Đang tải... (xem toàn văn)
Dầu mỏ là khoáng vật phong phú trong tự nhiên, là một trong những nguyên liệu quan trong nhất mà loài người có được và nó là một trong những nguồn cung 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 6570% năng lượng được sử dụng đi từ dầu mỏ, 2022% đi từ than, 56% từ năng lượng nước và 812% 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 cơhóa 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.
Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Khoa hóa học & CNTP Nam Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc oOo - oOo - ĐỒ ÁN CHUYÊN NGHÀNH Họ 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 : Cơng nghệ kỹ thuật hóa học Đề tài : Chưng cất dầu thơ áp suất khí với suất triệu tấn/năm Ngày giao đồ án: Ngày nộp đồ án : Giảng viên hướng dẫn: T.s Lê Thanh Thanh Xác nhận giảng viên hướng dẫn Xác nhận trưởng khoa cho phép sinh viên hoàn thành đầy đủ nhiệm bảo vệ vụ giao Hội đồng bảo vệ gồm: ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… Điểm: Số : ………… Chữ :…………… Vũng Tàu, ngày… tháng… năm… Đồ án công nghệ GVHD : TS Lê Thanh Thanh LỜI CẢM ƠN Qua thời gian hoàn thành đồ án công nghệ, chúng em học thêm nhiều điều bổ ích, củng cố thêm hiểu biết rèn luyện tác phong công việc Để đạt kết chúng em xin chân thành cảm ơn Khoa Hóa Học Cơng Nghệ Thực Phẩm thầy tận tình dạy, giúp đỡ, truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu, tạo điều kiện cho chúng em học tập suốt thời gian qua Đặc biệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến T.S Lê Thanh Thanh người trực tiếp hướng dẫn giúp đỡ chúng em nhiệt tình suốt thời gian thực đồ án Để hoàn thành đồ án này, chúng em cố gắng nhiều bước đầu làm quen với công tác thiết kế nên hẳn không tránh khỏi sai sót Chúng em ln mong nhận ý kiến đóng góp quý báu từ quý thầy cô Chúng em xin chân thành cảm ơn!!! Vũng Tàu, ngày… tháng… năm… (Nhóm SVTH) Đồ án cơng nghệ GVHD : TS Lê Thanh Thanh MỤC LỤC MỤC LỤC MỞ ĐẦU PHẦN I TỔNG QUAN LÍ THUYẾT Năng suất : triệu tấn/năm 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 Đồ án công nghệ GVHD : TS Lê Thanh Thanh MỞ ĐẦU Dầu mỏ khoáng vật phong phú tự nhiên, nguyên liệu quan mà loài người có nguồn cung cấp hydrocacbon phong phú tự nhiên Dầu mỏ người biết đến từ thời cổ xưa, đến kỷ XVII dầu mỏ sử dụng làm nhiên liệu để đốt thắp sáng Sang kỷ XIX, dầu coi nguồi nguyên liệu chình cho phương tiện giao thông cho kinh tế Hiện tại, dầu mỏ dã trở thành nguồn lượng quan trọng quốc gia giới Khoảng 65-70% lượng sử dụng từ dầu mỏ, 20-22% từ than, 5-6% từ lượng nước 8-12% từ lượng hạt nhân Bên cạnh việc sử dụng dầu mỏ để chế biến thành dạng nhiên liệu hướng sử dụng mạnh mẽ hiệu dầu mỏ nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hữu cơ-hóa dầu như: sản xuất cao su, chất dẻo, tơ sợi tổng hợp, chất hoạt động bề mặt, phân bón Ngành khai thác chế biến dầu khí ngành cơng nghiệp mũi nhọn, tương lai dài chiếm vị trí quan trọng lĩnh vực lượng nguyên liệu hóa học mà khơng có tài ngun thiên nhiên thay Hiệu sử dụng phụ thuộc chất lượng trình chế biến Theo chuyên gia hóa dầu Châu Âu, việc đưa dầu mỏ qua trình