GVHD: Lê Văn Hiếu Đồ án tốt nghiệp Bộ giáo dục đào tạo Trờng Đại học Bách Khoa Hà nội ***** Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập - Tự - Hạnh phúc o O o Nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp Họ tên: hoàng Thị kim oanh Khoá học: Hoá dầu QN _ K-45 Ngành học : Công nghệ hữu - Hoá dầu Khoa: Công nghệ hoá học 1.Đầu đề thiết kế: Thiết kế phân xởng chng cất dầu nặng loại tháp Năng suất 4.000.000 tấn/năm Nội dung phần thuyết minh tính toán: - Tổng quan lý thuyết - Tính toán công nghệ - Tính toán kinh tế - Xây dựng công nghiệp - An toàn lao động tự động hoá Các vẽ (Ghi rõ loại vẽ kích thớc vẽ) - Bản vẽ sơ đồ công nghệ - khổ A0 - Bản vẽ thiết bị phản ứng - khổ A1 - Bản vẽ mặt phân xởng - khổ A0 Cán hớng dẫn: TS Lê Văn Hiếu Ngày giao nhiệm vụ thiết kế: 17- 1- 2005 Ngày hoàn thành nhiệm vụ thiết kế: 30- 5- 2005 Ngày tháng năm 2005 Chủ nhiệm môn (ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Hữu Trịnh Kết điểm đánh giá - Quá trình thiết kế : - Điểm duyệt : - Bản vẽ thiết kế : SVTH: Hoàng Thị Kim Oanh Cán hớng dẫn (ký ghi rõ họ tên) Lê Văn Hiếu GVHD: Lê Văn Hiếu Đồ án tốt nghiệp Mục lục Mở đầu Phần I Tổng quan lý thuyết Chơng I: Nguyên liệu sản phẩm trình chng cất I Nguyên liệu 1.Thành phần dầu thô 1.1.Thành phần nguyên tố 1.2.Thành phần hoá học Phân loại dầu thô .10 2.1 Phân loại dầu thô dựa vào chất hoá học 10 2.2 Phân loại dầu thô dựa vào chất vật lý .11 Các dặc tính vật lý quan trọng dầu thô 11 3.1 Tỷ trọng 11 3.2 Thành phần phân đoạn 12 3.3 Hệ số đặc trng K 12 II Chuẩn bị nguyên liệu trớc chng cất 13 ổn định dầu nguyên khai 13 Tách tạp chất học, nớc, muối khoáng 13 2.1 Tách phơng pháp học .14 2.2 Tách nhũ tơng nớc dầu phơng pháp hoá học 15 2.3 Tách phơng pháp dùng điện trờng 15 III Sản phẩm trình chng cất .16 Khí hydrocacbon 17 Phân đoạn xăng .17 Phân đoạn kerosen 17 Phân đoạn diezel .17 Phân đoạn mazut 18 Phân đoạn dầu nhờn 18 Phân đoạn gudron 18 Chơng II Công nghệ chng cất dầu thô I Vai trò, mục đích ý nghĩa trình chng cất dầu thô .19 Vai trò 19 Mục đích 19 ý nghĩa .19 II Cơ sở lý thuyết trình chng cất .21 SVTH: Hoàng Thị Kim Oanh GVHD: Lê Văn Hiếu Đồ án tốt nghiệp Chng đơn giản 22 1.1 Chng cất cách bay .22 1.2 Chng cất cách bay lần .22 1.3 Chng cất cách bay nhiều lần 23 Chng phức tạp 24 2.1 Chng cất có hồi lu 24 2.2 Chng cất có tinh luyện 24 Chng cất chân không chng cất nớc 26 III Các yếu tố ảnh hởng đến trình chng cất .27 1.Chế độ nhiệt tháp chng luyện 27 Yếu tố áp suất tháp chng luyện 29 Điều khiển, khống chế chế độ làm việc tháp chng cất 30 IV Các loại sơ đồ công nghệ 31 Sơ đồ công nghệ bay lần tháp tinh cất 31 Sơ đồ công nghệ bốc hai lần tinh luyện hai lần hai tháp nối tiếp 32 V Lựa chọn sơ đồ công nghệ chế độ công nghệ trình chng cất 33 Phân tích lựa chọn sơ đồ công nghệ 33 2.Thuyết minh sơ đồ công nghệ chng cất loại tháp 34 Sơ đồ công nghệ .35 VI Thiết bị dây chuyền .36 Phần II Tính toán công nghệ I Tính cân vật chất 38 Lu lợng sản phẩm 38 1.1 Lu lợng sản phẩm khí 38 1.2 Lu lợng xăng 39 1.3 Lu lợng dầu hoả 39 1.4 Lu lợng diezel 39 1.5 Lu lợng cặn 39 10 Tính tiêu hao nớc 39 2.1 Lợng nớc dùng cho đáy tháp chng 40 2.2 Lợng nớc dùng để tách sản phẩm .40 II Vẽ đờng cong điểm sôi thực (PRF) dầu thô đờng cong cân (VE) sản phẩm dầu 40 Đờng cong điểm sôi thực PRF 40 Đờng cong cân VE 42 2.1 Đờng cong VE xăng 42 SVTH: Hoàng Thị Kim Oanh GVHD: Lê Văn Hiếu Đồ án tốt nghiệp 2.2 Đờng cong VE dầu hoả 43 2.3 Đờng cong VE diezel 44 III Xác định đại lợng trung bình sản phẩm .45 11 Tỷ trọng trung bình 45 12 Nhiệt độ sôi trung bình phân tử 46 13 Phân tử lợng trung bình sản phẩm 47 IV Tính chế độ tháp chng cất 47 Xác định áp suất tháp .47 1.1 áp suất đỉnh tháp 47 1.2 áp suất đĩa lấy dầu hoả 47 1.3 áp suất đĩa láy diezel .47 1.4 áp suất vùng nạp liệu 47 Xác định nhiệt độ tháp 48 2.1 Nhiệt độ vùng nạp liệu nhiệt độ đáy tháp 48 2.2 Nhiệt độ đĩa lấy diezel dầu hoả 49 2.3 Nhiệt độ đỉnh tháp 54 2.4 Tính số hồi lu đỉnh tháp 57 V Tính kích thớc tháp .58 14 Tính đờng kính tháp 58 15 Tính chiều cao tháp 60 16 Tính số chóp đờng kính chóp 61 Phần III Tính toán kinh tế I Mục đích 62 II Chế độ công tác phân xởng 62 III Nhu cầu