Thiết kế dây chuyền chưng cất dầu thô ít phần nhẹ

Dầu mỏ được con người biết đến từ thời cổ xưa, đến thế kỷ 18, dầu mỏ được sử dụng làm nhiên liệu để đốt cháy, thắp sáng. Sang thế kỷ19, dầu được coi như là nguồn nhiên liệu chính cho mọi phương tiện giao thông và cho nền kinh tế quốc dân. Hiện nay, dầu mỏ đã trở thành nguồn năng lượng quan trọng nhất của mọi quốc gia trên thế giới. Khoảng 65 70% năng lượng sử dụng đi từ dầu mỏ, chỉ có 20 22% năng lượng đi từ than, 5 6% từ năng lượng nước và 8 12% từ năng lượng hạt nhân.

Dầu mỏ là nguồn khoáng sản rất quý, hướng ửng dụng mạnh mẽ nhất hiện nay là làm nhiên liệu cho động cơ và nhiên liệu công nghiệp , phần năng lượng từ các sản phẩm dầu khí đã chiếm đến 70% trong toàn bộ năng lượng tiêu thụ trên thế giới hiện nay . Mặt khác lĩnh vực sử dụng có hiệu quả của dầu mỏ là làm nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hoá dầu như: sản xuất cao su, chất dẻo, tơ sợi tổng hợp, các chất hoạt động bề mặt, phân bón, thậm chí cả protêin.Ngoài các sản phẩm nhiên liệu và sản phẩm hoá học của dầu mỏ, các sản phẩm phi nhiên liệu như dầu mỡ bôi trơn, nhựa đường, hắc ín... cũng là một phần quan trọng trong sự phát triển của công nghiệp. Nếu không có dầu mỡ bôi trơn thì không thể có công nghiệp động cơ, máy móc, là nền tảng của kinh tế xã hội.

Sở dĩ công nghiệp chế biến dầu phát triển mạnh là nhờ các đặc tính quý riêng của nguyên liệu dầu mỏ và nguyên liệu từ than hoặc các khoáng chất khác không thể có, đó là giá thành thấp, thuận tiện cho quá trình tự động hoá, dễ khống chế các điều kiện công nghệ và có công suất chế biến lớn, sản phẩm thu được có chất lượng cao, ít tạp chất và dễ tinh chế, dễ tạo ra nhiều chủng loại sản phẩm đáp ứng mọi nhu cầu của các ngành kinh tế quốc dân.

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp dầu khí trên thế giới, dầu khí Việt Nam cũng đã được phát hiện từ những năm 1970 và đang trên đà phát triển. Chúng ta đã tìm ra nhiều mỏ chứa dầu trữ lượng tương đối lớn như mỏ Bạch Hổ, Đại Hùng, mỏ Rạng Đông, mỏ Rồng vùng Nam Côn Sơn; các mỏ khí như Tiền Hải (Thái Bình), Lan Tây, Lan Đỏ... Năm 1994 chúng ta đã khai thác được 6,7 triệu tấn dầu, năm 1995 đã khai thác được 7,5 triệu tấn , năm 1997 đã khai thác tới 10,1 triệu tấn dầu không kể khí , năm 2000 khai thác được 16,202 triệu tấn dầu và đến năm 2002 trên 17 triệu tấn dầu

NỘI DUNG:

