Bộ giáo dục và đào tạo cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam Trường đại học bách khoa hà nội Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ***** o O o nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp Họ và tên: Hoàng Danh Kiên Khoá học: Hoá dầu 2 Khoa: Công nghệ hoá học Nghành học : Công nghệ hữu cơ - Hoá dầu 1.Đầu đề thiết kế: Thiết kế phân xưởng chưng cất dầu thô có nhiều cấu tử nhẹ Năng suất 4.600.000 tấn/năm 2.Các số liệu ban đầu …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………… 3. Nội dung phần thuyết minh và tính toán: - Tổng quan lý thuyết dầu mỏ -Công nghệ của quá trình chưng cất -Tính toán công nghệ -Xây dùng -Tính toán kinh tế 4. Các bản vẽ(Ghi rõ các loại bản vẽ và kích thước các bản vẽ) - Dây chuyền sản xuấ t - khổ A 0 - Thiết bị chính - khổ A 1 - Xây dùng - khổ A 0 5. Cán bộ hướng dẫn : Phần: Họ tên cán bộ Phần công nghệ: Phần Xây dùng: 6. Ngày giao nhiệm vụ: 7. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Ngày tháng năm Chủ nhiệm bộ môn Cán bộ hướng dẫn (ký và ghi rõ họ tên) (ký và ghi rõ họ tên) Kết quả điểm đánh giá Học sinh hoàn thành - Quá trình thiết kế: (và nộp toàn bộ thiết kế co khoa) - Điểm duyệt : - Bản vẽ thiết kế: : Ngày tháng năm 2004 Ngày tháng năm2004 Chủ tịch hội đồng sinh viên (ký và ghi rõ họ tên) Mục lục Mở đầu Phần I Tổng quan lý thuyết I.Nguyên liệu 1. Phân loại dầu mỏ 2. Phân loại dầu mỏ theo họ hydrocacbon 3. Thành phần hoá học II. Sản phẩm của khí chưng cất 1. Phân loại khí hydrocacbon 2. Phân loại xăng 3. Phân loại kerosene 4. Phân loại diezen 5. Phân loại mazut 6. Phân loại dầu nhờn 7. Phân đoạn Gudron III. Xử lý dầu thô trước khi chưng cất 1. Tách tạp chất cơ học IVCác phương pháp chưng cất 1.Chưng đơn giản 2.Chưng Phức tạp V. Các yếu tố ảnh hưởng 1.Chế độ nhiệt của tháp chưng luyện 2. Yếu tố áp suất của tháp chưng luyện 3. Điều khiển khống chế chế độ làm việc của tháp chưng cất 4. Các loại tháp chưng cất Phần II Công nghệ của quá trình I. Phân loại sơ đồ công nghệ II. Dây chuyền công nghệ 1.Chọn chế độ công nghệ và sơ đồ công nghệ 2.Chọn sơ đồ công nghệ 3. Thuyết minh sơ đồ chưng cất dầu bằng phương pháp hai tháp 4. Ưu điểm của sơ đồ chưng cất 2 tháp III. Thiết bị chính trong dây chuyền 1. Tháp chưng cất 2. Các loại tháp chưng luyện IV.Thiết bị đun nóng 1. Đun nóng bằng khói lò 2. Thiết bị đun nónglò ống V. Thiết bị trao đổi nhiệt khác 1. Loại vỏ bọc 2. loại ống Phần III tính toán công nghệ I. Tính cân bằng vật chất I.1 Tại tháp tách sơ đồ I.2 Tại tháp tách phân đoạn II. Thiết Lập đường cân bằng (VE) cho các sản phẩm II.1 Đường cân bằng (VE) của sản phẩm xăng II.2 Đường cân bằng (VE) của sản phẩm kerosen III. Xác định các đại lượng trung bình của sản phẩm III.1 Tỷ trọng trung bình III.2 Xác định nhiệt độ sôi trung bình III.3 Tính phân tử lượng trung bình của các sản phẩm IV. Tính tiêu hao hơi nước IV.1 Tính tiêu hao hơI cho các phân đoạn IV.2 Tính tiêu hao nước cho các tháp tách V. Tính chế đọ của tháp chưng cất V.1 Tính áp suất của tháp V.2 Tính nhiệt độ của tháp V.3 Tính chỉ số hồi lưu đỉnh tháp VI. Tính kích thước của thap chưng cất VI.1 Tính đường kính tháp VI.2 Tính chiều cao của tháp VI.3 Tính số chãp và đường kính chóp Phần IV Xây dùng I. Xác định địa điểm xây dựng nhà máy II. Các yêu cầu về vệ sinh công nghiệp III. Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy Phần VI An toàn I. Khi thiết kế mặt bằng xí nghiệp II. Kỹ thuật an toàn khi thiết kế sử dụng máy móc, thiết bị III. An toàn điện IV. An toàn trong xây dựng V. Biện pháp phòng chống cháy nổ trong nhà máy Kết luận TàI liệu tham khảo Lời cảm ơn Em xin chân thành cảm ơn ts.Nguyễn Hữu Trịnh người đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ em về mặt kiến thức khoa học, với sự ân cần chỉ bảo của thầy đã giúp đỡ em hiểu được những vấn đề cần thiết và hoàn thành bản đồ án này đúng thời gian qui định. Tuy nhiên với khối lượng công việc hoàn thành trong thời gian có hạnnên em không thể tránh khỏi nhwngx sai sót và vướng mắc nhất định. Vậy em kính mong thầy giáo, cô giáo chỉ bảo cho em. Một lần nữa cho em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ác thầy giáo cô giáo trong Bộ môn Công Nghệ Hữu Cơ - Hoá dầu đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong thời gian vừa qua. Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Hoàng Danh Kiên Mở đầu Dầu mỏ được con người biết đến từ thời cổ xưa, đến thế kỉ 18, dầu mỏ được sử dụng làm nhiên liệu để đốt cháy, thắp sáng. Sang thế kỉ 19, dầu mỏ được coi nh là nguồn nhiên liệu chính cho mọi phương tiện giao thông và cho nền kinh tế quốc dân. Hiện nay, đã 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, chỉ có 20 - 22% năng lượng đi từ than, 5 - 6% năng lượng đi từ nước và 8 - 12% từ năng lượng hạt nhân. Bên cạnh đó hướng sử dụng mạnh mẽ và có hiệu quả nhất của dầu mỏ là làm nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hoá dầu nh:sản xuất cao su, chất dẻo, tơ sợi tổng hợp, các chất hoạt động bề mặt, phân bón, thậm chí cả prôtêin. Ngoài các sản phẩm nhiên liệuvà sản phẩm hoá học của dầu mỏ, các sản phẩm phi nhiên liệu nh dầu mỡ bôi trơn, nhựa đường, hắc Ýn…. cũng là một phần quan trọng trong sự phát triển của công nghiệp. Nếu không có dầu mỡ bôi trơn thì không thể có công nghiệp động cơ, máy móc, là nền tảng của kinh tế xã hội. Công nghiệp chế biến dầu phát triển mạnh là nhờ các đặc tính quý riêng của nguyên liệu dầu mỏ và nguyên liệu từ than hoặc các khoáng chất khác không thể có,đó là giá thành thấp, thuận tiện cho quá trình tự động hoá, dễ khống chế các điều kiện công nghệ và có công suất chế biến lớn, sản phẩm thu được có chất lượng cao, Ýt tạp chất và dễ tinh chế, dễ tạo ra nhiều chủng loại sản phẩm đáp ứng mọi nhu cầu của các nghành kinh tế quốc dân. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp dầu khí, trên thế giới, dầu khí Việt Nam cũng đã được phát triển từ những năm 1970 và đang trên đà phát triển. Chóng ta đã tìm ra nhiều mỏ chứa dầu trữ lượng tương đói lớn nh mỏ Bạch Hổ,Đại Hùng, mỏ Rồng vùng Nam Côn Sơn; Các mỏ khí nh Tiền Hải(Thái Bình), Lan Tây, Lan Đỏ….