nguyên liệu lợng 64 17 Nhu cầu nguyên liệu 64 Nhu cầu lợng .64 IV Xác định nhu cầu công nhân cho phân xởng .65 18 V Tính khấu hao cho phân xởng .66 VI Chi phí khác cho thùng sản phẩm 67 19 VII Xác định hiệu kinh tế 68 Phần IV Xây dựng công nghiệp I Chọn địa điểm xây dựng nhà máy 69 Đặc điểm địa điểm xây dựng .69 Vị trí xây dựng nhà máy 69 SVTH: Hoàng Thị Kim Oanh GVHD: Lê Văn Hiếu Đồ án tốt nghiệp II Giải pháp thiết kế tổng mặt 70 Bố trí mặt phân xởng 70 Tính toán tiêu kinh tế kỹ thuật 71 Phần V An toàn lao động tự động hoá I An toàn lao động 73 Giáo dục an toàn lao động 73 Trang bị bảo hộ lao động 73 Các biện pháp kỹ thuật an toàn lao động 74 Công tác vệ sinh lao động 74 II Tự động hoá 74 Mục đích ý nghĩa 74 Các ký hiệu dùng tự động hoá 75 Các dạng tự động hoá .76 Cấu tạo số thiết bị tự động 78 Kết luận 81 Tài tiệu tham khảo 82 SVTH: Hoàng Thị Kim Oanh GVHD: Lê Văn Hiếu Đồ án tốt nghiệp Lời cảm ơn Đầu tiên em xin chân thành cảm ơn thầy giáo: TS Lê Văn Hiếu, thầy tận tình hớng dẫn giúp đỡ em mặt kiến thức khoa học, với bảo thầy giúp em hiểu đợc vấn đề cần thiết hoàn thành đồ án thời gian qui định Đồng thời cho em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo, cô giáo Bộ môn Công nghệ Hữu - Hoá dầu tạo điều kiện giúp đỡ em suốt thời gian vừa qua Tuy nhiên với khối lợng công việc hoàn thành thời gian có hạn nên em tránh khỏi sai sót vớng mắc định Vậy em kính mong thầy giáo, cô giáo bảo thêm cho em Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Hoàng Thị Kim Oanh SVTH: Hoàng Thị Kim Oanh Mở đầu Công nghệ chế biến dầu mỏ đợc xem nh bắt đầu đời vào năm 1859 mà Edwin Drake (Mỹ) khai thác đợc dầu thô Lúc lợng dầu thô ít, phục vụ cho mục đích để đốt cháy, thắp sáng Sang kỷ XIX, dầu đợc coi nh nguồn nhiên liệu cho phơng tiện giao thông cho kinh tế quốc dân Hiện nay, dầu mỏ trở thành nguồn lợng quan trọng quốc gia giới Khoảng 65 đến 70% lợng đợc sử dụng từ dầu mỏ, có 20 đến 22% lợng từ than, đến 6% lợng từ nớc đến 12 từ lợng hạt nhân Ngành công nghiệp dầu khí tăng trởng nhanh trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn kỷ XX Đặc biệt sau đại chiến Thế giới thứ II, công nghiệp dầu khí phát triển nhằm đáp ứng hai mục tiêu : - Cung cấp sản phẩm trắng cho nhu cầu nhiên liệu động cơ, nhiên liệu công nghiệp sản phẩm dầu mỡ bôi trơn - Cung cấp hoá chất cho ngành tổng hợp hoá dầu hoá học, tạo thay đổi lớn cấu phát triển chủng loại sản phẩm ngành hoá chất vật liệu Hoá dầu thay dần hoá than đá vợt lên công nghệ chế biến than Công nghiệp chế biến dầu phát triển mạnh nhờ đặc tính quý riêng nguyên liệu dầu mỏ mà 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 đợc có chất lợng 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, Việt Nam dầu khí đợc phát từ năm 1970 đà phát triển Chúng ta tìm nhiều mỏ dầu với trữ lợng tơng đối lớn nh mỏ Đại Hùng, mỏ Rồng, mỏ Rạng Đông vùng Nam Côn Sơn, mỏ khí nh Tiền Hải (Thái Bình), Lan Tây, Lan Đỏ Đây nguồn tài nguyên quí để giúp nớc ta bớc vào kỷ nguyên công nghệ dầu khí Nhà máy lọc dầu số Dung Quất - Quảng Ngãi với công suất 6,5 triệu tấn/năm, hoàn thành để đa vào hoạt động tiến hành phê duyệt dự án tiền khả thi nhà máy lọc dầu số Nghi Sơn - Thanh Hoá với công suất triệu tấn/năm Nh ngành công nghiệp chế biến dầu khí nớc ta bớc vào thời kỳ mới, thời kỳ mà nớc ta thực mục tiêu công nghiệp hoá đại hoá SVTH: Hoàng Thị Kim Oanh Trang Chắc chắn đóng góp ngành dầu khí có ý nghĩa, chỉ tiêu kinh tế cụ thể mà ngành kinh tế mũi nhọn góp phần xây dựng đất nớc, để sau vài thập niên tới sánh ngang với nớc tiên tiến khu vực giới Hiệu sử dụng dầu mỏ phụ thuộc vào chất lợng trình chế biến Theo chuyên gia hoá dầu Châu Âu, việc đa dầu mỏ qua trình chế biến nâng cao đợc hiệu sử dụng dầu mỏ lên lần nh tiết kiệm đợc nguồn tài nguyên quí Trong đồ án tiến hành đề cập tới vấn đề lý thuyết có liên quan đến chng cất dầu thô Trên sở thiết kế dây chuyền chng cất dầu thô phần nhẹ với công suất triệu tấn/năm Để từ giúp cho sinh viên củng cố nắm vững kiến thức hoá học dầu mỏ SVTH: Hoàng Thị Kim Oanh Trang Phần I Tổng quan lý thuyết CHƯƠNG I NGUYÊN LiệU Và sản phẩm CủA QUá TRìNH CHƯNG CấT I Nguyên liệu: Nguyên liệu