Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu
Khoa hóa học & CNTP
Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt
Nam Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
oOo oOo
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGHÀNH
Họ và tên nhóm sinh viên: Đặng Xuân Hải MSSV: 1052010064
Lê Minh Hải MSSV: 1052010066
Đỗ Văn Hạnh MSSV: 1052010068
Nguyễn Thị Thu Hiền MSSV: 1052010073
Lớp : DH10H2
Nghành : Công nghệ kỹ thuật hóa học
Đề tài : Chưng cất dầu thô ở áp suất khí quyển với năng suất là 8
triệu tấn/năm
1. Ngày giao đồ án:
2. Ngày nộp đồ án :
3. Giảng viên hướng dẫn: T.s Lê Thanh Thanh
Xác nhận của trưởng khoa cho phép
bảo vệ
Xác nhận của giảng viên hướng dẫn
sinh viên đã hoàn thành đầy đủ nhiệm
vụ được giao
Hội đồng bảo vệ gồm:
1. ……………………………….
2. ……………………………….
3. ……………………………….
4. ……………………………….
5. ……………………………….
Điểm: Số : …………
Chữ :……………
Vũng Tàu, ngày…. tháng… năm…

cấp hydrocacbon phong phú trong tự nhiên.
Dầu mỏ được con người biết đến từ thời cổ xưa, đến thế kỷ XVII dầu mỏ được
sử dụng làm nhiên liệu để đốt và thắp sáng. Sang thế kỷ XIX, dầu được coi như là
nguồi nguyên liệu chình cho mọi phương tiện giao thông và cho nền kinh tế. Hiện
tại, dầu mỏ dã trở thành nguồn năng lượng quan trọng nhất của mọi quốc gia trên
thế giới. Khoảng 65-70% năng lượng được sử dụng đi từ dầu mỏ, 20-22% đi từ
than, 5-6% từ năng lượng nước và 8-12% từ năng lượng hạt nhân. Bên cạnh việc sử
dụng dầu mỏ để chế biến thành các dạng nhiên liệu hướng sử dụng mạnh mẽ và
hiệu quả nhất của dầu mỏ là nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hữu cơ-hóa dầu
như: sản xuất cao su, chất dẻo, tơ sợi tổng hợp, các chất hoạt động bề mặt, phân
bón
Ngành khai thác chế biến dầu khí là một ngành công nghiệp mũi nhọn, trong
một tương lai dài vẫn chiếm một vị trí quan trọng trong lĩnh vực năng lượng và
nguyên liệu hóa học mà không có tài nguyên thiên nhiên nào thay thế được. Hiệu
quả sử dụng phụ thuộc chất lượng của các quá trình chế biến. Theo các chuyên gia
hóa dầu Châu Âu, việc đưa dầu mỏ qua các quá trình chế biến sẽ nâng cao được
hiệu quả sử dụng của dầu mỏ lên 5 lần, và như vậy tiết kiệm được tài nguyên quý
giá này.
Dầu thô Việt Nam tập trung nghiên cứu các giải pháp nâng cao hệ số thu hồi
dầu và duy trì mức sản lượng khai thác dầu khí tối ưu, đảm bảo an toàn và hạn chế
nguy cơ bị ngập nước của các mỏ đang khai thác; tích cực mở rộng hoạt động đầu
tư khai thác dầu khí ra nước ngoài. Dầu mỏ muốn sử dụng được phải phân chia
thành từng phân đoạn nhỏ. Sự phân chia đó dựa vào các phương pháp chưng cất để
thu được các sản phẩm có nhiệt độ sôi khác nhau. Trong nhà máy lọc dầu, quy trình
công nghệ chưng cất dầu thô là một quy trình quan trọng, cho phép ta thu được các
phân đoạn dầu mỏ để chế biến tiếp theo. Đồ án này đưa ra các vấn đề lý thuyết liên
quan và thiết kế quy trình công nghệ chưng cất dầu thô với nguyên liệu là dầu Bạch
Hổ.
4
Đồ án công nghệ GVHD : TS. Lê Thanh Thanh

