2.3.2.1. Sơ đồ công nghệ thông dụng
Sơ đồ (hình 2.29) thường được chọn lựa trong trường hợp phân xưởng này chỉ xử lý xăng tổng của phân xưởng chưng cất khí quyển dầu thô. Phân xưởng này bao gồm một dãy các tháp hoạt động ở các áp suất khác nhau. Các áp suất này được chọn lựa theo cách sao đó để quá trình ngưng tụ có thể được thực hiện nhờ thiết bị làm lạnh bằng không khí hay làm lạnh bằng nước. Sơ đồ này bao gồm 4 tháp như sau:
- Tháp đầu tiên của phân xưởng là tháp ổn định hóa hay là tháp tách butane. Tháp này thu được phân đoạn đỉnh bao gồm tất cả các hợp chất nhẹ hơn butane, kể cả butane, còn phân đoạn đáy gọi là xăng tổng đã được ổn định. Phân đoạn đáy này có áp suất hơi vừa đủ thấp để có thể lưu trữ được. - Phân đoạn đỉnh sau khi được rửa bằng amine, sẽ đến tháp thứ hai gọi là tháp tách ethane, tháp này sẽ tách các khí hóa lỏng (GPL: propan và butan) thu được ở đáy ra khỏi các thành phần dễ bay hơi nhất (methane, ethane, H2S, v.v.).
- Khí hóa lỏng được phân đoạn trong thiết bị tách propane, để tách propane thu được ở đỉnh ra khỏi butane thu được ở đáy tháp. Với khí hóa lỏng của phân xưởng réformage xúc tác, do nó có nhiều C2+ nên nó thường được hòa trộn với nguyên liệu của thiết bị tách ethane.
- Cuối cùng, xăng tổng đã được ổn định thường được phân đoạn thành 2 phân đoạn xăng nhẹ và xăng nặng trong thiết bị phân đoạn xăng.
a.Các điều kiện làm việc chủ yếu
Tháp Nhiệt độ sôi ở áp
suất khí quyển, oC Số đĩa
Chỉ số hồi lưu
Áp suất
đỉnh, bar Nhiệt độ, oC đỉnh/đáy
Tách butan -0.5 30-40 3-6 14 75/200
Tách propan -42.1 30-50 4-5 15 45/95
Tách ethan -88.5 10-20 0.2-0.5 25 50/100
Phân đoạn xăng 36.1 (C5) 20-30 1-4 0.2 80/140
b. Tiêu chuẩn tách của các tháp
Tháp tách butane
- Hàm lượng C5 trong butane: 0,5 % khối lượng hay 1% thể tích (tối đa) - Hàm lượng C4 trong xăng nhẹ: 1% thể tích (tối đa)
Tháp tách propane và tháp tách ethane:
- Việc điều khiển các tháp này phải tuân theo các tiêu chuẩn thương mại của sản phẩm
- Hàm lượng propane trong sản phẩm butane được ràng buộc theo áp suất hơi bão hòa của butane (không được quá 6 bar ở 50°C)
- Hàm lượng ethane trong sản phẩm propane được ràng buộc theo áp suất hơi bão hòa của propane (không được quá 14 bar ở 37,8°C)
Tháp tách xăng nhẹ và xăng nặng (splitteur):
- Gap (điểm 95% ASTM của phân đoạn xăng nhẹ và điểm 5% ASTM của phân đoạn xăng nặng) : 20°C
- Các tiêu chuẩn khác của tháp này tuy thuộc vào phân xưởng hạ nguồn của phân đoạn xăng nhẹ
Tài liệu tham khảo dành cho sinh viên 10H5 năm học 2013-2014 50
Hình 2.29 Sơ đồ cổ điển của phân xưởng tách phân đoạn xăng và khí
2.3.2.2. Sơ đồ có thiết bị hấp thụ và thiết bị tách hơi
Sơ đồ công nghệ cổ điển (hình 2.29)mà chúng không có các phân xưởng chuyển hóa, thường hay gặp nhất trong các nhà máy lọc dầu đơn giản là kiểu hydroskimming (quá trình chưng cất trực tiếp đơn giản). Đối với các nhà máy lọc dầu phức tạp hơn, cần phải quan tâm đến việc thu hồi propane và butane (trong đó propan chiếm rất ít, chủ yếu là butane) có trong các dòng khí thải của các phân xưởng chuyển hóa hay phân xưởng xử lý bằng hydro của nhà máy lọc dầu. Sơ đồ công nghệ loại này rất đa dạng. Một trong những sơ đồ đó được mô tả ở hình 2.30, bổ sung tháp hấp thụ và tháp stripping.
Nguyên lý vận hành là hấp thụ propane và butane có trong các hỗn hợp khí khác nhau nhờ vào xăng làm dung môi. Các khí thải đến từ các phân xưởng của nhà máy như là phân xưởng xử lý hydro, phân xưởng hydrocracking, phân ưởng đồng phân hóa, reforming xúc tác chứa một phần đáng kế propane và butane được nén đến 15 bar sau đó làm lạnh và vào đáy tháp hấp thụ hồi lưu, tiếp xúc với dòng phân đoạn xăng đi từ đỉnh tháp xuống. Các propane và butane có trong dòng khí này được hấp phụ bởi dòng xăng và đi ra khỏi đáy tháp, được trộn lẫn với các phân đoạn xăng không ổn định khác của nhà máy (bao gồm phân đoạn xăng của tháp chưng cất khí quyển, của phân xưởng xử lý bằng hydro và kể cả LPG của reforming xúc tác) được nạp liệu vào đỉnh tháp stripping có thiết bị đun sôi lại. Hơi đỉnh tháp stripping này quay trở laị tháp hấp thụ; dòng sản phẩm đáy tháp là phân đoạn xăng giàu cấu tử propane và butane (không chứa các cấu tử nhẹ hơn) làm nguyên liệu cho chuỗi các tháp tách butane, propane và phân chia phân đoạn xăng, để thu hồi các sản phẩm khác nhau, tương tự trong sơ đồ cổ điển.
Tài liệu tham khảo dành cho sinh viên 10H5 năm học 2013-2014 51 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 2.30 Sơ đồ phân xưởng tách khí và xăng có tháp hấp thụ và tháp stripping
2.3.2.3. Các sơ đồ công nghệ khác
Các kiểu sơ đồ dưới đây có thể có thêm một vài tháp có chức năng chuyên biệt đôi khi cũng được sử dụng:
- Sơ đồ công nghệ có làm lạnh để thu hồi các olefin có trong dòng khí đến từ các phân xưởng chuyển hóa
- Sơ đồ công nghệ có thiết bị tách iso-butane (thu hồi iso-butane cho phân xưởng alkyl hóa), tách iso-pentane, tách iso-hexane…
Các tháp tách trích ly các hợp chất vòng thơm và các dẫn xuất thơm (được chuyển hóa thành các hợp chất thơm trong phân xưởng reforming xúc tác) đôi khi cũng được lắp đặt để thỏa mãn yêu cầu về hàm lượng hợp chất thơm có trong xăng ở một số nước.Cần lưu ý là các hợp chất thơm có chỉ số octane rất cao, vì vậy công thức pha xăng sẽ khó khăn hơn (ngược lại việc giảm hàm lượng các hợp chất thơm sẽ cải thiện chỉ số cetane đối với gasoil.
Cuối cùng, phân xưởng xử lý khí có thể được trang bị thêm các công đoạn phụ như rửa khí bằng dung môi diethanolamine (DEA), làm mềm khí LPG, bẫy loại lưu huỳnh và sấy (tách ẩm) để đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật thương mại