chế biến nâng cao hiệu sử dụng dầu mỏ lên lần, tiết kiệm tài nguyên quý giá Dầu thô Việt Nam tập trung nghiên cứu giải pháp nâng cao hệ số thu hồi dầu trì mức sản lượng khai thác dầu khí tối ưu, đảm bảo an toàn hạn chế nguy bị ngập nước mỏ khai thác; tích cực mở rộng hoạt động đầu tư khai thác dầu khí nước Dầu mỏ muốn sử dụng phải phân chia thành phân đoạn nhỏ Sự phân chia dựa vào phương pháp chưng cất để thu sản phẩm có nhiệt độ sơi khác Trong nhà máy lọc dầu, quy trình cơng nghệ chưng cất dầu thơ quy trình quan trọng, cho phép ta thu phân đoạn dầu mỏ để chế biến Đồ án đưa vấn đề lý thuyết liên quan thiết kế quy trình công nghệ chưng cất dầu thô với nguyên liệu dầu Bạch Hổ Đồ án công nghệ GVHD : TS Lê Thanh Thanh PHẦN I TỔNG QUAN LÍ THUYẾT I Tổng quan lý thuyết trình chưng cất dầu thô 1.1 Tổng quan dầu thô mỏ Bạch Hổ Dầu thơ Bạch Hổ loại dầu mỏ có chứa nhiều Parafin nên mang tên loại dầu mang họ parafinic, chiếm phần lớn tổng sản lượng dầu thô Việt Nam thời gian qua Vì dầu thơ Bạch Hổ xem hai loại dầu tiêu biểu Việt Nam thông qua nghiên cứu dầu thơ Bạch Hổ ta rút tính chất quan trọng sau a Dầu Bạch Hổ thuộc loại nhẹ vừa phải Dầu thơ Bạch Hổ có tỷ trọng 0,8319(36,6 oAPI) ,đặc tính định tổng hiệu suất sản phẩm trắng (xăng, kerosen, diezel) dầu thô cao hay thấp Dầu nhẹ, tổng hiệu suất sản phẩm trắng cao dầu có giá trị vao Với dầu Bạch Hổ, cưng cất ta hiệu suất sản phẩm bảng sau: Bảng 1.1: Hiệu suất sản phẩm cất trực tiếp từ dầu thô Bạch Hổ Các phân đoạn Hiệu suất, %V từ dầu thô Gas 2,5 Naphta 14,6 Kerosen 14,35 Diezel 20,05 Cặn( chưng cất khí 345 C) 45,5 b Dầu Bạch Hổ loại dầu chứa độc tố, lưu huỳnh, kim loại nặng, hợp chất nhựa asphanten Về hàm lượng lưu huỳnh (S), dầu thơ Bạch Hổ chứa 0,03 đến 0,05% lưu huỳnh Những loại dầu thơ chứa lưu huỳnh giới Trong dầu thơ chứa nhiều lưu huỳnh (trên 2% S) gặp nhiều Trung Đông Dầu thô chứa 0,5% S liệt vào dầu thơ lưu huỳnh có giá trị cao thị trường giới Nguyên nhân chi phí dể sản xuất sản phẩm đạt chất lượng cao hàm lượng lưu dầu lưu huỳnh thấp nhiều so với dầu thơ có hàm lượng lưu huỳnh cao Trường hợp với dầu thô Bạch Hổ Việt Nam, không cần phải Đồ án công nghệ GVHD : TS Lê Thanh Thanh trình xử lý thêm mà sản xăng, kerosen, diezel, FO đạt chất lượng cao hàm lượng lưu huỳnh nhỏ nhiều so với định mức số liệu bảng sau: Bảng 1.2 Hàm lượng lưu huỳnh sản phẩm chưng cất trực tiếp Các sản phẩm Naphta Kerosen Diezel FO Quy định chung cho xăng Hàm lượng S, % khối lượng Mức quy định Sản phẩm từ dầu thô Bạch Hổ 0,25* 0,0007 0,1**,0,25*** 0,0014 0,1 0,0166 2,5 0,09 * ** Dầu hỏa dân dụng *** Nhiên liệu phản lực Hàm lượng kim loại nặng dầu thô Bạch Hổ thấp Các kim loại nặng có hại, giảm chất lượng giá trị dầu thô thường quan tâm Niken Vanadi dầu Bạch Hổ hàm lượng Vanadi có 0,09 ppm, hàm lượng Niken 2,64 ppm Trong hàm lượng kim loại nặng số loại dầu giới lên đến hàng nghìn ppm dầu thô Vê nêxuêla chứa đến 1350 ppm Các hợp chất hữu chứa Nitơ dầu thuộc loại có hại gây ngộ độc xúc tác chế biến làm cho sản phẩm ổn định tồn chứa dầu Bạch Hổ chứa 0,04% Các hợp chất nhựa asphanten dầu Bạch Hổ ít, nên sử dụng để sản xuất nhựa