Thiết kế công nghệ và phân xưởng sản xuất dầu nhờn gốc bằng dung môi furfurol năng suất 450.000 tấn/năm

MỤC LỤC

THÀNH PHẦN TÍNH CHẤT VÀ CÔNG DỤNG CỦA DẦU NHỜN

Thành phần và tính chất của nguyên liệu để sản xuất dầu gốc

  • Đặc tính của gudron làm nguyên liệu sản xuất dầu nhờn có độ nhờn cao Gudron là phần còn lại của quá trình chng cất chân không có nhiệt độ sôi trên

    Các hydrocacbon naphten là loại chiếm đa số trong phân đoạn này, số vòng naphten có thể có từ 1- 4 vòng ( cũng có loại dầu đã phát hiện thấy naphten có số vòng đến 7 hoặc 9) xung quanh vòng naphten thừơng có nhánh phụ là các hydrocacbon parafin dài, nhánh phụ thờng là mạch alkyl thẳng hoặc nhánh. Hàm lợng các hợp chất của lu huỳnh, nitơ, oxy tăng mạnh hơn 50% lợng lu huỳnh có trong dầu mỏ tập trung ở phân đoạn này , gồm các dạng đisunfua, thiophen, sunfua vòng .Các chất nitơ thờng có dạng đồng đẳng của phyridin, pyrel và cacbozol, các hợp chất oxy ở dạng axit.

    Công nghệ sản xuất dầu nhờn gốc [1, 3, 4]

    • Các quá trình trích ly , chiết tách bằng dung môI [1,3]
      • Quá trình tách sáp.[1, 3 , 6]

        Độ chọn lọc là khả năng phân tách rõ ràng các cấu tử nguyên liệu vào rafinat bao gồm các hợp chất có ích izo-parafin, naphten lai hợp parafin-naphten và các hợp chất thơm một vòng, còn phần trích ly chỉ có các cấu tử có hại nh là các hợp chất đa vòng, nhựa asphan và một lợng rất nhỏ các hợp chất có lợi. Khả năng hoà tan của dung môi là đại lợng đợc thể hiện bằng lợng dung môi cần thiết để hoà tan một lợng xác định các cấu tử của nguyên liệu, hay nói cách khác là trong điều kiện để nhận rafinat có chất lợng xác định, lợng dung môi cần thiết càng ít để nhận đợc cùng một lợng rafinat chất lợng tơng đơng thì khả năng hoà tan của dung môi càng lớn.

        .                   Hỡnh 6: Sơ đồ tách asphan bằng propan lỏng
        . Hỡnh 6: Sơ đồ tách asphan bằng propan lỏng

        2.4.2 .Tách bằng dung môi chọn lọc [1]

        • Xu hớng cải tiến công nghệ sản xuất dầu gốc

          Thông thờng để sản xuất dầu gốc có thể đa thẳng thẳng các phân đoạn đầu cất nhẹ sang các thiết bị chiết tách bằng dung môi, nh các phân đoạn dầu cặn ở tháp ch- ng cất chân không đòi hỏi phải tách asphan để loại trừ các loại nhựa đến khi qua khâu tách chiết. Đó không hẳn là dung dịch mà là một dạng nhũ tơng của các hợp chất asphan trong propan ở hình 11 cho thấy propan đợc đa vào tháp chiết, còn nguyên liệu (phần cặn chng cất chân không) đợc đa vào đỉnh tháp. Khi tiến hành hydrocracking để sản xuất dầu nhờn, ngời ta làm thay đổi thành phần hoá học và cấu trúc của nguyên liệu theo hớng tăng các hydrocacbon có chỉ số độ nhớt cao, nhiệt độ đông đặc thấp và độ ổn định oxy hoá cao.

                  Hình 9: Sơ đồ công nghệ tách sáp bằng dung môi chọn lọc
          Hình 9: Sơ đồ công nghệ tách sáp bằng dung môi chọn lọc

          CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU NHỜN GỐC VỚI DUNG MÔI FURFUROL

