81
NGUYÊN LÝ CHƯNG CẤT

Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

NGUYÊN LÝ CHƯNG CẤT

Page 2: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH CHƯNG CẤT

Nhiệt độ sôi của ButanÁp suất, atm Nhiệt độ,oC

1 03.41 364.80 50

I.1. SỰ SÔI CỦA DUNG DỊCH: Sự sôi của chất nguyên chất: Một chất lỏng sẽ sôi

ở nhiệt độ mà tại đó áp suất hơi bão hoà của nó bằng áp suất môi trường đè lên mặt thoáng.

Sự phụ thuộc nhiệt độ sôi theo áp suất:

Page 3: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

I.1. SỰ SÔI CỦA DUNG DỊCH:Thành phần pha hơi sinh ra khi đun sôi một dung dịch:

Định luật Konovalov: Khi sôi một dung dịch lỏng cho ra một pha hơi giàu chất dễ sôi hơn so với dung dịch lỏng.

Page 4: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

I.2. NGUYÊN LÝ CỦA QUÁ TRÌNH CHƯNG CẤT

Phần nhẹ (distillat);

Phần nặng (redue).

Chưng cất là quá trình tách một dung

dịch bằng cách đun sôi nó, rồi ngưng tụ

hơi bay ra để được 2 phần:

Page 5: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯNG CẤT DẦU MỎ

Chưng cất đơn giản

Chưng cất bay hơi dần dần; Chưng cất bay hơi một bậc; Chưng cất bay hơi đa bậc.

Chưng cất phức tạp:

Chưng cất có hồi lưu; Chưng cất có tinh luyện; Chưng cất chân không; Chưng cất hơi nước.

Page 6: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯNG CẤT DẦU MỎ

Chưng cất đơn giản được ứng dụng khi:

• Khi nhiệt độ sôi của 2 chất khác xa nhau;

• Không đòi hỏi sản phẩm có độ tinh khiết cao;

• Tách hỗn hợp lỏng ra khỏi tạp chất không bay hơi;

• Tách sơ bộ hỗn hợp nhiều cấu tử.

Nhược điểm:

• Không đạt được độ phân chia cao khi cần phân chia rõ ràng các cấu tử thành phần của hỗn hợp chất lỏng.

Page 7: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

CHƯNG CẤT ĐƠN GIẢN

Chưng cất bay hơi dần dần

Hơi tạo thành thoát ra khỏi thiết bị chưng cất ngay lập tức, ngưng tụ trong thiết bị làm lạnh – ngưng tụ và được thu hồi dưới dạng distilat.

Page 8: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

CHƯNG CẤT ĐƠN GIẢN Chưng cất bay

hơi một bậc:

Hơi tạo thành thoát ra khỏi thiết bị chưng cất ngay lập tức, ngưng tụ trong thiết bị làm lạnh – ngưng tụ và được thu hồi dưới dạng distilat• Ưu điểm: áp dụng trong

điều kiện thực tế chưng cất dầu;

• Nhược điểm: nhiệt độ chưng bị giới hạn

Page 9: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

CHƯNG CẤT ĐƠN GIẢN

Chưng cất bay hơi nhiều lần: gồm nhiều quá trình bay hơi một lần nối tiếp nhau ở nhiệt độ tăng cao dần đối với phần cặn.

Page 10: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

Chưng cất hồi lưu:

Page 11: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

CHƯNG CẤT PHỨC TẠP

Chưng cất tinh luyện

Dựa vào quá trình trao đổi chất nhiều lần giữa pha lỏng và hơi nhờ vào các đĩa hay đệm

Page 12: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

CHƯNG CẤT PHỨC TẠP

Chưng cất chân không và chưng cất với hơi nước: Tránh sự phân hủy các phân đoạn có nhiệt độ sôi cao bằng

cách sử dụng chân không hoặc hơi nước để hạn chế nhiệt độ chưng cất.

Tăng nồng độ thành phần sôi cao trong cặn chưng cất dầu.

