rankine (oR) o R = tm(oF) + 460 Có thể tra Tm đồ thị tính theo cơng thức sau: tm = tv + - + 1.53 [1.5-2] tv : nhiệt độ sôi trung bình thể tích, tính theo cơng thức: tv = Hệ số K thường dao động khoảng từ 10 -13, đó[1] : Sinh viên thực hiện: Đồn Minh Chiến Page 10 Đồ án chuyên ngành GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hữu Trịnh Đĩa chóp hình máng: Chóp; Máng; Tấm điều chỉnh chảy; Tấm chảy; Tíu chảy; Vùng Đĩa chóp hình chữ S Chóp hình chữ S Sinh viên thực hiện: Đoàn Minh Chiến Ống chảy chuyền Page 32 Đồ án chuyên ngành GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hữu Trịnh Nhược điểm tháp đĩa có diện tích sủi bọt bé (chỉ khoảng 30% diện tích đĩa) Điều làm tăng tốc độ bốc lơi chất lỏng Bên cạnh trở lực tháp chóp lớn so với tháo đệm 1.3 Tháp đĩa sàng (Đĩa lỗ có ống chảy truyền)  Cấu tạo 1 Lớp chất lỏng 2 Các lỗ sàng 3 ống chảy chuyền Hình7 : Cấu tạo tháp đĩa sàng Lớp chất lỏng có chiều cao khoảng 25 - 30mm Giữ đĩa, qua lỗ sàng 2, làm sủi bọt qua lớp chất lỏng, lớp chất lỏng đĩa mà dư chảy tho ống chảy chuyền xuống Loại đĩa yêu cầu chế độ không đổi, giảm hiệu suất thiết bị làm giảm gặp dòng dòng lỏng, dò hết xuống, làm cho đĩa trở ra, tăng cơng suất làm tăng dịng gặp nhau, lượng lớn hơi, cấu tử nặng khỏi chất lỏng làm phá vỡ cân tháp làm giảm phân chia tháp Sinh viên thực hiện: Đoàn Minh Chiến Page 33 Đồ án chuyên ngành GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hữu Trịnh  Nhược điểm: Thiết bị loại có cấu tạo phức tạp, tiêu hao vật liệu kim loại nhiều Nếu đường kính đĩa lớn tải trọng lớn dẫn đến cấu tạo phải có giá đỡ  Ưu điểm Thiết bị làm việc liên tục ổn định, áp dụng với loại dung dịch Thiết bị lò đốt (Lò gia nhiệt) 2.1 Phân loại lò gia nhiệt  Phân loại theo hình dạng cấu trúc • Loại hộp • Loại lưới • Loại đường trụ • Loại hộp cao  Theo mục đích sử dụng Lị gia nhiệt sử dụng cho nhiều mục đích đốt, sấy lò, phản ứng cracking tuỳ theo yêu cầu q trình 2.2 Cấu tạo lị ống Lị ống cấu tạo phần  Phần xạ nhiệt Là phần quan trọng lò đốt gọi buồng đốt, nhiên liệu đốt cháy trực tiếp để tạo lửa Phần xạ nhiệt độ cao so với phần khác lị Vì phải quan tâm tới cấu trúc khí vật liệu phần xạ  Phần đối lưu Thường đặt phần xạ phần hấp thụ nhiệt khí cháy toả từ vùng đốt đối lưu nhiệt, phần hệ thống ống đặt cách khép kín  Phần thu hồi nhiệt Sinh viên thực hiện: Đoàn Minh Chiến Page 34 Đồ án chuyên ngành GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hữu Trịnh Ở thu hồi từ khí cháy toả từ phần đối lưu Nhiệt thu hồi quay trở lại tuần hồn cho lị đốt sử dụng vào mục đích khác  Phần đốt cháy Đây phận phát nhiệt, phần quan trọng lò đốt Điều quan trọng tạo lửa điều chỉnh cho lửa tiếp xúc với ống đốt làm cho nhiên liệu cháy hoàn toàn, quan tâm đến khoảng cách ống đốt lửa để truyền nhiệt đặn hiệu  Phần thơng gió Thiết bị phần thơng gió đóng vai trị quan trọng, dẫn khí cháy vào buồng đốt đưa khí thải ngồi lị đốt Hệ thống thơng gió tự nhiên hay cưỡng Trong hệ thống thơng gió tự nhiên có ống khói lắp đặt để thơng gió, khơng cần lượng học nào, thiết bị quạt gió tạo đối lưu Nhìn chung hệ thống thơng gió tự nhiên ống khói sử dụng rộng rãi làm