            Sau đó nguyên liệu đã khử khí đợc bơm (2b) bơm vào thiết bị làm lạnh (3a) đợc đốt nóng rồi đi vào phần dới của tháp trích ly (6) tại đây dung môi đầu và dung môi hồi lu xuống từ phía trên của tháp trích ly vào thiết bị trích ly , khi đó ở trong tháp trích ly phân ra hai lớp là một lớp là extract và lớp kia là rafinat. Còn phần extract ra ở đỉnh của tháp tỏi sinh (11) đợc đa vào thiết bị làm lạnh (5f) rồi chảy vào thiết bị phân ly (17) .Tại đây hỗn hợp đợc dẫn vào thỏp (18) chứa sản phẩm sau khi tỏi sinh phần trích đợc dẫn vào thiết bị tỏi sinh cuối sản phẩm trích ra ở đáy tháp này. Có rất nhiều loại thiết bị dùng để trích ly: tháp phun, tháp có tấm ngăn, tháp đệm, tháp đĩa lới có ống chảy chuyền, tháp đĩa vành khăn có cánh khuấy (đĩa quay tiếp. Sv : Quách Văn Hòa. xúc), tháp có gây chấn động ngoài. Tuy nhiên với điều kiện làm việc là dầu nhờn thì. tháp đĩa quay tiếp xúc có u thế nhất:. - Có đĩa quay nên khả năng phân tán của dung môi vào trong dầu nhờn cất rất tốt, mặc dù chúng có độ nhớt cao. - Năng suất làm việc lớn. - Hiệu suất của quá trình cao. * Nguyên lý làm việc:. Dầu cất nguyên liệu bơm từ đĩa cuối cùng của tháp lên, có nhiệt độ nhất định, dung môi đợc bơm từ trên xuống, xảy ra quá trình tiếp xúc và phân tán dung môi vào nguyên liệu nhờ đĩa quay. Nhiệt độ đỉnh tháp cao hơn nhiệt độ đáy tháp, nên tỷ trọng ở đỉnh tháp thấp hơn đáy tháp. Quá trình trích ly xảy ra phân. thành hai pha. Pha rafinat nhẹ hơn nằm ở trên, pha trích nặng hơn nằm ở dới đáy tháp. Pha trích đợc lấy ra ở đáy tháp, pha rafinat đợc lấy ra ở đỉnh tháp. Điều chỉnh nhiệt độ làm việc ở đỉnh tháp qua dung môi, ở đáy tháp qua nguyên liệu. * Vật liệu cấu tạo thiết bị:. Nhiệt độ làm việc của tháp khoảng 100oC, áp suất làm việc là áp suất thấp, dầu nhờn không có tính ăn mòn thép, nên dùng thép có chất lợng cao là tốt nhất. b) Các tháp bay hơi.

            III.2. Sơ đồ nguyên tắc của quá trình trích ly lỏng - lỏng.[1,12]
            III.2. Sơ đồ nguyên tắc của quá trình trích ly lỏng - lỏng.[1,12]

            TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NHIỆT LƯỢNG

              Cân bằng nhiệt lợng [9, 10, 11]

                Đờng kính của ống dẫn dung dịch rafinat ra khỏi tháp Lu lợng thể tích của đờng ống dẫn rafinat là. Đờng kính của ống tháo cặn và ống hồi lưu Chọn đờng kính của ống tháo cặn là D = 250mm.

                Bảng 5. Cân bằng nhiệt lợng của tháp trích ly.
                Bảng 5. Cân bằng nhiệt lợng của tháp trích ly.

                THIẾT KẾ XÂY DỰNG

                Xác định địa điểm xây dựng và thiết kế tổng mặt bằng nhà máy[14]

                  Gần nguồn cung cấp năng lợng, nhiên liệu nh: Điện, nớc , hơi , khí nén… nh vậy sẽ hạn chế tối đa các chi phí cho vận chuyển , hạ giá thành góp phần thúc đẩy sự phát triển của nhà máy. +Vị trí xây dựng nhà máy thờnh phải ở cuối hớng gió chủ đạo bởi vì trong công nghiệp hoá chất nói chung và nhà máy chế biến dầu mỏ nói riêng , thờng bị ô nhiễm bởi khí hidrocacbon và các khí phụ khác nên địa điểm sản xuất đặt sa khu dân c để hạn chế tối đa những ảnh hởng xấu. Giữa các phân xởng sản xuất phải có khoảng cách đảm bảo an toàn và thuận lợi cho quá trình lu thông của dòng ngời, dòng xe đồng thời nguyên liệu và nhiên liệu, xúc tác, các hoá chất phụ trợ và thiết bị, phơng tiện khác cũng phải đảm bảo lu thông.

                  Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy [14]

                    +Giải pháp thiết kế tổng mặt bằng nhà máy phải đáp ứng đợc mức cao nhất của dây chuyền công nghệ sao cho chiều dài dây chuyền sản xuất ngắn nhất , không trùng lặp lộn sộn , hạn chế tối đa sự giao nhau .Đảm bảo mối liên hệ mật thiết giữa các hạng mục công trình với hệ thống giao thông , các mạng lới cung cấp kỹ thuật khác bên trong và bên ngoài nhà máy. + Diện tích khu đất xây dựng đợc tính toán thoả mãn mọi nhu cầu đòi hỏi của dây chuyền công nghệ trên cơ sở bố trí hợp lý các hạng mục công trình, tăng cờng vận dụng các khả năng hợp khối nâng tầng sử dụng tối đa các diện tích không xây dựng để trồng cây xanh tổ chức môi trờng công nghiệp và định hớng phát triển mở rộng nhà máy trong tơng lai. Để tiết kiệm diện tích đất xây dựng một cách tối đa khi thiết kế mặt bằng chung nhà máy, ngoài giải pháp hợp khối phải chú ý tính toán hợp lý diện tích của các hạng mục công trình trên cơ sở yêu cầu dây chuyền sản xuất và lựa chọn hình dạng của nhà và công trình gọn gàng phù hợp với hình dạng của khu đất, để hạn chế khu đất không sử dụng gây láng phí đất.

