Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
MỞ ĐẦU
Dầu mỏ đƣợc con ngƣời biến đổi từ thời cổ xƣa và công nghệ chế biến
dầu mỏ đƣợc xem nhƣ bắt đầu ra đời vào năm 1859 khi mà Edwis Drake (Mỹ)
khai thác đƣợc dầu thô, lúc bấy giờ lƣợng dầu thô khai thác đƣợc còn rất ít nó
đƣợc sử dụng làm nhiên liệu để đốt chảy thắp sáng. Thế kỷ 19 dầu đƣợc coi
nhƣ nguồn tài nguyên cho mọi phƣơng tiện giao thông và cho nền kinh tế
quốc dân.
Hiện nay dầu mỏ đã trở thành nguồn năng lƣợng quan trọng nhất của
mọi quốc gia trên thế giới. Khoảng 65 75% năng lƣợng sử dụng từ dầu mỏ,
chỉ có 20 22%.
Dựa vào các quá trình chế biến nhƣ: Chƣng cất, hydro crarking,
reforming, ankil hoá, đồng phân hoá, polyme hoá cho ra các sản phẩm xăng,
nhiên liệu phản lực dầu mỏ bôi trơn, có hiệu quả tối đa và một số sản phẩm
khác nhƣ: sản phẩm năng lƣợng, phi năng lƣợng, butan, cốc và khí lỏng dân
dụng, làm khí đốt và nhiên liệu.
Ngày nay trên 90% sản phẩm hữu cơ có nguồn gốc từ dầu khí và tỷ lệ
dầu khí sử dụng vào mục đích năng lƣợng sẽ giảm dần do đó dầu khí trong
một tƣơng lai lâu dài vẫn chiếm dữ một vị trí quan trọng trong lĩnh vực năng
lƣợng và nguyên liệu hoá học mà không có một tài nguyên thiên nhiên nào
cạnh tranh nổi.
Dầu mỏ là hỗn hợp phức tạp trong đó có hàng trăm hợp chất khác nhau,
nhƣng nguyên tố cơ bản chứa trong dầu khí phần lớn là hyđro cacbon chiếm
từ 60 90% trọng lƣợng trong dầu, còn lại là các chất oxy, lƣu huỳnh, nƣớc,
các phức chất cơ kim, các chất nhựa, asphanten. Trong khí còn chứa các khí
trơ nhƣ He, Ar, Xe….
Đối với Việt Nam, coi dầu khí là ngành kinh tế mũi nhọn, là chỗ dựa
cho ngành công nghiệp hoá, hiện đại hoá, làm đà thúc đẩy cho nền kinh tế
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chƣng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
Lớp Hoá dầu V02 - 01 3
quốc dân. Đây là mũi nhọn có tính chiến lƣợc của Việt Nam, nhƣ vậy ngành
công nghiệp chế biến dầu nƣớc ta đang bƣớc vào thời kỳ mới, thời kỳ mà cả
nƣớc đang thực hiện mục tiêu công nghiệp hoá, hiện đại hoá chắc chắn sự
đóng góp của ngành dầu khí trong công cuộc công nghiệp hoá đất nƣớc sẽ có
ý nghĩa không chỉ bằng những chỉ tiêu kinh tế cụ thể mà ngành công nghiệp
mọi nhọn này còn là nguồn động viên tinh thần của đảng, toàn dân và nhất là
thành viên đang hoạt động trong ngành dầu khí, hăng hái lao động góp phần
xây dựng đất nƣớc để sau vài thập niên tới sánh vai với các nƣớc trong khu
vực và trên thế giới.
Công nghiệp chế biến dầu phát triển mạnh là nhờ các đặc tính quý riêng
của nguyên liệu dầu mỏ ma từ nguyên liệu than đƣợc các khoáng chất khác
không thể có, đó là quá trình thấp, thuận tiện cho quá trình tự động hoá dễ
khống chế các điều kiện công nghệ và có công suất chế biến lớn, sản phẩm
thu đƣợc có chất lƣợng cao, ít tạp chất, dễ tinh chế, dễ tạo ra nhiều loại sản
phẩm đáp ứng mọi nhu cầu của ngành kinh tế quốc dân.
Cùng với ự phát triển mạnh của công nghiệp dầu khí trên thế giới dầu
khí Việt Nam cũng đã đƣợc phát hiện những năm 1970 và đang trên đà phát
triển, chúng ta đã tìm ra nhiều mỏ chứa dầu dự trữ lƣợng tƣơng đối lớn nhƣ
mỏ Bạch hổ, Đại hùng mỏ rồng Nam côn sơn các mỏ khí nhƣ Tiền hải (Thái
Bình) Lan tây, lan đỏ… Đây là nguồn nguyên liệu quý giúp nƣớc ta có thể
bƣớc vào kỷ nguyên mới của công nghệ dầu khí. Nhà máy lọc dầu số 1 Dung
Quất với công suất 6 triệu tấn/năm, sắp hoàn thành để hoạt động và đang tiến
hành phê chuẩn nhà máy lọc dầu số 2 nghi sơn - Thanh Hoá với công suất 7
triệu tấn/năm.
Nhƣ vậy ngành công nghiệp chế biến dầu khí nƣớc ta đang bƣớc vào
thời kỳ mới, thời kỳ mà cả nƣớc tađang thực hiện mục tiêu công nghiệp hoá,
hiện đại hoá. Chắc chắn sự đống góp của ngành dầu khí sẽ rấ có nghĩa.
