MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT vi LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: 2 GIỚI THIỆU VỀ DẦU THÔ, CHỨC NĂNG NHIỆM VỤ CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU 2 1.1.Giới thiệu sơ lược về dầu thô 2 1.1.1.Thành phần cơ bản dầu thô 2 1.1.2.Tính chất của dầu thô 2 1.2.Tổng quan về sản phẩm dầu mỏ 4 1.2.1.Các sản phẩm năng lượng 4 1.2.2.Các sản phẩm phi năng lượng 7 1.3.Giới thiệu về dầu thô Arập Saudi 9 1.4.Chức năng nhiệm vụ của nhà máy lọc dầu 12 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT 14 2.1.Phân xưởng chưng cất khí quyển 14 2.1.1.Mục đích phân xưởng 14 2.1.2.Nguyên liệu 14 2.1.3.Tính toán cân bằng vật chất cho phân xưởng 14 2.1.3.2.Thiếp lập đường cong chưng cất điểm sôi thực của các phân đoạn 14 2.1.3.3.Tỷ trọng và hàm lượng lưu huỳnh 16 2.1.3.4.Nhiệt độ sôi trung bình thể tích các phân đoạn 18 2.1.3.5.Hệ số Kw 19 2.1.3.6.Áp suất hơi bão hòa 19 2.1.3.7.Khối lượng phân tử 20 2.1.3.8.Độ nhớt 20 2.2.Phân xưởng chưng cất chân không 22 2.2.1. Nguyên liệu 22 2.2.2. Mục đích 22 2.2.3.Cân bằng vật chất cho phẩn xưởng 23 2.2.3.2.Tỷ trọng và hàm lượng lưu huỳnh 24 2.3.Phân xưởng Cracking nhiệt (Thermal Cracking) 25 2.3.1.Nguyên liệu 25 2.3.3.Tính toán cân bằng vật chất cho phân xưởng. 26 2.3.3.3.Hàm lượng lưu huỳnh và tỷ trọng của sản phẩm 27 2.4.Phân xưởng HDS 28 2.4.1.Chức năng của phân xưởng 28 2.5.Nguyên liệu 28 2.5.1.Tính toán cân bằng vật chất cho phẩn xưởng 29 2.6.Phân xưởng FCC 35 2.6.1.Nguyên liệu 35 2.6.2.Mục đích 35 2.6.3.Cân bằng vật chất phân xưởng. 36 2.7.Phân xưởng phân tách xăng 39 2.7.1.Mục đích phân xưởng 39 2.7.2.Nguyên liệu 39 2.7.3.Cân bằng vật chất phân xưởng 39 2.8.Phân xưởng Reforming xúc tác 42 2.8.1.Nguyên liệu 42 2.8.2.Mục đích phân xưởng 43 2.8.3.Cân bằng vật chất phân xưởng 43 2.9.Phân xưởng Alkyl hóa 45 2.9.1.Nguyên liệu 45 2.9.2.Mục đích 45 2.9.3.Cân bằng vật chất phân xưởng. 45 2.10.Bảng cân bằng vật chất các sản phẩm chính của các phân xưởng 48 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ THÁP CHƯNG CẤT KHÍ QUYỂN 49 3.1.Thiết kế kích thước tháp chưng cất khí quyển 49 3.2.Cân bằng vật chất cho tháp CDU và vùng bốc hơi 50 3.2.1.Bảng cân bằng vật chất cho tháp CDU: 50 3.2.2.Bảng cân bằng vật chất cho vùng bốc hơi: 50 3.3.Tính toán nhệt độ vùng bôc hơi: 50 3.4.Tính toán nhiệt độ tại đĩa tháo sản phẩm 52 3.5.Tính toán nhiệt độ đỉnh tháp 54 3.6.Tính toán nhiệt độ sản phẩm cặn 54 3.7.Tính toán nhiệt độ của sản phẩm lấy ra 56 3.8. Cân bằng năng lượng cho toàn tháp và tính công suất nhiệt cho toàn bộ bình ngưng t 58 3.9.Tính toán công suất nhiệt của bình ngưng tụ 59 3.10.Tính lưu lượng lỏng chảy từ đĩa ở đỉnh 60 3.11.Đánh giá tiêu chuẩn của phân đoạn 61 3.12.Tính công suất nhiệt của pump around 69 3.13.Tính lưu lượng lỏng hồi lưu ở vùng bốc hơi 70 3.14.Tính đường kính tháp 72 KẾT LUẬN 75 PHỤ LỤC I 76 PHỤ LỤC II 108 TÀI LIỆU THAO KHẢO 120 DANH MỤC HÌNH Hình 1: Đường cong chưng cất điểm sôi thực của dầu thô Saudi 11 Hình 2: Đường cong API của dầu thô Saudi nặng 11 Hình 3: Đường cong hàm lượng lưu huỳnh của dầu thô Saudi Nặng 12 Hình 3.1: Cân bằng nhiệt cho vùng bốc hơi 55 Hình 3.2: Cân bằng nhiệt cho bình ngưng tụ 59 Hình 3.3: Lưu lượng lỏng trên đĩa ở đỉnh tháp 60 Hình 3.4: Cân bằng năng lượng cho các dòng thân tháp, tính lưu lượng hồi lưu bên dưới đĩa tháo sản phẩm LGO 62 Hình 3.5: Cân bằng nhiệt cho pump around 69 Hình 3.6: Tháp chưng cất khí quyển và các thông số 74 DANH MỤC BẢNG DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT xi Bảng 1.1: Tính chất tỷ trọng, hàm lượng, lưu huỳnh của 24 cấu tử giả 10 Bảng 2.1: khoảng nhiệt độ các phân đoạn của tháp chưng cất khí quyển 14 Bảng 2.2: Tương quan đường cong ASTM và TBP phân