đường than cốc có chất lượng hiệu kinh tế Mặc khác chế biến dầu thô trình có sử dụng xúc tác chất mau chóng làm hỏng xúc tác Hơn có mặt chúng sản phẩm làm sản phẩm ổn định, làm sẫm màu hạ thấp chất lượng sản phẩm Vì chến biến loại dầu thơ chứa nhựa asphanten bắt buộc phải xử lý nguyên liệu chưng cất chân không Đối với dầu thô Bạch Hổ có 1,97% nhựa, 0,77% Asphanten, số cốc conradson 0,86% Như dầu thô Bạch Hổ xem loại dầu sạch, lưu huỳnh, kim loại nặng, nitơ chất nhựa asphanten nên chúng buộc loại dầu có giá trị cao thị trường giới Theo nghiên cứu viện dầu mỏ Mỹ UOP, cặn chưng cất khí dầu thơ Bạch Hổ sử dụng trực tiếp làm nhiên liệu cho q trình cracking xúc tác mà khơng phải xử lý chưng cất chân không gây tốn Điều có ý nghĩa quan trọng giảm tối thiểu đầu tư cho xây dựng Đồ án công nghệ GVHD : TS Lê Thanh Thanh nhà máy lọc dầu Mặt khác dầu thơ Bạch Hổ nên phân đoạn FO chứa hàm lượng Vanadi nhỏ nên làm nguyên liệu cho lị cơng nghiệp thích hợp khơng gây nhiễm môi trường c Dầu Bạch Hổ chứa nhiều hydrocacbon parafinic Trong dầu Bạch Hổ hàm lượng parafinic chiếm nhiều 29% Trên giới loại dầu thô chứa 6% parafin thuộc loại dầu nhiều parafin Sự có mặt parafin với hàm lượng cao làm giàu Bạch Hổ giảm độ linh hoạt nhiệt độ thấp nhiệt độ thường Điểm đông dầu Bạch Hổ 330C Do gây khó khăn cho bốc rót tồn chứa, đặc biệt vận chuyển vào đường ống dẫn dầu khai thác ngầm đáy biển, buộc phải cho phụ gia hạ điểm đông Mặt khác chế parafin nằm sản phẩm gây ảnh hưởng tương tự rõ nhiên liệu cung cấp cho xứ lạnh Vì muốn thu sản phẩm đạt chất lượng yêu cầu cần phải áp dụng công nghệ thiết bị chuyên biệt để loại bỏ parafin Hàm lượng parafin cao dầu Bạch Hổ ảnh hưởng đến giá mua bán thị trường Tuy nhiên xét phương diện khác, parafin tạp chất có hại, parafin từ C10 – C20 dạng lỏng nhiên liệu tốt để sản xuất hóa chất trung gian rượu béo, chất hóa dẻo dung môi, đặc biệt sản xuất chất hoạt động bề mặt tẩy rửa không ảnh hưởng đến mơi trường, bị phẩn hủy sinh học nằm nước thải parafin từ C 20-C40 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 tiêu thành phần dầu Bạch Hổ Các tiêu 15,6 Đồ án côngonghệvà d15,6 Tỷ trọng, API Lưu huỳnh, % khối lượng Điểm đông đặc, o C Độ nhớt 40oC, cst Độ nhớt 50oC, cst Độ nhớt 60oC, cst Cặn cacbon, % khối lượng Asphanten, % khối lượng V/Ni, % khối lượng Nitơ, % khối lượng Muối Nacl, ml/l Độ xít, mgKOH/g Kết phân tích dầu Bạch Hổ GVHD :38,6-0,8319 TS Lê Thanh Thanh 0,03-0,05 33 9,72 6,58 4,73 0,65-1,08 0,05 2/2 0,067 22 0,05 Naphta nhẹ ( 40 -95oC) Hiệu suất so với dầu thô,% kh.l Tỷ trọng 15oC, 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 ( 95-175oC) Hiệu suất so với dầu thô,% kh.l Tỷ trọng 15oC, kg/l Lưu huỳnh, %kh.l Parafin, %kh.l Naphta, %kh.l Thơm, %kh.l n-Parafin, %kh.l 12,3 0,7505 0,003 29,5 27,5 43,5 13,5 Kerosen ( 175-232oC) Hiệu suất so với dầu thô,% kh.l Tỷ trọng 15oC, kg/l Lưu huỳnh, %kh.l Độ axit, mgKOH/g Chiều cao lửa khơng khói,mm Thơm,%kh.l Gasoil ( 232-342oC) Hiệu suất so với dầu thô,% kh.l Tỷ trọng 15oC, kg/l Lưu huỳnh, %kh.l Độ axit, mgKOH/g Trị số xetan Cặn Hiệu suất so với dầu thô,% kh.l Tỷ trọng 15oC, kg/l Lưu