Tài liệu Đề tài Thiết kế dây chuyền chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ
79 trang |
Chia sẻ: hunglv | Lượt xem: 1224 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu Đề tài Thiết kế dây chuyền chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ, để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Thiết kế dây chuyền chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ
më ®Çu
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 cho môc ®Ých ®èt ch¸y vµ th¾p s¸ng. Nhng chØ mét n¨m sau ®ã, kh«ng chØ riªng ë Mü mµ c¸c 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 lªn cña nghµnh khai th¸c vµ chÕ biÕn dÇu má.
§Õn n¨m 19982 thÕ giíi ®· cã 100 lo¹i dÇu má kh¸c nhau thuéc së h÷u cña 48 quèc gia, trong ®ã cã ViÖt Nam. Quèc gia cã s¶n lîng dÇu má lín nhÊt lµ ArËp xª ót. ChiÕm kho¶ng 26% tæng s¶n lîng dÇu má trªn thÕ giíi.
Ngµnh c«ng nghiÖp ®Çu do t¨ng trëng nhanh ®· trë thµnh ngµnh c«ng nghiÖp mòi nhän cña hÇu hÕt c¸c quèc gia trªn thÕ giíi . Kho¶ng 65 ÷70% n¨ng lîng sö dông ®i tõ dÇu má, chØ cã 20÷22% n¨ng lîng ®i tõ than, 5÷6% tõ n¨ng lîng níc vµ 8÷12% tõ n¨ng lîng h¹t nh©n.
Ngµy nay trªn 90% s¶n phÈm h÷u c¬ cã nguån gèc tõ dÇu khÝ vµo môc ®Ých ®èt ch¸y sÏ gi¶m dÇn. Do ®ã dÇu khÝ trong t¬ng lai vÉn chiÕm gi÷ mét vÞ trÝ quan träng trong lÜnh vùc n¨ng lîng vµ nguyªn liÖu ho¸ häc mµ kh«ng cã tµi nguyªn thiªn nhiªn nµo cã thÓ thay thÕ ®îc. Bªn c¹nh ®ã lîng sö dông m¹nh mÏ vµ cã hiÖu qu¶ nhÊt cña dÇu má lµ lµm nguyªn liÖu cho c«ng nghiÖp tæng hîp ho¸ dÇu nh : s¶n xuÊt cao su, v¶i, nhùa ®Õn c¸c lo¹i thuèc nhuém, c¸c ho¸ chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt, ph©n bãn.
DÇu má lµ mét hæn hîp rÊt phøc t¹p trong ®ã c¶ hµng tr¨m cÊu tö kh¸c nhau. Mçi lo¹i dÇu má ®îc ®Æc trng bëi thµnh phÇn riªng song vÒ b¶n chÊt chóng ®Òu cã c¸c hi®rocacbon lµ thµnh phÇn chÝnh, c¸c hi®rocacbon ®ã chiÕm 60÷90% träng lîng trong dÇu, cßn l¹i lµ c¸c chÊt oxy, lu huúnh, nit¬, c¸c phøc chÊt c¬ kim, nhùa, asphanten. Trong khÝ cßn cã c¸c khÝ tr¬ nh : He, Ar, Xe, Nz….
Cïng víi sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña c«ng nghiÖp dÇu khÝ trªn thÕ giíi, dÇu khÝ ViÖt Nam còng ®· ®îc ph¸t hiÖn tõ nh÷ng n¨m 1970 vµ ®ang trªn ®µ ph¸t triÓn.Chóng ta ®· t×m ra nhiÒu má tr÷ dÇu víi tr÷ lîng t¬ng ®èi lín nh má B¹ch Hæ, §¹i Hïng, má Rång, má R¹ng §«ng, c¸c má khÝ nh Lan T©y, Lan §á…§©y lµ nguån nhiªn liÖu quý ®Ó gióp níc ta cã thÓ bíc vµo kû nguyªn míi cña c«ng nghÖ dÇu khÝ. Nhµ m¸y sè mét Dung QuÊt víi c«ng suÊt 6 triÖu tÊn /n¨m ®ang triÓn khai x©y dùng ®Ó ho¹t ®éng vµ ®ang tiÕn hµnh phª chuÈn nhµ m¸y läc dÇu, sè 2 Nghi S¬n- Thanh Ho¸ víi c«ng suÊt 7 triÖu tÊn/n¨m.
§èi víi ViÖt Nam dÇu khÝ ®îc coi lµ nghµnh c«ng nghiÖp ho¸, hiÖn ®¹i ho¸, t¹o thÕ m¹nh cho nÒn kinh tÕ quèc d©n. Nh vËy nghµnh c«ng nghiÖp chÕ biÕn dÇu khÝ níc ta ®ang bíc vµo thêi kú míi, thêi kú c«ng nghiÖp ho¸ hiÖn ®¹i ho¸ ®Êt níc. Sù ®ãng gãp cña nghµnh dÇu khÝ kh«ng chØ mang l¹i thÕ m¹nh cho nÒn kinh tÕ níc nhµ mµ cßn lµ nguån ®éng viªn tinh thÇn toµn ®¶ng toµn d©n ta vµ nhÊt lµ c¸c thµnh viªn ®ang lµm viÖc trong nghµnh dÇu khÝ h¨ng h¸i lao déng, s¸ng t¹o gãp phÇn x©y dùng ®Êt níc ®Ó sau nµy vµo thËp niªn tíi s¸nh vai c¸c níc tiªn tiÕn trong khu vùc vµ trªn thÕ giíi.
C«ng nghiÖp chÕ biÕn dÇu ph¸t triÓn m¹nh lµ nhê c¸c ®Æc tÝnh quý riªng mµ c¸c d¹ng nhiªn liÖu kh¸c nh than hoÆc c¸c kho¸ng chÊt kh¸c kh«ng thÓ cã, ®ã lµ gi¸ thµnh thÊp, dÓ vËn chuyÓn vµ b¶o qu¶n, dÔ hiÖn ®¹i ho¸ vµ tù ®éng ho¸ trong sö dông, Ýt t¹p chÊt vµ cã nhiÖt n¨ng cao, dÓ t¹o ra lo¹i s¶n phÈm ®¸p øng mäi nhu cÇu cña c¸c nghµnh kinh tÕ quèc d©n.
HiÖu qu¶ sö dông dÇu má phô thuéc vµo chÊt lîng cña qu¸ tr×nh chÕ biÕn. Theo c¸c chuyªn gia vÒ ho¸ dÇu cña ch©u ©u, viÖc ®a dÇu má qua c¸c qu¸ tr×nh chÕ biÕn sÏ n©ng cao ®îc hiÖu qu¶ sö dông lªn 5 lÇn, vµ nh vËy tiÕt kiÖm ®îc nguån tµi nguyªn quý hiÕm nµy.
DÇu má lµ hçn hîp rÊt phøc t¹p gåm hi®rocacbon,khÝ thiªn nhiªn,khÝ dÇu má vµ c¸c t¹p chhÊt kh¸c nh CO2 ,H2S, N2 …..DÇu má muèn sñ dông ®îc th× ph¶i tiÕn hµnh ph©n chia thµnh 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 chia dÇu th« thµnh c¸c giai ®o¹n. Qu¸ tr×nh nµy ®îc thùc hiÖn b»ng c¸c ph¬ng ph¸p kh¸c nhau nh»m t¸ch c¸c cÊu tö cã trong dÇu th« theo tõng kho¶ng thêi gian kh¸c nhau mµ kh«ng lµm ph©n huû chóng. Tuú theo biÖn ph¸p chng cÊt mµ ta chia qu¸ tr×nh chng cÊt thµnh chng ®¬n gi¶n, chng phøc t¹p chng cÊt nhê cÊu tö bay h¬i hay chng cÊt trong ch©n kh«ng. Trong c¸c nhµ m¸y läc dÇu, ph©n xëng chng cÊt dÇu th« cho phÐp ta cã thÓ thu ®îc c¸c ph©n ®o¹n dÇu má ®Ó thùc hiÖn c¸c qu¸ tr×nh tiÕp theo.
Trong ®å ¸n nµy ®Ò cËp ®Õn c¸c vÊn ®Ò lý thuyÕt cã liªn quan, trªn c¬ së ®ã thiÕt kÕ d©y chuyÒn chng cÊt dÇu th« nhiÒu phÇn nhÑ. §ång thêi xem xÐt thiÕt kÕ mÆt b»ng ph©n xëng vµ vÊn ®Ò an toµn lao ®éng.
PHÇN I: TæNG QUAN
I. Xö Lý DÇU TH« Tr¦íc khi chng cÊt
DÇu th« ®îc khai th¸c tõ c¸c má dÇu vµ chuyÓn vµo c¸c nhµ m¸y chÕ biÕn. Tríc khi chÕ biÕn ph¶i tiÕn hµnh lµm æn ®Þnh dÇu v× trong dÇu cßn chøa c¸c khÝ hoµ tan nh khÝ ®ång hµnh vµ c¸c khÝ hi®rocacbon. Khi phun dÇu ra khái giÕng khoan th× ¸p suÊt gi¶m, nhng dï sao vÉn con l¹i mét lîng nhÊt ®Þnh lÉn vµo trong dÇu vµ ph¶i t¸ch tiÕp tríc khi chÕ biÕn môc ®Ých lµ h¹ thÊp ¸p suÊt h¬i khi chng cÊt dÇu th« vµ nhËn thªm nguån nguyªn liÖu cho chÕ biÕn dÇu. V× trong c¸c khÝ hi®rocacbon nhÑ tõ C1yC4 lµ nguån nguyªn liÖu quý cho qu¸ tr×nh nhËn olefin. Xö lý dÇu thùc chÊtlµ chng t¸ch bít phÇn nhÑ nhng ®Ó tr¸nh bay h¬i c¶ phÇn x¨ng, tèt nhÊt lµ tiÕn hµnh chng cÊt ë ¸p suÊt cao khi ®ã chØ cã c¸c cÊu tö nhÑ h¬n C4 bay h¬i , cßn phÇn tö C5 trë lªn vÈn cßn l¹i trong dÇu.
Muèn xö lý dÇu th« tríc khi ®a vµo chng cÊt chóng ta ph¶i tr¶i qua nh÷ng bíc t¸ch c¬ b¶n.
1. T¸ch t¹p chÊt c¬ häc, níc , muèi lÉn trong dÇu
Níc lÉn trong dÇu ë díi d¹ng má chØ ë d¹ng tù do kh«ng cã d¹ng nhò t¬ng. Khi khai th¸c, b¬m, phun dÇu, c¸c qu¸ tr×nh khuÊy trén th× níc cïng víi dÇu vµ c¸c t¹p chÊt t¹o thµnh nhò t¬ng.
Níc n»m díi d¹ng nhò t¬ng th× rÊt bÒn v÷ng vµ khã t¸ch. Cã 2 d¹ng nhò t¬ng :
+ D¹ng nhò t¬ng níc ë trong dÇu.
+ Dang nhò t¬ng dÇu ë trong níc.
Lîng níc ë trong dÇu nhiÒu hay Ýt ë trong nhò t¬ng dÇu ë má khai th¸c b»ng c¸ch nh×n mµu s¾c, qua thùc nghiÖm ngêi ta kiÓm tra thÊy nÕu dÇu chøa 10% níc th× mµu còng t¬ng tù dÇu kh«ng chøa níc. NÕu nhò t¬ng dÇu chøa 15y20% níc, cã mµu ghi ®Õn vµng, nhò t¬ng chøa 25% níc chøa mµu vµng.
DÇu má cã lÉn níc ë d¹ng nhò t¬ng ®a ®i chÕ biÕn th× kh«ng thÓ ®îc mµ ph¶i khö chóng ra khái dÇu. Khö níc vµ muèi ra khái dÇu ®Õn díi h¹n cho phÐp, cÇn tiÕn hµnh khö ngay ë n¬i khai th¸c lµ tèt nhÊt.
TiÕn hµnh t¸ch níc ë d¹ng nhò t¬ng cã 3 ph¬ng ph¸p :
ph¬ng ph¸p c¬ häc ( l¾ng- läc – ly t©m).
t¸ch nhò t¬ng trong dÇu b»ng ph¬ng ph¸p ho¸ häc.
T¸ch b¨ng ph¬ng ph¸p dïng ®iÖn trêng.
1.1. T¸ch b»ng ph¬ng ph¸p c¬ häc (l¾ng- läc- ly t©m).
Khi dÇu vµ níc trong dÇu cha bÞ khuÊy trén m¹nh vµ níc lÉn trong dÇu ë d¹ng tù do víi hµm lîng lín cã thÓ gÇn 50% vµ cao h¬n.
+ ph¬ng ph¸p l¾ng: ph¬ng ph¸p nµy dïng khi dÇu míi khai th¸c ë giÕng khoan lªn, dÇu vµ níc cha bÞ khuÊy trén nhiÒu vµ nªn nhò t¬ng míi t¹o Ýt vµ nhò t¬ng cha bÒn v÷ng, níc ë d¹ng tù do cßn t¬ng ®èi lín. DÇu má nµy ngêi ta ®a ®i l¾ng, nhê cã tû träng níc nÆng h¬n dÇu nªn níc sÏ ®îc l¾ng s¬ bé vµ th¸o ra ngoµi
Tèc ®é l¾ng cña c¸c h¹t níc tÝnh theo c«ng thøc Stockes nÕu kÝch thíc h¹t lín h¬n 0,5
V= (1)
Trong ®ã:
V=tèc ®é l¾ng , cm/s
r: ®êng kÝnh h¹t
d1,d2:tû träng níc trong dÇu t¬ng øng , g/cm
g: gia tèc träng trêng,cm/s2
:®é nhít ®éng häc cñahçn hîp
c«ng thøc (1) ta thÊy kÝch thíc h¹t cña pha ph©n t¸n cµng nhá vµ tû träng cña níc vµ Tõ dÇu kh¸c nhau cµng Ýt . §é nhít cña m«i trêng cµng lín th× sù ph©n líp vµ l¾ng x¶y ra cµng chËm.
ViÖc t¸ch níc vµ t¹p chÊt thùc hiÖn ë n¬i khai th¸c thêng l¾ng vµ gia nhiÖt ë thiÕt bÞ ®èt nãng .
ë c¸c nhµ m¸y chÕ biÕn dÇu t¸ch níc thêng gia nhiÖt dÓ l¾ng , khèng chÕ nhiÖt ®é 120y 1600C vµ p=8y15at ®Ó cho níc kh«ng bay h¬i . Qóa tr×nh l¾ng thêng x¶y ra trong thêi gian 2y3 giê.
+ph¬ng ph¸p ly t©m : ph¬ng ph¸p ly t©m t¸ch níc ra khái dÇu nhê t¸c dông cña lùc ly t©m ®Ó t¸ch riªng biÖt c¸c chÊt láng cã tû träng kh¸c nhau .
Gi¸ trÞ lùc ly t©m x¸c ®Þnh theo ph¬ng tr×nh sau:
f=k.m.r.n2
k=
trong ®ã:
m: khèi lîng h¹t níc(g)
r: b¸n kÝnh quay(cm)
n: sè lîng vßng quay cña m¸y ly t©m (phót)
Lùc ly t©m vµ tèc ®é t¸ch níc thay ®æi tû lÖ thuËn víi b¸n kÝnh quay vµ tû víi b×nh ph¬ng sè vßng quay cña r«to. Trong c«ng nghiÖp thêng dïng m¸y ly t©m cã sè vßng quay tõ 3500y5000 vßng trong mét phót. Sè vßng quay th× kh¶ n¨ng chÕ t¹o thiÕt bÞ cµng khã kh¨n vµ kh«ng thÓ chÕ t¹o thiÕt bÞ víi c«ng suÊt lín .
Nhîc ®iÓm cña ph¬ng ph¸p nµy lµ c«ng suÊt m¸y bÐ, kh¶ n¨ng ph©n chia kh«ng cao, vèn chi tiªu lín v× vËy ph¬ng ph¸p nµykh«ng phæ biÕn trong c«ng nghÖ t¸ch níc vµ t¹p chÊt.
+ ph¬ng ph¸p läc:
Lµ t¸ch níc ra khái dÇu sö dông khi mµ hçn hîp nhò t¬ng dÇu, níc ®· bÞ ph¸ vì nhng níc vÉn ë d¹ng l¬ löng trong dÇu mµ cha ®îc l¾ng xuèng ®¸y. Dïng ph¬ng ph¸p nµy lµ nhê lîi dông tÝnh chÊt thÊm ít chon läc cña c¸c chÊt láng kh¸c nhau lªn c¸c chÊt läc kh¸c. ph¬ng ph¸p läc ®¹t hiÖu qu¶ rÊt cao vµ cã thÓ t¸ch ®ång thêi c¶ níc lÉn muèi.
1.2. T¸ch nhò t¬ng níc trong dÇu b»ng ph¬ng ph¸p ho¸ häc.
B¶n chÊt cña ph¬ng ph¸p ho¸ häc lµ cho thªm mét chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt ®Ó ph¸ nhò t¬ng.
Khi c¸c ®iÒu kiÖn thao t¸c nh nhiÖt ®é, ¸p suÊt chän ë chÕ ®é thÝch hîp th× hiÖu qu¶ cña ph¬ng ph¸p còng rÊt cao nhng khã kh¨n nhÊt lµ ph¶i chän ®îc chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt thÝch hîp kh«ng g©y hËu qu¶ khã kh¨n cho chÕ biÕn sau nµy còng nh kh«ng ph©n huû hay t¹o m«i trêng ¨n mßn thiÕt bÞ.
1.3. T¸ch b»ng ph¬ng ph¸p dïng ®iÖn trêng.
Ph¬ng ph¸p dïng ®iÖn trêng ®Ó ph¸ nhò, t¸ch muèi khái dÇu lµ mét ph¬ng ph¸p hiÖn ®¹i c«ng suÊt lín, quy m« c«ng nghiÖp vµ dÔ tù ®éng ho¸ nªn c¸c nhµ m¸y chÕ biÕn dÇu lín ®Òu ¸p dông ph¬ng ph¸p nµy.
V× b¶n th©n c¸c t¹p chÊt ®· lµ c¸c h¹t dÔ nhiÔm ®iÖn tÝch nÕu ta dïng lùc ®iÖn trêng m¹nh sÏ lµm thay ®æi ®iÖn tÝch,t¹o ®IÒu kiÖn choc¸c h¹t ®«ng tô hay ph¸t triÓn lµm cho kÝch thíc lín lªn do vËy chóng dÔ t¸ch ra khái dÇu .
Sù t¬ng t¸c gi÷a ®iÖn trêng vµ c¸c h¹t tÝch ®iÖn lµm cho c¸c h¹t tÝch ®iÖn l¾ng xuèng. Nguyªn t¾c nµy ®îc ¸p dông ®Ó t¸ch muèi níc ra khái dÇu th«. DÇu th« ®îc ®èt nãng trong c¸c thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt råi trén víi mét lîng níc s¹ch ®Ó t¹o thµnh nhò t¬ng chøa muèi. Lùc hót gi÷a c¸c h¹t tÝch ®iÖn lµm chóng lín lªn ngng tô thµnh h¹t cã kÝch thíc lín, chóng dÔ t¹o thµnh líp níc n¨m díi dÇu.
Trªn thùc tÕ ngêi ta pha thªm níc vµo dÇu mét lîng tõ 3y8% sovíi dÇu th« vµ cã thÓ pha thªm ho¸ chÊt råi råi cho qua van t¹o nhò t¬ng sau khi qua thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖtë nhiÖt ®é tõ 130y1500C muèi trong dÇu th« ®îc chuyÓn vµo nhò t¬ng. Khi dÉn vµo kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®iÖn cùc cã hiÖu ®iÖn thÕ tõ 20.000 v«n trë lªn chóng tÝch ®iÖn vµo nhau t¨ng dÇn kÝch thíc , cuèi cïng t¸ch thµnh líp níc n»m ë díi dÇu. Tr¸nh sù bay h¬i dÇu do tiÔp xóc ë nhiÖt ®é cao, ¸p suÊt ë trong thiÕt bÞ t¸ch muèi ®îc gi÷ ë ¸p suÊt 9y12kg/ cm2 , bé phËn an toµn ®îc bè trÝ ngay trong thiÕt bÞ. Khi t¸ch mét bËc ngêi ta cã thÓ t¸ch 90y95% muèi, cßn t¸ch 2 bËc hiÖu suÊt muèi lªn tíi 99%.
II. nguyªn liÖu cña qu¸ tr×nh.
DÇu má lµ mét nguyªn liÖu hydrocacbon cã trong thiªn nhiªn cã thµnh phÇn ho¸ häc rÊt phøc t¹p, cã nh÷ng ®Æc tÝnh vËt lý thay ®æi trong giíi h¹n rÊt réng nh ®é nhít, mµu s¾c vµ tû träng. Mµu s¾c cña dÇu má nguyªn khai cã thÓ mµu s¸ng n©u ®en. Tû träng cã thÓ thay ®æi tõ 0,7y1, ®é nhít còng thay ®æi theo giíi h¹n tõ 1y50% cst ë 200C.
Thµnh phÇn ho¸ häc cña dÇu má lµ mét hçn hîp phøc t¹p gåm rÊt nhiÒu hi®rocacbon . C¸c hi®rocacbon thêng thuéc vµo 3 hä : hä parafinic, hä naphtenic, hä aromatic hay con gäi hi®rocacbon th¬m.