                    Mặt bằng phõn xưởng [14]

                      Dung Quất nói riêng và Quảng Ngãi nói chung nằm trong vùng quan trọng phát triển kinh tế của chớnh phủvới dự ỏn phỏt triển khu cụng nghệ cao ở đừy thuận lợi về. Ngoài ra, do phân xởng có khả năng cháy nổ cao, độ độc hại cao nên phân xởng phải đợc bố trí hệ thống thông gió, chiếu sáng tự nhiên, các công tác bảo hộ lao. Trong khu vực sản xuất cần bố trí hệ thống dụng cụ, thiết bị cứu hỏa, hệ thống tủ điện thuận tiện cho thao tác khi có sự cố nhng cũng không ảnh hởng đến qúa trình làm việc cho cán bộ quản lý, nơi hội họp, thực hiện các công việc hành chính, sinh hoạt, phòng thay quần áo tắm rửa, phòng vệ sinh.

                      Bảng 6: Các hạm mục của phân xởng.
                      Bảng 6: Các hạm mục của phân xởng.

                      Nội dung tính toán kinh tế

                        Nhiệm vụ chủ yếu của công nhân là kiểm tra, quan sát chế độ làm việc của máy móc thiết bị và chất lợng sản phẩm để điều chỉnh hợp lý. Quỹ lợng công nhân viên trong phân xởng Mức lơng công nhân trực tiếp là 3.000.000 đ/tháng. Sản phẩm phụ gồm hydrocacbon thơm đa vòng, các hydrocacbon naphten thơm có mạch bên ngắn, các hidrocacbon không no và các chất nhựa.

                        Bảng 12: Bố trí công nhân nơi sản xuất
                        Bảng 12: Bố trí công nhân nơi sản xuất

                        AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ TỰ ĐỘNG HểA

                        • An toàn lao động.[15]
                          • Bảo vệ môi trờng .[15]

                            -Nh vậy trong nhà máy lọc dầu nói chung và phân xởng sản xuất dầu nhờn nói riêng cần phải trang thiết bị đầy đủ phòng cháy chữa cháy hiện đại nh : Chăn cứu hoả ,bình bọt ,cát , xe cứu hoả .Tất cả các thiết bị phải đặt đúng nơi quy định dễ thấy ,dễ lấy ,bể chứa cát phải xây dựng gần nơi dễ xảy ra sự cố , đờng đi lại trong khu vực sản xuất phải thuận tiện dễ dàng cho các xe cứu hoả đi lại và có thể cần thiết huy động thêm từ bên ngoài. Việc bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên là phải bảo vệ môi trờng .Bảo vệ môi trờng là bảo vệ sức sản xuất .Môi trờng sản xuất ,môi trờng đời sống ,môi trờng sinh tồn tốt đẹp là cơ sở của sự phát triển kinh tế xã hội .Nếu cơ sở này bị phá hoại không những ảnh hởng tới việc phát triển kinh tế mà còn ảnh hởng tới ổn định xã hội .Nh vậy bảo vệ môi trờng là bảo vệ nguồn tài nguyên cho con ngời, một trong những yếu tố quan trọng để phát triển kinh tế xã hội.Trong bảo vệ tài nguyên còn liên quan đến vấn đề khi thác tài nguyên .Khai thỏc tài nguyên có liên quan đến bảo vệ môi trờng tự nhiên ,tức là bảo vệ môi trờng sống .Đối với loài tài nguyên có sinh sản, tái tạo (nh rừng , loài thú , nơc ngầm …) phải khai thác có quy hoạch , không để cạn kiệt,. Ở Việt Nam chúng ta đã có luật bảo vệ môi trờng ,công bố ngày 10/1/1994 cùng các pháp lệnh có liên quan có bộ công nghệ và môi trờng các ngành thi hành các quy chế .Ngành dầu khí Việt Nam có quy chế bảo vệ môi trờng trong việc tìm kiếm thăm dò phát triển mỏ, khai thác ,tàng trữ ,vận chuyển ,chế biến dầu khí và các dịch vụ liên quan (tháng 12/1998).Ngoài ra còn có quy định điều lệ .Đến các đơn vị sản xuất thi cú các quy phạm và nội quy cụ thể để thực hiện .Việc tuyên truyền bằng hình thức cũng đã đợc tiến hành .Các hình thức tổ chức nh: đội thanh niên tình nguyện bảo vệ môi trờng.