đoạn Naphtha 15 Bảng 2.3: Tương quan đường cong ASTM và TBP phân đoạn Kerosene 15 Bảng 2.4: Tương quan đường cong ASTM và TBP phân đoạn LGO 16 Bảng 2.5: Tương quan đường cong ASTM và TBP phân đoạn HGO 16 Bảng 2.6: Tỷ trọng và hàm lượng lưu huỳnh phân đoạn Naphtha 17 Bảng 2.7: Tỷ trọng và hàm lượng lưu huỳnh phân đoạn Kerosene 17 Bảng 2.8: Tỷ trọng và hàm lượng lưu huỳnh phân đoạn LGO 17 Bảng 2.9: Tỷ trọng và hàm lượng lưu huỳnh phân đoạn HGO 18 Bảng 2.10: Tỷ trọng và hàm lượng lưu huỳnh các phân đoạn 18 Bảng 2.11: Nhiệt độ sôi trung bình các phân đoạn 19 Bảng 2.12: Hệ số Kw của các phân đoạn 19 Bảng 2.13: Áp suất hơi bão hòa của các phân đoạn 20 Bảng 2.14: Khối lượng phân tử trung bình của các phân đoạn 20 Bảng 2.15: Độ nhớt của các phân đoạn 21 Bảng 2.16: Chỉ số độ nhớt của các phân đoạn 21 Bảng 2.17: Điểm chớp cháy của các phân đoạn 21 Bảng 2.18: Chỉ số điểm chớp cháy của các phân đoạn 21 Bảng 2.19: Tổng hợp điểm chớp cháy, chỉ số điểm chớp cháy của các phân đoạn 22 Bảng 2.20: Chỉ số điểm chảy của các phân đoạn 22 Bảng 2.21: Tương quan đường cong ASTM và TPB của phân đoạn LVGO 24 Bảng 2.22: Tương quan đường cong ASTM và TPB của phân đoạn HVGO 24 Bảng 2.23: Tỷ trọng, hàm lượng lưu huỳnh của phân đoạn LVGO và HVGO 25 Bảng 2.24: Tính chất của sản phẩm phân xưởng chưng cất chân không 25 Bảng 2.25: Tính chất nguồn nguyên liệu của phân xưởng Cracking nhiệt 26 Bảng 2.26: Hiệu suất thu sản phẩm của phân xưởng Cracking nhiệt 27 Bảng 2.27: Tính chất sản phẩm của phân xưởng Cracking nhiệt 28 Bảng 2.28: Tính chất sản phẩm của phân xưởng Cracking nhiệt 28 Bảng 2.29: Tính chất nguồn nguyên liệu của phân xưởng HDS của nguyên liệu HVGO 29 Bảng 2.30: Tính chất sản phẩm của phân xưởng HDS của nguyên liệu HVGO 30 Bảng 2.31: Tính chất nguồn nguyên liệu của phân xưởng HDS của nguyên liệu LVGO 31 Bảng 2.32: Tính chất sản phẩm của phân xưởng HDS của nguyên liệu lVGO 31 Bảng 2.33: Tính chất nguồn nguyên liệu của phân xưởng HDS của nguyên liệu Diesel 32 Bảng 2.34: Tính chất sản phẩmcủa phân xưởng HDS của nguyên liệu HVGO 33 Bảng 2.35: Tính chất nguồn nguyên liệu của phân xưởng HDS của nguyên liệu Kerosene 33 Bảng 2.36: Tính chất sản phẩm của phân xưởng HDS của nguyên liệu Kerosene 34 Bảng 2.37: Tính chất nguồn nguyên liệu của phân xưởng HDS của nguyên liệu Naphtha 34 Bảng 2.38: Lưu lượng khí tham gia phản ứng của phân xưởng Naphtha 35 Bảng 2.39: Tính chất dòng nguyên liệu khí 35 Bảng 2.40: Tính chất sản phẩm của phân xưởng HDS của nguyên liệu Naphtha 35 Bảng 2.41: Tính chất nguồn nguyên liệu của phân xưởng FCC 37 Bảng 3.42: Hiệu suất thu sản phẩm của phân xưởng FCC 37 Bảng 2.43: Lưu lượng của sản phẩm FCC 38 Bảng 2.44: Tính chất của sản phẩm C3 – C5 38 Bảng 2.45: Tính chất sản phẩm phân xưởng FCC 39 Bảng 2.46: Tính chất dòng nguyên liệu Gas to C5 đến từ phân xưởng CDU 40 Bảng 2.47: Tính chất dòng nguyên liệu Gas to C5 đến từ phân xưởng Cracking nhiệt 40 Bảng 2.48: Tính chất dòng nguyên liệu Gas to C5 hợp nhất 40 Bảng 2.49: Tính chất dòng CDU Naphtha 41 Bảng 2.50: Tính chất dòng nguyên liệu Naphtha đến từ các phân xưởng khác 41 Bảng 2.51: Tỷ lệ LN và HN trong sản phẩm 41 Bảng 2.52: Tính chất sản phẩm LN 42 Bảng 2.53: Tính chất sản phẩm HN 42 Bảng 2.54: Tính chất sản phẩm phân xưởng phân tách xăng 42 Bảng 2.55: Tính chất dòng nguyên liệu của phân xưởng Reforming xúc tác 43 Bảng 2.56: Hiệu suất thu sản phẩm của phân xưởng Reforming xúc tác 43 Bảng 2.57: Tỷ trọng của các cấu tử nhẹ 44 Bảng 2.58: Tính chất dòng sản phẩm của phân xưởng Reforming xúc tác 45 Bảng 2.59: Tính chất dòng nguyên liệu của phân xưởng Alkyl hóa 45 Bảng 2.60: Lưu lượng của các sản phẩm 46 Bảng 2.61: Thành phần sản phẩm Alkyltate của protylene 46 Bảng 2.62: Thành phần sản phẩm