Download miễn phí Đồ án Chưng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
Trang
LỜI CẢM ƠN 1
MỞ ĐẦU 2
PHẦN I. TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT 5
CHƯƠNG 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 trước khi chế biến. 13
I.2.1. Các hợp chất có hại trong dầu thô . 13
I.2.2. Ổn định dầu khai nguyên. 14
I.2.3. Tách các tạp chất cơ học, nước và muối. 14
CHƯƠNG II. CHƯNG CẤT DẦU THÔ. 18
II. 1. Mục đích và ý nghĩa của quá trình chưng cất dầu thô 18
II.1.1. Các sơ đồp công nghệ được trình bày ở trên hình sau: 19
II.1.2. Cơ sở lý thuyết của quá trình chưng cất dầu thô. 20
II.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chưng cất. 29
II.2.1. Chế độ nhiệt của tháp chưng luyện. 29
II. 2.2. Áp suất của tháp chưng. 34
II.2.3. Nhưng điểm cần lưu ý khi điều chỉnh, chống chế độ làm việc của tháp chưng cất. 34
CHƯƠNG III. SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH CHƯNG CẤT. 36
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
CHƯƠNG IV: SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ VÀ CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH CHƯNG CẤT. 43
IV.1. Sơ đồ công nghệ chưng cất AD với bay hơi một lần 43
IV.2. Sơ đồ chưng cất AD với bay hơi hai lần. 43
IV.3. Chọn Chọn dây chuyền công nghệ. 44
CHƯƠNG V: THIẾT BỊ CHÍNH CỦA SƠ ĐỒ CHƯNG CẤT 48
V.1. thiết bị chính trong dây chuyền. 48
V.1.1. Tháp chưng 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: 58
PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ 59
I. Tính cân bằng vật chất 59
I.1. Tại tháp tách sơ bộ. 59
I.2. Tại tháp có bay hơi (tháp tách phân đoạn) 60
II. Tính cân bằng nhiệt lượng 61
PHẦN III: AN TOÀN LAO ĐỘNG 63
I. An toàn lao động trong phân xưởng chưng cất khí quyển 63
I.1. Yêu cầu về phòng cháy chữa cháy 63
I.2. Trang thiết bị phòng hộ lao động. 65
I.3. Yêu cầu đối với vệ sinh môi trường 66
PHẦN IV: THIẾT KẾ XÂY DỰNG 67
I. Yêu cầu chung 67
II. Yêu cầu về kỹ thuật 67
III. Yêu cầu về vệ sinh công nghiệp. 67
IV. Giải pháp thiết kế xây dựng 68
KẾT LUẬN 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO 75
Sự phân huỷ khi chưng cất sẽ làm xấu đi tính chất của sản phẩm, như làm giảm độ nhớt và nhiệt độ bắt cháy cốc kín và chúng giảm độ bền oxy hoá. Nhưng quan trọng hơn là chúng gây nguy hiểm cho quá trình chưng cất vì chúng tạo thành các hợp chất ăn mòn và làm tăng áp suất của tháp. Để giảm mức độ phân huỷ, thời gian lưu của nguyên liệu ở nhiệt độ cao cũng giảm mức độ phân huỷ, thời gian lưu của nguyên liệu ở nhiệt độ cao cũng cần hạn chế. ví dụ trong thực tế chưng cất, thời gian lưu của nguyên liệu dầu (phân đoạn cặn chưng cất khí quyển) ở đáy tháp AD không lớn hơn 5 phút và phân đoạn gurdon khi chưng chân không VD chỉ vào khoảng từ 2 á 5 phút.
Khi nhiệt độ sôi của hỗn hợp ở áp suất khí quyển cao hơn nhiệt độ phân huỷ nhiệt cẩu chúng người ta phải dùng chưng cất t ỏng chân không VD hay chưng cất với hơi nước để tránh phân huỷ nhiệt. Chân không làm giảm nhiệt độ sôi, còn hơi nước có tác dụng tương tự như dùng chân không: giảm áp suất riêng phần ảu cấu tử hỗn hợp làm cho chúng sôi ở nhiệt độ thấp hơn, hơi nước được dùng ngay cả trong chưng cất khí quyển. Khi tinh luyện hơi nước dùng để tái bay hơi phân đoạn phân đoạn có nhiệt độ sôi thấp còn chứa 6 mazut hay trong gurdon, trong nhiên liệu và dầu nhờn.