trình chng cất dầu thô Chúng khoáng vật phong phú thiên nhiên có mặt nhiều nơi lòng đất gọi mỏ dầu Trong thiên nhiên dầu mỏ nằm dạng chất lỏng nhờn, dễ bắt cháy Khi khai thác nhiệt độ thờng lỏng đông đặc, có màu từ vàng đến đen Dầu mỏ đơn chất mà hỗn hợp nhiều chất có hàng trăm cấu tử khác Mỗi loại dầu mỏ đợc đặc trng thành phần riêng khác số lợng nh hàm lợng hợp chất có dầu thô dẫn đến khác thành phần dầu Tuy nhiên chúng có hydrocacbon thành phần (chiếm từ 60 đến 90 % trọng lợng dầu thô), lại hợp chất khác Và nhìn chung dầu mỏ chứa nhiều hydrocacbon, thành phần dị tố chất lợng dầu tốt loại dầu thô có giá trị kinh tế cao 1.Thành phần dầu mỏ: 1.1 Thành phần nguyên tố: Tuy dầu có chứa tới hàng trăm hợp chất khác nhng hai nguyên tố chiếm phần lớn cacbon C (chiếm 82-87%) hydro H (chiếm11-14%) Ngoài hai nguyên tố dầu thô chứa nguyên tố khác nh lu huỳnh, nitơ, oxy lợng nhỏ (tính phần triệu) halogen (clo, iot, ), kim loại nh niken, vanadi, volfram, 1.2 Thành phần hóa học: 1.2.1 Hydrocacbon- thành phần chủ yếu dầu thô: Các loại dầu thô giới khác thành phần hóa học đặc tính vật lý, thành phần chủ yếu quan trọng định chất lợng dầu thô hợp chất hydrocacbon chứa Hầu nh tất loại hợp chất hydrocacbon có mặt dầu trừ hydrocacbon olefinic hầu hết loại dầu thô có hàm lợng nhỏ Sau loại hợp chất hydrocacbon cụ thể: SVTH: Hoàng Thị Kim Oanh Trang a Hydrocacbin parafin RH: Các hydrocacbon parafin có công thức tổng quát C nH2n+2 (n số nguyên tử cacbon có mạch) hay gọi ankan loại hydocacbon phổ biến Trong dầu mỏ chúng tồn dạng: khí (C đến C4), lỏng (C5 đến C17), rắn (> C18) Các hydrocacbon khí, nằm dầu mỏ, áp suất cao chúng hoà tan dầu Sau khai thác áp suất giảm, chúng thoát tạo nên khí đồng hành gồm metan, etan, propan butan Trong khí đồng hành C3, C4 chiếm phần chủ yếu (khác với khí thiên nhiên, C chiếm tới 80 % thể tích), có lợng nhỏ pentan bay Về cấu trúc hydrocacbon parafin có hai loại: loại mạch thẳng (n-parafin) loại có cấu trúc mạch nhánh (iso-parafin) n-parafin chiếm đa số (25 - 30% thể tích) Các hydrocacbon parafin từ C5 đến C10 nằm phần nhẹ (trong xăng) dầu, với cấu tử có nhánh cấu tử tốt nhiên liệu xăng, làm cho xăng có khả chống kích nổ tốt (chỉ số octan cao) Trong , n-parafin lại có tác dụng xấu cho khả chống kích nổ xăng (n-C có trị số octan = 0) Các hydrocacbon parafin có số nguyên tử cacbon từ C 10 đến C16 nằm phần nhiên liệu phản lực nhiên liệu diezel, có cấu trúc thẳng lại cấu tử có ích cho nhiên liệu diezel, chúng có khả bắt cháy tốt (chỉ số xetan cao) Trong chế biến dầu, RH chứa phần nhẹ dầu hay khí đồng hành lại nguyên liệu tốt cho trình sản xuất olefin thấp nh etylen, propylen, butylen butadien Đó nguyên liệu sở cho tổng hợp hoá học, để sản xuất sợi, chất dẻo, cao su nhân tạo, Cần ý n-parafin có số cacbon lớn C 18, nhiệt độ thờng chúng chất rắn Các parafin hoà tan dầu tạo thành tinh thể lơ lửng dầu Khi hàm lợng parafin rắn cao, dầu bị đông đặc gây khó khăn cho vấn đề khai thác, vận chuyển Hàm lợng chúng cao nhiệt độ đông đặc lớn Ví dụ dầu Minas (Indonexia) có 13% parafin rắn, nhiệt độ đông đặc +300C ; dầu Libi, có 10 % parafin rắn, nhiệt độ đông đặc 18 0C Nh vậy, mỏ dầu có nhiệt độ đông đặc cao nh dầu Minas khai thác, vận chuyển ngời ta phải áp dụng biện pháp chuyên biệt nh gia nhiệt đờng ống, cho thêm phụ gia, tách bớt parafin rắn nơi khai thác để hạ điểm đông đặc Các biện pháp gây tốn kém, làm tăng giá thành khai thác dầu thô Tuy nhiên, SVTH: Hoàng Thị Kim Oanh Trang - nớc ta từ trớc đến sản phẩm xăng dầu nhập từ nớc về, tiền công vận chuyển có thuế xuất nhập Vì giá thành sản phẩm cao Nếu ta sản xuất đợc giá thành sản phẩm xăng dầu hạ thấp chấp nhận lu thông thị trờng Bảng quy định giá bán sản phẩm phân xởng Sản phẩm Đơn giá cho Lợng sản phẩm thùng sản phẩm thu đợc (USD) năm (thùng) Khí 30 400.000 Xăng 45 6.657.522 Dầu hoả 40 3.125.764 Diezel 40 5.426.901 Cặn 35 15.050.611 Tổng doanh thu phân xởng năm Doanh thu năm (USD) 12.000.000 299.588.490 125.030.560 217.076.040 526.771.385 1.180.466.475 - Lợi nhuận phân xởng (LN): LN = Doanh thu (DT) - Tổng chi phí (TCP) - Thuế (T) Trong thuế lấy 5% giá bán sản phẩm (doanh thu) Vậy ta có: LN = DT - TCP - 0,05.DT = 1.180.466.475 - 1.006.011.443 - 0,05 x 1.180.466.475 = 115.431.708 USD/ năm - Doanh lợi vốn đầu t: LN DL = Vsx Vsx = TCP + V = 1.006.011.443 + 473684210,5 dt = 1.479.695.654 USD/ năm Suy ra: 115.431.708 = 0,08 USD/ năm 1.479.695.654 - Thời gian thu hồi vốn TTHV: Vsx 1.479.695.654 T = = THV LN + KH 115.431.708 + 0,770 ì 30.660.798 = 10,6 năm Vậy thời gian thu hồi vốn khoảng từ 10 đến 11 năm DL = Phần iv: Xây dựng Công nghiệp SVTH: Hoàng Thị Kim Oanh Trang 68 i CHọN ĐịA ĐIểM XÂY DựNG NHà MáY: Muốn xây dựng nhà máy công nghiệp thích hợp trớc hết ta cần phải xác định địa điểm xây dựng, đồ án ta đặt phân xởng chng cất dầu thô khu công nghiệp Dung Quất - Quảng Ngãi Đặc điểm địa diểm xây dựng: Địa điểm xây dựng phải đợc lựa chọn cho phù hợp với quy hoạch lãnh thổ, quy hoạch vùng, quy hoạch cụm quyền đợc cấp có thẩm quyền duyệt Khu vực Quảng Ngãi có u nhợc nh sau: - Nền kinh tế nhìn chung cha phát triển, ngành dịch vụ, thơng mại cha mạnh - Khí hậu: năm thờng có hai mùa (mùa ma mùa khô), khí hậu nói chung không ôn hoà - Địa hình: độ dốc nhỏ 1%, không nằm vùng có mỏ khoáng sản, có độ chịu nén tốt - Ưu điểm: Dung Quất nói riêng Quảng Ngãi nói chung nằm vùng trọng điểm phát triển kinh tế khu công nghệ cao, phía bắc giáp với khu kinh tế mở Chu Lai, thuận lợi giao thông đờng bộ, đờng thuỷ đờng hàng không - Nhợc điểm: xa nguồn nguyên liệu, khí hậu khắc nghiệt thờng hay bão lụt Mặc dù vậy, xét cách tổng thể việc chọn địa điểm Dung Quất để xây dựng phân xởng chng cất dầu thô phù hợp có nhiều thuận lợi nh sau: nằm khu quy hoạch phát triển khu công nghiệp, có cảng nớc sâu, có sân bay, Vị trí xây dựng nhà máy : Phân xởng chng cất dầu thô thờng đặt cuối hớng gió chủ đạo, nguồn nớc thải nhà máy đợc xử lý phải hạ lu cách bến dùng nớc khu dân c tối thiểu > 500 m Toàn khu sản xuất phải đợc xây dựng nơi cao nhằm tránh ngập lụt mùa ma lũ, mực nớc ngầm thấp tạo điều kiện thuận lợi cho việc thoát nớc thải dễ dàng Khu đất phải tơng đối phẳng có độ dốc tự nhiên 0,5 ữ1% (để hạn chế tối đa kinh phí san lấp mặt bằng), không đợc nằm vùng mỏ khoáng sản địa chất không ổn định II giải pháp thiết kế tổng mặt bằng: Bố trí mặt phân xởng: Tuỳ theo đặc thù sản xuất nhà máy mà ngời thiết kế vận dụng nguyên tắc phân vùng cho hợp lý Trong thực tiễn thiết kế biện pháp phân Trang 69 SVTH: Hoàng Thị Kim Oanh chia khu đất thành vùng theo đặc điểm sử dụng phổ biến Diện tích ban đầu nhà máy khoảng 150 ha, diện tích dành cho sản xuất 50%, diện tích dành cho dự trữ 30% lại để trồng xanh hạng mục khác Tổng mặt nhà máy đợc chia làm vùng nh sau: Vùng trớc khu sản xuất : Là nơi bố trí nhà hành quản lý, khu sinh hoạt, giải trí, ga để xe, nhà bảo vệ mỹ quan nhà máy Diện tích vùng tùy thuộc vào đặc điểm sản xuất, quy mô nhà máy, thờng từ - 20% diện tích nhà máy Vùng sản xuất : Là nơi bố trí dây chuyền công nghệ sản xuất nh phân xởng phụ, khu sản xuất phụ trợ Đây vùng quan trọng nhà máy nên bố trí ta cần ý số đặc điểm sau: + Khu đất đợc u tiên địa hình, địa chất nh hớng + Các nhà máy phân xởng trình sản xuất gây tiếng ồn, bụi, nhiệt cố cháy nổ, rò rỉ hóa chất đặt khu cuối hớng gió tuân thủ nghiêm ngặt vệ sinh an toàn công nghiệp Vùng công trình phụ : Là nơi bố trí công trình cung cấp lợng, xởng điện, hệ thống bơm hay khu làm nớc thải Vùng kho tàng luân chuyển: Bố trí hệ thống kho tàng bến bãi để tập kết, vận chuyển nguyên liệu sản phẩm Tùy thuộc vào quy mô nhà máy mà vùng thờng chiếm khoảng 23 ữ 37% diện tích nhà máy Khi bố trí vùng cần ý số đặc điểm sau: + Cho phép bố trí công trình vùng đất không u tiên hớng nhng phải phù hợp với nơi tập kết nguyên liệu sản phẩm nhà máy để dễ dàng cho việc vận chuyển, nhập xuất hàng + Có thể bố trí hệ thống kho tàng gắn trực tiếp với phận sản xuất Đờng giao thông đợc bố trí nhà máy đủ rộng, đợc nối liền với phân xởng khác để lu thông vận chuyển tốt việc mua bán sản phẩm nh nhu cầu phát triển nhà máy, đồng thời thuận lợi cho phòng chữa cháy Việc phân vùng khu sản xuất nh giúp cho ta theo dõi chặt chẽ trình hoạt động phân xởng, phù hợp với nhà máy có nhiều công đoạn khác nhau, đảm bảo đợc vệ sinh công nghiệp dễ dàng xử lý có cố xảy Tính