Víi møc ®é phøc t¹p kh¸c nhau, trong cÊu tróc dÇu má ®ång thêi còng cã mÆt hi®rocacbon lo¹i cÊu tróc hçn hîp cña c¶ 3 lo¹i trªn. Trong dÇu má nguyªn khai kh«ng cã hi®rocacbon hä Olephinic vµ sù ph©n bè cña c¸c hi®rocacbon kÓ trªn trong dÇu má quyÕt ®Þnh c«ng nghÖ chÕ biÕn, hiÖu suÊt vµ chÊt lîng s¶n phÈm .
1. Ph©n lo¹i dÇu má
Nh ta ®· biÕt c¸c lo¹i dÇu má trªn thÕ giíi ®Òu kh¸c nhau vÒ thµnh phÇn ho¸ häc vÒ ®Æc tÝnh. Do ®ã ®Ó ph©n lo¹i chóng thµnh tõng nhãm cã tÝnh chÊt gièng nhau rÊt khã. Trong dÇu má phÇn dÇu má chñ yÕu vµ quan träng nhÊt quyÕt ®Þnh c¸c ®Æc tÝnh c¬ b¶n cña dÇu má chÝnh lµ c¸c hîp chÊt hi®rocacbon chøa trong ®ã cho nªn dÇu má th«ng thêng ®îc chia theo nhiªu lo¹i. Ngoµi hi®rocacbon cßn cã nhng thµnh phÇn kh«ng ph¶i hi®rocacbon, tuy Ýt nhng kh«ng kÐm phÇn quan träng. Do ®ã cha cã sù ph©n lo¹i nµo bao trïm c¸c tÝnh chÊt kh¸c nhau vµ v× vËy cho ®Õn nay còng cha cã sù ph©n lo¹i nµo ®îc hoµn toµn.
2. Ph©n lo¹i dÇu má theo hi®rocacbon .
Ph©n lo¹i dÇu má theo hä hi®rocacbon lµ ph¬ng ph¸p ph©n lo¹i phæ biÕn nhÊt. Theo c¸ch ph©n lo¹i nµy dÇu má nãi chung sÏ mang ®Æc tÝnh cñalo¹i hi®rocacbon nµo chiÕm u thÕ trong nã nhÊt. Nh vËy trong dÇu má cã 3 lo¹i hi®rocacbon chÝnh: parafin, naphten vµ Ar, cã nghÜa lµ sÏ cã 3 lo¹i dÇu má t¬ng øng lµ dÇu má parafinic , dÇu má Naphtenic, dÇu má Aromatic, nÕu mét trong tõng lo¹i trªn lÇn lît chiÕm u thÕ vÒ sè lîng trong dÇu má .
DÇu má parafinic sÏ mang tÝnh chÊt ho¸ häc vµ vËt lý ®Æc trng cña c¸c hi®rocacbon hä parafinic , t¬ng tù dÇu má Naphtenic sÏ mang tÝnh chÊt ho¸häc vµ vËt lý ®Æc trng cña hä hi®rocacbon Naphtenic. DÇu má Aromatic sÏ mang tÝnh chÊt ho¸ häc vµ vËt lý ®Æc trng cña hi®rocacbon hä th¬m.
Tuy nhiªn trong phÇn nÆng trªn 3500C c¸c hi®rocacbon kh«ng cßn n»m ë d¹ng thuÇn chñng n÷a mµ bÞ hçn hîp lÉn nhau, lai ho¸ lÉn nhau. Do ®ã ®Ó ph©n lo¹i thêng ph¶i xÐt sù ph©n bè tõng hä hi®rocacbon trong c¸c ph©n ®o¹n chng cÊt. Trong thùc tÕ nh÷ng hä dÇu thuÇn chñng thêng rÊt Ýt gÆp
®Æc biÖt lµ hä dÇu Aromatic hÇu nh trªn thÕ giíi kh«ng cã. V× vËy nh÷ng trêng hîp mµ hi®rocacbon trong ®ã chiÕm tû lÖ kh«ng chªnh lÖch nhau nhiÒu dÇu má sÏ mang ®Æc tÝnh hçn hîp trung gian gi÷a nh÷ng lo¹i hi®rocacbon ®ã.
Nh vËy 3 hä dÇu chÝnh sÏ gÆp nh÷ng hä dÇu hçn hîp trung gian gi÷a parafenic –naphtenic –aromatic .
B»ng c¸ch râ rµng nh vËy dÇu má cã thÓ ph©n thµnh c¸c hä sau :
Cã 3 hä chÝnh :
Hä parafinic
Hä Naphtenic
Hä Aromatic .
- Cã 6 hä ®Çu trung gian :
Hä Naphtenic - parafinic
Hä parafinic - Naphtenic
Hä Aromatic - Naphtenic
Hä Naphtenic - Aromatic
Hä Aromatic - parafinic
Hä parafinic -Aromatic
Cã 6 lo¹i dÇu hæn hîp :
Hä parafinic – Aromatic – Naphtenic
Hä Aromatic – parafinic – Naphtenic
Hä Naphtenic – parafinic – Aromatic
Hä parafinic – Naphtenic – Aromatic
Hä Naphtenic – Aromatic – parafinic
Hä Aromatic – Naphtenic – parafinic .
Trong thùc tÕ, dÇu hä Aromatic , dÇu hä Aromatic – parafinic , parafinic – Aromatic hÇu nh kh«ng cã ,cßn nh÷ng hä dÇu hçn hîp chiÕm tû lÖ còng rÊt Ýt. Chñ yÕu lµ c¸c hä dÇu trung gian.
§Ó cã thÓ ph©n lo¹i dÇu má theo hä hi®rocacbon nh trªn thêng sö dông c¸c th«ng sè vËt lý nh ®o tû träng, nhiÖt ®é s«i …v….v….
Ph©n lo¹i dÇu má theo hi®rocacbon b»ng c¸ch ®o tû träng mét sè ph©n ®o¹n chän lùa.
Ph¬ng ph¸p nµy thùc hiÖn b»ng c¸ch ®o tû träng cña 2 ph©n ®o¹n dÇu má t¸ch ra trong giíi h¹n sau :
Ph©n ®o¹n 1 : B»ng c¸ch chng cÊt dÇu má ë ¸p suÊt thêng lÊy ra ph©n ®o¹n cã nhiÖt ®é s«i tõ 250y270 0C
Ph©n ®o¹n 2 : B»ng c¸ch chng cÊt phÇn cßn l¹i trong ch©n kh«ng (ë 40 mm Hg) lÊy ra ph©n ®o¹n s«i ë 275y300 0C ë ¸p suÊt ch©n kh«ng ( t¬ng øng 390y41500C ë ¸p suÊt thêng).
C¨n cø vµo gi¸ trÞ tû träng ta ®o ®îc 2 ph©n ®o¹n vµ ®èi chiÕu vµo giíi h¹n quy ®Þnh cho tõng lo¹i dÇu trong tõng b¶ng díi ®©y mµ xÕp dÇu thuéc hä nµo .
Hä dÇu má
Ph©n ®o¹n 1
Ph©n ®o¹n 2
Hä parafenic
≤0.8251
≤ 0.8762
Hä parafino – trung gian
≤0.8251
≤ 0.8767y0.334
Hä trung gian-parafinic
0.8256 y 0.8597
< 0.8762
Hä trung gian
0.8256 y 0.8597
< 0.8767 y 0.9334
Hä trung gian-Naphtenic
0.8205 y 0.8597
≥ 0.9340
Hä Naphteno- trung gian
≥ 0.8602
0.8767 y 0.9334
Hä Naphtenic
≥ 0.8602
≥ 0.9304
3. Thµnh phÇn ho¸ häc.
3.1. Hi®rocacbon hä parafinic .
Hi®rocacbon hä parafinic tõ C1 yC 4 ®Òu lµ ë thÓ khÝ n»m trong dÇu má díi d¹ng hoµ tan trong dÇu má tríc khi ®a vµo c¸c thiÕt bÞ chÕ biÕn dÇu ®Òu ph¶i qua giai ®o¹n lo¹i bá khÝ nµy trong c¸c thiÕt bÞ ®Æc biÖt : C¸c thiÕt bÞ æn ®Þnh thµnh phÇn ph©n ®o¹n dÇu má. Nh÷ng hi®rocacbon hä parafin tõ C15yC16 ®Òu lµ nh÷ng hi®rocacbon ë d¹ng láng chóng n»m trong c¸c ph©n ®o¹n x¨ng, ph©n ®o¹n kerosen, ph©n ®o¹n gasoil cña dÇu má .
VÒ cÊu tróc chóng cã nh÷ng d¹ng ®ång ph©n ë d¹ng ph©n nh¸nh kh¸c nhau. Trong dÇu má cã 2 lo¹i parafin :n-parafin vµ iso parafin, trong ®ã n-parafin chiÕm ®a sè(25y 30% thÓ tÝch ), chóng cã sè nguyªn tö c¸cbon tõ C1y C 45 Mét ®iÓm cÇn chó ý lµ c¸c n-parafin cã sè c¸cbon ≥18, ë nhiÖt ®é thêng chóng ®· lµ chÊt r¾n. Chóng cã thÓ hoµ tan trong dÇu hoÆc t¹o thµnh c¸c tinh thÓ trong dÇu. NÕu hµm lîng cña c¸c parafin r¾n nµy cao, dÇu cã thÓ bÞ ®«ng ®Æc l¹i g©y khã kh¨n cho qu¸ tr×nh vËn chuyÓn. Do vËy, c¸c chÊt parafin r¾n cã liªn quan ®Õn ®é linh ®éng cña dÇu má. Hµm lîng chóng cµng cao nhiÖt ®é ®«ng ®Æc cña chóng cµng lín. Tuy nhiªn c¸c parafin r¾n t¸ch ra tõ dÇu th« l¹i lµ nguyªn liÖu quý ®Ó tæng hîp ho¸ häc, nh ®Ó ®iÒu chÕ chÊt tÈy röa hçn hîp, t¬ sîi, ph©n bãn, chÊt dÎo……
C¸c iso parafin thêng chØ n»m ë phÇn nhÑ vµ phÇn cã nhiÖt ®é s«i trung b×nh cña dÇu chóng thêng cã cÊu tróc ®¬n gi¶n : m¹ch chÝnh dµi, m¹ch phô Ýt vµ ng¾n , nh¸nh phô thêng lµ nhãm metyl . C¸c iso parafincã sè C 5yC10 lµ c¸c cÊu tö rÊt quý trong phÇn nhÑ cña dÇu má. Chóng lµm t¨ng kh¶n n¨ng chèng kÝch næ cña x¨ng. So víi n-farafin th× iso parafin cã ®é linh ®éng cao h¬n .
Thµnh phÇn vµ cÊu tróc cña c¸c hi®rocacbon hä parafinic nµy trong c¸c ph©n ®o¹n cña dÇu má quyÕt ®Þnh rÊt nhiÒu ®Õn hiÖu suÊt vµ chÊt lîng cña s¶n phÈm thu ®îc. Nh÷ng hi®rocacbon hä parafinic tõ C17 trë lªn cã cÊu tróc th¼ng n- parafin trong dÇu má lµ nh÷ng hi®rocacbon r¾n, chóng thêng n»m díi d¹ng tinh thÓ lÉn lén víi c¸c hîp chÊt kh¸c tong dÇu má. C¸c parafin nµy cã cÊu tróc tinh thÓ d¹ng tÊm hoÆc d¹ng dµi cã nhiÖt ®é nãng ch¶y tõ 40y700C chóng thêng cã trong c¸c ph©n ®o¹n dÇu nhên. Sù cã mÆt cña c¸c hi®rocacbon parafin lo¹i nµy trong dÇu má tuú theo møc ®é nhiÒu Ýt mµ sÏ ¶nh hëng lín nhá ®Õn tÝnh chÊt lu biÕn cña dÇu má nguyªn khai.
C¸c hi®rocacbon parafenic trong dÇu má (d¹ng khÝ vµ láng) lµ mét nguyªn liÖu ban ®Çu rÊt quý ®Ó tæng hîp ho¸ häc. V× vËy thêng sö dông hoÆc c¶ ph©n ®o¹n (ph©n ®o¹n khÝ vµ x¨ng hay cßn gäi lµ khÝ Naphten hoÆc t¸ch ra khái ph©n ®o¹n díi d¹ng c¸c hi®rocacbon riªng lÎ b»ng c¸ch chng cÊt, hÊp thô qua d·y ph©n tö, kÕt tinh ë nhiÖt ®é thÊp ….Nh÷ng parafin r¾n thêng ®îc t¸ch ra sö dông trong c«ng nghiÖp s¶n xuÊt giÊy nÐn, giÊy c¸ch ®iÖn.
3.2. Hi®rocacbon hä Naphtenic .
Hi®rocacbon hä Naphtenic trong dÇu má lµ nh÷ng hi®rocacbon vßng no (xyclo parafin ) , thêng ë d¹ng vßng 5,6 c¹nh cã thÓ ë d¹ng ngng tô 2y3 vßng, víi sè vßng tõ 1y4 lµ chñ yÕu. Naphtenic lµ mét trong sè hi®rocacbon phæ biÕn vµ quan träng trong dÇu má. Hµm lîng cña chóng cã thÓ thay ®æi tõ 30y60 träng lîng.
Hi®rocacbon Naphtenic lµ c¸c thµnh phÇn rÊt quan träng cña nhiªn liÖu m« t¬ vµ dÇu nhên. Cã naphtenic lµ mét vßng cã m¹ch nh¸nh dµi thµnh phÇn rÊt tèt cña dÇu nhên v× chóng cã ®é nhít cao vµ ®é nhít Ýt thay ®æi theo nhiÖt ®é. §Æc biÖt , chóng lµ c¸c cÊu tö rÊt quý cho nhiªn liÖu ph¶n lùc, v× chóng cho nhiÖt ch¸y cao, ®ång thêi gi÷ ®îc tÝnh linh ®éng ë nhiªt ®é thÊp, ®iÒu nµy rÊt phï hîp khi ®éng c¬ lµm viÖc ë nhiÖt ®é ©m. Ngoµi ra nh÷ng naphtenic n»m trong dÇu má cßn lµ nguyªn liÖu quý ®Ó tõ ®ã chÕ ®îc c¸c hi®rocacbon th¬m: benzen, toluen, xylen (BTX), lµ c¸c chÊt khëi ®Çu ®Ó ®iÒu chÕ t¬ sîi tæng hîp vµ chÊt dÎo.
Nh vËy , dÇu má cµng chøa nhØÒu hi®rocacbon naphtenic th× cµng cã gi¸ trÞ kinh tÕ cao,v× tõ ®ã cã thÓ s¶n xuÊt ®îc s¶n phÈm nhiªn liÖu cã chÊt lîng tèt. Chóng l¹i cã nhiÖt ®é ®«ng ®Æc thÊp nªn gi ®îc tÝnh linh ®éng, kh«ng g©y khã kh¨n tèn kÐm cho qu¸ tr×nh b¬m, vËn chuyÓn, phun nhiªn liÖu.
3.3. C¸c hi®rocacbon hä Aromatic (hi®rocacbon th¬m).
Hi®rocacbon hä Aromatic trong dÇu má thêng chiÕm tû lÖ Ýt h¬n hai lo¹i trªn kho¶ng 5y30% , chungs thêng lµ nh÷ng lo¹i vßng th¬m. ¶nh hëng cña hi®rocacbon lo¹i nµy trong thµnh phÇn c¸c s¶n phÈm dÇu má thay ®æi kh¸c nhau. Lo¹i hi®rocacbon Aromatic thêng gÆp lµ lo¹i mét vßng vµ ®ång ®¼ng cña chóng(BTX….). C¸c chÊt nµy th«ng thêng n»m trong phÇn nhÑ vµ lµ cÊu tö lµm t¨ng kh¶n n¨ng chèng kÝch næ cña x¨ng. C¸c chÊt ngng tô 2,3 hoÆc 4 vßng th¬m cã mÆt trong phÇn cã nhiÖt ®é s«i trung b×nh vµ cao cña dÇu má, hµm lîng c¸c chÊt lo¹i nµy thêng Ýt h¬n.
Trong thµnh phÇn c¸c lo¹i dÇu má ®Òu tËp trung hi®rocacbon lo¹i th¬m ngng tô cao song cÊu tróc ®· bÞ lai hîp víi c¸c møc ®é kh¸c nhau gi÷a 3 lo¹i th¬m –naphten-parafin .
Ngoµi thµnh phÇn c¸c hi®rocacbon kÓ trªn trong dÇu má bao giê còng chøa c¸c hîp chÊt phi hi®rocacbon : O, N, S vµ c¸c lim lo¹i , trong ®ã ®¸ng kÓ nhÊt lµ hîp chÊt chøa lu huúnh vµ nhùa asphanten.
3.4. C¸c hîp chÊt chøa lu huúnh.
C¸c hîp chÊt chøa lu huúnh chøa dÇu má cã thÓ ë d¹ng khÝ hoµ tan trong dÇu (H2S ) hoÆc ë d¹ng láng ph©n bè hÇu hÕt trong c¸c ph©n ®o¹n dÇu má. Ph©n ®o¹n cµng nÆng c¸c hîp chÊt chøa lu huúnh cµng nhiÒu so víi c¸c ph©n ®o¹n nhÑ . C¸c chÊt hu c¬ cã chøa lu huúnh lµ hîp chÊt phæ biÕn nhÊt, lµm xÊu ®i chÊt lîng cña dÇu th«, g©y ¨n mßn thiÕt bÞ khi chÕ biÕn, g©y « nhiÔm m«i trêng. V× vËy dÇu má chøa nhiÒu hîp chÊt chøa lu huúnh ph¶i sö dông c¸c biÖn ph¸p xö lý tèn kÐm. Do vËy mµ hµm lîng cña hîp chÊt lu huúnh ®îc coi lµ mét chØ tiªu ®¸nh gi¸ chÊt lîng dÇu th« vµ s¶n phÈm dÇu.
3.5.C¸c hîp chÊt nhùa –asphanten.
C¸c hîp chÊt nhùa –asphanten thêng n»m trong phÇn cÆn cña dÇu má ë nhiÖt ®é s«i 3500C. §ã lµ nh÷ng hîp chÊt h÷u c¬ cã träng lîng ph©n tö lín, trong cÊu tróc cã c¶ vßng th¬m, vßng asphanten c¸c m¹ch th¼ng ®Ýnh chung quanh ®ång thêi cßn chøa c¸ nguyªn tè C, H, O, S, N díi d¹ng dÞ vßng hay d¹ng cÇu nèi . Hµm lîng vµ thµnh phÇn ho¸ häc c¸c chÊt nµy quyÕt ®Þnh ®Õn viÖc chän lùa c¸c ph¬ng ph¸p , ®Õn hiÖu suÊt vµ chÊt lîng cña s¶n phÈm .
Ngoµi ra trong nhãm chÊt phi hi®rocacbon cña dÇu má cÇn ph¶i kÓ ®Õn c¸c hîp chÊt chøa nit¬, oxy, c¸c hîp chÊt c¬ kim chøa kim lo¹i nh Ni, Fe, Cu…
TÊt c¶ c¸c hîp chÊt nµy®Òu g©y c¶n trë cho viÖc chÕ biÕn dÇu má .
Iii. c¬ së lý thuyÕt cña qu¸ tr×nh chng cÊt.
Qu¸ tr×nh chng cÊt dÇu th« lµ mét qu¸ tr×nh t¸ch ph©n ®o¹n. Qu¸ tr×nh nµy ®îc thùc hiÖn b¨ng c¸c biÖt ph¸p kh¸c nhau nh»m t¸ch nh»m t¸ch c¸c phÇn dÇu theo nhiÖt ®é s«i cña c¸c cÊu tö trong dÇu mµ kh«ng lµm ph©n huû chóng. H¬i nhÑ bay lªn vµ ngng tô thµnh phÇn láng. Tuú theo biÖn ph¸p tiÕn hµnh chng cÊt mµ ngêi ta ph©n chia ra qu¸ tr×nh chng cÊt thµnh chng ®¬n gi¶n, chng phøc t¹p, chng nhê cÊu tö bay h¬i hay chng cÊt trong ch©n kh«ng.
1. Chng ®¬n gi¶n .
Chng ®¬n gi¶n lµ qu¸ tr×nh chng cÊt ®îc tiÕn hµnh b»ng c¸ch bay h¬i dÇn dÇn, mét lÇn hay nhiÒu lÇn, mét hçn hîp chÊt láng cÇn chng ®îc m« t¶ trªn h×nh 1(a,b,c).
1.1. Chng bay h¬i dÇn dÇn.
S¬ ®å chng cÊt b»ng c¸ch bay h¬i dÇn dÇn ®îc tr×nh bµy trªn (h×nh 1a) gåm thiÕt bÞ ®èt nãng liªn tôc, mét hæn hîp chÊt láng trong b×nh chng 1. Tõ nhiÖt ®é thÊp tíi nhiÖt ®é s«i cuèi khi liªn tôc t¸ch h¬i s¶n phÈm vµ ngng tô h¬i bay trong thiÕt bÞ ngng tô 3 vµ thu s¶n phÈm trong bÓ chøa 4. Ph¬ng ph¸p nµy thêng ®îc ¸p dông trong phßng thÝ nghiÖm
1.2. Chng cÊt b»ng c¸ch bay h¬i 1lÇn
S¬ ®å chng cÊt b»ng c¸ch bay h¬i mét lÇn dîc tr×nh bµy trªn h×nh 1b, ph¬ng ph¸p nµy gäi lµ ph¬ng ph¸p bay h¬i c©n b¨ng. Ph¬ng ph¸p nµy ngêi ta tiÕn hµnh ë nhiÖt ®é nhÊt ®Þnh cho tríc vµ ¸p suÊt cè ®Þnh.