Ảnh hưởng của hơi nước: khuấy trộn mạnh chất lỏng, tạo khả năng bay hơi các thành phần sôi thấp; tạo bề mặt bay hơi lớn hơn khi tạo các bong bóng hơi nước trong bay hơi hydrocacbon.

Page 13: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

I.3. CÁC LOẠI THÁP CHƯNG CẤT VÀ LỰA CHỌN MÂM CHƯNG CẤT

Phân loại thiết bị chưng cất:

Theo phương pháp hoạt động của tháp Tháp hoạt động theo chu kỳ; Tháp hoạt động liên tục.

Theo kết cấu tiếp xúc Tháp đĩa; Tháp chưng cất mâm chóp; Tháp đệm (tháp chưng cất dùng vật chêm).

Page 14: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

THÁP HOẠT ĐỘNG THEO CHU KỲ

Ứng dụng: cụm thiết bị công suất nhỏ, cần thu được nhiều phân đoạn và độ phân tách cao.

Nhược điểm: Chi phí nhiệt cao; Công suất làm việc thấp; Hiệu suất sử dụng thiết bị thấp.

Page 15: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

THÁP HOẠT ĐỘNG LIÊN TỤC

Page 16: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

THÁP ĐĨA, THÁP MÂM CHÓP VÀ THÁP ĐỆM

Tháp chưng cất Ưu điểm Nhược điểm

Tháp đĩa (tháp mâm xuyên lỗ)

chế tạo đơn giản, vệ sinh dễ dàng, trở lực thấp hơn tháp chóp, ít tốn kim loại hơn tháp chóp

yêu cầu lắp đặt cao: mâm lắp phải rất phẳng, đối với những tháp có đường kính quá lớn (>2.4m) ít dùng mâm xuyên lỗ vì khi đó chất lỏng phân phối không đều trên mâm

Page 17: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

THÁP ĐĨA, THÁP MÂM CHÓP VÀ THÁP ĐỆM

Tháp chưng cất Ưu điểm Nhược điểm

Tháp chóp hiệu suất truyền khối cao , ổn định , ít tiêu hao năng lượng hơn nên có số mâm ít hơn

chế tạo phức tạp , trở lực lớn

Page 18: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

THÁP ĐĨA, THÁP MÂM CHÓP VÀ THÁP ĐỆM

Tháp chưng cất Ưu điểm Nhược điểm

Tháp đệm chế tạo đơn giản , trở lực thấp

hiệu suất thấp, kém ổn định do sự phân bố các pha theo tiết diện tháp không đều, sử dụng tháp chêm không cho phép ta kiểm soát quá trình chưng cất theo không gian tháp, tháp chêm khó chế tạo được kích thước lớn ở qui mô công nghiệp.

Page 19: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

Tháp chưng cất dạng đĩa

Page 20: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

ĐĨA CHƯNG CẤT

Đĩa:Hoạt động của đĩa dựa trên nguyên tắc thực hiện tiếp xúc giữa dòng hơi đi lên phía đỉnh tháp với dòng lỏng nằm trên bề mặt đĩa.Tuỳ theo sự lưu thông của các pha, người ta phân làm ba nhóm:

-Đĩa loại chảy ngược dòng; -Đĩa vách ngăn hay đĩa loại chảy màng; -Đĩa loại chảy chéo dòng có vách chảy

chuyền: được sử dụng rộng rãi nhất.

Page 21: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

ĐĨA CHƯNG CẤT

Loại đĩa Nguyên lý hoạt động

Ứng dụng

1. Đĩa loại chảy ngược dòng không có ống chảy truyền

Lỏng và hơi lần lượt xen kẽ đi qua các lỗ đục trên đĩa tiếp xúc ngược chiều nhau.

Có hiệu suất cao, độ linh động kém, tháp có đường kính tương đối nhỏ (≤ 1,8m) do sự phân bố lỏng trên bề mặt đĩa kém.

