1 BỘ LAO ĐỘNG–THƢƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TỔNG CỤC DẠY NGHỀ Dự án giáo dục kỹ thuật và dạy nghề (VTEP) Logo Sách hƣớng dẫn giáo viên Mô đun: THÍ NGHIỆM CHUYÊN NGÀNH Mã số: HD H Nghề: SẢN XUẤT CÁC SẢN PHẨM LỌC DẦU Trình độ: lành nghề Hà Nội–2004 2 Mã tài liệu:………. Mã quốc tế ISBN:…… Tuyên bố bản quyền: Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình Cho nên các nguồn thông tin có thể đƣợc phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác có ý đồ lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. Tổng cục Dạy nghề sẽ làm mọi cách để bảo vệ bản quyền của mình. Tổng cục Dạy Nghề cám ơn và hoan ngênh các thông tin giúp cho việc tu sửa và hoàn thiện tốt hơn tàI liệu này. Địa chỉ liên hệ: Dự án giáo dục kỹ thuật và nghề nghiệp Tiểu ban Phát triển Chƣơng trình Học liệu ……………………………………………… 3 Lời tựa (Vài nét giới thiệu xuất xứ của chương trình và tài liệu) Tài liệu này là một trong các kết quả của Dự án GDKT-DN … (Tóm tắt nội dung của Dự án) (Vài nét giới thiệu quá trình hình thành tài liệu và các thành phần tham gia) (Lời cảm ơn các cơ quan liên quan, các đơn vị và cá nhân đã tham gia …) (Giới thiệu tài liệu và thực trạng) Sách hƣớng dẫn giáo viên là tàI liệu hƣớng dẫn giảng dạy cho từng mô đun.môn học trong hệ thống mô đun và môn học đào tạo cho nghề …………… ………………………ở cấp độ …… Các thông tin trong tài liệu có giá trị hƣớng dẫn giáo viên thiết kế và tổ chức các bài dạy cho mô đun.môn học một cách hợp lý. Giáo viên vẫn có thể thay đổi hoặc điều chỉnh cho phù hợp với điều kiện và bối cảnh thực tế trong quá trình đào tạo. Đây là tài liệu thử nghiệm sẽ đƣợc hoàn chỉnh để trở thành Sách hƣớng dẫn giáo viên chính thức trong hệ thống dạy nghề. Hà nội, ngày …. tháng…. năm…. Giám đốc Dự án quốc gia 4 MỤC LỤC Đề mục Trang Lời tựa 3 MỤC LỤC 4 CÁC HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP CHÍNH TRONG MÔ ĐUN 7 YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ HOÀN THÀNH MÔ ĐUN 8 LIỆT KÊ CÁC NGUỒN LỰC CẦN THIẾT 9 BÀI 1. LÝ THUYẾT CHƢNG CẤT DẦU THÔ 10 BÀI 2. THÍ NGHIỆM CRACKING DẦU NẶNG 22 BÀI 3. PHA CHẾ SẢN PHẨM DẦU NHỜN THƢƠNG PHẨM 27 BÀI 4. ISOME HÓA N-HEXAN 33 BÀI 5. ALKYL HÓA ISOBUTAN 39 BÀI 6. LÀM SẠCH LƢU HUỲNH TỪ DẦU DIESEl 42 BÀI 7. THÍ NGHIỆM TỔNG HỢP REFORMING 46 ĐÁP ÁN BÀI KIỂM TRA MẪU 50 ĐÁP ÁN CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 60 NHỮNG GỢI Ý VỀ TÀI LIỆU PHÁT TAY 78 KẾ HOẠCH VÀ CÁCH THỨC ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP MÔĐUN 79 5 GIỚI THIỆU VỀ MÔ ĐUN Vị trí, ý nghĩa, vai trò mô đun Các phòng thí nghiệm luôn có một vai trò quan trọng trong nghiêm cứu và sản xuất thuộc các ngành kinh tế quốc dân. Với tính chất phổ biến và yêu cầu về khoa học