huỳnh, %kh.l Sáp, %kh.l Nitơ, pmm Asphanten, % khối lượng V/Ni, pmm 14,35 0,7785 0,001 0,041 35 13 23,05 0,818 0,016 0,001 47,6 45,5 0,868 0,04 49 590 0,05 2/2 Đồ án công nghệ GVHD : TS Lê Thanh Thanh II Xử lý dầu thô trước chưng cất Dầu thô khai thác từ mỏ dầu chuyển vào nhà máy chế biến Trước chế biến phải tiến hành làm ổn định dầu dầu cịn chứa khí hồ tan khí đồng hành khí phi hydrocacbon Khi dầu phun khỏi giếng khoan áp suất giảm, dù lại lượng định lẫn vào dầu phải tách tiếp trước chế biến mục đích hạ thấp áp suất chưng cất dầu thô nhận thêm nguồn nguyên liệu cho chế biến dầu Vì khí hydrocacbon nhẹ từ Cl÷ C4 nguồn nguyên liệu quý cho trình nhận olefin Xử lý dầu thực chất chưng tách bớt phần nhẹ để tránh bay phần xăng, tốt tiến hành chưng cất áp suất cao có cấu tử nhẹ C bay hơi, phần từ C5 trở lên lại dầu Muốn xử lý dầu thô trước đưa vào chưng cất phải trải qua bước tách Tách tạp chất học, nước, muối lẫn dầu Nước lẫn dầu mỏ dạng tự khơng có dạng nhũ tương Khi khai thác, bơm, phun dầu, trình khuấy trộn nước với dầu tạp chất tạo thành dạng nhũ tương Nước nằm dạng nhũ tương bền vững khó tách Có dạng nhũ tương: + Dạng nhũ tương nước dầu + Dạng nhũ tương dầu nước Lượng nước dầu nhiều hay nhũ tương dầu mỏ khai thác cách nhìn màu sắc, qua thực nghiệm người ta kiểm tra thấy dầu chứa 10% nước màu tương tự dầu khơng 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 dạng nhũ tương đưa chế biến khơng thể mà phải khử chúng khỏi dầu Khử nước muối khỏi dầu đến giới hạn cho phép, cần tiến hành khử nơi khai thác tốt Tiến hành tách nước dạng nhũ tương có phương pháp: − Phương pháp học (lắng − lọc − ly tâm) − Tách nhũ tương nước dầu phương pháp hố học Đồ án cơng nghệ GVHD : TS Lê Thanh Thanh − Tách phương pháp dùng điện trường Trong trường hợp nước tạo thành hệ nhũ tương bền vững, lúc muốn tách phải dùng phụ gia phá nhũ Có hai nguyên nhân dẫn đến có mặt nước dầu, : nước có từ hình thành nên dầu khí lún chìm vật liệu hữu đáy biển ; nước từ khí (như nước mưa) ngấm vào mỏ dầu Trong nước chứa lượng lớn muối khoáng khác Các cation anion thường gặp : Na2+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, K+, Cl-, HCO3-, SO42-, Br, I Ngoài cịn có số oxit khơng phân ly dạng keo Al 2O3, Fe2O3, SiO2 Trong số cation anion nhiều Na + Cl- Một số mỏ dầu mà nước khoan có chứa lượng ion có lên đến 90% Hàm lượng chung muối khoáng nước khoan nhỏ 1% 20 ÷ 26% Ví dụ : Nước khoan mỏ dầu vùng Geoson có hàm lượng muối khống 6% Nước khoan mỏ dầu Bacu có hàm lượng muối khoáng lên cao đến 17% Điều cần ý rằng, số muối khống nước bị phân huỷ tạo thành axit (dưới dạng nhiệt) Ví dụ : MgCl2+ 2H2O → Mg(OH2) ↓ + HCl MgCl2+ H2O → Mg(OH)Cl + H2O Quá trình phân huỷ muối khoáng gây tác hại lớn gây ăn mòn thiết bị, bơm, đường ống Mặt khác nước khoan cịn có H 2S có mặt H2S muối dễ bị thuỷ phân thiết bị nhanh bị ăn mịn H 2S tạo nên lớp sunfua chẳng hạn FeS2, lớp sunfua lại có tác dụng màng bảo vệ chống lại ăn mòn H2S muối khoáng khác bị phân huỷ tạo HCl HCl tác dụng với lớp sulfua bảo vệ Ví dụ : HCl + FeS2 → H2S +FeCl2 10 Đồ án công nghệ GVHD : TS Lê Thanh Thanh Từ áp suất phần P t o đồ thị