Đồ án môn học nhẹ Chưng cất dầu thô nhiều phần MỤC LỤC Mở đầu …………………………………………………… ATỔNG QUAN ……………………………………………8 I.Chuẩn bị nguyên liêu ……… …………………………… a.ổn định dầu nguyên khai……………………………………8 bTách tạp chất học,nước, muối khoáng……………….8 b.1.Tách phương pháp học………………………… b.11.Lắng …………………………………………………… b.12.Ly tâm ……………………………………………………9 b.1.3.Lọc ………………………………………………………9 II.Sản phẩm trình………………………………………9 1.Khí hydrocacbon…………………………………………… 2.Phân đoạn xăng…………………………………………… 10 3.Phân đoạn Kerosen………………………………………….10 Phân đoạn Diezen………………………………………… 10 Phân đoạn Mazut…………………………………………….10 Phân đoạn Dầu nhờn…………………………………………11 Phân đoạn Gudron……………………………………………11 III.Công nghệ trình …………………………………….11 III.1Phân loại công nghệ…………………………………………11 III.2Dây chuyền công nghệ………………………………………15 1.Chọn công nghệ sơ đồ công nghệ………………………… 15 2.Chọn sơ đồ công nghệ………………………………………… 15 3.Thuyết minh sơ đồ chưng cất pp hai tháp…………………18 4.Ưu điểm sơ đồ chưng cất hai tháp………………………… 18 III.3Thiết bị dây chuyền………………………………19 1.Tháp chưng cất………………………………………………… 19 2.Các loại tháp chưng luyện………………………………………20 a Đệm…………………………………………………………… 20 b.Đĩa chóp …………………………………………………………21 IV.Thiết bị đun nóng……………………………………………….25 Sinh viên: _ Hoá dầu Đồ án môn học nhẹ Chưng cất dầu thô nhiều phần 1Đun nóng khói lò……………………………………………25 2.Thiết bị đun nóng lò ống……………………………………25 V.Thiết bị trao đổi nhiệt……………………………………………27 1.Loại vỏ bọc……………………………………………………….28 2.Loại ống………………………………………………………….28 Loại ống lồng……………………………………………………30 4.Thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm…………………………………31 B.TÍNH TOÁN………………………………………………….32 I.Tính cân vật chất……………………………………………32 I.1.Tại tháp tách sơ bộ………………………………………………32 I.2.Tại tháp tách phân đoạn…………………………………………33 II.Xác định đại lượng trung bình sản phẩm…………………34 II.1.Tỷ trọng trung bình…………………………………………… 34 II.2xác định nhiệt độ sôi trung bình…………………………………35 II.3Tính phân tử lượng trung bình sản phảm……………… 36 III.Tính tiêu hao hơinước…………………………………………….36 III.1.Tính tiêu hao cho tháp phân đoạn………………………………36 III.2.Tính tiêu hao cho tháp tách…………………………………… 36 IVTính chế độ tháp chưng cất……………………………………37 IV.1.Tính áp suất tháp……………………………………………37 IV.1.1.Áp suất đỉnh tháp……………………………………………37 IV.1.2.Áp suất dĩa lấy Kerosen…………………………………….37 IV.1.3.Áp suất đĩa nạp liệu…………………………………………37 IV.2.Tính nhiệt độ tháp………………………………………….38 IV.2.1.Nhiệt độ dĩa nạp liệu……………………………………….39 IV.2.2 Nhiệt độ đáytháp………………………………………… 39 IV.2.3 Nhiệt độ dĩa lấy Kerosen………………………………… 41 IV.2.4 Nhiệt độ đĩa lấy Gazoil…………………………………….43 IV.3 Tính số hồi lưu đỉnh tháp……………………………………45 V.Tính kích thước tháp………………………………………… 45 Sinh viên: _ Hoá dầu Đồ án môn học nhẹ Chưng cất dầu thô nhiều phần V.1.Tính đường kính tháp……………………………………….45 V.2.Tính chiều cao tháp………………………………………… 46 Kết luận…………………………………………………………… 47 Tài liệu tham khảo………………………………………………… 48 Sinh viên: _ Hoá dầu Đồ án môn học nhẹ Chưng cất dầu thô nhiều phần MỞ ĐẦU Dầu mỏ người biết đến từ thời cổ xưa, đến kỷ 18, với mục đích làm nhiên liệu để đốt cháy, thắp sáng Năm 1858 Mỹ xuất giếng khoan đầu tiên, bước chuyển lên ngành khai thác chế biến dầu mỏ Đến năm 1992 giới có tới 100 loại dầu mỏ khác