cũng nhƣ mức độ an toàn, đặc biệt trong lĩnh vực hoá chất, cho nên những kiến thức và kỹ năng trong phòng thí nghiệm rất cần thiết không những cho những ai hoạt động trong ngành Hoá dầu mà còn cần cho bất kỳ nhân viên thí nghiệm nào để đảm bào kết quả đặt khi thí nghiệm và an toàn lao động. Mục tiêu của mô đun Mô đun nhằm đào tạo cho học viên có đủ kiến thức, kỹ năng và phong cách thực hành các thí nghiệm chuyên ngành của nghề sản xuất dầu mỏ để: 1. Hiểu đƣợc tất cả các thí nghiệm chuyên ngành của nghề sản xuất các sản phẩm dầu mỏ. 2. Thực hiện đƣợc các thí nghiệm chuyên ngành theo tiêu chuẩn ASTM hoặc TCVN. 3. Áp dụng đƣợc kiến thức trong nhà trƣờng để thực hành trong công nghiệp nhằm thực hiện đƣợc các thí nghiệm nhƣ chƣng cất dầu thô, chế biến dầu thô, làm sạch các sản phẩm dầu, kiểm tra chất lƣợng của các sản phẩm dầu mỏ. Mục tiêu thực hiện của mô đun Khi hoàn thành mô đun này, học sinh có khả năng: 1. Chƣng cất dầu thô ở áp suất thƣờng và chân không. 2. Thực hiện đƣợc quá trình cracking xúc tác, reforming xúc tác và các quá trình khác trong điều kiện công nghiệp. 3. Làm sạch dầu thô và các sản phẩm dầu. 4. Thực hiện thí nghiệm tổng hợp. 5. Kiểm tra chất lƣợng các sản phẩm dầu mỏ. 6. Thực hiện các thí nghiệm làm trong PTN hóa dầu. Nội dung chính.các bài của mô đun Bài 1: Thí nghiệm chƣng cất dầu thô ở áp suất thƣờng và chân không. Bài 2: Thí nghiệm cracking xúc tác phân đoạn dầu nặng. Bài 3: Pha chế sản phẩm dầu nhờn thƣơng phẩm. Bài 4: Thí nghiệm isome hóa n-hexan. Bài 5: Thí nghiệm alkyl hóa isobutan bằng isobutylen. 6 Bài 6: Thí nghiệm làm sạch lƣu huỳnh từ dầu diezel. Bài 7: Thí nghiệm tổng hợp reforming. 7 CÁC HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP CHÍNH TRONG MÔ ĐUN Hoạt động 1: Học trên lớp về: - Thành phần của dầu thô, phƣơng pháp chƣng cất dầu thô và phƣơng pháp xác định tính chất của sản phẩm đã chƣng cất, cách pha chế dầu nhờn thƣơng phẩm. - Bản chất hóa học và cơ chế phản ứng, cách điều chế xúc tác, phƣơng pháp phân tích sản phẩm của các quá trình: cracking xúc tác, isome hóa, alkyl hóa isobutan, khử lƣu huỳnh trong dầu diesel, reforming tổng hợp. Hoạt động 2: Tự nghiên cứu tài liệu liên quan đến các sơ đồ và quy trình điều chế xúc tác và thí nghiệm do giáo viên hƣớng dẫn. Hoạt động 3: Xem trình diễn và thực hành trên các sơ đồ thí nghiệm. Hoạt động 4: Thực hành tự sơ cứu. sơ cứu với trƣờng hợp nhiễm độc và bỏng hoá thông thƣờng. Hoạt động 5: Tham quan về trang bị, cách bố trí và các chuẩn mực về hành vi trong quá trình thí nghiệm trong một phòng thí nghiệm chuyên ngành Lọc Hóa Dầu hay phòng thí nghiệm ở một Nhà máy Chế biến Dầu khí. 8 YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ HOÀN THÀNH MÔ ĐUN