26 Bài 3. CHƢNG CẤT DẦU THÔ Ở ÁP SUẤT THƢỜNG Mã bài: HD B3 1. GIẢNG GIẢI VÀ ĐƢA RA CÁC VÍ DỤ MINH HỌA CÁC NỘI DUNG 1.1. Các sản phẩm thu đƣợc khi chƣng cất dầu thô - Giảng cho học viên biết khái niệm phân đoạn và các cách phân loại dầu thô. - Giải thích 3 phân đoạn chính của dầu thô: phân đoạn nhẹ, phân đoạn trung bình và phân đoạn nặng, chú ý khoảng nhiệt độ sôi, tên phân đọan, các sản phẩm và ứng dụng của từng phân đọan. - Giảng về 8 loại sản phẩm dầu chính nhận đƣợc trong quá trình chƣng cất dầu. Giảng cụ thể tính chất của từng lọai sản phẩm dầu 1. Xăng máy bay - Giảng về các tính chất đặc trƣng cơ bản của xăng nhƣ tính bền kích nổ, trị số octan, chủng loại. - Giải thích khái niệm xác định trị số octan trên động cơ - Các thiết bị sử dụng trong xác định trị số octan - Các thông số kỹ thuật của thiết bị khi xác định trị số octan theo: + phƣơng pháp động cơ, + phƣơng pháp nhiệt độ - Giải thích khái niệm chủng loại trong hỗn hợp giàu, phân biệt đƣợc lĩnh vực ứng dụng của trị số octan và chủng loại và cách xác định chúng. - Giảng về thành phần phân đoạn của xăng máy bay, ý nghĩa của: + nhiệt độ cất 10% + phân đoạn 50% + nhiệt độ cất 90% và điểm sôi cuối. Giá trị của chúng đối với xăng động cơ. - Giải thích về ý nghĩa của nhiệt độ kết tinh đối với xăng. Khoảng giá trị của chúng. - Giải khái niệm nhiệt trị, độ bền hóa học và chu ký cảm ứng của xăng máy bay. 2. Xăng ôtô - Giảng về các đặc trƣng cơ bản của xăng ôtô 27 - Phân tích điều kiện họat động của xăng máy bay và xăng ôtô từ đó so sánh với tính chất của chúng; - Giảng về tính bền kích nổ và độ nhạy của xăng - Đặc điểm của thành phần phân đoạn của xăng ôtô, ý nghĩa của nhiệt độ cất các phân đoạn 10, 50, 90%, nhiệt độ sôi cuối và áp suất hơi bão hòa cao hơn (500-700 mm Hg). - Độ bền hóa học, chu kỳ cảm ứng và hàm lƣợng phân đoạn nhựa của xăng ôtô. - Hàm lƣợng lƣu huỳnh và độ axit của xăng ôtô. 3. Nhiên liệu cho động cơ phản lực - Phân biệt hai loại nhiên liệu phản lực. - Những tính chất cơ bản của nhiên liệu phản lực. - Ảnh hƣởng của thành phần hydrocacbon và thành phần phân đọan đến tính chất nhiên liệu. - Yêu cầu tính chất của nhiên liệu để đáp ứng điều kiện kỹ thuật. 4. Nhiên liệu diesel - Phân biệt hai loại nhiên liệu diesel - Các yêu cầu về tính chất của nhiên liệu diesel cho động cơ tốc độ cao. - Giảng về tính bắt cháy và trị số xetan của nhiên liệu diesel: khái niệm, ý nghĩa của nó, giá trị của trị số xetan của nhiên liệu diesel hoạt động trong thời gian mùa hè và mùa đông, giải thích tại sao có sự khác nhau. - Ảnh hƣởng của thành phần phân loại đến khả