anzi ta tìm nhiệt độ đĩa lấy Kerosen T = 1880C Như giá trị nhiệt độ tìm 190 0C so với nhiệt độ giả thiết 190 0C Vậy nhiệt độ thực đĩa lấy Kerosen Tker = 1900C + Nhiệt độ đỉnh tháp Sản phẩm lấy dạng lỏng, điểm sôi cuối nhiên liệu H.Naphta đường cong VE to = 143,80C Giả sử chọn nhiệt độ đĩa lấy H.Naphta t = 140 0C Chọn nhiệt độ hồi lưu vào tháp 400C Khi ta có cân nhiệt lượng mà sản phẩm nhường cho hồi lưu nh sau: ∑Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 Q1 = g1 * ( Itvv - Itđỉnhv ) : Nhiệt dùng làm nguội H.Naphta Q2 = g2 * ( Itvv - Itel ) : Nhiệt dùng làm nguội Kerosen Q3 = g3 * ( Itvv - Itel ) : Nhiệt dùng làm nguội Gasoil Q4 = g4 * ( Itvl - Itđáyv ) : Nhiệt dùng làm nguội Mazut Q5 = ( g5 + g5’ ) * ( IHnv - Itđỉnhv ) : Nhiệt dùng làm nguội nước Trong đó: g1,…,g5: Lượng sản phẩm nước tính theo (Kg/h) g5’ : Lượng nước dùng cho tháp tách để ổn định sản phẩm (kg/h) Q1, …, Q5: Lượng nhiệt sản phẩm nhường cho hồi lưu (Kcal/h) Itvl , Itel : Entanpi sản phẩm dạng lỏng nhiệt độ nạp liệu nhiệt lấy sản phẩm đỉnh (Kcal/kg) IHnv : Entanpi nước nhiệt độ vào (Kcal/kg) Như theo giá trị dvà nhiệt độ chọn theo bảng ta tìm entanpi sản phẩm sau: IV140 ( H Naphta ) = 618,06 Kj/Kg = 147,65 Kcal/kg Il190 ( Kerosen ) Kcal/kg = 432,67 Kj/Kg = 103,36 IV360 ( H Naphta ) = 1113,65 Kj/Kg = 265,98 Kcal/kg IV360 ( Kerosen ) = 1100,47 Kj/Kg = 262,83 Kcal/kg IV360 ( Gasoil ) = 1082,87 Kj/Kg = 258,63 Kcal/kg Il260 ( Gasoil ) = 669,25 Kj/Kg = 159,88 Kcal/kg 56 Đồ án công nghệ GVHD : TS Lê Thanh Thanh IV360 ( nước ) = 3167 Kj/Kg = 756,39 Kcal/kg IV140 ( nước ) = 2757 Kj/Kg = 658,62 Kcal/kg Il360 ( Mazut ) = 844,43 Kj/Kg = 201,68 Kcal/lg Il330 ( Mazut ) = 795,74Kj/Kg = 190,05 Kcal/kg Thay giá trị vào biểu thức tính Q ta được: Q1 = 123*103 *(265,98 – 147,65 ) = 14554590 Kcal/h Q2 = 143,5*103 *( 262,83 – 103,36) = 22883945 Kcal/h Q3 = 230,5*103 *( 258,63 – 159,88) = 22761875 Kcal/h Q4 = 445*103 *( 201,68 – 190,05 ) = 5175350 Kcal/h Q5 = 22,75*103 *( 756,39 – 658,62 ) = 2224267,5 Kcal/h Tổng nhiệt lượng nhường cho hồi lưu : Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 = 67600027,5 Kcal/h Số mol hồi lưu xác định theo công thức: m= Q l*M Trong : M: Phân tử trọng hồi lưu Q: Lượng nhiệt mà hồi lưu cần thu 1: Lượng nhiệt hồi lưu = IV140 – I140 Il40 ( H.Naphta) Với: = 20 = 147,65 – 20 = 127,65 Kcal/kg Kcal/kg m = 67600027,5 = 6458,2 Kmol/h 127,65*82 Áp suất phần hơi: P = Pđỉnh ∗ P= m + m h.naphta m + m∑ hn + mh.naphta 6458,2 + 1118,18 = 781,6 6458,2 +1263,69 +1118,18 (mmHg) Từ áp suất phần P t o đồ thị ANZI tìm nhiệt độ đỉnh tháp T = 1380C 57 Đồ án công nghệ GVHD : TS Lê Thanh Thanh Như giá trị nhiệt độ tìm 138 0C so với nhiệt độ giả thiết 1400C có sai số 20C, khoảng sai số chấp nhận được, nhiệt độ thực đỉnh tháp Tđỉnh = 1380C Tính số hồi lưu đỉnh tháp Ta có: R= m mH naphta = 6458,2 = 5,78 1118,18 Lượng hồi lưu = M*m = 110*6458,2 = 710402 (Kg/h) VI TÍNH KÍCH THƯỚC THÁP Tính đường kính tháp Đường kính tháp chưng cất xác định theo công thức: ( theo chế độ ) D= S= 4∗S (m) π V vmax cho phep ( m ) S : Tiết diện tháp ( m2) vmax chophép = C Trong đó: ∗ d l (m/s) −1 dv