Độ nhớt
Độ nhớt biểu thị khả năng lưu
chuyển của dầu. Dầu nặng
có độ nhớt cao ( có thể lên
đến hang vạn cSt o 1000F)
nên rất khó lưu chuyển ở
điều kiện thông thường như
dầu truyền thống.
Độ nhớt của dầu nặng thay
đổi nhiều theo nhiệt độ.
38 trang |
Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 1770 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài giảng Vận chuyển dầu nặng - Dương Thành Trung, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Vận Chuyển Dầu Nặng
GVHD: Thầy Dương Thành Trung
HVTH: Quách Mộng Huyền
Nguyễn Đình Phúc
Vũ Mão
Nội Dung
I. Tính Chất Dầu Nặng Ảnh Hưởng Đến Quá Trình Vận
Chuyển.
II. Vận Chuyển Dầu Nặng
II.1. Vận chuyển bằng đường giao thông
II.2. Vận chuyển bằng đường ống
II.2.1 Phương pháp gia nhiệt
II.2.2 Phương pháp nhũ tương
II.2.3 Phương pháp pha loãng
II.2.4 Phương pháp tạo dòng chảy tâm ống
II.2.5 Phương pháp dùng hơi nước áp lực cao
I.Tính Chất của dầu nặng
Theo American Petroleum Institute
1/11/2013 4
Tính chất của dầu nặng
1. Độ nhớt
Độ nhớt biểu thị khả năng lưu
chuyển của dầu. Dầu nặng
có độ nhớt cao ( có thể lên
đến hang vạn cSt o 1000F)
nên rất khó lưu chuyển ở
điều kiện thông thường như
dầu truyền thống.
Độ nhớt của dầu nặng thay
đổi nhiều theo nhiệt độ.
1/11/2013 5
Tính chất của dầu nặng
1. Tỷ trọng (0API)
Loại dầu có độ API càng nhỏ thì khối lượng
riêng càng lớn và gây khó khăn cho quá trình
vận chuyển.
II. Vận Chuyển Dầu Nặng
Vận chuyển bằng đường giao thông
Phương tiện vận chuyển Ưu Điểm Nhược Điểm
Vận chuyển bằng tàu thủy Khối lượng vận chuyển lớn
Linh động
Hiệu quả cao
Được ứng dụng rộng rãi
Gây ô nhiễm môi trường
Không an toàn (do cướp biển,
bão –)
Vận chuyển bằng xe tải Tính linh động cao
Thời gian nhanh
Chi phí cao
Ô nhiễm môi trường
Khối lượng vận chuyển ít
Phạm vi vận chuyển hẹp
Vận chuyển bằng tàu hỏa Chi phí khá thấp
Vận chuyển nhanh
Khối lượng dầu được vận chuyển
lớn
Tính linh động thấp
Ô nhiễm
Vận Chuyển Dầu Nặng Bằng Đường
ống.
Ưu điểm:
o có thể vận chuyển được khối lượng lớn dầu với thấp
thời gian nhanh
o ít gây ô nhiểm môi trường hơn phương pháp vận
chuyển bằng các phương tiện giao thông
Nhược Điểm:
o Chi phí đầu tư cao
o khả năng linh động của các hệ thống đường ống rất ít và
phạm vi hoạt động thường không cao
Vận Chuyển Dầu Nặng
• Dầu nặng có độ nhớt rất cao nên rất khó khăn cho việc
vận chuyển. Để thuận tiện cho việc vận chuyển người ta
thường sử dụng các phương pháp sau:
oPhương pháp gia nhiệt
oPhương pháp tạo hệ nhũ tương dầu – nước
oPhương pháp pha loãng dầu nặng với dung môi
oKỹ thuật tạo dòng chảy tâm ống
o Kỹ thuật sử dụng dòng hơi nước áp lực cao
Phương Pháp Gia Nhiệt
Nguyên tắc:
Hinh : Sự thay đổi độ nhớt theo nhiệt độ của bitumen Athabasca, Canada
(8,60API)
Phương Pháp Gia Nhiệt
Kỹ thuật :
Phương Pháp Gia Nhiệt
Ưu Điểm:
• Dầu thô khi đưa đến nhà máy lọc dầu có thể được sử
dụng ngay mà không cần qua các khâu xử lý nhằm hoàn
nguyên tính chất của dầu như các phương pháp khác.
