chung cat dau tho p thuong

8/7/2019 chung cat dau tho p thuong

http://slidepdf.com/reader/full/chung-cat-dau-tho-p-thuong 1/30

ĐỀ TÀI: Khái quát về quá trình chưng cất dầuthô ở áp suất thường và áp suất chân không

MỞ ĐẦU :DÇu má dîc t×m thÊy vµo n¨m 1859 t¹i Mü. Lóc bÊy

giê lîng dÇu th« khai th¸c ®îc cßn rÊt Ýt, chØ phôc vô chomôc ®Ých ®èt ch¸y vµ th¾p s¸ng. Nhng chØ mét n¨m sau®ã, kh«ng chØ riªng ë Mü mµ çc níc kh¸c ngêi ta còng ®·t×m thÊy dÇu. Tõ ®ã s¶n lîng dÇu ®îc khai th¸c ngµy

cµng t¨ng lªn rÊt nhanh. §©y lµ bíc chuyÓn m×nh ®i lªncña nghµnh khai th¸c vµ chÕ biÕn dÇu má.

DÇu má lµ hçn hîp rÊt phøc t¹p gåm hi®rocacbon,khÝthiªn nhiªn,khÝ dÇu má vµ çc t¹p chhÊt kh¸c nh CO 2 ,H2S,N2O..DÇu má muèn s ử dụng h× ph¶i tiÕn hµnh ph©n chiathµnh tõng ph©n ®o¹n. Mçi thµnh phÇn ph©n ®o¹n cho ta

biÕt dîc lo¹i s¶n phÈm thu vµ khèi lîng cña chóng. Qu¸tr×nh chng cÊt dÇu th« lµ mét qu¸ tr×nh vËt lý ph©n chiadÇu th« thµnh çc ®o¹n. Qu¸ tr×nh nµy ®îc thùc hiÖnb»ng çc ph¬ng ph¸p kh¸c nhau nh»m t¸ch çc cÊu tö cãtrong dÇu th« theo tõng kho¶ng thêi gian kh¸c nhau mµkh«ng lµm ph©n huû chóng. Tuú theo biÖn ph¸p chng cÊtmµ ta chia qu¸ tr×nh chng cÊt thµnh chng ®¬n gi¶n, chngphøc t¹p chng cÊt nhê cÊu tö bay h¬i hay chng cÊt trongch©n kh«ng. Trong çc nhµ m¸y läc dÇu, ph©n xëng chngcÊt dÇu th« cho phÐp ta cã thÓ thu ®îc çc ph©n ®o¹ndÇu má ®Ó thùc hiÖn çc qu¸ tr×nh tiÕp theo.



Trong ®å ¸n nµy ®Ò cËp ®Õn c¸c vÊn ®Ò lý thuyÕtcã liªn quan, trªn c¬ së ®ã thiÕt kÕ d©y chuyÒn chng cÊtdÇu th«.

NỘI DUNG:CHƯƠNG I: Tổng quan về quá trình chưng cất dầuthô:I.1.Mục đích và ý nghĩa:I.1.1.Mục đích-Khi áp dụng loại hình công nghệ AD,chúng ta chỉ chưng cất dầu thôvới mục đích nhận các phân đoạn nhẹ (naphta nhẹ,naphta nặng )

phân đoạn kerosen:phân đoạn diezel( nhẹ ,nặng) và phần cặn sau khichưng cất. khi muốn chưng cất sâu thêm phần cặn thô nhằm nhậncác phân đoạn gasoile chân không hay phân đoạn dầu nhờn, người tadùng chưng cất VD.phân đoạn gasoil chân không là nguyên liệu quýcho quá trình chế biến để nhận thêm xăng bằng quá trìnhcracking.phân đoạn dầu nhờn được dùng để chế tạo các sản phẩm

daauf mở bôi trơn. Còn phần cặn của chưng cất VD gọi là phân đoạnI.1.1.ý nghĩa

Trong công nghiệp chế biên dầu ,dầu thô sâu khi đã được xử lýqua các quá trình tách nước, muối và tạp chất cơ học, được dua vào



chưng cất. Các quá trinh chưng cất dâu thô ở áp suất khí quyển AD(Atmospheric distillation ) và chưng cất chân không VD (VacuumDitillation) thuộc về các quá trinh ché biến vật lý . chưng cât ở áp

suất khí quyển AD với nguyên liệu la dầu thô đôi khi còn là quá trìnhCDU ( Crude oil Distillation Unit ), còn là chưng cất VD dùng nguyênliệu là cặn của của quá trình chưng cất AD, trong thực tế đôi khi còngọi là cặn chưng cất (cặn thô hay mazut). Tùy theo bản chất cửanguyên liệu và mục đích của quátrình mà chúng ta sẽ áp dụng chưngcất AD, VD hay kết hợp cả AD-VD.-Khi áp dụng loại hình công nghệ AD,chúng ta chỉ chưng cất dầu thôvới mục đích nhận các phân đoạn nhẹ (naphta nhẹ,naphta nặng)phân đoạn diezel( nhẹ ,nặng) và phần cặn sau khi chưng cất. khimuốn chưng cất sâu thêm phần cặn thô nhằm nhận các phân đoạngasoile chân không hay phân đoạn dầu nhờn, người ta dùng chưngcất VD.phân đoạn gasoil chân không là nguyên liệu quý cho quá trìnhchế biến để nhận thêm xăng bằng quá trình cracking.phân đoạn dầunhờn được dùng để chế tạo các sản phẩm daauf mở bôi trơn. Cònphần cặn của chưng cất VD gọi là phân đoạn cặn gudron,được dùngđể chế tạo bitum, nhựa đường hay làm nguyên liệu cho quá trình cốchóa sản xuất cốc dầu mỏ. như vậy tùy theo thành phần của dầu mỏ,nguyên liệu và mục đích chế biến mà người ta áp dụng loại hìnhchưng cất thích hợp(AVD).