Dầu mỏ là một hỗn hợp rất phức tạp gồm hyđro cacbon, khí thiênnhiên,
khí dầu mỏ và các hợp chất khác nhƣ CO2, N2, H2S, He…. Dầu mỏ muốn sửĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chƣng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
Lớp Hoá dầu V02 - 01 4
dụng đƣợc rộng rãi, chƣng cất sơ khai dầu, chƣng cất phân đoạn. Các phân
đoạn thu đƣợc phù hợp cho các phƣơng pháp chế biến khác.
Thành phần phân đoạn là một chỉ tiêu quan trọng cần xác định dối với
các sản phẩm trắng nhƣ xăng, terosen, điezen. Theo thành phần phân đoạn có
thể biết đƣợc các loại sản phẩm thu đƣợc và khối lƣợng của chúng các phân
đoạn bao giờ cũng gồm rất nhiều các đơn chất khác nhau với nhiệt độ sôi thay
đổi. Do vậy đặc trƣng cho tính bay hơi của một số phân đoạn là nhiệt độ sôi
đầu và nhiệt độ sôi cuối.
Các phân đoạn thu đƣợc từ các quá trình chƣng cất sơ khai đƣợc chế
bién bằng các phƣơng pháp hoá học hay vật lý để thu các sản phẩm năng
lƣợng caực sản phẩm phi năng lƣợng và các sản phẩm hoá học.
Vì thế ngành khai thác chế biến dầukhí là một ngành công nghiệp mũi
nhọn, trong tƣơng lai lâu dài vẫn chiếm dữ một vị trí quan trọng trong lĩnh
vực năng lƣợng và nguyên liệu hoá học mà không có tài nguyên thiên nhiên
nào thay thế đƣợc.
Đề tài của em là "Thiết kế phân xưởng chưng cất dầu thô ít phần nhẹ
với năng suất 2,5 triệu tấn/năm" và trên cơ sở trình bày các vấn đề lý thuyết
có liên quan.
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chƣng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
Lớp Hoá dầu V02 - 01 5
PHẦN I. TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT
CHƢƠNG I. NGUYÊN LIỆU DẦU THÔ
I.1. THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA DẦU MỎ.
Trong thiên nhiên dầu mỏ ở dạng chất lỏng nhờn, dễ bắt cháy, khi khai
thác ở nhiệt độ thƣờng có ở dạng lỏng hay đông đặc, có màu vàng đến đen là
nguyên liệu chính cho quá trình chƣng cất dầu thô.
I.1.1. Thành phần nguyên tố của dầu mỏ.
Dầu mỏ là một hỗn hợp phức tạp, trong dầu có chứa tới hàng trăm chất
khác nhau, nhƣng các nguyên tố cơ bản chứa trong dầu là cácbon và hyđro.
Trong đó C chiếm 82 87%: h chiếm 0,01 1,8% còn lại là các chất chứa oxy,
lƣu huỳnh nitơ, các phức cơ kim có chất nhựa, aphanten. Trong khí còn chứa
các khí trơ nhƣ N2, He, Ar, Xe…
Nhìn chung, dầu mỏ càng chứa nhiều hyđro cácbon càng ít thành phần
dị thể tố càng tốt và loại dầu mỏ đó có giá trị kinh tế cao.
I.1.2. Thành phần hydro cacbon trong dầu mỏ.
Hyđro cacbon là phần chính của dầu, nhƣ tất cả các loại hyđro cacbon
(trừ olefin) đều có mặt trong dầu mỏ. Chúng đƣợc chia thành các nhóm
parafin, naphten, aromat, hỗ hợp raphten - aromat. Bằng các phƣơng pháp hoá
lý, ngƣời ta đã xác định đƣợc hơn 400 loại hyđro cacbon khác nhau.
I.1.2.1. hyđro cacbon parafinic.
Hyđrocacbon parafinic còn họi là alkan, là loại hyđro cacbon phổ biến
nhất. Về mặt cấu trúc, hyđro cacbon parafin có hai loại: loại cấu trúc mạch
thẳng gọi là n - parafin và loại cấu mạch nhánh gọi là izo - parafin. ChungsĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chƣng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
Lớp Hoá dầu V02 - 01 6
cói số nguyên tử cacbon từ C1 C45. Trong đó n - parafin chiếm đa số (25
30% thể tích)
Trong dầu mỏ chúng tồn tại ở ba dạng: lỏng,, khí và rắn.
Ở điều kiện thƣờng (nhiệt độ 250C, áp suất khí quyển) các parafin mạch
thẳng chứa từ C1 C4 đều nằm ở thể khí. Các n - parafin mà phân tử chừa từ
C5 C17 nằm ở thể lỏng, còn các n - parafin chứa 18 nguyên tử cacbon trở
lên nằm ở dạng tinh thể.
Nhƣng hyđro cacbon parafin từ C5 C10 nằm trong phần nhẹ của dầu
với nhánh là những cấu tử tốt của xăng, vì cho xăng có khả năng chống kích
nổ kém (nC7 có trị số octan = 0). Trong chế biến hoá dầu, nhƣng hyđro
cacbon chứa trong phần nhẹ dầu hay trong khí đồng hành lại là nguyên liệu
rất tốt cho quá trình sản xuất defin thấp nhƣ etylen, poropylen, butylen và
toluen đó là nguyên liệu cơ sở cho tổng hợp hoá học để sản xuất chất dẻ, vải,
sợi hoá học, tơ nhân tạo.