b. Dầu Bạch Hổ là loại dầu ngọt và sạch chứa rất ít các độc tố, ít lưu huỳnh, ít
kim loại nặng, ít các hợp chất nhựa và asphanten
 Về hàm lượng lưu huỳnh (S), dầu thô Bạch Hổ chứa rất ít chỉ 0,03 đến 0,05%
lưu huỳnh. Những loại dầu thô chứa ít lưu huỳnh như vậy trên thế giới rất hiếm. Trong
khi đó dầu thô chứa nhiều lưu huỳnh (trên 2% S) gặp rất nhiều ở Trung Đông. Dầu thô
chứa dưới 0,5% S được liệt vào dầu thô ít lưu huỳnh và có giá trị cao trên thị trường
thế giới. Nguyên nhân là do chi phí dể sản xuất các sản phẩm đạt chất lượng cao về
hàm lượng lưu đối với dầu ít lưu huỳnh thấp hơn nhiều so với dầu thô có hàm lượng
lưu huỳnh cao. Trường hợp với dầu thô Bạch Hổ của Việt Nam, không cần phải quá
5
Đồ án công nghệ GVHD : TS. Lê Thanh Thanh
trình xử lý gì thêm mà các sản như xăng, kerosen, diezel, FO vẫn đạt chất lượng cao vì
hàm lượng lưu huỳnh nhỏ hơn nhiều so với định mức như số liệu bảng sau:
Bảng 1.2 Hàm lượng lưu huỳnh trong các sản phẩm chưng cất trực tiếp
*
Quy định chung cho xăng.
** Dầu hỏa dân dụng.
*** Nhiên liệu phản lực.
 Hàm lượng kim loại nặng trong dầu thô Bạch Hổ cũng rất thấp. Các kim loại
nặng có hại, là giảm chất lượng và giá trị của dầu thô thường quan tâm nhất là Niken
và Vanadi thì trong dầu Bạch Hổ hàm lượng Vanadi chỉ có 0,09 ppm, hàm lượng
Niken cũng chỉ 2,64 ppm. Trong khi đó hàm lượng kim loại nặng trong một số loại
dầu trên thế giới lên đến hàng nghìn ppm như dầu thô Vê nêxuêla chứa đến 1350 ppm.
 Các hợp chất hữu cơ chứa Nitơ trong dầu thuộc loại có hại gây ngộ độc xúc tác
khi chế biến hoặc làm cho sản phẩm kém ổn định khi tồn chứa thì trong dầu Bạch Hổ
chỉ chứa 0,04%.
 Các hợp chất nhựa asphanten trong dầu Bạch Hổ ít, nên không thể sử dụng để
sản xuất nhựa đường hoặc than cốc có chất lượng và hiệu quả kinh tế. Mặc khác khi
chế biến dầu thô bằng các quá trình có sử dụng xúc tác thì các chất này mau chóng
làm hỏng xúc tác. Hơn nữa có mặt của chúng trong sản phẩm làm sản phẩm kém ổn

Trong dầu Bạch Hổ hàm lượng parafinic chiếm rất nhiều 29%.
Trên thế giới những loại dầu thô chứa trên 6% parafin đã thuộc loại dầu nhiều
parafin. Sự có mặt của parafin với hàm lượng cao như vậy làm giàu Bạch Hổ giảm độ
linh hoạt ở nhiệt độ thấp và ngay cả ở nhiệt độ thường. Điểm đông của dầu Bạch Hổ là
33
0
C. Do vậy gây khó khăn cho bốc rót tồn chứa, đặc biệt là khi vận chuyển vào
đường ống dẫn dầu khai thác ngầm dưới đáy biển, buộc phải cho phụ gia hạ điểm
đông. Mặt khác khi chế các parafin nằm trong sản phẩm cũng gây ảnh hưởng tương tự
rõ nhất là các nhiên liệu cung cấp cho các xứ lạnh. Vì vậy muốn thu được các sản
phẩm đạt chất lượng yêu cầu cần phải áp dụng các công nghệ và thiết bị chuyên biệt
để loại bỏ parafin. Hàm lượng parafin cao trong dầu Bạch Hổ ảnh hưởng đến giá cả
mua bán trên thị trường.
Tuy nhiên xét về phương diện khác, parafin không những là những tạp chất có
hại, parafin từ C
10
– C
20
ở dạng lỏng là nhiên liệu tốt nhất để sản xuất các hóa chất
trung gian của rượu béo, chất hóa dẻo dung môi, đặc biệt trong sản xuất các chất hoạt
động bề mặt và tẩy rửa không ảnh hưởng đến môi trường, do có thể bị phẩn hủy sinh
học khi nằm trong nước thải. parafin từ C
20
-C
40
dùng làm diêm, mỹ phẩm, giấy sáp bao
gói thực phẩm, chất cách điện, sản phẩm y tế…
1.2 Thành phần dầu thô mỏ Bạch Hổ
Bảng 1.3. Các chỉ tiêu và thành phần dầu Bạch Hổ
7