Nhược Điểm:
• Chí phí đầu tư thiết kế lớn
• Chi phí vận hành lớn
• Dễ bị ăn mòn
• Khó vệ sinh , sữa chửa
Phương pháp nhũ tương
Nguyên tắc:
Hình : Độ nhớt của dầu thô và hỗn hợp sau khi được xử lí
Phương pháp nhũ tương
Hình 2-2. Độ nhớt hệ nhũ tương dầu/nước theo ứng suất cắt
Phương pháp nhũ tương
Một số tính chất của hệ nhũ tương dầu-nước:
Độ nhớt của hệ nhũ tương dầu – nước ít chịu ảnh hưởng bởi
nhiệt độ hơn dầu nặng thông thường
Độ bền của hệ nhũ tương phụ thuộc vào nhiều thông số, một
trong những yếu tố chính là: thành phần dầu, độ muối và độ pH
của nước, tỉ lệ dầu/nước, kích thước và độ phân tán của các
giọt nhũ, nhiệt độ, loại chất hoạt động bề mặt và nồng độ của
chúng, năng lượng pha trộn
Sự phân bố kích thước của các giọt nhũ tương phụ thuộc vào
nhiều thông số khác, bao gồm: loại chất hoạt động bề mặt và
nồng độ của chúng, độ pH của môi trường, sức căng bề mặt,
năng lượng pha trộn, độ ion hóa, nhiệt độ, tính chất hóa học của
chất hoạt động bề mặt có sẵn trong thành phần của dầu, áp suất
Phương pháp nhũ tương
Kỹ thuật:
Phương pháp nhũ tương
Kỹ thuật phân tách dầu-nước: phương
pháp thường được dùng
Gia nhiệt hệ nhũ với vôi tôi để tách kiềm
Dùng nhựa trao đổi ion
Dử dụng bọt khí CO2 để trung hòa dung dịch
kiềm hydroxit
Phương pháp nhũ tương
Ưu Điểm:
o Phương pháp hình thành hệ nhũ tương dầu trong nước
rất hiệu quả trong việc giảm độ nhớt của dầu mà không
cần tiêu tốn nhiều năng lượng như phương pháp gia
nhiệt.
o Có thể áp dụng phương pháp này cho nhiều loại dầu
khác nhau.
Nhược Điểm:
o Sau khi tạo ra hệ nhũ tương cho quá trình vận chuyển,
ta phải tiến hành khử hệ nhũ để hoàn nguyên tính chất
của dầu thô ban đầu
Phương Pháp Pha Loãng
Phương pháp pha loãng nhằm giảm độ nhớt và tỉ
trọng của dầu nặng bằng cách sử dụng dung môi là
các hydrocacbon nhẹ.
Condensate
Dầu thô nhẹ
Naphtha
Condensate:
Nguồn condesate hạn chế và tùy thuộc vào nguồn khí
thiên nhiên
Sản phẩm condensate không hiệu quả trong việc pha
loãng asphaltene
Phương Pháp Pha Loãng
Dầu thô nhẹ : (35-42 0API)
Hiệu quả trong việc giảm độ nhớt của dầu thô nhẹ không
bằng condensate.
Việc sử dụng dầu thô nhẹ cũng gặp phải nhược điểm bị
giới hạn nguồn nguyên liệu.
Tính tương thích của dầu thô nhẹ với asphaltene không
cao.
Phương Pháp Pha Loãng
Phương pháp pha loãng
Naphtha:
Độ API của naphtha cao nên hiệu quả trong việc pha
loãng.
Naphtha tương thích với tương đối tốt asphaltene.
Naphtha có thể dễ dàng tái sử dụng.
Phương pháp pha loãng
Sự phụ thuộc của độ
nhớt hỗn hợp sau pha
loãng vào độ API của
chất pha loãng và tỉ lệ
pha loãng.
Phương pháp pha loãng
Việc sử dụng một số dung môi hữu cơ khác đã và
đang được một số nhà khoa học nghiên cứu, thí
nghiệm như: MTBE, TAME
Rượu (Alcohol), đặc biệt là pentanol, có hiệu quả cao
bằng 2 lần kerozen trong việc giảm độ nhớt của dầu
nặng.