Page 22: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

ĐĨA CHƯNG CẤTLoại đĩa Nguyên lý hoạt

độngỨng dụng

2. Đĩa vách ngăn hay đĩa loại chảy màng

Quá trình tiếp xúc pha xảy ra nhờ sự đi lên của pha hơi qua một màng chất lỏng chảy xuống từ vách ngăn.

Hiệu suất của loại đĩa này rất kém (10-15%) nhưng độ linh động lại lớn nhất.Đĩa vách ngăn có cấu tạo rất đơn giản, thường dùng cho các trường hợp nguyên liệu bẩn, dễ đóng cặn và cho phép làm việc với lưu lượng lớn

Page 23: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

ĐĨA CHƯNG CẤT

Loại đĩa Nguyên lý hoạt động

Ứng dụng

3. Đĩa loại chảy chéo có ống chảy chuyền:

Sự tiếp xúc được thực hiện chéo dòng giữa pha lỏng chuyển động ngang qua bề mặt khu vực hoạt động và pha hơi đi từ dưới lên xuyên qua các lỗ đĩa. Lỏng sau khi tiếp xúc với hơi sẽ chảy xuống ống chảy chuyền

Có hiệu suất cao, độ linh động cao, sử dụng phổ biên.

Page 24: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

ĐĨA CHƯNG CẤT

Đĩa nhiều lỗ (Sieve Trays) ; Đĩa chụp (Bubble–Cap Trays) ; Đĩa ống khói (Chimmey Trays); Đĩa van (Valve Trays).

Page 25: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

ĐĨA LỖ

Page 26: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

ĐĨA LỖ

Đĩa là tập hợp các lỗ đục, có cấu tạo đơn giản, dễ vệ sinh, có năng suất cao và hiệu quả tốt do bề mặt hoạt động lớn đồng thời cũng là loại rẻ nhất.

Ưu điểm: đĩa có cấu tạo đơn giản;Nhược điểm: độ linh động của nó lại

rất thấp (dễ bị ngập lụt) do đó rất khó ổn định áp suất trong tháp

Page 27: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

ĐĨA CHÓP

Page 28: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

ĐĨA CHÓP

Trong các loại đĩa này, ống hơi được cố định, phía trên mỗi ống hơi được phủ một chóp mà thân chóp chìm trong lỏng. Điều này khiến cho hơi đi qua đĩa phải sục vào trong lỏng. Sự tiếp xúc này được đảm bảo bởi chiều cao của ống chảy chuyền so với thân chóp.

Ưu điểm: có độ linh động lớn, có thể được dùng hầu hết trong các ứng dụng.Nhược điểm: giá thành đắt.

Page 29: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

ĐĨA VAN

Page 30: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

ĐĨA VAN

Nguyên lý hoạt động chung là các van sẽ đóng mở ở một ví trí tùy thuộc vào lưu lượng của dòng hơi từ dưới lên. tháp hoạt động tương đối ổn định hạn chế hiện tượng lỏng kéo theo dòng hơi do tốc độ quá lớn hoặc hiện tượng sặc tháp.

Page 31: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

ĐĨA VAN

1. Có khả năng hoạt động ở khoảng rộng chế độ hoạt động của tháp. 2. Lớp chất lỏng phía trên đĩa ổn định, hạn chế hiện tượng kéo theo

lỏng lên đĩa phía trên làm ảnh hưởng đến hiệu quả quá trình phân tách.

3. Năng lượng dòng hơi đi qua van được sử dụng một cách có hiệu quả để cải thiện quá trình tiếp xúc lỏng-hơi.

4. Trở lực cục bộ do các van gây ra cho dòng chảy pha lỏng trên đĩa không quá lớn (thậm chí không còn đáng kể khi pha hơi chỉ ở mức 20% thiết kế), vì vậy, mà độ chênh bề mặt chất lỏng giữa các phần của đĩa được giảm thiểu. Nhờ đặc điểm này mà hiệu quả làm việc của các vùng trong đĩa đồng đều.