¦u ®iÓm : cña qu¸ tr×nh chng cÊt cho phÐp ¸p dông trong ®iÒu kiÖn thùc tÕ chng cÊt dÇu.
Nhîc ®iÓm : cña ph¬ng ph¸p nµy lµ nhiÖt ®é chng l¹i bÞ giíi h¹n vµ kh«ng t¸ch ®îc s¶n phÈm tr¾ng ra riªng.
1.3.Chng cÊt b»ng c¸ch b©y h¬i nhiÒu lÇn.
§©y lµ qu¸ tr×nh gåm nhiÒu qu¸ tr×nh chng bay h¬i mét lÇn nèi tiÕp nhau nhiÖt ®é t¨ng dÇn hay ë ¸p suÊt thÊp h¬n ®èi víi phÇn cÆn cña chng lÇn mét lµ nguyªn liÖu cho chng lÇn hai. Sau khi ®îc ®èt nãng ®Õn nhiÖt ®é cao h¬n tõ ®Ønh cña thiÕt bÞ chng lÇn mét, ta nhËn ®îc s¶n phÈm tõ ®Ønh cßn ®¸y chng lÇn hai ta nhËn ®îc s¶n phÈm cÆn.
Ph¬ng ph¸p chng cÊt b»ng dÇu bay h¬i mét lÇn vµ bay h¬i nhiÒu lÇn cã ý nghÜa rÊt lín trong c«ng nghiÖp chÕ biÕn dÇu, ë ®©y c¸c d©y chuyÒn ho¹t ®éng liªn tôc. Qu¸ tr×nh bay h¬i mét lÇn ®îc ¸p dông khi ®èt nãng dÇu trong c¸c thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt, trong lß èng vµ qu¸ tr×nh t¸ch pha h¬i khái pha láng ë bé phËn cung cÊp, ph©n phèi cña th¸p tinh luyÖn.
Chng cÊt ®¬n gi¶n nhÊt lµ lo¹i bay h¬i mét lÇn kh«ng ®¹t ®îc ®é ph©n chia cao khi cÇn ph©n chia râ rµng c¸c cÊu tö thµnh phÇn cña hçn hîp chÊt láng. Ngêi ta ph¶i tiÕn hµnh chng cÊt cã tinh luyÖn ®ã lµ chng phøc t¹p.
DÇu th«
S¶n phÈm
®¸y
Thïng bay h¬i dÇn dÇn
S¶n phÈm chng cÊt
phÇn ®îc
3
2
Lß ®èt (a)
Thïng bay h¬i 1 lÇn
S¶n phÈm chng
láng
DÇu th«
Lß ®èt
S¶n phÈm ®¸y
(cÆn)
3
1
2
(b)
Thïng bay h¬i nhiÒu lÇn
Lß ®èt
S¶n phÈm láng
DÇu th«
CÆn ®¸y
Lß ®èt
S¶n phÈm
láng
1
2
3
(c)
H×nh 1: S¬ ®å chng cÊt dÇu th«
1. thïng ; 2 .lß ®èt nãng ; 3 . thiÕt bÞ lµm l¹nh
2 . Chng cÊt phøc t¹p.
2.1. Chng cÊt cã håi lu.
Qu¸ tr×nh chng cÊt cã håi lu lµ qu¸ tr×nh chng khÝ lÊy mét phÇn chÊt láng ngng tô tõ h¬i t¸ch ra cho quay l¹i tíi vµo dßng h¬i bay lªn. Nhê cã sù tiÕp xóc ®ång ®Òu vµ thªm mét lÇn n÷a gi÷a pha láng vµ pha h¬i mµ khi pha h¬i t¸ch ra khái hÖ thèng l¹i ®îc lµm giµu thªm cÊu tö nhÑ (cã nhiÖt ®é s«i thÊp h¬n )so víi khi kh«ng cã håi lu, nhê vËy cã ®é ph©n chia cao h¬n. ViÖc håi lu l¹i chÊt láng ®îc khèng chÕ b»ng bé phËn ®Æc biÖt vµ ®îc bè trÝ ë phÝa trªn thiÕt bÞ chng.
2.2. Chng cÊt cã tinh luyÖn .
Chng cÊt cã tinh luyÖn cßn cho ®é ph©n chia cao h¬n khi kÕt hîp víi håi lu . C¬ së cña qu¸ tr×nh tinh luyÖn lµ sù trao ®æi chÊt nhiÒu lÇn vÒ c¶ phÝa hai phÝa gi÷a pha láng vµ pha h¬i chuyÓn ®éng ngîc chiÒu nhau. Qu¸ tr×nh nµy ®îc thùc hiÖn trong th¸p tinh luyÖn. §Ó ®¶m b¶o sù tiÕp xóc hoµn thiÖn gi÷a pha h¬i vµ pha láng, trong th¸p ®îc trang bÞ c¸c ®Üa hay ®Öm. §é ph©n chia c¸c hçn hîp trong th¸p phô thuéc vµo sè lÇn tiÕp xóc gi÷a c¸c pha, vµo lîng håi lu ë ®Ønh th¸p.
C«ng nghÖ hiÖn ®¹i chng cÊt dÇu th« dùa vµo qu¸ tr×nh chng cÊt 1 lÇn vµ nhiÒu lÇn cã tinh luyÖn x¶y ra trong th¸p chng cÊt ph©n lo¹i trong th¸p cã bè trÝ c¸c ®Üa.
S¬ ®å nguyªn lý lµm viÖc cña th¸p chng cÊt .
Pha h¬i Vn bay lªn tõ ®Üa thø n lªn ®Üa thø n-1 ®îc tiÕp xóc víi pha láng Ln1 ch¶y tõ ®Üa n-1 xuèng, cßn pha láng Ln tõ ®Üa n ch¶y xuèng ®Üa phÝa díi n+1 l¹i tiÕp xóc víi pha h¬i Vn+1 bay tõ díi lªn. Nhê qu¸ tr×nh qu¸ tr×nh tiÕp xóc nh vËy mµ qu¸ tr×nh trao ®æi chÊt x¶y ra tèt h¬n. Pha h¬i bay lªn ngµy cµng ®îc lµm giµu thªm cÊu tö nhÑ cßn pha láng ch¶y xuèng phÝa díi ngµy cµng chøa nhiÒu cÊu tö nÆng. Sè lÇn tiÕp xóc cµng nhiÒu, qu¸ tr×nh trao ®æi chÊt cµng ®îc t¨ng cêng vµ kÕt qu¶ ph©n t¸ch cña th¸p cµng tèt, hay nãi cach kh¸c,th¸p cã ®é ph©n chia cµng cao. §Üa trªn còng cã håi lu ®Ønh vµ ®Üa díi còng cã håi lu ®¸y. Nhê cã håi lu ë ®Ønh vµ ®¸y lµm cho th¸p ho¹t ®éng liªn tôc æn ®Þnh vµ cã kh¶n n¨ng ph©n t¸ch cao. Ngoµi ®Ønh vµ ®¸y ngêi ta con thiÕt kÕ håi lu trung gian b»ng c¸ch lÊy s¶n phÈm láng ë c¹nh sên th¸p cho qua trao ®æi nhiÖt lµm l¹nh råi quay l¹i tíi vµo th¸p, con khi lÊy s¶n phÈm c¹nh sên cña th¸p ngêi ta trang bÞ thªm c¸c bé phËn t¸ch trung gian c¹nh sên th¸p.
2.3. Chng cÊt trong ch©n kh«ng vµ chng cÊt víi h¬i níc.
Hçn hîp c¸c cÊu tö cã trong dÇu th« kh«ng bÒn, dÔ bÞ ph©n huû nhiÖt nhÊt lµ c¸c hîp chÊt chøa lu huúnh vµ c¸c chÊt cao ph©n tö nh nhùa …..C¸c hîp chÊt Parafin kÐm bÒn nhiÖt h¬n c¸c hîp chÊt Naphten vµ c¸c Naphten l¹i kÐm bÒn nhiÖt h¬n c¸c hîp chÊt th¬m. §é bÒn nhiÖt cña c¸c cÊu tö t¹o thµnh dÇu kh«ng chØ phô thuéc vµo nhiÖt ®é mµ cßn phô thuéc c¶ vµo thêi gian tiÕp xóc ë nhiÖt ®é ®ã. Trong thùc tÕ chng cÊt, ®èi víi c¸c ph©n ®o¹n cã nhiÖt ®é s«i cao, ngêi ta cÇn tr¸nh sù ph©n huû nhiÖt chóng khi ®èt nãng. Tuú theo loai dÇu th«, tong thùc tÕ kh«ng nªn ®èt nãng qu¸ 4200C víi dÇu kh«ng cã hay chøa rÊt Ýt lu huúnh, vµ kh«ng qu¸ 320y3400C víi dÇu cã vµ nhiÒu lu huúnh.
Sù ph©n huû khi chng sÏ lµm xÊu ®i tÝnh chÊt cña s¶n phÈm , nh lµm gi¶m ®é nhít vµ nhiÖt b¾t ch¸y cèc kÝn cña chóng, gi¶m ®é bÒn «xy ho¸. Nhng quan träng h¬n lµ chóng g©y nguy hiÓm cho qu¸ tr×nh chng chng cÊt vµ chóng t¹o thµnh c¸c hîp chÊt ¨n mßn vµ lµm t¨ng n¨ng suÊt cña th¸p. §Ó gi¶m sù ph©n huû thêi gian lu cña nguyªn liÖu ë nhÞªt ®é cao còng cÇn ph¶i h¹n chÕ. Khi nhiÖt ®é s«i cña hçn hîp ë ¸p suÊt khÝ quÓn cao h¬n nhiÖt ®é ph©n huû nhiÖt cña chóng, ngêi ta ph¶i dïng chng cÊt ch©n kh«ng VD hay chng cÊt h¬i níc ®Ó tr¸nh sù ph©n huû nhiÖt. Ch©n kh«ng lµm gi¶m nhiÖt ®é s«i , gi¶m ¸p suÊt riªng phÇn cña cÊu tö hçn hîp lµm cho chóng s«i ë nhiÖt ®é thÊp h¬n. H¬i níc ®îc dïng ngay c¶ trong chng cÊt khÝ quyÓn. Khi tinh luyÖn h¬i níc ®îc dïng ®Ó t¸i bay h¬i ph©n ®o¹n cã nhiÖt ®é thÊp cßn chøa trong mazut hay chøa trong gludron, trong nhiªn liÖu dÇu nhên. KÕt hîp dïng ch©n kh«ng vµ h¬i níc khi chng cÊt phÇn cÆn sÏ cho phÐp ®¶m b¶o t¸ch s©u h¬n ph©n ®o¹n dÇu nhên.
Tuy nhiªn, t¸c dông cña h¬i níc lµm t¸c nh©n bay h¬i cßn sù h¹n chÕ , v× nhiÖt lîng bay h¬i kh¸c xa so víi nhiÖt ®é ®èt nãng chÊt láng. V× thÕ nÕu t¨ng lîng h¬i th× nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt h¬i b¶o hoµ cña dÇu gi¶m xuèng vµ sù t¸ch h¬i còng gi¶m theo.
Do vËy lîng h¬i níc cã hiÖu qu¶ tèt nhÊt chØ trong kho¶ng tõ 2y3 so víi nguyªn liÖu ®em chng cÊt khi mµ sè cÊp tiÕp xóc lµ 3 hoÆc 4 . Trong ®iÒu kiÖn nh vËy lîng h¬i dÇu t¸ch ra tõ ph©n ®o¹n mazut ®¹t tíi 14y23%.
Khi chng cÊt h¬i níc, sè lîng ph©n ®o¹n t¸ch ra ®îc cã thÓ tÝnh theo ph¬ng tr×nh sau:
G = **Z
Trong ®ã :
G vµ Z : sè lîng h¬i dÇu t¸ch ®îc vµ lîng h¬i níc.
Mf : ph©n tö lîng cña h¬i dÇu
18 : ph©n tö lîng cña h¬i níc
P : ¸p suÊt tæng céng cña hÖ
pf : ¸p suÊt riªng cña dÇu ë nhiÖt ®é chng .
NhiÖt ®é h¬i níc cÇn ph¶i kh«ng thÊp h¬n nhiÖt ®é cña h¬i dÇu ®Ó t¸ch s¶n phÈm dÇu ngËm níc. Do vËy, ngêi ta thêng dïng h¬i níc cã nhiÖt ®é 380y4500C, ¸p suÊt h¬i tõ 0,2y0,5 mpa.
H¬i níc dïng trong c«ng nghÖ chng cÊt dÇu cã nhiÒu u ®iÓm lµm gi¶m ¸p suÊt riªng phÇn cña dÇu,t¨ng cêng khuÊy trén chÊt láng tr¸nh tÝch ®iÖn côc bé, t¨ng diÖn tÝch bÒ mÆt bay h¬i do t¹o thµnh c¸c tia vµ bong bãng h¬i. Ngêi ta còng dïng h¬i níc ®Ó t¨ng cêng ®èt nãng cÆn dÇu trong lß èng khi chng cÊt ch©n kh«ng. Khi ®ã ®¹t møc ®é bay h¬i lín cho nguyªn liÖu dÇu, tr¸nh vµ ng¨n gi÷a qu¸ tr×nh t¹o cèc trong c¸c lß èng ®èt nãng. Tiªu hao h¬i níc trong trêng hîp nµy kho¶ng 0,3y0,5% so v¬i nguyªn liÖu .
IV. s¶n phÈm cña qu¸ tr×nh.
Khi tiÕn hµnh chng cÊt s¬ khëi dÇu má chóng ta nhËn ®îc nhiÒu ph©n ®o¹n vµ s¶n phÈm dÇu má. Chóng ®îc ph©n biÖt víi nhau bëi giíi h¹n nhiÖt ®é s«i ( hay nhiÖt ®é chng ), bëi thµnh phÇn hi®rocacbon, ®é nhít, nhiÖt ®é chíp ch¸y vµnhiÒu tÝnh chÊp kh¸c liªn quan ®Õn viÖc sö dông.
S¶n phÈm cña qu¸ tr×nh chng cÊt bao gåm:
1. KhÝ hi®rocacbon .
KhÝ hi®rocacbon thu ®îc chñ yÕu lµ C3, C4. Tuú thuéc c«ng nghÖ chng cÊt ph©n ®o¹n C3 , C4 nhËn ®îc ë thÓ khÝ hay ®· nÐn ho¸ láng.
Ph©n ®o¹n nµy thêng ®îc dïng cho qu¸ tr×nh ph©n t¸ch khÝ ®Ó nhËnc¸c khÝ riªngbiÖtcho c¸c qu¸ tr×nh tiÕp theothµnh c¸c ho¸ chÊp c¬ b¶n
VÝ dô: Thùc hiÖn c¸c ph¶n øng oxi ho¸ kh«ng hoµn toµn metan thu ®îc metanol ®îc sö dông lµm phô gia rÊt tèt ®Ó pha vµo x¨ng n©ng cao hÖ sè octan.
Ph¶n øng xÈy ra theo c¬ chÕ chuçi:
CH4• ® C’H3• + H• ; CH3 + [ O’ ] ® CH3O•
CH3O• ® HCHO + H•
CH3O• + CH4 ® CH3OH + CH3• .
2. Ph©n ®o¹n x¨ng
Ph©n ®o¹n nµy cßn gäi lµ dÇu löa cã nhiÖt ®é s«i tõ 30y350C ®Õn 1800C, ph©n ®o¹n x¨ng bao gåm c¸c hi®rocacbon tõ C5 yC10 ,C11 .C¶ ba lo¹i hi®r«cacbon parafin,naphten,aromatic ®Òu cã mÆt trong ph©n ®o¹n.Tuy nhiªn thµnh phÇn sè lîng c¸c hi®rocacbon ®Òu kh¸c nhau, phô thuéc vµo nguån gèc dÇu th« ban ®Çu.
Ch¼ng h¹n,tõ hä dÇu parafin sÏ thu ®îc x¨ng chøa nhiÒu parafin,cßn dÇu parafinic sÏ thu ®îc nhiÒu vßng no h¬n c¸c hidrocacbon th¬m thêng cã Ýt trong x¨ng.
Ngoµi hidrocacbon,trong ph©n ®o¹n cßn cã c¸c hîp chÊt S, N vµ O . C¸c chÊt chøa S thêng ë d¹ng hîp chÊt kh«ng bÒn nh mercaptan (RSH). C¸c chÊt chøa N
Chñ yÕu ë d¹ng pyridin; cßn chÊt chøa oxy rÊt Ýt thêng ë d¹ng phenol vµ ®ång ®¼ng.C¸c chÊt nhùa vµ asphanten ®Òu cha cã.
øng dông: ph©n ®o¹ng x¨ng ®îc sö dông vµo 3 môc ®Ých chñ yÕu sau:
- Lµm nguyªn liÖu cho ®éng c¬ x¨ng
- Lµm nguyªn liÖu cho c«ng nghiÖp ho¸ dÇu
- Lµm dung m«i cho c«ng nghiÖp s¬n, cao su, keo d¸n.
Ngoµi ra ®îc sö dông lµm trÝch ly chÊt bÐo trong c«ng nghiÖp h¬ng liÖu,dîc liÖu.
Ph©n ®o¹n x¨ng (cßn gäi lµ ph©n ®o¹n naphta) cßn ®îc sö dông vµo môc ®Ých s¶n xuÊt nguyªn vËt liÖu ho¸ dÇu,chñ yÕu lµ s¶n xuÊt c¸c hydrocacbon th¬m(bezen,toluen,xylen) vµ lµm nguyªn liÖu cho cracking xóc t¸c nh»m s¶n xuÊt c¸c olephin thÊp nh etylen , propylen , butylen vµ butadien.
3. Ph©n ®o¹n kerosen
Ph©n ®o¹n nµy cßn gäi lµ dÇu löa,nhiÖt ®é s«i tõ 120y2400C, bao gåm c¸chydrocacbon cã sè cacbon tõ C11yC15 ,C16.
3.1. Thµnh phÇn ho¸ häc.
Trong ph©n ®o¹n nµy hÇu hÕt c¸c n-parfin rÊt Ýt iso parafin. C¸c hi®rocacbon naphtenic vµ th¬m, ngoµi cã cÊu tróc m¹ch vßng vµ nhiÒu nh¸nh phô, cßn cã mÆt raphten vµ th¬m hai vßng chiÕm phÇn lín. Trong Kerosen b¾t ®Çu cã mÆt c¸c hîp chÊt hi®rocacbon cã cÊu tróc hçn hîp gi÷a vßng th¬m vµ vßng naphten nh tetralin vµ ®ång ®¼ng cña chóng. C¸c hîp chÊt chøa S, N, O t¨ng dÇn. Lu huúnh d¹ng mercaptan gi¶m dÇn, xuÊt hiÖn lu huúnh d¹ng sunfua. C¸c chÊt Nit¬ víi hµm lîng nhá d¹ng quirolin, pyrol, indol.
3.2. øng dông:
Ph©n ®o¹n Kerosen ®îc dïng lµm nguyªn liÖu ph¶n lùc vµ dÇu ho¶ d©n dông, trong ®ã dïng lµm nhiªn liÖu ph¶n lùc lµ øng dông chÝnh.
Nhiªn liÖu dïng cho ®éng c¬ ph¶n lùc ®îc chÕ t¹o tõ ph©n ®o¹n Kerosen hoÆc tõ hçn hîp ph©n ®o¹n Kerosen víi ph©n ®o¹n x¨ng. Do ®Æc ®iÓm c¬ b¶n nhÊt cña nhiªn liÖu dïng trong ®éng c¬ ph¶n lùc lµ lµm sao cã tèc ®é ch¸y lín, dÔ dµng tù bèc ch¸p ë bÊt kú nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt nµo, ch¸y ®Òu hoµ kh«ng bÞ t¾t trong dßng kh«ng khÝ cã tèc ®é ch¸y lín nghÜa lµ qu¸ tr×nh ch¸y ph¶i cã ngän löa æn ®Þnh. §Ó ®¸p øng yªu cÇu trªn ngêi ta thÊy trong thµnh ph©n c¸c hi®rocacbon cña ph©n ®o¹n kerosen th× c¸c hi®ro Naphten vµ parafin thÝch hîp nhÊt víi nh÷ng ®Æc ®iÓmcña qu¸ tr×nh ch¸y trong ®éng c¬ ph¶n lùc. V× vËy ph©n ®o¹n Kerosen vµ ph©n ®o¹n x¨ng cña dÇu má hä Naphtenparafin hoÆc Parafinnaphten loµ nguyªn liÖu tèt nhÊt ®Ó s¶n xuÊt nhiªn liÖu cho ®éng c¬ ph¶n lùc. Trong khi ®ã sù cã mÆt cña hi®rocacbon th¬m kh«ng thÝch hîp cho qu¸ tr×nh ch¸y, do vËy nÕu hµm lîng cña chóng qu¸ lín, cÇn ph¶i lo¹i bít chóng n»m trong giíi h¹n díi 20y25%.