6,58
4,73
0,65-1,08
0,05
2/2
0,067
22
0,05
Naphta nhẹ ( 40 -95
o
C)
Hiệu suất so với dầu thô,% kh.l
Tỷ trọng ở 15
o
C, kg/l
Lưu huỳnh, %kh.l
Parafin, %kh.l
Naphta, %kh.l
Thơm, %kh.l
n-Parafin, %kh.l
2,3
0,6825
0,001
75,2
18,4
6,4
42
Naphta nặng ( 95-175
o
C)

0,041
35
13
Gasoil ( 232-342
o
C)
Hiệu suất so với dầu thô,% kh.l
Tỷ trọng ở 15
o
C, kg/l
Lưu huỳnh, %kh.l
Độ axit, mgKOH/g
Trị số xetan
23,05
0,818
0,016
0,001
47,6
Cặn
Hiệu suất so với dầu thô,% kh.l
Tỷ trọng ở 15
o
C, kg/l
Lưu huỳnh, %kh.l
Sáp, %kh.l
Nitơ, pmm
Asphanten, % khối lượng
V/Ni, pmm
Hợp chất no, %kh.l
45,5

 Tách tạp chất cơ học, nước, muối lẫn trong dầu.
Nước lẫn trong dầu ở dưới mỏ chỉ ở dạng tự do không có dạng nhũ tương. Khi
khai thác, bơm, phun dầu, các quá trình khuấy trộn thì nước cùng với dầu và các tạp
chất tạo thành ở dạng nhũ tương.
Nước nằm dưới dạng nhũ tương thì rất bền vững và rất khó tách. Có 2 dạng
nhũ tương:
+ Dạng nhũ tương nước ở trong dầu
+ Dạng nhũ tương dầu ở trong nước
Lượng nước ở trong dầu nhiều hay ít trong nhũ tương dầu ở mỏ khai thác bằng
cách nhìn màu sắc, qua thực nghiệm người ta kiểm tra thấy nếu dầu chứa 10% nước
thì màu cũng tương tự dầu không chứa nước. Nếu nhũ tương dầu chứa 15 ÷ 20%
nước, có màu ghi đến vàng, nhũ tương chứa 25% nước có màu vàng.
Dầu mỏ có lẫn nước ở dạng nhũ tương đưa đi chế biến thì không thể được mà
phải khử chúng ra khỏi dầu. Khử nước và muối ra khỏi dầu đến giới hạn cho phép,
cần tiến hành khử ngay ở nơi khai thác là tốt nhất.
Tiến hành tách nước ở dạng nhũ tương có 3 phương pháp:
− Phương pháp cơ học (lắng − lọc − ly tâm).
− Tách nhũ tương nước trong dầu bằng phương pháp hoá học
9
Đồ án công nghệ GVHD : TS. Lê Thanh Thanh
− Tách bằng phương pháp dùng điện trường.
Trong trường hợp nước tạo thành hệ nhũ tương bền vững, lúc đó muốn
tách được hết nước phải dùng phụ gia phá nhũ.
Có hai nguyên nhân dẫn đến sự có mặt của nước trong dầu, đó là : nước có từ
khi hình thành nên dầu khí do sự lún chìm của vật liệu hữu cơ dưới đáy biển ; nước
từ khí quyển (như nước mưa) ngấm vào các mỏ dầu.
Trong nước chứa một lượng rất lớn các muối khoáng khác nhau. Các cation và
anion thường gặp là : Na
2+
, Ca

và Cl
-
. Một số mỏ dầu mà
nước khoan có chứa lượng 2 ion này có khi lên đến 90% . Hàm lượng chung các
muối khoáng của nước khoan có thể nhỏ hơn 1% cho đến 20
÷
26%.
Ví dụ : Nước khoan ở các mỏ dầu vùng Geoson có hàm lượng các muối
khoáng dưới 6%.
Nước khoan ở các mỏ dầu Bacu có hàm lượng các muối khoáng lên cao đến
17%.
Điều cần chú ý rằng, một số muối khoáng trong nước có thể bị phân huỷ tạo
thành axit (dưới dạng của nhiệt)
Ví dụ : MgCl
2
+ 2H
2
O
→
Mg(OH
2
)
↓
+ HCl
MgCl
2
+ H
2
O
→