5. Vùng chết rất ít6. Kiểu đĩa này có kết cấu vững chắc, nhẹ và không đắt.7. Thiết kế và vận hành loại đĩa này đơn giản.

Page 32: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

ĐĨA VAN

Page 33: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

ĐĨA VAN ĐẶT BIỆT (Ballast và Flexi )

Page 34: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

ĐĨA VAN ĐẶT BIỆT (BALLAST VÀ FLEXI )

Là dạng cải tiến van đĩa. Độ mở của van dạng này được điều chỉnh tự

động phù hợp với tốc độ dòng khí và hơi trong tháp.

Độ nghiêng của lớp chất lỏng chảy trên đĩa cũng thấp hơn so với van đĩa, vì vậy mà có thể cho phép tăng lưu lượng dòng khí và hơi trong tháp tới 20-30%.

đĩa chưng luyện dạng này cho phép tháp hoạt động rất ổn định, thậm chí ở lưu lượng dòng khí/hơi thấp.

Page 35: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

ỐNG CHẢY TRUYỀN

Vai trò, nhiệm vụ: đảm bảo sự giải phóng pha hơi tiếp tục đi lên phía trên và hướng pha lỏng xuống đĩa phía dưới đảm bảo nhập liệu đều đặn cho đĩa tiếp theo sau.

Việc bố trí số ống chảy truyền, kết cấu ống chảy truyền ảnh hưởng tới số dòng chảy trên đĩa chưng, diện tích bề mặt hiệu dụng của đĩa do đó ảnh hưởng gián tiếp tới hiệu suất và kích thước của tháp chưng cất.

Page 36: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

Một số kiểu phân bố dòng chảy trong tháp

Page 37: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

SƠ ĐỒ BỐ TRÍ ĐĨA CHƯNG KIỂU DÒNG CHẢY ĐƠN

Page 38: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

Một số kiểu ống chảy truyền

Page 39: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

SƠ ĐỒ BỐ TRÍ ĐĨA CHƯNG PHẦN DƯỚI ỐNG CHẢY TRUYỀN

Page 40: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

MỘT SỐ DẠNG ỐNG CHẢY TRUYỀN

Page 41: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

Tháp đệmNguyên lý hoạt động: Tháp đệm hoạt động dựa trên nguyên lý bay hơi và ngưng tụ liên tục của các cấu tử dạng lỏng thấm ướt trên bề mặt vật rắn.

Nhược điểm: hiện tượng thấm ướt chất lỏng và phân bố dòng chảy không đều trong tháp dẫn đến hiệu suất chuyển khối thấp.

Page 42: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

ĐỆM

Đệm được phân thành hai loại tuỳ theo cấu tạo của chúng:

-Đệm rời: được sắp xếp ngẫu nhiên trong tháp;

-Đệm cấu trúc (structure): được sắp xếp trật tự theo thiết kế.

Page 43: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

Đệm rời

Page 44: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

Tháp đệm

Đệm kim loại lá sản xuất theo đường kính tháp Dạng đệm tấm lưới

Cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động của lớp đệm

Page 45: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

SỰ HỒI LƯU

Hồi lưu nóng; Hồi lưu lạnh; Hồi lưu vòng.

Page 46: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

NGUYÊN LÝ TRONG CHƯNG CẤT DẦU THÔ

Page 47: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

Có Stripping

STRIPPING

Đối với chưng cất dầu thô, dòng trích ngang luôn có lẫn sản phẩm đỉnh. Để loại bỏ các cấu tử nhẹ này, người ta thực hiện quá trình tái hoá hơi riêng phần các phần nhẹ.

Page 48: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

Quá trình stripping

Page 49: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

Hệ thống tháp chưng luyện gồm các thiết bị chính sau:

Thùng cao vị, tháp chưng luyện, thiết bị gia nhiệt, thiết bị ngưng tụ thiết bị làm mát.