năng làm việc của nhiên liệu diesel. - Vai trò của đại lƣợng nhiệt độ bốc cháy, độ nhớt của nhiên liệu diesel - Giải thích tính chất ứng dụng ổn định của nhiên liệu phụ thuộc vào những yếu tố nào, hàm lƣợng lƣu huỳnh cho phép trong nhiên liệu là bao nhiêu, tại sao. 5. Nhiên liệu đốt lò - Giảng về các thành phần, tính chất cơ bản của nhiên liệu đốt lò, gồm: nhiệt trị, trọng lƣơng riêng, độ nhớt, nhiệt độ bắt cháy, độ tro, hàm lƣợng lƣu huỳnh, hàm lƣợng nƣớc và hàm lƣợng tạp chất cơ học. - Ý nghĩa của các đại lƣợng đó, khoảng giá trị của chúng. 28 6. Dầu hỏa thắp sáng - Giảng các yêu cầu tính chất cơ bản của kerosen thắp sáng - Đặc điểm của thành phần phân đoạn, thành phần hóa học, màu của kerosen và đặt trƣng của chúng. 7. Xăng dung môi. - Đặc điểm sử dụng của xăng dung môi và xăng chiết - Đặc điểm tính chất của xăng dung môi: thành phần phân đoạn hẹp, nhiệt độ sôi cuối thấp, tốc độ bay hơi, áp suất hơi bão hòa và độ độc. 8. Dầu nhờn động cơ - Phân loại dầu nhờn động cơ - Phân loại theo phƣơng pháp sản xuất - Ý nghĩa của các ký hiệu dầu nhờn động cơ trong thực tế - Giải thích dầu nhờn gốc là gì, các loại dầu nhờn gốc 9. Dầu nhờn truyền động - Ứng dụng của dầu truyền động - Phân loại dầu nhờn truyền động theo ứng suất làm việc của răng truyền động - Đặc điểm tính chất của dầu nhờn mùa hè và dầu nhờn mùa đông, giới hạn độ nhớt và nhiệt độ đông đặc của hai lọai dầu nhờn truyền động 10. Dầu nhờn công nghiệp - Các cách phân loại dầu nhờn công nghiệp phụ thuộc vào lĩnh vực ứng dụng, theo độ nhớt, theo tính chất của dầu thô và theo đặc điểm của quá trình làm sạch dầu nhờn. - Dầu nhờn công nghiệp đa dụng. - Dầu nhờn công nghiệp chuyên dụng. - Giảng về các chỉ số chất lƣợng của dầu nhờn công nghiệp: độ nhớt, chỉ số axit, nhiệt độ đông đặc, nhiệt độ chớp cháy và hàm lƣợng lƣu huỳnh. 11. Dầu nhờn thiết bị - Lĩnh vực ứng dụng và phân loại dầu nhờn thiết bị. - Giảng về dầu nhờn thiết bị chung, phƣơng pháp điều chế, tính chất và ứng dụng của nó. 1.2. Nguyên lý chƣng cất. Các loại tháp chƣng cất 1.2.1. Nguyên lý chƣng cất 29 - Mục đích của chƣng cất dầu và sản phẩm dầu - Giảng về khái niệm và đặc điểm của các loại quá trình chƣng cất: + Bay hơi một lần; + Bay hơi nhiều lần + Chƣng cất sôi dần + Tinh cất 1.2.2. Các loại tháp chƣng cất Giảng về các cách phân lọai tháp chƣng cất. 1. Phân lọai theo phƣơng thức họat động của tháp a. Tháp hoạt động theo chu kỳ Hình 3.1. Sơ đồ chƣng cất theo chu kỳ - Vẽ và mô tả họat động của tháp hoạt động theo chu kỳ (hình 3.1, - Lĩnh vực ứng dụng của chúng. b. Tháp hoạt động liên tục - Vẽ và mô