I.2.Cơ sở lý thuyết của quá trình chưng cất:-Chưng cất dầu thô là một quá trinh vật lý phân chia dầu thô thành cácphân đọan.Quá trình này được thực hiện bằng các biện pháp khác nhaunhằm tách phần dầu theo nhiệt độ sôi của các cấu tử có trong dầu mà



không làm phân hủy chúng,có thể kể tới quá trình chưng cất đơn giản,phức tạp, chưng cất chân không .

I.3phân loại:

1.Chưng cất đơn giản..Chưng bay hơi dần dần.Chưng bay hơi một lần.Chưng bay hơi nhiều lần

2.Chưng cất phức tạp..Chưng cất có hồi lưu

.Chưng cất có tinh luyện3.Chưng cất trong chân không.

Chương II:Chưng cất ở áp suất thường:II.1Chưng cất đơn giản:.-Là quá trình chưng cất được tiến hành bằng phương pháp bay hơi dầndần, một lần hay nhiều lần một hỗn hợp lỏng cần chưng.

II.1.1. chưng bay hơi dần dần.



II 1.3. Chưng bay hơi nhiều lần-Đây là quá trinh gồm nhiều quá trình chưng bay hơi một lần nối tiếpnhau.phần cặn của lần chưng thứ nhất sẽ là nguyên liệu cho lần chưng thhai.

TB ngưng tự

Bể chứa

1

3

4

25

Tháp chưngGia nhiệt

Tháp chưng

TB ngưng tụ

6

7

Bểchứa

Chưng bay hơi nhiều lần(2 lần)

II.2.Chưng cất phức tạp:II.2.1Chưng cất có hồi lưu:

- nguyên liệu đi vào thápchưng(1), thành phần nhẹ đilên qua thiết bị ngưngtụ(3),sản phảm được lấy ra ở bể chứa(4).Phần cặn của quátrình thứ(1)qua nồi sôi lạiđược gia nhiệtđến nhiệt độsôi làm giàu cấu tử nhẹ, đivào tháp chưng(5) tiếp tụcquá trình và quá trình này lặpđi lặp lại cho đến hiệu quả tốiưu.



Hình 2.4. tháp chưng cất khí quyển.II.2.3.Công nghệ chưng cất dâu thô.-Việc lựa chọn sơ đồ công nghệ và chế độ công nghệ phụ thuộc vào đặctính nguyên liệu và mục đích của quá trình chế biến.-Dầu có chứa lượng khí hòa tan thấp (0,5-1,2)trữ lượng xăng thấp(12-15%) phân đoạn này có nhiệt độ sôi đến 1800c)và hiệu suất các phân đoạntới 3500c không lớn hơn 45%thì chọn sơ đồ chưng cất AD với bay hơi1lần và tháp tinh cất.(sơ đồ loại 1thap)-Dầu mỏ chứa nhiều phần nhẹ,tiềm năng sản phẩm trắng cao(50-60%),chứa nhiều phân đoạn xăng(20-30%)thì nên chọn sơ đồ chưng cất

AD bay hơi 2lan:Lần 1bay hơi sơ bộ một phần và tinh cất.Lần 2 tiến hànchưng cất phần dầu còn lại (sơ đồ loại 2 tháp)

II.2.3.1. Chưng cất dầu thô ở áp suất khí quyển.

-Chưng cất có tinh luyện giúpcho độ phân chia cao hơn khikét hợp với hồi lưu. Cơ sở củaquá trình này là tăng cường sựtrao đổi chất nhiều lần giữahai pha lỏng và khí.-Tháp chưng cất sẻ đươc trangbị các đĩa đệm để giúp sự tiếpxúc tốt hơn.Độ phân chia củamột hỗn hợp các cấu tử trongtháp phụ thuộc vào số lần tiếpxúc, lượng hồi lượng đĩa vàđỉnh tháp.



Trong chưng cất sôi dần hơi tạo thành thoát ra khỏi thiết bị chưng cấtngay lập tức, ngưng tụ trong thiết bị làm lạnh - ngưng tụ và đượcthu hồi dưới dạng distillat. Ngược lại, trong sôi một lần hơi tạo thành

trong quá trình nung nóng không thoát ra khỏi thiết bị cất cho đến khi đạtđến nhiệt độ nào đó, khi đó có một lượng pha hơi tách ra chất lỏng.Nhưng cả hai phương pháp chưng cất này đều không thể phân tách dầu vsản phẩm dầu thành các phân đoạn hẹp vì có một lượng thành phần cónhiệt sôi cao rơi vào ohần cất (distillat) và một phần phân đoạn nhiệt độsôi thấp ở lại trong pha lỏng. Do đó phải tiến hành ngưng tụ hồi lưu hoặtinh cất. Với quá trình này, dầu và sản phẩm dầu được nung nóng trongbình cầu. Hơi tạo thành khi chưng cất hầu như không chứa thành phần sôcao, được làm lạnh trong thiết bị ngưng tụ hồi lưu và chuyển sang thểlỏng - phần hồi lưu. Chất hồi lưu chảy xuống dưới, lại gặp hơi tạo thànhNhờ trao đổi nhiệt thành phần sôi thấp của phần hồi lưu hóa hơi, còn phầcó nhiệt độ sôi cao trong hơi sẽ ngưng tụ. Trong quá trình tiếp xúc này sựphân tách sẽ tốt hơn.

