Thiết kế tháp trích ly furfurol từ dầu nhờn

Công nghệ sản xuất dầu nhờn gốc

• Các quá trình trích ly, chiết tách bằng dung môi
• Quá trình tách sáp

Các cấu tử này thường làm cho dầu nhờn sau một thời gian bảo quản hay sử dụng bị biến đổi màu sắc tăng độ nhớt ,xuất hiện các hợp chất có tính axit không tan trong dầu, tạo thành cặn nhựa và cặn bùn trong dầu. Tính chất này được gọi là độ chọn lọc của dung môi ,thêm nữa dung môi phải bền về hoá học,không phản ứng với cấu tử của nguyên liệu ,không gây ăn mòn và dễ sử dụng, có giá thành rẻ và dễ kiếm. Trong gudron có thể chứa các cấu tử không có lợi cho dầu gốc nếu đưa trực tiếp vào trích ly sẽ không cho đạt chất lượng hiệu qủa mong muốn, chính vì thế người ta thường tiến hành khử asphan trước.

Mục đích của quá trình này là ngoài việc tách các hợp chất nhựa asphan còn cho phép tách các hợp chất thơm đa vòng để làm giảm độ nhớt, chỉ số Sv : Bùi Thành Tài Lớp : Hoá dầu 1_K49. Độ chọn lọc là khả năng phõn tỏch rừ ràng cỏc cấu tử nguyờn 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 như là các hợp chất đa vòng, nhựa asphan và một lượng rất nhỏ các hợp chất có lợi. Khả năng hoà tan của dung môi là đại lượng được thể hiện bằng lượng dung môi cần thiết để hoà tan một lượng xác định các cấu tử của nguyên liệu, hay nói cách khác là trong điều kiện để nhận rafinat có chất lượng xác định, lượng dung môi cần thiết càng ít để nhận được cùng một lượng rafinat chất Sv : Bùi Thành Tài Lớp : Hoá dầu 1_K49.

Sáp là hỗn hợp chủ yếu là các parafin phân tử lượng lớn và một lượng nhỏ các hydrocacbon khác có nhiệt độ nóng chảy cao ( chúng dễ kết tinh ở nhiệt độ thấp) và kém hoà tan vào dầu nhờn ở nhiệt độ thấp. Thông thường để sản xuất dầu gốc có thể đưa thẳng thẳng các phân đoạn đầu cất nhẹ sang các thiết bị chiết tách bằng dung môi, như các phân đoạn dầu cặn ở tháp chưng cất chân không đòi hỏi phải tách asphan để loại trừ các loại nhựa đến khi qua khâu tách chiết. Propan có một tính chất đặc biệt là từ 40-60oC nó hoà tan parafinr rất tốt, như khả năng này giảm khi nhiệt độ tăng cho đến khi đặt đến nhiệt độ tới hạn của propan (96,8oC), tất cả các hydrocacbon trở nên không tan.

Đó không hẳn là dung dịch mà là một dạng nhũ tương của các hợp chất asphan trong propan ở hình 11 cho thấy propan được đưa vào tháp chiết, còn nguyên liệu (phần cặn chưng cất chân không) được đưa vào đỉnh tháp.

Dung môi furfurol

Nhưng ở các nhà máy khác trên thế giới lại hay dùng quá trình làm sạch bằng dung môi chon lọc furfurol do ít độc hại hơn so với phenol. Và tuy có khả năng hoà tan kém hơn phenol, nhưng dung môi này có độ chon lọc cao hơn. Điều này sẽ cho hiệu quả lớn hơn khi dùng furfurol để làm sạch phần cất chứa nhiều hidrocacbon thơm.Tính ôxy hoá mạnh và dễ tạo nhựa khi có mặt không khí và nước là nhược điểm chính của dung môi furfurol.

Kiểm tra chặt chẽ nhiệt độ trong hệ thông đun nóng và tái sinh dung môi hay khử khí sơ bộ của nguyên liệu trước khi tiến hành trích ly, hoặc có thể thêm các chất chống oxy hoá đặc biệt vào furfurol. Do khả năng hoà tan các chất nhựa của furfurol kém nên các dung môi này chỉ áp dụng đối với nguyên liệu dầu nhơn có chất lượng cao, nghĩ là nguyên liệu chứa ít nhựa và các hợp chất đa vòng. Nhưng ngày nay người ta có thể thay thế băng dung môi NMP có khả năng hoà tan tốt hơn, có độ chọn lọc cao hơn và nhất là có độ độc hại nhỏ hơn.

Lựa chon sơ đồ công nghệ và chế độ của quá trình

Sau đó nguyên liệu đã khử khí song được bơm (4) bơm vào thiết bị gia nhiệt (5) được đốt nóng rồi đi vào phần dưới của tháp trích ly (6) tại đây dung môi đầu và dung môi hồi lưu đi từ trên xuống từ phía trên của tháp trích ly. Phần rafinat sau khi trích ly ra đỉnh tháp dẫn qua thiết bị trao đổi nhiệt (1) được lấy nhiệt độ ở đây rồi đi vào lò ống (8) hỗn hợp được đun nóng đến nhiệt độ 260-2900C rồi sau đó được dấn ra khỏi lò đốt rồi đi vào phần giữa của tháp bay hơi (4) ở tháp này phần lớn furfurol tách ra ở dạng hơi. Hơi đi ra ở đỉnh tháp được làm lạnh nhờ thiết bị làm lanh (14) rồi dẫn qua bể lắng (9) sau đó dung môi làm lạnh.

Sau khi tách xong phần rafinat ra ở đáy tháp dấn qua thiết bị trao đổi nhiệt (1) rồi đi vào bể chứa sản phẩn (19). Còn ở phần đáy của tháp trích ly estrack ra ở đáy tháp đi vào thiết bị làm lạnh (14) sản phẩn sau khi làm lạnh tiếp tục được đưa vào thiết bị lắng (9) tại đây phần giả rafinat đựơc hồi lưu trở lại tháp trích ly. Sau khi chưng song estrack ra ở đỉnh tháp đi qua thiết bị trao đổi nhiệt độ (1) để hạ nhiệt độ xuống rồi đi vào phần giữa của tháp chưng tiếp theo tại đây dung môi lắng ở đây và đi ra, được hồi lưu trở lại tháp trich.

Kết hơp với phần dung môi ra ở đáy tháp chưng thứ hai rồi dẫn qua thiết bị trao đổi nhiệt (1) tiếp tục được làm lạnh và hồi lưu trở lại tháp trích. Còn phần estrack ra ở đáy tháp chưng thứ ba dẫn vào phần trên của tháp bay hơi (11) tách dung môi ở đây dung môi ra ở đỉnh tháp ở dạng hơi, kết hợp với dung môi ra ở (4) rồi được tuần hoàn trở lại tháp trích ly. Còn phần estrack ra ở đỉnh của tháp chưng thứ (2) được đưa vào thiết bị làm lạnh (14) rồi chảy vào thiết bị phân ly (10) tại đây hỗn hợp trộn được dẫn vào bể chứa (13) sản phẩm sau khi chưng phần trích được dẫn vào thiết bị chưng cuối sản phẩm trích ra ở đáy tháp này.

Rồi dẫn qua bể chứa (23) còn estrack ra ở tháp chưng cuối kết hợp với estrack ra ở đỉnh tháp (7) tiếp tục quá trình cho đến khi đặt được yêu cầu sử dụng và an toàn cho môi trường.