Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Phân Xưởng Chưng Cất Dầu Thô Mục lục MỞ ĐẦU Dầu mỏ loài người biết tới từ thời xa xưa Hàng ngàn năm trước Công Nguyên loài người biết sử dụng dầu mỏ để đốt, phục vụ chiến tranh Tuy kỉ 19 công nghiệp dầu mỏ thức đời Edwin Drake khai thác dầu thô (năm 1859) Lúc lượng dầu thô GVHD : PGS.TS Lê Văn Hiếu SVTH : Đỗ Đình Đức Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Phân Xưởng Chưng Cất Dầu Thô khai thác – khoảng vài nghìn lit/ ngày Từ sản lượng dầu thô khai thác dược tang lên cách nhanh chóng Ngành công nghiệp chế biến dầu thô phát triển mạnh từ sau chiến thứ II, công nghiệp dầu khí phát triển với hai mục đích : Cung cấp sản phẩm lượng : xăng , kerozen , diezen sản phẩm dầu mỡ bôi trơn, Cung cấp hoá chất cho ngành công nhiệp hoá chất , tạo thay đổi lớn cấu phất triển chủng loại sản phẩm ngành hoá chất , vật liệu Hiện nay, dầu mỏ trở thanhfn nguồn cung cấp lượng quan trọng quốc gia giới Khoảng 60-70% lượng sử dụng từ dầu mỏ, khoảng 20% từ than , 8-12% từ lượng hạt nhân , 5-6% từ nước Bên cạnh việc sử dụng dầu mỏ để chế biến thành dạng nhiên liệu hướng sử dụng mạnh mẽ hiệu dầu mỏ làm nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hữu – 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 nước ta phát triển từ nhụng năm 1970 đến gần dây phát triển mạnh với góp mặt nhà máy lọc dầu Dung Quất với nhiều dự án lọc dầu lớn dự án lọc dầu Nghi Sơn – Thanh Hoá Việc đưa ngành công nghiệp lọc hoá dầu thành ngành kinh tế trọng điểm kinh tế quốc dân Đồ án đề cập tới vấn đề liên quan tới việc lựa chọn chế biến dầu thô Trên sở lựa chọn thiết kế dây chuyền chưng cất dầu thô đồng thời xem xét, thiết kế mặt vấn đề an toàn lao động TỔNG QUAN 1.1 NGUYÊN LIỆU & SẢN PHẨM 1.1.1 Nguyên liệu 1.1.1.1 Thành phần hóa học dầu thô a Thành phần nguyên tố GVHD : PGS.TS Lê Văn Hiếu SVTH : Đỗ Đình Đức Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Phân Xưởng Chưng Cất Dầu Thô Dầu mỏ hỗn hợp phức tạp, dầu có chứa tới hàng trăm chất khác nhau, nguyên tố chứa dầu cacbon hydro Trong C chiếm 83 ÷ 87 %, H chiếm 11,5 ÷ 14% [3] Ngoài nguyên tố trên, dầu có nguyên tố khác lưu huỳnh S chiếm 0,1 ÷ 7%, nitơ N chiếm 0,001 ÷ 1,8%, oxy chiếm 0,05 ÷ 1,0% lượng nhỏ nguyên tố khác halogen (clo, iot) kim loại như: niken, vanadi, volfram… Dầu mỏ chứa nhiều hydrocacbon, thành phần dị nguyên tố, chất lượng tốt loại dầu mỏ có giá trị kinh tế cao b Thành phần hydrocacbon Hydrocacbon thành phần dầu, tất loại hydrocacbon (trừ olefin) có mặt dầu mỏ Chúng chiếm tới 90% trọng lượng dầu [1] Số nguyên tử có mạch từ ÷ 60 cao Chúng chia thành nhóm parafin, naphaten, aromat, lai hợp naphaten – aromat Bằng phương pháp hoá lý xác định 400 loại hydrocacbon khác [2] Hydrocacbon Parafin Parafin gọi alkan, có công thức tổng quát C nH2n+2 (với n ≥1), loại hydrocacbon phổ biến Về mặt cấu trúc, hydrocacbon parafin có hai loại Loại cấu trúc mạch thẳng gọi n-parafin loại cấu trúc mạch nhánh gọi iso-parafin Trong đó, n-parafin chiếm đa số (25 ÷ 30% thể tích) chúng có số nguyên tử cácbon từ C1 ÷ C4,5 [2] Trong dầu mỏ chúng tồn ba dạng rắn, lỏng, khí điều kiện thường (nhiệt độ 25oC, áp suất khí quyển) Các parafin mạch thẳng chứa đến nguyên tử cacbon nằm thể khí Các n-parafin mà phân tử chứa ÷ 17 nguyên tử cacbon nằm thể lỏng, n-parafin chứa 18 nguyên tử cacbon trở lên nằm dạng tinh thể Trong dầu mỏ chúng tồn ba dạng rắn, lỏng, khí điều kiện thường  (nhiệt độ 25oC, áp suất khí quyển) Các parafin mạch thẳng chứa đến nguyên tử cacbon