Về kiến thức - Hiểu đƣợc cơ sở lý thuyết và xúc tác (nếu có) của các quá trình thí nghiệm. - Thao tác đúng và đầy đủ theo các quy trình thí nghiệm. - Mô tả chính xác các sơ đồ thí nghiệm. - Giải thích đúng các nguyên nhân gây tai nạn trong phòng thí nghiệm. Về kỹ năng - Phân tích chính xác các sản phẩm của các sơ đồ thí nghiệm. - Sử dụng thành thạo và đúng kỹ thuật các dụng cụ và thiết bị cho các sơ đồ thí nghiệm. - Bảo quản và bảo dƣỡng các sơ đồ thí nghiệm. - Sử dụng hóa chất an toàn. - Tính toán dự trù vật tƣ, nguyên liệu cho các sơ đồ thí nghiệm. Về thái độ - Nghiêm túc trong việc sử dụng và bảo dƣỡng các sơ đồ thí nghiệm. - Luôn chủ động kiểm tra và đảm bảo về an toàn phòng thí nghiệm. - Chủ động xem xét tình trạng dụng cụ, thiết bị và hóa chất trong phòng thí nghiệm. - Nhắc nhở đồng nghiệp đảm bảo về an toàn phòng thí nghiệm. 9 LIỆT KÊ CÁC NGUỒN LỰC CẦN THIẾT 1. Trang bị, dụng cụ - 1 cân phân tích điện tử(độ chính xác 0.001g), 1 tủ sấy, 1 bình hút ẩm - Bình thủy tinh 20ml(chứa sản phẩm lỏng) - Máy nén khí, - Bộ chƣng cất kiểu D-86 - Thiết bị Microactivity test - Sơ đồ alkyl hóa - Sơ đồ quá trình đồng phân hóa. - Máy phân tích sắc ký khí GC, kim lấy sảm phẩm khí - Máy sắc ký chƣng cất mô phỏng DGC - Thiết bị sinh khí hydro 2. Vật tƣ, hóa chất - Khí Argon, chất lƣợng 99,999 - Khí Nitơ chất lƣợng 99,999 - Khí He chất lƣợng 99,999 - Dung dịch NaCl bão hòa - Aceton tráng rửa hệ thống - Nguyên liệu: 100 ml phân đoạn xăng T sđ -80 o C(isomer). VGO(cracking). phân đoạn xăng 80-180 0 C(reforming). - Bình khí Iso butan công nghiệp. Bình khí butylen công nghiệp. Axít Sunfuric. Oxit nhôm. NaOH(alkyl hóa). - Hạt thạch anh hoặc silion carbide. Bông thạch anh - Xúc tác: 4 g xúc tác Pt.Al 2 O 3 (isomer). Xúc tác FCC. xúc tác reforming 10 GỢI Ý CÁC NỘI DUNG CHO TỪNG BÀI BÀI 1. LÝ THUYẾT CHƢNG CẤT DẦU THÔ Mã bài: HD H1 HOẠT ĐỘNG 1: GIẢNG VỀ CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN CỦA DẦU THÔ - Thành phần của dầu thô - Ảnh hƣởng của bản chất dầu thô đến quá trình chƣng cất Gợi ý các khía cạnh và mức độ 1. Giúp học viên nắm vững những kiến thức cơ bản về thành phần của dầu thô: Thành phần của dầu thô tuy rất phức tạp nhƣng chúng chứa chủ yếu 2 nguyên tố chính là C và H, ngoài ra còn chứa các nguyên tố S, O, N, kim loạ Các nguyên tố này thuộc về hai nhóm hydrocabon và phi hydrocacbon. Hợp chất hydrocacbon trong dầu thô gồm có: parafin (n-parafin và iso- parafin), napthen, aromat. Lƣu ý dầu thô không chứa olefin. Hợp chất phi hydrocacbon trong dầu thô: các hợp chất của lƣu huỳnh, nitơ, oxy. các phức cơ kim của vanadi, niken. hợp chất nhựa và asphalten. 