1. Làm sạch bằng Kiềm
Làm sạch cỏc phõn đoạn dầu mỏ và sản phẩm dầu mỏ núi chung, cỏc phõn đoạn dầu nhờn núi riờng bằng kiềm là để tỏch ra khỏi dầu nhơn và sản phẩm dầu mỏ cỏc hợp chất cú chứa oxy ( axit naphtenic, phenol ) và cỏc hợp chất chứa lưu huỳnh (H2S, mercaptan) và để trung hoà axit sunfuaric và sản phẩm của nú kết hợp cỏc hyđrocacbon.
Dung dịch kiềm kết hợp với cỏc hợp chất axit tạo thành muối, hoà tan trong nước. Cỏc hợp chất mới tạo thành sẽ được tỏch ra khi rửa bằng nước một phần muối kiềm của axit naphtenic và fenolat khi hoà tan trong nước sẽ thuỷ phõn tạo thành axit hữu cơ, phenol, kiềm. Cỏc axit và phenol hoà tan tốt trong sản phẩm làm ứạch vỡ vậy mà trong thực tế chỳng khụng thể tỏch được hoàn toàn ra khỏi sản phẩm. Do đú khi trung hoà thường tiến hành dung dịch kiềm ( 10% - 15% ) ở nhiệt độ khụng cao lắm. khi làm sạch cỏc phõn đoạn dầu nhờn thường dựng dung dịch kiềm yếu (1 – 3% ) và tiến hành ở điều kiện nhiệt độ cao để trỏnh sự tạo nhũ tương làm khú khăn trong quỏ trỡnh làm sạch.
Trong quỏ trỡnh làm sạch cỏc axit phenol cũn cỳ khả năng tỏch được cỏc hợp chất chứa lưu huỳnh như trong cỏc phõn đoạn sản phẩm trắng hay trong cỏc phõn đoạn dầu mỏ cú nhiệt độ sụi cao.
2NaOH + H2S = Na2S + 2H2O NaOH + H2S = NaSH + H2O
Nercaptan tỏc dụng với kiềm tạo thành mercaptid. RSH + NaOH = RSNa + H2O
Oxy hoỏ cỏc mecptan tạo thành disunphid khi cỳ oxy khụng khớ tham gia 4RSH + O2= 2RS – SR + 2H2O
Sơ đồ nguyờn lý làm sạch dầu nhờn bằng kiềm
1VI VI III II 3 6 5 4 9 7 IV V
Cấu tạo: 1.Thỏp
2.Thiết bị trao đổi nhiệt 3. Lũ 5, 7. Bể lắng 8, 9. Thiết bị làm lạnh 10, 11, 12, 13. Bơm I. Nguyờn liệu II. Kiềm III. Dầu nhờn đú làm sạch IV. Kiềm thải
V. Nước rửa VI. Khụng khớ Nguyờn tắc làm việc:
Nguyờn liệu nhờ bơm (10) cho sang thiết bị trao đổi nhiệt (2), ở đõy nhiờn liệu được đốt núng lờn đến 40 – 500C bằng dầu đi từ bể lắng (7). Nhiờn liệu từ thiết bị (2) cho sang lũ ống (3) dưới ỏp suất dư 0,6 – 1Mpa, tại đõy lũ đốt núng lờn đến 150 – 170 0C, sau đú cho sang mỏy khuấy (4), cựng với mỏy khuấy (4) cho dung dịch kiềm (NaOH) với nồng độ 1,2 – 2,5%, trong thiết bị (4) xẩy ra quỏ trỡnh khử kiềm. Sau đú cho sang bể lắng tỏch (5) tại đõy sẽ tỏch dầu nhờn riờng và kiềm thải lắng tỏch xuống rồi cho qua thiết bị làm lạnh (8), sau đú cho vào bể chứa để tỏch axit naphtenic ra khỏi kiềm. Dầu nhờn đú được làm sạch bằng kiềm ở phớa trờn thiết bị (5) sau đú cho qua thiết bị khuấy trộn (6) cựng với nước ở nhiệt độ 60 – 650C nhờ bơm (13), rồi cho sang thiết bị lắng tỏch (7) đưa sang thiết bị làm lạnh (9) cho đến nhiệt độ 90 – 1000C. Phần trờn thiết bị (7) là dầu nhờn đú làm sạch bằng kiềm cho
sang thiết bị trao đổi nhiệt (2) để đốt núng nguyờn liệu tại đõy dầu nhờn làm lạnh 70 – 800C rồi cho sang thỏp sấy khụ (1) bằng khụng khớ nộn, sau đú cho sang bể chứa.
2. Làm sạch dầu nhờn bằng axit sunfuaric
Làm sạch cỏc sản phẩm dầu mỏ và cỏc phõn đoạn dầu nhờn núi riờng bằng H2SO4 dựng để tỏch cỏc hợp chất chứa N2, S, nhựa hợp chất đúi và cỏc hợp chất cú độ ổn định kộm.
Trong quỏ trỡnh làm sạch bằng H2SO4 khụng tỏc dụng lờn hyđrocacbon parafin và naphten. Vỡ rằng cỏc hyđorocacbon này kết hợp với sunfo axit và axit este của axit sunfuaric tạo thành nhũ tương.
Cỏc hyđrocacbon đúi tỏc dụng với axit sunfuaric tạo thành axit este và sản phẩm polymer hoỏ. Cỏc axit este tạo thành do sự tỏc dụng của cỏc hyđrocacbon đúi với axit sunfuaric ở điều kiện nhiệt độ thấp.
Cỏc hợp chất chứa lưu huỳnh kết hợp với axit sunfuaric H2S + H2SO4 = 2H2O + SO2 + S
Lưu huỳnh nguyờn tố (S) tạo thành hoà tan trong sản phẩm khi trưng cất sản phẩm thỡ nỳ lại kết hợp với hyđrocacbon tạo thành H2S. Do đú nguyờn liệu trước khi đưa đi làm sạch bằng H2SO4 thỡ phải tỏch H2S bằng dung dịch kiềm trước.
Mecaptan kết hợp với H2SO4 tạo thành đisunfid rất dễ hoà tan trong sản phẩm sạch
2RSH + H2SO4 = RS – SR + SO2 + 2H2O
Cỏc hợp chất nhựa kết hợp với axit sunfuaric cú thể sảy ra theo 3 hướng: Một phần nhựa hoà tan trong axit sunfuaric, một phần khỏc ngưng tụ với axit tạo thành
R R C=CH2 +H2SO4 R R C CH 3 OSO3H R R C=CH2 H2SO4 + R R C CH 3 O C=CH2 R R R R C O CH3 SO 3
hợp chất tương tự như asphanten, cũn phần 3 kết hợp với axit sunfuaric tạo thành axit sufonic hoỏ, do đú cỏc dạng nhựa trờn đều chuyển vào guđrong axit.
Axit sunfuaric thường dựng để làm sạch dầu nhờn biến ỏp, dầu nhờn trắng và để tỏi sinh dầu nhờn, cũn làm sạch cỏc hyđrocacbonparafin dựng để sản xuất thức ăn. Làm sạch dầu nhờn băng axit sunfuaric chủ yếu để tỏch cỏc hợp chất hyđrocacbon đúi và cỏc hợp chất nhựa – asphanten. Do đú khi làm sạch bằng axit phụ thuộc vào nhiệt độ, thời gian tiếp xỳc nhiờn liệu với axit, nồng độ axit, hàm lượng axit tiờu tốn.
3. Làm sạch cỏc phõn đoạn dầu nhờn lần cuối bằng phương phỏp hyđro hoỏ.
Thay quỏ trỡnh làm sạch cỏc phừn đoạn lần cuối bằng phương phỏp hiđro hoỏ vào quỏ trỡnh hấp thụ bằng đất sột cú những ưu điểm hơn như sau:
Hiệu suất dầu nhờn thu được cao hơn ( cú thể đạt 97 – 98,5% mà hấp thụ trờn đất sột chỉ đạt 94 – 95% ), chất lượng một số chỉ tiờu dầu nhờn tốt hơn như sau: Màu, độ cất, hàm lượng, lưu huỳnh, chỉ số nhớt…, giỏ thành sản phẩm dầu nhờn rẻ hơn. Cỏc số liệu ở bảng sau biểu diễn những điều trờn
Cỏc chỉ tiờu chất lượng Nguyờn liệu Sản phẩm sau khi hấp thụ
Sản phẩm sau khi hyđro hoỏ Độ nhớt ở 1000C MM2/C 21,6 21,4 21,1
Chỉ số nhớt 84 84 67
Hàm lượng lưu huỳnh, %
(KL) 1 1 0,7 Nhiệt độ, 0C Độ đụng đặc Độ chớp chỏy -16 223 -16 223 -15 256 Độ cốc, %( KL)
Màu ( Theo NPA ) 4,5 4 3
Chỉ tiờu kỹ thuật – Kinh tế Giỏ thành sản phẩm Chỉ tiờu tớnh theo % - - 100 100 97,2 98,5
Nguyờn liệu của quỏ trỡnh: là cỏc phừn đoạn dầu nhờn cất và phõn đoạn dầu nhờn cặn đú qua quỏ trỡnh khử parafin
Chương II: Cỏc thiết bị chớnh trong dõy chuyền
Trong dõy chuyền chưng cất ỏp suất chõn khụng dầu mazut để nhận cỏc phõn đoạn dầu nhờn cú những thiết bị chớnh :
Thỏp chưng cất chõn khụng Thiết bị gia nhiệt
Thiết bị trao đổi nhiệt