Phải áp dụng các biện pháp nhƣ: gia nhiệt đƣờng ống cho thêm phụ gia,
tách bớt n - parafin rắn ngay tại nơi khai thác để tại điểm đông đặc, các biện
pháp này gây tốn kém, làm tăng giá thành dầu thô. Tuy nhiên, các parafin rắc
tách ra đƣợc từ dầu thô lại là nguyên liệu quý cho tổng hợp hoá học để điều
chế chất tẩy rửa tổng hợp, phân tích…
Còn các izo - parafin thƣờng chỉ nằm trong phần nhẹ và phần có nhiệt
độ sôi cao thì ít. Chúng thƣờng có cấu trúc đơn giản, mạch chính dào, nhánh
phụ ít và ngắn, nhánh phụ thƣờng là nhóm metyl. Các izo - parafin có cacbon
từ C5 C10 là các cấu tử rất quý trong phần nhẹ của dầu mỏ, chúng làm tăng
khả năng chống kích nổ của xăng.
Các izo - parafin so với n - parafin chúng có độ linh động cao hơn và
chúng làm tăng trị số octan của xăng.
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chƣng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
Lớp Hoá dầu V02 - 01 7
I.1.2.2. Hydro cacbon Naphtenic.
Naphteric còn gọi là cyclo parafin, có công thức tổng quát là CnH2n.Nó
là một trong những hyđro cacbon phổ biến và quan trọng dầu mỏ, hàm lƣợng
của chúng có thể thay đổi từ 30 60% t rọng lƣợng. Các hyđro cacbon
thƣờng gặp là loại một vòng, trong đó chiếm chủ yếu là loại vòng 5,6 cạnhm
loại vòmg 7 cạnh hay lớn hhơn ít gặp trong dầu, và khác những naphten có
từ 2 3 vòng ngƣng tụ cũng ít gặp, các loại hyđro cacbon naphten có mặt
trong phân đoạn nhẹ (thƣờng là một vòng và ít nhánh phụ) hay ở phần có
nhiệt độ sôi trung bình và cao (khi đó là những cấu tử có nhiều vòng và nhánh
phụ dài). Một số ví về các hyđro cacbon có trong dầu mỏ nhƣ sau:
R R
R
c h 3 c h 3
c h 3
(c h 2)40 c h 3 (c h 2)11 c h 3
Hyđro cacbon naphten là thành phần rất quan trọng trong nhiên liệu
động cơ và dầu nhờn. Các naphten một vòng làm cho xăng có chất lƣợng cao
những hyđro cacbon naphten một vòng có mạch dài là thành phần rất tốt của
dầu nhờn vì chúng có độ nhớt cao và ít thay đổi theo nhiệt, đặc biệt chúng là
các cấu tử rất quý cho nhiên liệu phản lực,do chúng có nhiệt cháy cao, đồng
thời giữ đƣợc tính linh động ở nhiệt độ thấp, điều này rất phù hợp khi động cơ
phải làm việc ở nhiệt độ âm.
Ngoài ra, hyđro cacbon naphten trong dầu mỏ còn là nguyên liệu quý
để từ đó điều chế các hyđro cacbon thơm bezen butaen xylen (BTX) là chất
khởi đầu trong sản xuất tơ sợi tổng hợp.
Nhƣ vậy dầu mỏ chứa nhiều hyđro cacbon naphten thì càng có giá trị
kinh tế cao vì từ đó có thể sản xuất đƣợc các sản phẩm nhiên liệu và phi nhiênĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chƣng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
Lớp Hoá dầu V02 - 01 8
liệu có chất lƣợng tốt, chúng lại có nhiệt độ đông đặc thấp nên giữ đƣợc tính
linh động không gây khó khăn tốn kém cho quá trình bơm, vận chuyển phun
nhiên liệu.
I.1.2.3. Hyđro cacbon aromatic (hyđro cacbon thơm).
Hyđro cacbon thơm thƣờng gặp là loại một vòng no và đồng đẳng của
chúng (bezen, toluen xylen…). Các chất này thƣờng nằm trong phần nhẹ và
là cấu tử làm tăng khả năng chống kiéch nổ của xăng. Các chất ngƣng tụ 2,3
hay 4 vòng thơm có mặt trong phần có nhiệt độ số trung bình và cao của dầu
mỏ, hàm lƣợng các chất loại này thƣờng ít hơn.
Dƣới đây là một số aromat thƣờng gặp trong dầu.
c h 3
c h 3
c h 3
bezen toluen xylen Naphtalen
antraxen pherantren pyren diphenyl
Khác với nhiêu liệu xăng ở nhiên liệu phản lực và điezen, nếu hàm
lƣợng aromat cao thì chúng làm giảm chất lƣợng của các loại nhiên liệu đó do
khó tự bố cháy và tạo cốc, tạo tàn trong động cơ. Cũng nhƣ hyđro cacbon
naphtentic, các cấu tử dromat một vòng có nhánh phụ dài làl nguyên liệu quý
để sản xuất dầu nhờn có độ nhớt và chỉ số độ nhớt cao (độ nhớt ít bị biến đổi
theo nhiệt độ)
MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. 1
MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 2
PHẦN I. TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT..................................................................... 5
CHƢƠNG I. NGUYÊN LIỆU DẦU THÔ...................................................................... 5
I.1. THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA DẦU MỎ. ................................... 5
I.1.1. THÀNH PHẦN NGUYÊN TỐ CỦA DẦU MỎ............................ 5
I.1.2. THÀNH PHẦN HYDRO CACBON TRONG DẦU MỎ............. 5
I.1.3. CÁC THÀNH PHẦN PHIHYDROCACBON............................... 9
I.2. CHUẨN BỊ NGUYÊN LIỆU DẦU THÔ TRƢỚC KHI CHẾ BIẾN.
