Chơng II. Chng cất dầu thô
II.2.1. Chế độ nhiệt của tháp chng luyện
Chế độ là thông số quan trọng nhất của tháp chng bằng cách thay đổi chế độ nhiệt của tháp sẽ điều chỉnh đợc chất lợng và hiệu suất của sản phẩm chế độ nhiệt của tháp gồm nhiệt độ của nguyên liệu vào tháp, nhiệt độ đỉnh tháp, nhiệt độ trong tháp và nhiệt độ đáy tháp.
Nhiệt độ của nguyên liệu (dầu thô) vào tháp chng phụ thuộc vào bản chất của loại dầu thô, mức độ phân tách của sản phẩm áp suất trong tháp và l- ợng hơi nớc đa vào đáy tháp, nhng chủ yếu là phải tránh sự phân huỷ nhiệt của nguyên liệu ở nhiệt độ cao. Nếu dầu thô là loại dầu nặng mức độ phân chia lấy sản phẩm ít thì nhiệt độ nguyên liệu khi vào tháp chng luyện sẽ không cần cao. Trong thực tế sản phẩm khi chng cất ở áp suất khí quyển, nhiệt độ nguyên liệu vào tháp chng luyện thờng trong giới hạn 320 ữ 3600C còn nhiệt độ nguyên liệu mazut vào tháp chng ở áp suất chân không thờng khoảng 400 ữ 4400C.
Nhiệt độ đáy tháp chng luyện phụ thuộc vào phơng pháp bay hơi và phần hồi lu đáy. Nếu bay từ phần hồi lu đáy bằng một thiết bị đốt nóng riêng biệ, thì nhiệt độ tối u, tránh sự phân huỷ các cấu tử nặng, nhng phải đủ để tách hết hơi nhẹ khỏi phần cặn đáy.
Nhiệt độ đỉnh tháp đợc khống chế nhằm đảm bảo sự bay hơi hoàn toàn sản phẩm đỉnh.
Nhiệt độ đỉnh tháp chng luyện ở áp suất khí quyển để tách khỏi phân
đoạn khác cần giữ trong khoảng 100 ữ 70mmHg thờng nhiệt độ không quá
1200C để tách hết phần gasal nhẹ còn lẫn trong nguyên liệu.
Để đảm bảo chế độ nhiệt của tháp và tạo điều kiện phân tách tốt hơn trong quá trình chng luyện hoàn thiện phải có hồi lu.
Hồi lu đỉnh tháp có hai dạng: Hồi lu nóng và hội lu nguội
+ Hồi lu nóng: Quá trình hồi lu nóng đợc thực hiện bằng cách cho ngng tụ một phần hơi sản phẩm đỉnh ở nhiệt độ sôi của nó, sau đó tới trở lại đỉnh tháp, chung chỉ cần một lợng nhiệt để bốc hơi, tác nhan làm lạnh có thể dùng nớc hay chính sản phẩm lạnh.
t2
1 t1
t0 2
Hình 7: Hồi lu nóng 1. Tháp chng.
2. Thiết bị ngng tụ.
Lợng hồi lu nóng đợc tính theo công thức nh sau:
n
R Q
= i
Rn: Lợng hồi lu nóng, kg/h
Q: Nhiệt lợng hồi lu cần lấy để bốc hơi, Kcal/h.
I: Nhiệt ngng tụ của sản phẩm lỏng Kcal/kg.
Do thiết bị hồi lu nóng khó lắp ráp và gặp nhiều khó khăn cho việc vệ sinh đặc biệt là khi công suất của tháp lớn, nên loại này ngày nay ít phổ biến và bị hạn chế.
* Hồi lu nguội: Quá trình hồi lu nguội đợc thực hiện bằng cách cho ng- ng tụ một phần hơi sản phẩm đỉnh rồi tới trở lại tháp ngng. khi đó lợng nhiệt
cần thiết để cấp cho phần hồi lu bao gồm nhiệt cần để đung nóng đến nhiệt độ sôi và nhiệt lợng để hoá hơi.
2
t0 t1
1
2
3
Hình 8: Hồi lu nguội 1. Tháp chng
2. Ngng tụ - làm lạnh 3. Bể chứa hồi lu.
Lợng hồi lu ngợc đợc tính theo công thức
( )
ng h h
2 1
t1 t2
Q Q
R q q = i t t C
+ −
− Rng: Lợng hồi lu ngợc.
Q: Lợng nhiệt hồi lu cần.
qht1: hàm nhiệt của hơi.
qht2: Lợng hồi lu lỏng hồi lu.
i: Nhiệt lợng phần hơi cần.
t1,t2: Nhiệt độ của hơi và lỏng tơng ứng.
Từ công thức trên ta thấy lợng hồi vào tháp (t1) càng thấp, thờng nhiệt
độ hồi lu t1 tới vào tháp khoảng 30 ữ 400C.
Hồi lu ngợc đợc sử dụng rộng rói vỡ lợng hồi lu thỏp ớt làm tăng rừ ràng chất lợng mà không giảm nhiều năng suất của tháp chng.
Ngoài sử dụng hồi đỉnh đáy ngời ta còn sử dụng hồi lu trung gian.
3 Hơi sản phẩm
1
t1
t0
2
Hình 9: Hồi lu trung gian 1. Tháp chng.
2. Thiết bị trao đổi.
3. Bơm.
Quá trình hồi lu trung gian đợc thực hiện bằng cách lấy một sản phẩm lỏng nằm trên các đĩa có nhiệt độ kì t1 đa ra ngoài làm lạnh đến t0 rồi tới vào hồi lu lại tháp khi đó chất lỏng hồi lu cần thu một nhiệt lợng để đung nóng từ nhiệt độ t0 đến t2.
Xác định lợng hội lu trung gian qua công thức.
tg t t
t2 t 0
R Q
q −q
Q: là lợng hồi lu lấy di kcal/h.
qtt2, qtt0: hàm lợng nhiệt của hồi lu ở pha lỏng ứng với nhiệt độ t2 và t0
kcal/kg.
Hồi lu trung gian có nhiều u điểm; giảm lợng hồi lu đi ra ở đỉnh tháp, tận dụng đợc một lợng nhiệt thừa rất lớn của tháp để đun nóng nguyên liệu ban đầu, tăng công suất làm việc của tháp.
Ngời ta thờng kết hợp hồi lu trung gian với hồi lu lạnh cho phép điều chỉnh chính xác nhiệt độ chng dẫn đến đảm bảo đợc hiệu suất và lợng sản phẩm của quá trình.