CÁC DỮ LIỆU CHO TRƯỚC
* Tính toán tháp chưng cất khí quyển có cấu trúc như sau:
- Tháp có 48 đĩa
- Sản phẩm đỉnh: Khí + naptha
- LGO lấy ra ở đĩa 26
- HGO lấy ra ở đĩa 38
- Vùng stripping đáy tháp có 6 đĩa
- Áp suất tại đỉnh: 1,5 at, tổn thất áp suất trên từng đĩa là 8 mmHg
- Nguyên liệu đầu vào là dầu thô mỏ Bạch Hổ,
- Q
v
= 19744 tấn/ngày
* Yêu cầu tính toán (tính toán tháp chưng cất hoàn chỉnh)
- Tính nhiệt độ, lưu lượng Q tại các vùng của tháp
- Tính toán cấu trúc tháp
A. TÍNH NHIỆT ĐỘ, LƯU LƯỢNG Ở THÁP
CHƯNG CẤT KHÍ QUYỂN
Từ dữ liệu về tính chất dầu Bạch Hổ ta vẽ được các đường đặc trưng của dầu thô:

Bảng A.1. Đặc trưng dầu thô Bạch Hổ
Gentle - 1 - 20/03/2013
Đồ án Công Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu – K50
Đồ án Công Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu - K50
gentle - 2 - 3/20/2013
Đồ án Công Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu - K50

HÌNH A.1.Đường TBP của dầu thô

HÌNH A.2.Đường đặc trưng V-d của dầu thô
Căn cứ vào đường TBP chia dầu thô thành 5 phân đoạn sau bằng tháp chưng cất
khí quyển:


HÌNH A.4 Đường đặc trưng V- d phân đoạn khí + naphtha

gentle - 5 - 3/20/2013
%V t
0 188,4
5 196,4
10 198.0
20 199,7
30 201,6
40 203,6
50 204,7
60 206,7
70 209,1
80 212,1
90 216,9
100 228.0
Đồ án Công Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu - K50
Bảng A.3.Số liệu %V-t-d của phân đoạn Kerosen HÌNH.A.5 Đường cong chưng cất phân đoạn kerosen
gentle - 6 - 3/20/2013
%V t d
0 190 0,7633
24,77 200 0,768
49,09 210 0,7725
73,71 220 0,7767
100,00 230 0,7809
Đồ án Công Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu - K50

Bảng A.6 Số liệu %V-t-d phân đoạn AR
%V t D
0 360 0.8273
3,49 370 0,8391
6,68 380 0,8487
9,76 390 0,8552
13,18 400 0,8581
gentle - 9 - 3/20/2013
Đồ án Công Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu - K50
17,42 410 0,8598
22,90 420 0,8626
29,11 430 0,8658
35,66 440 0,8674
41,53 450 0,868
46,39 460 0,8685
50,54 470 0,869
53,89 480 0,8713
57,55 490 0,8754
60,58 500 0,8796
63,33 510 0,8836
65,90 520 0,8873
68,18 530 0,8904
69,92 540 0,8928
71,48 550 0,8948
73,21 560 0,8969
75,13 570 0,8994
77,21 580 0,9023
79,04 590 0,9054
80,44 600 0,9081


Khí +
naphta
21,95 220,15 0,7175 157,952 118 1338,58
Kerosen
6,58 66 0,7728 51,005 171 298,27
LGO
15 150,45 0,8098 121,837 217 561,46
HGO
10,96 109,9 0,8137 89,424 279 320,52
∑
54,47 546,5 0,7689 420,218 167 2518,83
AR
45,51 456,5 0,8816 402,449 475 847,24
Dầu thô
100 1003 0,8203 822,667 244,4 3366,07
I. Tính toán điều kiện vùng nạp liệu-đáy tháp
I.1 Sơ đồ dòng vùng nạp liệu-đáy tháp
Theo điều kiện đã tìm thấy ở bảng A.7 và hình I.1 ta có hệ 2 phương trình sau:
gentle - 11 - 3/20/2013
Đồ án Công Nghệ Lọc Dầu Lọc Hóa Dầu - K50
V
a
+ V
o
– L
o
= 54,49
L
a
+ L