nằm thể khí Các n-parafin mà phân tử chứa ÷ 17 nguyên tử cacbon nằm thể lỏng, n-parafin chứa 18 nguyên tử cacbon trở lên nằm dạng tinh thể Hydrocacbon parafin từ C5 ÷ C10 nằm phần nhẹ dầu, có nhánh (iso-parafin) cấu tử tốt xăng, làm cho xăng có khả chống GVHD : PGS.TS Lê Văn Hiếu SVTH : Đỗ Đình Đức Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Phân Xưởng Chưng Cất Dầu Thô cháy kích nổ tốt Trong n-parafin lại có tác dụng xấu cho khả chống kích nổ (n-C7 có trị số octan 0) Những hydrocacbon parafin có số nguyên tử từ C10 ÷ C16 nằm nhiên liệu phản lực, diesel, có cấu trúc thẳng lại cấu tử có ích cho nhiên liệu chúng có khả tự bốc cháy cao trộn với không khí bị nén động Trong chế biến hoá dầu, hydrocacbon parafin chứa phần nhẹ đầu hay khí đồng hành lại nguyên liệu tốt cho trình sản xuất olefin thấp etylen, propylen, butylen, butadien nguyên liệu sở cho tổng hợp hoá học để sản xuất chất dẻo, vải, sợi hoá học, tơ nhân tạo Những n-parafin có số nguyên tử cao từ C18 trở lên, nhiệt độ thường có dạng tinh thể rắn dầu Chúng hoà tan tạo thành tinh thể lơ lửng dầu Nếu hàm lượng parafin cao, chúng làm cho toàn dầu thô bị đông đặc, hẳn tính linh động, gây khó khăn cho trình khai thác, vận chuyển bảo quản Người ta phải áp dụng biện pháp kỹ thuật chuyên biệt công nghệ phức tạp để xử lý nhằm mục đích loại parafin rắn đến mức độ cần thiết, cho sản phẩm có độ linh động điều kiện sử dụng Nếu bơm vận chuyển loại dầu ta phải áp dụng biện pháp như: gia nhiệt đường ống, cho thêm phụ gia, tách bớt parafin rắn nơi khai thác để hạ điểm đông đặc Các biện pháp gây tốn kém, làm giảm giá thành dầu thô wwwTuynhiên parafin.rắn tách từ dầu thô lại nguyên liệu quý trình chế biến, sản xuất sản phẩm tiêu dùng nến, giấy sáp, diêm hay vật liệu chống thấm hay để điều chế chất tẩy rửa tổng hợp, tơ sợi, phân bón, chất dẻo… Mặt khác đem oxy hoá chúng người ta nhận axit béo, alcol cao, nguyên liệu quý để tổng hợp chất hoạt động bề mặt loại chất có nhiều ứng dụng kinh tế Còn iso-parafin thường nằm phần nhẹ phần có nhiệt độ GVHD : PGS.TS Lê Văn Hiếu SVTH : Đỗ Đình Đức Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Phân Xưởng Chưng Cất Dầu Thô sôi cao chúng Về vị trí nhánh phụ có hai đặc điểm sau: iso-parafin dầu mỏ có cấu trúc đơn giản mạch dài mạch phụ ngắn Các nhánh phụ thường gốc metyl Đối với iso-parafin có nhánh phụ thường đính vào vị trí cacbon số số 3, vị trí sâu Đối với loại hyđrocacbon có 2, nhánh phụ xu hướng tạo nên mạch cacbon bậc 4, nghĩa nhánh phụ đính vào cacbon mạch Các iso-parafin so với n-parafin chúng có độ linh động cao Chúng làm tăng trị số octan xăng  Các hydrocacbon naphtenic: Naphtenic hay gọi cyclo parafin, có công thức tổng quát CnH2n Hàm lượng thay đổi 30 ÷ 60% trọng lượng [2] Những hydrocacbon thường gặp loại vòng, chiếm chủ yếu loại vòng 5,6 cạnh Loại vòng naphten cạnh lớn gặp dầu Những naphten có từ hay vòng ngưng tụ gặp, loại naphten có vòng ngưng tụ với hydrocacbon thơm hay có mạch nhánh dài lại hay gặp dầu mỏ Hydrocacbon bị ảnh hưởng vòng hay nhánh dài nên tính chất naphten không nguyên mà mang tính chất lai hợp mạch vòng mạch thẳng nên gọi hydrocacbon lai hợp Hydrocacbon lai hợp có số lượng lớn nhiệt độ sôi cao dầu mỏ Những loại naphten hai vòng thấy có dầu mỏ định loại naphten hai vòng có số nguyên tử cacbon đến C20 ÷ C25 Hiện nay, phân tích hóa học xác định 25 hợp chất naphten hai vòng, hợp chất naphten ba vòng, hợp chất naphten bốn năm vòng Cũng chưa có chứng phân tích cho biết xác cấu trúc hợp chất naphten có số vòng