Alkyltate của butylene 46 Bảng 2.63: Tổng lưu lượng sản phẩm của phân xưởng Alkyl hóa 47 Bảng 2.64: Bảng cân bằng vật chất các sản phẩm chính của các phân xưởng 48 Bảng 3.1: Cân bằng vật chất cho tháp chưng cất khí quyển 50 Bảng 3.2: Cân bằng vật chất cho vùng bốc hơi 50 Bảng 3.3: Nhiệt độ của phân đoạn theo đường cong TBP, DRL, FRL 51 Bảng 3.4: Nhiệt độ bốc hơi của từng phân đoạn 51 Bảng 3.5: Hằng số cân bằng K cho các cấu tử ở đỉnh 54 Bảng 3.6: Lượng nhiệt được cung cấp bởi dòng vào vùng bốc hơi 55 Bảng 3.7: Lượng nhiệt được lấy đi bởi dòng ra vùng bốc hơi 56 Bảng 3.8: Nhiệt cung cấp bởi dòng vào tháp stripper (vùng tách HGO) 56 Bảng 3.9: Lượng nhiệt được lấy ra bởi các dòng ra khỏi tháp (vùng tách HGO) 56 Bảng 3.10: Lượng nhiệt được cung cấp bởi dòng vào tháp striper (vùng tách LGO) 57 Bảng 3.11: Lượng nhiệt được lấy ra bởi các dòng ra khỏi tháp ( vùng tách LGO) 57 Bảng 3.12: Lượng nhiệt được cung cấp bởi các dòng đi vào tháp ( vùng tách kerosene) 57 Bảng 3.13: Lượng nhiệt được lấy ra bởi các dòng ra khỏi tháp (vùng tách kerosen) 58 Bảng 3.14: Nhiệt lượng của dầu thô khi vào tháp 58 Bảng 3.15: Cân bằng nhiệt lượng cho toàn tháp 58 Bảng 3.16: Cân bằng nhiệt cho bình ngưng tụ đỉnh 59 Bảng 3.17: Cân bằng nhiệt cho đĩa 45 61 Bảng 3.18: Cân bằng nhiệt cho đĩa tháo sản phẩm kerosene (đĩa 34) 63 Bảng 3.19: Cân bằng nhiệt cho bình ngưng tụ đỉnh (với tỷ số hồi lưu là 1.5) 64 Bảng 3.20: Cân bằng nhiệt cho đĩa 45 (với tỷ số hồi lưu là 1.5) 64 Bảng 3.21: Cân bằng nhiệt cho tháp (với tỷ số hồi lưu là 1.5) 65 Bảng 3.22: Hằng số cân bằng của các cấu tử ở đỉnh (với tỷ số hồi lưu là 2) 66 Bảng 3.23: Bảng cân bằng nhiệt cho bình ngưng tụ đỉnh (với tỷ số hồi lưu là 2) 67 Bảng 3.24: Cân bằng nhiệt cho đĩa 45 (với tỷ số hồi lưu là 2) 67 Bảng 3.25: Cân bằng nhiệt cho đĩa 34 (đĩa tháo kerosene với tỷ số hồi lưu là 2) 68 Bảng 3.26: Cân bằng nhiệt lượng cho vùng bốc hơi 71 Bảng 3.27: Đường kính tháp tại vùng bốc hơi: 73 DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT API American Petroleum Institute ASTM American Society for Testing Materials AR Atmospheric Residue BblsDAY Barrelsday BPCD Barrels Per Calender Day BTX Benzen – Toluen Xylene BPSD Barrels Per Sream Day CDU Cruide Distillation Unit CRU Cruide oil CCR Carbon Conradson Residue DES HVGO Desulfur Heavy Vacuum Gas Oil DES LVGO Desulfur Light Vacuum Gas Oil DES LGO Desulfur Light Gas Oil DES KEROSENE Desulfur Kerosene DRL Distillation Reference Lines EFV Equilibrium Flash Vaporization FRL Flash Reference Lines FCC Fluid Catalytic Cracking F Fahrenheit GPH Gallon Per Hour HGO Heavy Gas Oil HDS Hydrodesulfurization HN Heavy Naphtha IBP Initial Boiling Point LVGO Light vacuum Gas Oil LEH Light ends Hidrogen LN Light Naphtha LCO Light Cycle Oil MEABP Mean Average Boiling Point MABP Moles Average Boiling Point MW Moles Weight mmLbsday million poundday mmScfday million Standard Cubic Feetday mmBtuhr million British Thermal Unitday PA Pump Around RES Residue Ref Reference Cor Correlated RON Research Octan Number SCFP Standard Cubic Feet Per barrel SG Specific Gravity TC Thermal Cracking TBP True Boiling Point VDU Vacuum Distillation Unit VR Vacuum Residue VABP Volumn Average Boiling Point WABP Weight Average Boiling Point Wt Weight LỜI MỞ ĐẦU Kể từ năm 1859, khi dầu mỏ bắt đầu được khám phá cho đến ngày nay, nguồn tài nguyên mà người ta gọi là « vàng đen » đã tạo nên một nền văn minh mà người ta gọi là « nền văn minh dầu mỏ », và nó là nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu cho con người trong hiện tại và tương lai gần. Cho đến nay, dầu thô đã được nghiên cứu chế biến thành nhiều phân đoạn phù hợp với mục đích sử dụng của con người, từ các phân đoạn này, người ta có thể sử