PHẦN I : TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT 8

CHƯƠNG I : NGUYÊN LIỆU 8

I. Nguồn gốc của Dầu mỏ : 8

II. Thành phần hoá học của Dầu mỏ : 11

II.1. Thành phần nguyên tố của dầu mỏ : 11

II.2. Thành phần hydrocacbon trong Dầu mỏ : 11

II.2.1. Hydrocacbon parafin : RHp 11

II.2.2 Các hydrocacbon naphtenic: 14

II.2.3 Hydrocacbon thơm (aromatic): 16

II.2.4 Hydrocacbon loại hỗn hợp naphten – thơm. 18

II.3. Các thành phần phi hydrocacbon trong dầu mỏ: 20

II.3.1. Các hợp chất chứa S: 20

II.3.1.1. Lưu huỳnh dạng mercaptan: 20

II.3.1.2 Lưu huỳnh dạng sunfua và disunfua 21

II.3.1.3. Lưu huỳnh dạng Tiophen 21

II.3.1.4. Lưu huỳnh dạng tự do: 22

II.3.2. Các hợp chất chứa Nitơ: 23

II.3.3. Các hợp chất chứa oxy : 24

II.3.4. Các kim loại nặng : 25

II.3.5. Các chất nhựa và asphanten : 25

II.3.6. Nước lẫn trong dầu mỏ (nước khoan) : 27

III. Các đặc tính vật lý quan trọng của dầu thô : 28

III.1. Tỷ trọng : 28

III.2. Độ nhớt của dầu và sản phẩm dầu : 29

III.3. Thành phần phân đoạn : 29

III.3.1. Đường cong chưng cất Engler : 30

III.3.2. Đường cong điểm sôi thực : 30

Hình 2. Đường cong điểm sôi thực của hỗn hợp 2 cấu tử A và B 31

III.4. Nhiệt độ sôi trung bình: 33

III.5. Hệ số đặc trưng K: 33

IV. Các sản phẩm trong lọc dầu 35

CHƯƠNG II: SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH CHƯNG CẤT 36

I. Khí hydrocacbon 36

II. Phân đoạn xăng 36

II.1. Thành phần hoá học 36

II.2. Ứng dụng 37

III. Phân đoạn Kerosen: 38

III.1. Thành phần hoá học 38

III.2. Ứng dụng 38

IV. Phân đoạn diezel 39

IV.1. Thành phần hoá học: 39

IV.2. Ứng dụng của phân đoạn 39

V.Phân đoạn dầu nhờn (còn được gọi là gasoil chân không) 40

V.1. Thành phần hoá học 40

V.2. Ứng dụng: 40

VI. Phân đoạn mazut 41

VII. Phân đoạn gudrron (phân đoạn cặn dầu mỏ): 41

VII.1. Thành phần hoá học: 41

VII.1.1. Nhóm chất dầu: 41

VII.1.2. Nhóm chất nhựa 42

VII.1.3. Nhóm asphanten: 42

VII.2. Ứng dụng 42

CHƯƠNG III: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH CHƯNG CẤT DẦU THÔ 43

I. Chưng đơn giản: 43

I.1. Chưng bay hơi dần dần 43

I.2. Chưng cất bằng cách bay hơi một lần 44

I.3. Chưng cất bay hơi nhiều lần: 45

II. Chưng cất phức tạp: 46

II.1. Chưng cất có hồi lưu 46

II.2. Chưng cất có tinh luyện 47

III. Chưng cất trong chân không và chưng cất bằng hơi nước. 49

CHƯƠNG IV CHƯNG CẤT DẦU THÔ 52

I- Mục đích và Ý nghĩa của quá trình chưng cất dầu thô 52

II- Chuẩn bị nguyên liệu dầu khí trước khi chế biến . 53

II.1. Các hợp chất có hại trong dầu thô : 53

II.2 Ổn định dầu nguyên khai 55

II.3.Tách các tạp chất cơ học, nước và muối: 56

II.3.1.Tách bằng phương pháp cơ học: 56

II.3.2 Các phương pháp khác. 58

III. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chưng cất. 59

III.1 Chế độ nhiệt của tháp chưng luyện. 59

III.2. Áp suất của tháp chưng : 63

III.3. Những điểm cần chú ý khi điều chỉnh, khống chế làm việc của tháp chưng cất. 64

