TRƯỜNG ………………….
KHOA……………………….

[\[\
Báo cáo tốt nghiệp

Đề tài:
Ứng dụng dầu thô

LỜI MỞ ĐẦU

Mục tiêu của đồ án công nghệ II nhằm trang bị cho sinh viên các kỹ năng cần
thiết khi vận dụng những kiến thức đã học để thiết kế sơ đồ công nghệ của một nhà
máy lọc dầu với nguồn nguyên liệu cho trước. Từ đó, các em tiến hành tính toán
tính chất đặc trưng của các sản phẩm đi ra từ các phân xưởng khác nhau để cuối
cùng đi phối trộn các s
ản phẩm cuối cùng theo nhu cầu cho trước và đảm bảo thỏa
mãn các yêu cầu kỹ thuật các sản phẩm theo tiêu chuẩn quốc tế.
Để có thể thực hiện tốt đồ án này, sinh viên cần phải nắm vững các kiến thức
cơ bản của các môn chuyên ngành: Hóa học dầu mỏ, các quá trình chuyển hóa hóa
học trong công nghệ lọc dầu, sản phẩm dầu mỏ thương phẩm. Đặc biệt, các em cần

3
t/năm: 8600
Tại tháp chưng cất khí quyển thu được các phân đoạn sau:
Phân đoạn Khoảng nhiệt độ sôi (t
o
C)
GAZ: Khí < 20
GAS: Xăng nhẹ 20 ÷ 85
BZN: Xăng nặng 85 ÷ 190
KER: Kerosen 190 ÷ 240
GO: Gasoil 240 ÷ 370
RDA: Phần cặn khí quyển >370
+

RSV: Phần cặn chân không >540
+
Sơ đồ công nghệ của nhà máy có thể gồm có:
- Một phân xưởng chưng cất khí quyển (DA) tách khí và các phân đoạn dầu thô.
- Một phân xưởng chưng cất chân không xử lý phần cặn khí quyển (RA) nhằm thu
2 loại nguyên liệu:
- Phần cất chân không cung cấp cho FCC,
- Phần cặn chưng cất chân không cung cấp cho Visbreaking (VB) và sản xuất
bitum.
- Một phân xưởng Reforming xúc tác (RC), với nguồn nguyên liệu có thể là:
-
Phân đoạn xăng nặng (BZN) thu được từ DA,
- Xăng thu được từ quá trình giảm nhớt (VB).
- Một phân xưởng crắcking xúc tác tầng sôi (FCC) xử lý phần cất chân không.
- Một phân xưởng giảm nhớt (VB) xử lý phần cặn chưng cất chân không.
- Một phân xưởng HDS để xử lý các loại nguyên liệu nếu cần thiết.

1
JA1

850
Dầu Diezel GOM 1100
Dầu đốt dân dụng FOD 1300
Nhiên liệu đốt lò N
0
2 FO2 1050
Bitum BI 230
- Chương IV: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG CHO NHÀ MÁY.
- Chương V: KẾT LUẬN: Từ kết quả tính toán được, nhận xét về phương pháp
tính toán, tính khả thi khi xem xét các mặt: Tiêu chuẩn kỹ thuật, nhu cầu thị
trường, công nghệ, thiết bị, cân bằng nhiên liệu đốt
- Tài liệu tham khảo.
- Phụ lục (01 sơ đồ dây chuyền công nghệ của toàn nhà máy khổ A
3
gắn kèm
theo đồ án và các phụ lục khác nếu có).
Mỗi nhóm nộp 01 bản thuyết minh và 01 đĩa mềm gồm 3 file: Word (thuyết minh),
Excel (tính toán) và ACAD (bản vẽ).
Bản vẽ: 01 sơ đồ dây chuyền công nghệ của toàn nhà máy khổ A
1
,
III- Thời gian tiến hành
- Ngày giao đồ án:
- Ngày hoàn thành và nộp:

Tổ trưởng Bộ môn


- Sau đó, để xác định d
4
15
của các phân đoạn tiếp theo, ta dùng nguyên tắc cộng
tính theo thể tích.
Cụ thể, ta có :
- Phân đoạn 1 có thể tích v
1
và có tỉ trọng d
1
;
- Phân đoạn 2 có thể tích v
2
và có tỉ trọng d
2
;
- Phân đoạn 3 có thể tích v
3
và có tỉ trọng d
3
;
- Phân đoạn n có thể tích v
n
và có tỉ trọng d
n
.
Ta có thể minh họa trên biểu đồ Tỉ trọng - hiệu suất % thể tích thu xăng
C
5
+