Hµm lîng hi®rocacbon parafin trong nhiªn liÖu ph¶n lùc trong kho¶ng 30 y 60% nÕu cao h¬n ph¶i tiÕn hµnh lo¹i bá nh»m ®¶m b¶o tÝnh linh ®éng tèt cña nhiªn liÖu ë nhiÖt ®é thÊp.
Ph©n ®o¹n Kerosen dïng ®Ó s¶n xuÊt dÇu ho¶ d©n dông (th¾p s¸ng hoÆc ®un nÊu) mµ kh«ng cÇn mét qu¸ tr×nh biÕn ®æi thµnh phÇn b»ng ph¬ng ph¸p ho¸ häc phøc t¹p v× nã ®¸p øng ®îc yªu cÇu cña dÇu ho¶ lµ ngän löa xanh, cã mµu vµng ®á, kh«ng t¹o nhiÒu khãi ®en, kh«ng t¹o nhiÒu tµn ®äng ë ®Çu bÊc vµ dÇu ph¶i dÔ dµng bèc h¬i lªn phÝa trªn ®Ó ch¸y.
4. Ph©n ®o¹n diezel.
Ph©n ®o¹n diezel hay cßn gäi lµ ph©n ®o¹n gasoil nhÑ, cã kho¶ng nhiÖt ®é tõ 250y350 0C, chøa c¸c hi®rocacbon cã sè C¸cbon tõ C16 y C20, C21.
4.1. Thµnh phÇn ho¸ häc:
PhÇn lín trong ph©n ®o¹n nµy lµ c¸c n_parafin, iso parafin, cßn hi®rocacbon th¬m rÊt Ýt. ë cuèi ph©n ®o¹n cã nh÷ng n_parafin cã nhiÖt ®é kÕt tinh cao, chóng lµ nh÷ng thµnh phÇn g©y mÊt tÝnh linh ®éng cña ph©n ®o¹n ë nhiÖt ®é thÊp. Trong gasoil ngoµi naphatenvµ th¬m hai vßng lµ chñ yÕu, nh÷ng chÊt cã ba vßng t¨ng lªn vµ cßn cã c¸c hîp chÊt cã cÊu tróc hçn hîp (gi÷a naphten vµ th¬m).
Hµm lîng c¸c chÊt chøa S, N, O t¨ng nhanh. Lu huúnh chñ yÕu ë d¹ng disunfua dÞ vßng. C¸c chÊt chøa oxi (d¹ng axit naphtenic) cã nhiÒu vµ ®¹t cùc ®¹i ë ph©n ®o¹n nµy. ngoµi ra cßn cã c¸c chÊt d¹ng phenol nh dimetylphenol. Trong gasoil ®· xuÊt hiÖn nhùa, song cßn Ýt, trong lîng ph©n tö nhùa cßn rÊt thÊp (300 y 400 ®vc).
4.2. øng dông
Ph©n ®o¹n gasoil nhÑ cña dÇu má chñ yÕu ®îc sö dông lµm nguyªn liÖu cho ®éng c¬ diezel. Do ®éng c¬ diezel nhiªn liÖu ph¶i cã chØ sè xetan cao ( cã tÝnh chÊt dÔ oxi ho¸ ®Ó tù bèc ch¸y tèt). Do ph©n ®o¹n gasoil (cña dÇu má d¹ng parafin) lÊy trùc tiÕp tõ qu¸ tr×nh chng cÊt s¬ khëi thêng cã trÞ sè xetan rÊt cao v× vËy chóng thêng sö dông trùc tiÕp lµm nhiªn liÖu diezel thÝch hîp nhÊt mµ kh«ng ph¶i qua mét qu¸ tr×nh chÕ biÕn ho¸ häc nµo. Tuy nhiªn khi cÇn lµm t¨ng trÞ sè xetan cña nhiªn liÖu diezel, ngêi ta còng cã thÓ cho thªm vµo mét sè chÊt phô gia thóc ®Èy qu¸ tr×nh o xi ho¸. Víi sè lîng kho¶ng 15% V ta cã thÓ t¨ng chØ sè xetan lªn ®Õn 15 y 20 ®¬n vÞ so víi trÞ sè ban ®Çu cña nã lµ 40 ®¬n vÞ.
5. Ph©n ®o¹n mazut.
Ph©n ®o¹n cÆn mazut lµ ph©n ®o¹n cÆn chng cÊt khÝ quyÓn, ®îc dïng lµm nhiªn liÖu ®èt cho c¸c lß c«ng nghiÖp hay ®îc dïng lµm nhiªn liÖu cho qu¸ tr×nh chng cÊt ch©n kh«ng ®Ó nhËn c¸c cÊu tö dÇu nhên hay nhËn nguyªn liÖu cho c¸c qu¸ tr×nh Crackinh nhiÖt, Crackinh xóc t¸c hay hi®rocrackinh.
6. Ph©n ®o¹n dÇu nhên.
Víi nhiÖt ®é 350y5000C, ph©n ®o¹n nµy bao gåm c¸c hi®rocacbon tõ C21yC25, cã thÓ lªn tíi C40.
6.1. Thµnh phÇn ho¸ häc
Do ph©n tö lîng lín, thµnh phÇn ho¸ häc cña ph©n ®o¹n dÇu nhên rÊt phøc t¹p c¸c n vµ iso parafin Ýt, naphtalen vµ th¬m nhiÒu.
Hµm lîng c¸c hîp chÊt cña S, N, O t¨ng lªn m¹nh h¬n 50% lîng lu huúnh cã dÇu má tËp trung ë ph©n ®o¹n nµy gåm c¸c d¹ng disunfua , thiophen, sunfua vßng … c¸c hîp chÊt Nit¬ thêng ë d¹ng ®ång ®¼ng pyridin, pyrol vµ cacbazol. C¸c hîp chÊt cña oxi ë d¹ng axÝt, c¸c kim lo¹i nÆng nh V, Ni , Cu , Pb…c¸c chÊt nhùa, asphanten ®Òu cã mÆt trong ph©n ®o¹n.
Th«ng thêng ngêi ta t¸ch ph©n ®o¹n dÇu nhên b»ng c¸ch chng cÊt ch©n kh«ng phÇn cÆn dÇu má, ®Ó tr¸nh ph©n huû ë nhiÖt ®é cao.
6.2. øng dông.
C¸c ph©n ®o¹n dÇu nhên hÑp tõ 320y4000C, 400y4500C, 420y4500C, 450y5000C ®îc dïng ®Ó s¶n xuÊt c¸c lo¹i dÇu nhên b«i tr¬n kh¸c nhau.
Ngoµi ra ph©n ®o¹n nµy cßn ®îc dïng ®Ó s¶n xuÊt s¶n ph©m tr¾ng, c¸c s¶n phÈm tr¾ng lµ tªn gäi cña ba lo¹i nhiªn liÖu x¨ng, kerosen vµ diezel, ®ã lµ c¸c lo¹i nhiªn liÖu ®îc sö dông nhiÒu nhÊt, quan träng nhÊt. §Ó lµm t¨ng sè lîng c¸c nhiªn liÖu nµy cã thÓ tiÕn hµnh ph©n huû gasoil nÆng b»ng ph¬ng ph¸p cracking hoÆc hydrocracking, víi c¸ch nµy cã thÓ biÕn c¸c cÊu tö C21y C40 thµnh x¨ng (C5yC11); kerosen(C11y C16), diezel(C16y C20) nh vËy n©ng cao ®îc hiÖu suÊt sö dông cña dÇu má.
7. Ph©n ®o¹n Gudron.
7.1. Thµnh phÇn ho¸ häc
Gudrol lµ thµnh phÇn cßn l¹i sau khi ®· ph©n t¸ch c¸c ph©n ®o¹n kª trªn, cã nhiÖt ®é s«i lín h¬n 5000C gåm c¸c hydrocacbon lín h¬n C41 giíi h¹n cuèi cïng cã thÓ lªn ®Õn C80.
Thµnh phÇn cña ph©n ®o¹n nµy phøc t¹p cã thÓ chia thµnh 3 nhãm chÝnh sau: nhãm chÊt dÇu; nhãm chÊt nhùa; nhãm asphanten.
Ngoµi 3 nhãm chÊt chÝnh trªn, trong cÆn gudrol cßn cã c¸c hîp chÊt c¬ kim cña kim lo¹i nÆng, c¸c chÊt cacbon, cacboxit r¾n gièng nh cèc, mµu sÉm, kh«ng tan trong c¸cdung m«i th«ng thêng, chØ tan trong pyridin.
7.2. øng dông.
Ph©n ®o¹n cÆn gudrol ®îc sö dông cho nhiÒu môc ®Ých kh¸c nhau nh: s¶n xuÊt bitum, than cèc, bå hãng, nhiªn liÖu lß.Trong c¸c øng dông trªn, ®Ó s¶n xuÊt bitum lµ øng dông quan träng nhÊt.
V. C¸c lo¹i s¬ ®å c«ng nghÖ .
1. Ph©n lo¹i s¬ ®å c«ng nghÖ.
C¸c lo¹i s¬ ®å c«ng nghÖ chng luyÖn dÇu má ë ¸p suÊt thêng gåm:
S¬ ®å bèc h¬i 1 lÇn vµ tinh luyÖn 1 lÇn trong cïng mét th¸p chng luyÖn.
DÇu th«
X¨ng
Ph©n ®o¹n 1
Ph©n ®o¹n 2
Ph©n ®o¹n 3
Mazut
H×nh 3.
Lo¹i s¬ ®å nµy cã u ®iÓm lµ sù bèc h¬i ®ång thêi c¸c ph©n ®o¹n nhÑ vµ nÆng sÏ gãp phÇn lµm nÆng sÏ gãp phÇn lµm gi¶m ®îc nhiÖt ®é bèc h¬i vµ n¨ng lîng®un nãng trong dÇu lß. ThiÕt bÞ lo¹i nµy ®¬n gi¶n vµ gän gµng.
Nh÷ng lo¹i nµy cã nhîc ®iÓm : ®èi víi dÇu chøa nhiÒu khÝ hoµ tan còng nh chøa nhiÒu ph©n ®o¹n nhÑ, nhiÒu t¹p chÊt lu huúnh, níc th× gÆp nhiÒu khã kh¨n trong qu¸ tr×nh chng, ®ã lµ do ¸p suÊt trong c¸c thiÕt bÞ trong s¬ ®å ®Òu lín, nªn thiÕt bÞ ph¶i cã ®é bÒn lín, lµm b»ng vËt liÖu ®¾t tiÒn ®«i khi cßn cã hiÖn tîng næ háng thiÕt bÞ do ¸p suÊt trong th¸p t¨ng ®ét ngét. Do vËy chØ dïng lo¹i dÇu má chøa Ýt phÇn nhÑ (kh«ng qu¸ 8y10%).
S¬ ®å bèc h¬i 2 lÇn vµ tinh luyÖn 2 lÇn trong 2 th¸p nèi tiÕp nhau.
Lo¹i nµy cã 2 s¬ ®å : s¬ ®å 1 (h×nh 4); s¬ ®å 2 ( h×nh 5)
DÇu nãng
mazut
X¨ng nÆng
Ph©n ®o¹n 1
Ph©n ®o¹n 2
X¨ng nhÑ
H×nh 4
X¨ng
DÇu nãng
Ph©n ®o¹n 1
Ph©n ®o¹n 2
Ph©n ®o¹n 3
Mazut
H×nh 5
ThiÕt bÞ chng cÊt theo s¬ ®å 1 ( h×nh 4 ) gåm 2 th¸p nèi tiÕp nhau , qu¸ tr×nh bèc h¬i 2 lÇn vµ tinh luyÖn 2 lÇn trong 2 th¸p nèi tiÕp nhau. Lo¹i nµy thêng ¸p dông ®Ó chÕ biÕn nh÷ng lo¹i dÇu cã chøa nhiÒu ph©n ®o¹n nhÑ, nh÷ng hîp chÊt chøa lu huúnh vµ níc.
¦u ®iÓm : nhê cÊu tö nhÑ níc ®îc t¸ch ra s¬ bé ë th¸p thø nhÊt, nªn trong c¸c èng xo¾n cña lß vµ th¸p thø 2 kh«ng cã hiÖn tîng t¨ng ¸p suÊt ®ét ngét nh trong s¬ ®å trªn.
MÆt kh¸c c¸c hîp chÊt chøa lu huúnh g©y ¨n mßn thiÕt bÞ ®· ®îc tho¸t ra ë ®Ønh th¸p thø nhÊt.
Do vËy trong th¸p chng thø 2 kh«ng cÇn dïng vËt liÖu ®¾t tiÒn, cã thÓ sö dông th¸p thêng.
Nh÷ng hi®rocacbon nhÑ ®îc lo¹i ra ë th¸p thø nhÊt cho phÐp ®un dÇu lµm viÖc víi hÖ sè trao ®æi nhiÖt lín, gi¶m ®¸ng kÓ c«ng suÊt cÇn thiÕt cña lß ®un dÇu chÝnh. Nhê lo¹i nµy lo¹i bá ®îc níc ngay ë th¸p thø nhÊt nªn th¸p chÝnh thø 2 lµm viÖc an toµn h¬n.
Nhîc ®iÓm cña s¬ ®å nµy lµ ph¶i ®un nãng dÇu trong lß víi nhiÖt ®é cao h¬n 5y100C so víi s¬ ®å trªn. Cã thÓ h¹n chÕ kh¾c phôc hiÖn tîng nµy b»ng c¸ch cho h¬i níc vµo nh÷ng èng cuèi cïng cña lß ®Ó gi¶m ¸p suÊt riªng cña c¸c hi®rocacbon.
S¬ ®å 2 ( h×nh 5) lµ hÖ thèng bèc h¬i 2 lÇn vµ tinh luyÖn 1 lÇn trong th¸p chng luyÖn . S¬ ®å nµy dïng phæ biÕn, ë s¬ ®å nµy cã tinh luyÖn phÇn nhÑ vµ phÇn nÆng x¶y ra ®ång thêi trong cïng mét th¸p chÝnh thø 2. Nh vËy cã phÇn nµo gi¶m bít nhiÖt ®é ®un nãng dÇu trong lß.
S¬ ®å chng cÊt ¸p suÊt thuêng vµ ¸p suÊt ch©n kh«ng .
HiÖn nay trong c«ng nghÖ chÕ biÕn dÇu má ngêi ta thêng kÕt hîp chng cÊt thêng vµ ¸p suÊt ch©n kh«ng trong 1 s¬ ®å liªn tôc kÕt hîp gi÷a chng ¸p suÊt thêng vµ ¸p suÊt ch©n kh«ng. VÒ mÆt kinh tÕ, t¨ng c«ng suÊt cña qu¸ tr×nh cïng mét trung t©m ®iÒu khiÓn tù ®éng. Cã hiÖu qu¶ vÒ kinh tÕ rÊt nhiÒu.
2. C¸c yÕu tè ¶nh hëng.
C¸c yÕu tè ¶nh hëng trùc tiÕp lªn hiÖu suÊt vµ chÊt lîng cña s¶n phÈm thu cña qu¸ tr×nh chng luyÖn lµ nhiÖt ®é, hiÖu suÊt vµ ph¬ng ph¸p håi lu…..
ChÕ ®é vµ c«ng nghÖ chng cÊt phô thuéc vµo chÊt lîng dÇu th« ban ®Çu, vµo môc ®Ých vµ yªu cÇu cña qu¸ tr×nh, chñng lo¹i s¶n phÈm cÇn thu vµ ph¶i cã d©y chuyÒn c«ng nghÖ hîp lý. V× v©y khi thiÕt kÕ qu¸ tr×nh chng cÊt chóng ta ph¶i xÐt kü vµ kÕt hîp ®Çy ®ñ tÊt c¶ c¸c yÕu tè ®Ó qu¸ tr×nh chng cÊt ®¹t hiÖu qu¶ kinh tÕ cao.
2.1. ChÕ ®é nhiÖt cña th¸p chng luyÖn.
NhiÖt ®é lµ mét th«ng sè c¬ b¶n cña qu¸ tr×nh chng luyÖn. B»ng c¸ch thay ®æi chÕ ®é nhiÖt ®é cña th¸p sÏ ®IÒu chØnh ®îc chÊt lîng vµ hiÖu suÊt cña s¶n phÈm. ChÕ ®é nhiÖt ®é cña th¸p lµ nhiÖt ®é cña nguyªn liÖu vµo, nhiÖt ®é ®Ønh th¸p vµ nhiÖt ®é ®¸y th¸p.
NhiÖt ®é cña nguyªn liÖu (dÇu th«) khi vµo th¸p chng ®îc khèng chÕ tuú theo b¶n chÊt cña lo¹i dÇu th«, møc ®é ph©n chia s¶n phÈm, ¸p suÊt trong th¸p vµ lîng h¬i níc ®a vµo ®¸y th¸p nhng ph¶i tr¸nh ®îc sù ph©n huû cña nguyªn liÖu ë nhiÖt ®é cao, do vËy nhiÖt ®é cña lß èng ®èt nãng ph¶i ®îc khèng chÕ chÆt chÏ.
NhiÖt ®é ®¸y th¸p chng luyÖn phô thuéc vµo ph¬ng ph¸p bay h¬i vµ phÇn håi lu ®¸y b»ng mét thiÕt bÞ ®èt nãng riªng th× nhiÖt ®é ®¸y th¸p sÏ øng víi nhiÖt ®é bèc h¬i c©n b»ng ë ¸p suÊt t¹i ®¸y th¸p. NÕu bèc h¬i b»ng c¸ch dïng h¬i níc th× nhiÖt ®é ®¸y th¸p sÏ thÊp h¬n nhiÖt ®é vïng n¹p liÖu. NhiÖt ®é ®¸y th¸p ph¶i chän tèi u tr¸nh sù ph©n huû c¸c cÊu tö nÆng nhng ph¶i ®ñ ®Ó t¸ch hÕt h¬i nhÑ khái phÇn cÆn ®¸y.
NhiÖt ®é ®Ønh th¸p ph¶i ®îc khèng chÕ nh»m ®¶m b¶o ®îc sù bay h¬i hoµn toµn s¶n phÈm ®Ønh mµ kh«ng g©y nªn sù bay h¬i c¸c phÇn kh¸c. Muèn vËy ngêi ta ph¶i dïng håi lu ®Ønh th¸p ®Ó t¸ch x¨ng ra khái ph©n ®o¹n kh¸c. NhiÖt ®é ®Ønh th¸p chng khi ®ang chng cÊt ë ¸p suÊt khÝ quyÓn cÇn gi÷ trong kho¶ng 100y1200C. Cßn víi th¸p chng ë ¸p suÊt ch©n kh«ng thêng gi÷ nhiÖt ®é ®Ønh th¸p kh«ng qu¸ 1000C vµ ¸p suÊt chng tõ 10y70 mm Hg ®Ó t¸ch hÕt phÇn gasoil nhÑ cßn lÉn trong nguyªn liÖu .
Dïng håi lu sÏ t¹o ®iÒu kiÖn ph©n chia tèt. Håi lu ®Ønh th¸p thêng cã 2 d¹ng:
+ Håi lu nãng ®îc thùc hiÖn b¨ng c¸ch cho ngng tô mét phÇn h¬i s¶n phÈm ®Ønh ë nhiÖt ®é s«i cña nã, sau ®ã cho tíi trë l¹i ®Ønh th¸p. Nh vËy chØ cÇn cÊp mét lîng nhiÖt ®Ó bèc h¬i .T¸c nh©n lµm l¹nh cã thÓ dïng níc hay chÝnh s¶n phÈm l¹nh.
C«ng thøc lîng nhiÖt håi lu nãng :
Rn=
Trong ®ã : Rn lµ lîng håi lu nãng ( kg/h)
Q lµ lîng nhiÖt håi lu cÇ lÊy ®Ó bèc h¬i (kcal/h)
L lµ lîng nhiÖt ngng tô cña s¶n phÈm láng ( kcal/h)
Do thiÕt bÞ håi lu nãng khã l¾p r¸p vµ cã nhiÒu khã kh¨n cho viÖc vÖ sinh, ®Æc biÖt c«ng suÊt cña th¸p lín ngµy cµng Ýt dïng.
+ Håi lu nguéi lµ qu¸ tr×nh lµm nguéi hoÆc ngng tô s¶n phÈm ®Ønh råi tíi trë l¹i ®Ønh th¸p. Khi ®ã lîng nhiÖt ®Ó cÊp cho phÇn håi lu cÇn thu l¹i mét luîng nhiÖt cÇn thiÕt ®Ó ®un nãng nã ®Õn nhiÖt ®é s«i vµbay h¬i, do vËy håi lu nguéi tÝnh b»ng c«ng thøc:
Trong ®ã : Rng lµ lîng håi lu nguéi.
Qh lµ lîng nhiÖt mµ håi lu cÇn.
qht1 lµ hµm nhiÖt cña h¬i
q lt2 lµ lîng nhiÖt cña láng håi lu
i lµ lîng nhiÖt phÇn h¬i cÇn
C lµ nhiÖt dung cña s¶n phÈm håi lu
t2, t1 lµ nhiÖt ®é cña h¬i vµ cña láng t¬ng øng.
Håi lu nguéi ®îc sö dông t¬ng ®èi réng r·i v× lîng håi lu thêng Ýt, lµm t¨ng râ rµng chÊt lîng mµ kh«ng lµm gi¶m nhiÒu n¨ng suÊt cña chóng. Ngoµi håi lu ®Ønh,®¸y ngêi ta cßn sö dông håi lu trung gian ®Ó t¨ng n¨ng lîng cña c¸c s¶n phÈm c¹nh sên vµ ®iÒu chØnh nhiÖt ®é th¸p.
