Để nâng cao giá trị của dầu thô, thông thường dầu thô phải trải qua một số kiểu chưng cất, các quá trình chế biến và làm sạch lưu huỳnh trước khi đem bán ngoài thị trường.
Bước đầu tiên là chưng cất sơ cấp dầu thô sau khi đã loại hết các chất bẩn, muối và nước thành các phân đoạn đầu tiên gồm: xăng, xăng nhẹ, xăng nặng, dầu gazoin và dầu điezen, tiếp theo giai đoạn cất chân không người ta tách được dầu bôi trơn từ phần dầu madút. Khoảng gần đúng của các phân đoạn này được trình bày trong hình 4.
Bản thân dầu thô sau khi đã loại bỏ bùn, cát, nước lẫn trong đó cũng là một loại nhiên liệu. Nhưng trong thực tế ít khi người ta dùng ngay dầu thơ làm nhiên liệu mà thường tách dầu thô thành các phân đoạn hay các loại nhiên liệu thỏa mãn các yêu cầu kĩ thuật khác nhau. Hình 4 ở trên là sơ đồ tách dầu thô thành các phân đoạn nhiên liệu khác nhau mà không làm thay đổi bản chất sẵn có của chúng trong tự nhiên.
Việc tách phân đoạn dầu thô bằng cách chưng cất chọn lọc ở trên có thể nâng cao hiệu quả của nhiên liệu và thỏa mãn các yêu cầu phức tạp của các nhà công nghiệp sản xuất các loại động cơ xăng, động cơ điezen, động cơ phản lực khác nhau...
Do đặc điểm của các loại dầu thô khác nhau dẫn đến cơng nghệ lọc - hóa dầu cũng khác nhau. Bảng 12 trình bày những tính chất rất khác biệt giữa dầu parafin và dầu asphalt.
Hình 4.
Bảng 12.
Các đặc trưng của dầu thô parafin và asphalt
Tính chất và hiệu suất Dầu thơ parafin Dầu thô asphalt
Khối lượng riêng Thấp Cao
Hiệu suất xăng Cao Thấp Hàm lượng lưu huỳnh Thấp Cao Tỉ lệ hiđro / cacbon Thấp Cao
Điểm khói của phân đoạn dầu hỏa Cao Thấp
Chỉ số xetan của dầu DO Cao Thấp
Điểm sương của phân đoạn FO Cao Thấp
Hiệu suất phân đoạn dầu bôi trơn Cao Thấp Chỉ số độ nhớt của dầu bôi trơn Cao Thấp Hiệu suất phần sáp Cao Thấp
Hiệu suất bitum Thấp Cao
Mùi Thơm Khó chịu
Màu Sáng Tối
Vì thế, với mục đích tách các phân đoạn dầu làm nhiên liệu sơ đồ chưng cất các loại dầu parafin và asphalt có thể được trình bày như sau:
- Đối với dầu parafin (trong sơ đồ này chữ viết tắt: n.l. = nhiên liệu)
- Đối với dầu asphalt
Dầu parafin
Khí (gas)
Sáp (wax) Dầu bôi trơn
(lubricating oil)
Dầu mazut, n.l. lỏng nặng (được chưng cất trong chân không, fuel oil)
Dầu hỏa (kerosine)
Dầu gazoin, n.l.
điezen (gas oil,
diezel fuel)
Sáp và sản phẩm chưng cất
đã được chọn lọc (Wax and
distilate, filtered) Cặn A, n.l. (residue A. fuel) Xăng (gasoline) Các distilat (distilate) )
Do giao thông ngày càng phát triển, nhu cầu về xăng và các loại nhiên liệu khác ngày càng tăng cả về số lượng lẫn chất lượng nên dầu thô được chế biến bằng nhiều phương pháp khác nhau để đáp ứng nhu cầu của thị trường như:
- Crackinh nhiệt: cung cấp xăng có chỉ số octan cao.
- Crackinh xúc tác: cho xăng (xăng cracking) có chứa hàm lượng olefin thấp hơn so với crackinh nhiệt nhưng hàm lượng hiđrocacbon phân nhánh cao hơn và chỉ số octan có khi vượt quá 90.
- Crackinh với hơi nước. - Hiđrocrackinh
- Refominh xúc tác: cho xăng (xăng refominh - refomat) có đặc tính thơm cao, chỉ số octan cao.
- Polime hoá xúc tác: cho xăng có chứa hiđrocacbon phân nhánh.
- Ankyl hố xúc tác: cho xăng có chứa hiđrocacbon phân nhánh (alkylat). - Đồng phân hóa xúc tác: cho xăng có chứa hiđrocacbon phân nhánh (isomerat). Sau các quá trình trên, thơng thường các sản phẩm dầu trước khi sử dụng cần phải trải qua giai đoạn làm sạch để loại hết các vết lưu huỳnh, nitơ và các chất bẩn khác. Có nhiều cách làm sạch các sản phẩm dầu: rửa bằng các tác nhân axit (H2SO4) để loại các hiđrocacbon olefin, rửa bằng dung dịch đioxit chì trong NaOH để loại các hợp chất sunfua... Ngày nay, người ta thường dùng các phương pháp hiđro hố xúc tác, hiđro hóa làm sạch các sản phẩm dầu. Tất cả các quá trình vừa nói ở trên được bố trí trong nhà máy lọc dầu (refinery). Sơ đồ công nghệ của nhà máy được trình bày trên hình 5.
Dầu asphalt Khí (gas) Dầu hỏa (kerosine) Dầu gazoin, n.l.
điezen (gas oil,
diezel fuel)
N.l. điezen (diezel fuel)
Dầu mazut, n.l. lỏng nặng (được chưng cất trong chân không, fuel oil) Xăng
(gasoline)
Các distilat (distilate)
Dầu bôi trơn (crude
lubricating oil) Bitum hay dầu n.l. nặng (bitumen or
heavy fuel oil) Dầu bơi trơn tinh luyện
Hình 5.
Sơ đồ nhà máy lọc dầu Nghi Sơn - Thanh Hóa