Phương pháp pha loãng
Dầu nặng
Dung môi
Pha Trộn Vận chuyển
Tách dung
môi
Nhà máy
lọc dầu
Hoàn lưu dung môi
Sơ đồ quy trình
Phương pháp pha loãng
Ưu điểm:
Không làm thay đổi tính chất dầu thô nhiều.
Có thể sử dụng cho nhà máy lọc dầu mà không cần tách
dung môi.
Nhược điểm:
Thể tích dầu thô sẽ tăng lên đáng kể.
Chi phí đầu tư có thể sẽ cao.
Phương pháp tạo dòng chảy tâm
ống(CAF)
Phương pháp dòng chảy tâm ống: Core Annular Flow
(CAF).
Phương pháp vận chuyển dầu nặng dựa trên nguyên
tắc giảm ma sát của dòng chảy giữa dầu nặng và
thành ống bằng cách cho nó lướt trên một lớp đệm.
Phương pháp này có thể khắc phục một số nhược
điểm của các phương pháp trước.
Phương pháp CAF
CAF là dòng chảy của hai lớp lưu chất không tan lẫn vào nhau
trong một đường ống; trong đó, lưu chất có độ nhớt cao sẽ tập
trung ở phần tâm ống, lưu chất có độ nhớt thấp sẽ bao bọc xung
quanh lưu chất có độ nhớt cao.
CAF có tác dụng giảm ma sát dòng chảy của dầu nặng bằng
cách tao ra một lớp đệm nước xung quanh nó. Hay nói cách
khác, ma sát giữa dầu và thành ống được thay bằng ma sát giữa
nước và thành ống. Trong dòng chảy lúc này có các loại ma sát,
bao gồm: ma sát giữa các lớp dầu, giữa các lớp nước, giữa lớp
dầu và nước, và ma sát giữa nước với thành ống.
Phương pháp CAF
Bộ phận tạo dòng chảy tâm ống
1 : đường ống vận chuyển
2 : ống dẫn nước
3 : ống hình côn
4 : ống trung tâm
5 : bơm cung cấp dầu
7 : bơm cung cấp nước
6 : rãnh giữa giữa ống trung tâm và
ống dẫn nước
Phương pháp CAF
Hệ thống tách dầu và nước tại các trạm bơm
Phương pháp CAF
Bộ phận tách và cung cấp nước
Phương pháp CAF
Ưu điểm:
Tính chất của dầu không bị thay đổi nhiều so với phương
pháp gia nhiệt và nhũ tương hóa.
Không cần bố trí thêm các đường ống phụ bên cạnh
đường ống chính.
Nhược điểm:
Khó vận hành, nhất là lúc khởi động hệ thống.
Người vận hành phải có kinh nghiệm.
Phương pháp dùng hơi nước áp lực
cao ( dùng bơm phun)
Phương pháp sử dụng dòng hơi nước áp lực cao để
gia nhiệt cho dầu thô.
Dòng hơi nước được phun với áp lực lớn vào dầu
nặng.
=> Quá trình trao đổi nhiệt đạt hiểu quả cao hơn !
Phương pháp dùng bơm phun
Máy bơm phun
Phương pháp dùng bơm phun
Hệ thống gia nhiệt gồm nhiều máy bơm phun
Phương pháp dùng bơm phun
Ưu điểm:
Hiệu quả khá cao
Nhược điểm:
Rất khó khởi động lại.
Chi phí đầu tư khá cao.
Kết Luận
Mỗi phương pháp vận chuyển đều có những ưu điểm
và nhược điểm riêng. Hiệu quả của quá trình vận
chuyển tùy thuộc vào từng điều kiện cụ thể và đặc
điểm của từng phương pháp.
Việc cải thiện các phương pháp vận chuyển hiện có
và tìm ra những phương pháp vận chuyển mới hiệu
quả hơn là cần thiết để giảm thiểu chi phí cũng như
tác hại đối với môi trường.
Kết Thúc Bài Báo Cáo!
Cảm ơn sự chú ý của thầy và các bạn!