dụng nó như một sản phẩm phục vụ mục đích năng lượng hay các sản phẩm phi năng lượng khác. Cùng với sự ra đời của động cơ đốt trong, các loại động cơ ô tô, tàu thủy, hàng không, các phân đoạn sản phẩm dầu mỏ trở thành nguồn nhiên liệu chủ yếu, là động lực phát triển nền kinh tế thế giới. Hơn nữa, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là hóa học, dầu mỏ trở thành nguồn nguyên liệu phong phú cho ngành công nghiệp hóa dầu, sản xuất các sản phẩm phi năng lượng. Hầu như các sản phẩm có mặt trong đời sống hàng ngày đều được làm từ sản phẩm hóa dầu : giày da, túi nhựa, dược phẩm,…Các sản phẩm năng lượng cũng như phi năng lượng đang ngày càng đòi hỏi những tiêu chuẩn khắc khe hơn, trong đó chủ yếu là tiêu chuẩn môi trường. Do vậy, xu hướng hiện nay là nghiên cứu, khám phá ra các công nghệ phù hợp, tìm tòi các vật liệu xúc tác nhiều ưu điểm hơn để xử lý các nguồn dầu thô chất lượng ngày càng thấp, tỷ trọng càng lớn, thành phần càng chứa nhiều tạp chất sang các sản phẩm chất lượng càng tốt, càng thân thiện với môi trường. Vì vậy, đối với sinh viên Lọc hóa dầu, việc hiểu những yêu cầu và kiến thức cơ bản về các quá trình lọc, chế biến dầu thô. Trong đồ án này sinh viên sẽ cũng cố các kiên thức về quá trình lọc tách dầu cũng như làm quen việc tính toán thiết kế một tháp chưng cất.
Đồ Án Tốt Nghiệp Khí i Cơng Nghệ Hóa Học – Dầu & LỜI CẢM ƠN Sau ba tháng làm việc, nhóm em hồn thành đề tài theo thời hạn giao Thành đạt hôm nỗ lực thân hướng dẫn giúp đỡ tận tình thầy cơ, động viên nhiệt tình từ gia đình bạn bè Về phía nhà trường, nhóm em xin chân thành cám ơn lãnh đạo nhà trường thầy thuộc Bộ mơn Cơng nghệ Hóa học Dầu Khí, Khoa Hóa Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Đà Nẵng tạo điều kiện cũng trang bị cho em những kiến thức tảng trước nhận đồ án tốt nghiệp Đặc biệt, nhóm em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS Đặng Kim Hồng hướng dẫn đề tài tận tình giúp đỡ nhóm em suốt thời gian thực đồ án tốt nghiệp Về phía bạn bè, cảm ơn tất những người bạn giúp đỡ em tháo gỡ những khó khăn gặp phải làm đồ án Nhóm em xin trân trọng gửi đến quý thầy cơ, gia đình bạn bè em những lời chúc tốt đẹp nhất! Đà Nẵng, tháng 05 năm 2015 Sinh viên thực Nguyễn Như Phú Lê Văn Trung SVTH: Nguyễn Như Phú – Lê Văn Trung – 10H5 GVHD: TS Đặng Kim Hồng Đồ Án Tốt Nghiệp Khí ii Cơng Nghệ Hóa Học – Dầu & MỤC LỤC DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT .xi Bảng 1.1: Tính chất tỷ trọng, hàm lượng, lưu huỳnh 24 cấu tử giả Bảng 2.1: Khoảng nhiệt độ phân đoạn tháp chưng cất khí .13 Bảng 2.2: Tương quan đường cong ASTM TBP phân đoạn Naphtha 13 Bảng 2.3: Tương quan đường cong ASTM TBP phân đoạn Kerosene 14 Bảng 2.4: Tương quan đường cong ASTM TBP phân đoạn LGO 14 Bảng 2.5: Tương quan đường cong ASTM TBP phân đoạn HGO 15 Bảng 2.6: Tỷ trọng hàm lượng lưu huỳnh phân đoạn Naphtha 15 Bảng 2.7: Tỷ trọng hàm lượng lưu huỳnh phân đoạn Kerosene 16 16 Bảng 2.8: Tỷ trọng hàm lượng lưu huỳnh phân đoạn LGO 16 Bảng 2.9: Tỷ trọng hàm lượng lưu huỳnh phân đoạn HGO 17 Bảng 2.10: Tỷ trọng hàm lượng lưu huỳnh phân đoạn 17 Bảng 2.11: Nhiệt độ sơi trung bình phân đoạn 18 Bảng 2.12: Hệ số Kw phân đoạn 18 Bảng 2.13: Áp suất bão hòa phân đoạn 18 Bảng 2.14: Khối lượng phân tử trung bình phân đoạn .19 Bảng 2.15: Độ nhớt phân đoạn 20 Bảng 2.16: Chỉ số độ nhớt phân đoạn 20 Bảng 2.17: Điểm chớp cháy phân đoạn .20 Bảng 2.18: Chỉ số điểm chớp cháy phân đoạn 20 Bảng 2.19: Tổng hợp điểm chớp cháy, số điểm chớp cháy phân đoạn 21 Bảng 2.20: Chỉ số điểm chảy phân đoạn .21 Bảng 2.21: Tương quan đường cong ASTM TPB phân đoạn LVGO 23 SVTH: Nguyễn Như Phú – Lê Văn Trung – 10H5 GVHD: TS Đặng Kim Hoàng Đồ Án Tốt Nghiệp Khí iii Cơng Nghệ Hóa Học – Dầu & Bảng 2.22: