Bài giảng môn Công nghệ chế biến dầu

1Hanoi University of Technology Bài giảng cn chế biến dầu Prof.Dr. Lê Văn Hiếu HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 2Hanoi University of Technology Dầu thô -Mầu -Mùi -Nặng -Cháy -RH 3Hanoi University of Technology Thành phần và tính chất của dầu thô  Thành phần hoá học của dầu khí  a, Thành phần nguyên tố  b, Thành phần hoá học: 1. Hydrocacbon Parafin : n-parafin, iso- parafin Naphten aromat Lai hợp 2. Các hợp chất khác : Hợp chất chứa S Hợp chất chứa Nitơ Hợp chất chứa oxy Hợp chất nhựa và asphanten Cốc, cacben và cacboit N•ớc và muối khoáng 4Hanoi University of Technology Các hợp chất parafin có trong dầu mỏ 5Hanoi University of Technology Các loại RH có trong dầu mỏ 6Hanoi University of Technology Số l•ợng các hợp chất parafin có trong dầu mỏ Carbon Atoms 10 25 40 Possible Paraffinic Isomers 75 37,000,000 62,000,000,000,000 7Hanoi University of Technology Tính chất đặc tr•ng của RH trong dầu mỏ 8Hanoi University of Technology Các hợp chất vòng thơm 9Hanoi University of Technology Các RH thơm đa vòng 10Hanoi University of Technology Các hợp chất phi RH trong dầu  Các hợp chất của S, N, O.  Nhựa(Resins) - Red, Dark, Colored Components Enriched in S, N, O - Chemically Unstable. High CCR Values  Asphant (Asphaltenes) - Precipitated from Crude Oils by Aliphatic Solvents (n-C5). Soluble in Benzene. M.W. Approx. 1000-3000 - Very High in S, N, O, and Metals (V, Ni). 11Hanoi University of Technology Các loại hợp chất l•u huỳnh 12Hanoi University of Technology Các loại hợp chất nitơ 13Hanoi University of Technology Giả thiết về cấu trúc của Asphaltenes 14Hanoi University of Technology ảnh h•ởng của các hợp chất dị nguyên tố 15Hanoi University of Technology Các thành phần RH có trong dầu thô điển hình 16Hanoi University of Technology Tính chất của dầu thô  Các tính chất vật lý quan trọng. 1. Tỷ trọng, Độ API. 2. Độ nhớt và nhiệt độ đông đặc 3. Đ•ờng cong ch•ng cất ĐST, Đ•ờng cong ch•ng cất Engler 4. Nhiệt độ sôi trung bình 5. Hằng số đặc tr•ng K  .Các tính chất khác và mối liên quan 17Hanoi University of Technology Tỷ trọng của dầu Specific Gravity = Wt. of Fixed Volume of Substance Wt. Of Equal Volume of Water APIo Gravity = (141.5/Sp Gr) – 131.5 TYPICAL CRUDE SP. GR. API0 Mid Continent Sweet 0.825 40.0 Bach Ho 0.828 39.2 Arabian Light 0.852 34.5 Dubai 0.869 31.2 Tia Juana Medium 0.916 23.0 San Ardo 0.979 13.0 18Hanoi University of Technology Bộ CHƯNG CấT ĐST 19Hanoi University of Technology Đ•ờng cong ch•ng cất của dầu mỏ 20Hanoi University of Technology Điểm sôi thực TBP 21Hanoi University of Technology Ví dụ về cách lấy thành phần phân đoạn của dầu mỏ ARAB LIGHT CRUDE 22Hanoi University of Technology Đồ thị 1: Quan hệ giữa tỷ trọng và độ API 23Hanoi University of Technology Đồ thị 2: Quan hệ ziữa các nhiệt độ sôi 24Hanoi University of Technology Đồ thị 3: 25Hanoi University of Technology Hàm nhiệt của các phân đoạn dầu 26Hanoi University of Technology Đồ thị 5: Sự liên hệ của các đại l•ợng vật lý 27Hanoi University of Technology Các đặc tr•ng quan trọng khi phân loại và đánh giá dầu mỏ 28Hanoi University of Technology Phân loại dầu theo tỷ trọng Loại dầu API0 GRAVITY Condensate > 45 Light > 31 Medium 23 - 30 Heavy 10 - 22 29Hanoi University of Technology Cách phân loại dầu theo bộ khoáng sản Mỹ 30Hanoi University of Technology Thành phần phân đoạn ở các loại dầu mỏ 31Hanoi University of Technology Tiềm l•ợng phân đoạn xăng của một số dầu mỏ 32Hanoi University of Technology Tiềm l•ợng phân đoạn kerosen của một số dâu mỏ 33Hanoi University of Technology Những tính chất điển hình của một số dầu chế biến ở Mỹ 34Hanoi University of Technology Phân bố các loại dầu thô trên thế giới 35Hanoi University of Technology Khai thác dầu thô trên thế giới 87,000,000 36Hanoi