lớn Tuy nhiên, dựa kết phân tích phổ khối phân đoạn dầu nặng, tìm thấy có mặt hydrocacbon naphten đa vòng với số vòng lên tới cấu trúc [3] Những naphten vòng thường gặp dạng alkylperhydrophenantren như: GVHD : PGS.TS Lê Văn Hiếu SVTH : Đỗ Đình Đức Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Phân Xưởng Chưng Cất Dầu Thô Còn naphten vòng phát thấy phần có nhiệt độ sôi khoảng 475oC (của dầu mỏ Nigiêria số nước khác Kuwait, Iran, Libi.) Loại naphten vòng thường đồng đẳng đồng phân cyclopentanperhydrophenantren (C27 - C30), Ví dụ: Loạinaphten5 vòng quan trọng gopan, lupan phridelan: Nói chung naphten nhiều vòng có số lượng không nhiều, dầu mỏ hydrocacbon naphten vòng thành phần quan trọng nhiên liệu động cơ, làm cho xăng có chất lượng cao, hydrocacbon naphtenic vòng hay hai vòng có mạch nhánh dài cấu tử tốt dầu nhờn chúng có độ nhớt cao độ nhớt thay đổi theo nhiệt độ Đặc biệt, chúng cấu tử quý cho nhiên liệu phản lực chúng có nhiệt cháy cao, đồng thời giữ tính linh động nhiệt độ thấp, điều phù hợp động phải làm việc nhiệt độ âm Ngoài ra, naphtenic nằm dầu mỏ nguyên liệu quý từ điều chế hydrocacbon thơm: Bezen, Toluen, Xylen (BTX) chất khởi đầu để sản xuất tơ sợi tổng hợp chất dẻo GVHD : PGS.TS Lê Văn Hiếu SVTH : Đỗ Đình Đức Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Phân Xưởng Chưng Cất Dầu Thô Như vậy, dầu mỏ nhiều naphten có giá trị kinh tế cao, sản xuất sản phẩm nhiên liệu phi nhiên liệu có chất lượng tốt Chúng lại có nhiệt độ đông đặc thấp nên giữ tính linh động không gây khó khăn tốn cho trình bơm, vận chuyển, phun nhiên liệu Hydrocacbon thơm (aromatic): Hydrocacbon thơm hay gọi hydrocacbon aromatic Có công thức tổng quát CnH2n-6, có cấu trúc vòng cạnh đặc trưng Benzen dẫn xuất có mạch nhánh alkyl đính bên (Toluen, Xylen ) Trong dầu mỏ thường gặp loại vòng nhiều vòng thơm có cấu trúc ngưng tụ Loại hydrocacbon thơm vòng đồng đẳng chúng loại phổ biến nhất, đồng đẳng benzen nói chung tách xác định nhiều loại dầu, loại alkyl benzen với 1, 2, 3, nhánh phụ 2,4 trimetyl benzen Tuy nhiên loại nhánh tetra-metyl benzen thường ta thấy với tỷ lệ nhiều Trong dầu mỏ aclan (Liên Xô) ta thấy số hydrocacbon thơm vòng với 2, 3, nhóm metyl loại 1,3; 1,3,5 chiếm phần chủ yếu Trong dầu hàm lượng tối đa toluen khoảng 25%, Xylen benzen khoảng 1,6% Loại hydrocacbon thơm vòng có cấu trúc ngưng tụ naphten đồng đẳng cấu trúc cầu nối diphenyl nói chung có dầu mỏ Trong dầu mỏ Grossny, Bacu, Pocacity có mặt đồng đẳng nhóm metyl naphten dimetyl naphtalen chiếm khoảng 40% Loại cấu trúc đơn giản kiểu diphenyl so với cấu trúc vòng ngưng tụ kiểu naphten Những hydrocacbon nhiều vòng pyren, benzanthracen tìm thấy dầu Califonia, dầu Kuwait, nói chung số lượng ít, đồng đẳng chủ yếu nhóm metyl, nhóm 2, nguyên tử cacbon trở lên nói chung không gặp dầu mỏ Một số ví dụ hydrocacbon dầu mỏ:  GVHD : PGS.TS Lê Văn Hiếu SVTH : Đỗ Đình Đức Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Phân Xưởng Chưng Cất Dầu Thô Chúng làm tăng khả chống kích nổ xăng Nhưng chúng có mặt nhiên liệu phản lực hay nhiên liệu diesel lại làm giảm chất lượng loại nhiên liệu Do tính khó tự bốc cháy tạo cốc, tạo tàn động Nhưng hydrocacbon thơm vòng hay vòng có mạch nhánh alkyl dài có cấu trúc nhánh cấu tử tốt để sản xuất dầu nhờn có số nhớt cao (độ nhớt biến đổi theo nhiệt độ) hydrocacbon thơm đa vòng ngưng tụ cao mạch paraíin dài lại cấu tử có hại sản xuất dầu nhờn, trình chế biến xúc tác chúng nhanh chóng gây ngộ độc xúc tác  Hydrocacbon loại lai hợp naphten-thơm: Hydrocacbon loại lai hợp naphten-thơm (trong phân tử vừa có vòng thơm, vừa có vòng naphten) loại phổ biến dầu mỏ, chúng Hydrocacbon thơm cấu tử có trị số octan cao nên chúng cấu tử quý cho xăng, thường nằm phần có nhiệt độ sôi cao Cấu trúc hydrocacbon loại lai hợp gần với cấu trúc vật liệu hữu ban đầu, nên dầu có độ biến chất thấp nhiều hydrocacbon lai hợp Những hydrocacbon lai hợp phức tạp (1 vòng thơm ngưng tụ với naphten trở lên) so với loại đơn giản chúng dầu có hơn, cấu trúc loại tetralin indan xem cấu trúc chủ yếu Trong cấu trúcnhư thìnhánhphụ đính vào vòng thơm nhóm metyl, nhánh đính vào vòng naphten thường mạch thẳng dài Đối với hydrocacbon có vòng thơm vòng naphten hỗn hợp, dạng ngưng tụ, có mặt dạng cầu nối giống diphenyl Nói chung tong số vòng tối đa loại cấu trúc hỗn hợp đến GVHD : PGS.TS Lê Văn Hiếu SVTH : Đỗ Đình Đức Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Phân Xưởng Chưng Cất Dầu Thô Nhưng nhánh phụ đính xung quanh vòng mang đặc tính trên, nghĩa xung quanh vòng thơm, thường có số nhánh phụ ngắn chủ yếu metyl Rất có nhánh phụ etyl trong vòng naphten thường có hai nhánh phụ dài Số nhánh phụ nói chung từ đến nhánh Thành phần phi hydrocacbon Là chất hữu mà thành phần chúng có chứa nguyên tố O, N, S đồng thời chứa O, N, S (các hợp chất chất nhựa asphanten) Hàm lượng hợp chất chứa dầu mỏ tuỳ thuộc vào chất liệu hữu ban đầu tạo thành dầu Mỗi loại dầu có hàm lượng tỷ lệ hợp chất phi hydrocacbon khác Nếu dầu thô khai thác lên mà thuộc loại có độ biến chất thấp chứa nhiều hợp chất phi hydrocacbon loại có độ biến chất cao Một số loại hợp chất phi hydrocacbon:  Các hợp chất chứa S: Các hợp chất chứa S loại hợp chất phổ biến Các hợp chất làm xấu chất lượng dầu thô Đã xác định 250 loại hợp chất lưu huỳnh có mặt dầu mỏ [2] Các loại dầu chứa 0,5% lưu huỳnh loại dầu tốt, chứa từ - 2% lưu huỳnh trở lên loại dầu xấu Các hợp chất chứa lưu huỳnh thường dạng sau: + Mercaptan (R-S-H) + Sunfua R-S-R' + Disuníua R-S-S-R' Nói chung hợp chất chứa lưu huỳnh dầu chất có hại chế biến sử dụng chúng thường tạo hợp chất gây ăn mòn thiết bị, ô nhiễm môi trường cháy tạo SOx, gây ngộ độc xúc tác làm giảm chất lượng sản phẩm chế biến Vì thế, hàm lượng lưu huỳnh cao giới hạn cho phép người ta phải áp dụng biện pháp xử lý tốn Do hàm lượng hợp chất lưu huỳnh coi tiêu đánh giá chất lượng dầu sản phẩm dầu  Các hợp chất chứa Ni tơ Các chất chứa nitơ thường có dầu mỏ (0,01- 1% trọng lượng), chúng nằm phần có nhiệt độ sôi cao: thường có 1, nguyên tử N Những hợp chất có nguyên tử nitơ thường có tính bazơ loại chính; chất chứa từ nguyên tử nitơ trở lên thường Cũng có loại chứa tới nguyên tử nitơ Những chất thường có xu hướng tạo phức với kim loại V, Ni, Fe, Mg, Co, Zn (ở dạng porfirin) [5, 6]: c GVHD : PGS.TS Lê Văn Hiếu SVTH : Đỗ Đình Đức Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Phân Xưởng Chưng Cất Dầu Thô Trong hợp chất chứa nguyên tử nitơ dạng pyridin quinolin thường có nhiều Một số hợp chất chứa nitơ dầu [2]: Tuyvớisố lượngnhỏ hợp chất chứa lưu huỳnh hợp chất chứa nitơ chất có hại, độc cho xúc tác trình chế biến đồng thời chúng phản ứng tạo nhựa, làm tối màu sản phẩm thời gian bảo quản Khi có mặt nhiên liệu, hợp chất nitơ cháy tạo khí NOx khí gây độc, gây ăn mòn mạnh Do hợp chất lưu huỳnh hàm lượng nitơ vượt giới hạn cho phép, người ta phải tiến hành loại bỏ chúng trước đưa dầu thô vào trình chế biến Các hợp chất chứa Oxi Các chất chứa oxi dầu mỏ thường tồn dạng axit hữu (pho biến axit naphtenic), xeton, phenol, este, ete