mát áp suất lị khơng đáng kể, hệ thống thơng gió cưỡng làm áp suất đáng kể lò lớn thường cấu tạo lò sử dụng hệ thống phức tạp, có thêm hệ thống thu hồi nhiệt thừa quạt hút gió Thiết bị trao đổi nhiệt 3.1 Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống xoắn ruột gà Loại thiết bị dụng sớm cơng nghiệp hố chất Thường người ta dùng cách uốn lại thành nhiều vòng xoắn đặt vào thùng, gồm nhiều ống thẳng nối lại với khuỷu Một chất tải nhiệt cho vào thùng chất tải nhiệt khác ống xoắn, thùng tích lớn nhiều so với thể tích ống xoắn vận tốc chất tải nhiệt chứa thùng nhỏ Bởi người ta cải tạo thiết bị cách đặt nhiều dây vòng xoắn để chiếm nhiều diện tích thùng chứa làm cho vận tốc chất tải nhiệt thùng tăng lên Vì thể tích chất lỏng thùng lớn, nhiệt độ chỗ nên làm tăng hiệu số nhiệt độ chung Sinh viên thực hiện: Đoàn Minh Chiến Page 35 Đồ án chuyên ngành GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hữu Trịnh Hình : Thiết bị gia nhiệt ống xoắn ruột gà  Ưu điểm: Cơ chế đơn giản, làm vật liệu chống ăn mòn, dễ kiểm tra sửa chữa  Nhược điểm: Cồng kềnh, hệ số truyền nhiệt nhỏ, hệ số cấp nhiệt phía ngồi bé, khó làm phía ống, trợ lực thuỷ lực lớn ống thẳng 3.2 Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống chùm Thiết bị đơn giản loại loại ống chùm kiểu ống đứng, gồm có vỏ hình trụ, hai đầu hàn hai lưới ống, ống truyền nhiệt ghép vào lưới ống Đáy nắp nối với vỏ mặt bích có bu lơng ghép Trên vỏ, nắp đáy có cửa để dẫn chất tải nhiệt Thiết bị đặt giá đỡ nhờ tai treo hàn vào vỏ Một lưu thể vào từ đáy qua ống lên khỏi thiết bị, lưu thể từ cửa vỏ vào khoảng trống ống vỏ phía Sinh viên thực hiện: Đoàn Minh Chiến Page 36 Đồ án chuyên ngành GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hữu Trịnh Cách bố trí ống lưới ống thường có kiểu bố trí theo hình sáu cạnh theo đường trịn đồng tâm, có người ta xếp theo kiểu đường thẳng hàng 1.Đáy nắp thiết bị 2.Lưới ống 3.Ống truyền nhiệt Vỏ thiết bị Tai đỡ thiết bị Ống nối Sinh viên thực hiện: Đoàn Minh Chiến Page 37 Đồ án chuyên ngành GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hữu Trịnh Hình 9: Thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm  Ưu điểm: làm việc ổn định chắn  Nhược điểm: lưu thể phải chia cho ống, tốc độ nhỏ dẫn đến hệ số cấp nhiệt nhỏ 3.3 Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống lồng ống Dùng để trao đổi nhiệt chất lỏng, khí Về cấu tạo thiết bị gồm có nhiều loại ống, đoạn tiếp lên đoạn nối lại với nhờ ống khuỷu, đoạn gồm hai ống có đường kính khác nhau, lồng vào Mỗi chất lỏng tải nhiệt ống chất tải nhiệt khoảng không gian hai ống thường cho hai lưu thể ngược chiều 1- ống 2- ống I 3- Khuỷu nối 4- Máng chứa nước I Hình 10: thiết bị gia nhiệt kiểu ống lồng ống Ưu điểm: hệ số truyền nhiệt lớn ta tạo tốc độ lớn hai chất tải nhiệt, cấu tạo đơn giản Nhược điểm: cồng kềnh, giá thành cao tốn nhiều kim loại, khó làm khoảng trống hai ống II II Sinh viên thực hiện: Đoàn Minh Chiến Page 38 Đồ án chuyên ngành GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hữu Trịnh Phần 2: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT Các số liệu ban đầu Công nghệ: chọn