1. Làm sạch bằng Kiềm
Làm sạch các phân đoạn dầu mỏ và sản phẩm dầu mỏ nĩi chung, các phân đoạn dầu nhờn nĩi riêng bằng kiềm là để tách ra khỏi dầu nhơn và sản phẩm dầu mỏ các hợp chất cĩ chứa oxy ( axit naphtenic, phenol ) và các hợp chất chứa lu huỳnh (H2S, mercaptan) và để trung hồ axit sunfuaric và sản phẩm của nĩ kết hợp các hyđrocacbon.
Dung dịch kiềm kết hợp với các hợp chất axit tạo thành muối, hồ tan trong n- ớc. Các hợp chất mới tạo thành sẽ đợc tách ra khi rửa bằng nớc một phần muối kiềm của axit naphtenic và fenolat khi hồ tan trong nớc sẽ thuỷ phân tạo thành axit hữu cơ, phenol, kiềm. Các axit và phenol hồ tan tốt trong sản phẩm làm ứạch vì vậy mà trong thực tế chúng khơng thể tách đợc hồn tồn ra khỏi sản phẩm. Do đĩ khi trung hồ thờng tiến hành dung dịch kiềm ( 10% - 15% ) ở nhiệt độ khơng cao lắm. khi làm sạch các phân đoạn dầu nhờn thờng dùng dung dịch kiềm yếu (1 – 3% ) và tiến hành ở điều kiện nhiệt độ cao để tránh sự tạo nhũ tơng làm khĩ khăn trong quá trình làm sạch.
Trong quá trình làm sạch các axit phenol cịn cĩ khả năng tách đợc các hợp chất chứa lu huỳnh nh trong các phân đoạn sản phẩm trắng hay trong các phân đoạn dầu mỏ cĩ nhiệt độ sơi cao.
2NaOH + H2S = Na2S + 2H2O NaOH + H2S = NaSH + H2O
Nercaptan tác dụng với kiềm tạo thành mercaptid. RSH + NaOH = RSNa + H2O
Oxy hố các mecptan tạo thành disunphid khi cĩ oxy khơng khí tham gia 4RSH + O2= 2RS – SR + 2H2O
Sơ đồ nguyên lý làm sạch dầu nhờn bằng kiềm
1 VI III I II 3 12 13 6 5 4 9 7 IV V
Cấu tạo:
1.Tháp
2.Thiết bị trao đổi nhiệt 3. Lị 5, 7. Bể lắng 8, 9. Thiết bị làm lạnh 10, 11, 12, 13. Bơm I. Nguyên liệu II. Kiềm III. Dầu nhờn đã làm sạch IV. Kiềm thải
V. Nớc rửa VI. Khơng khí
Nguyên tắc làm việc:
Nguyên liệu nhờ bơm (10) cho sang thiết bị trao đổi nhiệt (2), ở đây nhiên liệu đợc đốt nĩng lên đến 40 – 500C bằng dầu đi từ bể lắng (7). Nhiên liệu từ thiết bị (2) cho sang lị ống (3) dới áp suất d 0,6 – 1Mpa, tại đây lị đốt nĩng lên đến 150 – 170 0C, sau đĩ cho sang máy khuấy (4), cùng với máy khuấy (4) cho dung dịch kiềm (NaOH) với nồng độ 1,2 – 2,5%, trong thiết bị (4) xẩy ra quá trình khử kiềm. Sau đĩ cho sang bể lắng tách (5) tại đây sẽ tách dầu nhờn riêng và kiềm thải lắng tách xuống rồi cho qua thiết bị làm lạnh (8), sau đĩ cho vào bể chứa để tách axit naphtenic ra khỏi kiềm. Dầu nhờn đã đợc làm sạch bằng kiềm ở phía trên thiết bị (5) sau đĩ cho qua thiết bị khuấy trộn (6) cùng với nớc ở nhiệt độ 60 – 650C nhờ bơm (13), rồi cho sang thiết bị lắng tách (7) đa sang thiết bị làm lạnh (9) cho đến nhiệt độ 90 – 1000C. Phần trên thiết bị (7) là dầu nhờn đã làm sạch bằng kiềm cho sang thiết bị trao đổi nhiệt (2) để đốt nĩng nguyên liệu tại đây dầu nhờn làm lạnh 70 – 800C rồi cho sang tháp sấy khơ (1) bằng khơng khí nén, sau đĩ cho sang bể chứa.
2. Làm sạch dầu nhờn bằng axit sunfuaric
Làm sạch các sản phẩm dầu mỏ và các phân đoạn dầu nhờn nĩi riêng bằng H2SO4 dùng để tách các hợp chất chứa N2, S, nhựa hợp chất đĩi và các hợp chất cĩ độ ổn định kém.
Trong quá trình làm sạch bằng H2SO4 khơng tác dụng lên hyđrocacbon parafin và naphten. Vì rằng các hyđorocacbon này kết hợp với sunfo axit và axit este của axit sunfuaric tạo thành nhũ tơng.
Các hyđrocacbon đĩi tác dụng với axit sunfuaric tạo thành axit este và sản phẩm polymer hố. Các axit este tạo thành do sự tác dụng của các hyđrocacbon đĩi với axit sunfuaric ở điều kiện nhiệt độ thấp.