2. Giảng cho học viên hiểu đặc điểm của từng thành phần trong dầu thô Cần lƣu ý một số vấn đề sau: Phân loại dầu thô theo thành phần hydrocacbon. Thành phần của các họ hydrocacbon trong những loại dầu thô khác nhau là khác nhau nhƣng thành phần các nguyên tố C, H là gần nhƣ giống nhau. “Dầu ngọt” là dầu thô có hàm lƣợng lƣu huỳnh nhỏ hơn 0,5% khối lƣợng có giá trị kinh tế cao. Các hợp chất phi hydrocacbon ảnh hƣởng xấu đến chất lƣợng của dầu vì tốn thêm chi phí xử lý do gây ngộ độc xúc tác trong các quá trình chế biến thứ cấp và ảnh hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm. 3. Giảng cho học viên nắm vững đƣợc ảnh hƣởng của bản chất dầu thô đến quá trình chƣng cất Việc lựa chọn công nghệ cho nhà máy lọc dầu nói chung và phân xƣởng chƣng cất nói riêng phụ thuộc vào hai yếu tố kinh tế kỹ thuật nhƣ vốn đầu tƣ, chi phí vận hành, bảo dƣỡng, bản chất nguyên liệu dầu thô, cơ cấu sản phẩm và công suất chế biến là những thông số đầu vào quan trọng. [...]... trọng trong nhà máy lọc dầu, chính những quá trình này biến những sản phẩm có giá trị thấp (dầu nặng) thành những sản phẩm có giá trị cao hơn (Xăng, LCO, HCO) đem lại lợi ích rất lớn trong ngành lọc dầu Trong các nhà máy lọc dầu, cracking dầu nặng đóng vai trò quan trọng nhất trong việc sản xuất xăng có chất lƣợng, suất lƣợng cao phục vụ cho nhu cầu sử dụng Câu 2 (2 đ) Cơ sở hóa học, các phản ứng xảy... nguyên liệu (g) Đƣờng chuẩn của bơm nguyên liệu 1.6 1.4 y = 0.0054x + 0.0034 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 50 100 150 200 250 300 Độ mở của bơm Trong đó: y: khối lƣợng nguyên liệu thu đƣợc x: độ mở của bơm 26 BÀI 3 PHA CHẾ SẢN PHẨM DẦU NHỜN THƢƠNG PHẨM Mã bài: HD H3 HOẠT ĐỘNG 1: GIẢNG VỀ PHA CHẾ SẢN PHẨM DẦU NHỜN THƢƠNG PHẨM Các kiến thức cơ bản về dầu nhờn Tổ chức thảo luận về các hợp phần của dầu nhờn: dầu. .. chế dầu nhờn trong nhà máy và qui trình pha chế mẫu thử nghiệm trong phòng thí nghiệm nhà máy Gợi ý các khía cạnh và mức độ Học viên phải nắm vững kiến thức sau: 1 Dầu nhờn Khái niệm, công dụng của dầu nhờn Các cách phân loại dầu nhờn Cách phân loại dầu nhờn động cơ 2 Thành phần của dầu nhờn a Dầu gốc: Nguồn gốc của dầu gốc Khái niệm dầu gốc khoáng và dầu gốc tổng hợp Phân loại dầu gốc khoáng và dầu. .. THU SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH ĐỒNG PHÂN HÓA Hƣớng dẫn học viên trình tự các thao tác khi thời gian phản ứng kết thúc Phƣơng pháp thu sản phẩm lỏng và sản phẩm khí Đọc chính xác giá trị trên các thiết bị đo (đồng hồ đo lƣu lƣợng khí sản phẩm, …) 35 Gợi ý các khía cạnh và mức độ Phải làm cho học viên nắm vững và thao tác thuần thục các công đoạn khi thời gian phản ứng kết thúc Học viên biết cách thu sản phẩm. .. chất lƣợng dầu nhờn Những chỉ tiêu cần kiểm tra theo qui định của: + Dầu gốc + Phụ gia + Thành phẩm