Page 50: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007
Page 51: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ & LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ

Thành phần, % Chưng cất một tháp

Chưng cất hai tháp

Hàm lượng khí hòa tanTrữ lượng xăngHiệu suất sản phẩm trắng

0,5 – 1,212 – 15

≤ 45

>1,220 – 30 50 – 65

Nhiệt độ: nhập liệu T = 330 – 360oC, đỉnh tháp T = 100 – 120oC đáy tháp T = 340 – 355oCÁp suất : K – 1: 0,40 – 0,50 Mpa K – 2: 0,15 – 0,20 Mpa

Page 52: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

HIỆU SUẤT SẢN PHẨM

Sản phẩm Hiệu suất, %

XăngKerosenDiezelCặn mazut

18,818,326,531,2

Page 53: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

CHƯNG CẤT DẦU THÔ Ở ÁP SUẤT KHÍ QUYỂNFraction Carbons BP °C Uses

Gases 1 to 4 < 40 • Fuel in refinery• Bottled and sold as LPG

Napthas 5 to 10 25 – 175 • Blended into petrols• Feedstock for making chemicals

Kerosines 10 to 16 150 – 260 • Aviation fuel

Light gas oils 14 to 50 235 – 360 • Diesel fuel production

Heavy gas oils 20 to 70 330 – 380 • Feedstock for catalytic cracker

Lubricants > 60 340 – 575 • Grease for lubrication• Fuel additives• Feedstock for catalytic cracker

Fuel oil > 70 > 490 • Fuel oil (power stations and ships)

Bitumen > 80 >580 • Road and roof surfaces

Page 54: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

CHƯNG CẤT KHÍ QUYỂN

Page 55: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

Chưng cất dầu thô ở áp suất khí quyển

Page 56: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

Sơ đồ chưng cất bay hơi một bậc

1- lò nung ống;2- tháp chưng cất;3- tháp bay hơi;4- trao đổi nhiệt;5- máy lạnh;6- thiết bị làm lạnh-ngưng tụ;I – dầu thô;II – sản phẩm đỉnh;III – sản phẩm trích ngang;IV – cặn gudron;V – hơi nước;VI – nước

Page 57: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

Sơ đồ này được ứng dụng để chưng cất dầu ổn định, trong đó phân đoạn xăng ≤ 8 – 10%

Ưu điểm Số thiệt bị ít nên đường công nghệ ngắn, chặt chẽ Diện tích nhỏ Nhiệt độ nung nóng nguyên liệu trong lò nung thấp do

các phân đoạn nặng và nhẹ cùng bay hơi trong tháp Không cần thiết bị chân không Chi phí nhiên liệu và hơi nước thấp

Page 58: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

Nhược điểm Trở lực dòng nguyên liệu trong trao đổi nhiệt và lò

nung cao, dẫn tới chi phí năng lượng cho máy bơm nguyên liệu cao

Trở lực trong ống và vỏ trao đổi nhiệt cao, nên xác suất rơi dầu thô vào distilat lớn khi độ kín của thiết bị trao đổi nhiệt không đảm bảo.

Sơ đồ không có tính mềm dẻo và đa dụng, không đáp ứng được yêu cầu chế biến đối với các dầu khác nhau, đặc biệt là với dầu chứa lượng khí hòa tan và phân đoạn nhẹ cao

Page 59: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

Chưng cất bay hơi hai bậc

• Dầu thô được bay hơi một phần trước khi vào lò nung• Bay hơi có thể diễn ra trong tháp rỗng hay tháp chưng

cất có mâm• Tháp rỗng được sử dụng khi dầu thô đã ổn định• Tháp chưng cất loại xăng dùng khi dầu thô chứa khí

hòa tan (cả H2S), nước và muối

Page 60: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

Ưu điểm• Giảm tổn áp trong lò nung• Không cần thiết bị ngưng tụ độc lập và bơm hồi lưu do hơi

từ thiết bị bay hơi được đưa vào tháp chính• Giảm phần nào nhiệt độ đòi hỏi trong lò nung vì trong tháp

chính tiến hành chưng cất đồng thời phân đoạn nhẹ và nặng

Nhược điểm• Phải tăng cường đường kính của tháp chính khi hàm lượng

phân đoạn xăng và khí hòa tan cao• Tháp chưng cất chính dễ bị ăn mòn do tất cả các chất ăn mòn