Tinh cất là sự tiếp xúc giữa dòng hơi bay lên và dòng lỏng chảy xuống -phần hồi lưu. Để tinh cất tốt phải tạo điều kiện tiếp xúc giữa pha hơi vàpha lỏng. Sự tiếp xúc này thực hiện được nhờ vào thiết bị tiếp xúc phânbố trong tháp (đệm, mâm..). Mức phân tách của các thành phần phụ thuộcnhiều vào số bậc tiếp xúc và lượng hồi lưu chảy xuống gặp hơi.



Hình.2.5 sơ đồ chưng cất khí quyển.

1- Lò nung dạng ống, 2- tháp chưng cất, 3- thiết bị làm lạnh, 4- bộ traođổi nhiệt.

I- Dầu thô; II- sản phẩm trên (xăng); III- Kerosel; IV- dầu diesel; V- cặnchưng cất khí quyển (mazut); VI- hồi lưu; VII- chất cấp nhiệt ( hơi nước

Hình trên là sơ đồ nguyên tắc cụm chưng cất dầu ở áp suất khí quyển.Dầu thô được bơm vào bộ trao đổi nhiệt 4, trong đó nó được gia nhiệt, sađó đưa vào lò nung (1) và dầu được nung nóng đến nhiệt độ cần thiết vàđược dẫn vào khoang bay hơi (vùng cấp) của tháp chưng cất (2). Trong

quá trình nung nóng, một phần dầu chuyển sang pha hơi. Dầu ở thể haipha lỏng - hơi được đưa vào tháp cất, trong đó do giảm áp một phần hơinước được tạo thành, pha hơi tách ra khỏi pha lỏng và bay lên trên dọctheo tháp, còn pha lỏng chảy và khiến cho pha lỏng giàu các chất có nhiệtđộ sôi cao.



II.2.3.2Chưng cất dầu có tác nhân bay hơi

Một trong những phương pháp tăng hàm lượng các chất có nhiệt độ sôi

cao trong cặn chưng cất là đưa vào phần dưới của tháp chưng cất tác nhâbay hơi. Tác nhân bay hơi được ứng dụng là hơi nước, khí trơ (nitơ, khícacbonic, khí dầu), hơi xăng, ligroin hoặc kerosel.

Tác nhân bay hơi được sử dụng rộng rãi nhất là hơi nước. Khi có hơi nướtrong tháp chưng cất, áp suất riêng phần của hydrocarbon giảm và dẫn tớnhiệt độ sôi giảm. Nhờ đó, hydrocarbon có nhiệt độ sôi thấp nhất còn lại

trong pha lỏng sau khi cất một lần sẽ chuyển sang pha hơi và bay lên. Hơnước chuyển động dọc theo tháp chưng cất và bay ra cùng sản phẩm đỉnhlàm giảm nhiệt độ trong tháp xuống 10 ÷ 20oC. Nên sử dụng hơi quá nhiệtvà đưa nó vào tháp với nhiệt độ bằng nhiệt độ của nguyên liệu nạp vàotháp hoặc cao hơn đôi chút. Thường hơi nước sau khi qua máy bơm hơivà turbin có áp suất tăng đến 2 ÷ 3 atm, được nung nóng trong ống ruột gàcủa lò nung dạng ống

và nạp vào tháp với nhiệt độ 350 ÷ 450oC.

II.2.3.3Sơ đồ công nghệ cụm chưng cất khí quỷên.

Trong sơ đồ chưng cất khí quyển, dầu đã loại nước và loại muối trongcụm EDS được bơm vào mâm số 16 của tháp bay hơi K-1 bằng hai dòng.

Từ đỉnh tháp K-1 sản phẩm đỉnh trong pha hơi được dẫn vào thiết bịngưng tụ bằng không khí T-5, sau đó vào thiết bị làm lạnh bằng nước T-5a và được làm lạnh đến 45oC, rồi đi vào bể chứa E-1. Nước tách từ bể E-1 được dẫn vào kênh thải. Xăng từ bể E-1 được bơm vào tháp K-1 bằng



máy bơm H-5 làm dòng hồi lưu, xăng còn lại chảy vào bể E-12. Chế độnhiệt ở dưới tháp K-1 được duy trì nhờ “dòng nóng”, là phần dầu thô đãloại xăng của tháp K-1 được bơm vào lò nung L-1 bằng 6 dòng nhờ máy

bơm H-7. Tất cả các dòng dầu từ lò L-1 nhập lại và được bơm trở lại đátháp K-1 bằng 2 dòng.