Trong đó, axit phenol quan trọng Chúng thường nằm vùng có nhiệt độ sôi trung bình cao Các axit thường có chức có nhiều phần nhiệt độ sôi trung bình, nhiệt độ sôi cao hàm lượng axit giảm [2] Hàm lượng oxy dầu thường từ 0,1 đến 3%, lên đến 4% Hàm lượng oxy phân đoạn dầu mỏ tăng theo nhiệt độ sôi  10 GVHD : PGS.TS Lê Văn Hiếu SVTH : Đỗ Đình Đức Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Phân Xưởng Chưng Cất Dầu Thô 4.5.1 Giá thành sản phẩm 4.5.1.1 Sản phẩm khí thị trường Dựa theo sản phẩm Gas lưu hành thị trường, bình Gas 20 lít 12 kg Gas có giá 450.000 vnđ/ bình – 1,8USD/1kg khí Do nhà máy không đóng gói sản phẩm – giá khí vào khoảng 1,5USD/kg - 1500USD/tấn 4.5.1.2 Sản phẩm xăng Theo thông tin thị trường , giá xăng dao đông mức 0.9-1.2USD/lit1.7USD/kg 4.5.1.3 Sản phẩm kerozen 4.5.1.4 Sản phẩm diezen Theo thông tin thị trường , giá diezen dao đông mức 0.8-1 USD/lit tương đương 1- 1.2 USD/kg 4.5.1.5 Sản phẩm mazut Giá mazut từ 0,7-0,9USD/lit tương đương 0,8-1USD/kg 4.5.1.6 Bảng giá sản phẩm STT Tổn g 4.5.2 Tên sản phẩm khí Xăng Kerozen Diezen mazut Giá tiền USD/kg 1.5 1.5 1.5 0.9 Lượng sản phẩm Tấn/năm 175.000 1.022.000 1.004.500 1.613.500 3.185.000 Doanh thu 103USD/năm 262.500 1.533.000 1.506.750 1.613.500 2.866.500 7.802.250 Lợi nhuận phân xưởng Lợi nhuận = daonh thu – tổng chi phí – thuế - khấu hao nhà máy 87 GVHD : PGS.TS Lê Văn Hiếu SVTH : Đỗ Đình Đức Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Phân Xưởng Chưng Cất Dầu Thô = 7.802.250.000 - 7.092.176.182 – 0.05x7.802.250.000 - 105.000.000/20 = 666.352.568 (USD/năm) Thuế tính bang 5% giá sản phẩm Nhà máy dự định hoạt đông thơi gian 20 năm KHNM = VDT / 20= 5.250.000USD/năm 4.5.3 Thời gian thu hồi vốn T = Vsx LN + KHNM Vsx = Vdt + TCP = 105.000.000 + 7.092.176.182 = 7.197.176.182 USD T = 7.197.176.182 5.250.000 + 666.352.568 = 10.7 năm 88 GVHD : PGS.TS Lê Văn Hiếu SVTH : Đỗ Đình Đức Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Phân Xưởng Chưng Cất Dầu Thô AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ TỰ DỘNG HÓA AN TOÀN LAO ĐỘNG 5.1 Trong trình thiết kế sản xuất khâu an toàn lao động có vai trò quan trọng nhằm cải thiện điều kiện làm việc công nhân, đảm bảo sức khoẻ an toàn cho công 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: 5.1.1 Giáo dục an toàn lao động Công tác bảo hộ lao động phân xưởng sản xuất mang tính chất quần chúng, vật công tác toàn thể cán công nhân viên nhà máy tự giác thực Tuy nhiên, hàng năm nhà máy phải tổ chức đào tạo cho toàn thể cán công nhân viên nhà máy an toàn lao động sản xuất 89 GVHD : PGS.TS Lê Văn Hiếu SVTH : Đỗ Đình Đức Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Phân Xưởng Chưng Cất Dầu Thô Tuyên truyền, giáo dục nhận thức quy trình quy phạm an toàn hóa chất cho đối tượng (người lao động, người sử dụng lao động) tiếp xúc với hóa chất 5.1.2 Yêu cầu phòng cháy chữa cháy Thường xuyên thực công tác giáo dục an toàn 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 toàn cháy nổ™tuyệt™đối, không™cho có rò rỉ sản phẩm ngoài, 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 hoá an toàn lao động báo động kịp thời tượng cháy nổ xảy Bố trí máy móc thiết bị phải thoáng, đường ống dẫn nhà máy phải đảm bảo, hạn chế khả đường ống chồng chéo lên nhau, đường ống bắt qua giao thông không lên, đường ống khu sản xuất phải bố trí cao đảm bảo cho công nhân qua lại tránh va chạm cần thiết Khu chứa nguyên liệu sản xuất phải có tường bao che™đề phòng có cố dầu bị rò rỉ ngoài, phải tránh khả phát sinh nguồn lửa mồi cháy (nhiệt, bật lửa, cấm hú thuốc phân xưởng…) Bố trí hệ thống tự động hoá 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 toàn tượng chập mạch làm phát sinh tia lửa điện Vận hành thiết bị phải thao tác kỹ™thuật,™đúng™quy trình công nghệ khởi động tắt hoạt động, làm việc phải tuân theo quy trình 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 để đuổi hết sản 90 GVHD : PGS.TS Lê Văn Hiếu SVTH : Đỗ Đình Đức Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Phân Xưởng Chưng Cất Dầu Thô phẩm ngoài, lưu ý sửa chữa hàn phải khẳng định thiết bị an toàn 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 ngũ phòng cháy chữa cháy thường trực 24/24 với đầy đủ trang thiết bị đại, thuận tiện Các tiêu lệnh phòng cháy chữa cháy phải tuân theo đầy đủ để phòng có cố xảy ra, xử lý kịp thời Bố 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 cháy chữa cháy đại, phải có đội ngũ cán phòng chữa cháy thường trực, chỗ thiết bị dễ gây tượng cháy nổ cần 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 va bọt chữa cháy để kịp thời có cố, nhà chữa cháy phải có đầy đủ thiết bị chữa cháy quy định Khi có cố thiết bị phải thao tác kỹ thuật cà kịp thời, đường lại khu sản xuất phải thuận tiện để 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 tránh nối đất 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 hệ thống bảo hiểm, phải có che chắn Trang thiết bị phòng hộ lao động cho công nhân lao động phân xưởng 5.1.3 Trang bị phòng hộ lao động 91 GVHD : PGS.TS Lê Văn Hiếu SVTH : Đỗ Đình Đức Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Phân Xưởng Chưng Cất Dầu Thô Những công nhân làm việc nhà máy phải học tập thao tác 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 chạm 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 hút hết độc khí sản phẩm bể, công 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 người qua da, trang bị phòng hộ lao động phải cât giữ nơi làm việc không mang Đối với trình phát sinh độc lớn cần bố trí hệ thống tự động hoá 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 quy định nhà nước Nghiêm cấm việc sử dụng xăng dầu để rửa chân tay, 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 5.1.4 Yêu cầu vệ sinh môi trường Đối với mặt phân xưởng phải chọn tương đối phẳng, có độ dốc tiêu hao nước tốt, vùng quy hoạch thiết phải nghiên cứu, phải cấp phủ phê duyệt, đảm bảo vệ sinh môi trường, đồng thời phòng ngừa cháy nổ gây Vị trí nhà máy phải có khoảng cách an toàn tới khu dân cư, đồng thời phát triển liên hợp nhà máy khácmà phải sử dụng hợp lý hệ thống giao thông quốc gia, nhà máy chế biến dầu nên chất thải không tránh khỏi ảnh hưởng đến vệ sinh môi trường Vì để đảm bảo môi trường sinh thái khu sản xuất, chất thải cần xử lý trước thải môi trường 92 GVHD : PGS.TS Lê Văn Hiếu SVTH : Đỗ Đình Đức Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Phân Xưởng Chưng Cất Dầu Thô Nước thải sinh hoạt nguy hiểm, cần phải xử lý làm nước trước thải sông, hồ Nước thải sản xuất sau làm nguội thiết bị trao đổi nhiệt, lượng nước ngưng tiếp xúc trực tiếp hay không trực tiếp với độc phải tiến hành xử lý 5.2 5.2.1 TỰ ĐỘNG HÓA Mục đích Tự động điều chỉnh trình ứng dụng dụng cụ, thiết bị máy móc tự động điều khiển vào trình công nghệ Những phương tiện cho phép thực trình công nghệ theo chương trình tiêu chuẩn tạo dựngphù hợp với công nghệ, đảm bảo cho máy móc thiết bị hoạt động theo chế độ tối ưu nhất, việc tự động hoá không làm đơn giản thao tác sản xuất, tránh nhầm lẫn, tăng suất