Đây là nguồn tàI nguyên quí để giúp nước ta có thể bước vào kỷ nguyên mới của công nghệ dầu khí. Nhà máy lọc đầ số 1 Dung Quất với công suất 6,5 triệu tấn /năm sắp hoàn thành dể hoạt động và đang tiến hành phê chuẩn nhà máy lọc dầu số 2. Nh vậy nghành công nghiệp chế biến dầu khí ở nước ta đang bước vào thời kỳ mới, thời kỳ mà cả nước ta đang thực hiện mục tieu công nghiệp hoá và hiện đại hoá. Chắc chắn ự đóng góp của nghành dầu khí sẽ rất có ý nghĩa, không những chỉ bằng các chỉ tiêu kinh tế cụ thể mà nghành kinh tế mũi nhọn này còn là nguồn đoọng viêntinh thần của toàn Đảng ,toàn dân ta và nhất là các thành viên đang hoạt động trong nghành dầu khíhăng hái lao động sáng tạo, góp phần xây dựng đÊt nước. Hiệu quả sử dụng dầu mỏ phụ thuộc vào chất lượng của quá trình chế biến. Theo các chuyên gia vÒ hoá dầu ở Châu Âu, Việc đưa dầu má qua các quá trình chế biến nâng cao được hiệu quả sử dụng của dầu mỏ lên 5 lần, và như vậy tiết kiệm được nguồn tài nguyên quí hiÕm này. Dầu mỏ là hỗn hợp phhức tạp gồm hydrocacbon, khí thiên nhiên, khí dầu mỏ và các hợp chất khác nh co 2 , N 2 , H 2 S, He, Ar …. Dầu mỏ muốn sử dụng được thì phảI tiến hành phân chia thành từng phân đoạn nhỏ.Sự phân chia đó dựa vào phương pháp chưng cất ở các khoảng nhiệt độ khác nhau .Quá trình chưng cất dầu là một quá trình vật lý phân chia dầu thô thành các thành phần gọi là các phân đoạn . Quá trình này được thực hiện bằng các biện pháp khác nhau nhằm để tách các cấu tử có trong dầu thô theo từng khoảng nhiệt độ sôi khác nhau mà không làm phân huỷ chúng .Tùy theo biện pháp tiến hành chưng cất mà người ta phân chia quá trình chưng cất thành chưng cất đơn giản ,chưng cất phức tạp ,chưng cất nhờ cấu tử bay hơi hay chưng cất trong chân không.Trong các nhà máy lọc dầu ,phân xưởng chưng cất dầu thô cho phép ta thu được các phân đoạn dầu mỏ đÓ chế biến tiếp theo. Trong đồ án này sẽ tiến hành đề cập tới các vấn đề lý thuyết có liên quan.Trên cơ sở đó thiết kế dây chuyền chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ. Đồng thời xem xét thiết kế mặt bằng phân xưởng và vấn đề an toàn lao động. Phần I Tổng quan lý thuyết I. Nguyên liệu Dầu mỏ là một nguyên lệu hydrocacbon co trong thiên nhiên,có thành phần hoá học rất phức tạp, có những đặc tính vật lý thay đổi trong giới hạn rất rộng nh độ nhớt, màu sắc và tỷ trọng. Màu sắc của dầu mỏ nguyên khai có thể là màu sáng cho đến màu nâu đen. Tỷ trọng có thể thay đổi từ 0.7 - 1, độ nhớt cũng thay đổi từ 1 - 50 cst ở 20 0 C. Thành phần hoá học của dầu mỏ là một hỗn hợp phức tạp, gồm rất nhiều hydrocacbon. Các hydrocacbon thường thuộc vào 3 họ: họ parafinic, họ naphtenic, họ aromatic hay còn gọi là hydrocacbon thơm. Với mức độ phức tạp khác nhau, trong cấu trúc dầu mỏ đồng thời cũng có nặt hydrocacbon loại cấu trúc hỗn hợp cả 3 loại trên. Trong dầu mỏ nguyên khai không có họ olephinic và sự phân bố của các hydrocacbon kể trên trong dầu mỏ quyết định công nghệ chế biến, hiệu suất và chất lượng sản phẩm. 1. Phân loại dầu mỏ Nh ta đã biết các loại dầu mỏ trên thế giới đều khác nhau về thành phần hoá học và đặc tính. Do đó để phân loại chúng thành từng nhóm có tính chất giống nhau rất khó. Trong dầu mỏ thành phần chủ yếu và quan trọng nhất quyết định các đặc tính cơ bản của dầu mỏ chính là thành phần các hợp chất hydrocacbon chứa trong nã. Cho nên dầu mỏ thông thường được chia thành nhiều loại. Tuy nhiên bên cạnh hydrocacbon còn có những thành phần không phải là hydrocacbon, tuy Ýt nhưng chúng không kém phần quan trọng. Do đó chưa có một sự phân loại bao