Tương quan đường cong ASTM TPB phân đoạn HVGO .23 Bảng 2.23: Tỷ trọng, hàm lượng lưu huỳnh phân đoạn LVGO HVGO 24 Bảng 2.24: Tính chất sản phẩm phân xưởng chưng cất chân không 24 Bảng 2.25: Tính chất nguồn nguyên liệu phân xưởng Cracking nhiệt 25 Bảng 2.26: Hiệu suất thu sản phẩm phân xưởng Cracking nhiệt 26 Bảng 2.27: Tính chất sản phẩm phân xưởng Cracking nhiệt .27 Bảng 2.28: Tính chất sản phẩm phân xưởng Cracking nhiệt .27 Bảng 2.29: Tính chất nguồn nguyên liệu phân xưởng HDS nguyên liệu HVGO 28 Bảng 2.30: Tính chất sản phẩm phân xưởng HDS nguyên liệu HVGO .29 Bảng 2.31: Tính chất nguồn nguyên liệu phân xưởng HDS nguyên liệu LVGO 30 Bảng 2.32: Tính chất sản phẩm phân xưởng HDS nguyên liệu LVGO 30 Bảng 2.33: Tính chất nguồn nguyên liệu phân xưởng HDS nguyên liệu Diesel 31 Bảng 2.34: Tính chất sản phẩm phân xưởng HDS nguyên liệu HVGO .31 Bảng 2.35: Tính chất nguồn nguyên liệu phân xưởng HDS nguyên liệu Kerosene 32 Bảng 2.36: Tính chất sản phẩm phân xưởng HDS nguyên liệu Kerosene 32 Bảng 2.37: Tính chất nguồn nguyên liệu phân xưởng HDS nguyên liệu Naphtha .33 Bảng 2.38: Lưu lượng khí tham gia phản ứng phân xưởng Naphtha .33 Bảng 2.39: Tính chất dịng nguyên liệu khí 34 Bảng 2.40: Tính chất sản phẩm phân xưởng HDS nguyên liệu Naphtha 34 Bảng 2.41: Tính chất nguồn nguyên liệu phân xưởng FCC .35 Bảng 3.42: Hiệu suất thu sản phẩm phân xưởng FCC .36 Bảng 2.43: Lưu lượng sản phẩm FCC 36 Bảng 2.44: Tính chất sản phẩm C3 – C5 .37 Bảng 2.45: Tính chất sản phẩm phân xưởng FCC .38 Bảng 2.46: Tính chất dịng ngun liệu Gas to C5 đến từ phân xưởng CDU 38 Bảng 2.47: Tính chất dịng ngun liệu Gas to C5 đến từ phân xưởng Cracking nhiệt 39 SVTH: Nguyễn Như Phú – Lê Văn Trung – 10H5 GVHD: TS Đặng Kim Hồng iii Đồ Án Tốt Nghiệp Khí iv Cơng Nghệ Hóa Học – Dầu & Bảng 2.48: Tính chất dòng nguyên liệu Gas to C5 hợp 39 39 Bảng 2.49: Tính chất dòng CDU Naphtha 39 Bảng 2.50: Tính chất dòng nguyên liệu Naphtha đến từ phân xưởng khác .40 Bảng 2.51: Tỷ lệ LN HN sản phẩm 40 Bảng 2.52: Tính chất sản phẩm LN 40 Bảng 2.53: Tính chất sản phẩm HN 41 Bảng 2.54: Tính chất sản phẩm phân xưởng phân tách xăng 41 Bảng 2.55: Tính chất dịng ngun liệu phân xưởng Reforming xúc tác 42 Bảng 2.56: Hiệu suất thu sản phẩm phân xưởng Reforming xúc tác 42 Bảng 2.57: Tỷ trọng cấu tử nhẹ 42 Bảng 2.58: Tính chất dịng sản phẩm phân xưởng Reforming xúc tác .43 Bảng 2.59: Tính chất dịng ngun liệu phân xưởng Alkyl hóa 44 Bảng 2.60: Lưu lượng sản phẩm 45 Bảng 2.61: Thành phần sản phẩm Alkyltate protylene .45 Bảng 2.62: Thành phần sản phẩm Alkyltate butylene 45 Bảng 2.63: Tổng lưu lượng sản phẩm phân xưởng Alkyl hóa 45 Bảng 2.64: Bảng cân vật chất sản phẩm phân xưởng 46 Bảng 3.1: Cân vật chất cho tháp chưng cất khí 48 Bảng 3.2: Cân vật chất cho vùng bốc 49 Bảng 3.3: Nhiệt độ phân đoạn theo đường cong TBP, DRL, FRL .50 Bảng 3.4: Nhiệt độ bốc phân đoạn .50 Bảng 3.5: Hằng số cân K cho cấu tử đỉnh .53 Bảng 3.6: Lượng nhiệt cung cấp dòng vào vùng bốc 54 Bảng 3.7: Lượng nhiệt lấy dòng vùng bốc 55 Bảng 3.8: Nhiệt cung cấp dòng vào tháp stripper (vùng tách HGO) 55 SVTH: Nguyễn Như Phú – Lê Văn Trung – 10H5 GVHD: TS Đặng Kim Hoàng Đồ Án Tốt Nghiệp Khí v Cơng Nghệ Hóa Học – Dầu & Bảng 3.9: Lượng nhiệt lấy dòng khỏi tháp (vùng tách HGO) 55 Bảng 3.10: Lượng nhiệt cung cấp dòng vào tháp striper (vùng tách LGO) .56 Bảng 3.11: Lượng nhiệt lấy dòng khỏi tháp ( vùng tách LGO) 56 Bảng 3.12: Lượng nhiệt cung cấp dòng vào tháp (vùng tách kerosene) .56 Bảng 3.13: Lượng nhiệt lấy dòng khỏi tháp (vùng tách kerosen) .57 Bảng 3.14: Nhiệt lượng dầu thô vào tháp 57 Bảng 3.15: Cân nhiệt lượng cho toàn tháp .57 Bảng 3.16: Cân nhiệt cho bình ngưng tụ đỉnh 58 Bảng 3.17: Cân nhiệt cho đĩa 45 60 Bảng 3.18: Cân nhiệt cho