toán tiêu kinh tế kỹ thuật bản: SVTH: Hoàng Thị Kim Oanh Trang 70 - Chiều dài phân xởng : 380 m - Chiều rộng phân xởng : 290 m - Tổng diện tích phân xởng (F) : 110.200 m2 - Diện tích chiếm đất nhà công trình (A) : 27.696 m2 - Diện tích sân bêtông (B) : 10.000 m2 - Diện tích chiếm đất đờng giao thông, hệ thống đờng ống vận chuyển vật chất, rãnh thoát nớc, vỉa hè đất dự trữ (C): 28.000 m2 Chỉ tiêu kinh tế thiết kế xây dựng: A+ B 100 = 34,2% Hệ số xây dựng: K xd = F A+ B +C 100 = 59,8% Hệ số sử dụng : K sd = F Theo TCVN tiêu kinh tế kỹ thuật xây dựng phân xởng chng cất dầu thô nh hoàn toàn thoả mãn đảm bảo yêu cầu Bảng số liệu hạng mục công trình phân xởng STT Tên công trình Số lợng Dài (m) Phòng bảo vệ Phòng thay quần áo 6 SVTH: Hoàng Thị Kim Oanh Rộng (m) Diện tích (m2) 144 24 Trang 71 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 Nhà để xe Nhà hành Nhà y tế Hội trờng Nhà ăn Nhà khí Trạm điện Trung tâm điều khiển Lò đốt Tháp chng Tháp tách cạnh sờn Tháp ổn định Trạm bơm Thiết bị trao đổi nhiệt Làm lạnh Thiết bị lọc Nhà thí nghiệm 1 ống khói Khu xử lý nớc thải Bể chứa khí Trạm cứu hoả Bể chứa xăng Bể chứa kerosen Bể chứa gasoil Bể chứa cặn Bể chứa nguyên liệu Tổng diện tích SVTH: Hoàng Thị Kim Oanh 24 24 24 12 18 18 12 18 12 14 14 12 12 12 12 12 12 18 40 12 40 40 40 40 50 12 12 12 12 12 12 14 14 9 12 40 12 40 40 40 40 50 288 288 24 216 288 216 216 108 216 96 196 196 96 108 72 408 108 72 216 1.600 144 4.800 3.200 3.200 1.600 10.000 27.696 Trang 72 Phần v An toàn lao động tự động hoá I an toàn lao động: Nền công nghệp hóa học nói chung độc hại Vì vậy, việc đảm bảo an toàn cho ngời lao động, nhà máy môi truờng xung quanh vô quan trọng cần thiết Giáo dục an toàn lao động: Công tác bảo hộ lao động phân xởng sản xuất mang tính quần chúng, công tác toàn thể cán công nhân viên nhà máy tự giác thực Tuy nhiên, năm nhà máy phải tổ chức đào tạo cho toàn thể cán công nhân viên nhà máy an toàn lao động sản xuất Tuyên truyền, giáo dục nhận thức quy trình quy phạm an toàn hóa chất cho đối tợng (ngời lao động, ngời sử dụng lao động) tiếp xúc với hóa chất Trang bị bảo hộ lao động: Những công nhân làm việc nhà máy phải đợc học tập thao tác phòng cháy chữa cháy, phải có kiến thức bảo vệ thân thể môi trờng làm việc Trong nhà máy tuyệt đối không dùng lửa, tránh va chạm cần thiết 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 phải đảm bảo hút hết độc khí sản phẩm bể, công nhân làm việc trực tiếp phải đợc trang bị thiết bị phòng hộ lao động: quần áo, mặt nạ, găng tay, ủng, nhằm tránh độc bám vào ngời qua da Đối với trình có phát sinh độc lớn cần bố trí hệ thống tự động hoá sản xuất, giảm bớt lợng công nhân cần thiết nhằm 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 công nhân theo quy định nhà nớc Nghiêm cấm việc sử dụng xăng dầu để rửa tay chân, cọ quần áo chúng có tác hại lớn sức khoẻ ngời, xăng dầu chủ yếu hydrocacbon mà đặc biệt hydrocacbon thơm gây độc lớn SVTH: Hoàng Thị Kim Oanh Trang 73 Các biện pháp kỹ thuật an toàn lao động: - Thực nghiêm chỉnh chế độ bảo dỡng máy móc định kỳ - Trang bị đầy đủ công cụ sản xuất theo tiêu chuẩn kỹ thuật - Khi thiết kế nhà máy phải đặt phân xởng có tính độc hại hớng gió chủ đạo - Các hệ thống chuyển động phải có che chắn, kiểm tra nguyên liệu trớc đa vào sản xuất - Trang bị bảo dỡng thờng xuyên hệ thống van, phận động thờng xuyên kiểm tra Đặc biệt cần ý vấn đề an toàn cháy nổ phân xởng Các thiết bị chữa cháy nh chăn cứu hoả, bình bọt, cát, xe cứu hoả, phải đặt nơi quy định, dễ thấy, dễ lấy phải đợc bảo dỡng định kỳ để có cố xảy công tác cấp cứu dễ dàng thuận tiện Công tác vệ sinh lao động: Cần làm tốt công tác vệ sinh lao động để tránh bệnh nghề nghiệp, phân xởng sản xuất phải có hệ thống thông gió chiếu sáng thích hợp Hệ thống thông gió: Trong trình sản xuất không tránh khỏi khí độc, nhiệt thoát từ thiết bị sản xuất Cho nên cần có hệ thống thông gió, hút bụi cho phận phân xởng Hệ thống chiếu sáng: Cần đảm bảo hệ thống chiếu sáng tự nhiên nhân tạo để đủ chiếu sáng cho công nhân làm việc, vào ca đêm nhằm tránh bệnh nghề nghiệp mắt Hệ thống vệ sinh cá nhân: Trong phân xởng sản xuất phải có hệ thống