•
d
m2
là tỉ trọng của phân đoạn hỗn hợp 1 và 2, tương ứng với phần thể tích v
m2
= v
1
+
v
2
d
m3
là tỉ trọng của phân đoạn hỗn hợp 1, 2 và 3, tương ứng với phần thể tích v
m3
=
v
1
+ v
2
+ v
3
4/35

5/35

6/35 7/35
Theo nguyên tắc bảo toàn khối lượng, ta có :

Suy ra :
2
112m2m
2
v
vdvd
d
−
=

Tương tự, ta có :
3
11223m3m
3
v
vdvdvd
d

−
−
=

Cứ như vậy, ta sẽ tính toán được tỉ trọng của tất cả các phân đoạn.
Đối với KER, GO, để xác định tỉ trọng, ta sử dụng các số liệu trong bảng
phân tích dầu thô ARABIAN LIGHT ;
•
• Đối với phân đoạn cặn RA, để xác định tỉ trọng, ta sử dụng biểu đồ d
4
15
-

++
=

Nếu sử dụng đường cong TBP, t
v
được tính theo công thức :
•
3
ttt
t
805020
v
++
=

1.2.2 Nhiệt độ sôi trung bình tiêu chuẩn tmav (temperature mean
average)
- Tính độ dốc s của đường cong chưng cất :
C)/ thãø têch(%
o
60
tt
s
1070
−
=

- Dựa vào (Hình 3), ta suy ra ∆t
mav
.

T81
K
3
mav
UOP
×
=
, 9/35
1.4 Hàm lượng lưu huỳnh
Dựa vào biểu đồ % Lưu huỳnh theo khối lượng - hiệu suất thu xăng C
5
+
theo %
khối lượng (Hình 1), ta tra được hàm lượng lưu huỳnh có trong phân đoạn nhẹ đầu
tiên (xăng nhẹ) ;
Sau đó, dựa vào biểu đồ trên và biểu đồ % Lưu huỳnh theo khối lượng - hiệu
suất thu cặn theo % khối lượng (Hình 2), dùng phương pháp cộng tính theo khối
lượng, ta tính được hàm lượng lưu huỳnh có trong các phân đoạn tiếp theo.
Nghĩa là :
2
112m2m
2
m
msms
s
.%.%
%

xăng nặng theo phương pháp cộng tính về thể tích.

1.6 Hàm lượng hydrocarbure Aromatique
Để xác định hàm lượng Aromatique cho xăng nhẹ, ta tra trên biểu đồ « %
Aromatique - hiệu suất thu xăng theo % thể tích » ;
Hàm lượng Aromatique của xăng nặng và Kérosène sẽ được xác định theo phương
pháp cộng tính về thể tích.
%Ar
Σ
. %v
Σ
= % Ar
1
. %v
1
+ % Ar
2
. %v
2
+ … + %Ar
n
. %v
n
Với : %Ar
Σ
, % Ar
1
, % Ar
2
, …, %Ar

W
W
222
W
W
2242
WW
K782314364250A
AK8602180A10506639A994310K1716170
AK10182461A1026293K127690K947331393714
,,
,.,,,

.,.,,,, log
100
−+
−++
+
−++−=ν
−
−−
()
()
W
2
W
W
324
210
K6296278626A

- Giới hạn áp dụng các công thức trên :
0,5 < ν
100
< 20 cSt và 0,3 < ν
210
< 40 cSt
- Sai số trung bình khoảng ≤ 20%.
Từ các độ nhớt tính toán được ν
100
và ν
210
, muốn chuyển sang các giá trị độ
nhớt ν
20
o
C
và ν
50
o
C
và ν
100
o
C
, ta phải sử dụng biểu đồ ASTM tiêu chuẩn Độ
nhớt - nhiệt độ .
•
•
Ta có : 20
o
13/35
1.8 Khối lượng phân tử
• Để xác định khối lượng phân tử cho xăng nhẹ, ta tra trên biểu đồ « Masse
molaire - hiệu suất thu xăng C
5
+
theo % khối lượng » ;
• Khối lượng phân tử của xăng nặng và Kérosène sẽ được xác định theo phương
pháp cộng tính về khối lượng .
• Nếu ta gọi :M
Σ
, M
1
, M
2
, …, M
n
: khối lượng phân tử của phân đoạn
hỗn hợp và của từng phân đoạn thành phần ;
m
Σ
, m
1
, m
2
, …, m
n
: khối lượng của phân đoạn hỗn hợp và của