lao động cho phép giảm số lượng công nhân biện pháp hữu hiệu an toàn lao động Trong phân xưởng chưng cất dầu thô áp suất thường thiết bị như: thiết bị lọc, tháp hoạt động nhiệt độ cao áp suất lớn nên dễ gây tượng cháy nổ Nhiệt độ cao phân xưởng lên đến gần 4000C tháp chưng phân đoạn áp suất đạt tới 15KG/cm2 thiết bị lọc điện để tách muối khoáng dầu, sản phẩm trình hydrocacbon, khí lẫn bay độc hại cho sức khoẻ công nhân lao động Do đòi hỏi yêu cầu cần phải nghiêm ngặt việc an toàn công nghệ yêu cầu sức khoẻ cho công nhân Để đảm bảo yêu cầu việc sử dụng hệ thống tự động đo lường biện pháp tự động hoá sản xuất không vấn đề cần thiết mà có tính bắt buộc công nghệ Như từ đặc điểm cho thấy đo lường tự động hoá tự động hoá dây chuyền công nghệ vấn đề quan trọng Nó không tăng suất công nghệ, công suất thiết bị mà sở để vận hành công nghệ cách tối ưu nhất, tăng hiệu thu hồi sản phẩm đồng thời giảm đáng kể chi phí khác, đảm bảo an toàn cho nhà máy sản xuất, nhờ có tự động hoá mà nơi xảy tượng cháy nổ hay rò rỉ sản phẩm độc hại điều khiển tự động, tự động kiển tra tránh việc sử dụng công nhân 93 GVHD : PGS.TS Lê Văn Hiếu SVTH : Đỗ Đình Đức Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Phân Xưởng Chưng Cất Dầu Thô Tự động hoá đảm bảo thao tác điều khiển thiết bị công nghệ cách xác, tránh cố xảy thao tác điều khiển, tự động báo động có cố xảy 5.2.2 Hệ thống điều khiển tự động Hệ thống điều chỉnh bao gồm đối tượng điều chỉnh (ĐT) điều chỉnh (BĐC) Bộ điều chỉnh bao gồm cảm biến khuyếch đại Bộ cảm biến dùng để phản ánh sai lệch thông số điều chỉnh so với giá trị cho trước biến đổi thành tín hiệu Bộ khuyếch đại làm nhiệm vụ khuyếch đại tín hiệu cảm biến giá trị điều khiển (CQĐK), quan tác động lên đối tượng nhằm xoá độ sai lệch thông số điều chỉnh Mạch điều chỉnh khép kín nhờ quan hệ ngược Quan hệ gọi hồi tiếp 5.3 5.3.1 CÁC DẠNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Tự động kiểm tra tự động bảo vệ Tự động kiểm tra thông số công nghệ (nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, nồng độ…) kiểm tra thông số công nghệ có thay đổi hay không? Nếu có cảnh báo thị ghi lại giá trị thay đổi đó, truyền tín hiệu tác động điều chỉnh đến đối tượng Có thể biểu diễn sơ đồ tự động kiểm tra tự động điều chỉnh sau: Sơ đồ tự động kiểm tra tự động điều chỉnh 94 GVHD : PGS.TS Lê Văn Hiếu SVTH : Đỗ Đình Đức Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Phân Xưởng Chưng Cất Dầu Thô Trong : Đối tượng điều chỉnh : Cảm biến đối tượng : Bộ khuyếch đại : Nguồn cung cấp lượng 5.1 Cơ cấu chấp hành 5.2 Cảnh báo 5.3 Chỉ thị kim loại 5.4 Ghi lại thay đổi 5.3.2 Phân loại 5.3.2.1 Tự động điều khiển Sơ đồ điều khiển tự động Trong : 95 GVHD : PGS.TS Lê Văn Hiếu SVTH : Đỗ Đình Đức Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Phân Xưởng Chưng Cất Dầu Thô : đối tượng điều khiển : Cảm biến đối tượng : Bộ khuếch đại : yếu tố nhiễu : Bộ đặt cho phép ta đặt tín hiệu điều khiển, tổ chức tác động có định hướng điều khiển 5.3.2.2 Tự động điều chỉnh Sơ đồ cấu trúc tự đọng điều chỉnh Trong : 1: Đối tượng điều chỉnh 2: Cảm biến đối tượng 3: Bộ khuếch đại 4: Nguồn cung cấp lượng 5: Bộ đặt 6: Bộ so sánh 7: Bộ chấp hành CẤU TẠO MỘT SỐ THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG Bộ cảm biến áp suất Trong điều chỉnh thường sử dụng cảm ứng loại màng, hộp xếp, piston, ống cong đàn hồi … Việc chọn cảm ứng áp suất phụ thuộc vào việc cảm ứng điều chỉnh đọ xác tho yêu cầu 5.4 5.4.1 Bộ cảm ứng áp suất kiểu màng Bộ cảm ứng dạng ống cong 96 