trong bể pha chế + Sản phẩm xuất xƣởng Cho học viên xem các thông tƣ, các nghị định hƣớng dẫn của Bộ khoa học công nghệ, Bộ thƣơng mại và thảo luận Giúp học viên hiểu rõ: không nhƣ các sản phẩm nhiên liệu nhƣ xăng, diesel hiện nay ở nƣớc ta chƣa có TCVN qui định chất lƣợng dầu nhờn Giải thích các tiêu... không? - Các chỉ tiêu kiểm soát chất lƣợng các phân đoạn sản phẩm? - Vai trò của hơi nƣớc trong quá trình chƣng cất chân không? HOẠT ĐỘNG V: GIẢNG VỀ SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH CHƢNG CẤT - Các phân đoạn sản phẩm từ quá trình chƣng cất - Ứng dụng của các phân đoạn sản phẩm Gợi ý các khía cạnh và mức độ - Giúp học viên nắm vững các phân đoạn sản phẩm của quá trình chƣng cất khí quyển và chƣng cất chân không:... giữa các phân đoạn), thành phần của một phân đoạn có thể thay đổi phụ thuộc vào bản chất dầu thô, yêu cầu chất lƣợng của sản phẩm - Sản phẩm của quá trình chƣng cất có thể khác nhau phụ thuộc vào bản chất dầu thô và công nghệ chế biến Cách thức kiểm tra đánh giá Đánh giá học viên qua việc trả lời các câu hỏi mà giáo viên đặt ra trong khi giảng bài, mức độ hiểu biết của học viên về các phân đoạn sản phẩm. .. dụ: Công dụng của dầu nhờn là gì? Hãy kể tên một số loại dầu nhờn tiêu biểu? 27 Giải thích ý nghĩa các thông tin ghi trên bao bì sản phẩm sau: dầu động cơ ôtô API CD.SF, SAE 50? Những ƣu điểm và hạn chế của dầu nhờn tổng hợp so với dầu gốc khoáng? Hàm lƣợng phụ gia trong dầu nhờn là bao nhiêu? Phụ gia đóng gói là gi? Vai trò của KCS trong qui trình pha chế dầu nhờn thƣơng phẩm? Kể tên các cụm thiết bị... ý các khía cạnh và mức độ Giúp học viên nắm vững những kiến thức cơ bản về chƣng cất chân không: - Mục đích, ý nghĩa của quá trình chƣng cất chân không Lƣu ý đặc tính đa dạng sản phẩm của quá trình chƣng cất chân không: làm nguyên liệu cho cracking xúc tác, hydrocracking hay thu các phân đoạn dầu nhờn - Các chỉ tiêu kiểm soát chất lƣợng của các phân đoạn sản phẩm - Quá trình chƣng cất chân không - Các. .. trƣớc khi sản xuất hàng loạt cho một loại dầu để đạt đƣợc dầu thành phẩm đồng nhất hoàn toàn - Khi sản xuất một loại dầu nhờn nào đó phải pha chế thử và kiểm tra trƣớc trong phòng thí nghiệm - Các mẻ pha chế đều đƣợc kiểm tra những thông số cần thiết để đảm bảo độ đồng nhất - Đóng gói thành phẩm vào bao bì, đảm bảo đủ khối lƣợng hoặc thể tích - Đảm bảo an toàn vệ sinh môi trƣờng Câu 2 (3 đ) Các chỉ tiêu . cách thực hành các thí nghiệm chuyên ngành của nghề sản xuất dầu mỏ để: 1. Hiểu đƣợc tất cả các thí nghiệm chuyên ngành của nghề sản xuất các sản phẩm. thực hiện đƣợc các thí nghiệm nhƣ chƣng cất dầu thô, chế biến dầu thô, làm sạch các sản phẩm dầu, kiểm tra chất lƣợng của các sản phẩm dầu mỏ. Mục tiêu