................................................................................................................. 14
I.2.1. CÁC HỢP CHẤT CÓ HẠI TRONG DẦU THÔ ........................ 14
I.2.2. ỔN ĐỊNH DẦU KHAI NGUYÊN. ............................................. 14
I.2.3. TÁCH CÁC TẠP CHẤT CƠ HỌC, NƢỚC VÀ MUỐI. ............. 14
CHƢƠNG II. CHƢNG CẤT DẦU THÔ...................................................................... 18
II. 1. MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA CỦA QUÁ TRÌNH CHƢNG CẤT
DẦU THÔ ............................................................................................... 18
II.1.1. CÁC SƠ ĐỒP CÔNG NGHỆ ĐƢỢC TRÌNH BÀY Ở TRÊN
HÌNH SAU:................................................................................ 19
II.1.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH CHƢNG CẤT DẦU
THÔ. .......................................................................................... 20
II.2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH CHƢNG CẤT.
................................................................................................................. 29
II.2.1. CHẾ ĐỘ NHIỆT CỦA THÁP CHƢNG LUYỆN. ..................... 29
II. 2.2. ÁP SUẤT CỦA THÁP CHƢNG. ............................................. 34
II.2.3. NHƢNG ĐIỂM CẦN LƢU Ý KHI ĐIỀU CHỈNH, CHỐNG CHẾ
ĐỘ LÀM VIỆC CỦA THÁP CHƢNG CẤT. ............................. 34
CHƢƠNG III. SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH CHƢNG CẤT. ................................ 36ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chƣng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
Lớp Hoá dầu V02 - 01 78
III.1. KHÍ HYĐRO CACBON............................................................... 36
III.2. PHÂN ĐOẠN XĂNG.................................................................... 36
III.3. PHÂN ĐOẠN KEROSEN. ........................................................... 38
III.4. PHÂN ĐOẠN DIEZEN. ............................................................... 39
III.5. PHÂN ĐOẠN DẦU NHỜN. ......................................................... 40
III.6. PHÂN ĐOẠN MAZUT................................................................. 41
III.7. PHÂN ĐOẠN CẶN DẦU MỎ (CẶN GURON). ........................ 41
CHƢƠNG IV: SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ VÀ CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ
TRÌNH CHƢNG CẤT.......................................................................... 43
IV.1. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CHƢNG CẤT AD VỚI BAY HƠI MỘT
LẦN......................................................................................................... 43
IV.2. SƠ ĐỒ CHƢNG CẤT AD VỚI BAY HƠI HAI LẦN................. 43
IV.3. CHỌN CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ. .......................... 44
CHƢƠNG V: THIẾT BỊ CHÍNH CỦA SƠ ĐỒ CHƢNG CẤT .................................. 48
V.1. THIẾT BỊ CHÍNH TRONG DÂY CHUYỀN. .............................. 48
V.1.1. THÁP CHƢNG CẤT................................................................. 48
V.1.2. THÁP ĐỆM............................................................................... 50
V.1.3. THÁP ĐĨA CHỤP. .................................................................... 51
V.1.4. THÁP ĐĨA SÀNG:.................................................................... 52
V.2. LÒ ĐỐT. ......................................................................................... 53
V.2.1. PHÂN LOẠI LÒ ĐỐT.............................................................. 53
V.2.2. CẤU TRÚC CỦA LÒ ỐNG. ..................................................... 55
V.3. THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT...................................................... 56
V.3.1. THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT ỐNG XOẮN RUỘT GÀ........... 56
V.3.2. LOẠI THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT LOẠI ỐNG LỒNG ỐNG:
................................................................................................... 57
V.3.3. LOẠI THIẾT BỊ ỐNG CHÙM: ................................................. 59
PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ .................................................... 59
I. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT......................................................... 59
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chƣng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
Lớp Hoá dầu V02 - 01 79
I.1. TẠI THÁP TÁCH SƠ BỘ.............................................................. 60
I.2. TẠI THÁP CÓ BAY HƠI (THÁP TÁCH PHÂN ĐOẠN)............. 61
II. TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LƢỢNG................................................ 62
PHẦN III: AN TOÀN LAO ĐỘNG.............................................................................. 64
I. AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG PHÂN XƢỞNG CHƢNG CẤT
KHÍ QUYỂN .......................................................................................... 64
I.1. YÊU CẦU VỀ PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY ............................. 64
I.2. TRANG THIẾT BỊ PHÒNG HỘ LAO ĐỘNG. ............................. 66
I.3. YÊU CẦU ĐỐI VỚI VỆ SINH MÔI TRƢỜNG............................ 67
PHẦN IV: THIẾT KẾ XÂY DỰNG............................................................................. 68
I. YÊU CẦU CHUNG............................................................................. 68
II. YÊU CẦU VỀ KỸ THUẬT............................................................... 68
III. YÊU CẦU VỀ VỆ SINH CÔNG NGHIỆP..................................... 68
IV. GIẢI PHÁP THIẾT KẾ XÂY DỰNG ............................................ 69
KẾT LUẬN ............................................................................................................... 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................. 76
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
MỞ ĐẦU
Dầu mỏ đƣợc con ngƣời biến đổi từ thời cổ xƣa và công nghệ chế biến
dầu mỏ đƣợc xem nhƣ bắt đầu ra đời vào năm 1859 khi mà Edwis Drake (Mỹ)
khai thác đƣợc dầu thô, lúc bấy giờ lƣợng dầu thô khai thác đƣợc còn rất ít nó
đƣợc sử dụng làm nhiên liệu để đốt chảy thắp sáng. Thế kỷ 19 dầu đƣợc coi
nhƣ nguồn tài nguyên cho mọi phƣơng tiện giao thông và cho nền kinh tế
quốc dân.