Hình.2.6.cụm chưng cất khí quyển

K-1- Tháp bay hơi trước; K-2- Tháp chưng cất khí quyển chính; K-6, K-7K-9- Tháp bay hơi; E-1, E-12, E-3- bể hồi lưu.

T-5, T-7, T-22, T-23- thiết bị ngưng tụ bằng không khí; T-2, T-33, T-17,T-19, T-11- thiết bị trao đổi nhiệt “dầu thô- sản phẩm”; T-5a, T-7a, T-22a,T-20- Thiết bị làm lạnh; L-1 – lò nung dạng ống; H-3, H-21- Máy bơm.



Sản phẩm đáy của tháp K-1 là dầu loại xăng được lấy ra bằng máy bơmH- 3 và được nung nóng tiếp trong lò L-1 và từ đây được đưa vào thápchưng cất chính K-2 dưới mâm thứ 38. Để tăng thu hồi sản phẩm sáng từ

mazut người ta bơm hơi nước quá nhiệt vào phía dưới tháp K-2.

Từ đỉnh tháp K-2 hơi xăng và hơi nước được dẫn vào thiết bị ngưng tụbằng không khí T-7, trong đó chúng được ngưng tụ và làm lạnh đến 80oC,sau đó đi vào thiết bị làm lạnh bằng nước T-7a. Phần ngưng (nhiệt độ45oC) được đưa vào bể chứa E-3, trong đó nước được tách ra khỏi xăng(nước thải ra hệ thống thải). Xăng từ bể chứa E-3 được bơm bằng máy

bơm H-4 vào trên tháp K-2 để điều chỉnh nhiệt độ trên tháp, phần xăng dưqua van điều chỉnh lưu lượng theo mức chất lỏng trong bể E-3 vào bểchứa E-12 .

Để lấy nhiệt trong tháp K2 sử dụng 2 dòng hồi lưu: dòng thứ nhất vàodưới cửa trích phân đoạn 220 ÷ 280oC, dòng thứ hai - vào dưới cửa tríchphân đoạn 280 ÷ 350oC. Phần hồi lưu thứ nhất được lấy ra từ mâm thứ 1của tháp

K-2 bằng bơm H-22 và qua thiết bị điều chỉnh lưu lượng rồi bơm vào trađổi nhiệt T-2, thiết bị làm lạnh T-19 và với nhiệt độ 65 ÷ 70oC quay trở lạimâm 11 của tháp K-2, từ mâm thứ 10 phân đoạn 180 ÷ 220oC được bơmlên mâm trên của tháp K-6.

Hơi nước quá nhiệt được đưa vào đáy tháp bay hơi K-6. Trong tháp K-6diễn ra sự bay hơi của phân đoạn xăng, hơi này quay trở lại mâm thứ 9của tháp K-2. Từ đáy tháp K-6 phân đoạn 180 ÷ 220oC được máy bơm H-



- Đỉnh tháp 85oC- Đáy tháp ≤ 240oC

Áp suất tháp (trên), atm ≤ 6,0

Chi phí hơi, m3/h 90

Bảng.2.2.thông số kỹ thuật tháp K-2.

Tháp K-2 Nhiệt độ,oC

Nguyên liệu vào tháp ≥ 360

Dòng hồi lưu:

+ thứ I tại cửa ra khỏi tháp 170+ thứ II tại cửa ra khỏi tháp 260

+ thứ I tại cửa vào tháp 70+ thứ II tại cửa vào tháp 80

Bảng.2.3.thông số kỹ thuật lò nung.



Lò nung Nhiệt độ, oC

tại ca ra khỏi lò ≤ 800

Khí khói trên vách ngăn ≤ 800

Đỉnh tháp 85oC

- Đáy tháp ≤ 240oC

Áp suất tháp ( trên), atm ≤ 6,0

CHƯƠNG III. chưng cất ở áp suất chân khôngchân không.-Hỗn hợp trong dầu thô thường không bền ,dễ bị phân hủy ở nhiệt độcao ,độ bền nhiệt của cấu tử không chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ mà còn phthuộc vào thời gian ở nhiệt độ đó.

-Sự phân hủy sẻ làm xấu đi tính chất của sản phẩm và nguy hiểm cho qutrình chưng cất vì nó tọa ra các hợp chát gây ăn mòn .Vì vậy ta tiến hànhchưng cất chân không ,sẻ đảm bảo cho hiệu quả tách sâu hơn phân đoan

dầu nhờn (550-600o

C).

III.1.CHÂN KHÔNG VÀ KỸ THUẬT CHÂN KHÔNG:III.1.1.Chân không.