chuyển và chế biến.
Vì vậy phải nghiên cứu kỹ về nước khoan và có biện pháp ngăn ngừa sự ăn
mòn đó hay nói cách khác vấn đề làm sạch nhũ tương nước trong dầu trước khi đưa
vào chế biến là rất quan trọng.
2.1. Tách bằng phương pháp cơ học (lắng − lọc − ly tâm)
Khi dầu và nước trong dầuchưa bị khuấy trộn mạnh và nước lẫn trong dầu ở
dạng tự do với hàm lượng lớn có thể gần 50% và cao hơn.
* Phương pháp lắng: phương pháp này dùng khi dầu mới khai thác ở giếng
khoan lên, dầu và nước chưa bị khuấy trộn nhiều nên nhũ tương mới tạo ít và nhũ
tương chưa bền vững, nước ở dạng tự do còn tương đối lớn. Dầu mỏ này người ta
đưa đi lắng, nhờ có tỷ trọng nước nặng hơn dầu nước sẽ được lắng sơ bộ và tháo ra
ngoài.
Tốc độ lắng của các hạt nước tính theo công thức Stockes nếu kích thước hạt
lớn hơn 0,5µm.
( )
η
−
=
.18
gd dr
V
21
2
(1)
Trong đó:
V:Tốc độ lắng, cm/s
r: Đường kính của hạt
d
1
, d

Là tách nước ra khỏi dầu sử dụng khi mà hỗn hợp nhũ tương dầu, nước đã bị
phá vỡ nhưng nước vẫn ở dạng lơ lửng trong dầu mà chưa được lắng xuống đáy.
Dùng phương pháp này là nhờ lợi dụng tính chất thấm ướt chọn lọc của các chất
lỏng khác nhau lên các chất lọc khác. Phương pháp lọc đạt hiệu quả rất cao và có
thể tách đồng thời cả nước lẫn muối.
2.2. Tách nhũ tương nước trong dầu bằng phương pháp hoá học.
Bản chất của phương pháp hoá học là cho thêm một chất hoạt động bề mặt để
phá nhũ tương.
2.3. Tách bằng phương pháp dùng điện trường
Phương pháp dùng điện trường để phá nhũ, tách muối khỏi dầu là một phương
pháp hiện đại công suất lớn, quy mô công nghiệp và dễ tự động hoá nên các nhà
máy chế biến dầu lớn đều áp dụng phương pháp này.
III. Các phương pháp chưng cất
Ý nghĩa của quá trình chưng cất: Trong công nghiệp chế biến dầu, dầu thô sau
khi đã qua xử lý như: tách nước, muối và tạp chất cơ học được đưa vào chưng cất,
các quá trình chưng cất dầu ở áp suất khí quyển AD và chưng cất chân không VD
thuộc về nhóm các quá trình chế biến vật lý.
Chưng cất ở áp suất khí quyển AD với nguyên liệu là dầu thô đôi khi còn gọi
là CDU. Còn chưng cất VD dùng nguyên liệu là cặn của quá trình chưng cất AD.
Trong thực tế đôi khi còn gọi là cặn chưng cất. Tùy theo bản chất của nguyên liệu và
mục đích của quá trình chúng ta áp dụng chưng cất AD, VD hay kết hợp cả hai AD và
VD. Các nhà máy hiện đại ngày nay luôn dùng loại hình công nghệ AVD. Khi áp dụng
loại hình công nghệ AD chúng ta chỉ chưng cất dầu thô để nhận các phân đoạn: xăng
(naphata nhẹ, naphta nặng), phân đoạn kerosen, phân đoạn diezen và phần cặn còn lại
sau khi chưng cất. Như vậy tuỳ thuộc vào thành phần dầu mỏ nguyên liệu và mục đích
chế biến mà người ta áp dụng một trong các loại hình công nghệ chưng cất.
12
Ι
ΙΙ
ΙΙΙ

