Bài giảng Công nghệ chưng cất dầu mỏ

1. Mục đích, yêu cầu của quá trình chưng cất dầu mỏ Chưng cất: tách các hợp chất dựa trên sự khác nhau về tính chất bay hơi trong một dung dịch sôi. Mục đích: phân tách dầu thô thành các phân đoạn thích hợp và không làm phân huỷ chúng. Yêu cầu: + hỗn hợp lỏng chứa ít nhất 2 cấu tử + có nhiệt độ sôi khác nhau 2. Nguyên lý của chưng cất Quá trình tách một dung dịch bằng cách đun sôi nó, rồi ngưng tụ hơi bay ra để được 2 phần: + Phần nhẹ + Phần nặng → Có thể thu được Distillat có thành phần mong muốn bằng cách chưng cất nhiều lần. Nhược điểm: rất phiền phức, tốn thời gian mà không kinh tế. → Khắc phục: dùng hệ thống chưng cất có cột chưng cất. 2. Cơ sở lý thuyết Nhằm phân tách dầu thô thành các phân đoạn thích hợp dựa vào nhịêt độ sôi của các cấu tử và không làm phân huỷ chúng. Phân loại: + Chưng cất đơn giản . + Chưng cất phức tạp . 2.1 Chưng cất đơn giản Chưng cất bay hơi dần dần + Chưng cất bay hơi một lần + Chưng cất bay hơi nhiều lần Chưng bay hơi một lần Chưng bay hơi nhiều lần 2.2 Chưng cất phức tạp Chưng cất có hồi lưu Chưng cất có tinh luyện Chưng cất chân không & chưng cất với hơi nước Sơ đồ tiếp xúc giữa dòng lỏng và hơi trong tháp chưng cất 2.3 Đĩa chưng cất (Tray) Tại các đĩa xảy ra quá trình trao đổi nhiệt giữa dòng hơi và dòng lỏng. Đồng thời tại đây cũng xảy ra quá trình trao đổi chất, phần nhẹ trong pha lỏng bay hơi theo pha hơi, phần nặng trong pha hơi ngưng tụ theo dòng lỏng. Như vậy, khi dòng hơi lên đến đỉnh thì rất giàu cấu tử nhẹ, còn dòng lỏng đi xuống đáy lại giàu cấu tử nặng hơn. Có rất nhiều dạng đĩa khác nhau được sử dụng tuỳ vào loại nguyên liệu. Nhưng mục đích chung nhằm đảm bảo sự tiếp xúc giữa pha lỏng và pha hơi phải lớn để quá trình phân tách hiệu quả. Hiện nay, sử dụng chủ yếu các dạng đĩa sau: − Đĩa nhiều lỗ (Sieve Trays) . − Đĩa chụp (Bubble–Cap Trays) . − Đĩa Van (Valve Trays) . 3. Chưng cất dầu ở áp suất khí quyển (CDU) Muốn có hiệu quả phân tách tốt, quá trình tiếp xúc pha trong tháp tinh luyện phải được xảy ra đồng đều, triệt để. → phải trang bị các cơ cấu bên trong tháp nhằm đạt được mục đích này Sơ đồ nguyên tắc chưng cất dầu ở áp suất khí quyển Sơ đồ công nghệ cụm chưng cất khí quyển Chế độ công nghệ đặc trưng của CDU Tháp K1. Tháp K2. Lò nung. Tháp K1 Tháp K2 Lò nung Lựa chọn sơ đồ và chế độ công nghệ Phụ thuộc vào các đặc tính của nguyên liệu và mục đích của quá trình chế biến. Khí hoà tan thấp → chưng cất AD với bay hơi một lần và một tháp tinh cất. Phần nhẹ nhiều → chưng cất AD với bay hơi hai lần. Sơ đồ công nghệ chưng cất loại một tháp Sơ đồ công nghệ chưng cất loại hai tháp 4. Chưng cất trong chân không (VDU) Mục đích: tránh sự phân hủy nhiệt của các hydrocacbon trong cặn mazut → nhận được thêm các phân đoạn dầu nhờn và cặn gudron. Đặc điểm của tháp chân không: + cất được nhiều nhất và phân hủy ít + tránh phân + lưu lượng hơi trong tháp lớn Tháp chưng cất chân không Sơ đồ công nghệ cụm chưng cất chân không Chế độ công nghệ cụm chưng cất chân không 5. Sản phẩm của CDU - Phân biệt bởi giới hạn nhiệt độ sôi (nhiệt độ chưng), thành phần hydrocacbon, độ nhớt, nhiệt độ chớp cháy, nhiệt độ động đặc và nhiều tính chất khác có liên quan đến việc sử dụng. Bao gồm: - Phân đoạn khí hydrocacbon . Phân đoạn xăng Phân đoạn kerosen Phân đoạn gazoil nhẹ Phân đoạn gazoil nặng (dầu nhờn) Phân đoạn cặn