Nghiên cứu xử lý rỉ trên bề mặt kim loại và các hợp kim của sắt

Nghiên cứu xử lý rỉ trên bề mặt kim loại và các hợp kim của sắt.

Luận văn tốt nghiệpChương 1. TỔNG QUAN1.1. Khát quát chung về công nghệ dầu khí của nước ta:Ngành công nghiệp dầu khí nước ta chỉ phát triển trong vòng 15 năm trở lại đây, tuy mới mẻ và non trẻ song lại là ngành quan trọng đóng góp một nguồn ngoại tệ lớn cho đất nước, thúc đẩy nền kinh tế phát triển.Tiềm năng dầu khí của Việt Nam được đánh giá là có nhiều triển vọng tốt, nhiều bể khí và mỏ dầu với trữ lượng lớn được phát hiện và có kế hoạch khai thác hợp lí. Hiện nay, ở thềm lục đòa Việt Nam có 3 mỏ dầu quan trọng đang được xúc tiến khai thác:- Mỏ Bạch Hổ: cách bờ biển Vũng Tàu 120 km, khai thác từ năm 1986 đến nay tổng sản lượng khai thác 30 triệu tấn, sản lượng khai thác hằng năm 7 – 9 triệu tấn, có thể khai thác vài ba năm nữa sau đó giảm dần.- Mỏ Rồng: cách mỏ Bạch Hổ 30 km về phía tây nam, bắt đầu khai thác từ cuối năm 1994, sản lượng 12,000 – 18,000 thùng/ ngày.- Mỏ Đại Hùng: nằm ở vùng trũng Nam Côn Sơn, cách bờ biển 280 km, cách mỏ Bạch Hổ 160 km, được khai thác từ 10/1994, sản lượng 320,000 thùng/ngày (5000 tấn/ngày).Về khí hydrocarbon, hiện nay có 3 mỏ đang được khai thác :- Mỏ Tiền Hải: đây là mỏ khí thiên nhiên trong đất liền, được khai thác từ năm 1981, cung cấp 10 – 30 triệu m3/năm.- Mỏ Bạch Hổ: là dạng khí đồng hành, khai thác mỗi tấn dầu thu được 180 – 200 m3 khí. Khí đồng hành được đưa vào Dinh Cố và Nhà máy điện Bà Ròa với sản lượng khoảng 300 triệu m3/năm. Sau khi lắp đặt thêm hệ thống giàn nén vào giai đoạn 2, sản lượng khí đồng hành có thể tăng lên 1,5 tỷ m3/năm.- Mỏ khí đồng hành Lan Tây – Lan Đỏ: hai mỏ khí trong bể Nam Côn Sơn, phát hiện năm 1992, cách Vũng Tàu 370 km về phía đông nam, trữ lượng GVHD: TS. Lê Phan Hoàng Chiêu Trang 1 Luận văn tốt nghiệpkhí khoảng 58 tỷ m3, có khả năng cung cấp mức sản lượng trung bình hàng năm khoảng 5 tỷ m3.Đặc biệt : Theo báo “Tuổi trẻ” – 22/10/2004, vào ngày 20/10/2004, Công ty ATI Petroleum cùng 3 nhà thầu dầu khí khác là Petronas Carigali Oversea SDN.BHD (Malaysia), Công ty Đầu tư & Phát triển Dầu khí Việt Nam và Singapore Petroleum Company đã phát hiện dấu hiệu dầu mỏ và khí ngoài khơi Vònh Bắc Bộ. Dự tính trữ lượng 700 – 800 triệu thùng dầu, 40 tỉ m3 khí. Đây là loại dầu nhẹ, ngọt, tỷ trọng 43.2oAPI, điểm đông 4.5oC, hoàn toàn không có lưu huỳnh. Mỏ dầu nằm ở giếng Yên Tử – 1X thuộc lô 106, thềm lục đòa bắc Việt Nam, cách cảng Hải Phòng khoảng 70 km về phía đông, mức sâu của nước biển tại đòa điểm giếng khoan là 28 m.050100150200250300350400198619871988198919901991199219931994199519961997199819992000200120022003NămNgàn thùng/ngàyNguồn : Trang web Thời báo kinh tế Việt Nam.Hình 1.1. Thống kê sản lượng khai thác dầu thô ở Việt Nam từ năm 1986 – 2003 GVHD: TS. Lê Phan Hoàng Chiêu Trang 2 Luận văn tốt nghiệp Bảng 1.1 : Tình hình khai thác và xuất khẩu dầu khí Việt Nam :NămKhai thác dầu Xuất khẩu dầu Khai thác khíTriệu tấn/năm Tỷ m3/năm1997 9.960 9.775 0.5631998 12.320 11.890 1.0391999 15.220 14.882 1.4352000 15.860 15.423 1.5982001 17.010 16.830 