loại sơ đồ công nghệ chưng cất hai tháp Năng suất: triệu tấn/năm Sản phẩm theo % so với dầu thô [12] Sản phẩm Gas L Naphta H Naphta Kerosen Gasoil Mazul Dầu thô Bạch Hổ (%) 2.5 3.8 11.9 15.6 20.7 45.5 Theo số liệu thống kê hàng năm, số ngày nghỉ, tu sửa bảo dưỡng 10 ngày Vậy số ngày làm việc năm là: 365 − 10 = 355 (ngày) Sinh viên thực hiện: Đoàn Minh Chiến Page 39 Đồ án chuyên ngành GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hữu Trịnh Năng suất dây chuyền làm ngày là: = 5.633,8 (tấn/ngày) = 234.74 (tấn/giờ) Tại tháp tách sơ Giả sử tháp tách sơ nguyên liệu bốc tồn phần khí với hiệu suất 2,5% phân đoạn L Naphta với hiệu suất 3,8% 1.1 Lưu lượng sản phẩm khí Lưu lượng sản phẩm khí tính sau Trong đó: G K: Năng suất lượng khí thu G T : Tổng lượng nguyên liệu vào H K: % lượng khí theo dầu thơ Vậy lưu lượng sản phẩm khí thu là: = 50.000 (tấn/năm) Đổi lượng khí thu sang tấn/ngày G K = 104,85(tấn/ngày) Đổi lượng khí thu sang tấn/giờ G K = 5,87 (tấn/giờ) 1.2 Lưu lượng sản phẩm L.naphta Lưu lượng sản phẩm L.naphta tính sau Trong : G L.N : Lưu lượng L.naphta thu Sinh viên thực hiện: Đoàn Minh Chiến Page 40 Đồ án chuyên ngành GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hữu Trịnh G T : Tổng lượng nguyên liệu vào H L.N : % lượng L.Naphta theo dầu thô Vậy lưu lượng L.Naphta thu là: = = 76.000 (tấn/năm) Đổi lưu lượng L.Naphta sang tấn/ngày = 214,1 (tấn/ngày) Đổi lưu lượng L.Naphta sang tấn/giờ = 8,92 (tấn/giờ) Tại tháp tách phân đoạn 2.1 Lưu lượng sản phẩm H Naphta Lưu lượng sản phẩm H.Naphta tính sau: Trong đó: G H: Lưu lượng sản phẩm H.Naphta thu G T : Tổng lượng nguyên liệu vào H H: % lượng H.Naphta tính theo dầu thô Vậy lưu lượng H.Naphta thu năm là: = = 238.000 (tấn/năm) Đổi lưu lượng H.Naphta sang tấn/ngày 607,42 (tấn/ngày) Đổi lưu lượng H.Naphta sang tấn/giờ Sinh viên thực hiện: Đoàn Minh Chiến Page 41 Đồ án chuyên ngành GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hữu Trịnh 27,93 (tấn/giờ) 2.2.Lưu lượng sản phẩm Kerosen Lưu lượng sản phẩm Kerosen tính sau: Trong G Ker : Lưu lượng sản phẩm Kerosen thu G T : Tổng lượng nguyên liệu vào H Ker : % lượng Kerosen tính theo dầu thơ Vậy lưu lượng H.Naphta thu năm là: = = 312.000(tấn/năm) Đổi lưu lượng Kerosen sang tấn/ngày G Ker 878.87 ( tấn/ngày) Đổi lưu lượng Kerosen sang tấn/giờ G Ker 36.62 (tấn/giờ) 2.3 Lưu lượng sản phẩm gasoil Lưu lượng sản phẩm gasoil tính sau Trong G G: Lưu lượng sản phẩm gasoil thu G T : Tổng lượng nguyên liệu vào H G: % lượng gasoil tính theo dầu thô Vậy lưu lượng gasoil thu năm là: = =414.000 (tấn/năm) Sinh viên thực hiện: Đoàn Minh Chiến Page 42 Đồ án chuyên ngành GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hữu Trịnh Đổi lưu lượng gasoil sang tấn/ngày G G 1.166,2 (tấn/ngày) Đổi lưu lượng gasoil sang tấn/giờ GG = 48,59 (tấn/giờ) 2.4 Lưu lượng sản phẩm Mazut Lưu lượng sản phẩm Mazut tính sau Trong đó: G M : Lưu lượng sản phẩm Mazut thu G T : Tổng lượng nguyên liệu vào H M : % lượng Mazut tính theo dầu thơ Vậy lưu lượng Mazut thu năm là: = 910.000 (tấn/năm) Đổi lưu lượng Mazut sang tấn/ngày G M 2.563,38 (tấn/ngày) Đổi lưu lượng Mazut sang tấn/giờ G M 106,81 (tấn/giờ) I.3 Tổng kết cân vật chất Tổng lượng vào: G T = 2.000.000 (tấn/năm) Đổi sang tấn/ngày Sinh viên thực hiện: Đoàn Minh Chiến Page 43 Đồ án chuyên ngành GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hữu Trịnh G T 5.633,8 (tấn/ngày) G T 234,74 (tấn/giờ) Bảng 3.2 Cân vật chất Tên phân đoạn Thành phần(%) Tấn/năm Gas L.Naphta H.Naphta Kerosen Gazoil Mazut Tổng lượng Tổng lượng vào 2,5 3,8 11,9 15,6 20,7 44,5 100 50.000 76.000 238.000 312.000 414.000 910.000 2.000.000 2.000.000 Tấn/ngày 104,85 214,1 607,42 878,87 1.166,2 2.563,38 5.633,8 5.633,8 Tấn/giờ 5,87 8,92 27,93 36,62 48,59 106,81 234,74 234,74 Kết luận: Vậy ta có tổng vật chất dòng vào tổng vật chất dòng KẾT LUẬN Phân xưởng chưng cất dầu thô phân xưởng quan trọng nhà máy chế biến dầu Phân xưởng giúp ta thu phân đoạn nhiên liệu cặn mazut Nguyên liệu thích hợp với công nghệ dầu thô nhiều phần nhẹ phù hợp với nguồn nguyên liệu dầu thô nước ta Được hướng dẫn tận tình PGS.TS.Nguyễn Hữu Trịnh em hoàn thành đồ án Qua trình thiết kế giúp em nắm vững hiểu rõ q trình chưng cất dầu thơ, nâng cao kiến thức thân Tuy nhiên hạn chế thời gian kiến thức thân em mong thầy góp ý để đồ án em hồn thiện ứng dụng vào thực tế Sinh viên thực hiện: Đoàn Minh Chiến Page 44 Đồ án chuyên ngành GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hữu Trịnh Một lần em xin bày tỏ biết ơn sâu sắc đến PGS.TS.Nguyễn Hữu Trịnh người hướng dẫn trực tiếp em hoàn thành đồ án Sinh viên Đoàn Minh Chiến TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] GS.TS Đinh Thị Ngọ, PGS.TS Nguyễn Khánh Diệu Hồng, “ Hóa học dầu mỏ khí ” Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội 2012 [2] PGS Lê Văn Hiếu, “ Công nghệ chế biến dầu mỏ ”, Nhà xuất Khoa học Kỹ Thuật Hà Nội, 2006 [3] Heavy crude oil from geolory to upgrading an overview-editions technip [4]-http://www.aip.com.au/industry/fact_refine.htm [5]-Oilfield Processing of Petroleum: Crude oil-chapter9 [6]-http://www.slideshare.net/KunCon1/công nghệ lọc dầu [7]-http://nagoormeeranh.blogspot.com/2012/11/cpcl-report-part3.html Sinh viên thực hiện: Đoàn Minh Chiến Page 45 Đồ án chuyên ngành GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hữu Trịnh [8]-bài giảng công nghệ chưng cất dầu mỏ-thư viện luận văn [9] A distillation fundamentals and principles [10] Lê Văn Hiếu - Thiết bị nhà máy lọc dầu [11] ThS.Đào Thị Hải Hà, CN.Hoàng Linh, KS.Lương Văn Tuyền, Tạp chí dầu khí số 5/2013 [12] Phạm Quang Dự- Vietso Petro Review- 1992 Sinh viên thực hiện: Đoàn Minh Chiến Page 46 ... khả sử dụng sản phẩm dầu hay phân đoạn dầu. [2] - Đường cong điểm sôi thực đường cong chưng cất có chưng luyện Đường cong chưng cất nhận chưng cất mẫu dầu thô thiết bị chưng cất có trang bị phần... III Chưng cất dầu thơ Muc đích ý nghĩa phân xưởng chưng cất dầu thô Tách sơ dầu thơ mục đích để tạo sản phẩm làm nguyên liệu cho phân xưởng chế biến sau  Vai trò [1] Phân xưởng chưng cất dầu thô. .. thiết kế trình chưng cất, ta phải xét kỹ kết hợp đầy đủ tất yếu tố để trình chưng cất đạt hiệu cao Các yếu tố công nghệ chưng cất dầu yếu tố ảnh hưởng tới trình làm việc tháp chưng cất [2][9]