GVHD : PGS.TS Lê Văn Hiếu SVTH : Đỗ Đình Đức Đồ Án Tốt Nghiệp Bộ cảm ứng dạng piston ` 5.4.2 Thiết Kế Phân Xưởng Chưng Cất Dầu Thô Bộ cảm ứng kiểu hộp xếp Bộ cảm biến nhiệt độ Hoạt động nguyên lý giãn nở nhiệt , mối quan hệ nhiệt độ chất khỉ áp suất hệ kín nguyên lý nhiệt điện trở 5.4.3 Bộ cảm ứng mực chất lỏng Mức chất lỏng đo dược nhiều cách khác phương pháp đo có đọ xác đơn giản đo phao 97 GVHD : PGS.TS Lê Văn Hiếu SVTH : Đỗ Đình Đức Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Phân Xưởng Chưng Cất Dầu Thô KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu nghiên cứu tài liệu với hướng dẫn tận tình thầy PGS.TS LÊ VĂN HIẾU em hoàn thành đồ án thiết kế Qua việc thực đồ án em có nhận thức sâu công nghệ lọc hoá dầu, với việc củng cố lại kiến thức chuyên ngành trước rời ghê nhà trường Tuy nhiên thời gian có hạn kiến thức nhiều sai sót nên thiết kế nhiều sai sót Em mong nhận bảo thầy cô để đồ án em tốt Cuối em xin cảm ơn thầy Lê Văn Hiếu thầy cô môn Hữu – Hóa dầu tận tình hướng dẫn em thời gian qua 98 GVHD : PGS.TS Lê Văn Hiếu SVTH : Đỗ Đình Đức Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Phân Xưởng Chưng Cất Dầu Thô TÀI LIỆU THAM KHẢO CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU MỎ - LÊ VĂN HIẾU - NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC KĨ VÀ THUẬT HÀ NỘI 2000 HOÁ HỌC DẦU MỎ VÀ KHÍ – ĐINH THỊ NGỌ , NGUYỄN KHÁNH ĐIỆU HỒNG – NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KĨ THUẬT HÀ NỘI 2010 DẦU KHÍ VÀ DẦU KHÍ Ở VIỆT NAM - TRẦN MẠNH TRÍ - NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KĨ THUẬT HÀ NỘI 1996 CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU KHÍ – VÕ THỊ LIÊN , LÊ VĂN HIẾU – TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 1982 GIÁO TRÌNH TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ VÀ CÁC QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN DẦU MỎ - BỘ MÔN NHIÊN LIỆU – TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI – 1972 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU – DẦU- MỠ - VŨ TAM HUỀ , NGUYỄN PHƯƠNG TÙNG – NHÀ XUẤT BẢN 99 GVHD : PGS.TS Lê Văn Hiếu SVTH : Đỗ Đình Đức Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Phân Xưởng Chưng Cất Dầu Thô KHOA HỌC VÀ KĨ THUẬT HÀ NỘI – 2000 CÁC SẢN PHẨM DẦU MỎ VÀ HOÁ DẦU – KIỀU ĐÌNH KIỂM - NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KĨ THUẬT HÀ NỘI – 2000 SỔ TAY QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CÔNG NGHIỆP HOÁ CHẤT TẬP I – NGUYỄN TRỌNG KHUÔNG, ĐINH TRỌNG XOAN, ĐỖ VĂN ĐÀI, NGUYỄN BIN, PHẠM XUÂN TOẢN, ĐINH VĂN HUỲNH, TRẦN XOA - NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KĨ THUẬT HÀ NỘI – 1992 SỔ TAY QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CÔNG NGHIỆP HOÁ CHẤT TẬP II – NGUYỄN TRỌNG KHUÔNG, ĐINH TRỌNG XOAN, ĐỖ VĂN ĐÀI, NGUYỄN BIN, PHẠM XUÂN TOẢN, ĐINH VĂN HUỲNH, TRẦN XOA - NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KĨ THUẬT HÀ NỘI – 1992 10 HOÁ HỌC DẦU MỎ VÀ KHÍ – TRẦN MẠNH TRÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI – 1980 11 CƠ SỞ XÂY DỰNG CÔNG NGHIỆP – PGS NGÔ BÌNH, TS PHÙNG NGỌC THẠCH, NGUYỄN MẠNH HẬU , PHAN ĐÌNH TÍNH - TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘIBỘ MÔN XÂY DỰNG CÔNG NGHIỆP – 1997 12 ĐẶC TÍNH DẦU MỎ VIỆT NAM – TRƯƠNG ĐÌNH HỢI – TẬP NỘI SAN “ HỘI NGHỊ KHOA HỌC DẦU KHÍ “ – 1997 100 GVHD : PGS.TS Lê Văn Hiếu SVTH : Đỗ Đình Đức Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Phân Xưởng Chưng Cất Dầu Thô 101 GVHD : PGS.TS Lê Văn Hiếu SVTH : Đỗ Đình Đức