(HCl, H2S, RSH, nước) cùng hơi từ tháp bay hơi rơi vào tháp chưng cất

• Thiết bị ngưng tụ rất dễ bị ăn mòn, do đó khí NH3 được đưa vào ống đỉnh của tháp để hạn chế ăn mòn

Page 61: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

Sơ đồ chưng cất bay hơi hai bậc sử dụng tháp rỗng

Page 62: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

SẢN PHẨM CHƯNG CẤT BAY HƠI HAI BẬC SỬ DỤNG THÁP RỖNG

• Khí;• Xăng (Ts ≤ 140oC)• Các phân đoạn 140 – 240oC, 240 – 300oC và 300

- 350oC;• Cặn mazut.

Page 63: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

Chưng cất bay hơi hai bậc có sử dụng tháp loại xăng

Ưu điểm• Mềm dẻo hơn, khả năng hoạt động cao hơn với sự biến

đổi hàm lượng phân đoạn xăng và khí hòa tan trong dầu

• Tháp chưng cất chính được bảo vệ khỏi ăn mòn nhờ loại các chất ăn mòn mạnh nhất qua dòng sản phẩm đỉnh của tháp thứ nhất

• Có thể sử dụng thiết bị rẻ hơn mà không cần gia cường do trong lò nung và trong trao đổi nhiệt không tạo áp suất cao nhờ việc loại phân đoạn xăng trước

Page 64: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

Nhược điểm• Dầu thô cần được nung nóng trong lò đến nhiệt độ cao

hơn so với bay hơi 1 bậc để phân tách các phân đoạn nhẹ và nặng

• Cần trang bị nhiều hơn các loại thiết bị phụ trợ (tháp, máy bơm cho lò nung và cho hồi lưu, thiết bị làm lạnh – ngưng tụ …)

Sản phẩm

• Khí• Sản phẩm đỉnh là xăng nặng• Xăng ổn định• Phân đoạn kerosen máy bay• Nhiên liệu diezel• Cặn mazut

Page 65: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

Sơ đồ chưng cất bay hơi hai bậc có sử dụng tháp loại xăng

Page 66: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

Sơ đồ công nghệ phân xưởng chưng cất dầu thô ở áp suất khí quyển với một tháp chưng cất chính

Page 67: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

Sơ đồ công nghệ phân xưởng chưng cất dầu thô ở áp suất khí quyển với một tháp tách sơ bộ và một tháp chưng cất

chính

Page 68: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

CHƯNG CẤT DẦU THÔ Ở ÁP SUẤT KHÍ QUYỂN

K-1- Tháp bay hơi trước; K-2- Tháp chưng cất khí quyển chính; K-6, K-7, K-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..

Page 69: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

THAM SỐ CÔNG NGHỆ ĐẶC TRƯNG CỦA THÁP CHƯNG CẤT KHÍ QUYỂN

Tháp chưng cấtNhiệt độ, oC

Áp suất, atm

Tốc độ dòng

khí, m/s

Mức dâng chất lỏng trong máng,

mm chất lỏng

Trở lực của

mâm, mm Hg

Chiều cao bọt trong máng,

mm

Khoảng cách giữa các

mâm, mm

Đường kính tháp, mm

Dạng mâmSố

mâm

Tháp bay hơi trước:. Trên. Dưới

120240

5,65,8

0,2660,327

39,653,4

4,25,0

453549

600600

50005000

Mâm mũ hai dòng

24

Tháp chưng chính. Trên. Mâm 24

126260

1,51,62

0,960,745

35,447,3

4,655,3

452533

700700

50005000

Mâm mũ hai dòng

1627

Tháp bay hơi. Thứ 1, trên. Thứ 2, trên. Thứ 3, trên

180228296

1,551,601,65

0,2870,3470,390

29,435,448,7

3,84,13,6

388423487

600600600

280020002000

Mâm mũ một dòngMâm mũ hai dòng

101010

Page 70: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

Tháp K-1 Ngưỡng cho phépLưu lượng nguyên liệu, m3/h ≤1.250Nhiệt độ, oC

- Dầu thô vào tháp ≥ 200- Dòng hồi lưu ≤ 340- Đỉnh tháp theo chất lượng của phân đoạn sôi đầu -