1
3
1
3
1
3
1
V
3
1
IX
X
XII
7
1
2
VIII
1
5
Hình 1. Sơ đồ chưng cất kết hợp AVD
Đồ án công nghệ GVHD : TS. Lê Thanh Thanh
I.Tháp chưng cất. II.Xăng III.Khí IV. Xăng nặng
V. Hơi nước VI. . Kerosen VII.Gasoil nhẹ VIII. Gasoil nặng
XI.Cặn AD X,XI: Các loại cặn dầu nhờn.
3.1 Chưng đơn giản
Chưng đơn giảnlà quá trình chưng cất được tiến hành bằng cách bay hơi dần
dần, một lần hay nhiều lần, một hỗn hợp chất lỏng cần chưng
a. Chưng cất bay hơi dần dần
Sơ đồ chưng cất bay hơi dần dần gồm thiết bị đốt nóng liên tục, một hỗn hợp
chất lỏng trong bình chưng 1. Từ nhiệt độ thấp tới nhiệt độ sôi cuối khi liên tục tách

lỏng ngưng tụ từ hơi tách ra cho quay lại tưới vào dòng bay hơi lên nhờ có sự tiếp
xúc đồng đều và thêm một lần nữa giữa pha lỏng và pha hơi mà pha hơi khi tách ra
khỏi hệ thống lại được làm giàu thêm cấu tử nhẹ (có nhiệt độ sôi thấp hơn) so với
khi không có hồi lưu, nhờ vậy có sự phân chia cao hơn. Việc hồi lưu lại chất lỏng
được khống chế bằng bộ phận phân chia đặc biệt và được bố trí ở phía trên thiết bị
chưng.
b. Chưng cất có tinh luyện
14
Đồ án công nghệ GVHD : TS. Lê Thanh Thanh
Chưng cất có tinh luyện còn cho độ phân chia cao hơn khi kết hợp với hồi lưu.
Cơ sở của quá trình tinh luyện là sự trao đổi chất nhiều lần về cả 2 phía giữa pha
lỏng và pha hơi chuyển động ngược chiều nhau. Quá trình này được thực hiện trong
tháp linh luyện. Để đảm bảo sự tiếp xúc hoàn thiện hơn giữa pha hơi và pha lỏng
trong tháp được trang bị các đĩa hay đệm. Độ phân chia một hỗn hợp các cấu tử
trong tháp phụ thuộc vào số lần tiếp xúc giữa các pha vào lượng hồi lưu ở mỗi đĩa
và hồi lưu ở đỉnh tháp.
Công nghệ hiện đại chưng cất sơ khởi dầu thô dựa vào quá trình chưng cất
một lần và nhiều lần có tinh luyện xảy ra trong tháp chưng cất phân loại trong tháp
có bố trí các đĩa.
Hoạt động của từng đĩa trong tháp: Pha hơi V
n
bay lên từ đĩa thứ n lên đĩa thứ
n−1 được liếp xúc với pha lỏng L
n-1
chảy từ đĩa n−1 xuống, còn pha lỏngL
n
từ đĩa n,
chảy xuống đĩa phía dưới n+1 lại tiếp xúc với pha hơi V
n+1
bay từ dưới lên. Nhờ quá

n
V
n+1
Hình 2. Nguyện lí làm việc của các đĩa chưng luyện
Đồ án công nghệ GVHD : TS. Lê Thanh Thanh
Như vậy theo chiều cao của tháp tinh luyện ta sẽ nhận được các phân
đoạn có giới hạn sôi khác nhau tùy thuộc vào chế độ công nghệ chưng cất dầu thô,
nguyên liệu ban đầu.
c. Chưng cất chân không và chưng cất hơi nước
Gồm hỗn hợp các cấu tử có trong dầu thô thường không bền, dễ bị phân huỷ
khi tăng nhiệt độ. Trong số các hợp chất dễ bị phân huỷ nhiệt nhất là các hợp chất
chứa lưu huỳnh và các hợp chất cao phân tử như nhựa Các hợp chất parafin kém
bền nhiệt hơn các hợp chất naphten, và các naphten lại kém bền nhiệt hơn các hợp
chất thơm. Độ bền nhiệt của cấu tử tạo thành dầu không chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ
mà còn phụ thuộc cả vào thời gian tiếp xúc ở nhiệt độ đó. Trong thực tế chưng cất,
đối với các phân đoạn có nhiệt độ sôi cao, người ta cần tránh sự phân huỷ nhiệt khi
chúng đốt nóng. Tuỳ theo loại dầu thô, trong thực tế không nên đốt nóng quá 420
0
C
với dầu không có hay chứa rất ít lưu huỳnh, và không quá 320 ÷ 340
0
C với dầu có
và nhiều lưu huỳnh.
Sự phân huỷ khi chưng cất sẽ làm xấu đi các tính chất của sản phẩm, như làm
giảm độ nhớt và nhiệt độ bốc cháy cốc kín của chúng, giảm độ bền oxy hoá.
Nhưng quan trọng hơn là chúng gây nguy hiểm cho quá trình chưng cất vì
chúng tạo các hợp chất ăn mòn và làm tăng áp suất của tháp. Để giảm sự phân huỷ,
thời gian lưu của nguyên liệu ở nhiệt độ cao cũng cần phải hạn chế. Khi nhiệt độ sôi
của hỗn hợp ở áp suất khí quyển cao hơn nhiệt độ phân huỷ nhiệt của chúng, người
ta phải dùng chưng cất chân không VD, hay chưng cất với nước để tránh sự phân