M
+++
=
+++
==
ΣΣ
Σ
Σ
Σ Hay :
n
n
2
2
1
1
M
m
M
m
M
m
m
M
%%%
%
+⋅⋅⋅++
=

⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−+−+
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−−−+−++−=
b
2
3
b
b
2
b
7
b
T
335417
322840S022260S8088201
T

M = 223,56 ν
100
(1,1228S - 1,2435)
ν
210
(3,4758 - 3,038S)
S
-0,6665
Với : M - khối lượng phân tử, kg/kmol ;
ν
100
- độ nhớt động lực ở 100
o
F (37,8
o
C)
ν
210
- độ nhớt động lực ở 210
o
F (98,9
o
C)
S - tỉ trọng tiêu chuẩn của phân đoạn.
•
Sai số trung bình khi tính toán theo công thức trên khoảng
≤
10 %.

1.9 Áp suất hơi bão hòa

• Chuyển đổi từ áp suất hơi bão hòa Reid (TVR) sang áp suất hơi bão hòa thực
(TVV) :
TV
R
TVV
R =

Giá trị của hệ số chuyển đổi được cho trong bảng 4.13 (I - 162)

1.10 Điểm chớp cháy
• Được xác định theo công thức [4.102] được đưa ra bởi API (I - 164) :
10
10
e
T00342540
T
849472
024210
1
T
ln,
,
, ++−
=

Với : T
10
- nhiệt độ sôi tương ứng với độ cất 10% thể tích theo đường cong ASTM
[K]
Sai số trung bình của công thức trên khoảng ≤ 5

50
)
2
Với : ρ - khối lượng riêng của nhiên liệu ở 15
o
C [kg/l]
T
50
- nhiệt độ sôi tương ứng với 50% độ cất theo phương pháp ASTM D86
[K]

1.12 Điểm chảy
• Đối với các phân đoạn trung gian như GO ⇒ xác định điểm chảy theo biểu đồ
Điểm chảy (
o
C) - % khối lượng của phân đoạn ở điểm đầu, % khối lượng
của phân đoạn ở điểm cuối.
• Đối với RA ⇒ xác định điểm chảy theo biểu đồ Điểm chảy (
o
C) - % khối
lượng của cặn RA.
• Đối với KER, ta áp dụng công thức [4.113] được đưa ra bởi API (I - 174) :
()
(
)
S3330310
100
S474061209712
EC
MS47130T

DSV
RSV
370 - 565
565 +
53,67 ÷ 83,67
83,67 ÷ 100
30,00
16,33
64,75
35,25
Charge : RA
53,67 ÷ 100
46,33 100
20/35
• Nguyên liệu là RA với năng suất 3845,39.10
3
T/n ⇒ sản lượng của DSV thu
được là :
DSV : 3845,39.10
3
x 64,75 % = 2489,89.10
3
T/n
• Nhưng phân xưởng FCC theo dữ liệu ban đầu chỉ đạt năng suất theo nguyên liệu
là 240 T DSV/h, tức là 1920.10
3
T/n ⇒ không đưa hết RA làm nguyên liệu cho
tháp chưng cất chân không, mà chỉ đưa một lượng là :
1920.10
3

nhớt để đạt các yêu cầu cho việc phối liệu sản phẩm sau này.
• Để xác định tỉ trọng của DSV và RSV ⇒ sử dụng các số liệu trong bảng phân
tích dầu thô ARABIAN LIGHT.
Ta có bảng cân bằng vật chất cho phân xưởng chưng cất chân không :

Hiệu suất %
khối lượng đối
với RA
Sản lượng theo
khối lượng x 10
3

T/n
d
4
15
Sản lượng theo
thể tích x 10
3

T/n
DSV
RSV
64,75
35,25
1920
1045,25
0,922
1,025
2082,43

Cặn HCO = 100 - hiệu suất chuyển hóa theo % vol nguyên liệu - % vol gasoil
sản phẩm
24/35