vệ sinh cá nhân nh phòng thay áo quần, rửa tay tắm giặt để đảm bảo sức khỏe cho công nhân làm việc Qua ta thấy công tác bảo đảm an toàn nhà máy công việc thiếu Nhà máy thực tốt công việc hiệu công việc chắn cao hơn, giúp công nhân yên tâm sản xuất, giúp cho công tác bảo vệ sức khỏe cộng đồng tốt II Tự động hoá: Mục đích ý nghĩa: Tự động điều chỉnh trình ứng dụng dụng cụ, thiết bị máy móc tự động điều khiển vào công nghệ Những phơng tiện kỹ thuật cho phép thực trình công nghệ theo chơng trình tiêu chuẩn SVTH: Hoàng Thị Kim Oanh Trang 74 đợc tạo dựng phù hợp với công nghệ, đảm bảo cho máy móc thiết bị hoạt động theo chế độ tối u Việc tự động hoá không làm đơn giản thao tác sản xuất, tránh đợc nhầm lẫn mà tăng suất lao động, cho phép giảm số lợng công nhân có biện pháp hữu hiệu an toàn lao động Để đảm bảo yêu cầu việc sử dụng hệ thống tự động đo lờng biện pháp tự động hoá sản xuất không vấn đề cần thiết mà có tính bắt buộc công nghệ Trong hoạt động thiết bị không ổn định chế độ công nghệ dây chuyền bị phá vỡ, nhiều trờng hợp phải ngng hoạt động dây chuyền để sửa chữa dù thiết bị Nh vậy, đo lờng tự động tự động hoá công nghệ sản xuất vấn đề quan trọng Tự động hoá đảm bảo thao tác điều khiển thiết bị công nghệ cách xác, tránh đợc cố xảy thao tác điều khiển, tự động báo có cố xảy Các ký hiệu dùng tự động hoá: t0 + Dụng cụ đo nhiệt độ + Dụng cụ đo áp suất + Dụng cụ đo lu lợng + Dụng cụ đo nhiệt độ hiển thị trung tâm điều khiển TI + Dụng cụ truyền nhiệt xa trung tâm điều khiển TT + Thiết bị đo áp suất tự động điều chỉnh (van an toàn) Pcz + Bộ điều chỉnh mức chất lỏng tự ghi có báo động khí cụ lắp trung tâm điều khiển LR + Bộ điều chỉnh áp suất tự ghi hiển thị khí cụ lắp trung tâm điều khiển PI Cơ cấu điều chỉnh Cơ cấu chấp hành Tự động mở tín hiệu Tự động đóng tín hiệu Giữ nguyên = = Hệ thống tự động điều chỉnh bao gồm đối tợng điều chỉnh điều chỉnh Bộ điều chỉnh bao gồm cảm biến khuếch đại Trang 75 SVTH: Hoàng Thị Kim Oanh - Bộ cảm biến dùng để phản ánh sai lệch thông số điều chỉnh so với giá trị cho trớc biến đổi thành tín hiệu - Bộ khuếch đại làm nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu cảm biến đến giá trị điều chỉnh quan điều khiển, quan tác động lên đối tợng nhằm xoá độ sai lệch thông số điều chỉnh Các dạng tự động hoá: Tự động kiểm tra tự động bảo vệ: Tự động kiểm tra thông số công nghệ (nhiệt độ, áp suất, lu lợng, nồng độ, ) có thay đổi hay không? Nếu có cảnh báo thị ghi giá trị thay đổi Có thể biểu diễn sơ đồ tự động kiểm tra tự động điều chỉnh nh sau: C ĐT CB CT BĐK N G PL 5.1 5.2 5.3 5.4 Đối tợng điều chỉnh Cảm biến đối tợng Bộ khuếch đại nguồn cung cấp lợng Cơ cấu cảnh báo 5.1 Cảnh báo 5.2 Chỉ thị kim loại số 5.3 Ghi lại thay đổi 5.4 Phân loại Dạng tự động điều khiển Sơ đồ cấu trúc : ĐT CB SS BĐ Đối tợng điều chỉnh Cảm biến đối tợng N Bộ khuếch đại Nguồn cung cấp lợng Bộ đặc cho phép ta đặt tín hiệu điều khiển, tổ chức tác động có định hớng điều khiển tự động Dạng tự động điều chỉnh : Sơ đồ cấu trúc : SVTH: Hoàng Thị Kim Oanh Trang 76 ET Đối tợng điều chỉnh Cảm biến đối tợng ĐT CB SS BĐ Bộ khuếch đại Nguồn cung cấp lợng CCCH N BK Bộ đặc Bộ so sánh Cơ cấu chấp hành Trong tất dạng tự động điều khiển thờng đợc sử dụng kiểu hệ thống tự động điều khiển có tín hiệu phản hồi (mạch điều khiển khép kín) Giá trị thông tin đầu thiết bị dựa khác giá trị đo đợc biến điều khiển với giá trị tiêu chuẩn Sơ đồ đợc mô tả nh sau : N Đại lượng đặt Y Đại lượng X XCB Y : đại lợng đặt ĐT : phần tử đặt trị X : đại lợng ĐC : phần tử điều chỉnh N : tác nhân nhiễu XCB : giá tri cảm biến O : đối tợng điều chỉnh XĐT : giá trị đặt trị XPH : tín hiệu phản hồi X(tri số) = XĐT - XCB CB : cảm biến SS : phần tử so sánh Phần tử cảm biến: phần tử làm nhiệm vụ nhận tín hiệu điều chỉnh X dịch dạng thông số khác cho phù với thiết bị điều chỉnh Phần tử đặc trị: phận ấn định thông số cần trì phạm vi thông số cần trì (XĐT) Khi thông số vận hành lệch khỏi giá trị thiết bị điều chỉnh tự động phải điều chỉnh lại thông số cho phù hợp Thờng đặc trị có thiết kế vít công tắc để ngời điều chỉnh dễ dàng thay đổi giá trị cho phù hợp vận hành Phần tử so sánh: cấu