1.7242002 17.097 16.864 2.1702003 17.620 17.180 3.0522004 17.500 17.200 5.744Nguồn : Petro Vietnam – Triển lãm quốc tế dầu khí Việt Nam 27 – 29/10/20041.2. Sơ lược về sản phẩm Condensate:1.2.1.Nguồn gốc Condensate:Condensate còn gọi là khí ngưng tụ, là hỗn hợp đồng thể ở dạng lỏng, có màu vàng rơm, thu được từ nguồn khí mỏ khai thác lên sau khi đã tách khí không ngưng (bao gồm khí đốt và khí hoá lỏng LPG).Quá trình ngưng tụ khí mỏ Condensate xảy ra do sự biến đổi về áp suất và nhiệt độ của khí mỏ. Dưới các mỏ khí hay dầu, các hợp chất hữu cơ có số cacbon < 17 dưới áp suất và nhiệt độ cao, chúng sẽ chuyển sang trạng thái khí hình thành lên khí mỏ. Khi khai thác khí mỏ, do sự chênh lệch áp suất mà khí mỏ theo đường ống phun lên mặt đất. Trong quá trình vận chuyển khí mỏ trong các đường ống dẫn khí hay thiết bò tách pha sơ bộ, các hydrocacbon có số C > 5 sẽ ngưng tụ tạo thành condesate nhưng vẫn còn chứa một phần khí không ngưng và khí hoá lỏng.GVHD: TS. Lê Phan Hoàng Chiêu Trang 3 Luận văn tốt nghiệpCondensate được sử dụng để làm nguyên liệu đốt trong tuabin phát điện, làm nguyên liệu pha chế xăng, chế biến thành dung môi hay làm nguyên liệu cho quá trình lọc dầu.1.2.2.Thành phần Condensate Lan Tây.Bảng 1.2. Thành phần Condensate Lan Tây:1.2.3.Tính chất và thông số của mẫu Condensate Lan Tây:GVHD: TS. Lê Phan Hoàng Chiêu Trang 4Thành phần Tỷ lệ molC3 1,08i-C4 2,19n-C4 4i-C5 5,81n-C5 5,08n-C6 13,55Mcyclopentan 3,89Benzene 2,02Cyclohexan 4,19n-C7 8,08Mcyclohexane 6,44Toluene 4,24n-C8 8,04E-benzene 0,91m-Xylene 3,65O-Xylene 0,91n-C9 6,44Cumene 0,92n-C10 6,49n-C11 3,71n-C12 2,79n-C13 1,86n-C14 1,86n-C15 0,93n-C16 0,93H2S (ppm) 0,7M-Mercaptan 4,63 Luận văn tốt nghiệp1. Ngoại quan: mẫu Condensate lỏng, đồng nhất có màu vàng rơm, không có nước tự do và tạp chất cơ học. 2. Hàm lượng nước nhũ tương,%TI .0,00 3. Tỷ trọng d420 0,7352 4. Khối lượng riêng ở 150C, kg/lít .0,7398 5. Độ nhớt động học ở 200C,cSt 0,796 6. Áp suất bão hoà,psi .12 7. Trọng lượng phân tử 107,731.2.4.Các sản phẩm chế biến từ Condensate Lan Tây:1.2.4.1.Khí đốt:Đây là hydrocacbon nhẹ, C1-C2, còn gọi là khí không ngưng, sau khi tách sẽ đem đi đốt bỏ hay làm nhiêu liệu cho các nhà máy nhiệt điện, làm nguyên liệu cho ngành hoá dầu ở Việt Nam. Hiện nay khí không ngưng đang được sử dụng để cung cấp cho nhà máy điện Bà Ròa, Phú Mỹ sau khi qua hệ thống xử lý tách loại LPG và Condensate.1.2.4.2.Khí hoá lỏng LPG (C3-C4):Đây là hỗn hợp gồm propan và butan hoá lỏng ở 10-15 atm. Đây chính là loại chất đốt gia dụng đang được sử dụng rộng rãi. Hiện nay tại nhà máy chế biến khí Dinh Cố sản xuất bupro hoá lỏng cung cấp cho các công ty phân phối như: LPG của Gas Saigon (propane/butane=20/80), LPG của Petrolimex (propane/butane = 30/50), LPG của Saigon Petro (propane/butane = 50/50). Ngoài ra, nó còn được sử dụng làm chất đốt công nghiệp dần dần thay thế nguyên liệu than đá, củi đốt đảm bảo tính kinh tế và môi trường. Một phần LPG được dùng làm nhiên liệu ô tô trong tương lai.1.2.4.3.Xăng thô:GVHD: TS. Lê Phan Hoàng Chiêu Trang 5 Luận văn tốt nghiệpXăng thô có thành phần chủ yếu gồm C5-C10 