+ Håi lu trung gian ®îc thùc hiÖn b¨ng c¸ch lÊy mét phÇn s¶n phÈm n»m trªn c¸c ®Üa cã nhiÖt ®é t1 ®a ra ngoµi lµm nhiÖt ®é t0 råi tíi håi lu trë l¹i th¸p. Khi ®ã chÊt láng håi lu cÇn thu mét lîng nhiÖt ®Ó ®un nãng tõ nhiÖt ®é t0 ®Õn t1 .
X¸c ®Þnh lîng håi lu trung gian theo c«ng thøc :
Trong ®ã :
gtr : lîng nhiÖt håi lu lÊy ®i (kcal/h)
qlto, qlt1 :hµm lîng nhiÖt cña håi lu ë pha
láng øng víi nhiÖt ®é t1 vµ t0 ( kcal/g).
¦u ®iÓm : Gi¶m lîng h¬i ®i ra ë ®Ønh th¸p, tËn dông ®îc mét lîng nhiÖt thõa rÊt lín cña th¸p chng ®Ó ®un nãng nguyªn liÖu ban ®Çu t¨ng c«ng suÊt lµm viÖc cña th¸p.
Ngêi ta thêng kÕt hîp håi lu trung gian víi håi lu l¹nh cho phÐp ®iÒu chØnh chÝnh x¸c nhiÖt ®é ®Ønh th¸p chng dÉn ®Õn ®¶m b¶o hiÖu suÊt vµ chÊt lîng s¶n phÈm cña qu¸ tr×nh.
2.2. ¸p suÊt suÊt cña th¸p chng luyÖn.
Khi chng luyÖn dÇu má ë ¸p suÊt thêng, ¸p suÊt trong toµn th¸p vµ ë mçi tiÕt diÖn còng cã kh¸c nhau. ¸p suÊt trong mçi tiÕt diÖn cña th¸p chng luyÖn phô thuéc vµo trë lùc thuû tÜnh khi h¬i níc ®i qua c¸c ®Üa,nghÜa lµ phô thuéc vµo sè ®Üa vµ c©ó tróc ®Üa, lu lîng riªng cña chÊt láng vµ h¬i tõ ®Üa nµy sang ®Üa kh¸c, ¸p suÊt gi¶m ®i 5y10 mm Hg tõ díi lªn, ë ¸p suÊt thÊp qua mçi ®Üa gi¶m ®i tõ 1y3 mm Hg.
¸p suÊt lµm viÖc cña th¸p phô thuéc vµo nhiÖt ®é, b¶n chÊt cña nhiªn liÖu vµ ¸p suÊt riªng phÇn cña tõng cÊu tö.
¸p suÊt h¬i níc ®a vµo còng ¶nh hëng ®Õn ¸p suÊt chng cña th¸p. NÕu th¸p chng luyÖn dïng h¬i níc trùc tiÕp cho vµo ®¸y th¸p vµ h¬i níc lµm gi¶m ®i ¸p suÊt riªng phÇn cña h¬i s¶n phÈm dÇu má, cho phÇn chÊt láng bay h¬i ë nhiÖt ®é thÊp h¬n. Lîng h¬i níc tiªu hao phô thuéc vµo ¸p suÊt chng cña th¸p vµ ¸p suÊt riªng phÇn cña c¸c s¶n phÈm dÇu má .
Lîng h¬i níc dïng cho th¸p chng ë ¸p suÊt khÝ quyÓn kho¶ng 1,2y3,5% träng lîng .
Khi chng cÊt ë ¸p suÊt ch©n kh«ng th× thêng tiÕn hµnh ¸p suÊt tõ 10y70 mm Hg. §é ch©n kh«ng cµng s©u cµng cho phÐp chng s©u h¬n, nhng nÕu ¸p suÊt qu¸ thÊp sÏ khã chÕ t¹o thiÕt bÞ víi n¨ng suÊt lín.
2.3. §iÒu khiÓn khèng chÕ chÕ ®é lµm viÖc cña th¸p chng cÊt.
§Ó cã sù lµm viÖc æn ®Þnh cña th¸p chng cÊt chóng ta ph¶i thùc hiÖn c¸c nguyªn t¾c sau:
+ §iÒu chØnh ¸p suÊt trong th¸p sÏ lµm thay ®æi ®iÓm s«i cña chÊt láng.
+ NÕu ¸p suÊt t¨ng lªn, chÊt láng s«i ë nhiÖt ®é cao h¬n. NÕu ¸p suÊt t¨ng cao qóa, lîng chÊt láng trong th¸p sÏ nhiÒu dÉn ®Õn hiÖn tîng “ sÆc” th¸p lµm gi¶m hiÖu qu¶ ph©n chia.
+ NÕu c¸c ®IÒu kiÖn kh¸c trong th¸p lµ cè ®Þnh th× s¶n phÈm ®Ønh, s¶n phÈm c¹nh sên vµ s¶n phÈm c¹nh ®¸y sÏ trë lªn nhÑ h¬n nÕu ¸p suÊt trong th¸p t¨ng lªn.
+ NÕu nhiÖt ®é ®¸y th¸p qu¸ thÊp, s¶n phÈm ®¸y sÏ chøa nhiÒu phÇn nhÑ h¬n.
+ NÕu nhiÖt ®é cÊp liÖu vµo th¸p qu¸ thÊp, lîng h¬i níc trªn c¸c khay chøa ®Üa sÏ nhá cho nªn phÇn láng nhiÒu vµ ch¶y xuèng phÝa díi vµo bé phËn chng cµng nhiÒu.
+ NÕu nhiÖt ®é cña Repoiler qu¸ thÊp sÏ kh«ng t¸ch hÕt phÇn nhÑ trong cÆn vµ lµm t¨ng lîng cÆn.
+ NÕu nhiÖt ®é ®Ønh th¸p qu¸ cao, s¶n phÈm ®Ønh qu¸ nÆng vµ cã nhiÒu s¶n phÈm h¬n so víi thiÕt kÕ vµ ngîc l¹i, nÕu nhiÖt ®é ®Ønh th¸p qu¸ thÊp, s¶n phÈm ®Ønh qu¸ nhÑ vµ cã Ýt s¶n phÈm h¬n.
+ NhiÖt ®é cÇn thiÕt ®Ó t¨ng ph©n ®o¹n dÇu th« sÏ cao h¬n víi dÇu th« lo¹i nhÑ.
+ Chó ý nhÊt lµ nhiÖt ®é ®Ønh th¸p, t¸ch nhiÖt ®é cao qu¸ mµ do nguyªn nh©n cã thÓ lµm l¹nh kh«ng ®ñ dÉn ®Õn chÕ ®é thay ®æi håi lu ¶nh hëng ®Õn chÊt lîng s¶n phÈm.
vI. thiÕt kÕ d©y chuyÒn c«ng nghÖ.
1.ChÕ ®é c«ng nghÖ
Chng cÊt hoµn toµn phô thuéc vµo c¸c ®Æc tÝnh cña nguyªn liÖu vµ môc ®Ých cña qu¸ tr×nh chÕ biÕn.
Víi dÇu má chøa lîng khÝ hoµ tan tõ 0,5y1,2%, tr÷ lîng x¨ng thÊp tõ ( 12y15% ph©n ®o¹n cã nhiÖt ®é s«i ®Õn 1800C) vµ hiÖu suÊt c¸c ph©n ®o¹n cho tíi 3500C kh«ng lín h¬n 45% th× thuËn tiÖn nhÊt vµ còng phï hîp h¬n c¶ lµ nªn chän s¬ ®å chng cÊt AD víi bay h¬i mét lÇn vµ mét th¸p chng cÊt.
Víi dÇu má chøa nhiÒu phÇn nhÑ, tiÒm lîng s¶n phÈm tr¾ng cao (50y65%), chøa nhiÒu khÝ hoµ tan lín h¬n 12%, chøa nhiÒu ph©n ®o¹n nÆng(20y65%) th× nªn chän s¬ ®å chng cÊt AD víi bay h¬i 2 lÇn. LÇn 1 bay h¬i s¬ bé nhÑ vµ tinh cÊt chóng ë th¸p s¬ bé. LÇn 2 lµ tinh cÊt phÇn dÇu cßn l¹i. Nh vËy ë th¸p chng cÊt s¬ bé ta t¸ch ®îc phÇn khÝ hoµ tan vµ phÇn x¨ng cã nhiÖt ®é s«i thÊp khái dÇu. §Ó ngng tô hoµn toµn bay h¬i lªn ngêi ta tiÕn hµnh chng cÊt ë ¸p suÊt cao h¬n kho¶ng P =0,35y1 mpa. Nhê ¸p dông chng 2 lÇn mµ ta cã thÓ gi¶m ®îc ¸p suÊt trong th¸p thø 2 ®Õn ¸p suÊt P = 0,14y0,16 mpa vµ nhËn ®îc tõ dÇu th« lîng s¶n phÈm tr¾ng nhiÒu h¬n.
2. Chän s¬ ®å c«ng nghÖ .
Ta chän s¬ ®å c«ng nghÖ chng cÊt AD víi bay h¬i 2 lÇn.
¦u ®iÓm cña 2 lo¹i s¬ ®å nµy cã hai cét chÝnh lµ cét cÊt s¬ bé vµ cét cÊt ph©n ®o¹n. C¸c hi®rocacbon nhÑ ®îc t¸ch ra ë cét cÊt s¬ bé nªn cho phÐp ®un dÇu víi hÖ sè trao ®æi nhiÖt lín, gi¶m ®¸ng kÓ c«ng suÊt cÇn thiÕt cña lß ®un dÇu chÝnh. Níc ®îc lo¹i bá tríc khi ®i vµo cét ph©n ®o¹n nªn th¸p chÝnh thø hai lµm viÖc an toµn. MÆt kh¸c nh÷ng hîp chÊt g©y ¨n mßn thiÕt bÞ ®· ®îc t¸ch ra ë ®Ønh th¸p s¬ bé nªn trong th¸p chng thø hai kh«ng dïng vËt liÖu ®¾t tiÒn, cã thÓ dïng b»ng thÐp thêng. Ngoµi ra nã cßn cã u ®iÓm riªng biÖt cã thÓ dïng cho mét sè môc ®Ých ®Æc biÖt. Bªn c¹ch ®ã nã còng cã nhîc ®iÓm lµ ph©n ®o¹n nÆng, ph©n ®o¹n nhÑ bèc h¬i riªng rÏ nªn ph¶i ®un nãng dÇu trong lß víi nhiÖt ®é cao h¬n khi dïng lo¹i s¬ ®å mµ c¸c ph©n ®o¹n cïng bèc h¬i ®ång thêi. Cã thÓ kh¾c phôc b»ng c¸ch dïng h¬i níc cho vµo c¸c èng cuèi cïng cña lß ®èt.
ViÖc chng cÊt dÇu b»ng ¸p suÊt thêng ta cã hai lo¹i h×nh chng cÊt. Muèn nhËn ®îc nhiÒu phÇn nhÑ ta chän s¬ ®å chng cÊt hai lo¹i th¸p.
S¬ ®å chng cÊt ë ¸p suÊt thêng lo¹i 2 th¸p d©y chuyÒn c«ng nghÖ bao gåm :
B¬m 11.ThiÕt bÞ lµm l¹nh ngng tô
Th¸p l¾ng lµm s¹ch s¬ bé 12.BÓ chøa s¶n phÈm khÝ C1,C2
ThiÕt bÞ khö muèi vµ níc 13.BÓ chøa s¶n phÈm khÝ C3,C4
ThiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt 14.BÓ chøa x¨ng nhÑ
ThiÕt bÞ lµm l¹nh 15.BÓ chøa x¨ng nÆng
Th¸p chng s¬ bé 16.BÓ chøa kerosen
Lß èng 17.BÓ chøa gasoi nhÑ
Th¸p chng cÊt chÝnh 18.BÓ chøa gasoi nÆng
ThiÕt bÞ t¸i bay h¬i 19.BÓ chøa dÇu cÆn
Th¸p æn ®Þnh 20.Van
3. ThuyÕt minh s¬ ®å chng cÊt dÇu b»ng ph¬ng ph¸p lo¹i 2 th¸p.
DÇu th« ®îc b¬m (1) qua thiÕt bÞ s¬ bé (2) ®Ó t¸ch t¹p chÊt, sau ®ã ®îc b¬m chuyÓn qua c¸c thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt (4) råi vµo thiÕt bÞ khö níc vµ muèi (3).
Sau khi t¸ch níc vµ muèi, dÇu th« l¹i ®îc chuyÓn qua c¸c thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt (4) ®Ó n©ng nhiÖt ®é ®Õn 200y2200C råi ®îc n¹p vµo th¸p chng luyÖn (6),nhiÖt ®é ®Ønh th¸p lµ 800C vµ nhiÖt ®é ®¸y th¸p tõ 200y2200C , ¸p suÊt tõ 3y5 at.
Víi chÕ ®é c«ng nghÖ nh vËy ë th¸p chng cÊt nµy chØ nh»m t¸ch khÝ hoµ tan vµ mét phÇn x¨ng nhÑ khái dÇu th«, phÇn cßn l¹i gäi lµ s¶n phÈm ®¸y ®îc ®a qua lß ®èt (7)n©ng nhiÖt ®é lªn 320y3600C råi ®îc n¹p vµo th¸p chng cÊt chÝnh (8).
ë th¸p chng cÊt chÝnh nµy, trªn ®Ønh th¸p chng mét phÇn cÊu tö nhÑ bay lªn qua thiÕt bÞ lµm l¹nh ngng tô (11)råi vµo bÓ chøa (12). ë ®©y mét phÇn khÝ bay lªn lµ khÝ C1, C2, mét phÇn quay l¹i håi lu ®Ønh th¸p, phÇn cßn l¹i ®îc trén víi khÝ vµ x¨ng t¸ch ra ë th¸p chng (6)råi ®i vµo th¸p khö butan (10), nhê th¸p khö butan (10)chóng ta ph©n chia c¸c s¶n phÈm láng vµ LPG x¨ng nhÑ.
Bªn c¹nh th¸p chng cÊt chÝnh nhê thiÕt bÞ t¸i bay h¬i (9) . Díi th¸p bay h¬i ngêi ta cho h¬i níc ®i vµo ®Ó trén lÉn víi cÊu tö nhÑ trong th¸p håi lu l¹i th¸p (8), phÇn ®¸y th¸p (9)gazoil nhÑ, gazoil nÆng. S¶n phÈm ®¸y cña th¸p chng cÊt chÝnh ®îc th¸o ra, v× s¶n phÈm ®¸y cña th¸p nhiÖt ®é cßn cao cho nªn ph¶i qua c¸c thiÕt bÞ lµm l¹nh ®Ó gi¶m nhiÖt ®é tríc khi cho cÆn vµo bÓ chøa.
4. ¦u ®iÓm cña s¬ ®å chng cÊt 2 th¸p.
¦u ®iÓm : Khi ®îc t¸ch riªng ë phÇn th¸p s¬ bé, kh«ng sî ¨n mßn ë th¸p chng thø 2 vµ tinh tÕ h¬n. Dïng Ýt thÐp ®Ó th¸p chng cÊt chÝnh ®¹t hiÖu qu¶ cao.
Nhîc ®iÓm : NhiÖt ®é nãng h¬n so víi mét th¸p tõ 10y150C .
§Ó kh¾c phôc nhîc ®iÓm trªn, c¸c nhµ c«ng nghÖ kh¾c phôc b»ng c¸ch phun h¬i níc vµo èng xo¾n ë cuèi lß tr¸nh hiÖn tîng ph©n huû.
VII.thiÕt bÞ chÝnh trong d©y chuyÒn.
C«ng nghÖ chng cÊt dÇu th« b»ng ¸p suÊt thêng, thiÕt bÞ gãp phÇn quan träng nhÊt trong d©y chuyÒn thêng lµ :
1. Th¸p chng cÊt .
1. Nguyªn liÖu vµo th¸p
2. BÓ chøa
3. Håi lu ®Ønh th¸p
4. ThiÕt bÞ ngng tô vµ lµm l¹nh
5. Th©n th¸pchng cÊt
6. C¸c ®Üa
7. ThiÕt bÞ ®un s«i
8. BÓ chøa cÆn
9. BÓ chøa s¶n phÈm ®Ønh
Nguyªn lý lµm viÖc : C¬ së cña qu¸ tr×nh tinh luyÖn lµ sù trao ®æi chÊt nhiÒu lÇn vÒ c¶ hai phÝa gi÷a pha láng vµ pha h¬i chuyÓn ®éng ngîc chiÒu nhau. Qu¸ tr×nh nµy ®îc thùc hiÖn trong th¸p ( cét ) tinh luyÖn. §Ó ®¶m b¶o tiÕp xóc hoµn thiÖn h¬n gi÷a pha h¬i vµ pha láng trong th¸p trang bÞ c¸c “ ®Üa hay ®Öm”. §é ph©n chia mét hçn hîp c¸c cÊu tö trong th¸p phô thuéc vµo sè lÇn tiÕp xóc gi÷a c¸c pha ( sè ®Üa lý thuyÕt ) vµo lîng håi lu ë mçi ®Üa vµ håi lu ë ®Ønh th¸p.
H×nh 7 . S¬ ®å nguyªn lý lµm viÖc cña th¸p chng cÊt
2, C¸c lo¹i th¸p chng luyÖn
a, Th¸p ®Öm.
1
V
2
3
IV
I
II
III
4
5
H×nh 8
1- Thµnh th¸p
2- Bé phËn ph©n phèi chÊt láng håi lu
3- Líp ®Öm
4- Bé phËn ph©n phèi h¬i 5- Vïng ®Öm cã tÊm ch¾n.
I. Nguyªn liÖu
II. S¶n phÈm ®Ønh
III. Håi lu ®Ønh
IV. Håi lu ®¸y
V. S¶n phÈm ®¸y
C¸c ®Öm trong th¸p lµ c¸c vßng b»ng gèm: §Ó bÒ mÆt tiÕp xóc phÝa trong vßng gèm ngêi ta lµm c¸c tÊm ch¾n, ngêi ta xÕp ®Öm trªn c¸c ®Üa cã hai lo¹i lç kh¸c nhau. C¸c lç nhá (phÝa díi) ®Ó chÊt láng ®i qua vµ lç lín (phÝa trªn) ®Ó cho h¬i ®i qua. Nhîc ®iÓm cña lo¹i ®Üa nµy lµ: tiÕp xóc gi÷a pha h¬i vµ pha láng kh«ng tèt. Nhng khi dïng th¸p cã ®êng kÝnh nhá h¬n 1 m, th× hiÖu qu¶ cña th¸p nµy kh«ng kÐm th¸p ®Üa chãp, v× vËy chóng thêng dïng ®Ó chng luyÖn gi¸n ®o¹n víi c«ng suÊt thiÕt bÞ kh«ng lín.
b) Th¸p ®Üa chôp(®Üa chãp).
Lo¹i ®Üa nµy ®îc sö dông réng r·i trong chng cÊt dÇu má vµ s¶n phÈm dÇu má. C¸c ®Üa chôp cã nhiÒu d¹ng kh¸c nhau bëi cÊu t¹o cña chôp vµ cÊu t¹o cña bé phËn ch¶y chÊt láng.
§Üa h×nh chãp lµ c¸c ®Üa kim lo¹i mµ trong ®ã cã cÊu t¹o nhiÒu lç ®Ó cho håi ®i qua. Theo chu vi c¸c lç ngêi ta bè trÝ trong nh¸nh cã ®é cao x¸c ®Þnh gäi lµ cèc, nhê cã èng nh¸nh nµy gi÷ møc chÊt láng x¸c ®Þnh. PhÝa trªn c¸c èng nh¸nh lµ c¸c chôp. Kho¶ng gi÷a èng nèi vµ chôp cã vïng kh«ng gian cho h¬i ®i qua, ®i tõ ®Üa díi lªn ®Üa trªn.
2
3
1
6
5
4
7
8
H×nh9. 1- TÊm
2- èng ch¶y chuyÒn
3- Chôp
4- èng nh¸nh
5- Lç chôp cho h¬i qua
6- Kh«ng gian biªn
7- TÊm ch¾n ®Ó gi÷ níc chÊt láng trªn ®Üa
8- Thµnh th¸p.
2
6
3
5
4
2
1
Nguyªn lý cÊu t¹o ®Üa chôp:
H×nh 10. Th¸p ®Üa chôp h×nh m¸ng
Chôp; 2. M¸ng; 3. TÊm ®iÒu chØnh ch¶y;
4. TÊm ch¶y; 5. TÝu ch¶y; 6. Vïng ®îc
Møc chÊt láng ë c¸c ®Üa ®îc gi÷ nhê tÊm ch¾n, phÇn chÊt láng thõa qua tÊm ch¾n sÏ theo èng ch¶y chuyÒn cho xuèng ®Üa díi.
§Üa chôp h×nh m¸ng cã cÊu t¹o ®¬n gi¶n vµ rÊt vÖ sinh. Lo¹i nµy cã nhîc ®iÓm c¬ b¶n lµ diÖn tÝch sñi bät bÐ (chØ kho¶ng 30% diÖn tÝch cña ®Üa), ®iÒu ®ã lµm t¨ng tèc ®é h¬i vµ t¨ng sù cuèn chÊt láng ®i.