nhau,thuộc sở hữu có 48 quốc gia, có Việt Nam Quốc gia có sản lượng dầu mỏ lớn ArậpXêút chiếm 26% tổng sản lượng dầu mỏ giới Hiện nay, dầu mỏ trở thành nguồn lượng quan trọng quốc gia giới Khoảng 65  70% lượng sử dụng từ dầu mỏ, có 20  22% lượng từ than,  6% từ lượng nước  12% từ lượng hạt nhân Ngày 90% sản phẩm hữu có nguồn gốc từ dầu_khí tỷ lệ dầu- khí sử dụng vào mục đích lượng giảm dần Do dầu khí tương lai dài chiếm giữ địa vị quan trọng lĩnh vực lượng nguyên liệu hoá học mà tài nguyên thiên cạnh tranh Bên cạnh hướng sử dụng mạnh mẽ có hiệu dầu mỏ làm nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hoá dầu như: sản xuất cao su, chất dẻo, tơ sợi tổng hợp, chất hoạt động bề mặt, phân bón, chí protêin Dầu mỏ hỗn hợp phức tạp có hàng trăm cấu tử khác Mỗi loại dầu mỏ đặc trưng thành phần riêng, song chất chúng có hydrocacbon thành phần chính, chất chiếm 60 90% trọng lượng dầu, lại chất Oxy, Lưu huỳnh, Nitơ, phức chất kim, chất nhựa, asphanten Trong khí khí trơ như: He,Ar,Xe, N2 … Sinh viên: _ Hoá dầu Đồ án môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ Đối với Việt Nam, coi dầu khí ngành kinh tế mũi nhọn, chỗ dựa cho ngành công nghiệp hoá, đại hoá làm đà thúc đẩy,phát triển cho kinh tế quốc dân Đây mũi nhọn có tính chiến lược Việt Nam, ngành công nghiệp chế biến dầu khí nước ta bước vào thời kì mới, thời kì mà nước thực mục tiêu công nghiệp hoá, đại hoá, chắn đóng góp ngành dầu khí công công nghiệp hoá đất nước có ý nghĩa, tiêu kinh tế cụ thể mà ngành công nghiệp mũi nhọn nguồn động viên tinh thần tòan đảng toàn dân ta thành viên hoạt động ngành dầu khí hăng hái lao động, sáng tạo góp phần xây dựng đất nước để sau vài thập niên tới sánh vai nước tiên tiến khu vực giới Ngoài sản phẩm nhiên liệu sản phẩm hoá học dầu mỏ, sản phẩm phi nhiên liệu dầu mỡ bôi trơn, nhựa đường, hắc ín phần quan trọng phát triển công nghiệp Nếu dầu mỡ bôi trơn có công nghiệp động cơ, máy móc, tảng kinh tế xã hội Công nghiệp chế biến dầu phát triển mạnh nhờ đặc tính quý riêng nguyên liệu dầu mỏ nguyên liệu từ than khoáng chất khác có, giá thành thấp, thuận tiện cho trình tự động hoá, dễ khống chế điều kiện công nghệ có công suất chế biến lớn, sản phẩm thu có chất lượng cao, tạp chất dễ tinh chế, dễ tạo nhiều chủng loại sản phẩm đáp ứng nhu cầu ngành kinh tế quốc dân Cùng với phát triển mạnh mẽ công nghiệp dầu khí giới, dầu khí Việt Nam phát từ năm 1970 đà phát triển Chúng ta tìm nhiều mỏ chứa dầu trữ lượng tương đối lớn mỏ Bạch Hổ, Đại Hùng, mỏ Rồng vùng Nam Côn Sơn; mỏ khí Tiền Hải (Thái Bình), Lan Tây, Lan Đỏ Đây nguồn tài nguyên quí để giúp nước ta bước vào kỷ nguyên công nghệ dầu khí Nhà máy lọc Sinh viên: _ Hoá dầu Đồ án môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ dầu số Dung Quất với công suất triệu tấn/năm hoàn thành để hoạt động tiến hành phê chuẩn nhà máy lọc dầu số Nghi Sơn – Thanh Hoá với công suất triệu tấn/năm Như ngành công nghiệp chế biến dầu khí nước ta bước vào thời kỳ mới, thời kỳ mà nước ta thực mục tiêu công nghiệp hoá đại hoá Chắc chắn đóng góp ngành dầu khí có ý nghĩa, chỉ tiêu kinh tế cụ thể mà ngành công nghiệp mũi nhọn nguồn động viên tinh thần toàn Đảng, toàn dân ta thành viên hoạt động ngành dầu khí hăng