Kết hợp dùng chân không và hơi nước khi chưng cất phần cặn sẽ cho phép đảm bảo hiệu quả phân tách sâu hơn phân đoạn dầu nhờn (có thể đến 550 á 6000C).
Tuy nhiên tác dụng của hơi nước làm tác nhân bay hơi còn bị hạn chế, vì vậy nhiệt lượng bay ra khác xa so với nhiệt độ đốt nóng chất lỏng. Vì thế nếu tăng lượng hơi nước thì nhiệt độ và áp suất hơi bão hoà của dầu giảm xuống, và tách hơi cũng giảm theo. Do vậy lượng hơi nước có hiệu quả tốt nhất chỉ trong khoảng từ 2 á 3% so với nguyên liệu đem chưng cất, khi số cấp lý thuyết là 3 hay 4 trong điều kiện như vậy lượng hơi dầu tách ra từ phân đoạn mazut tới 14 á 23 khi chưng cất với hơi nước, số lượng phân đoạn tách ra được có thể tích theo phương trình sau:
Trong đó:
Mf : phần tử lượng của hơi dầu.
G và z : số lượng hơi dầu tách ra và lượng lớn nước
18 : Phân tử lượng của nước
P: là áp suất tổng cộng của hệ
Pr áp suất riêng phần của dầu ở độ chưng.
Nhiệt độ của hơi nước cần 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 trong khoảng 380 á 4500C, áp suất hơi từ 0,2 á 0,5 Mpa.
Công nghệ chưng cất dầu với hơi nước có nhiều ưu điểm, ngoài việc giảm áp suất hơi riêng phần của dầu, nó còn tăng cường khuấy trộn chất lỏng tránh tách nhiệt cục bộ, tăng điện tích bề mặt bay hơi do tạo thành những tia và các bong bóng bay hơi. Người ta cũng dùng hơi nước để tăng cường đốt nóng cặn dầu trong lò ống khi chưng cất trong chân không. khi đó đạt được mức độ bay hơi lớn hơn do nguyên liệu dầu, tránh và ngăn ngừa quá trình tạo cốc trong các ống đốt nóng. Tiêu hao hơi nước trong trường hợp này khoảng 0,3 á 0,5% so với nguyên liệu.
Trong một vài trường hợp, chẳng hạn khi cần nâng cao nhiệt độ đốt cháy của nhiên liệu phản lực hay diezen, người ta không dùng chưng cất với hơi nước mà dùng quá trình bay hơi một lần để tránh tạo thành nhủ tương nước bền trong nhiên liệu.
II.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chưng cất.
Các yếu tố công nghiệp ảnh hưởng trực tiếp tới hiệu suất và chất lượng của quá trình chưng cất là nhiệt độ, áp suất và phương pháp chưng cất.
Chế độ công nghệ chưng cất phụ thuộc nhiều vào chất lượng dầu thô ban đầu vào mục đích và yêu cầu của quá trình, vào chủng loại sản phẩm thu và phải có dây chuyền chưng cất.
II.2.1. Chế độ nhiệt của tháp chưng luyện.
Chế độ là thông số quan trọng nhất của tháp chưng bằng cách thay đổi chế độ nhiệt của tháp sẽ điều chỉnh được chất lượng và hiệu suất của sản phẩm chế độ nhiệt của tháp gồm nhiệt độ của nguyên liệu vào tháp, nhiệt độ đỉnh tháp, nhiệt độ trong tháp và nhiệt độ đáy tháp.