§Üa chôp h×nh ch÷ S:
1
2
H×nh 11.
1. Chôp h×nh ch÷ S
2. èng ch¶y chuyÒn
Møc chÊt láng ë c¸c ®Üa ®îc gi÷ nhê tÊm ch¾n, phÇn chÊt láng thõa qua tÊm ch¾n sÏ theo èng ch¶y chuyÒn cho xuèng díi.
Lo¹i ®Üa h×nh ch÷ S dïng cho c¸c th¸p lµm viÖc ë ¸p suÊt kh«ng lín (nh ¸p suÊt khÝ quyÓn). C«ng suÊt cña c¸c ®Üa cao, cao h¬n lo¹i ®Üa lßng m¸ng lµ 20%.
§Üa chôp supap:
2
1
Van ®ãng Van më mét nöa Van më hÕt
H×nh 12.
Van; 2. Quai kÑp
Lo¹i nµy cã hiÖu qu¶ lµm viÖc tèt, khi mµ t¶i träng thay ®æi theo h¬i vµ chÊt láng vµ ph©n lo¹i nµy ph©n chia rÊt triÖt ®Ó.
§Üa supap kh¸c víi c¸c ®Üa kh¸c lµ lµm viÖc trong chÕ ®é thay ®æi vµ cã ®Æc tÝnh ®éng häc.
Sù ho¹t ®éng cña van phô thuéc vµo träng t¶i cña h¬i tõ díi lªn trªn, hay chÊt láng tõ trªn xuèng.
§Üa sµng:
1
2
3
H×nh 13.
1. Líp chÊt láng
2. C¸c lç sµng
3. èng ch¶y chuyÒn
Líp chÊt láng mét cã chiÒu cao kho¶ng 25 ¸ 30mm. Gi÷ ë trªn c¸c ®Üa, h¬i qua c¸c lç sµng 2, vµ lµm sñi bät qua líp chÊt láng, líp chÊt láng trªn ®Üa mµ d th× ch¶y theo èng ch¶y chuyÒn 3 xuèng díi. Lo¹i ®Üa nµy yªu cÇu chÕ ®é kh«ng ®æi, v× r»ng nh khi gi¶m hiÖu suÊt thiÕt bÞ sÏ lµm gi¶m sù gÆp nhau gi÷a dßng h¬i vµ dßng láng, dß hÕt xuèng, lµm cho ®Üa tr¬ ra, khi t¨ng c«ng suÊt th× lµm t¨ng dßng h¬i gÆp nhau, vµ lîng lín h¬i, cÊu tö nÆng ®i ra khái chÊt láng lµm ph¸ vì c©n b»ng trong th¸p vµ lµm gi¶m sù ph©n chia trong th¸p. Nãi chung cã nhiÒu lo¹i ®Üa, nhng ®îc sö dông phæ biÕn nhÊt lµ lo¹i ®Üa chôp h×nh m¸ng, ®Üa chôp h×nh ch÷ S, ®Üa chôp trßn, ®Üa supap.
Viii. thiÕt bÞ ®un nãng.
1. §un nãng b»ng khãi lß.
Khãi lß ®îc t¹o ra b»ng c¸ch ®èt nhiªn liÖu trong lß (1) sau ®ã ®i vµo phßng trén (2), ë phßng nµy cho thªm khÝ vµo lµm l¹nh vµo ®Ó ®iÒu chØnh nhiÖt ®é cña khãi lß, lîng kh«ng khÝ cho vµo lß phô thuéc nhiÖt ®é cÇn ®iÒu chØnh ®Ó ®un nãng. §Ó gi¶m lîng trong èng khãi lß ngêi ta cã thÓ dïng khÝ th¶i (khãi lß sau khi ®· ®un nãng) ®Ó trén lÉn. §un nãng b»ng khãi lß ®îc dïng rÊt phæ biÕn nhÊt lµ trong hoµn c¶nh níc ta hiÖn nay, ph¬ng ph¸p nµy cã thÓ ®¹t ®îc nhiÖt ®é 1000C. Khãi lß ®îc t¹o thµnh khÝ ®èt ch¸y c¸c nhiªn liÖu r¾n hoÆc láng hay khÝ trong lß ®èt.
Kh«ng khÝ
KhÝ th¶i
3
4
2
1
Nhiªn liÖu
H×nh 14. S¬ ®å ®un nãng b»ng khãi lß
1. Lß ®èt; 2. Phßng trén; 3. ThiÕt bÞ truyÒn nhiÖt; 4. Qu¹t.
¦u ®iÓm: Cã thÓ t¹o ®îc nhiÖt ®é cao, nhng cã nhiÒu nhîc ®iÓm.
Nhîc ®iÓm: HÖ sè cÊp nhiÖt rÊt nhá (kh«ng qu¸ 100 W/m2 ®é) do ®ã thiÕt bÞ cång kÒnh. NhiÖt dung riªng thÓ tÝch nhá nªn ®ßi hái ph¶i dïng mét lîng khãi rÊt lín ®Ó lµm viÖc. §un nãng kh«ng ®îc ®ång ®Òu v× khãi lß võa cÊp nhiÖt võa nguéi ®i, khã ®iÒu chØnh nhiÖt ®é ®un nãng nªn dÔ cã hiÖn tîng qu¸ nhiÖt tõng bé phËn vµ g©y ra ph¶n øng phô kh«ng cÇn thiÕt. Khãi lß thêng cã bôi vµ khÝ ®éc cña nhiªn liÖu (nhÊt lµ nhiªn liÖu r¾n) do ®ã, khi ®un nãng gi¸n tiÕp bÒ mÆt truyÒn nhiÖt bÞ b¸m cÆn, cßn ®un nãng c¸c chÊt dÔ ch¸y dÔ bay h¬i th× kh«ng an toµn. Trong khãi lß lu«n cßn mét kh«ng khÝ ngoµi trêi, ë nhiÖt ®é cao khi tiÕp xóc víi thiÕt bÞ sÏ oxy ho¸ kim lo¹i lµm háng thiÕt bÞ, hiÖu suÊt sö dông nhiÖt thÊp, lín nhÊt lµ 30%.
2. ThiÕt bÞ ®un nãng lß èng
* CÊu t¹o lß:
CÊu t¹o lß phô thuéc vµo d¹ng cña nhiªn liÖu vµ ph¬ng ph¸p ®èt, lo¹i thêng gÆp lµ lo¹i èng.
Lß èng:
2
1
3
4
5
7
6
8
1. Lß ®èt
2. Phßng trén
3. Cöa hót kh«ng khÝ
4. Qu¹t
5. Cöa
6. Phßng ®Æt thiÕt bÞ
truyÒn nhiÖt
7. ThiÕt bÞ truyÒn nhiÖt
8. Cöa ra
H×nh 15. CÊu t¹o lß èng.
H×nh trªn lµ c¬ së cÊu t¹o cña lß èng. Khãi lß t¹o thµnh trong lß ®èt (1) do qu¸ tr×nh ch¸y nhiªn liÖu (r¾n, láng hoÆc khÝ). Khi vµo phßng trén (2) khãi lß ®îc gi¶m nhiÖt ®é nhê kh«ng khÝ bÞ hót qua qu¹t (4) thæi vµo cöa (3). Trong phßng (2) khãi lß ®i tõ díi lªn qua cöa (5) vµo phßng (6), tiÕp tôc ®i tõ trªn xuèng råi ra ngoµi theo cöa (8). Trong phßng (6) cã ®Æt thiÕt bÞ truyÒn nhiÖt lo¹i èng (7). Khãi lß ®i ngoµi èng cã s¶n phÈm cÇn ®un nãng ®i ë phÝa trong.
ix. thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt
ThiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt gi¸n tiÕp:
Dùa vµo cÊu t¹o bÒ mÆt truyÒn nhiÖt, ta cã thÓ chia thiÕt bÞ truyÒn nhiÖt gi¸n tiÕp thµnh c¸c lo¹i nh sau: lo¹i vá bäc, lo¹i èng.
1
2
3
2
1
1. Lo¹i vá bäc
H×nh 16. ThiÕt bÞ truyÒn nhiÖt lo¹i vá bäc ngoµi
1. ThiÕt bÞ; 2. Vá bäc; 3. MÆt bÝch
H×nh 17. S¬ ®å kÕt cÊu cña vá bäc ngoµi lµm viÖc ë ¸p suÊt cao
1. Vá thiÕt bÞ; 2. Vá bäc ngoµi
a) Vá bäc ngoµi (2) bäc ghÐp ch¾c vµo thiÕt bÞ (1) b»ng mÆt bÝch (3) hoÆc hµn ®iÖn, gi÷a hai líp vá t¹o thµnh kho¶ng trèng kÝn, chÊt t¶i nhiÖt sÏ vµo kho¶ng trèng ®ã ®Ó ®un nãng hoÆc lµm nguéi.
ChiÒu cao cña vá ngoµi kh«ng ®îc thÊp h¬n møc chÊt láng trong thiÕt bÞ, bÒ mÆt truyÒn nhiÖt kh«ng lín qu¸ 10 m2, ¸p suÊt lµm viÖc cña h¬i ®èt kh«ng qu¸ 10 at.
CÊp nhiÖt cña chÊt t¶i nhiÖt trong thiÕt bÞ, ta thêng ®Æt c¸nh khuÊy ®Ó t¨ng tèc ®é tuÇn hoµn.
b) Khi cÇn lµm viÖc ë ¸p suÊt cao th× vá ngoµi cã cÊu t¹o ®Æc biÖt. Vá ngoµi (2) lµm tÊm thÐp cã khoÐt nhiÒu lç, c¸c lç nµy hµn liÒn vµo vá (1). ¸p suÊt lµm viÖc cña lo¹i nµy cã thÓ ®Õn 75 at.
2. Lo¹i èng:
Lo¹i nµy bÒ mÆt truyÒn nhiÖt cã d¹ng h×nh èng. C¨n cø vµo tÝnh chÊt lµm viÖc vµ cÊu t¹o cña thiÕt bÞ cã thÓ xÕp mÊy kiÓu:
- èng xo¾n
- KiÓu líi
- KiÓu èng lång èng.
a) èng xo¾n: thiÕt bÞ truyÒn nhiÖt kiÓu èng xo¾n lµ mét trong nh÷ng lo¹i thiÕt bÞ ®¬n gi¶n nhÊt. Nã gåm c¸c ®o¹n th¼ng nèi víi nhau b»ng khuûu gäi lµ xo¾n gÊp khóc, hoÆc c¸c èng uèn cong theo tr«n èc gäi lµ xo¾n ruét gµ, khi lµm viÖc mét chÊt t¶i nhiÖt ®i ngoµi èng cßn mét chÊt t¶i nhiÖt kh¸c ®i trong èng.
¦u ®iÓm: C¬ chÕ ®¬n gi¶n, cã thÓ lµm b»ng c¸c vËt liÖu chèng ¨n mßn, dÔ kiÓm tra vµ söa ch÷a.
Nhîc ®iÓm: Cång kÒnh, hÖ sè truyÒn nhiÖt nhá, hÖ sè cÊp nhiÖt phÝa ngoµi bÐ, khã lµm s¹ch phÝa trong èng, trî lùc thuû lùc lín h¬n èng th¼ng.
b) Lo¹i èng tíi.
4
2
3
1
Níc
I
Níc
ThiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt lo¹i tíi.
H×nh 18.
M¸ng tíi; 2- èng truyÒn nhiÖt; 3- Khuûu nèi; 4- M¸ng chøa níc.
3. Lo¹i èng lång èng:
H×nh 19. CÊu t¹o.
1. èng trong 3. Khuûu nèi
2. èng ngoµi 4. èng nèi
Nguyªn t¾c:
ThiÕt bÞ truyÒn nhiÖt "èng lång èng" gåm nhiÒu ®o¹n nèi tiÕp nhau, mçi ®o¹n gåm cã 2 èng lång vµo nhau. èng trong (1) cña ®o¹n nµy nèi th«ng víi èng trong cña ®o¹n kh¸c vµ èng ngoµi (2) cña ®o¹n nµy nèi th«ng víi èng ngoµi cña ®o¹n kh¸c. §Ó dÔ thay thÕ vµ röa èng ngêi ta nèi b»ng khuûu (3) vµ èng nèi (4). Cã mÆt bÝch, chÊt t¶i nhiÖt (I) ®i trong èng trong (1) tõ díi lªn, cßn chÊt t¶i nhiÖt (II) ®i trong èng ngoµi (2) tõ trªn xuèng. Khi n¨ng xuÊt lín ta ®Æt nhiÒu d·y lµm viÖc song song.
¦u ®iÓm:
HÖ sè truyÒn nhiÖt lín v× cã thÓ t¹o ra tèc ®é lín ë c¶ 2 chÊt t¶i nhiÖt, chÕ t¹o ®¬n gi¶n.
Nhîc ®iÓm:
Cång kÒnh, gi¸ thµnh cao v× tèn nhiÒu kim lo¹i, khã lµm s¹ch kho¶ng trèng gi÷a hai èng.
4. ThiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt èng chïm:
H×nh 20. CÊu t¹o:
1. Vá thiÕt bÞ 5. èng nèi
2. Líi èng 6. Tai ®ì
3. èng truyÒn 7. §inh bul«ng
4. §¸y thiÕt bÞ 8. §Öm
Nguyªn t¾c:
ThiÕt bÞ truyÒn nhiÖt lo¹i nµy ®îc dïng phæ biÕn nhÊt trong c«ng nghiÖp ho¸ chÊt, nã cã u ®iÓm lµ c¬ cÊu gän, ch¾c ch¾n, bÒ mÆt truyÒn nhiÖt lín.Gåm cã vá h×nh trô (1) hai ®Çu hµn hai líi èng (2). C¸c èng truyÒn nhiÖt (3) ®îc ghÐp ch¾c ch¾n, kÝn vµo líi èng. §¸y vµ n¾p nèi víi vá (1) b»ng mÆt bÝch (4) cã bul«ng (7) ghÐp ch¾c.
Trªn vá, n¾p vµ ®¸y cã cöa (èng nèi) ®Ó dÉn chÊt t¶i nhiÖt, thiÕt bÞ ®îc ®Æt trªn gi¸ ®ì nhê tai ®ì (6) hµn vµo vá (1). ChÊt t¶i nhiÖt (I) ®i vµo ®¸y díi qua c¸c èng lªn trªn vµ ta khái thiÕt bÞ. Cßn chÊt t¶i nhiÖt (II) ®i tõ cöa trªn cña vá vµo kho¶ng trèng gi÷a èng vµ vá råi ra phÝa díi. C¸c èng l¾p trªn líi èng cÇn ph¶i kÝn b»ng c¸ch hµn.
PhÇn II : TÝnh to¸n.
I . C¸c sè liÖu ban ®Çu.
C«ng nghÖ : Chän s¬ ®å c«ng nghÖ lo¹i hai th¸p (AD).
N¨ng suÊt : 3000000 tÊn/n¨m.
Nguyªn liÖu : DÇu th« thuéc lo¹i nhÑ.
S¶n phÈm % so víi dÇu th«( tµi liÖu tham kh¶o).
Gas : 1,5%.
L.Naphta : 3,5%.
H.Naphta : 16.5%.
Kerosen : 15%.
Gazoil : 18%.
Mazut : 45,5%.
Mçi n¨m cã 365 ngµy, vµ nhµ m¸y lµm viÖc liªn tôc suèt 24 giê, chia lµm 3 ca, mçi ca lµm 8 giê.
Víi sè ngµy nghØ vµ tu söa lµ 30 ngµy.
VËy sè ngµy lµm viÖc trong mét n¨m lµ:
- 30 = 335 (ngµy).
N¨ng suÊt cña d©y chuyÒn lµm trong mét ngµy lµ :
3000000 : 335 = 8955,2 (tÊn/ngµy).
8955,2 : 24 = 373,1 (tÊn/giê).
I.1. T¹i th¸p t¸ch s¬ bé.
N¨ng suÊt c¸c ph©n ®o¹n tÝnh theo % nguyÖn liÖu.
HiÖu suÊt s¶n phÈm khÝ lµ 1,5%.
Lu lîng s¶n phÈm khÝ lµ :
= 45 000 (tÊn/n¨m)
= 134,32 (tÊn/ngµy)
= 5,59 ( tÊn/giê)
HiÖu suÊt s¶n phÈm L.Naphta 3,5%
Lu lîng s¶n phÈm L.Naphta lµ :
= 105 000(tÊn/n¨m).
= 313,43 (tÊn/ ngµy)
= 13,05 (tÊn/ giê)
Lu lîng cßn l¹i cña ®¸y th¸p s¬ bé lµ :
3000000 - ( 45000 + 105000 ) = 2850000 (tÊn/n¨m).
I.2. T¹i th¸p t¸ch ph©n ®o¹n.
HiÖu suÊt s¶n phÈm H.Naphta lµ 16,5%
Lu lîng s¶n phÈm H.Naphta lµ :
= 495000 (tÊn/n¨m)
= 1477,61 (tÊn/ngµy)
= 61,56 (tÊn/giê)
HiÖu suÊt s¶n phÈm Kerosen lµ 15%
Lu lîng s¶n phÈm Kerosen lµ:
= 450000 (tÊn/n¨m)
= 1343,28 (tÊn/ngµy)
= 55,97 (tÊn/ giê)
HiÖu suÊt s¶n phÈm Gazoil lµ 18%
Lu lîng s¶n phÈm Gazoil lµ:
= 540000 (tÊn/n¨m)
= 1611,94 (tÊn/ngµy)
= 67,16 (tÊn/ giê)
HiÖu suÊt s¶n phÈm Mazut lµ 45,5% .
Lu lîng s¶n phÈm Mazut lµ :
= 1365000 (tÊn/n¨m)
= 4074,62 (tÊn/ngµy)
= 169,77 (tÊn/giê)
_Tæng lu lîng vµo : 3000000 (tÊn/n¨m) 8955,2 (tÊn/ngµy)
373,1 (tÊn/giê)
_Tæng lu lîng ra:
B¶ng c©n b»ng vËt chÊt :
Tªn ph©n ®o¹n
Thµnh phÇn%
TÊn/n¨m
TÊn/ngµy
TÊn/ giê
Gas
1,5
45000
134,32
5,59
L.Naphta
3,5
105000
313,43
13,05
H.Naphtan
16,5
495000
1477,61
61,56
Kerosen
15
450000
1343,28
55,97
Gazoil
18
540000
1611,94
67,16
Mazut
45,5
1365000
4074,62
169,77
Tæng lu lîng ra
100
3000000
8955,2
373,1
VËy tæng lu lîng ra b»ng tæng lîng vµo
II.tÝnh c©n b»ng nhiÖt lîng
Ph¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt lîng
QV = QR
QV = QK,X +QKe+ QGa + QC
_TÝnh QV :
QV = QNg.l = GV . IV = 373,1 103 224,25 4,186
= 350232887,6 (kj/kg)
(IV : tÝnh theo ph¬ng ph¸p trung b×nh )
QK,X = GK,X . IK,X = 74,61 103 144,9 4,186
= 45254799.954 (kcal/h)
QKe = GKe . IKe = 55,97 103 98,795 4,186
= 23146722.0439 (kcal/h)
QGa = GGa . IGa = 67,16 103 158,46 4,186
= 44548138.6896 (kcal/h)
Theo ph¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt lîng:
QC = QV - (QK,X + QKe + QGa)
⇒QC = 350232887,6 - (45254799.954 + 23146722.0439 + 44548138.6896 )
⇒QC = 112949660.6875(kcal/h)
KÕt qu¶ c©n b»ng nhiÖt lîng cho th¸p chng cÊt:
NhiÖt vµo
Dßng
Kj/h
Nguyªn liÖu
350232887.6
NhiÖt ra
QK,X
45254799.954
QKe
23146722.0439
QGa
44548138.6896
QC
112949660.6875
Tæng
350232887.6
PHÇN III: X¢Y DùNG
Muèn x©y dùng mét nhµ m¸y c«ng nghiÖp thÝch hîp tríc hÕt chóng ta ph¶i x¸c ®Þnh ®Þa ®iÓm x©y dùng,sau ®ã míi thiÕt kÕ tæng mÆt b»ng nhµ m¸y
I. X¸c ®Þnh ®Þa ®iÓm x©y dùng nhµ m¸y
1. C¬ së ®Ó x¸c ®Þnh ®Þa ®iÓm x©y dùng
a.X¸c ®Þnh môc ®Ých ®Çu t x©y dùng
b. C¸c tµi liÖu vÒ quy ho¹ch l·nh thæ,vïng kinh tÕ,b¶n ®å quy ho¹ch c¸c khu c«ng nghiÖp tËp trung cña thµnh phè
c. C¸c d÷ liÖu ®iÒu tra c¬ b¶n:
C¸c tµi liÖu tù nhiªn
Tµi liÖu ®Þa chÊt thuû v¨n cña ®Þa ph¬ng
Tµi liÖu kü thuËt thi c«ng x©y dùng.
KhÝ hËu x©y dùng .
Tµi liÖu kinh tÕ kü thuËt.
Tµi liÖu kiÕn tróc ®« thÞ v¨n ho¸ x· héi .
2.C¸c yªu cÇu ®èi víi ®Þa ®iÓm x©y dùng
C¸c yªu cÇu ®èi v¬Ý ®Þa ®iÓm x©y dùng cña nhµ m¸y ®îc chia lµm 2 lo¹i:
a.C¸c yªu cÇu chung .