đĩa tháo sản phẩm kerosene (đĩa 34) 62 Bảng 3.19: Cân nhiệt cho bình ngưng tụ đỉnh (với tỷ số hồi lưu 1.5) 63 Bảng 3.20: Cân nhiệt cho đĩa 45 (với tỷ số hồi lưu 1.5) 63 Bảng 3.21: Cân nhiệt cho tháp (với tỷ số hồi lưu 1.5) 64 Bảng 3.22: Hằng số cân cấu tử đỉnh (với tỷ số hồi lưu 2) 65 Bảng 3.23: Bảng cân nhiệt cho bình ngưng tụ đỉnh (với tỷ số hồi lưu 2) 66 Bảng 3.24: Cân nhiệt cho đĩa 45 (với tỷ số hồi lưu 2) 66 Bảng 3.25: Cân nhiệt cho đĩa 34 (đĩa tháo kerosene với tỷ số hồi lưu 2) 67 Bảng 3.26: Cân nhiệt lượng cho vùng bốc 70 Bảng 3.27: Đường kính tháp vùng bốc hơi: 72 Bảng 3.2: Bảng tra enthalpy nước dùng cho thiết kế CDU .104 SVTH: Nguyễn Như Phú – Lê Văn Trung – 10H5 GVHD: TS Đặng Kim Hoàng Đồ Án Tốt Nghiệp Khí vi Cơng Nghệ Hóa Học – Dầu & DANH MỤC HÌNH Hình 1: Đường cong chưng cất điểm sôi thực dầu thô Saudi 10 Hình 2: Đường cong API dầu thô Saudi nặng .10 Hình 3: Đường cong hàm lượng lưu huỳnh dầu thô Saudi nặng .11 Hình 3.1: Cân nhiệt cho vùng bốc 54 Hình 3.2: Cân nhiệt cho bình ngưng tụ 58 Hình 3.3: Lưu lượng lỏng đĩa đỉnh tháp 59 Hình 3.4: Cân lượng cho dịng thân tháp, tính lưu lượng hồi lưu bên đĩa tháo sản phẩm LGO 61 Hình 3.5: Cân nhiệt cho pump around .68 Hình 3.6: Tháp chưng cất khí thông số 73 SVTH: Nguyễn Như Phú – Lê Văn Trung – 10H5 GVHD: TS Đặng Kim Hoàng Đồ Án Tốt Nghiệp Khí vii Cơng Nghệ Hóa Học – Dầu & DANH MỤC BẢNG DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT xi Bảng 1.1: Tính chất tỷ trọng, hàm lượng, lưu huỳnh 24 cấu tử giả .9 Bảng 2.1: Khoảng nhiệt độ phân đoạn tháp chưng cất khí .13 Bảng 2.2: Tương quan đường cong ASTM TBP phân đoạn Naphtha 13 Bảng 2.3: Tương quan đường cong ASTM TBP phân đoạn Kerosene 14 Bảng 2.4: Tương quan đường cong ASTM TBP phân đoạn LGO 14 Bảng 2.5: Tương quan đường cong ASTM TBP phân đoạn HGO 15 Bảng 2.6: Tỷ trọng hàm lượng lưu huỳnh phân đoạn Naphtha 15 Bảng 2.7: Tỷ trọng hàm lượng lưu huỳnh phân đoạn Kerosene 16 16 Bảng 2.8: Tỷ trọng hàm lượng lưu huỳnh phân đoạn LGO 16 Bảng 2.9: Tỷ trọng hàm lượng lưu huỳnh phân đoạn HGO 17 Bảng 2.10: Tỷ trọng hàm lượng lưu huỳnh phân đoạn 17 Bảng 2.11: Nhiệt độ sơi trung bình phân đoạn 18 Bảng 2.12: Hệ số Kw phân đoạn 18 Bảng 2.13: Áp suất bão hòa phân đoạn 18 Bảng 2.14: Khối lượng phân tử trung bình phân đoạn 19 Bảng 2.15: Độ nhớt phân đoạn 20 Bảng 2.16: Chỉ số độ nhớt phân đoạn 20 Bảng 2.17: Điểm chớp cháy phân đoạn .20 Bảng 2.18: Chỉ số điểm chớp cháy phân đoạn .20 Bảng 2.19: Tổng hợp điểm chớp cháy, số điểm chớp cháy phân đoạn 21 Bảng 2.20: Chỉ số điểm chảy phân đoạn 21 Bảng 2.21: Tương quan đường cong ASTM TPB phân đoạn LVGO .23 SVTH: Nguyễn Như Phú – Lê Văn Trung – 10H5 GVHD: TS Đặng Kim Hồng vii Đồ Án Tốt Nghiệp & Khí viii Cơng Nghệ Hóa Học – Dầu Bảng 2.22: Tương quan đường cong ASTM TPB phân đoạn HVGO .23 Bảng 2.23: Tỷ trọng, hàm lượng lưu huỳnh phân đoạn LVGO HVGO 24 Bảng 2.24: Tính chất sản phẩm phân xưởng chưng cất chân không 24 Bảng 2.25: Tính chất nguồn nguyên liệu phân xưởng Cracking nhiệt .25 Bảng 2.26: Hiệu suất thu sản phẩm phân xưởng Cracking nhiệt .26 Bảng 2.27: Tính chất sản phẩm phân xưởng Cracking nhiệt .27 Bảng 2.28: Tính chất sản phẩm phân xưởng Cracking nhiệt .27 Bảng 2.29: Tính chất nguồn nguyên liệu phân xưởng HDS nguyên liệu HVGO 28 Bảng 2.30: Tính chất sản phẩm phân xưởng HDS nguyên liệu HVGO 29 Bảng 2.31: Tính chất nguồn nguyên liệu phân xưởng HDS nguyên liệu LVGO 30 Bảng 2.32: Tính chất sản phẩm phân xưởng HDS nguyên liệu LVGO 30 Bảng 2.33: Tính chất nguồn nguyên liệu phân xưởng HDS nguyên liệu Diesel 31 Bảng 2.34: Tính chất sản phẩm phân xưởng HDS nguyên liệu HVGO 31 Bảng 2.35: Tính chất nguồn nguyên liệu phân xưởng HDS nguyên liệu Kerosene .32 Bảng 2.36: Tính chất sản phẩm phân xưởng HDS