có nhiệt độ sôi từ 35- 2000C, được chia làm 2 loại: xăng nhẹ (35-1050C), xăng nặng (102- 2000C).Sau khi chưng cất xăng thô có độ ổn đònh hoá học cao, độ bốc hơi tốt nhưng lại có trò số octan thấp (xấp xỉ 65-67). Do đó, để có thể tạo thành xăng thương phẩm thì người ta phải trộn xăng thô với các sản phẩm có chỉ số RON octan cao như Reformate, MTBE.1.2.4.4.Kerozene:Kerozene hay còn gọi là dầu hoả, có nhiệt độ bốc hơi khoảng 165 – 270oC, kerozene được chế biến thành dầu hoả và nhiên liệu phản lực. Dầu hoả được sử dụng để thắp sáng trong gia đình. Hiện nay lượng kerosene làm dầu hỏa giảm, mà chủ yếu dùng chế biến nhiên liệu phản lực. 1.2.4.5.Dầu DO:Đây là dầu nặng hoặc dầu diesel có nhiệt độ chưng cất khoảng 250 - 360 0C, dùng làm nhiên liệu cho các động cơ diesel. Ngoài ra, nó còn được dùng làm nguyên liệu cho quá trình crắcking xúc tác tạo xăng và một số sản phẩm có giá trò khác. GVHD: TS. Lê Phan Hoàng Chiêu Trang 6 Luận văn tốt nghiệp1.3. Qui trình công nghệ chế biến Condesate:1.3.1. Các khái niệm:- Chưng cất là quá trình dùng nhiệt để tách một hỗn hợp lỏng thành các cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay hơi khác nhau của các cấu tử trong hỗn hợp.- Chưng cất để tách hỗn hợp có nhiều cấu tử gọi là chưng cất đa cấu tử.- Hỗn hợp có 3 cấu tử trở lên đều được gọi là hỗn hợp nhiều cấu tử. Số lượng cấu tử càng nhiều thì tính phức tạp khi chưng cất càng tăng. Do đó, người ta phân biệt ra 2 loại:• Hỗn hợp nhiều cấu tử đơn giản: là hỗn hợp mà cấu tử có thể xác đònh được về số lượng, nồng độ và chủng loại.• Hỗn hợp nhiều cấu tử phức tạp: là hỗn hợp do có nhiều cấu tử mà ta không thể xác đònh nồng độ và số lượng của chúng.Việc phân loại như trên sẽ giúp ta xây dựng được dễ dàng phương pháp tính toán trong chưng cất phân đoạn nhiều cấu tử.- Trong thiết kế, tính toán cũng như vận hành qui trình chưng cất hỗn hợp nhiều cấu tử đặc biệt là hỗn hợp phức tạp ta thường biểu diễn các phân đoạn chưng cất theo nhiệt độ chưng cất và thể tích dòch ngưng thông qua các đường cong chưng cất.• Đường cong chưng cất thực (đường TBP): mô tả sự biến thiên nhiệt độ sôi của hỗn hợp theo dòch ngưng nhận được, thể hiện tính phân đoạn triệt để trong chưng cất phân đoạn hỗn hợp nhiều cấu tử.• Đường cong chưng cất đơn giản (đường cong ASTM): có ý nghóa quan trọng trong việc phân tích mẫu dầu thô trước khi đưa vào sản xuất.• Đường cong bay hơi cân bằng (đường cong EFV): mô tả mối quan hệ cân bằng giữa hai pha hơi và lỏng ở những nhiệt độ sôi bay hơi cân bằng khác nhau tương ứng với áp suất đã cho. Từ đó, xác đònh nhiệt độ chưng cất phân đoạn theo yêu cầu sản xuất. GVHD: TS. Lê Phan Hoàng Chiêu Trang 7 Luận văn tốt nghiệp1.3.2. Các thông số và điều kiện vận hành của qui trình:- Áp suất làm việc của 2 tháp:• Tháp 5: 4atm nhằm tách đi phần xăng nhẹ và khí không ngưng• Tháp 6: chưng ở áp suất khí quyển (1,2 atm) thu được ba sản phẩm: đỉnh là xăng nặng, ngang là kerosene, đáy là cặn dầu.