Nhiệt độ của nguyên liệu (dầu thô) vào tháp chưng phụ thuộc vào bản chất của loại dầu thô, mức độ phân tách của sản phẩm áp suất trong tháp và lượng hơi nước đưa vào đáy tháp, nhưng chủ yếu là phải tránh sự phân huỷ nhiệt của nguyên liệu ở nhiệt độ cao. Nếu dầu thô là loại dầu nặng mức độ phân chia lấy sản phẩm ít thì nhiệt độ nguyên liệu khi vào tháp chưng luyện sẽ không cần cao. Trong thực tế sản phẩm khi chưng cất ở áp suất khí quyển, nhiệt độ nguyên liệu vào tháp chưng luyện thường trong giới hạn 320 á 3600C còn nhiệt độ nguyên liệu mazut vào tháp chưng ở áp suất chân không thường khoảng 400 á 4400C.
Nhiệt độ đáy tháp chưng luyện phụ thuộc vào phương pháp bay hơi và phần hồi lưu đáy. Nếu bay từ phần hồi lưu đáy bằng một thiết bị đốt nóng riêng biệ, thì nhiệt độ tối ưu, tránh sự phân huỷ các cấu tử nặng, nhưng phải đủ để tách hết hơi nhẹ khỏi phần cặn đáy.
Nhiệt độ đỉnh tháp được khống chế nhằm đảm bảo sự bay hơi hoàn toàn sản phẩm đỉnh.
Nhiệt độ đỉnh tháp chưng luyện ở áp suất khí quyển để tách khỏi phân đoạn khác cần giữ trong khoảng 100 á 70mmHg thường nhiệt độ không quá 1200C để tách hết phần gasal nhẹ còn lẫn trong nguyên liệu.
Để đảm bảo chế độ nhiệt của tháp và tạo điều kiện phân tách tốt hơn trong quá trình chưng luyện hoàn thiện phải có hồi lưu.
Hồi lưu đỉnh tháp có hai dạng: Hồi lưu nóng và hội lưu nguội
+ Hồi lưu nóng: Quá trình hồi lưu nóng được thực hiện bằng cách cho ngưng tụ một phần hơi sản phẩm đỉnh ở nhiệt độ sôi của nó, sau đó tưới trở lại đỉnh tháp, chung chỉ cần một lượng nhiệt để bốc hơi, tác nhan làm lạnh có thể dùng nước hay chính sản phẩm lạnh.
Hình 7: Hồi lưu nóng
1. Tháp chưng.
2. Thiết bị ngưng tụ.
Lượng hồi lưu nóng được tính theo công thức như sau:
Rn: Lượng hồi lưu nóng, kg/h
Q: Nhiệt lượng hồi lưu cần lấy để bốc hơi, Kcal/h.
I: Nhiệt ngưng tụ của sản phẩm lỏng Kcal/kg.
Do thiết bị hồi lưu nóng khó lắp ráp và gặp nhiều khó khăn cho việc vệ sinh đặc biệt là khi công suất của tháp lớn, nên loại này ngày nay ít phổ biến và bị hạn chế.
* Hồi lưu nguội: Quá trình hồi lưu nguội được thực hiện bằng cách cho ngưng tụ một phần hơi sản phẩm đỉnh rồi tưới trở lại tháp ngưng. khi đó lượng nhiệt cần thiết để cấp cho phần hồi lưu bao gồm nhiệt cần để đung nóng đến nhiệt độ sôi và nhiệt lượng để hoá hơi.
Hình 8: Hồi lưu nguội
1. Tháp chưng
2. Ngưng tụ - làm lạnh
3. Bể chứa hồi lưu.
Lượng hồi lưu ngược được tính theo công thức
Rng: Lượng hồi lưu ngược.
Q: Lượng nhiệt hồi lưu cần.
qht1: hàm nhiệt của hơi.
qht2: Lượng hồi lưu lỏng hồi lưu.
i: Nhiệt lượng phần hơi cần.
t1,t2: Nhiệt độ của hơi và lỏng tương ứng.
Từ công thức trên ta thấy lượng hồi vào tháp (t1) càng thấp, thường nhiệ...
oV7AU3btWa7Mqri