nguyên liệu Kerosene 32 Bảng 2.37: Tính chất nguồn nguyên liệu phân xưởng HDS nguyên liệu Naphtha 33 Bảng 2.38: Lưu lượng khí tham gia phản ứng phân xưởng Naphtha 33 Bảng 2.39: Tính chất dịng ngun liệu khí .34 Bảng 2.40: Tính chất sản phẩm phân xưởng HDS nguyên liệu Naphtha 34 Bảng 2.41: Tính chất nguồn nguyên liệu phân xưởng FCC 35 Bảng 3.42: Hiệu suất thu sản phẩm phân xưởng FCC 36 Bảng 2.43: Lưu lượng sản phẩm FCC 36 Bảng 2.44: Tính chất sản phẩm C3 – C5 .37 Bảng 2.45: Tính chất sản phẩm phân xưởng FCC 38 Bảng 2.46: Tính chất dịng ngun liệu Gas to C5 đến từ phân xưởng CDU 38 Bảng 2.47: Tính chất dịng ngun liệu Gas to C5 đến từ phân xưởng Cracking nhiệt 39 SVTH: Nguyễn Như Phú – Lê Văn Trung – 10H5 GVHD: TS Đặng Kim Hồng viii Đồ Án Tốt Nghiệp Khí ix Cơng Nghệ Hóa Học – Dầu & Bảng 2.48: Tính chất dịng ngun liệu Gas to C5 hợp 39 39 Bảng 2.49: Tính chất dịng CDU Naphtha 39 Bảng 2.50: Tính chất dòng nguyên liệu Naphtha đến từ phân xưởng khác 40 Bảng 2.51: Tỷ lệ LN HN sản phẩm .40 Bảng 2.52: Tính chất sản phẩm LN 40 Bảng 2.53: Tính chất sản phẩm HN 41 Bảng 2.54: Tính chất sản phẩm phân xưởng phân tách xăng 41 Bảng 2.55: Tính chất dịng nguyên liệu phân xưởng Reforming xúc tác 42 Bảng 2.56: Hiệu suất thu sản phẩm phân xưởng Reforming xúc tác 42 Bảng 2.57: Tỷ trọng cấu tử nhẹ .42 Bảng 2.58: Tính chất dịng sản phẩm phân xưởng Reforming xúc tác 43 Bảng 2.59: Tính chất dịng ngun liệu phân xưởng Alkyl hóa 44 Bảng 2.60: Lưu lượng sản phẩm 45 Bảng 2.61: Thành phần sản phẩm Alkyltate protylene .45 Bảng 2.62: Thành phần sản phẩm Alkyltate butylene 45 Bảng 2.63: Tổng lưu lượng sản phẩm phân xưởng Alkyl hóa 45 Bảng 2.64: Bảng cân vật chất sản phẩm phân xưởng 46 Bảng 3.1: Cân vật chất cho tháp chưng cất khí .48 Bảng 3.2: Cân vật chất cho vùng bốc 49 Bảng 3.3: Nhiệt độ phân đoạn theo đường cong TBP, DRL, FRL 50 Bảng 3.4: Nhiệt độ bốc phân đoạn 50 Bảng 3.5: Hằng số cân K cho cấu tử đỉnh .53 Bảng 3.6: Lượng nhiệt cung cấp dòng vào vùng bốc 54 Bảng 3.7: Lượng nhiệt lấy dòng vùng bốc 55 Bảng 3.8: Nhiệt cung cấp dòng vào tháp stripper (vùng tách HGO) 55 SVTH: Nguyễn Như Phú – Lê Văn Trung – 10H5 GVHD: TS Đặng Kim Hồng Đồ Án Tốt Nghiệp Khí x Cơng Nghệ Hóa Học – Dầu & Bảng 3.9: Lượng nhiệt lấy dòng khỏi tháp (vùng tách HGO) .55 Bảng 3.10: Lượng nhiệt cung cấp dòng vào tháp striper (vùng tách LGO) 56 Bảng 3.11: Lượng nhiệt lấy dòng khỏi tháp ( vùng tách LGO) 56 Bảng 3.12: Lượng nhiệt cung cấp dòng vào tháp (vùng tách kerosene) 56 Bảng 3.13: Lượng nhiệt lấy dòng khỏi tháp (vùng tách kerosen) 57 Bảng 3.14: Nhiệt lượng dầu thô vào tháp 57 Bảng 3.15: Cân nhiệt lượng cho toàn tháp 57 Bảng 3.16: Cân nhiệt cho bình ngưng tụ đỉnh 58 Bảng 3.17: Cân nhiệt cho đĩa 45 .60 Bảng 3.18: Cân nhiệt cho đĩa tháo sản phẩm kerosene (đĩa 34) .62 Bảng 3.19: Cân nhiệt cho bình ngưng tụ đỉnh (với tỷ số hồi lưu 1.5) 63 Bảng 3.20: Cân nhiệt cho đĩa 45 (với tỷ số hồi lưu 1.5) .63 Bảng 3.21: Cân nhiệt cho tháp (với tỷ số hồi lưu 1.5) 64 Bảng 3.22: Hằng số cân cấu tử đỉnh (với tỷ số hồi lưu 2) 65 Bảng 3.23: Bảng cân nhiệt cho bình ngưng tụ đỉnh (với tỷ số hồi lưu 2) 66 Bảng 3.24: Cân nhiệt cho đĩa 45 (với tỷ số hồi lưu 2) 66 Bảng 3.25: Cân nhiệt cho đĩa 34 (đĩa tháo kerosene với tỷ số hồi lưu 2) 67 Bảng 3.26: Cân nhiệt lượng cho vùng bốc 70 Bảng 3.27: Đường kính tháp vùng bốc hơi: 72 SVTH: Nguyễn Như Phú – Lê Văn Trung – 10H5 GVHD: TS Đặng Kim Hồng Đồ Án Tốt Nghiệp & Khí 105 Cơng Nghệ Hóa Học – Dầu Bảng 3.3: Bảng tra tỷ trọng hydrocacbon nhiệt độ Bảng 3.4: Bảng hiệu chỉnh tiêu chuẩn phân đoạn dùng cho sản phẩm Naphtha – Kerosene SVTH: Nguyễn Như Phú – Lê Văn Trung – 10H5 GVHD: TS Đặng Kim Hoàng 105 Đồ Án Tốt Nghiệp & Khí 106 Cơng Nghệ Hóa Học – Dầu Bảng 3.5: Bảng hiệu chỉnh tiêu