- Đường cong chưng cất của dầu mỏ:Bảng 1.3. Nhiệt độ tương ứng % thể tích theo đường cong chưng cất của dầu mỏ:%TT Nhiệt độASTM TPB%TT Nhiệt độASTM TPB0 37,1 -30,6 60 135,4 143,410 66,5 26,4 70 155,8 171,420 82,6 54,4 80 183,8 205,430 96,1 79,4 90 230,9 256,440 108,6 100,4 10050 120,9 121,9- Các thông số phân đoạn sản phẩm :Bảng 1.4. Các thông số phân đoạn sản phẩm:Các sản phẩm %V m3/h d T/h M Kmol/hKhí đốtXăng nhẹLuyện 5Đáy 5Xăng nặngKezoseneLuyện 6Đáy 6Condensate13294258241539191008,4517,55263915,68,12523,72515,275650,6930,7060,7010,790,780,7960,790,830,75,85612,3918,22630,8112,1686,46818,74212,67845,5701039616213516516026010073,2120,29189,85190,18590,1339,2117,1348,76455- Cân bằng vật chất:GVHD: TS. Lê Phan Hoàng Chiêu Trang 8 Luận văn tốt nghiệp• Khu vực nhập liệu tháp 5: t =1600CBảng 1.5. Cân bằng vật chất cho khu vực nhập liệu:Thành phần %V m3/h d T/hPhân đoạn hơi VtLượng hơi nhả VfLượng hồi lưu ReΣS= xăng nhẹ + khí 46484228,62,65,2260,70250,70,7160,70120,11,823,7218,23Phân đoạn lỏng LtLượng hồi lưu ReLượng nhả VfLượng sản phẩm đáy W58845836,45,22,6390,7940,7160,70,7928,93,721,8230,81GVHD: TS. Lê Phan Hoàng Chiêu Trang 9 Luận văn tốt nghiệp• Khu vực đỉnh tháp 5: t =130oCBảng 1.6. Cân bằng vật chất cho khu vực đỉnh tháp 5:Thành phầnDòng vàoT/h Kcal/kgKcal.103/hKj.103/hThành phầnDòng raT/h Kcal/kgKcal.103/hKj.103/hVt+VfR0tổng21,925,0526,97157803441,344043845,3414384,91688,7216073,62ΣS0 +RoRetổng23,483,7226,97150953492353,43845,414596,251477,17129073,45• Khu vực nhập liệu tháp 6: t=2100CBảng 1.7. Cân bằng vật chất cho khu vực nhập liệu tháp 6:Sản phẩm %V m3/h d T/hPhân đoạn hơi VtLượng hơi nhả VfLượng hồi lưu ReΣS = xăng nặng + kerozene 64,84860,825,2721,563,1223,7120,7730,790,810,7719,5351,2322,52718,258Phân đoạn lỏng LtLượng hồi lưu ReLượng nhả VfLượng sản phẩm đáy W35,28439,213,733,121,5615,230,830,810,790,8311,3962,5271,23212,641GVHD: TS. Lê Phan Hoàng Chiêu Trang 10 [...]... và tự động hóa công nghệ cao của thế kỷ 21 Khi tính toán thiết kế hệ thống chưng cất, các phương trình cân bằng vật chất và năng lượng được áp dụng để xác đònh các giá trò của các đại lượng phản ánh quá trình và kích thước thiết bò của hệ thống Tuy nhiên các kết quả tính toán thiết kế được sử dụng để chế tạo và lắp đặt thiết bò Khi vận hành thiết bò, các thỏa mãn của phương trình được xác lập lại Các. .. hỗ giữa các thông số của đối tượng, phân chia các kênh truyền tín hiệu chính và phụ, sau đó xác lập từng vòng điều chỉnh riêng để bù trừ ảnh hưởng của nhiễu Khi cần thiết, các vòng điều chỉnh chính được liên kết lại với nhau Dữ liệu để thực hiện các nhiệm vụ trên là mô hình tónh của từng đối tượng (dưới dạng phương trình cân bằng vật chất và năng lượng) Trên cơ sở các phương trình này cùng với các điều... công đoạn của quá trình, người ta diễn đạt nhiệm vụ tự động điều chỉnh các tham số công nghệ trong từng thiết bò Chất lượng sản phẩm phụ thuộc vào thông số công nghệ Do đó khi xây dựng hệ thống điều chỉnh tự động, đầu tiên xác đònh các thông số cần kiểm soát và điều chỉnh, đònh vò nơi đưa vào tác động điều khiển và xác đònh kênh truyền tín hiệu qua đối tượng Các nhiệm vụ trên được thực hiện bằng cách lập... trường, sự bất ổn đònh của các giá trò của các đại lượng biểu thò cho các dòng lưu chất, các thông số đặc trưng như