-Chân không, theo lý thuyết cổ điển là trạng thái không gian không chứavật chất. Vì vậy, vùng không gian này có thể tích khác không nhưng khốilượng và năng lượng đều bằng không. Điều đó có nghĩa là áp suất tuyệt

đối trong vùng không gian này cũng bằng không. Chân không như thếđược gọi là chân không tuyệt đối.Tuy nhiên, trong thực tế không thể tồn tại vùng chân không tuyệt đối nhưvậy được. Khoa học vật lý lý thuyết cũng đã chứng minh rằng không tồntại vùng chân không này do vi phạm các nguyên lý của vật lý vi mô vềthăng giáng lượng tử. Còn về mặt kỹ thuật, người ta định nghĩa chânkhông là vùng không gian có mật độ vật chất thấp hơn so với mật độ vậtchất trong không khí, hay nói cách khác, đó là vùng không gian có áp suấttuyệt đối thấp hơn áp suất khí quyển tiêu chuẩn (p<pas)Để tiện cho việc nghiên cứu, người ta tạm phân chia chân không thành 4loại:- Chân không thấp ( p > 100 Pa)- Chân không trung bình (100 Pa > p > 0,1 Pa)- Chân không sâu (0,1 Pa > p > 10-5 Pa)- Chân không rất sâu ( p < 10-5 Pa).III.1.2.Kỹ thuật chân không.-Trong một số quy trình công nghệ, ta không thể sử dụng quy trình dướiáp suất thường được mà phải sử dụng áp suất chân không trong hệ thốngVí dụ như một số thiết bị cô đặc các dung dịch dễ biến tính vì nhiệt ( như

nước đường, nước ép trái cây…), thiết bị chưng cất chân không trongchưng cất phân đoạn dầu mỏ…. Đặc điểm chung của các quy trình này làdo ta không thể cho hoạt động dưới áp suất khí quyển được là vì chất tansẽ bị phân huỷ, bị biến tính, hoặc bị biến đổi thành các dạng hợp chất hohọc không mong muốn dưới tác dụng của nhiệt. Do đó, sử dụng áp suất



chân không trong hệ thống sẽ giúp ta giảm nhiệt độ, cho phép ta thu đượcsản phẩm mong muốn.

III.1.3.ứng dụng chân không trong chưng cất dầu thô.

-Sau khi chưng cất dầu dưới áp suất khí quyển ở nhiệt độ 350 ÷ 370oC, đểchưng cất tiếp cặn còn lại cần chọn điều kiện để loại trừ khả năngcracking và tạo điều kiện thu được nhiều phần cất nhất. Phụ thuộc vàonguyên liệu từ cặn chưng cất khí quyển (mazut) có thể thu được distilatdầu nhờn cho cụm sản xuất dầu nhờn, hoặc gasoil chân không - là nguyêliệu cho cracking xúc tác. Phương pháp phổ biến nhất để tách các phân

đoạn ra khỏi mazut là chưng cất trong chân không. Chân không hạ nhiệtđộ sôi của hydrocarbon và cho phép lấy được distilat có nhiệt độ sôi500oC ở nhiệt độ 410 ÷ 420oC. Tất nhiên khi gia nhiệt cặn dầu đến 420oCthì sẽ diễn ra cracking một số hydrocarbon, nhưng nếu distilat nhận đượcsau đó được chế biến thứ cấp thì sự hiện diện của các hydrocarbon khônno không có ảnh hưởng đáng kể. Để điều chế distilat dầu nhờn thì phânhủy cặn phải ít nhất bằng cách tăng hơi nước, giảm chênh lệch áp suấttrong tháp chân không. Nhiệt độ sôi của hydrocarbon giảm mạnh nhất kháp suất dư thấp hơn 50 mmHg. Do đó cần ứng dụng chân không sâu nhấtmà phương pháp cho phép.-Ngoài ra, để tăng hiệu suất distilat từ mazut đưa vào tháp chân không hơinước quá nhiệt hoặc chưng cất cặn chân không (gudron) với tác nhân bayhơi (phân đoạn ligroin- kerosen).Chân không tạo thành nhờ thiết bị ngưng tụ khí áp hoặc máy bơm chânkhông (bơm piston, bơm rotary, bơm phun hoặc bơm tia) mắc nối tiếp vớnhau.

III.1.3.1.Thiết bị tạo chân không.



-Chân không trong thiết bị được tạo thành bằng cách ngưng tụ khí trongkhông gian kín và hút khí và hơi không ngưng tụ ra bằng thiết bị tươngứng. Trong phần này giới thiệu các thiết bị ngưng tụ bề mặt, máy bơm

chân không, thiết bị ngưng tụ khí áp và máy bơm phun (ejector). Máybơm chân không dùng để bơm khí, nén và xảa) Thiết bị ngưng tụ bề mặt:- Trong sơ dồ chưng cất chân không công suất cao chân không trong thápK-10( H.6.3) được tạo ra bằng thiết bị ngưng tụ bề mặt và bơm phun vớthiết bị ngưng tụ bề mặt trung gian. Hỗn hợp hơi nước, hydrosunfua vàkhí phân hủy đi ra từ tháp K-10 trước tiên đi vào không gian giữa các ốngthiết bị ngưng tụ bề mặt dạng cố định, kết cấu của chúng được trình bàytrong hình 6.9.Trong ống của thiết bị ngưng tụ bề mặt theo hệ thống 8 dòng nước lạnhchảy từ dưới lên trên. Nhờ làm lạnh và ngưng tụ hơi trong không giangiữa các ống của thiết bị ngưng tụ bề mặt thể tích pha hơi giảm mạnh vtạo thành chân không trong tháp.b) Máy bơm chân không:- Có máy bơm chân không khô và ướt, piston và quay. Máy bơm khô chỉdùng để bơm khí khô, còn bơm ướt-để bơm khí chứa chất lỏng. Máy bơmchân không piston khô có năng suất 160-200 m3/phút và tạo chân khôngđến 30mmHg.Máy bơm chân không quay được trang bị bánh hoạt động gắn các gàu bất