Hiện nay dầu mỏ đã trở thành nguồn năng lƣợng quan trọng nhất của
mọi quốc gia trên thế giới. Khoảng 65 75% năng lƣợng sử dụng từ dầu mỏ,
chỉ có 20 22%.
Dựa vào các quá trình chế biến nhƣ: Chƣng cất, hydro crarking,
reforming, ankil hoá, đồng phân hoá, polyme hoá cho ra các sản phẩm xăng,
nhiên liệu phản lực dầu mỏ bôi trơn, có hiệu quả tối đa và một số sản phẩm
khác nhƣ: sản phẩm năng lƣợng, phi năng lƣợng, butan, cốc và khí lỏng dân
dụng, làm khí đốt và nhiên liệu.
Ngày nay trên 90% sản phẩm hữu cơ có nguồn gốc từ dầu khí và tỷ lệ
dầu khí sử dụng vào mục đích năng lƣợng sẽ giảm dần do đó dầu khí trong
một tƣơng lai lâu dài vẫn chiếm dữ một vị trí quan trọng trong lĩnh vực năng
lƣợng và nguyên liệu hoá học mà không có một tài nguyên thiên nhiên nào
cạnh tranh nổi.
Dầu mỏ là hỗn hợp phức tạp trong đó có hàng trăm hợp chất khác nhau,
nhƣng nguyên tố cơ bản chứa trong dầu khí phần lớn là hyđro cacbon chiếm
từ 60 90% trọng lƣợng trong dầu, còn lại là các chất oxy, lƣu huỳnh, nƣớc,
các phức chất cơ kim, các chất nhựa, asphanten. Trong khí còn chứa các khí
trơ nhƣ He, Ar, Xe….
Đối với Việt Nam, coi dầu khí là ngành kinh tế mũi nhọn, là chỗ dựa
cho ngành công nghiệp hoá, hiện đại hoá, làm đà thúc đẩy cho nền kinh tế
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chƣng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
Lớp Hoá dầu V02 - 01 3
quốc dân. Đây là mũi nhọn có tính chiến lƣợc của Việt Nam, nhƣ vậy ngành
công nghiệp chế biến dầu nƣớc ta đang bƣớc vào thời kỳ mới, thời kỳ mà cả
nƣớc đang thực hiện mục tiêu công nghiệp hoá, hiện đại hoá chắc chắn sự
đóng góp của ngành dầu khí trong công cuộc công nghiệp hoá đất nƣớc sẽ có
ý nghĩa không chỉ bằng những chỉ tiêu kinh tế cụ thể mà ngành công nghiệp
mọi nhọn này còn là nguồn động viên tinh thần của đảng, toàn dân và nhất là
thành viên đang hoạt động trong ngành dầu khí, hăng hái lao động góp phần
xây dựng đất nƣớc để sau vài thập niên tới sánh vai với các nƣớc trong khu
vực và trên thế giới.
Công nghiệp chế biến dầu phát triển mạnh là nhờ các đặc tính quý riêng
của nguyên liệu dầu mỏ ma từ nguyên liệu than đƣợc các khoáng chất khác
không thể có, đó là quá trình thấp, thuận tiện cho quá trình tự động hoá dễ
khống chế các điều kiện công nghệ và có công suất chế biến lớn, sản phẩm
thu đƣợc có chất lƣợng cao, ít tạp chất, dễ tinh chế, dễ tạo ra nhiều loại sản
phẩm đáp ứng mọi nhu cầu của ngành kinh tế quốc dân.
Cùng với ự phát triển mạnh của công nghiệp dầu khí trên thế giới dầu
khí Việt Nam cũng đã đƣợc phát hiện những năm 1970 và đang trên đà phát
triển, chúng ta đã tìm ra nhiều mỏ chứa dầu dự trữ lƣợng tƣơng đối lớn nhƣ
mỏ Bạch hổ, Đại hùng mỏ rồng Nam côn sơn các mỏ khí nhƣ Tiền hải (Thái
Bình) Lan tây, lan đỏ… Đây là nguồn nguyên liệu quý giúp nƣớc ta có thể
bƣớc vào kỷ nguyên mới của công nghệ dầu khí. Nhà máy lọc dầu số 1 Dung
Quất với công suất 6 triệu tấn/năm, sắp hoàn thành để hoạt động và đang tiến
hành phê chuẩn nhà máy lọc dầu số 2 nghi sơn - Thanh Hoá với công suất 7
triệu tấn/năm.
Nhƣ vậy ngành công nghiệp chế biến dầu khí nƣớc ta đang bƣớc vào
thời kỳ mới, thời kỳ mà cả nƣớc tađang thực hiện mục tiêu công nghiệp hoá,
hiện đại hoá. Chắc chắn sự đống góp của ngành dầu khí sẽ rấ có nghĩa.