trùm các tính chất khác nhau và vì vậy cho đến nay cũng chưa có cách phân loại nào được hoàn hảo. 2. Phân loại dầu mỏ theo họ hydrocacbon Phân loại dầu mỏ theo họ hydrocacbon là phương pháp phân loại thông dụng nhất. Theo cách phân loại này dầu mỏ nói chung sẽ mang đặc tính của loại hydrocacbon nào chiếm ưu thế trong đó nhất. Như vậy trong dầu mỏ có 3 loại hydrocacbon chính: paraffin, naphaten và hydrocacbon thơm, có nghĩa là sẽ có 3 loại dầu mỏ tương ứng là dầu mỏ parafinic, dầu mỏ naphtenic, dầu mỏ aromatic, nếu một trong từng loại trên lần lượt chiếm ưu thế về số lượng trong dầu mỏ. Dầu má parafinic sẽ mang tính chất hoá học và vật lý đặc trưng của các hydrocacbon họ parafinic, tương tự dầu mỏ naphtenic sẽ mang tính chất hoá học và vật lý đặc trưng của hydrocacbon họ naphtenic. Dầu mỏ aromatic sẽ mang tính chất hoá học và vật lý đặc trưng của hydrocacbon họ thơm. Tuy nhiên trong thành phần nặng trên 350 0 C các hydrocacbon thường không còn nằm ở dạng thuần chủng nữa mà bị hỗn hợp lẫn nhau,lai hoá lẫn nhau. Do đó để phân loại thường phải xét sự phân bố từng họ hydrocacbon chỉ trong các phân đoạn chưng cất. Trong thực tế những họ dầu thuần chủng rất Ýt gặp đặc biệt là họ dầu aromatic hầu nh trên thế giới không có. Vì vậy những trường hợp mà hydrocacbon trong đó chiếm tỷ lệ không chênh lệch nhau nhiều, dầu mỏ sẽ mang đặc tính hỗn hợp trung gian giữa những loại hydrocacbon đó. Nh vậy 3 họ dầu chính sẽ gặp những họ dầu trung gian giữa parafinic - naphtenic - aromatic. Bằng cách nh vậy rõ ràng dầu mỏ có thể phân thành các họ sau: Có 3 họ chính + Họ parafinic + Họ naphtenic + Họ aromatic Có 6 họ dầu trung gian: Họ naphteno – parafinic Họ parafino – naphtenic Họ aromato – naptenic Họ naphteno – aromatic Họ aromato – parafinic Họ parafino – aromatic Có 6 loại dầu hỗn hợp: Họ parafino – aromano – naphtenic Họ aromato – parafino – naphtenic Họ naphteno – parafino – aromatic Họ parafino – naphteno – aromatic Họ naphteno – aromato – parafinic Họ aromato – naphteno – parafinic. Trong thực tế, dầu họ aromatic, dầu họ aromato – parafinic, parafino – aromatic hầu nh không có, còn những họ dầu hỗn hợp chiếm tỉ lệ cũng rất Ýt. Chủ yếu là các họ dầu trung gian. [...]... cao nhng khú khn nht l phI chn c cht b mt thớch hp khụng gõy hu qu khú khn cho ch bin sau ny cng nh khụng phõn hu hay to mụI trng thit b c) Tỏch bng phng phỏp dựng in trng Dầu đã tách muối nuớc Máy biến áp LC Muối, nuớc trộn Dầu thô LC Nuớc sạnh Trao đổi nhiệt Hình 1*: Sơ đồ công nghệ khu muối nuớc bằng điện Phng phỏp ding in trng phỏ nh, tỏch mui khi du l mt phng phỏp hin i cụng sut ln quy mụ cụng . làm phân huỷ chúng .Tùy theo biện pháp tiến hành chưng cất mà người ta phân chia quá trình chưng cất thành chưng cất đơn giản ,chưng cất phức tạp ,chưng cất nhờ cấu tử bay hơi hay chưng cất. vụ thiết kế tốt nghiệp Họ và tên: Hoàng Danh Kiên Khoá học: Hoá dầu 2 Khoa: Công nghệ hoá học Nghành học : Công nghệ hữu cơ - Hoá dầu 1.Đầu đề thiết kế: Thiết kế phân xưởng chưng cất dầu thô. loại diezen 5. Phân loại mazut 6. Phân loại dầu nhờn 7. Phân đoạn Gudron III. Xử lý dầu thô trước khi chưng cất 1. Tách tạp chất cơ học IVCác phương pháp chưng cất 1 .Chưng đơn giản 2 .Chưng Phức tạp V.