tiếp nhận giá trị phần tử định trị quy định (XĐT) so sánh với thông số nhận đợc từ cảm biến XCB, xác định sai lệch hai thông số X = XĐT - XCB để đa tín hiệu vào cấu điều chỉnh SVTH: Hoàng Thị Kim Oanh Trang 77 Cơ cấu điều chỉnh: có nhiệm vụ biến tín hiệu nhận sai lệch X để gây tác động điều chỉnh trực tiếp Giá trị điều chỉnh đợc thay đổi liên tục tơng ứng với thay đổi liên tục cấu điều chỉnh Cấu tạo số thiết bị tự động: Bộ cảm biến áp suất: Trong điều chỉnh thờng sử dụng cảm ứng áp suất kiểu màng hộp xếp, piston, ống cong đàn hồi, việc chọn cảm ứng áp suất phụ thuộc vào việc cảm ứng điều chỉnh độ xác theo yêu cầu P P SVTH: Hoàng Thị Kim Oanh Trang 78 Bộ cảm ứng nhiệt độ: Cảm ứng nhiệt độ kiểu Cảm ứng nhiệt độ kiểu điện trở lưỡng kim giãn nở Hoạt động cảm ứng nhiệt độ dựa nguyên lý giãn nở nhiệt, mối quan hệ nhiệt độ chất khí áp suất bão hoà hệ kín dựa nguyên lý nhiệt điện trở Bộ cảm ứng mức đo chất lỏng: Mức chất lỏng đo đợc nhiều cách khác nhng phơng pháp đơn giản có độ xác cao đo phao Kiểu phao Kiểu mảng Bộ cảm biến lu lợng: SVTH: Hoàng Thị Kim Oanh Trang 79 Bộ cảm biến lu lợng đợc xây dựng phụ thuộc Q=f.V f: Diện tích đờng ống dẫn V: Tốc độ chất lỏng chảy ống dẫn theo định luật Becnuli V= 2.P S Với S: Tỷ trọng chất lỏng P: Độ chênh lệch áp suất chất lỏng Nếu tỷ trọng không đổi lu lợng thể tích phụ thuộc vào hai thông số tiết diện f độ chênh lệch áp suất P Ta có hai cách đo lu lợng: + Khi tiết diện không đổi đo lu lợng độ chênh lệch áp suất trớc sau thiết bị có ống hẹp + Khi độ chênh lệch áp suất không đổi đo điện tích tiết diện ống dẫn xác định đợc lu lợng dòng chảy Kết luận SVTH: Hoàng Thị Kim Oanh Trang 80 Phân xởng chng cất dầu thô đóng vai trò vô quan trọng nhà máy chế biến dầu nào, cho ta nhận đợc phân đoạn nhiên liệu cặn mazut tạo nguồn nguyên liệu cho trình chế biến sau Muốn thiết kế dây chuyền chng cất tốt phải ngiên cứu kỹ lỡng vấn đề liên quan nh chất dầu thô, phơng pháp chng cất yếu tố ảnh hởng đến trình, Sau thời gian tìm hiểu đọc tài liệu với giúp đỡ thầy giáo: TS Lê Văn Hiếu em hoàn thành đồ án thiết kế dây chuyền chng cất dầu thô có phần nhẹ (dầu nặng) loại tháp Về bản, đồ án gồm có phần sau: - Tổng quan lý thuyết trình chng cất - Tính toán công nghệ, chế độ làm việc tháp chng cất - Tính toán kinh tế - Tham khảo phần xây dựng công nghiệp, cách bố trí mặt phân xởng biện pháp an toàn tự động hoá Qua trình làm đồ án em đợc bổ sung nhiều kiến thức chng cất dầu thô, nhiên tránh khỏi thiếu sót.Vậy em mong đợc nhận thêm bảo thầy giáo, cô giáo để đồ án em hoàn thiện Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Văn Hiếu thầy cô tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình học tập vừa qua Hà Nội, ngày 30 tháng năm 2005 Sinh viên Hoàng Thị Kim Oanh Tài liệu tham khảo SVTH: Hoàng Thị Kim Oanh Trang 81 Lê Văn Hiếu Công nghệ chế biến dầu mỏ; Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội 2000 PGS TS Đinh Thị Ngọ Hoá học dầu mỏ; Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội 1999 Võ Thị Liên, Lê Văn Hiếu Công nghệ chế biến dầu khí; Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội 1982 Le Pétrole Raffinage et génie chimique; 1972; Editions technip 27 Rue ginoux 75737 Paris Bộ môn Nhiên liệu Giáo trình tính toán công nghệ trình chế biến dầu mỏ; Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội 1972 Hiệu đỉnh PTS Trần Xoa, PGS-PTS Nguyễn Trọng Khuông, PTS Phạm Xuân Toản Sổ tay trình thiết bị công nghệ hoá chất; tập II Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội 1992 Hiệu đỉnh: PTS Trần Xoa, PTS Nguyễn Trọng Khuông, KS Hồ Lê Viên Sổ tay trình thiết bị công nghệ hoá chất; tập I Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội 1999 Trần Mạnh Trí Hoá học dầu mỏ khí; Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội 1980 Trần Mạnh Trí Dầu mỏ dầu khí Việt Nam; Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội 1996 10 Hớng dẫn thiết kế trình chế biến dầu mỏ trờng ĐHBK-HN 1975 11 Nelson W.L Petroleum rafinery engineering New York, 1958 12 Ngô Bình Hớng dẫn thiết kế tốt nghiệp (phần xây dựng) ; Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội 1975 SVTH: Hoàng Thị Kim Oanh Trang 82 [...]