tả họat động của tháp hoạt động theo liên tục (hình 3.2), 30 Hình 3.2. Sơ đồ chƣng cất liên tục hỗn hợp hai cấu tử. - Nguyên lý họat động của sơ đồ - Đặc điểm của tháp chƣng cất đơn giản và tháp chƣng cất phức tạp. - Phân biệt vùng chƣng và vùng cất (luyện) của tháp, vai trò của chúng. - Giảng về cách điều chỉnh nhiệt độ tháp bằng dòng hồi lƣu đỉnh và gia nhiệt đáy tháp chƣng cất. - Phân loại tháp chƣng cất theo cấu trúc nội, theo áp suất và nhiệm vụ của nó. 2. Theo kết cấu tiếp xúc a. Tháp đệm - Ứng dụng của tháp đệm - Vẽ sơ đồ tháp đệm (hình 2.5) - Giảng ảnh hƣởng của vật liệu đệm đến cƣờng độ chƣng cất - Tính chiều cao lớp đệm theo công thức (3.1) - Chọn chiều cao đƣơng lƣợng của một đĩa. - Nhƣợc điểm của tháp đệm. b. Tháp đĩa (mâm) - Vẽ và giảng về cấu trúc và hoạt động của đĩa mũ tròn (hình 3.3). Đặc điểm họat động của nó. - Giảng khái niệm đĩa lý thuyết hay đĩa lý tƣởng. 31 Hình 3.3. Cấu trúc đĩa mũ Hình 3.4. Kết cấu đĩa sang Tháp đĩa sàng - Vẽ và giảng về cấu trúc và hoạt động của đĩa sàng - Đặc điểm họat động của nó. - Xác định tổn áp trên đĩa theo công thức (3.2) - Nhƣợc điểm của đĩa sàng - Ứng dụng của đĩa sàng - Ảnh hƣởng của kết cấu đĩa đến họat động của đĩa, giá trị đại lƣợng chiều cao vách ngăn trong các tháp chân không, tháp khí quyển và tháp hoạt động ở áp suất cao - Cấu tạo của van thuỷ lực Tháp với đĩa lƣới dạng ovan. - Vẽ sơ đồ đĩa lƣới, mô tả cấu tạo của nó. - Hệ số sử dụng có ích trung bình của đĩa. Hình 3.5. Các vùng của đĩa lƣới dạng sụt 32 Hình 3.6. Đĩa dạng gợn song - Nhƣợc điểm của đĩa lƣới và ƣu điểm của đĩa dạng gợn sóng so với đĩa lƣới - Vẽ sơ đồ đĩa gợn sóng (hình 3.6), mô tả cấu tạo, họat động của nó. Tháp đĩa mũ. Hình 3.7. Các dạng mũ a- Tròn; b-lục giác; c- chữ nhật; d- hình máng. - Vẽ giảng giải về các 4 lọai đĩa mũ: dạng tròn, lục giác – capxun (b), chữ nhật (c) và hình máng- ống (d). - Cấu tạo của nó. Đĩa có mũ dạng chữ S 33 Hình 3.8. Đĩa có mũ dạng chữ S. - Vẽ giảng giải về đặc điểm cấu tạo đĩa dạng chữ S, Tháp với đĩa Vest. - Đặc điểm kết hợp kết cấu của đĩa mũ và đĩa sàng - Giảng về khả năng làm việc của chúng - Giảng về cấu tạo của đĩa Vest, minh họa trên hình 17 Hình 3.9. Hệ thống đĩa Vest. Tháp đĩa bậc thang. - Vẽ và giảng về đặc điểm cấu tạo của đĩa bậc thang, minh họa trên hình 18. - Lĩnh vực ứng dụng của đĩa bậc thang 34 Hình 3.10. Đĩa bậc thang. Hình 3.11. Đĩa Bentury Tháp với đĩa Bentury - Vẽ và giảng về đặc điểm cấu tạo của đĩa Bentury, minh họa trên hình 19, so sánh với đĩa mũ. Tháp với đĩa van - Vẽ và giảng về đặc điểm cấu tạo của đĩa van. - Mô tả hoạt động