V: Lưu lượng lớn (m2/s) vmax chophép :Tốc độ chuyển động lớn cho phép (m/s) dl : Tỷ trọng sản phẩm trạng thái lỏng dv : Tỷ trọng sản phẩm trạng thái C : Hằng số tra theo đồ thị hình số 46 [Tài liệu tham khảo] Như để xác định đường kính tháp ta xác định đại lượng có liên quan Chọn khoảng cách hai đĩa 0,75m (750 mm) độ đóng thuỷ lực 2,5 Theo biểu đồ [4,42] ta tìm hệ số C = 0,06 58 Đồ án công nghệ GVHD : TS Lê Thanh Thanh Mặt khác ta có dl = 0,68 [Theo tài liệu sản phẩm dầu mỏ hoá dầu] Tỷ trọng H.Naphta trạng thái xác định theo công thức: = dv Ρ∗Μ R∗Τ Trong đó: Μ: Phân tử trọng trung bình P : áp suất đĩa ( at ) R : Hằng số khí R = 0,082 ( l*at/g*0C ) T : Nhiệt độ 0K Μ= ∑n∗m ∑n 110*1118,18 +110*6458,2 +18*1953,9646 + 6458,2* 74,32 − 20 *110 127,65 M= = 95,36 1118,18 + 6458,2 +1953,9646 + 6458,2* 74,32 − 20 127,65 l (I140 = 74,32 Kcal/kg Vậy ; I l40 = 20 Kcal/kg) 912*95,36 d V = P*M = = 3,38 R*T 760*0,082*(273 +140) dl −1 = 0,06* 680 −1 = 0,85 3,38 dv vmax chophép = C* Kg/m3 (m/s) Lượng hồi lưu lớn nhất: V Với: = n∗ R∗Τ Ρ n = Vhơinước + VH.naphta +Vhl +Vhl * l l I140 −I30 l 59 Đồ án công nghệ GVHD : TS Lê Thanh Thanh 74,32 − 20 n = 1953,9646 + 1118,18 + 6458,2 + 6458,2 * 127,65 = 12278,56 V = n*R*T = 12278,56*0,082*413*760 = 96,3 P 912*3600 S = 96,3 = 113,3 0,85 D = 4*113,3 = 12 3,14 (m3/s) (m2) (m) Tính chiều cao tháp Chiều cao tháp chưng cất xác dịnh theo công thức: H = ( N – )*h + 2*a + b (m) Trong đó: H: Chiều cao toàn tháp h : Khoảng cách đĩa N: Số đĩa tháp a: Chiều cao đỉnh tháp chọn chiều cao đáy tháp a = m b: Khoảng cách đĩa tiếp liệu, chọn b = 1,5 m Để tính chiều cao tháp ta phải tính số đĩa tháp khoảng cách đĩa Trong chưng cất dầu mỏ, người ta cho phép chọn, thường chọn chiều cao đĩa cho cơng nhân vào tu sửa (ta chọn khoảng cách đĩa h = 750mm) Trong thực tế số đĩa khơng tính theo phương trình cân q phức tạp Do ta chọn sau: Từ đỉnh đến đĩa lấy Kerosen 10 đĩa, từ đĩa lấy Kerosen đến đĩa lấy Gasoil 10 đĩa, từ đĩa lấy Gasoil đến phần nạp liệu 10 đĩa từ đĩa nạp liệu đĩa cuối 30 đĩa Vậy số đĩa toàn tháp N = 60 đĩa Từ ta tính chiều cao tháp là: H = ( 60 – )*0,75 + 2*3 + 1,5 = 51 (m) Tính số chóp đường kính chóp 60 Đồ án công nghệ GVHD : TS Lê Thanh Thanh Trong trìng chưng cất thường tổng thiết diện ống chiếm 10% so với tổng thiết diện tháp, chọn đường kính ống d h = 250 mm số chóp đĩa xác định theo công thức [2,236]: n = 0,1* Dt dh = 0,1* 12000 250 2 = 230,4 (chóp) Quy chuẩn số chóp: n = 230 Đường kính chóp [2,236] dch = ( ( d h + d h + ∗ δ ) = 250 + 250 + ∗ 5) = 360 2 mm Khoảng cách từ mặt đĩa đến chân chóp chọn = 30 mm Chiều cao chóp ống = 0,25*dh = 0,25*250 = 62,5 mm, chọn = 65 mm Chiều dày chóp chọn = mm Đường kính ống chảy chuyền dcc = 600 mm 61 Đồ án công nghệ GVHD : TS Lê Thanh Thanh PHẦN III AN TỒN LAO ĐƠNG I An tồn lao động phân xưởng chưng cất khí Trong q trình thiết kế sản xuất khâu an tồn lao động có vai trò quan trọng nhằm cải thiện điều kiện làm việc công nhân, đảm bảo sức khoẻ an tồn cho cơng nhân làm việc nhà máy Vì từ đầu thiết kế xây dựng phân xưởng cần phải có giải pháp bố trí hợp lý, huấn luyện tuyên truyền nhiều pháp chế