hái lao động sáng tạo, góp phần xây dựng đất nước Hiệu sử dụng dầu mỏ phụ thuộc vào chất lượng trình chế biến Theo chuyên gia hoá dầu châu Âu, việc đưa dầu mỏ qua trình chế biến nâng cao hiệu sử dụng dầu mỏ lên lần, tiết kiệm nguồn tài nguyên quý Dầu mỏ hỗn hợp phức tạp gồm hydrocacbon, khí thiên nhiên, khí dầu mỏ hợp chất khác CO2, N2, H2S, N2, He, Ar Dầu mỏ muốn sử dụng phải tiến hành phân chia thành phân đoạn nhỏ Sự phân chia dựa vào phương pháp chưng cất khoảng nhiệt độ sôi khác Quá trình chưng cất dầu trình vật lý phân chia dầu thô thành thành phần gọi phân đoạn Quá trình thực biện pháp khác nhằm để tách cấu tử có dầu thô theo khoảng nhiệt độ sôi khác mà không làm phân huỷ chúng Tuỳ theo biện pháp tiến hành chưng cất mà người ta phân chia trình chưng cất thành chưng đơn giản, chưng phức tạp, chưng cất nhờ cấu tử bay hay chưng cất chân không Trong nhà máy lọc dầu, phân xưởng chưng cất dầu thô cho phép ta thu phân đoạn dầu mỏ để chế biến Trong đồ án tiến hành đề cập tới vấn đề lý thuyết có liên quan Trên sở thiết kế dây chuyền chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ Đồng thời xem xét thiết kế mặt phân xưởng vấn đề an toàn lao động Sinh viên: _ Hoá dầu Đồ án môn học nhẹ Chưng cất dầu thô nhiều phần A.TỔNG QUAN I- Chuẩn bị nguyên liệu trước chế biến: - Dầu thô vừa khai thác mỏ lên phần chủ yếu hydrôcacbon dầu lẫn nhiều tạp chất như: Tạp chất học,đất đá,nước muối khoáng Chúng lẫn vào dầu khí phổ biến nằm dạng nhũ tương nên khó tách điều kiện bình thường Nếu không tách tạp chất này, vận chuyển hay tồn chứa đặc biệt chưng cất dầu chúng sé tạo cặn bùn hợp chất ăn mòn phá hỏng thiết bị làm giảm công suất chế biến Chính trước đưa vào chế biến dầu thô cần phải cho qua bước xử lý a- ổn định dầu nguyên khai - dầu nguyên khai chứa khí hoà tan như: khí đồng hành khí phi hydrocacbon Đại phận chúng dễ tách giảm áp suất lúc phun khỏi giếng khoan Nhưng dù lượng định lẫn vào dầu phải tách tiếp trước chế biến nhằm mục đích hạ tấp áp suất chưng cất dầu thô nhận thêm nguồn nguyên liệu cho chế biến hoá dầu khí hydrocacbon nhẹ (C1-C4) nguồn nguyên liệu quí cho trình sản xuất olêfin nhẹ ổn định dầu thực chất chưng tách bớt phần nhẹ Nhưng để tránh bay xăngtốt tiến hành chưng cất áp suất cao có cấu tử nhẹ C4 bay b- Tách tạp chất học, nước, muối khoáng b1-Tách phương pháp học b.1.1 lắng Bản chất phương pháp lắng dựa vào khác tỷ trọng dầu tạp chất đất đá, nước, muối Nếu dầu có tạp chất để lắng Sinh viên: _ Hoá dầu Đồ án môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ lâu ngày tạp chất tách lắng xuống tạo thanhf hai lớp rõ rệtvà tách Để tăng tốc độ lắng người ta thường dùng biện pháp gia nhiệtđể giảm độ nhớt, nhiệt độ thường trì khoảng 50-600C để trách mát dầu bay Nếu trì áp suất cao ta có thẻ nâng nhiệt độ cao để tăng tốc độ lắngmà không sợ mát áp suất lúc thấp so với trường hợp dùng áp suất thấp b.1.2.Ly tâm phương pháp hay dùng để tách nướcvà tạp chất đất đá.lực ly tâm lớncàng có khả phân chia cao hạt có tỷ trọng khác khỏi dầu Lực ly tâm tỷ lệ với bình phương số vòng quay ly tâm roto nên số vòng quay lớnhiệu tách cao b1.3.Lọc Để tách nước tạp chất đất đá khỏi dầu dùng phương pháp lọc cho thêm vào dầu chất dễ thấm nước, dễ nướcvà tách chúng Các chất thuộc loại “chất trợ lọc” Trong thực tế người ta dùng thuỷ tinh để lọc nước khỏi dầu phương pháp đơn giản va đạt hiệu cao gặp phải khó khăn phải liên tục thay màng lọcdo bẩn hay tải mà việc thay tốn phức tạp Ngoài cònn phương pháp khác như: Tách nhũ tươngnước dầu phương pháp hoá học,phương pháp điện trường II- Sản phẩm trình chưng cất - Khi tiến hành chưng cất sơ khởi dầu mỏ, nhận nhiều phân đoạn sản phẩmdầu Chúng phân biệt với nhaubởi giớ hạn nhiệt độ sôi(hay khoảng nhiệt độ chưng) thành phần hydrocacbon, độ nhớt,nhiệt độ chớp cháy, nhiệt độ đông đặc nhiều tính chất khác có liên quan dến việc sử dụng chúng.Sản phẩm trình chưng cát gồm: Sinh viên: _ Hoá dầu Đồ án môn học nhẹ 1- Khí hydrocacbon Chưng cất dầu thô nhiều phần - Khí hydrocacbon thu chủ yếu C3 – C4.Tuỳ thuộc công nghệ chưng cấtphân đoạn C3,C4 nhận đượcở thể khí hay nén hoá lỏng Phân đoạn thường dùng làm nguyên liệu cho trình phân tách khí để nhận khí riêng biệt cho trình chế biến tiép thành hoá chất hay dùng làm nguyên liệu dân dụng 2- Phân đoạn xăng - Phân đoạn xăng có nhiệt độ sôi từ 30-350C đến 1800C đựoc tinh cất tiếp để nhận phân đoạn hẹp như: 30-620C, 62-850C, 85-1050C, 105-1400C, hay phân đoạn rộng 85-1400C dùng làm nguyên liệu cho trình izome hoá, Reforming xúc tác với mục đích nhận xăng hay BTX làm nguyên liệu cho Cracking nhằm sản xuất olêfin thấp như: êtylen,P=,B=,B= = Ngoài phân đoạn xăng dùng làm dung môi dung môi parafinic cho công nghiệp trícg ly, pha chế mỹ phẩm 3- Phân đoạn Kerosen - Phân đoạn Kerosen có nhiệt độ sôi khoảng 120-2400C dùng làm nhiên liệu cho động phản lực Nếu hàm lượng S hoạt động cao, người ta phải tiến hành làm nhờ xử lý hydro Phân đoạn150-2800C hay 1503150C từ loại dầu S dùng làm dầu hoả dân dụng phân đoạn140-2000C thường dùng làm dung môi cho công nghiệp sơn 4- Phân đoạn Diezen - Phân đoạn Diezen phân đoạn có nhiệt độ sôi 140-3600C (3800C) dùng làm nhiên liệu Diezen Khi nhận nhiên liệu từ dầu mỏ có nhiều S người ta phải hợp chấtS hydro hoá làm Phân đoạn 2003200C(3400C) từ dầu mỏ chứa nhiều hydrocacbon parafin phải tiến hành tách n-parafin 5- Phân đoạn Mazut Sinh viên: _ Hoá dầu Đồ án môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ - Phân đoạn Mazut phân đoạn chưng cất khí dùng làm nhiên liệu đốt cho lò công nghiệp hay sử dụng làm nguyên cho trình chưng cất chân không để nhận cấu tử dầu nhờn hay nhận nguyên liệu cho trình Cracking nhiệt, Cracking xúc tác hydrocacking 6- Phân đoạn dầu nhờn - Phân đoan j có nhiệt độ sôi 350-5000C,350-5400C(5800C) gọi gasoil chân không, sử dụng làm nguyên liệu cho trình Cracking xúc tác hay hydrocracking Còn phân đoạn dầu nhờn hẹp 320-4000C, 300- 4200C, 400- 4500C, 420-4900C, 450-5000C dùng làm nguyên liệu cho sản xuất loại dầu nhờnbôi trơn khác 7- Phân đoạn Gudron - Phân đoạn Gudron phần cặn trình chưng cất chân không dùng làm nguyên lieuụ cốc hoá để sản xuất cốc để dùng sản xuất bitum loại khác hay chế tạo thêm phần dầu nhờn nặng III.công nghệ trình III.1 Phân loại sơ đồ công nghệ Các loại sơ đồ công nghệ chưng luyện dầu mỏ áp suất thường gồm:  Sơ đồ bốc lần tinh luyện lần tháp Xăng chưng luyện Phân đoạn Dầu thô Phân đoạn Phân đoạn Mazut 10 Sinh viên: _ Hoá dầu