chuẩn phân đoạn dùng cho sản phẩm khác SVTH: Nguyễn Như Phú – Lê Văn Trung – 10H5 GVHD: TS Đặng Kim Hồng 106 Đồ Án Tốt Nghiệp & Khí 107 Cơng Nghệ Hóa Học – Dầu PHỤ LỤC II Hình 1.1: Biểu đồ xác định nhiệt độ ASTM theo phần trăm phân đoạn [4] SVTH: Nguyễn Như Phú – Lê Văn Trung – 10H5 GVHD: TS Đặng Kim Hoàng 107 Đồ Án Tốt Nghiệp & Khí 108 Cơng Nghệ Hóa Học – Dầu Hình 1.2: Đồ thị mối tương quan số điểm chớp cháy với điểm chớp cháy [4] SVTH: Nguyễn Như Phú – Lê Văn Trung – 10H5 GVHD: TS Đặng Kim Hoàng 108 Đồ Án Tốt Nghiệp & Khí 109 Cơng Nghệ Hóa Học – Dầu Hình 2.1: Mối tương quan giữa phần thể tích phần khối lượng [3] SVTH: Nguyễn Như Phú – Lê Văn Trung – 10H5 GVHD: TS Đặng Kim Hoàng 109 Đồ Án Tốt Nghiệp & Khí 110 Cơng Nghệ Hóa Học – Dầu Hình 2.2: Tỷ trọng xăng [3] SVTH: Nguyễn Như Phú – Lê Văn Trung – 10H5 GVHD: TS Đặng Kim Hoàng 110 Đồ Án Tốt Nghiệp & Khí 111 Cơng Nghệ Hóa Học – Dầu Hình 2.3: Tỷ trọng sản phẩm đỉnh [3] SVTH: Nguyễn Như Phú – Lê Văn Trung – 10H5 GVHD: TS Đặng Kim Hồng 111 Đồ Án Tốt Nghiệp & Khí 112 Cơng Nghệ Hóa Học – Dầu Hình 2.4: Tỷ trọng sản GO [3] SVTH: Nguyễn Như Phú – Lê Văn Trung – 10H5 GVHD: TS Đặng Kim Hoàng 112 Đồ Án Tốt Nghiệp & Khí 113 Cơng Nghệ Hóa Học – Dầu Hình 2.5: Tỷ trọng sản cặn [3] Hình 2.6: Phần khối lượng lưu huỳnh sản phẩm [3] SVTH: Nguyễn Như Phú – Lê Văn Trung – 10H5 GVHD: TS Đặng Kim Hoàng 113 Đồ Án Tốt Nghiệp & Khí 114 Cơng Nghệ Hóa Học – Dầu Hình 2.7: Tỷ trọng xăng theo độ chuyển hóa [3] Hình 2.8: Tỷ trọng LCO theo độ chuyển hóa [3] SVTH: Nguyễn Như Phú – Lê Văn Trung – 10H5 GVHD: TS Đặng Kim Hoàng 114 Đồ Án Tốt Nghiệp & Khí 115 Cơng Nghệ Hóa Học – Dầu Hình 2.9: Tỷ trọng HDO theo độ chuyển hóa [3] SVTH: Nguyễn Như Phú – Lê Văn Trung – 10H5 GVHD: TS Đặng Kim Hoàng 115 Đồ Án Tốt Nghiệp & Khí 116 Cơng Nghệ Hóa Học – Dầu Hình 2.10: Hàm lượng lưu huỳnh có xăng FCC [3] SVTH: Nguyễn Như Phú – Lê Văn Trung – 10H5 GVHD: TS Đặng Kim Hoàng 116 Đồ Án Tốt Nghiệp & Khí 117 Cơng Nghệ Hóa Học – Dầu Hình 2.11: Lượng H2 tiêu tốn thùng nguyên liệu [3] Hình 3.1: Mối tương quan giữa STBP SFRL [4] SVTH: Nguyễn Như Phú – Lê Văn Trung – 10H5 GVHD: TS Đặng Kim Hoàng 117 Đồ Án Tốt Nghiệp & Khí 118 Cơng Nghệ Hóa Học – Dầu Hình 3.2: Mối tương quan giữa STBP ΔT50(DRL-FRL) SVTH: Nguyễn Như Phú – Lê Văn Trung – 10H5 GVHD: TS Đặng Kim Hồng 118 Đồ Án Tốt Nghiệp & Khí 119 Cơng Nghệ Hóa Học – Dầu TÀI LIỆU THAO KHẢO [1].Dolomatov M.Y., Lomakin S P., Krakhmaleva G V., Kuzmina Z F., (1988) Interrelation between carbon residue and relative density of petroleum resids, Chemistry and Technology of Fuels and Oils, Springer, NewYork [2].Jones D S D and Pujado P R., (2006) Handbook of Petroleum Processing, Springer, Netherlands [3].Maples R E., (2000) Petroleum Refinery Process Economics, nd Edition, Pennwell Corporation, USA [4].Maxwell (1950) Data book on hydrocarbons, th Edition, Von Nostrand Reinhold Company, USA [5].Technical Data book – Petroleum Refining (1997), 6th Edition, American Petroleum Institute (API) SVTH: Nguyễn Như Phú – Lê Văn Trung – 10H5 GVHD: TS Đặng Kim Hoàng 119 ... Kim Hoàng Đồ Án Tốt Nghiệp Khí Cơng Nghệ Hóa Học – Dầu & CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ DẦU THÔ, CHỨC NĂNG NHIỆM VỤ CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU 1.1 Giới thiệu sơ lược dầu thô 1.1.1 Thành phần dầu thơ Dầu thơ... vụ đồ án Nguồn nguyên liệu dầu thô Saudi nặng Nhiệm vụ đồ án gồm: Tính toán cân vật chất phân xưởng SVTH: Nguyễn Như Phú – Lê Văn Trung – 10H5 GVHD: TS Đặng Kim Hoàng 11 Đồ Án Tốt Nghiệp Khí. .. GVHD: TS Đặng Kim Hồng 10 Đồ Án Tốt Nghiệp Khí 11 Cơng Nghệ Hóa Học – Dầu & Hình 3: Đường cong hàm lượng lưu huỳnh dầu thô Saudi nặng 1.4 Chức nhiệm vụ nhà máy lọc dầu Dầu thô sau khai thác lên