nhà nước Như để hoàn thiện tốt cần phải đảm bảo yêu cầu sau: Yêu câu phòng cháy chữa cháy - Thường xuyên thực cơng tác giáo dục an tồn lao động đến quần chúng công nhân lao động phân xưởng, thực quy định chung nhà máy, tiến hành kiểm tra định thao tác an toàn lao động sản xuất - Khi thiết kế bố trí mặt phân xưởng cần phải hợp lý, thực biện pháp an toàn - Các thiết bị phải đảm bảo an tồn cháy nổ tuyệt đối, khơng cho có tượng rị rỉ sản phẩm ngồi, thiết kế cần chọn vật liệu có khả chống cháy nổ cao để thay vật liệu nơi xảy cháy nổ - Phải có hệ thống tự động hố an tồn lao động báo động kịp thời có tượng cháy nổ xảy - Bố trí máy móc thiết bị phải thống, đường ống dẫn nhà máy phải đảm bảo, hạn chế khẳ đường ống chồng chéo lên nhau, ống bắt qua đường giao thơng khơng lên, đường ống khu sản xuất phải bố trí cao đảm cho công nhân qua lại tránh va chạm cần thiết - Khu chứa nguyên liệu sản phẩm phải có tường bao che để đề phịng có cố dầu bị rị rỉ ngồi, phải tránh khả phát sinh nguồn lửa mồi cháy (nhiệt, bật lửa, cấm hót thuốc phân xưởng…) - Bố trí hệ thống tự động hố cho thiết bị dễ sinh tượng cháy nổ đảm bảo an toàn, hệ thống cung cấp điện cho thiết bị tự động phải tuyệt đối an tồn khơng có tượng chập mạch làm phát sinh tia lửa điện 62 Đồ án công nghệ GVHD : TS Lê Thanh Thanh - Vận hành thiết bị phải theo thao tác kỹ thuật, quy trình cơng nghệ khởi động tắt hoạt động, làm việc phải tuân theo qui định chặt chẽ - Trong trường hợp phải sửa chữa thiết bị có chứa sản phẩm dễ gây cháy nổ cần phải dùng khí trơ để thổi vào thiết bị để đuổi hết sản phẩm ngoài, lưu ý sửa chữa hàn phải khẳng định thiết bị an tồn hết khí cháy nổ - Giảm thấp nồng độ chất cháy nổ khu sản xuất, cháy nổ xăng dầu (nhất xăng bắt nhiệt nhiệt độ thường) vấn đề quan tâm để bảo vệ tính mạng người tài sản nhà máy - Trong phân xưởng phải có đội ngị phịng chữa cháy thường trực 24/24 với đầy đủ trang thiết bị đại, thuận tiện - Các tiêu lệnh phòng cháy chữa cháy phải tn theo đầy đủ đề phịng có cố xảy ra, xử lý kịp thời - Bè trí dụng cụ thiết bị chữa cháy linh động chỗ thiết bị dễ gây cháy nổ (tháp cất, thiết bị lọc, ) kịp thời có tượng Tóm lại nhà máy chưng cất dầu thô cần phải trang bị đầy đủ trang thiết bị phòng chữa ch đại, phải có đội ngị cán phịng chữa cháy thường trực, chỗ thiết bị dễ gây tượng cháy nổ cần bố trí thiết bị chữa cháy linh động, xung quanh bể chứa sản phẩm nguyên liệu thiết bị cần bố trí hệ thống đường dẫn khí trơ, nước bọt chữa cháy để kịp thời có cố, nhà chữa cháy phải có đầy đủ thiết bị chữa cháy qui định Khi có cố thiết bị phải thao tác kỹ thuật kịp thời, đường lại khu sản xuất phải thuận tiện dễ dàng cho xe cứu hoả lại Các thiết bị phải bảo dưỡng định kỳ, theo dõi chặt chẽ chế độ công nghệ nhà máy bể chứa cần phải nối đất tránh đề phòng xăng dầu bơm chuyển bị tích điện tích, sét đánh nhà máy xảy cháy nổ Trong trình sản xuất phải đảm bảo an toàn thiết bị áp lực, hệ thống điện phải thiết kế an toàn, hạn chế tối đa nguy gây cố, thiết bị phải có 63 Đồ án cơng nghệ GVHD : TS Lê Thanh Thanh hệ thống bảo hiểm, phải có che chắn Trang thiết bị phịng hộ lao động cho cơng nhân