động đặt lệch tâm trong thân máy bơm. Máy bơm được rót đầy nước hoặchất lỏng không cháy và không ăn mòn các chi tiết máy khác đến mộtmức, sao cho phần cuối của các gàu khi quay luôn nằm trong chất lỏng.Khi bánh xe quay nhanh nước (chất lỏng) văng vào thành, tạo thành vòngnước cân bằng. Giữa các gàu và vòng này dưới tác dụng của lực tâm sai



của bánh xe tạo thành các ô có thể tích không đồng đều-ở dưới là ô lớn, ởtrên - ô nhỏ. Khi piston hoạt động nước được lấp đầy. Ở nửa vòng quayđầu của van các ô to lên và các khe này khí được hút. Trong nửa vòng

quay thứ 2 các ô xẹp xuống, bị nén lại và xả khí qua lỗ chuyên dụng.Chiều sâu chân không phụ thuộc vào nhiệt độ của chất lỏng làm việc. Dođó, nước được nạp với nhiệt độ càng thấp càng tốt, chất lỏng được làmlạnh trong máy lạnh chuyên dụng.Máy bơm chân không quay nên được dùng khi khí nén không chứahydrosunfua. Ưu điểm của máy bơm này là có thể nối chúng trực tiếp vớđộng cơ điện, khiến cho chúng gọn và chặt chẽ. Máy bơm chân khôngquay hiệu RMK năng suất 720-1800 m3/h tạo thành chân không khoảng720mmHg.c) Thiết bị ngưng tụ khí áp.-Thiết bị ngưng tụ khí áp gồm ống 3 có chiều cao 12m, trong đó các dòngkhí và nước chuyển động gặp nhau; hơi nước ngưng tụ và cùng với nướcqua cửa van thủy lực chảy vào bể chứa hoặc thải vào kênh. Van thuỷ lựcđược tạo thành như sau: đuôi của ống 3 ngập trong lớp nước trong bể 4.Không khí và khí không ngưng tụ được hút bằng máy bơm chân khônghoặc bơm tia nước.d) Bơm phun tia.-Hơi hoạt đông phun ra từ vòi phun 1 với tốc độ siêu âm. Nhờ sự trộn rốicủa tia hơi chuyển động xoấy với các hạt không khí \, trong buồng hút 2

diễn ra sự hút khí kôhng ngưng tự và cuốn chúng vào ống thắtt – buồngtrộn 3 để trộn hoàn tàon hơi với khí. Buồng trộn 3 kết thúc bằng họnghình trụ. Trừ hong dòng hơi trộn với khí được hút đi vào buồng khuếchtán 4 để chuyển động năng của dòng thành công khi hỗn hợp rời khỏi thiế



bịe) Hệ thiết bị ngưng tụ khí áp - bơm phun:

Hình.3.1.thiết bị ngưng tụ khí áp-bơm phun.- Trong hệ này hơi thoát ra từ đỉnh tháp chân không, ngưng tụ ngay lậptức trong thiết bị ngưng tụ khí áp và sau đó được hút bằng máy bơm chânkhông (thường bơm phun hơi). Áp suất dư trong thiết bị ngưng tụ khí áp

phụ thuộc vào nhiệt độ nước thải, nhưng không thấp hơn áp suất hơi nưbão hòa ở nhiệt độ nào đó. Nước từ thiết bị ngưng tụ khí áp bị nhiễm sảnphẩm dầu và hợp chất lưu huỳnh (thường 5,5% so với mazut). Vì vậy đểgiảm dòng nước nhiễm bẩn trong nhà máy nước thải được sử dụng lại.Tuy nhiên, khi đó nhiệt độ nước đổ vào thiết bị ngưng tụ khí áp sẽ tăngđôi chút và phải trang bị thêm phụ kiện cho hệ cấp nước.

Trong sơ đồ tạo chân không bằng hệ thiết bị ngưng tụ khí áp - bơm phunSản phẩm dầu ngưng tụ trong thiết bị ngưng tụ không hòa loãng bằngnước lạnh, nhờ đó nó dễ dàng tách ra khỏi condensat, được thu gom vàobể lắng và giếng khí áp.f) Hệ bơm phun - thiết bị ngưng tụ khí .



-Trong sơ đồ này hơi từ trên tháp chân không đưa trực tiếp vào bơm phuncòn độ sâu của chân không không phụ thuộc vào nhiệt độ của nước thoátra từ thiết bị ngưng tụ khí áp. Nhờ đó có thể tạo chân không sâu hơn (áp

suất dư đạt 5 ÷ 10 mmHg). Độ sâu chân không phụ thuộc vào đối áp tạicửa ra của bơm phun, vì vậy để tạo chân không sâu cần mắc nối tiếp vàibơm phun.