của đĩa van - Vẽ và mô tả cấu tạo, họat động của van - Giới thiệu cho học viên ảnh chụp đĩa van ở dạng đã lắp ráp - Giới thiệu hệ số có ích và giá thành của đĩa van. 35 Hình 3.12. Kết cấu chính của đĩa van. a) Đóng; b) mở một nửa; c) mở hết. Hình 3.13. Đơn vị cơ bản của van đĩa. a) Mở; b) đóng Tháp với đĩa phun. - Vẽ và mô tả hoạt động của đĩa phun (hình 3.14). - Lĩnh vực ứng dụng của đĩa phun. [...]... E-1, E-12, E- 3- bể hồi lƣu; T-5, T-7, T-22, T-2 3- thiết bị ngƣng tụ bằng không khí; T-2, T -3 3 , T-17, T-19, T-1 1- thiết bị trao đổi nhiệt dầu th - sản phẩm”; T-5a, T-7a, T-22a, T-2 0- Thiết bị làm lạnh; L-1 – lò nung dạng ống; H -3 , H-2 1- máy bơm 43 - Phân biệt các đại lƣợng áp suất tính toán và áp suất làm việc Giải thích tại sao lại cần tăng áp suất trong tháp chƣng cất khi chƣng cất hydrocacbon khí (propan,... chƣng cất Bảng 3. 2 Các thông số làm việc của các loại đĩa chƣng cất Đĩa mũ 9,4 50 66,4 3, 1 1,0 2, 8-6 ,5 30 /100 Đĩa máng Hình S Đĩa sàng Đĩa lƣới ( ĩa sụt) 11,0 11,0 4,8 17,0 80 78 40 - 46,5 64,0 64,0 91,5 3, 3 6,5 21,5 - 0, 6-0 ,7 1, 0-1 ,1 1, 2-1 ,3 1, 1-1 ,8 2 -3 3- 6 2, 7 -3 ,5 2-2 ,5 40/110 40/ 130 40/90 10/65 24,5 - 91,5 - 0, 9-1 ,3 1, 4 -3 ,7 10/70 13, 1 7,0 - 63, 0 67,0 6,6 11,0 2, 0-2 ,2 1, 1-1 ,3 2, 0-2 ,5 2, 5-4 ,5 10/60 30 /100... 30 /100 Đĩa đột lỗ (lƣợn sóng) Đĩa tầng Bertury Đĩa phun 8 Sơ đồ nguyên tắc cụm chƣng cất dầu ở áp suất khí quyển - Vẽ hình 31 40 Hình 3. 20 Nguyên tắc chƣng cất dầu ở áp suất khí quyển - Mô tả họat động của sơ đồ nguyên tắc của cụm chƣng cất dầu ở áp suất khí quyển Giải thích họat động của đĩa trong tháp chƣng cất 1 .3 Kiểm tra thiết bị chƣng cất dầu thô và các van đồng hồ trên thiết bị 1 .3. 1 Đặc điểm hoạt... đối với các dầu thô khác nhau và các phƣơng án lựa chọn sản phẩm khác nhau Trình bày và giải thích chế độ công nghệ đặc trƣng của cụm chƣng cất khí quyển nêu trong bảng 3. 3 Bảng 3. 3 Các thông số làm việc của các thiết bị trong cụm chƣng cất dầu thô ở áp suất khí quyển - Ngƣỡng cho phép Tháp K-1 Lƣu lƣợng nguyên liệu, m3/h ≤1.250 Nhiệt độ, oC: - Dầu thô vào tháp ≥ 200 - Dòng hồi lƣu ≤ 34 0 - Đỉnh tháp... độ đông đặc Thành phần phân đoạn ( cất Mỗi 3 giờ đến 35 0oC), nhiệt độ bắt Phân đoạn dầu nhờn Gudron cháy, độ nhớt Độ nhớt, nhiệt độ bắt cháy, Mỗi 3 giờ tỷ trọng, màu Nhiệt độ bắt cháy, độ nhớt Mỗi 3 giờ Ứng dụng thiết bị kiểm tra tự động chất lƣợng sản phẩm thu 1.4 Qui trình vận hành thiết bị chƣng cất ở áp suất thƣờng 1.4.1 Kiểm tra và khởi động cụm chƣng cất dầu thô 1 Chuẩn bị khởi động - Giảng qui... họat động bình thƣờng của cụm chƣng cất