Đồ án chuyên ngành BKHN - Đề tài thiết kế phân xưởng isome hóa (Nguyễn Hoàng Nam) Full | Cộng đồng Kỹ thuật cơ điện Việt Nam EBOOKBKMT

Hiện nay, năng lượng giữ một vai trò cực kỳ quan trọng đối với sự phát triển kinh tế - xã hội và đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia. Do đó, trong chính sách phát triển bền vững của các quốc gia, vấn đề phát triển năng lượng luôn được đặt lên hàng đầu. Trong số các nguồn năng lượng mà con người đang khai thác và sử dụng, dầu mỏ là một nguồn năng lượng quan trọng đối với nhiều quốc gia trên thế giới. Tuy nhiên, vào những năm cuối thế kỷ XX và đầu thế kỷ XXI, nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng tăng nhanh. Theo dự báo của IEO (International Energy Organization), nhu cầu sử dụng năng lượng trên thế giới sẽ tăng 60% từ năm 1999 đến năm 2020, trong khi trữ lượng dầu mỏ ngày càng cạn kiệt và khan hiếm.

Công nghệ chế biến dầu mỏ đã ra đời từ rất sớm, và cho đến nay, thế giới đã khai thác, chế biến và sử dụng một lượng dầu khổng lồ với tốc độ rất nhanh chóng, tăng gấp đôi trong khoảng 10 năm cho đến năm 1980. Ngành công nghiệp dầu mỏ phát triển nhanh chóng và trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn trong thế kỷ XX.

Trong số các sản phẩm dầu mỏ, xăng là một nguyên liệu quan trọng trong đời sống, được sử dụng trong nhiều máy móc và phương tiện công nghiệp cũng như dân dụng. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ và yêu cầu bảo vệ môi trường, nhu cầu về xăng chất lượng cao ngày càng tăng. Xu hướng chung của các quốc gia trên thế giới là thay thế xăng pha chì bằng xăng không pha chì nhằm hạn chế ô nhiễm môi trường.

Ngành công nghiệp chế biến dầu mỏ sử dụng hai quá trình chủ đạo để sản xuất xăng có trị số octan cao là quá trình Reforming xúc tác và quá trình Cracking xúc tác. Do nhu cầu xăng tăng lên, phần C5-C6 của công nghiệp hóa dầu có số lượng lớn nhưng không thể đạt được trị số octan cao để sản xuất xăng. Trước đây, phân đoạn này chỉ được dùng để pha trộn vào xăng nhằm đạt được áp suất hơi bão hòa, còn trị số octan không đủ cao và đa số chứa các cấu tử parafin mạch thẳng có trị số octan thấp. Để nhận được sản phẩm có trị số octan cao từ phân đoạn này, quá trình Isome hóa được sử dụng nhằm biến đổi các cấu tử parafin mạch thẳng thành các cấu tử parafin mạch nhánh có trị số octan cao, từ đó nâng cao đáng kể năng suất và chất lượng xăng.

Vì tầm quan trọng này, trong công nghiệp chế biến dầu, quá trình Isome đã được nhiều công ty trên thế giới chú trọng nghiên cứu và phát triển, điển hình là các hãng công nghệ lớn như UOP (Universal Of Products), Axens, BP, Shell,...

Với đề tài đồ án chuyên ngành "Tìm hiểu, thiết kế phân xưởng Isome hoá", ta sẽ nắm rõ được công nghệ và vai trò của quá trình Isome hóa trong công nghiệp chế biến dầu mỏ.

NỘI DUNG:

MỞ ĐẦU

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH ISOME HOÁ 1

1. Mục đích quá trình đồng phân hoá (Isome hoá) 1

2. Nguyên liệu của quá trình Isome hoá 1

3. Sản phẩm của quá trình Isome hoá 3

4. Các phản ứng của quá trình 4

4.1. Các phản ứng chính 4

4.2. Phản ứng khác 5

5. Đặc trưng về nhiệt động học 6

6. Xúc tác cho quá trình Isome hóa 8

7. Cơ chế phản ứng 9

8. Điều kiện công nghệ của quá trình 11

8.1. Nhiệt độ 11

8.2. Tốc độ nạp liệu 12

8.3. Áp suất Hydro 13

8.4. Nguyên liệu 13

CHƯƠNG II. CÁC CÔNG NGHỆ ISOME HOÁ 14

1. Các công nghệ Isome hóa 14

1.1. Công nghệ Isome hoá pha lỏng xúc tác AlCl3 14

1.2. Công nghệ Isome hoá pha hơi 15

2. Lựa chọn công nghệ 24

2.1. Các công nghệ Penex của UOP 24

2.2. Quá trình Molex 26

2.3. Thiết kế dây chuyền 29

CHƯƠNG III. TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ CHÍNH 31

1. Cơ sở và nhiệm vụ của quá trình tính toán 31

1.1. Các thông số ban đầu: 31

1.2. Các bước tính toán các lò phản ứng 31

1.3. Những số liệu cần thiết cho trước 31

1.4. Tính toán 32

1.5. Tính toán cân bằng vật chất của lò phản ứng thứ nhất 37

1.6. Tính toán cân bằng vật chất lò phản ứng thứ 2 39

1.7. Tính toán cân bằng nhiệt lượng 45

CHƯƠNG IV. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH 52

2. Tính toán kích thước chính lò phản ứng thứ nhất 52

3. Tính toán kích thước chính của lò phản ứng 2 55

3. Tóm tắt phần tính toán 58

KẾT LUẬN 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Sự phụ thuộc giữa nồng độ và nhiệt độ của phản ứng Isome hoá [1] 7

Hình 1.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến thành phần của sản phẩm [1] 12

Hình 2.1 Sơ đồ Isome hoá pha lỏng 14

Hình 2.2 Sơ đồ công nghệ Isome hoá của IFP [1] 16

Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ UCC Shell Hysomer [3] 17

Hình 2.4 Sơ đồ công nghệ Isome hoá của PP 18

Hình 2.5 Sơ đồ công nghệ Isome hoá n-butan của UOP [1] 20

Hình 2.6 Sơ đồ công nghệ TIP của UOP [1] 21

Hình 2.7 Sơ đồ công nghệ Penex của UOP [4] 23

Hình 2.8 Sơ đồ công nghệ Isome hoá/DIH của UOP 25

Hình 2.9 Sơ đồ công nghệ DIP/Isome hoá/Siêu DIH của UOP [4] 26

Hình 2.10 Lựa chọn tuần hoàn MeC5 và nC6 [6] 27

Hình 2.11 Lựa chọn tuần hoàn nC5 và nC6 kết hợp thiết bị Molex [6] 28

Hình 2.12 Lựa chọn tuần hoàn MeC5, nC5 và nC6 [6] 28

Hình 2.13: Dây chuyền công nghệ Penex – Plus kết hợp Molex 30

Hình III.1. Xác định hằng số tốc độ k5, k6 (kmolng.liệu/h.kgxt) 41

Hình III.2 Đồ thị cân bằng của parafin C5 [9] 43

Hình III.3. Đồ thị cân bằng của parafin C6 [9] 44

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Trị số octan và điểm sôi của hydrocacbon C5 – C6 [1] 1

Bảng 1.2 Thành phần nguyên liệu tiêu biểu [1] 2

Bảng 1.3 Thành phần sản phẩm từ những nguyên liệu khác nhau [1] 4

Bảng 1.4 Nhiệt phản ứng tạo thành các sản phẩm Isome hoá [1] 6

Bảng 1.5 Điều kiện vận hành và RON của sản phẩm (chuyển hóa 1 lần) khi sử dụng các loại xúc tác khác nhau [2] 11

Bảng 2.1 Chế độ công nghệ của công nghệ Shell Devlopment Co [1] 15

Bảng 3.1 Thành phần của nguyên liệu 32

Bảng 3.2. Khối lượng phân tử của các họ cấu tử 34

Bảng 3.3. Phần khối lượng và phần mol của các họ cấu tử 34

Bảng 3.4. Khối lượng riêng của các cấu tử 34

Bảng 3.5. Năng suất tính theo mol của các họ cấu tử trong nguyên liệu 36

Bảng 3.6. Phân bố xúc tác trong hai lò 37

Bảng 3.7. Thành phần áp suất riêng phần 37

Bảng 3.8. Cân bằng vật chất lò thứ nhất 39

Bảng 3.9. Thành phần, áp suất nguyên liệu và khí tuần hoàn vào lò thứ 2 40

Bảng 3.10. Cân bằng vật chất của lò phản ứng thứ hai 44

Bảng 3.11. Lượng sản phẩm 44

Bảng 3.12 Giá trị nhiệt dung riêng [8] 46

Bảng 3.13: Nhiệt dung riêng của hỗn hợp nguyên liệu đầu vào và hydro tuần hoàn 250C và ở 2000C 46

Bảng 3.14:Giá trị hiệu ứng nhiệt của từng phản ứng 47

Bảng 3.15: Cân bằng nhiệt lượng của thiết bị phản ứng 1 48

Bảng 3.16 Giá trị nhiệt dung riêng [8] 49

Bảng 3.17. Nhiệt dung riêng của hỗn hợp nguyên liệu và hyđro ở 120℃ 50

Bảng 3.18: Cân bằng nhiệt lượng của thiết bị phản ứng 2 51

Bảng 4.1: Độ nhớt động học của các cấu tử ở 200oC 54

Bảng 4.2: Độ nhớt động học của các cấu tử ở 120oC 58

LINK 1 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 2 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 3 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 4 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK DOWNLOAD (TÀI LIỆU PRO)