VÒ quy ho¹ch :§Þa ®iÓm x©y dùng ®îc lùa chän ph¶i phï hîp víi quy ho¹ch l·nh thæ,quy ho¹ch vïng,quy ho¹ch côm kinh tÕ c«ng nghiÖp ®· ®îc c¸c cÊp cã thÈm quyÒn phª duyÖt.T¹o ®iÒu kiÖn ph¸t huy tèi ®a c«ng suÊt cña m¸y vµ kh¶ n¨ng hîp t¸c s¶n xuÊt cña nhµ m¸y víi c¸c nhµ m¸y l©n cËn.
VÒ ®iÒu kiÖn tæ chøc s¶n xuÊt:§Þa ®iÓm lùa chän ph¶i tho¶ m·n ®îc yªu cÇu vµ ®iÒu kiÖn sau:
Ph¶i gÇn víi vïng cung cÊp nguyªn liÖu cho s¶n xuÊt vµ gÇn víi n¬i tiªu thô s¶n phÈm cña nhµ m¸y,gÇn c¸c nguån cung cÊp n¨ng lîng,nhiªn liÖu nh ®iÖn, níc, nh vËy sÏ h¹n chÕ tèi ®a c¸c chi phÝ cho vËn chuyÓn, h¹ gi¸ thµnh s¶n phÈm gãp phÇn thóc ®Èy sù ph¸t triÓn cña nhµ m¸y.
VÒ ®iÒu kiÖn h¹ tÇng kü thuËt:§Þa ®iÓm x©y dùng ph¶i ®¶m b¶o ®îc sù ho¹t ®éng liªn tôc cña nhµ m¸y,do vËy cÇn ph¶i chó ý c¸c yÕu tè sau:
Phï hîp vµ vËn dông tèi ®a hÖ thèng giao th«ng quèc gia bao gåm:
®êng bé ,®êng s¾t,®êng s«ng,®êng biÓn kÓ c¶ ®êng kh«ng.
Phï hîp vµ vËn dông tèi ®a hÖ thèng m¹ng líi cung cÊp ®iÖn,th«ng tin liªn l¹c vµ c¸c m¹ng líi kü thuËt.
NÕu ë ®Þa ph¬ng cha cã s¼n c¸c ®iÒu kiÖn h¹ tÇng kü thuËt trªn ph¶i xÐt ®Õn kh¶ n¨ng x©y dùng nã tríc m¾t,cñng nh trong t¬ng lai.NhiÒu nhµ m¸y riªng lîng vËn chuyÓn chiÕm tíi 4060% gi¸ thµnh cña s¶n phÈm.
VÒ ®iÒu kiÖn x©y l¾p vµ vËn hµnh nhµ m¸y:§Þa ®iÓm x©y dùng ®îc lùa chän cÇn la ý tíi c¸c ®iÒu kiÖn sau:
Kh¶ n¨ng nguån cung cÊp vËt liÖu.vËt t x©y dùng ®Ó gi¶m bít chi phÝ gi¸ thµnh ®Çu t x©y dùng c¬ b¶n cña nhµ m¸þ chÕ tèi ®a lîng vËn chuyÓn vËt t x©y dùng tõ n¬i xa ®Õn.
Kh¶ n¨ng cung øng nh©n c«ng trong qu¸ tr×nh x©y dùng nhµ m¸y cñng nh vËn hµnh nhµ m¸y sau nµy.Do vËy trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ cÇn x¸c ®Þnh sè c«ng nh©n cña nhµ m¸y vµ kh¶ n¨ng cung cÊp nh©n c«ng ë ®Þa ph¬ng,ngoµi ra cßn ph¶i tÝnh tíi kh¶ n¨ng cung cÊp nh©n c«ng ë c¸c ®Þa ph¬ng kh¸c.
b.C¸c yªu cÇu vÒ kü thuËt x©y dùng.
+VÒ ®Þa h×nh: Khu ®Êt ph¶i cã kÝch thíc vµ h×nh d¹ng thuËn lîi cho viÖc x©y dùng tríc m¾t còng nh viÖc më réng nhµ m¸y trong t¬ng lai.KÝch thíc,h×nh d¹ng vµ quy m« diÖn tÝch khu ®Êt nÕu kh«ng hîp lý sÏ g©y khã kh¨n trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ bè trÝ d©y chuyÒn c«ng nghÖ,cñng nh viÖc bè trÝ c¸c h¹ng môc c«ng tr×nh trªn mÆt b»ng khu ®Êt.Do ®ã khu ®Êt ®îc lùa chän ph¶i ®¸p øng c¸c yªu cÇu sau:
-khu ®Êt ph¶i cao r¸o,tr¸nh ngËp lôt trong mïa ma lò,cã mùc níc ngÇm thÊp t¹o ®iÒu kiÖn cho viÖc tho¸t níc th¶i vµ níc mÆt dÔ dµng.
-khu ®Êt ph¶i t¬ng ®èi b»ng ph¼ng vµ cã ®ä dèc tù nhiªn tèt nhÊt lµ i=0.5÷ 1% ®Ó h¹n chÕ tèi ®a kinh phÝ cho san lÊp mÆt b»ng.
+ VÒ ®Þa chÊt:
Khu ®Êt ®îc lùa chän cÇn lu ý c¸c yªu cÇu sau:kh«ng n»m trªn c¸c vïng cã má kho¸ng s¶n hoÆc ®Þa chÊt kh«ng æn ®Þnh nh hiÖn tîng ®«ng ®Êt, xãi mßn, c¸t ch¶y…,cêng ®é khu ®Êt x©y dùng lµ 1.5¸2.5kg/cm2.nªn x©y dùng trªn nÒn ®Êt sÐt,sÐt pha c¸t,®Êt ®¸…®Ó gi¶m chi phÝ gia cè nÒn mãng cña c¸c h¹ng môc c«ng tr×nh cã t¶i träng lín.
II. C¸c yªu cÇu vÒ m«i trêng vÖ sinh c«ng nghiÖp.
Khi ®Þa ®iÓm x©y dùng ®îc chän cÇn xÐt ®Õn mèi quan hÑ mËt thiÕt gi÷a khu d©n c ®« thÞ vµ khu c«ng nghiÖp ,®iÒu ®ã lµ kh«ng tr¸nh khái trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt c¸c nhµ m¸y thêng th¶i ra c¸c chÊt ®éc h¹i nh khÝ ®éc ,níc bÈn,khãi bôi,tiÕng ån,hoÆc c¸c yÕu tè bÊt lîi kh¸c nh ch¸y, næ,« nhiÓm m«i trêng.®Ó h¹n chÕ tèi ®a ¶nh hëng xÊu cña m«i trêng c«ng nghiÖp tíi khu d©n c,c¸c khu vùc cã di tÝch lÞch sö vµ danh lam th¾ng c¶nh cña ®Þ ph¬ng,cÇn ph¶i tho¶ m·n c¸c ®iÒu kiÖn sau:
1. §¶m b¶o kho¶ng c¸ch b¶o vÖ vÖ sinh c«ng nghiÖp
§Þa ®iÓm x©y dùng ph¶i tho¶ m·n c¸c yªu cÇu quy ph¹m,quy ®Þnh vÒ mÆt b¶o vÖ m«i trêng vÖ sinh c«ng nghiÖp.Chó ý kho¶ng c¸ch b¶o vÖ vÖ sinh c«ng nghiÖp,tuyÖt ®èi kh«ng ®îc x©y dùng gÇn c¸c c«ng tr×nh c«ng céng hoÆc c«ng viªn, ph¶i trång c©y xanh ®Ó h¹n chÕ t¸c h¹i cña khu c«ng nghiÖp g©y nªn.
2. VÞ trÝ x©y dùng nhµ m¸y.
Thêng cuèi híng giã chñ ®¹o,gÇn vïng h¹ lu ,c¸ch xa bÕn níc cña khu d©n c.
Tãm l¹i ®Ó chän lùa ®Þa ®Óm x©y dùng nhµ m¸y hîp lý ph¶i c¨n cø vµ tho¶ m·n c¸c yªu cÇu trªn.Nhng trong thùc tÕ rÊt khã khi chän ®îc ®Þa ®iÓm tho¶ m·n c¸c yªu cÇu trªn, do vËy c¸c chuyªn gia ph¶i chän vµ nghiªn cøu c©n nh¾c kü ®Õn viÖc chän ®Þa ®iÓm hîp lý vµ tèi u.
III. ThiÕt kÕ tæng mÆt b»ng nhµ m¸y
1. C¸c yªu cÇu.
§Ó cã ®îc ph¬ng ¸n tèi u thiÕt kÕ quy ho¹ch tæng mÆt b»ngnhµ c«ng nghiÖp cÇn ph¶i tho¶ m·n c¸c yªu cÇu cô thÓ:
a). Gi¶i ph¸p thiÕt kÕ tæng mÆt b»ng nhµ m¸y ph¶i ®¸p øng ë møc cao nhÊt cña d©y chuyÒn c«ng nghÖ sao cho chiÒu dµi d©y chuyÒn s¶n xuÊt ng¾n nhÊt.Kh«ng trïng lÆp,lÉn lén,h¹n chÕ tèi ®a sù giao nhau.B¶o ®¶m mèi liªn hÖ mËt thiÕt gi÷a c¸c h¹ng môc c«ng tr×nh víi hÖ thèng giao th«ng,c¸c m¹ng líi cung cÊp kü thuËt kh¸c bªn trong vµ bªn ngoµi nhµ m¸y.
b). Trªn khu ®Êt x©y dùng nhµ m¸y ph¶i ®îc ph©n thµnh c¸c khu vùc chøc n¨ng theo ®Æc ®iÓm cña s¶n xuÊt,yªu cÇu vÖ sinh,®Æc ®iÓm sù cè,khèi lîng ph¬ng tiÖn vËn chuyÓn,mËt ®é c«ng nh©n,t¹o ®iÒu kiÖn tèt cho viÖc qu¶n lý vËn hµnh c¸c khu vùc chøc n¨ng.
c). DiÖn tÝch khu ®Êt x©y dùng ®îc tÝnh to¸n tho¶ m·n mäi yªu cÇu ®ßi hái cña d©y chuyÒn c«ng nghÖ trªn c¬ së bè trÝ hîp lýc¸c h¹ng môc c«ng tr×nh,t¨ng cêng vËn dông c¸c kh¶ n¨ng hîp khèi n©ng tÊng sö dông tèi ®a c¸c diÖn tÝch kh«ng x©y dùng ®Ó trång c©y xanh,tæ chøc m«i trêng c«ng nghiÖp vµ ®Þnh híng ph¸t triÓn nhµ m¸y trong t¬ng lai.
d). Tæ chøc hÖ thèng giao th«ng vËn chuyÓn hîp lý phï hîp víi d©y chuyÒn c«ng nghÖ,®Æc tÝnh hµng ho¸ ®¸p øng yªu cÇu s¶n xuÊt vµ qu¶n lý, luång ngêi,luång hµng ph¶i ng¾n nhÊt kh«ng trïng lÆp hoÆc c¾t nhau. Ngoµi ra cßn ph¶ chó ý khai th¸c phï hîp víi m¹ng líi giao th«ng quèc gia cñng nh cña c¸c côm nhµ m¸y l©n cËn.
e). Ph¶i tho¶ m·n yªu cÇu vÖ sinh c«ng nghiÖp, h¹n chÕ tèi ®a c¸c sù cè s¶n xuÊ,®¶m b¶o yªu cÇu vÖ sinh m«i trêng b»ng c¸c gi¶i ph¸p c¸c khu chøc n¨ng,bè trÝ híng nhµ hîp lý theo híng giã chñ ®¹o cña khu ®Êt,kho¶ng c¸ch c¸c h¹ng môc c«ng tr×nh ph¶i tu©n theo quy ph¹m thiÕt kÕ,t¹o mäi ®iÒu kiÖn cho viÖc th«ng tho¸ng tù nhiªn,h¹n chÕ bøc x¹ nhiÖt cña mÆt trêi truyÒn vµo nhµ.
f). Khai th¸c triÖt ®Ó c¸c ®Æc ®iÓm ®Þa h×nh tù nhiªn ,®Ëc ®iÓm khÝ hËu ®Þa ph¬ng nh»m gi¶m ®Õn møc cã thÓ c¸c chi phÝ san nÒn ®Êt,tiªu huû,xö lý c¸c c«ng tr×nh ngÇm.
g). Ph¶i ®¶m b¶o tèt c¸c mèi quan hÖ mËt thiÕt víi c¸c nhµ m¸y l©n cËn trong khu c«ng nghiÖp.
h. Ph©n chia thêi kú x©y dùng hîp lý,t¹o ®iÒu kiÖn thi c«ng nhanh,sím ®a nhµ m¸y vµo s¶n xuÊt,nhanh chãng hoµn vèn ®Çu t x©y dùng.
i). B¶o ®¶m c¸c yªu cÇu them mü cña c«ng tr×nh,tæng thÓ nhµ m¸y.Hoµ nhËp ®ãng gãp c¶nh quan xung quanh t¹o hµnh lang khung c¶nh kiÕn tróc c«ng tr×nh ®« thÞ.
2. Nguyªn t¾c ph©n vïng
a). Tuú theo ®Æc thï s¶n xuÊt cña nhµ m¸y mµ ngêi thiÕt kÕ sÏ vËn dông nguyªn t¾c ph©n vïng cho hîp lý trong thùc tiÓn thiÕt kÕ biÖn ph¸p ph©n chia khu vùc khu ®Êt thµnh c¸c vïng theo ®Æc ®iÓm sö dông lµ phæ biÕn nhÊt.BiÖn ph¸p nµy chia diÖn tÝch nhµ m¸y thµnh 4 vïng chÝnh:*Vïng tríc nhµ m¸y,n¬i bè trÝ c¸c nhµ hµnh chÝnh,qu¶n lý,phôc vô sinh ho¹t,cæng ra vµo,ga ra « t«,xe ®¹p. §èi víi c¸c nhµ m¸y cã quy m« nhá hoÆc møc ®é hîp khèi lín,vïng tríc nhµ m¸y hÇu nh ®îc giµnh diÖn tÝch cho b·I ®ç xe « t«,xe m¸y,xe ®¹p,cæng b¶o vÖ,b¶ng tin vµ c©y xanh c¶nh quan.DiÖn tÝch vïng nµy tuú thuéc vµo ®Æc ®iÓm s¶n xuÊt,quy m« cña nhµ m¸y cã diÖn tÝch tõ 4 ®Õn 20% diÖn tÝch nhµ m¸y.§©y lµ vïng quan träng cña nhµ m¸y nªn khi bè trÝ cÇn lu ý mét sè ®iÓm sau:
- Khu ®Êt ®îc u tiªn vÒ ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh,®Þa chÊt cñng nh vÒ híng.
- C¸c nhµ s¶n xuÊt chÝnh,phô,phô trî s¶n xuÊt cã nhiÒu c«ng nh©n nªn bè trÝ ë gÇn phÝa cæng hoÆc ë gÇn trôc giao th«ng chÝnh cña nhµ m¸y vµ u tiªn vÒ híng.
- C¸c nhµ xëng trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt g©y ra t¸c ®éng xÊu nh tiÕng ån,bôi,nhiÖt th¶i ra nhiÒu hoÆc dÔ cã sù cè nªn ®Æt ë cuèi híng giã vµ tu©n thñ chÆt chÏ theo quy ph¹m an toµn vÖ sinh c«ng nghiÖp.
* Vïng c¸c c«ng tr×nh phô,n¬i ®Æt c¸c nhµ vµ c«ng tr×nh cung cÊp n¨ng lîng bao gåm c¸c c«ng tr×nh cung cÊp ®iÖn,h¬i níc,xö lý níc th¶i,tuú theo møc ®é c«ng nghÖ yªu cÇu vïng nµy cã diÖn tÝch tõ 14 ®Õn 28% diÖn tÝch nhµ m¸y.Khi bè trÝ c¸c c«ng tr×nh trªn vïng nµy ngêi thiÕt kÕ cÇn lu ý mét sè ®iÓm sau:
- H¹n chÕ tèi ®a chiÒu cña hÖ thèng cung cÊp kü thuËt b»ng c¸ch bè trÝ hîp lý gi÷a n¬i cung cÊp vµ n¬I tiªu thô n¨ng lîng .
- TËn dông c¸c khu ®Êt kh«ng cã lîi vÒ híng vµ giao th«ng ®Ó bè trÝ c¸c c«ng tr×nh phô.
- C¸c c«ng tr×nh cã nhiÒu bôi, khãi hoÆc chÊt th¶i bÊt lîi ®Òu ph¶i cÊu ý bè trÝ cuèi híng giã chñ ®¹o.
* Vïng kho tµng vµ phôc vô giao th«ng,trªn ®ã bè trÝ c¸c hÖ thèng kho tµng bÕn b·i c¸c cÇu bèc dì hµng ho¸,s©n ga nhµ m¸y.Tuú theo ®Æc ®iÓm s¶n xuÊt vµ quy m« cña nhµ m¸y vïng nµy thêng chiÕm tõ 23 ®Õn 37% diÖn tÝch nhµ m¸y.Khi bè trÝ vïng nµy cÇn lu ý mét sè ®iÓm nh sau:
- Cho phÐp bè trÝ c¸c c«ng tr×nh trªn vïng ®Êt kh«ng u tiªn vÒ híng nhng ph¶i phï hîp víi nh÷ng n¬i tËp kÕt nguyªn liÖu vµ s¶n phÈm cña nhµ m¸y ®Ó dÓ dµng thuËn tiÖn cho viÖc nhËp xuÊt cña nhµ m¸y.
Tuy nhiªn,trong nhiÒu trêng hîp do ®Æc ®iÓm vµ yªu cÇu c«ng nghÖ hÖ thèng kho tµng cã thÓ bè trÝ g¾n liÒn víi bé phËn s¶n xuÊt v× vËy ph¶i thiÕt kÕ mét phÇn hÖ thèng kho tµng n»m ngay trong khu vùc s¶n xuÊt.
b). ¦u nhîc ®iÓm cña ph©n vïng.
¦u ®iÓm: DÔ dµng qu¶n lý theo vïng,theo xëng,theo c«ng ®o¹n cña c«ng nghÖ s¶n xuÊt.ThÝch hîp víi c¸c nhµ m¸y cã c«ng ®o¹n,c«ng xëng s¶n xuÊt kh¸c nhau.§¶m b¶o ®îc c¸c yªu cÇu vÖ sinh c«ng nghiÖp dÔ dµng xö lý c¸c bé phËn ph¸t sinh,c¸c ®iÒu kiÖn bÊt lîi trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt.DÔ dµng bè trÝ hÖ thèng giao th«ng bªn trong nhµ m¸y,thuËn lîi trong qu¸ tr×nh ph¸t triÓn më réng nhµ m¸y phï hîp víi ®iÒu kiÖn ViÖt Nam.
Nhîc ®iÓm: D©y chuyÒn s¶n xuÊt ph¶i kÐo dµi,hÖ thèng kü thuËt vµ m¹ng líi giao th«ng t¨ng,hÖ sè x©y dùng,hÖ sè sö dông thÊp.
Trªn c¬ së ph©n tÝch vµ kÕt hîp víi s¬ ®å d©y chuyÒn c«ng nghÖ,ta thiÕt kÕ mÆt b»ng ph©n xëng nh h×nh vÏ trang sau.
PhÇn IV : An toµn
NÒn c«ng nghiÖp ho¸ dÇu nãi chung lµ rÊt ®éc h¹i.V× vËy qu¸ tr×nh lao ®éng s¶n xuÊt ë ph©n xëng cã nhiÒu yÕu tè g©y ¶nh hëng tíi nh÷ng ngêi lao ®éng trùc tiÕp vµ m«i trêng xung quanh,®Ó ®¶m b¶o vµ thùc hiÖn tèt quy tr×nh lao ®éng ta cÇn chó ý ®Õn c¸c yªu cÇu sau:
I. Khi thiÕt kÕ tæng mÆt b»ng xÝ nghiÖp .
Sù an toµn cña toµn bé xÝ nghiÖp phô thuéc rÊt nhiÒu vµo viÖc lùa chän vïng ®Êt vµ bè trÝ ®óng c«ng tr×nh ®ã.
Khu ®Êt nhµ m¸y ph¶i t¬ng ®èi b»ng ph¼ng.Cã ®é dèc tho¸t níc,tr¸nh lÇy léi giao th«ng thuËn tiÖn an toµn.Khu vùc nhµ thuËn lîi nhÊt cã nÒn ®Êt ®Ó tiªu tho¸t níc,thÊm níc,cã mùc níc ngÇm thÊp h¬n chiÒu s©u tÇng hÇm.Khi quy ho¹ch vïng ®Êt bè trÝ xÝ nghiÖp nhÊt thiÕt ph¶i nghiªn cøu tríc c¸c biÖn ph¸p tr¸nh c¸c chÊt ®éc h¹i th¶i ra, tr¸nh tµn löa vµ t¸c dông tõ c¸c vïng l©n cËn tíi.MÆt kh¸c trªn vïng ®Êt nhµ m¸y cñng ph¶i cã c¸c biÖn ph¸p tr¸nh g©y t¸c h¹i vÒ mÆt vÖ sinh an toµn vµ phßng ch¸y næ cho c¸c xÝ nghiÖp,c¸c vïng l©n cËn.Gi÷a vïng ®Êt nhµ m¸y víi c¸c xÝ nghiÖp,c¸c vïng d©n c l©n cËn,tuyÕn ®êng s¾t chÝnh vµ ®êng s«ng ph¶i cã kho¶ng c¸ch an toµn.