M
f
: phân tử lượng của hơi dầu
18: phân tử lượng của nước
P: áp suất tổng cộng của hệ
P
f
: áp suất riêng phần của dầu ở nhiệt độ chưng.
Nhiệt độ hơi nước cần phải không thấp hơn nhiệt độ của hơi dầu để tránh sản
phẩm dầu ngậm nước. Do vậy, người ta thường dùng hơi nước có nhiệt độ 380 ÷
450
0
C, áp suất hơi từ 0,2÷ 0,5 MPa. Hơi nước dùng trong công nghệ chưng cất dầu
có rất nhiều ưu điểm: làm giảm áp suất hơi riêng phần của dầu, tăng cường khuấy
trộn chất lỏng tránh tích điện cục bộ, tăng diện tích bề mặt bay hơi do tạo thành các
tia và bong bóng hơi. Người ta cũng dùng hơi nước để tăng cường đốt nóng cặn dầu
trong lò ống khi chưng cất chân không. Khi đó đạt mức độ bay hơi lớn cho nguyên
liệu dầu, tránh sự tạo cốc trong các lò ống đốt nóng. Tiêu hao hơi nước trong trường
hợp này vào khoảng 0,3÷ 0,5% so với nguyên liệu.
IV. Các yếu tố ảnh hưởng.
Các thông số công nghệ ảnh hưởng trực tiếp tới hiệu suất và chất lượng quá
trình chưng cất như nhiệt độ, áp suất, phương pháp chưng cất.
Chế độ công nghệ chưng cất phụ thuộc vào chất lượng dầu thô ban đầu, vào
mục đích và yêu cầu của quá trình, chủng loại sản phẩm cần thu và phải có dây
chuyền công nghệ hợp lý. Vì vậy khi thiết kế quá trình chưng cất chúng ta phải xét
kỹ và kết hợp đầy đủ tất cả các yếu tố để quá trình chưng cất đạt hiệu quả kinh tế
cao. Sơ đồ nguyên lý của tháp chưng cất được trình bày trên hình 3. Các yếu tố ảnh
17
Đồ án công nghệ GVHD : TS. Lê Thanh Thanh
hưởng tới công nghệ chưng cất dầu chính là yếu tố ảnh hưởng tới quá trình làm việc

phẩm đỉnh ở nhiệt độ sôi của nó, sau đó cho tưới trở lại đỉnh tháp. Như vậy chỉ cần
cấp một lượng nhiệt đủ để bốc hơi. Tác nhân làm lạnh có thể dùng nước hay chính
sản phẩm lạnh, công thức của lượng nhiệt hồi lưu nóng
18
Đồ án công nghệ GVHD : TS. Lê Thanh Thanh
L
Q
R
n
=
Trong đó: R
n
là lượng hồi lưu nóng (kg/h)
Q là lượng nhiệt hồi lưu cần lấy để bốc hơi (kcal/h)
L là lượng nhiệt ngưng tụ của sản phẩm lỏng (kcal/h).
Do thiết bị lồi lưu nóng khó lắp ráp và có nhiều khó khăn cho việc vệ sinh, đặc
biệt công suất thấp lớn ngày càng ít dùng.
+ Hồi lưu nguội.
Là loại được thực hiện bằng cách làm nguội và ngưng tụ toàn bộ sản phẩm
đỉnh rồi tưới trở lại đỉnh tháp. Khi đó lượng nhiệt cần thiết để cấp cho phần lồi lưu
bao gồm nhiệt cần để đun nóng nó đến nhiệt độ sôi và lượng nhiệt cần để hoá hơi,
do vậy hồi lưu nguội tính bằng công thức:
C )t (t i
Q