lao động phân xưởng Trang thiết bị phịng hộ lao động Những cơng nhân làm việc nhà máy phải học tập thao phòng chữa cháy, phải có kiến thức bảo vệ thân thể môi trường không gây độc hại Trong nhà máy tuyệt đối không dùng lửa, tránh va trạm cần thiết để gây tia lửa điện, sửa chữa hạn chế việc sử dụng nguồn điện cao áp Trong công tác bảo quản bể chứa, phải làm việc bể chứa phải đảm bảo hót hết độc khí sản phẩm bể, cơng nhân làm việc trực tiếp phải trang bị thiết bị phòng hộ lao động: quần áo, mặt nạ, găng tay, ủng… tránh độc bám vào nguời qua da, trang bị phòng hộ lao động phải cất giữ nơi làm việc không mang ngồi Đối với q trình có phát sinh độc lớn cần bố trí hệ thống tự động hố sản xuất giảm bớt lượng công nhân cần thiết, bảo vệ sức khoẻ cho công nhân đồng thời nâng cao hiệu kinh tế Kiểm tra sức khoẻ định kỳ cho công nhân phát bệnh phổ biến để phòng chống đảm bảo chế độ lao động cho người theo qui định nhà nước Nghiêm cấm việc sử dụng xăng dầu để rửa tay chân, cọ quần áo, chúng có tác hại lớn sức khoẻ người, xăng dầu chủ yếu hydrocacbon mà đặc biệt hydrocacbon thơm gây độc lớn Xăng dầu hydrocacbon dễ bay hơi, xăng dầu dễ gây ô nhiễm môi trường việc xử lý xăng dầu nhiệm vụ quan trọng nhà máy Yêu cầu vệ sinh môi trường Đối với mặt phân xưởng phải chọn tương đối phẳng, có độ dốc tiêu nước tốt, vùng qui hoạch thiết phải nghiên cứu, phải cấp phủ phê duyệt, đảm bảo vệ sinh mơi trường, đồng thời phịng ngõa cháy nổ gây Vị trí nhà máy phải có khoảng cách an tồn tới khu dân cư, đồng thời phát triển liên hợp với nhà máy khác mà phải sử dụng hợp lý hệ thống giao thông quốc gia, nhà máy chế biến dầu nên chất thải không tránh khỏi đến ảnh hưởng 64 Đồ án công nghệ GVHD : TS Lê Thanh Thanh tới vệ sinh môi trường Vậy để đảm bảo môi trường sinh thái khu sản xuất, chất thải cần xử lý trước thải môi trường Nước thải sinh hoạt nguy hiểm, cần phải xử lý làm nước trước thải ngồi sơng, hồ Nước thải sản xuất sau làm nguội thiết bị trao đổi nhiệt, lượng nước ngưng mặt dù tiếp xúc trực tiếp hay không trực tiếp với độc phải tiến hành xử lý 65 Đồ án công nghệ GVHD : TS Lê Thanh Thanh TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Văn Hiếu Công Nghệ Chế Biến Dầu Mỏ NXB Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội 2006 Sổ Tay Qúa Trình & Thiết Bị Hố Chất Tập NXB Khoa Học Kỹ Thuật 1999 Lưu Cẩm Lộc Công Nghệ Lọc Chế Biến Dầu NXB Đại Học Quốc Gia TP HCM 2007 Trịnh Văn Dũng Bài Tập Truyền Khối (tái lần thứ 3) NXB ĐH Quốc Gia TP HCM 2010 Phạm quang Dù – Vietso Petro Review 66 ... THÁP Tính áp suất + Áp suất đỉnh tháp Do có mát áp suất đường ống dẫn nên áp suất đỉnh tháp thường lớn so với áp suất tháp tách, thường khoảng 20% Chọn áp suất tháp tách at Vậy áp suất đỉnh tháp... thuộc vào áp suất chưng tháp áp suất riêng phần sản phẩm dầu mỏ Lượng nước dùng cho tháp chưng áp suất khí khoảng 1,2÷ 3,5% trọng lượng Khi chưng cất áp suất chân khơng thường tiến hành áp suất từ... pháp chưng cất Ý nghĩa q trình chưng cất: Trong cơng nghiệp chế biến dầu, dầu thô sau qua xử lý như: tách nước, muối tạp chất học đưa vào chưng cất, trình chưng cất dầu áp suất khí AD chưng cất