Sù bè trÝ hîp lý c¸c ng«i nhµ vµ c¸c c«ng tr×nh trªn vïng ®Êt nhµ m¸y ®¶m b¶o kho¶ng c¸ch an toµn gi÷a chóng rÊt quan träng.C¸c nghµnh s¶n xuÊt cã tho¸t bôi,h¬i vµ khÝ ®éc nªn bè trÝ cuèi híng vµ cêng ®é giã.TÊt c¶ c¸c ng«i nhµ vµ c¸c c«ng tr×nh,kho b·i chøa nguyªn liÖu,s¶n phÈm,n¨ng lîng ph¶i bè trÝ thµnh tõng vïng riªng biÖt phï hîp víi ®Æc ®iÓm s¶n xuÊt yªu cÇu vÖ sinh,an toµn lao ®éng vµ phßng ch¸y,trång c©y xanh vµ kho¶ng c¸ch gi÷a h¬i vµ khÝ ®éc.
Khi chän vïng ®Êt nhµ m¸y,bè trÝ c¸c ng«i nhµ,c«ng tr×nh ph¶i chó ý tíi híng mÆt trêi vµ híng giã chÝnh,®¶m b¶o ®iÒu kiÖn chiÕu s¸ng tù nhiªn,th«ng giã c¸c phßng tèt,chèng bøc x¹ mÆt trêi.Khi lËp tæng mÆt b»ng ph¶i chó ý tíi ®êng giao th«ng ®i l¹i.§¶m b¶o an toµn di chuyÓn c¸c luång xe vµ ngêi trªn vïng ®Êt nhµ m¸y.
1. Nh÷ng yªu cÇu ®¶m b¶o an toµn khi thiÕt kÕ c¸c ph©n xëng s¶n xuÊt.
§Ó c¶i thiÖn m«i trêng lµm viÖc,®¶m b¶o søc khoÎ vµ an toµn lao ®éng ch c«ng nh©n,ngay tõ thêi kú thiÕt kÕ vµ x©y dùng c¸c ph©n xëng, ngêi kü s thiÕt kÕ ph¶i tÝnh to¸n vµ bè trÝ mÆt b»ng ph©n xëng,cÊu t¹o kiÕn tróc vÒ kÕt cÊu nh»m gi¶i quyÕt nh÷ng vÊn ®Ò nªu trªn.Khi thiÕt kÕ ph©n xëng s¶n xuÊt cÇn ph¶i chó ý ®Õn nh÷ng yªu cÇu sau:
+ KÝch thíc,thÓ tÝch,diÖn tÝch,chiÒu cao ph©n xëng cÊu t¹o mÆt b»ng,bè trÝ diÖn tÝch lµm viÖc,m¸y mãc thiÕt bÞ,dông cô,nguyªn liÖu,s¶n phÈm hîp lý ®¶m b¶o an toµn.
+ Cao r¸o, s¹ch sÏ, s¸nh sña, th«ng giã, tho¸ng h¬i tèt, lîi dông ®îc ¸nh s¸ng tù nhiªn.
+ C¸ch ©m, c¸ch rung,ng¨n c¸ch ®îc tiÕng ån tõ bªn ngoµi hoÆc tõ phßng s¶n xuÊt nµy sang phßng s¶n xuÊt kh¸c.
+C¸ch nhiÖt tèt,chèng nãng vÒ mïa hÌ vµ gi÷ nhiÖt vÒ mïa ®«ng.
+C¸c kÕt cÊu x©y dùng ph¶i bÒn ch¾c vÒ mÆt chÞu lùc trong.C¸c ph©n xëng cã nhiÖt ®é cao vµ ph©n xëng ho¸ chÊt th× ph¶i bÒn v÷ng vÒ mÆt chÞu nhiÖt vµ chèng mßn.
2.CÊp tho¸t níc th¶i .
Níc lµ mét dung m«i hoµ tan vµ ®ãng vai trß quan träng trong s¶n xuÊt, cung cÊp níc cho nåi h¬i ,lµm nguéi m¸y vµ thiÕt bÞ,röa vµ chÕ biÕn thµnh phÈm… Níc sau khi sö dông trong s¶n xuÊt chøa nhiÒu chÊt h÷u c¬ v« c¬,do ®ã tríc khi th¶i ra vïng d©n c,vµo s«ng ngßi ph¶i lµm s¹ch ®Ó ®¶m b¶o vÖ sinh cho c¸c nguån níc vµ søc khoÎ cña nh©n d©n.BiÖn ph¸p lµm s¹ch níc th¶i cña nhµ m¸y cã thÓ ¸p dông ph¬ng ph¸p lµm s¹ch: ph¬ng ph¸p ho¸ lý,ph¬ng ph¸p sinh häc vµ ph¬ng ph¸p c¬ häc.
II. Kü thuËt an toµn khi thiÕt kÕ sö dông m¸y mãc vµ thiÕt bÞ.
M¸y mãc ngµy cµng ®îc sö dông réng r·i trong c«ng nghiÖp .M¸y mãc ®a vµo sö dông sÏ lµm gi¶m nhÑ søc lao ®éng ,c¶i thiÖn ®iªu kiÖn lµm viÖc vµ cho n¨ng suÊt lao ®éng t¨ng lªn ,n©ng cao ch©t lîng s¶n phÈm,tuy nhiªn nÕu cha thµnh th¹o cã thÓ ®Én tíi tai n¹n .
1. Nh÷ng nguyªn nh©n g©y ra chÊn th¬ng khi sö dông m¸y mãc thiÕt bÞ
Nguyªn nh©n g©y ra chÊn th¬ng khi sö dung m¸y mãc rÊt kh¸c nhau, rÊt phøc t¹p,phô thuéc vµo chÊt lîng cña m¸y ,nguyªn nh©n g©y ra chÊn th¬ng khi sö dung m¸y mãc thêng cã 3 lo¹i chÝnh sau:do thiÕt kÕ chÕ t¹o b¶o qu¶n vµ sö dông .
+ Do thiÕt kÕ xuÊt ph¸t tõ ®iÒu kiÖn lµm viÖc thùc cña thiªt bÞ ,®ua vµo c¸c yªu cÇu kü thuËt ,ngêi thiÕt kÕ tÝnh to¸n vÒ ®é bÒn ,®é chÞu ¨n mßn kh¶ n¨ng chÞu nhiÖt sao cho m¸y cã thÓ lµm viÖc æn ®Þnh an toµn ,m¸y mãc kh«ng tho¶ m·n c¸c yªu cÇu tªn dÉn ®Õn tai n¹n .
+ Do chÕ t¹o m¸y mãc ®îc tÝnh to¸n tû mû ,thiÕt kÕ chu ®¸o nhng chÕ t¹o kh«ng tèt còng kh«ng lµm viÖc b×nh thêng.
+ Do b¶o qu¶n sö dông :Muèn m¸y mãc lµm viÖc æn ®Þnh cã hiÖu qu¶ vµ l©u bÒn ph¶i thêng xuyªn kiÓm tra,diÒu chØnh c¸c c¬ cÊu an toµn cho phï hîp víi c¬ chÕ lµm viÖc cña m¸y,nÕu vi ph¹m quy tr×nh c«ng nghÖ kh«ng thêng xuyªn b¶o dìng vµ duy tr× chÕ ®é lµm viÖc hîp lý cña thiÕt bÞ ch¾c ch¾n sÏ dÉn tíi tai n¹n.
2. Nh÷ng biÖn ph¸p an toµn chñ yÕu.
+ C¬ cÊu che ch¾n vµ c¬ cÊu b¶o vÖ nh»m c¸ch ly c«ng nh©n ra khái vïng nguy hiÓm ®Ó ®¶m b¶o an toµn trong s¶n xuÊt.
+ C¬ cÊu phßng ngõa nh»m phßng ngõa sù cè cña thiÕt bÞ cã liªn quan ®Õn ®iÒu kiÖn an toµn cña c«ng nh©n.
+ TÝn hiÖu an toµn.
- C¬ khÝ ho¸,tù ®éng ®iÒu khiÓn tõ xa.
- Thö m¸y mãc tríc khi sö dông.
3. An toµn khi vËn chuyÓn.
ThiÕu hiÓu biÕt vÒ chuyªn m«n vµ kinh nghiÖm vÒ n©ng h¹ khi vËn chuyÓn cã thÓ g©y tai n¹n,n¬i lµm viÖc kh«ng b»ng ph¼ng,thiÕu ¸nh s¸ng cñng dÔ x¶y ra nguy hiÓm.
TÊt c¶ c¸c m¸y mãc,thiÕt bÞ n©ng vËn chuyÓn ph¶i tiÕn hµnh kiÓm tra t¹i chæ sau khi l¾p,sau khi s÷a ch÷a qua mét quy tr×nh lµm viÖc quy ®Þnh.
III. An toµn ®iÖn.
An toµn ®iÖn lµ mét trong nh÷ng vÊn ®Ò quan träng cña c«ng t¸c an toµn, nÕu thiÕu hiÓu biÕt vÒ m¹ng ®iÖn,kh«ng tu©n theo c¸c nguyªn t¾c kü thuËt sÏ g©y tai n¹n,nhÊt lµ ®iÖn nhiÒu khi khã ph¸t hiÖn tríc b»ng gi¸c quan mµ chØ cÇn hiÓu biÕt nh÷ng kh¸i niÖm vÒ ®iÖn.
Mét sè yªu cÇu c¬ b¶n vÒ thiÕt bÞ ®iÖn.
1. D©y dÉn ®iÖn ph¶i c¶i tiÕn b»ng vá cao su vµ cã thÓ lång vµo èng kim lo¹i ®Ó tr¸nh bÞ dËp.
2. CÇu dao ph¶i l¾p r¸p sao cho dÔ ®iÒu khiÓn.
IV. An toµn trong x©y dùng.
Theo c¸c sè liÖu thèng kª tõ nghµnh x©y dùng lµ mét trong c¸c s¶n phÈm chiÕm tØ lÖ cao trong tæng sè c¸c trêng hîp tai n¹n lao ®éng x¶y ra hµng n¨m,nh÷ng nguyªn nh©n thêng x¶y ra cã thÓ ph©n lo¹i nh sau:
+ §i l¹i vÊp ng·,sa hè.
+ Nêi ng· tõ trªn cao xuèng.
+ Va ®Ëp, kÑp tay,ch©n khi mang v¸c c¸c nguyªn vËt liÖu cång kÒnh.
+ Mét phÇn nhµ hoÆc c«ng tr×nh ®ang x©y dùng sôp ®æ.
+ Tai n¹n do m¸y mãc x©y dùng.
+ ChiÕu s¸ng chæ lµm viÖc kh«ng ®ñ.
+§¶m b¶o thi c«ng an toµn c«ng t¸c x©y dùng,l¾p ghÐp kh«ng x¶y ra hoÆc kh«ng cã nguy c¬ tai n¹n.
+ Bè trÝ c¸c m¸y mãc x©y dùng víi tÝnh to¸n ®¶m b¶o sö dông chóng an toµn.
+ C¸c thiÕt bÞ biÖn ph¸p phßng ngõa tai n¹n ®iÖn trªn c«ng trêng nãi chung vµ m¸y mãc thiÕt bÞ dïng ®iÖn nãi riªng.
+ Quy ®Þnh nh÷ng vïng nguy hiÓm.
+ H×nh thøc hµng rµo b¶o vÖ khu c«ng trêng.
V. BiÖn ph¸p phßng chèng ch¸y næ trong nhµ m¸y.
§èi víi c¸c nhµ m¸y cã chøa c¸c chÊt dÔ ch¸y nh hydro (H) khÝ x¨ng, cÇn ph¶i cã nhµ cøu ho¶ vµ bé phËn cøu ho¶ thêng trùc.
Nhµ cøu ho¶ lµ n¬i cÊt gi÷ nh÷ng ph¬ng tiÖn dông cô ch÷a ch¸y næ, nhµ cøu ho¶ ph¶i ë vÞ trÝ thuËn tiÖn khi cã sù cè x¶y ra ®ét ngét cã thÓ xö lý nhanh tr¸nh thiÖt h¹i cho nhµ m¸yvµ tai n¹n cho c«ng nh©n lµm viÖc trong nhµ m¸y,trong c«ng xëng.BiÖn ph¸p phßng ch÷a ch¸y næ x¨ng,khÝ. Khi mét nhµ m¸y cã chøa x¨ng dÇu ch¸y næ chóng ta kh«ng nªn dïng níc ®Ó déi mµ dïng h¬i, khÝ bôi ®Ó dËp t¾t ®¸m ch¸y cµng nhanh cµng tèt tr¸nh l©y lan ra nhµ m¸y.Trong nhµ m¸y ngêi c«ng nh©n khi lµm viÖc kh«ng hót thuèc, kh«ng dïng tia löa ®èt bÊt cø thø g× ®Ó tr¸nh tai n¹n ®¸ng tiÕc x¶y ra.
- C«ng nh©n ,c¸n bé vËn hµnh nhµ m¸y ph¶i ®îc ®µo t¹o an toµn .
- Thêng xuyªn thùc hiÖn c«ng t¸c gi¸o dôc an toµn lao ®éng ®Õn c¸c c«ng nh©n lao ®éng trong ph©n xëng.Thùc hiÖn nhöng quy ®Þnh chung cña nhµ m¸y, tiÕn hµnh kiÓm tra ®Þnh k× thùc hiÖn thao t¸c an toµn trong lao ®éng s¶n xuÊt.
- Khi thiÕt kÕ bè trÝ mÆt b»ng ph©n xëng cÇn ph¶i hîp lÝ,thùc hiÖn c¸c biÖn ph¸p an toµn.
- C¸c thiÕt bÞ ph¶i. b¶o ®¶m an toµn ch¸y næ tuyÖt ®èi,kh«ng cho c¸c hiÖn tîng rß rØ h¬i s¶n phÈm ra ngoµi.Khi thiÕt kÕ cÇn chän nh÷ng vËt liÖu cã kh¶ n¨ng chèng ch¸y næ cao ®Ó thay thÕ c¸c vËt liÖu ë nh÷ng n¬i cã thª x¶y ra ch¸y næ
- Ph¶i cã hÖ thèng tù ®éng an toµn lao ®éng vµ b¸o ®éng kÞp thêi khi cã hiÖn tîng ch¸y næ x¶y ra .
- Bè trÝ c¸c m¸y mãc thiÕt bÞ ph¶i tho¸ng ,c¸c ®êng èng dÉn tr«ng nhµ m¸y ph¶i ®¶m b¶o h¹n chÕ kh¶ c¸c ®êng èng chång chÐo lªn nhau ,nh÷ng èng b¾t qua ®õêng giao th«ng kh«ng ®îc næi lªn ,c¸c ®êng èng trong khu x¶n xuÊt ph¶i bè trÝ lªn cao b¶o ®¶m cho c«ng nh©n qua l¹i vµ tr¸nh va ch¹m khu chøa nguyªn liÖu vµ s¶n phÈm ph¶i cã têng bao che ®Ó ®Ò phßng khi cã sù cè dÇu bÞ rß rØ ra ngoµi,ph¶i tr¸nh kh¶ n©ng ph¸t sinh nguån löa måi ch¸y.
PhÇn v: KÕt luËn
Sau mét thêi gian lµm viÖc t×m hiÓu vµ nghiªn cøu tµi liÖu, em ®· hoµn thµnh b¶n ®å ¸n thÕt kÕ víi sù gióp ®ì cña thÇy gi¸o TS NguyÔn H÷u TrÞnh.
Ph©n xëng chng cÊt dÇu th« cã vai trß quan träng trong nhµ m¸y chÕ biÕn dÇu, nã cho phÐp ta nhËn ®îc c¸c ph©n ®o¹n nhiªn liÖu vµ cÆp mazut. Muèn thiÕt kÕ ®îc d©y chuyÒn tèt ph¶i nghiªn cøu kü lìng c¸c lý thuyÕt liªn quan nh b¶n chÊt dÇu th«,c¸c ph¬ng ph¸p chng cÊt,yÕu tè ¶nh hëng,c¸c lo¹i s¬ ®å chng cÊt, an toµn x©y dung.Víi dÇu th« cã nhiÒu phÇn nhÑ thiÕt kÕ d©y chuyÒn chng cÊt víi hai th¸p chng lµ tèt nhÊt.
§îc tham gia thiÕt kÕ nh÷ng d©y chuyÒn c«ng nghÖ hiÖn ®¹i phôc vô cho nghµnh tæng hîp h÷u c¬ ho¸ dÇu,mét íc m¬ cña sinh viªn c«ng nghÖ ho¸ häc.
Sau nµy ra thùc tÕ nÕu ®îc tham gia c«ng t¸c chóng em nguyÖn ph¸t huy hÕt kh¶ n¨ng cña m×nh cïng víi sù nç lùc chung cña nghµnh ®Ó biÕn nguån tµi nguyªn phong phó thµnh nh÷ng s¶n phÈm cã gi¸ trÞ gãp phÇn x©y dùng ®Êt níc.VËy em rÊt mong sù chØ b¶o cña c¸c thÇy c« ®Ó ®å ¸n cña em ®îc hoµn thiÖn h¬n.
Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n thÇy NguyÔn H÷u TrÞnh ®· trùc tiÕp híng dÉn em lµm ®Ò tµi nµy. Em còng xin bµy tá lßng biÕt ¬n s©u s¾c ®Õn c¸c thÇy c« gi¸o dÉn xuÊt nhiÖt t×nh gióp ®ì em trong qu¸ tr×nh häc tËp còng nh khi thùc hiÖn ®Ò tµi.
Hµ Néi, th¸ng 04 n¨m 2005
Sinh viªn
§Æng ThÞ Thuú Dung
Tµi LiÖu THAM KH¶O
Lª V¨n HiÕu. C«ng nghÖ chÕ biÕn dÇu má; Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc vµ Kü thuËt Hµ Néi; 2000.
PGS. TS. §inh ThÞ Ngä. Ho¸ häc dÇu má; Trêng §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi; 1999.
TrÇn M¹nh TrÝ. DÇu khÝ vµ dÇu khÝ ë ViÖt Nam; Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc vµ Kü thuËt Hµ Néi; 1996.
Bé m«n Nhiªn liÖu. Gi¸o tr×nh tÝnh to¸n c«ng nghÖ c¸c qu¸ tr×nh chÕ biÕn dÇu má; Trêng §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi; 1972.
NguyÔn Träng Khu«ng, §inh Träng Xoan, §ç V¨n §µi, NguyÔn Bin, Ph¹m Xu©n To¶n, §inh V¨n Huúnh, TrÇn Xoa. Sæ tay qu¸ tr×nh vµ thiÕt bÞ c«ng nghÖ ho¸ chÊt; tËp I. Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc vµ Kü thuËt Hµ Néi; 1992.
NguyÔn Bin, §ç V¨n §µi, Lª Nguyªn D¬ng, §inh V¨n Huúnh, NguyÔn Träng Khu«ng, Phan V¨n Th¬m, Ph¹m Xu©n To¶n, TrÇn Xoa. Sæ tay qu¸ tr×nh vµ thiÕt bÞ c«ng nghÖ ho¸ chÊt; tËp II. Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc vµ Kü thuËt Hµ Néi; 1999.
TrÇn M¹nh TrÝ. Ho¸ häc dÇu má vµ khÝ; Trêng §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi; 1980.
Híng dÉn thiÕt kÕ qu¸ tr×nh chÕ biÕn dÇu má trêng §HBK-HN 1978
Trêng §¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi-1972,Gi¸o tr×nh tÝnh to¸n c«ng nghÖ c¸c qóa tr×nh chÕ biÕn dÇu má.
Lêi c¶m ¬n
Lêi ®Çu tiªn cho phÐp em göi lêi c¶m ¬n ®Õn thÇy gi¸o TS.NguyÔn H÷u TrÞnh ngêi ®· ©n cÇn híng gióp ®ì em vÒ mÆt kiÕn thøc khoa häc, víi sù chØ b¶o tËn t×nh cña thÇy ®· gióp em hiÓu ®îc nh÷ng vÊn ®Ò cÇn thiÕt vµ hoµn thµnh b¶n ®å ¸n ®óng thêi gian quy ®Þnh.
Tuy nhiªn víi khèi lîng c«ng viÖc lín hoµn thµnh trong thêi gian cã h¹n, nªn em kh«ng thÓ tr¸nh khái nh÷ng sai sãt vµ víng m¾c nhÊt ®Þnh.VËy kÝnh mong c¸c thÇy c« gi¸o t¹o ®iÒu kiÖn ®Ó b¶n ®å ¸n cña em ®îc hoµn thiÖn h¬n.
Mét lÇn n÷a em xin bµy tá lßng biÕt ¬n s©u s¾c thÇy gi¸o TS. NguyÔn H÷u TrÞnh cïng toµn thÓ c¸c thÇy gi¸o c« gi¸o trong bé m«n c«ng nghÖ h÷u c¬- Ho¸ dÇu vµ c¸c b¹n ®ång nghiÖp trong thêi gian võa qua ®· gióp ®ì em.
Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n!
Sinh Viªn
§Æng ThÞ Thuú Dung
Môc lôc
Trang
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 11959873680432.doc