University of Technology ứng dụng của việc phân tích và đánh giá dầu thô  Define Storage and Transportation Needs  Fix Crude Value - Product Structure -Quality of Products -Process Type  Define Processing Requirements -Size of Process Units  Certify Crude for Manufacture of Certain Products - Quality - Yields  Define Environmental Needs  Monitor Crude Quality 37Hanoi University of Technology Tính chất của một số dầu thô PROPERTIES BERYL NEGRIA ABAB LT. ARAB HV. API Gravity 36.5 35.8 33.9 27.8 Pour Point, 0F 35 45 -40 -40 Viscosity 150C, Cst 9.27 6.76 13.0 46.9 Sulfur, wt% 0.42 0.12 1.8 3.0 CCR, wt% 1.3 0.92 3.6 7.3 Nitrogen, ppm 880 540 830 890 Nickel, ppm <1 3 3 16 Vanadium, ppm 4 <1 19 50 Light HC (C5-), vol% 4 5 4 5 38Hanoi University of Technology Đặc tính của dầu thô Vietnam  High Qualities- High API0 Gravity  Paraffinic Crude-Waxy,Very high Pour Point  Low Sulfur, Nitrogen Contents  Low Metals (Ni, V, etc…)  Low CCR (Carbon Conradson Residue) 39Hanoi University of Technology Đặc tr•ng của dầu thô nguyên liệu cho n/m Dung quất PROPERTIES BACH HO DUBAI Gr vity, 0API 39.2 31.2 Density, 60/600C 0.828 0.869 Sulfur, wt% 0.03 2.1 CCR, wt % 0.62 4.1 Pour Point, 0C 33 -12.2 Salt content, ppm 60/350 14/350 40Hanoi University of Technology Sản l•ợng dầu thô ở Vietnam  Current Production: 358,000 b/d - Bach Ho (VSP) 246,000 bpd - Rong (VSP) 12,000 bpd - Dai Hung (VSP) 1,000 bpd - Rang Dong (JVPC) 64,000 bpd - Ruby (Petronas) 19,800 bpd - Cai Nuoc (Petronas/PIDC) 15,200 bpd - Su Tu Den (discovery on 2000) -Sư tử Vàng, Trắng, Nõu 2004-2005; Hổ xỏm Thăng Long 2008; Đụng Bắc Bạch Hổ 2009. 41Hanoi University of Technology Cỏc mỏ dầu đó được phỏt hiện ở Việt Nam  Bạch hổ 1987; Đụng Bắc rồng 1989; Rạng đụng 1994; Hồng Ngọc 1995; Phương Đụng 1995  Sư tử đen 2000; Sư tử vàng 2001; Cỏ ngừ vàng 2002; Sư tử trắng 2003; Sư tử nõu 2005;  Hải sư đen 2007 ; Hổ xỏn 2008  Thăng long 2008  Đại hựng 2008  Đụng Bắc Bạch hổ 2009 42Hanoi University of Technology  Bài 1.  Từ số liệu ch•ng cất, hãy xây dựng đ•ờng cong ch•ng cất TBP và API. Dầu thô : Barst lesville: Sg=0,867; API=31,7; Hàm l•ợng S: 0,15%; CCR= 4,7%; T đđ=5 (0)F. Ch•ng cất ở 760 mmHg:  1; 0F 122 ; % 0,8 ; Tổng% 0,8; Sg 0,673; API 78,8;  2; 167- 1,0 - 1,8 - 0,685- 75,1  3; 212- 3, - 4,8- 0,725 63,7  4; 257- 3,4 8,2- 0,755 55,9  5; 302 3,1 11,3 0,777 50,6  6; 347 3,9 15,2 0,798 45,8  7; 392 4,9 20,1 0,817 41,7  8; 437 6,8 26,9 0,833 38,0  9; 482 8,0 34,9 0, 834 45,4 10; 527 10,9 45,8 0,864 32,3 43Hanoi University of Technology Bài tập 2 1. Hãy xác định Sg của dầu thô có API = 41,1 ở các nhiệt độ sau: 600F, 300 và 6000F 2. Hãy xác định các nhiệt độ sôi trung bình của một phân đoạn dầu có thành phần cất nh• sau(ASTM D-86):  %V: 10 30 50 70 90  0F : 149 230 282 325 371 3 . Hãy xác định trọng l•ợng phân tử của phân đoạn naphta có SG= 0,7515 và thành phần cất nh• sau(ASTM D-86): % V : 10 30 50 70 90 0 F : 262 275 284 293 309. 4. Hãy xác định K của các phân đoạn ở ví dụ 2 và 3. Và Hàm nhiệt ở 200 psi và ở 350 o F của các phân đoạn trên. 44Hanoi University of Technology Bài tập Bài tập 3 Hãy thiết lập đ•ờng cong bay hơi cân bằng ở áp suất khí quyển của sản phẩm ch•ng cất có thành phần cất nh• sau: 1. Phân đoạn naphta: to đầu to 10% to 30% to 50% to 70% to 90% to end 88 116 132 144 155 163 177 2. Phân đoạn kerosen: to đầu to 10% to 30% to 50% to 70% to 90% to end 167 185 196 203 212 227 242 3. Phân đoạn gasoil: to đầu to 10% to 30% to 50% to 70% to 90% to end 224 258 278 286 293 310 338 45Hanoi University of Technology Bài tập 4  Dùng máy tính, hãy tính quá trình phân chia ở đoạn luyện của tháp ch•ng cất theo ch•ơng trình sau: 1. Tính ở thiết bị chứa đỉnh tháp: tầng đĩa 0, V1 = D (1+ r of) với ký hiệu D là phần cất, rf là tỉ số hồi l•u. 2.Tính cho 7 đĩa phân chia phân đoạn kerosen.