III.4.Các điều kiện cần thiết để đảm bảo cho việc chưng cất : 65

IV.Dây chuyền công nghệ : 65

IV.1. Lựa chọn sơ đồ công nghệ và chế độ công nghệ của quá trình chưng cất : 66

IV.2. Chọn sơ đồ công nghệ chưng cất đầu thô loại hai tháp 66

IV. 3. Ưu điểm và nhược điểm: 69

CHƯƠNG V: THIẾT BỊ CHÍNH CỦA SƠ ĐỒ 72

I. Tháp chưng : 72

I.1. Tháp đệm 72

I.2 Tháp đĩa chụp : 73

I.3. Tháp đĩa sàng : 74

II. Lò đốt : 75

II.1. Phân loại lò ống: 75

II.1.1. Phân loại theo hình dạng và cấu trúc : 75

II.1.2. Phân loại theo mục đích sử dụng : 76

III-Thiết bị trao đổi nhiệt : 78

III.1- Thiết bị trao đổi nhiệt ống xoắn ruột gà : 78

III.2- Loại thiết bị trao đổi nhiệt lồng ống : 80

III.3- Loại thiết bị ống chùm : 81

TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ 82

I. Tính cân bằng vật chất 82

I.1. Tại tháp tách sơ bộ 82

I.2. Tại tháp tách phân đoạn 83

II. Thiết lập đường cân bằng (VE) cho các sản phẩm 84

II.1. Đường cân bằng (VE) sản phẩm xăng 84

II.2. Đường cân bằng của sản phẩm kerosen 86

II.3. Đường cân bằng của gazoil 86

III. Xác định các đại lượng trung bình của sản phẩm 87

III.1. Tỷ trọng trung bình 87

III.2. Xác định nhiệt độ sôi trung bình 88

III.3. Tính phân tử lượng trung bình của các sản phẩm 89

IV. Tính tiêu hao hơi nước 89

IV.1. Tính tiêu hao hơi cho tháp phân đoạn 89

IV.2. Tính tiêu hao nước cho các tháp tách 89

V. Tính chế độ của tháp chưng cất 90

V.1. Tính áp suất của tháp 90

V.1.1. Áp suất tại đỉnh tháp 90

V.1.2. áp suất tại đĩa lấy kerosen 91

V.1.3. áp suất tại đĩa lấy gazoil 91

V.1.4. áp suất tại đĩa nạp liệu 91

V.2. Tính nhiệt độ của tháp 91

V.2.1. Nhiệt độ tại đĩa nạp nhiên liệu 91

V.2.2. Nhiệt độ tại đáy tháp 92

V.2.3. Nhiệt độ tại đỉnh tháp 92

V.2.4. Nhiệt độ tại đĩa lấy kerosen 94

V.2.5. Nhiệt độ tại đĩa lấy gazoil 96

V.3. Tính chỉ số hồi lưu đỉnh tháp 98

VI. Tính kích thước của tháp chưng cất 98

VI.1. Tính đường kính tháp 98

VI.2. Tính chiều cao của tháp 100

VI.3. Tính số chóp và đường kính chóp 101

PHẦN III : AN TOÀN LAO ĐỘNG 102

I. An toàn lao động trong phân xưởng chưng cất khí quyển. 102

I.1. Yêu cầu về phòng cháy chữa cháy : 102

I.2. Trang bị phòng hộ lao động : 104

I.3. Yêu cầu đối với vệ sinh môi trường. 105

II. Tự động hoá : 105

II.1. Các dạng sau : 107

II.2. Cấu tạo của một số thiết bị tự động. 109

PHẦN IV. THIẾT KẾ XÂY DỰNG 111

I. Yêu cầu chung : 111

II. Yêu cầu về kỹ thuật. 111

III. Yêu cầu về vệ sinh công nghiệp. 111

IV. Giải pháp thiết kế xây dựng : 112

IV.1. Sơ đồ khối biểu diễn dây chuyền trong phân xưởng. 112

IV.2. Đặc điểm của phân xưởng sản xuất : 113

IV.3. Bố trí mặt bằng phân xưởng : 113

KẾT LUẬN 117

TÀI LIỆU THAM KHẢO 118

LINK DOWNLOAD