q q
Q
R
12
l

Hồi lưu nguội được sử dụng tương đối rộng rãi vì lượng hồi lưu thường ít, làm
tăng rõ ràng chất lượng mà không làm giảm nhiều năng suất của tháp chưng. Ngoài
hồi lưu đỉnh, đáy người ta còn sử dụng hồi lưu trung gian để tăng chất lượng của
các sản phẩm cạnh sườn và điều chỉnh nhiệt độ trong tháp.
+ Hồi lưu trung gian: Quá trình hồi lưu trung gian thực hiện bằng cách lấy
một phần sản phẩm lỏng nằm trên các đĩa có nhiệt độ t
1
đưa ra ngoài làm nhiệt độ t
0
rồi tưới hồi lưu trở lại tháp. Khi đó chất lỏng hồi lưu cần thu một lượng nhiệt để đun
nóng từ nhiệt độ t
0
đến t
l
.
19
Đồ án công nghệ GVHD : TS. Lê Thanh Thanh
Xác định lượng hồi lưu trung gian theo công thức:
l
t
l
t
tr
01
q q
Q
g
−
=
Trong đó: g

ảnh hưởng đến áp suất chưng của tháp. Nếu tháp chưng luyện dùng hơi nước trực
tiếp cho vào đáy tháp thì hơi nước làm giảm áp suất riêng phần của hơi sản phẩm
dầu mỏ, cho phần chất lỏng bay hơi ở nhiệt độ thấp hơn. Lượng hơi nước tiêu hao
phụ thuộc vào áp suất chưng của tháp và áp suất riêng phần của các sản phẩm dầu
mỏ.
Lượng hơi nước dùng cho tháp chưng ở áp suất khí quyển khoảng 1,2÷ 3,5%
trọng lượng.
Khi chưng cất ở áp suất chân không thì thường tiến hành áp suất từ 10 ÷ 70
mmHg. Độ chân không càng sâu càng cho phép chưng sâu hơn, nhưng nếu áp suất
quá thấp sẽ khó chế tạo thiết bị với năng suất lớn.
20
Đồ án công nghệ GVHD : TS. Lê Thanh Thanh
4.3. Điều khiển, khống chế chế độ làm việc của tháp chưng cất.
Để có sự làm việc ổn định của tháp chưng cất chúng ta phải thực hiện các
nguyên tắc sau:
+ Điều chỉnh áp suất trong tháp làm thay đổi điểm sôi của chất lỏng.
+ áp suất tăng lên thì chất lỏng sôi ở nhiệt độ cao hơn. Nếu áp suất tăng quá
cao, lượng chất lỏng trong tháp sẽ nhiều dẫn đến hiện tượng sặc làm giảm hiệu quả
phân chia.
+ Nếu các điều kiện khác trong tháp là cố định thì sản phẩm đỉnh, sản phẩm
sườn và sản phẩm đáy sẽ trở nên nhẹ hơn nếu áp suất trong tháp tăng lên.
+ Nếu nhiệt độ cấp liệu vào tháp quá thấp, lượng hơi trên các khay đĩa sẽ nhỏ
cho nên phần lỏng nhiều và chảy xuống phía dưới vào bộ phận chưng sẽ càng
nhiều.
+ Nếu nhiệt độ của Repoiler quá thấp sẽ không tách hết phần nhẹ trong cặn và
làm tăng lượng cặn.
+ Nếu nhiệt độ đỉnh tháp quá cao, sản phẩm đỉnh nặng và có nhiều sản phẩm
hơn so với thiết kế và ngược lại nếu nhiệt độ đỉnh quá thấp thì sản phẩm đỉnh sẽ quá
nhẹ và có ít sản phẩm.
+ Nhiệt độ cần thiết tách phân đoạn dầu thô sẽ cao hơn với dầu thô loại nhẹ.