III.1.3.2.Đặc điểm chưng cất trong tháp chân không.-Đặc điểm chưng cất trong tháp chân không tương tự như trong thápchưng cất khí quyển. Tuy nhiên nó cũng có một số đặc điểm riêng liên

quan với áp suất dư trong tháp thấp, điều kiện nung nóng nhiên liệu cóthành phần phân đoạn nặng. Trong tháp chân không cần tạo điều kiện đểcất được nhiều nhất và phân hủy ít nhất. Để làm được điều này cần sửdụng thiết bị tạo chân không để có được áp suất chân không thấp nhấttrong hệ. Để giảm thời gian lưu của mazut trong lò nung và giảm trở lựcnên sử dụng lò nung hai chiều, đưa hơi nước vào ống xoắn của lò, giảmthiểu khoảng cách giữa cửa nhập liệu vào tháp và cửa ra khỏi lò nung,tăng đường kính ống dẫn nguyên liệu, giảm thiểu các chỗ uốn góc, dạngchữ S.Cấu tạo của tháp chân không khác với tháp chưng cất khí quyển nhằmgiảm thời gian lưu của cặn trong tháp để tránh phân hủy nó dưới tác dụncủa nhiệt độ cao. Do lưu lượng các dòng hơi trong tháp chân không lớn,nên đường kính của các tháp này lớn hơn nhiều so với tháp cất khí quyển

(8 ÷ 12 m). Do sự phân bố của chất lỏng và bọt sủi không đồng nhất nênhiệu quả của mâm không cao. Để phân bố chất lỏng đồng đều trên cácmâm nên sử dụng cấu trúc mâm đặc biệt (mâm lưới, van (xupap) vàsàng).



III.1.3.3 Sơ đồ công nghệ cụm chưng cất chân không

Hình.3.2.sơ đồ công nghệ chưng cất chân không.-Sơ đồ nguyên tắc cụm chưng cất chân không trình bày trong hình 16.Mazut từ dưới tháp K-2 được máy bơm H-21 (không vẽ trong sơ đồ) bơmvào ống xoắn của lò nung L-3 và sau khi nung nóng đến 400 ÷ 410oCđược dẫn vào tháp chưng cất chân không K-10. Để giảm sự phân hủy củmazut khi nung nóng ở nhiệt độ cao và tạo cốc trong các ống lò nung vàtăng phần cất, thêm hơi nước quá nhiệt vào từng dòng chảy qua lò nungtại cửa vào tháp K-1. Ở đỉnh tháp chưng cất chân không K-10 giữ áp suấtkhông quá 50 mmHg. Khí sinh ra khi phân hủy mazut cùng hơi nướcđược dẫn sang thiết bị ngưng tụ T-35, trong đó hơi nước ngưng tụ, cònkhí được hút bằng máy bơm chân không - phun ba cấp H-1. Phần ngưngtụ từ T-35 được đưa vào bể chứa E-22, từ đó vào bể chứa B, nước từ đóđược thải ra còn sản phẩn dầu tích tụ trong bể lắng được máy bơm H-40bơm vào cửa nạp của máy bơm nguyên liệu.Từ mâm 15 của tháp chân không K-10 dòng hồi lưu trên được máy bơmH-24 hút ra và bơm qua các thiết bị trao đổi nhiệt T-25, thiết bị ngưng tụ



bằng không khí T-25a, máy lạnh T-28 và với nhiệt độ 50oC được đưa trở lại mâm 18 của tháp K-10. Phân đoạn có nhiệt độ sôi dưới 350oC dư đượcmáy bơm H-24 bơm vào tháp K-2 hoặc vào đường ống nhiên liệu diesel.Cũng có thể đưa dòng hồi lưu nóng vào mâm 14 nhờ máy bơm H-24.

-Từ mâm 9 trích phân đoạn 350 ÷ 500oC ra dưới dạng sản phẩm trunggian, sau đó nó được máy bơm H-25 bơm qua thiết bị trao đổi nhiệt T-16(dòng nóng), sau đó lượng phân đoạn 350 ÷ 500oC cần thiết quay trở lạitháp như dòng hồi lưu sau khi đã qua máy làm lạnh T-30, phần dư quathiết bị trao đổi nhiệt T-1 và lấy ra ngoài.Từ mâm thứ 9 của tháp K-10dòng hồi lưu dưới được máy bơm H-26 bơm vào thiết bị trao đổi nhiệt T-18 và thiết bị làm lạnh T-31, trong đó nó được làm lạnh đến 170oC và trở về mâm số 6, còn phần dư quay trở lại tháp chưng cất khí quyển K-2. Từbơm H-25 và H-26 hai dòng nóng trở lại tương ứng tại mâm thứ 8 và thứ

4.Từ đáy tháp K-10 gudron (nhựa đường) được máy bơm H-27 bơm quathiết bị trao đổi nhiệt T-4, T-3, T-34, máy lạnh T-24 và với nhiệt độkhông quá 100oC được đưa vào bể chứa.

III.1.4thông số quá trình:

Bảng.1các thông số kỹ thuật của quá trình chưng cất chân không.