chân không 1.4.2 Vận hành thiết bị chƣng cất ở áp suất thƣờng Vẽ sơ đồ hình 33 Giảng các bƣớc vận hành thiết bị chƣng cất ở áp suất thƣờng, gồm các công đọan sau: Chuẩn bị thiết bị 1 2 Giảng về các việc phải làm trƣớc khi khởi động sơ đồ và tiếp nhận dầu Tuần hoàn lạnh Vẽ và giảng sơ đồ tuần hoàn lạnh theo hình 33 3 Tuần hoàn nóng - Nhắc lại qui trình tuần hòan nóng,... xilanh (0 ,5 điểm) + - - Nhiệt độ cất 90% và điểm sôi cuối đặc trƣng cho sự bay hơi hoàn toàn của xăng trong động cơ (0 ,5 điểm) Độ bền hóa học đặc trƣng cho khả năng chống thay đổi hóa học của xăng khi tồn trữ, vận chuyển và sử dụng (1 điểm) Độ bền hóa học của xăng ôtô đƣợc kiểm tra bằng thời gian của chu kỳ cảm ứng (1 điểm) Hàm lƣợng phân đoạn nhựa trong xăng ôtô không quá 5-7 mg/100 ml (1 điểm) 54 - Lƣu... Hơi, m /h 130 Hơi nƣớc vào dƣới tháp K-2, tấn/h 7,5 Lò nung Nhiệt độ, oC - Tại cửa ra khỏi lò ≤ 800 - Khí khói trên vách ngăn ≤ 800 - Đỉnh tháp theo chất lƣợng của phân đoạn sôi đầu - 85oC - Đáy tháp ≤ 240oC Áp suất tháp ( trên), atm - ≤ 6,0 Nêu thí dụ cụ thể đối với tháp chƣng cất khí quyển công suất 6 triệu tấn/năm trong bảng 3. 4 45 - Giảng về các thiết bị đo lƣờng – kiểm tra và thiết bị điều chỉnh... chỉnh tự động Thành phần của hệ thống điều chỉnh tự động 1 .3. 6 Thiết bị phân tích chất lƣợng trực tiếp - 1 Chức năng và nhiệm vụ của thiết bị phân tích Thiết bị phân tích nhiệt độ chớp cháy của sản phẩm dầu Các dụng cụ đo nhiệt độ chớp cháy của sản phẩm sáng và sản phẩm tối Thiết bị tự động xác định nhiệt độ sôi 90% thể tích của mẫu sản phẩm dầu - 2 3 Giảng về nguyên lý hoạt động của thiết bị Sắc ký khí... III- trích phân đoạn ra IV- hơi nƣớc Hình 3. 18 Tháp bay hơi đa khoang I- Nạp phân đoạn; II- trích phân đoạn ra; III- tháo hơi; IV- hơi nƣớc 38 6 Tháp chƣng cất chân không - Ứng dụng của tháp chƣng cất chân không, chế độ công nghệ của nó - Vẽ tháp chƣng cất chân không, giới thiệu từng chi tiết trong hình và giảng về vai trò của chúng Mô tả sự kết nối của tháp chƣng cất chân không với hệ sơ đồ chƣng - cất . E-1, E-12, E- 3- bể hồi lƣu; T-5, T-7, T-22, T-2 3- thiết bị ngƣng tụ bằng không khí; T-2, T -3 3 , T-17, T-19, T-1 1- thiết bị trao đổi nhiệt dầu th - sản phẩm”; T-5a, T-7a, T-22a, T-2 0- Thiết bị. 2, 0-2 ,2 1, 1-1 ,3 2, 8-6 ,5 2 -3 3- 6 2, 7 -3 ,5 2-2 ,5 1, 4 -3 ,7 2, 0-2 ,5 2, 5-4 ,5 30 /100 40/110 40/ 130 40/90 10/65 10/70 10/60 30 /100 8. Sơ đồ nguyên tắc cụm chƣng cất dầu ở. 13, 1 7,0 50 80 78 40 - - - - 66,4 46,5 64,0 64,0 91,5 91,5 63, 0 67,0 3, 1 3, 3 6,5 21,5 - - 6,6 11,0 1,0 0, 6-0 ,7 1, 0-1 ,1 1, 2-1 ,3 1, 1-1 ,8 0, 9-1 ,3