Dầu mỏ là một hỗn hợp rất phức tạp gồm hyđro cacbon, khí thiênnhiên,
khí dầu mỏ và các hợp chất khác nhƣ CO2, N2, H2S, He…. Dầu mỏ muốn sửĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chƣng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
Lớp Hoá dầu V02 - 01 4
dụng đƣợc rộng rãi, chƣng cất sơ khai dầu, chƣng cất phân đoạn. Các phân
đoạn thu đƣợc phù hợp cho các phƣơng pháp chế biến khác.
Thành phần phân đoạn là một chỉ tiêu quan trọng cần xác định dối với
các sản phẩm trắng nhƣ xăng, terosen, điezen. Theo thành phần phân đoạn có
thể biết đƣợc các loại sản phẩm thu đƣợc và khối lƣợng của chúng các phân
đoạn bao giờ cũng gồm rất nhiều các đơn chất khác nhau với nhiệt độ sôi thay
đổi. Do vậy đặc trƣng cho tính bay hơi của một số phân đoạn là nhiệt độ sôi
đầu và nhiệt độ sôi cuối.
Các phân đoạn thu đƣợc từ các quá trình chƣng cất sơ khai đƣợc chế
bién bằng các phƣơng pháp hoá học hay vật lý để thu các sản phẩm năng
lƣợng caực sản phẩm phi năng lƣợng và các sản phẩm hoá học.
Vì thế ngành khai thác chế biến dầukhí là một ngành công nghiệp mũi
nhọn, trong tƣơng lai lâu dài vẫn chiếm dữ một vị trí quan trọng trong lĩnh
vực năng lƣợng và nguyên liệu hoá học mà không có tài nguyên thiên nhiên
nào thay thế đƣợc.
Đề tài của em là "Thiết kế phân xưởng chưng cất dầu thô ít phần nhẹ
với năng suất 2,5 triệu tấn/năm" và trên cơ sở trình bày các vấn đề lý thuyết
có liên quan.
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chƣng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
Lớp Hoá dầu V02 - 01 5
PHẦN I. TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT
CHƢƠNG I. NGUYÊN LIỆU DẦU THÔ
I.1. THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA DẦU MỎ.
Trong thiên nhiên dầu mỏ ở dạng chất lỏng nhờn, dễ bắt cháy, khi khai
thác ở nhiệt độ thƣờng có ở dạng lỏng hay đông đặc, có màu vàng đến đen là
nguyên liệu chính cho quá trình chƣng cất dầu thô.
I.1.1. Thành phần nguyên tố của dầu mỏ.
Dầu mỏ là một hỗn hợp phức tạp, trong dầu có chứa tới hàng trăm chất
khác nhau, nhƣng các nguyên tố cơ bản chứa trong dầu là cácbon và hyđro.
Trong đó C chiếm 82 87%: h chiếm 0,01 1,8% còn lại là các chất chứa oxy,
lƣu huỳnh nitơ, các phức cơ kim có chất nhựa, aphanten. Trong khí còn chứa
các khí trơ nhƣ N2, He, Ar, Xe…
Nhìn chung, dầu mỏ càng chứa nhiều hyđro cácbon càng ít thành phần
dị thể tố càng tốt và loại dầu mỏ đó có giá trị kinh tế cao.
I.1.2. Thành phần hydro cacbon trong dầu mỏ.
Hyđro cacbon là phần chính của dầu, nhƣ tất cả các loại hyđro cacbon
(trừ olefin) đều có mặt trong dầu mỏ. Chúng đƣợc chia thành các nhóm
parafin, naphten, aromat, hỗ hợp raphten - aromat. Bằng các phƣơng pháp hoá
lý, ngƣời ta đã xác định đƣợc hơn 400 loại hyđro cacbon khác nhau.
I.1.2.1. hyđro cacbon parafinic.
Hyđrocacbon parafinic còn họi là alkan, là loại hyđro cacbon phổ biến
nhất. Về mặt cấu trúc, hyđro cacbon parafin có hai loại: loại cấu trúc mạch
thẳng gọi là n - parafin và loại cấu mạch nhánh gọi là izo - parafin. ChungsĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chƣng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
Lớp Hoá dầu V02 - 01 6
cói số nguyên tử cacbon từ C1 C45. Trong đó n - parafin chiếm đa số (25
30% thể tích)
Trong dầu mỏ chúng tồn tại ở ba dạng: lỏng,, khí và rắn.
Ở điều kiện thƣờng (nhiệt độ 250C, áp suất khí quyển) các parafin mạch
thẳng chứa từ C1 C4 đều nằm ở thể khí. Các n - parafin mà phân tử chừa từ
C5 C17 nằm ở thể lỏng, còn các n - parafin chứa 18 nguyên tử cacbon trở
lên nằm ở dạng tinh thể.
Nhƣng hyđro cacbon parafin từ C5 C10 nằm trong phần nhẹ của dầu
với nhánh là những cấu tử tốt của xăng, vì cho xăng có khả năng chống kích
nổ kém (nC7 có trị số octan = 0). Trong chế biến hoá dầu, nhƣng hyđro
cacbon chứa trong phần nhẹ dầu hay trong khí đồng hành lại là nguyên liệu
rất tốt cho quá trình sản xuất defin thấp nhƣ etylen, poropylen, butylen và
toluen đó là nguyên liệu cơ sở cho tổng hợp hoá học để sản xuất chất dẻ, vải,
sợi hoá học, tơ nhân tạo.