Các hợp chất chứa lu huỳnh kết hợp với axit sunfuaric H2S + H2SO4 = 2H2O + SO2 + S
Lu huỳnh nguyên tố (S) tạo thành hồ tan trong sản phẩm khi trng cất sản phẩm thì nĩ lại kết hợp với hyđrocacbon tạo thành H2S. Do đĩ nguyên liệu trớc khi đa đi làm sạch bằng H2SO4 thì phải tách H2S bằng dung dịch kiềm trớc.
Mecaptan kết hợp với H2SO4 tạo thành đisunfid rất dễ hồ tan trong sản phẩm sạch
2RSH + H2SO4 = RS – SR + SO2 + 2H2O
Các hợp chất nhựa kết hợp với axit sunfuaric cĩ thể sảy ra theo 3 hớng: Một phần nhựa hồ tan trong axit sunfuaric, một phần khác ngng tụ với axit tạo thành hợp chất tơng tự nh asphanten, cịn phần 3 kết hợp với axit sunfuaric tạo thành axit sufonic hố, do đĩ các dạng nhựa trên đều chuyển vào guđrong axit.
R R C=CH2 +H2SO4 R R C CH3 OSO3H R R C=CH2 H2SO4 + R R C CH3 O C=CH2 R R R R C O CH3 SO3
Axit sunfuaric thờng dùng để làm sạch dầu nhờn biến áp, dầu nhờn trắng và để tái sinh dầu nhờn, cịn làm sạch các hyđrocacbonparafin dùng để sản xuất thức ăn.
Làm sạch dầu nhờn băng axit sunfuaric chủ yếu để tách các hợp chất hyđrocacbon đĩi và các hợp chất nhựa – asphanten. Do đĩ khi làm sạch bằng axit phụ thuộc vào nhiệt độ, thời gian tiếp xúc nhiên liệu với axit, nồng độ axit, hàm lợng axit tiêu tốn.
3. Làm sạch các phân đoạn dầu nhờn lần cuối bằng phơng pháp hyđro hố.
Thay quá trình làm sạch các phân đoạn lần cuối bằng phơng pháp hiđro hố vào quá trình hấp thụ bằng đất sét cĩ những u điểm hơn nh sau:
Hiệu suất dầu nhờn thu đợc cao hơn ( cĩ thể đạt 97 – 98,5% mà hấp thụ trên đất sét chỉ đạt 94 – 95% ), chất lợng một số chỉ tiêu dầu nhờn tốt hơn nh sau: Màu, độ cất, hàm lợng, lu huỳnh, chỉ số nhớt , giá thành sản phẩm dầu nhờn rẻ hơn.…
Các số liệu ở bảng sau biểu diễn những điều trên
Các chỉ tiêu chất lợng Nguyên liệu Sản phẩm sau khi hấp thụ Sản phẩm sau khi hyđro hố Độ nhớt ở 1000C MM2/C 21,6 21,4 21,1 Chỉ số nhớt 84 84 67 Hàm lợng lu huỳnh, %(KL) 1 1 0,7 Nhiệt độ, 0C Độ đơng đặc Độ chớp cháy -16 223 -16 223 -15 256 Độ cốc, %( KL)
Màu ( Theo NPA ) 4,5 4 3 Chỉ tiêu kỹ thuật – Kinh tế
Giá thành sản phẩm Chỉ tiêu tính theo % - - 100 100 97,2 98,5
Nguyên liệu của quá trình: là các phân đoạn dầu nhờn cất và phân đoạn dầu nhờn cặn đã qua quá trình khử parafin
Sản phẩm thu: là các phân đoạn dầu nhờn cơ sở đa đi pha chế. Hiệu suất sản phẩm đạt 97% khối lợng.
Chơng II: Các thiết bị chính trong dây chuyền
Trong dây chuyền chng cất áp suất chân khơng dầu mazut để nhận các phân đoạn dầu nhờn cĩ những thiết bị chính :
Tháp chng cất chân khơng
Thiết bị gia nhiệt
Thiết bị trao đổi nhiệt
I. Tháp chng cất chân khơng
Dầu mỏ và các sản phẩm dầu mỏ rất dễ bị phân huỷ ở nhiệt độ cao. Vì thế khi cần chng cất những sản phẩm cĩ nhiệt độ cao(>350oC) nếu chng ở áp suất thờng thì chúng sẽ bị phân huỷ, do đĩ cần tiến hành ở áp suất chân khơng.Tháp chng cất chân khơng cho phép hạ thấp nhiệt độ sơi của các sản phẩm dầu mỏ.
1. Cấu tạo:
1-Đầu nối điều chỉnh mức độ chất lỏng 2-Lối vào hồi lu đáy (hồi lu nĩng) 3-Lối ra của hồi lu đáy
4-Lối ra của hồi lu giữa
5-Khớp nối thiết bị đo chân khơng 6-Lối ra hồi lu đỉnh
7-Lối ra hơi đi vào thiết bị tạo chân khơng 8-Van khơng khí
9-Tấm chắn sàng
10-Lối vào hồi lu tuần hồn đỉnh (hồi lu lạnh) 11-Lối vào hồi lu tuần hồn giữa (hồi lu lạnh) 12-Lối vào hồi lu giữa (hồi lu nĩng)
13- Lối vào hồi lu đáy (hồi lu lạnh) 14-Đầu nối để rửa tấm chắn loại sàng 15-Lối vào của Mazut từ lị sang 16-Đầu nối cho hơi vào
17-Lối lấy guodron ra