Nhiệt độ(OC)

Chế độ tối ưu Ngưỡng chophép

Mazut tại cửa ra lò L-3 400 ≤ 420

Vách ngăn lò L-3 700 ≤ 450



Đỉnh tháp K-10 90 ≤ 100

Đáy tháp 345 ≤ 350

Hơi quá nhiệt 420 ≤ 440

Áp suất dư trong tháp K-10, mm Hg 60 ≥ 50

Áp suất hơi vào máy phun chânkhông, atm

11 ≥ 10,0

III.1.5.Các sản phẩm thu được khi chưng cất dầu thô trong chân không.-Chế biến mazut trong chân không thu được các distilat dầu nhờn có nhiệ

độ sôi, độ nhớt và các tính chất khác khác nhau, cặn của quá trình này làsemigudron hoặc gudron. Các sơ đồ chưng cất chân không được chiathành nhóm nhiên liệu và dầu nhờn. Trong nhóm sơ đồ nhiên liệu từmazut thu phân đoạn rộng có nhiệt độ sôi đến 5500C gọi là gasoil chânkhông, là nguyên liệu cho cracking xúc tác hoặc hydrocracking.Trongnhóm công nghệ thứ 2 thu được phân đoạn dầu nhờn, sau khi chế biến( xử lý bằng hydro, làm sạch lựa chọn, loại parafin bằng xúc tác hoặc loạparafin ở nhiệt độ thấp trong dung môi, làm sạch tiếp xúc…) có thể thuđược các dầu nhờn gốc khác nhau.Trong các nhà máy chưng cất chân không nguyên liệu mazut hiện đại có 2loại sơ đồ công nghệ: chưng cất bay hơi 1 bậc tất cả các phân đoạn vàphân tách nó trong 1 tháp chân không và chưng cất mazut bay hơi hai bậcvà phân tách phân đoạn chưng cất trong 2 tháp chân không.

Để thu được gasoil chân không với khoảng sôi 350-5000C làm nguyênliệu cho cracking xúc tác hoặc hydrocracking thì chưng cất 1 bâc đạt yêucầu. Nếu cần phải thu được nguyên liệu để sản xuất dầu nhờn thì tốt hơnên chọn hệ thống chưng cất chân không 2 tháp. Trong tháp thứ nhất táchđược phân đoạn dầu nhờn rộng, trong tháp thứ hai - chưng cất tiếp nó



-phân đoạn kerosen có nhiệt độ sôi 180oC-250oCĐượcdùng làm nhiên liệu cho động cơ phản lực. dầu hỏa dân dụng.Nếuhàm lượng lưu huỳnh cao người ta thường tiến hành làm sạch bằng hydro

-phân đoạn dieezel là phân đoạn có nhiệt độ sôi 250oC-350oC,được dùnglàm nhiên liệu diezel.khi nhận phân đoạn này từ dầu mỏ có nhiều lưuhuỳnh neen cững phải khữ bằng hydro.-phân đoạn mazut là phầ cặn của quá trình chưng cất khí quyển làm nhiênliệu đốt cho lò công nghiệp,hay sữ dụng làm nguyên liệu cho quá trìnhchưng cất chân không thu dầu nhờn.

IV1.2.Chưng cất chân không(VD)IV.1.2.1sản phẩm.-phân đoạn dầu nhờn còn gọi là phân đoạn gasoil chân không,có nhiệt độsôi từ 300o-C500oC được dùng làm sản xuất cho các loại dầu nhờn bôitrơn khác nhau.ngoài ra còn làm nguyên liệu cho các quá trình chế biếnkhác.-phân đoạn cặn gudron là phần cặn của quá trình chưng cất chân không,được dùng làm nguyên liệu cho quá trinh cốc hóa để sản xuất cốc hoặcdùng để chế tạo bitum.



IV.2.Cụm chưng cất kết hợp.

IV.2.1.Thuyết minh dây chuyền.=>Nguyên liệu dầu thô(I) sau khi sau khi tách khí và xữ lý tạp chất cơ họđược đưa vào thiết bị trao đổi nhiệt (1) và vào lò đốt được gia nhiệt đếnnhiệt độ sôi và nhập vào tháp chưng cất khí quyển(4) và được phân chiathành các phân đoạn tương ứng với khoảng nhiệt độ sôi của chúng sau đóqua tháp tai sinh(5).làm giàu cấu tử nhẹ cho quay về tháp chưng nhằmmục đích thu cấu tử nhẹ có giá trị như khí, xăng.chưng cất khí quyểnchúng ta nhận được các phân đoạn sau đó được làm lạnh ở thiết bị (3)thuđược sản phẩm.-Phân đoạn khí (III) thành phần C3-C4, có nhiệt độ sôi 10-40oC.



-Phân đoạn xăng(II) thành phần C5-C11, có nhiệt độ sôi 50-180oC.-hân đoạn Kerosen(VI) thành phần C11-C16,có nhiệt độ sôi 180-250oC-phân đoạn Diezel(VII) thành phần C16-C21,cónhiệt độ sôi 250-350oC=>Nguyên liệu của quá trình chưng cất khí quyển(cặn mazut) chuyểnsang lò đốt(2)ngay tháp chưng chân không tại đó nguyên liệu được gianhiệt đến nhiệt độ sôi và được nhập liệu vào thấp chưng cất chânkhông(7).cặn mazut là những cấu tử có nhiệt độ sôi cao khi chưng cất khquyển sẻ bị phá hủy.vì vậy phải chuyển sang chưng cất chân không apsuất thấp(10-40mHg)làm giảm nhiệt độ sôi của chúng.trong tháp chânkhông chúng ta cũng tách được các phân đoạn tương ứng với khoảngsôi.sau đó qua tháp tái sinh (5)và làm lạnh ở thiết bị số (3).thu được phầndầu nhờn (VIII,IX,X,XIII.XIV,XV)và phần cặn gudron(XII).

chung cat dau tho p thuong

Documents