Phải áp dụng các biện pháp nhƣ: gia nhiệt đƣờng ống cho thêm phụ gia,
tách bớt n - parafin rắn ngay tại nơi khai thác để tại điểm đông đặc, các biện
pháp này gây tốn kém, làm tăng giá thành dầu thô. Tuy nhiên, các parafin rắc
tách ra đƣợc từ dầu thô lại là nguyên liệu quý cho tổng hợp hoá học để điều
chế chất tẩy rửa tổng hợp, phân tích…
Còn các izo - parafin thƣờng chỉ nằm trong phần nhẹ và phần có nhiệt
độ sôi cao thì ít. Chúng thƣờng có cấu trúc đơn giản, mạch chính dào, nhánh
phụ ít và ngắn, nhánh phụ thƣờng là nhóm metyl. Các izo - parafin có cacbon
từ C5 C10 là các cấu tử rất quý trong phần nhẹ của dầu mỏ, chúng làm tăng
khả năng chống kích nổ của xăng.
Các izo - parafin so với n - parafin chúng có độ linh động cao hơn và
chúng làm tăng trị số octan của xăng.
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chƣng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
Lớp Hoá dầu V02 - 01 7
I.1.2.2. Hydro cacbon Naphtenic.
Naphteric còn gọi là cyclo parafin, có công thức tổng quát là CnH2n.Nó
là một trong những hyđro cacbon phổ biến và quan trọng dầu mỏ, hàm lƣợng
của chúng có thể thay đổi từ 30 60% t rọng lƣợng. Các hyđro cacbon
thƣờng gặp là loại một vòng, trong đó chiếm chủ yếu là loại vòng 5,6 cạnhm
loại vòmg 7 cạnh hay lớn hhơn ít gặp trong dầu, và khác những naphten có
từ 2 3 vòng ngƣng tụ cũng ít gặp, các loại hyđro cacbon naphten có mặt
trong phân đoạn nhẹ (thƣờng là một vòng và ít nhánh phụ) hay ở phần có
nhiệt độ sôi trung bình và cao (khi đó là những cấu tử có nhiều vòng và nhánh
phụ dài). Một số ví về các hyđro cacbon có trong dầu mỏ nhƣ sau:
R R
R
c h 3 c h 3
c h 3
(c h 2)40 c h 3 (c h 2)11 c h 3
Hyđro cacbon naphten là thành phần rất quan trọng trong nhiên liệu
động cơ và dầu nhờn. Các naphten một vòng làm cho xăng có chất lƣợng cao
những hyđro cacbon naphten một vòng có mạch dài là thành phần rất tốt của
dầu nhờn vì chúng có độ nhớt cao và ít thay đổi theo nhiệt, đặc biệt chúng là
các cấu tử rất quý cho nhiên liệu phản lực,do chúng có nhiệt cháy cao, đồng
thời giữ đƣợc tính linh động ở nhiệt độ thấp, điều này rất phù hợp khi động cơ
phải làm việc ở nhiệt độ âm.
Ngoài ra, hyđro cacbon naphten trong dầu mỏ còn là nguyên liệu quý
để từ đó điều chế các hyđro cacbon thơm bezen butaen xylen (BTX) là chất
khởi đầu trong sản xuất tơ sợi tổng hợp.
Nhƣ vậy dầu mỏ chứa nhiều hyđro cacbon naphten thì càng có giá trị
kinh tế cao vì từ đó có thể sản xuất đƣợc các sản phẩm nhiên liệu và phi nhiênĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chƣng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
Lớp Hoá dầu V02 - 01 8
liệu có chất lƣợng tốt, chúng lại có nhiệt độ đông đặc thấp nên giữ đƣợc tính
linh động không gây khó khăn tốn kém cho quá trình bơm, vận chuyển phun
nhiên liệu.
I.1.2.3. Hyđro cacbon aromatic (hyđro cacbon thơm).
Hyđro cacbon thơm thƣờng gặp là loại một vòng no và đồng đẳng của
chúng (bezen, toluen xylen…). Các chất này thƣờng nằm trong phần nhẹ và
là cấu tử làm tăng khả năng chống kiéch nổ của xăng. Các chất ngƣng tụ 2,3
hay 4 vòng thơm có mặt trong phần có nhiệt độ số trung bình và cao của dầu
mỏ, hàm lƣợng các chất loại này thƣờng ít hơn.
Dƣới đây là một số aromat thƣờng gặp trong dầu.
c h 3
c h 3
c h 3
bezen toluen xylen Naphtalen
antraxen pherantren pyren diphenyl
Khác với nhiêu liệu xăng ở nhiên liệu phản lực và điezen, nếu hàm
lƣợng aromat cao thì chúng làm giảm chất lƣợng của các loại nhiên liệu đó do
khó tự bố cháy và tạo cốc, tạo tàn trong động cơ. Cũng nhƣ hyđro cacbon
naphtentic, các cấu tử dromat một vòng có nhánh phụ dài làl nguyên liệu quý
để sản xuất dầu nhờn có độ nhớt và chỉ số độ nhớt cao (độ nhớt ít bị biến đổi
theo nhiệt độ)
MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. 1
MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 2
PHẦN I. TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT..................................................................... 5
CHƢƠNG I. NGUYÊN LIỆU DẦU THÔ...................................................................... 5
I.1. THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA DẦU MỎ. ................................... 5
I.1.1. THÀNH PHẦN NGUYÊN TỐ CỦA DẦU MỎ............................ 5
I.1.2. THÀNH PHẦN HYDRO CACBON TRONG DẦU MỎ............. 5
I.1.3. CÁC THÀNH PHẦN PHIHYDROCACBON............................... 9
I.2. CHUẨN BỊ NGUYÊN LIỆU DẦU THÔ TRƢỚC KHI CHẾ BIẾN.