... phân chia dầu mỏ nh sau : Dầu mỏ họ parafinic : K = 13 ữ 12 ,15 Dầu mỏ họ trung gian : K = 12 ,1 ữ 11 ,5 Dầu mỏ họ naphtanic : K = 11 ,45 ữ 10 ,5 Dầu mỏ họ aromatic : K = 10 2.2 Phân loại dầu thô theo bản chất vật lý: Cách phân loại này dựa theo tỷ trọng Biết tỷ trọng có thể chia dầu thô theo ba cấp: Dầu nhẹ : d 415 < 0,830 Dầu trung bình : d = 0,830 ữ 0,884 Dầu nặng : d > 0,884 Hoặc có thể phân loại theo... áp dụng loại hình công nghệ chng cất cho thích hợp Hình 1a: Sơ đồ chng cất dầu thô loại AD Hình 1b: Sơ đồ chng cất dầu thô loại VD SVTH: Hoàng Thị Kim Oanh Trang 20 Hình 1c: Sơ đồ chng cất dầu thô loại VD nhận dầu nhờn Hình 1d: Sơ đồ chng cất kết hợp AVD Chú thích: 1 Thiết bị trao đổi nhiệt; 2 Lò đốt; 3 Làm lạnh; 4 Tháp chng cất; 5 Tháp tái sinh hơi; 6 Bể chứa; 7 Tháp chng cất chân không; I Dầu thô;... cấp sau : Dầu rất nhẹ : d 415 < 0,830 Dầu nhẹ vừa : d = 0,830 ữ 0,850 Dầu hơi nặng : d = 0,850 ữ 0,865 Dầu nặng : d = 0,865 ữ 0,905 Dầu rất nặng : d > 0,905 Ngoài ra, trên thị trờng dầu thế giới còn sử dụng độ 0API thay cho tỷ trọng và đợc tính nh sau: 0 API = 14 1,5 - 13 1,5 d15,6 15 ,6 Dầu thô thờng có độ 0API từ 40 (d = 0,825) đến 10 (d 1) 3 Các đặc tính vật lý quan trọng cuả dầu thô: 3 .1 Tỷ trọng:... gặp ở các dạng nh: - Mercaptan : R- S - H - Sunfua : R- S -R - Disunfua : R- S -S-R - Thiophen : S - Lu huỳnh tự do : S , H2S Các hợp chất chứa lu huỳnh của dầu mỏ có thể ở dạng khí hoà tan trong dầu (H2S) hoặc ở dạng lỏng phân bố hầu hết trong các phân đoạn dầu mỏ Phân đoạn càng nặng các hợp chất chứa lu huỳnh càng nhiều so với các phân đoạn nhẹ Các chất hữu cơ có chứa lu huỳnh là loại hợp chất phổ... định loại dầu b Phơng pháp của Viện dầu mỏ Pháp: Phơng pháp này đo tỷ trọng (d 415 ) của phân đoạn 250 đến 3000C của dầu thô, trớc và sau khi xử lý với axit sunfuric Sau đó dựa vào khoảng tỷ trọng để phân loại dầu tơng ứng c Phơng pháp của Viện dầu mỏ Mỹ: Chng cất dầu thô sơ bộ, tách ra làm hai phân đoạn: phân đoạn 250 đến 2750C và phân đoạn 275 đến 415 0C, sau đó đo tỷ trọng ở 15 ,6 0C (600F) của mỗi phân. .. vào áp suất chung của tháp và áp suất riêng phần của sản phẩm dầu mỏ Lợng hơi nớc dùng cho tháp chng ở áp suất khí quyển khoảng 1, 2 ữ 3,5% trọng lợng Khi chng cất ở áp suất chân không thì thờng tiến hành ở áp suất 10 ữ 70 mmHg Độ chân không càng sâu càng cho phép chng sâu hơn, nhng nếu áp suất quá thấp sẽ khó chế tạo thiết bị với năng suất lớn 3 Điều khiển, khống chế chế độ làm việc của tháp chng cất: ... chất vật lý 2 .1 Phân loại dầu thô dựa vào bản chất hoá học: Phân loại theo bản chất hoá học có nghĩa là dựa vào thành phần của hydrocacbon có trong dầu Nếu trong dầu, họ hydrocacbon nào chiếm phần chủ yếu thì dầu sẽ mang tên loại đó Ví dụ, dầu parafinic thì hàm lợng RH parafin trong đó phải chiếm 75% trở lên Trong thực tế, không tồn tại các loại dầu thô thuần chủng nh vậy, mà chỉ có các loại dầu trung... hay chng cất trong chân không VD (Vacuum Distillation) hay kết hợp cả 2 công nghệ ADVD gọi tắt là AVD (hình 1d) - Với mục đích nhận các phân đoạn xăng (naphta nhẹ, naphta nặng) , phân đoạn kerosen, phân đoạn diezel (nhẹ, nặng) và phần cặn còn lại sau chng cất ngời ta sử dụng công nghệ AD (hình 1a) Trang 19 SVTH: Hoàng Thị Kim Oanh - Còn khi muốn chng cất sâu thêm phần cặn thô nhằm nhận các phân đoạn... Oanh Trang 9 2 Phân loại dầu thô: Dầu thô muốn đa vào chế biến hoặc buôn bán trên thị trờng, cần phải xác định xem chúng thuộc loại nào: dầu nặng hay dầu nhẹ; dầu có chứa nhiều parafinic, naphtenic hay aromatic; dầu có chứa nhiều lu huỳnh hay không? Từ đó mới xác định đợc giá trị của dầu trên thị trờng và hiệu quả thu đợc của các sản phẩm khi chế biến Có nhiều phơng pháp để phân loại dầu mỏ, song chủ... và với mỗi loại dầu thô khác nhau hiệu suất các phân đoạn trên sẽ khác nhau 3.3 Hệ số đặc trng K: Hệ số đặc trng K đợc dùng để phân loại dầu thô, tính toán thiết kế hay chọn điều kiện công nghệ chế biến thích hợp Dựa vào hệ số đặc trng K ngời ta biết đợc dầu thô mang đặc tính của loại hydrocacbon nào là chính Dầu thô mang đặc tính parafinic thờng cho hiệu suất xăng, kerosen, gasoil cao, cho dầu nhờn