Nói chung có nhiều loại đĩa chụp nhưng được dùng phổ biến nhất là loại đĩa
chụp hình máng, đĩa chụp hình chữ S, đĩa chụp tròn, đĩa xupap.
−Cấu tạo đĩa chụp hình máng: có cấu tạo đơn giản và rất dễ vệ sinh.
Nhược điểm của cấu tạo đĩa chụp hình máng là có diện tích sủi bọt bé (chỉ
khoảng 30% diện tích của đĩa) điều đó làm tăng tốc độ hơi và tăng sự cuốn chất
lỏng đi.
−Đĩa hình chữ S: khác với đĩa hình máng, đĩa hình chữ S chất lỏng chuyển
động theo phương nằm ngang của các chụp, còn mỗi chụp của đĩa như là một lòng
máng của đĩa.
Đĩa hình cbữ S dùng cho các tháp làm việc ở áp suất không lớn như áp
suất khí quyển. Công suất của đĩa cao hơn loại đĩa lòng máng là 20%.
− Đĩa chụp xupap: loại đĩa này có hiệu quả làm việc khi mà tải trọng thay
đổi theo hơi và chất lỏng. Loại đĩa xupap phân chia pha rất triệt để.
Đĩa xupap khác với các đĩa là làm việc trong chế độ thay đổi và có đặc tính
động học.
22
Đồ án công nghệ GVHD : TS. Lê Thanh Thanh
Sự hoạt động của van phụ thuộc vào tải trọng của hơi từ dưới lên trên.
Sau này người ta nghiên cứu ra một số loại đĩa không có chụp như đĩa lưới,
đĩa sàng có bộ phận ngắn.
−Cấu tạo đĩa sàng: lớp chất lỏng 1 có chiều cao khoảng 25 ÷ 30 mm, giữ ở
trên các đĩa, hơi đi qua các lỗ sàng 2 và làm sủi bọt qua các lớp chất lỏng. Lớp chất
lỏng trên đĩa mà dư chảy xuống thì theo ống chảy 3 xuống đĩa dưới. Loại đĩa này
yêu cầu chế độ không đổi vì khi giảm hiệu suất thiết bị thì làm giảm sự gặp nhau
giữa dòng hơi và dòng chất lỏng đi hết xuống, làm cho đĩa hở ra. Khi tăng công suất
thì làm tăng dòng hơi gặp nhau làm cho một lượng lớn hơi và cấu tử nặng đi ra khỏi
chất lỏng, làm phá vỡ cân bằng trạng thái và làm tồi đi sự phân chia trong tháp.
5.2. Phân loại sơ đồ công nghệ
Các loại sơ đồ công nghệ chưng luyện dầu mỏ ở áp suất thường gồm:
.

Phân đoạn 1
Xăng
Dầu nóng
Mazut
Xăng nhẹ
Phân đoạn 2
Phân đoạn 1
Xăng
Dầu nóng
Mazut
Phân đoạn 3
Đồ án công nghệ GVHD : TS. Lê Thanh Thanh
như trong sơ đồ trên. Mặt khác các hợp chất chứa lưu huỳnh gây ăn mòn thiết bị đã
được thoát ra ở đỉnh tháp thứ nhất.
Do vậy trong tháp chưng thứ hai không cần dùng vật liệu đắt tiền, có thể sử
dụng thép thường.
Những hydrocacbon nhẹ được loại ra ở tháp thứ nhất cho phép đun dầu làm
việc với hệ số trao đổi nhiệt lớn, giảm đáng kể công suất cần thiết của lò đun dầu
chính. Nhờ loại này loại bỏ được nước ngay ở tháp thứ nhất nên tháp chính thứ hai
làm việc hoàn toàn an toàn.
 Nhược điểm của sơ đồ này là phải đun nóng dầu trong lò với nhiệt độ cao
hơn 5 ÷ 10
0
C so với sơ đồ trên. Có thể hạn chế hay khắc phục hiện tượng này bằng
cách cho hơi nước vào những ống cuối cùng của lò để giảm áp suất riêng phần của
các hydrocacbon.
Sơ đồ 2 (hình 6) là hệ thống bốc hơi hai lần và tinh luyện một lần trong tháp
chưng luyện. Sơ đồ loại này dùng phổ biến, ở sơ đồ này có sự tinh luyện phần nhẹ
và phần nặng xảy ra đồng thời trong cùng mọt tháp chính thứ hai. Như vậy có phần
nào giảm bớt nhiệt độ đun nóng dầu trong lò.