................................................................................................................. 14
I.2.1. CÁC HỢP CHẤT CÓ HẠI TRONG DẦU THÔ ........................ 14
I.2.2. ỔN ĐỊNH DẦU KHAI NGUYÊN. ............................................. 14
I.2.3. TÁCH CÁC TẠP CHẤT CƠ HỌC, NƢỚC VÀ MUỐI. ............. 14
CHƢƠNG II. CHƢNG CẤT DẦU THÔ...................................................................... 18
II. 1. MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA CỦA QUÁ TRÌNH CHƢNG CẤT
DẦU THÔ ............................................................................................... 18
II.1.1. CÁC SƠ ĐỒP CÔNG NGHỆ ĐƢỢC TRÌNH BÀY Ở TRÊN
HÌNH SAU:................................................................................ 19
II.1.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH CHƢNG CẤT DẦU
THÔ. .......................................................................................... 20
II.2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH CHƢNG CẤT.
................................................................................................................. 29
II.2.1. CHẾ ĐỘ NHIỆT CỦA THÁP CHƢNG LUYỆN. ..................... 29
II. 2.2. ÁP SUẤT CỦA THÁP CHƢNG. ............................................. 34
II.2.3. NHƢNG ĐIỂM CẦN LƢU Ý KHI ĐIỀU CHỈNH, CHỐNG CHẾ
ĐỘ LÀM VIỆC CỦA THÁP CHƢNG CẤT. ............................. 34
CHƢƠNG III. SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH CHƢNG CẤT. ................................ 36ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chƣng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
Lớp Hoá dầu V02 - 01 78
III.1. KHÍ HYĐRO CACBON............................................................... 36
III.2. PHÂN ĐOẠN XĂNG.................................................................... 36
III.3. PHÂN ĐOẠN KEROSEN. ........................................................... 38
III.4. PHÂN ĐOẠN DIEZEN. ............................................................... 39
III.5. PHÂN ĐOẠN DẦU NHỜN. ......................................................... 40
III.6. PHÂN ĐOẠN MAZUT................................................................. 41
III.7. PHÂN ĐOẠN CẶN DẦU MỎ (CẶN GURON). ........................ 41
CHƢƠNG IV: SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ VÀ CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ
TRÌNH CHƢNG CẤT.......................................................................... 43
IV.1. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CHƢNG CẤT AD VỚI BAY HƠI MỘT
LẦN......................................................................................................... 43
IV.2. SƠ ĐỒ CHƢNG CẤT AD VỚI BAY HƠI HAI LẦN................. 43
IV.3. CHỌN CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ. .......................... 44
CHƢƠNG V: THIẾT BỊ CHÍNH CỦA SƠ ĐỒ CHƢNG CẤT .................................. 48
V.1. THIẾT BỊ CHÍNH TRONG DÂY CHUYỀN. .............................. 48
V.1.1. THÁP CHƢNG CẤT................................................................. 48
V.1.2. THÁP ĐỆM............................................................................... 50
V.1.3. THÁP ĐĨA CHỤP. .................................................................... 51
V.1.4. THÁP ĐĨA SÀNG:.................................................................... 52
V.2. LÒ ĐỐT. ......................................................................................... 53
V.2.1. PHÂN LOẠI LÒ ĐỐT.............................................................. 53
V.2.2. CẤU TRÚC CỦA LÒ ỐNG. ..................................................... 55
V.3. THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT...................................................... 56
V.3.1. THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT ỐNG XOẮN RUỘT GÀ........... 56
V.3.2. LOẠI THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT LOẠI ỐNG LỒNG ỐNG:
................................................................................................... 57
V.3.3. LOẠI THIẾT BỊ ỐNG CHÙM: ................................................. 59
PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ .................................................... 59
I. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT......................................................... 59
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chƣng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
Lớp Hoá dầu V02 - 01 79
I.1. TẠI THÁP TÁCH SƠ BỘ.............................................................. 60
I.2. TẠI THÁP CÓ BAY HƠI (THÁP TÁCH PHÂN ĐOẠN)............. 61
II. TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LƢỢNG................................................ 62
PHẦN III: AN TOÀN LAO ĐỘNG.............................................................................. 64
I. AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG PHÂN XƢỞNG CHƢNG CẤT
KHÍ QUYỂN .......................................................................................... 64
I.1. YÊU CẦU VỀ PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY ............................. 64
I.2. TRANG THIẾT BỊ PHÒNG HỘ LAO ĐỘNG. ............................. 66
I.3. YÊU CẦU ĐỐI VỚI VỆ SINH MÔI TRƢỜNG............................ 67
PHẦN IV: THIẾT KẾ XÂY DỰNG............................................................................. 68
I. YÊU CẦU CHUNG............................................................................. 68
II. YÊU CẦU VỀ KỸ THUẬT............................................................... 68
III. YÊU CẦU VỀ VỆ SINH CÔNG NGHIỆP..................................... 68
IV. GIẢI PHÁP THIẾT KẾ XÂY DỰNG ............................................ 69
KẾT LUẬN ............................................................................................................... 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................. 76
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links