hệ số truyền nhiệt K, hệ số truyền khối K c ,… không ổn đònh ở giá trò tính toán ban đầu làm ảnh hưởng đến diễn biến các quá trình trong thiết bò và chất lượng sản phẩm không đạt yêu cầu, thậm chí hệ thống thiết bò không hoạt động được Do đó chúng ta cần phải ổn đònh các đại lượng hoặc thay... biến đổi liên tục các đại lượng đầu ra phù hợp với giá trò đầu vào GVHD: TS Lê Phan Hoàng Chiêu Trang 22 Luận văn tốt nghiệp Chương 2 KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 2.1 Thuyết minh quy trình công nghệ: 2.1.1 Mục đích quá trình chế biến condensate: Condensate có đặc điểm là thành phần của nó nhẹ, các hợp chất hydrocacbon của nó chỉ có mạch cacbon đến C17 và nhiệt độ TBP ở điểm cuối 100% của nó chỉ tới 360oC... tố bên ngoài tác động lên sự hoạt động của hệ thống như nhiệt độ môi trường, tổn thất nhiệt, các tạp chất … Thông thường khi nghiên cứu hệ thống, các đại lượng đầu vào, đầu ra được xem xét không phải là giá trò tuyệt đối mà là giá trò tương đối giữa giá trò tức thời và giá trò chủ đạo của thông số công nghệ Các đại lượng được thể hiện dưới dạng sai lệch tuyệt đối (có đơn vò) hoặc sai lệch tương đối... chỉnh dao động chung quanh giá trò chủ đạo Dao động này có biên độ A và chu kỳ T và được gọi là tự dao động Thời điểm hoạt động của bộ điều chỉnh vò trí phụ thuộc vào tính chất phần tuyến tính của hệ và dạng đặc tính tónh của bộ điều chỉnh Bộ điều chỉnh vò trí có cấu trúc đơn giản, làm việc tin cậy, không phức tạp trong hiệu chỉnh và bảo trì Do đó, nếu bộ điều chỉnh vò trí đảm bảo chất lượng thì sử... dùng để thay thế chức năng kiểm tra, điền khiển của con người trong quá trình sản xuất Các hệ thống này thông báo khá chính xác các thông tin về trạng thái thiết bò, các thông số của quy trình công nghệ, Các thông tin này trước đây chỉ có những chuyên gia nhiều kinh nghiệm mới chuẩn đoán được, nhưng cũng chỉ đảm bảo ở mức độ chính xác tương đối Các thông tin của hệ thống đo phục vụ đắc lực cho quá trình... chảy chuyền và dòng lỏng đi từ trên xuống tiếp xúc với dòng khí từ dưới lên với nhiệt độ thay đổi tại đỉnh là 1200C và đáy là 195oC Trong tháp (5) là quá trình phân đoạn theo nhiệt độ (tăng dần từ đỉnh xuống đáy) nhờ sự bay hơi tương đối của các cấu tử hydrocacbon hay nói cách khác là quá trình tiếp xúc pha và truyền khối giữa hai dòng lỏng – hơi qua từng bậc nồng độ cho ra sản phẩm đỉnh giàu các hydrocacbon... đỉnh giàu các hydrocacbon nhẹ (C3,C4 và khí không ngưng) Dòng lỏng bao gồm dòng hoàn lưu từ mâm trên cùng của phần cất với tỷ số hoàn lưu thích hợp và dòng nhập liệu từ vò trí mâm nhập liệu Cùng với dòng lỏng này các hydrocacbon nặng trong hơi bò ngưng tụ và thu hồi về khu vực đáy tháp, tạo nên cột chất lỏng ở đáy tháp Dòng hơi sinh ra từ sản phẩm đáy được gia nhiệt và một phần bốc hơi quay trở lại tháp . hệ thống xử lý tách loại LPG và Condensate.1.2.4.2.Khí hoá lỏng LPG (C3-C4):Đây là hỗn hợp gồm propan và butan hoá lỏng ở 10-15 atm. Đây chính là loại chất. cất, các phương trình cân bằng vật chất và năng lượng được áp dụng để xác đònh các giá trò của các đại lượng phản ánh quá trình và kích thước thiết bò của