85oC- Đáy tháp ≤ 240oC

Áp suất tháp (trên), atm ≤ 6,0Chi phí hơi, m3/h 90Tháp K-2

Nhiệt độ, oC

- Nguyên liệu vào tháp ≤ 360+ Thứ I tại cửa ra khỏi

tháp170

+ Thứ II tại cửa ra khỏi tháp

260

+ Thứ I tại cửa vào tháp 70

+ Thứ II tại cửa vào tháp 80

Lò nung

Nhiệt độ, oC

- Tại cửa ra khỏi lò ≤ 800- Khí khói trên vách ngăn ≤ 800- Đỉnh tháp theo chất lượng của phân đoạn sôi đầu -

85oC- Đáy tháp ≤ 240oC

Áp suất tháp ( trên), atm ≤ 6,0

Page 71: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

4. Chưng cất dầu thô ở áp suất chân không

Page 72: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

THÁP CHƯNG CẤT CHÂN KHÔNG

Sơ đồ nguyên lý hoạt động và cấu tạo tháp chưng cất chân không

Page 73: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

Sơ đồ công nghệ quá trình chưng cất chân không

Page 74: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

Sơ đồ nguyên lý hoạt động và cấu tạo tháp chưng cất chân không

Page 75: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

4. CHƯNG CẤT DẦU THÔ Ở ÁP SUẤT

CHÂN KHÔNG

K-10- Tháp chân không; T-35- tháp ngưng tụ; T-1, T-3, T-4, T-16, T-18, T-25, T-34- thiết bị trao đổi nhiệt ; T-25a- thiết bị ngưng tụ bằng không khí; T-24, T-28, T-30, T-31- máy lạnh;

H-1-bơm chân không phun hơi; H- máy bơm; E- bể chứa; L-3- lò nung dạng ống, B- bể chứa.

Page 76: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

BẢNG CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ CỦA CỤM CHƯNG CẤT CHÂN KHÔNG

Thông số Chế độ tối ưu Ngưỡng cho phép

Nhiệt độ, oC

- 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 chân không, atm

11,0 ≥ 10,0

Page 77: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

SƠ ĐỒ CHƯNG CẤT CHƯNG KHÔNG HAI THÁP

1- lò nung ống; 2- tháp chưng chất chân không 1; 3- tháp chưng cất chân không 2; 4- trao đổi nhiệt; 5- thiết bị làm lạnh; 6- thiết bị ngưng tụ khí áp; 7- ejector; 8- tháp bay hơi. I – mazut; II – distilat < 350oC; III – phân đoạn dầu nhờn rộng 350-375oC; IV – distilat 350-460oC; V – distilat 460-490oC; VI – distilat > 490oC; VII – gudron; VIII – hơi nước; IX – nước; X – khí và hơi không ngưng tụ

Page 78: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

ĐẶC ĐIỂM THÁP CHÂN KHÔNG 2 VÀ 3

Thông số Tháp 2 Tháp 3

Đường kính, m

Phần trên 5,0 -

Phần giữa 8,6 6,4

Phần dưới 5,0 -

Số mâm 20 26

Áp suất dư (đỉnh), mmHg

40 40

Nhiệt độ, oC

Đỉnh tháp 70-90 90

Đáy tháp 390 340

Page 79: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

1-Tháp chân không;2- thiết bị ngưng tụ;3- bơm chân không;4- bơm phun (ejecter)I- Mazut; II- gasoin nặng;III- Gudron; IV- hồi lưu;V- khí không ngưng tụ ;VI- hơi ; VII- phần ngưng tụ ; VIII- nước

Sơ đồ tạo chân không sâu

Page 80: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007
Page 81: Bài 3. Chưng cất khí quyển 2007

Sơ đồ Hệ thống hút chân không với thiết bị ngưng tụ gián tiếp