sẽ là nhiệt độ ứng với độ bay hơi V
a
% trên đường
Flash đó. Muốn thế cần biết V
a
và áp suất hơi riêng phần của hơi dầu tại đĩa nạp liệu
(biết V
a
, V
o
, W
o
, P tại đĩa nạp liệu). Do không thể biết chính xác V
o
, L
o
nên bài toán chỉ
được giải quyết dựa vào những số liệu rút ra từ kinh nghiệm.
I.2 Lưu lượng các dòng
Kinh nghiệm chỉ ra rằng cần làm bay hơi 3 -5 % thể tích (so với dầu thô) bằng
cách stripping lỏng ở đáy tháp. Theo H3.15 [1] thì để stripping 3% AR (6,6% dầu thô)
cần dùng 1,4 lb hơi nước cho 1 gallon AR, tức khoảng 0.168 kg hơi nước cho 1l AR.
Vậy lượng hơi nước cần dùng để stripping là :
W
o
= 0,168. 465,5.10
3
= 76692 (kg/h) = 4260,67 (kmol/h)
gentle - 12 - 3/20/2013
W

45,51 = L
a
+ 6 -3 = L
a
+3
 V
a
= 57,49%
L
a
= 42,51%
I.3 Độ nặng các dòng ở vùng nạp liệu
Theo H3.17 [1], tỷ khối V
a
là 0,777 ;của dòng L
a
là 0,878
Phân tử lượng của phân đoạn từ 54,49–57,49 % là 322 (theo H3.13 [1])
Do đó phân tử lượng trung bình của V
a
là :
175
49,57
332249,54167
=
⋅+⋅
=
Va
M
Khối lượng dòng V

thay đổi không nhiều trong vùng nạp liệu-đáy tháp.
Như vậy mặc dù dòng L
a
sinh ra tại đĩa nạp liệu còng dòng L
o
chảy từ trên xuống
qua đĩa nạp liệu nhưng dòng L
o
vẫn phải nặng hơn dòng L
a
nhưng không thể nặng hơn
AR.
0,878 < d
Lo
< 0,8816
Ta coi tỷ khối dòng L
o
là 0,881. Như vậy theo H I.1 ta có phương trình cân bằng
khối lượng sau:
m
AR
= m
La
+ m
Lo
– m
Vo

hay: 402,449 = 42,51%.1003.0,878 + 6%.1003.0,881 – 3%.1003.ρ
Vo

VV
P
ooa
oa
a
5681476.
67,426032,11233,2550
32,11233,2550
'
=
++
+
=
++
+
=
 Vẽ đường Flash, (coi đường FRL trùng đường Flash)
Theo H3.11 [2] ta có:
Với B = 5,24 (
o
C/%) thì:
A = 3,43 (
o
C/%)
ΔT
50
= T
50DRL
– T
50FRL

Nhiệt độ ở đáy tháp chưng cất là nhiệt độ dòng AR.
Phương pháp tính T
đ
dựa trên cân bằng Entanpy của vùng nạp liệu-đáy tháp. Số
liệu tính toán cho ở bảng I.1, Entanpy của các dòng dầu lấy từ biểu đồ trang 83 tài liệu
[2], entanpy của hơi nước cho ở H3.14 [1]
Bảng I.1 Số liệu liên quan đến vùng nạp liệu-đáy tháp
Dòng Nhiệt độ d
Thể tích
(m
3
/h)
Khối lượng
(kg/h)
Entanpy
Kcal/kg Kcal/h
Vào
L
a
(lỏng) 340 0,878 426,4 374.379 213 79742727
L
o
(lỏng) 340 0,881 60,2 53036 212 11243632
W
o
220 76692 716 54911472
Ra
AR (lỏng) T
đ
0,8816 402449 x 402449.x

Hay: 213,7 kmol/h
Trong sơ đồ, H II.1 có:
V
1
(tổng các phân đoạn hơi) = 220,15+66+156,45+109,9
(tương ứng 2518,83 kmol.h) = 546,5 (m
3
/h)
S
1
(dòng hơi bị stripping từ dòng lỏng L
1
) :
S
1
= L
1
– L
1
’
Có thể coi S
1
có tỷ khối bằng tỷ khối của phân đoạn phía trên gần phân đoạn
HGO nhất (tức là phân đoạn LGO) :
d
S1
= 0,8098

015,79,109.
94.100

= 340
o
C
V
1
R
1
W
0
R
1
W
1
S
1
L
1
W
1
HGO
L
1
’ = 109,9 m
3
/h
V
a
V
o
W