Sản phẩm của quá trình khử parafin gồm có dầu đã khử parafin và parafin chứa lượng dầu khá lớn (10 đến 25%) thường gọi là gastch hay slack wax. Gastch không đảm bảo độ sạch khi làm nguyên liệu cho một số chu trình sản xuất hạ nguồn, do đó cần phải được tiếp tục xử lý nhằm giảm hàm lượng dầu xuống còn chừng 0,5 đến 2% thể tích. Điều này được thực hiện trong phân xưởng khử dầu mềm.Mục đích của phân xưởng khử dầu mềm là để sản xuất parafin sản phẩm thương phẩm, còn dầu mềm chỉ là thứ phẩm. Đây là phân xưởng hoạt động cũng dựa trên nguyên tắc kết tinh có nhiệt độ làm việc cao hơn nhiệt độ trong phân xưởng khử parafin. Sản phẩm cuối là parafin và dầu mềm.
Thực nghiệm cho thấy khi nhiệt độ lọc càng cao, parafin nhận được sẽ có điểm chảy càng cao, parafin càng cứng nhưng hiệu suất thu hồi parafin sản phẩm lại giảm. Về mặt kinh tế sẽ có lợi hơn khi tiến hành khử dầu mềm ngay khi bánh tinh thể vừa đi ra khỏi bộ phận lọc parafin do trong bánh tinh thể vẫn còn chứa một lượng dung môi khá lớn và giảm được phần chi phí đầu tư cho phân xưởng chưng cất dung môi. Công đoạn này có tên gọi là công đoạn tách parafin có khử dầu mềm với sơ đồ nguyên lý như trên hình 4.7.
Tài liệu tham khảo dành cho sinh viên 10H5 năm học 2013-2014 125
Hình 4.7 Sơ đồ công nghệ khử parafin có giai đoạn khử dầu mềm
Trong cả 2 sơ đồ trên ta thấy một phân xưởng tách parafin bao gồm các cụm chính sau:
- Cụm kết tinh có nhiệm vụ làm lạnh hỗn hợp nguyên liệu và dung môi nhằm kết tinh parafin.
- Cụm lọc đầu tiên có nhiệm vụ loại dầu khử ra khỏi bánh tinh thể parafin (gastch), cụm lọc thứ hai có nhiệm vụ loại dầu mềm ra khỏi parafin.
- Cụm chưng cất gồm hai nhóm tháp chưng cất đối với phân xưởng tách parafin không khử dầu và ba nhóm tháp với phân xưởng tách parafin có khử dầu. Cụm chưng cất đảm trách việc tách dung môi khỏi dầu khử, khỏi dầu mềm và khỏi parafin.
- Hệ thống dung môi có nhiệm vụ: thu hồi dung môi đi ra từ các tháp chưng cất và cung cấp dung môi cho các hỗn hợp nguyên liệu.
Ngoài ra, cần phải tính đến cụm thiết bị làm lạnh đảm bảo khả năng làm lạnh cho quá trình kết tinh.
Bảng 4 .7 giới thiệu thông số vận hành của phân xưởng khử dầu mềm để sản xuất parafin. Qua bảng này ta thấy rõ ảnh hưởng của nhiệt độ lọc lên hiệu suất thu hồi cũng như lên chất lượng sản phẩm parafin nhận được.
Tài liệu tham khảo dành cho sinh viên 10H5 năm học 2013-2014 126
CHƯƠNG 5 ỨNG DỤNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ TRONG CÔNG NGHIỆP DẦU KHÍ 5.1. Tổng quan
Công nghiệp lọc dầu và xử lý khí ứng dụng rất nhiều quá trình hấp phụ, nhằm 2 mục đích chính như sau:
- Làm sạch và sấy khí (tách nước, tách CO2, tách lưu huỳnh...)
- Thu hồi các cấu tử khí quý và tách các hỗn hợp khí thành các cấu tử riêng biệt (sản xuất hydro, tách i/n Parafin, O2/N2, ...)
Bảng 5.1 giới thiệu các ứng dụng chính của quá trình hấp phụ trong công nghiệp lọc dầu và xử lý khí.
Bảng 5.1 Các quá trình phân tách bằng hấp phụ
Có thể phân loại các quá trình hấp thụ dựa vào các tiêu chí sau :
- Bản chất của chất hấp phụ sử dụng : zeolithe, than hoạt tính, rây phân tử cacbon… - Đặc trưng của độ chọn lọc : cân bằng, động học…
- Trạng thái của nguyên liệu trong quá trình hấp phụ : khí, lỏng - Thành phần nguyên liệu xử lý
- Quá trình có tái sinh hay không tái sinh
- Phương pháp tái sinh : tăng nhiệt độ (TSA), giảm áp suất (PSA), dùng hơi stripping, thay thể chất hấp phụ hoặc kết hợp các kỹ thuật lại
- Quá trình liên tục (tầng hấp phụ di động) hay không liên tục
Các loại chất hấp phụ thường được sử dụng trong công nghiệp dầu khí, về hình dạng là các chất rắn có cấu trúc vi mao quản, được tổng hợp từ quá trình sản xuất, đó là: than hoạt tính, rây phân tử carbon, oxyt nhôm hoạt tính (Al2O3), silicagel, sét khử màu và đặc biệt là các loại zeolit.
Zeolit thường tồn tại ở dạng kết tụ đóng bánh nhờ chất gắn kết và được chế tạo có hình dáng các viên bi, viên thỏi trụ có kích thước phù hợp với các ứng dụng công nghiệp. Về cấu tạo vật
Tài liệu tham khảo dành cho sinh viên 10H5 năm học 2013-2014 127 lý, nó là 1 dạng tinh thể có cấu trúc vi mao quản, đường kính lỗ mao quản rất nhỏ và mỗi loại zeolit lại có các đường kính khác nhau nhằm giữ lại (hấp phụ) hoặc cho đi qua (không hấp phụ) các phân tử có các đường kính phân tử khác nhau. Về công thức hóa học, zeolit là phức chất của oxyt nhôm (AlO2), oxyt silic (SiO2) và kim loại kiềm (Na, K) hoặc kiềm thổ (Ca, Ba), có ngậm nước.
Công thức tổng quát của zeolit là: Mx/n[(AlO2)x(SiO2)y],wH2O
M là 1 trong các cation Na, K, Ca, Ba; n là hóa trị của M; x, y là các số nguyên với y/x ≥ 1; w là số phân tử nước có trong mạng.
Bảng 5.2 Một số tính chất của chất hấp phụ thường dùng
Bảng 5.2 giới thiệu các loại chất hấp phụ thường được sử dụng với các tính chất đặc trưng của chúng. Một chất hấp phụ được gọi là tốt khi nó có: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Bề mặt hoạt động (F) lớn, dẫn đến bề mặt tiếp xúc K-R sẽ lớn,
- Thể tích (V) của các lỗ vi mao quản nhỏ, tức tổng thể tích các khoảng không gian trống, không tiếp xúc K-R sẽ nhỏ, tức là bề mặt hoạt động lớn (V ngược với F)
- Đường kính lỗ vi mao quản nhỏ, điều này cho phép tách được phân tử có kích thước rất nhỏ ra khỏi phân tử có kích thước lớn hơn.
Dựa trên đường kính lỗ người ta phân ra loại lỗ mao quản lớn (>500A), lỗ mao quản trung (20-500A), vi lỗ mao quản (<20A),
Sau đây chúng ta sẽ xem xét một số ứng dụng tiêu biểu của quá trình hấp phụ trong công nghệ lọc dầu.
Tài liệu tham khảo dành cho sinh viên 10H5 năm học 2013-2014 128