Đồ Án Chưng cất dầu thô áp suất thường

Mở đầu

Dầu mỏ được con người biết đến từ thời cổ xưa, đến thế kỷ 18, dầu mỏ được sử dụng làm nhiên liệu để đốt cháy, thắp sáng. Sang thế kỷ19, dầu được coi như là nguồn nhiên liệu chính cho mọi phương tiện giao thông và cho nền kinh tế quốc dân.
Hiện nay, dầu mỏ đã trở thành nguồn năng lượng quan trọng nhất của mọi quốc gia trên thế giới. Khoảng 65  70% năng lượng sử dụng đi từ dầu mỏ, chỉ có 20  22% năng lượng đi từ than, 5  6% từ năng lượng nước và 8  12% từ năng lượng hạt nhân.
Bên cạnh đó hướng sử dụng mạnh mẽ và có hiệu quả nhất của dầu mỏ là làm nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hoá dầu như: sản xuất cao su, chất dẻo, tơ sợi tổng hợp, các chất hoạt động bề mặt, phân bón, thậm chí cả protêin.
Ngoài các sản phẩm nhiên liệu và sản phẩm hoá học của dầu mỏ, các sản phẩm phi nhiên liệu như dầu mỡ bôi trơn, nhựa đường, hắc ín . cũng là một phần quan trọng trong sự phát triển của công nghiệp. Nếu không có dầu mỡ bôi trơn thì không thể có công nghiệp động cơ, máy móc, là nền tảng của kinh tế xã hội.
Công nghiệp chế biến dầu phát triển mạnh là nhờ các đặc tính quý riêng của nguyên liệu dầu mỏ và nguyên liệu từ than hoặc các khoáng chất khác không thể có, đó là giá thành thấp, thuận tiện cho quá trình tự động hoá, dễ khống chế các điều kiện công nghệ và có công suất chế biến lớn, sản phẩm thu được có chất lượng cao, ít tạp chất và dễ tinh chế, dễ tạo ra nhiều chủng loại sản phẩm đáp ứng mọi nhu cầu của các ngành kinh tế quốc dân.
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp dầu khí trên thế giới, dầu khí Việt Nam cũng đã được phát hiện từ những năm 1970 và đang trên đà phát triển. Chúng ta đã tìm ra nhiều mỏ chứa dầu trữ lượng tương đối lớn như mỏ Bạch Hổ, Đại Hùng, mỏ Rồng vùng Nam Côn Sơn; các mỏ khí như Tiền Hải (Thái Bình), Lan Tây, Lan Đỏ . Đây là nguồn tài nguyên quí để giúp nước ta có thể bước vào kỷ nguyên mới của công nghệ dầu khí. Nhà máy lọc dầu số 1 Dung Quất với công suất 6 triệu tấn/năm sắp hoàn thành để hoạt động và đang tiến hành phê chuẩn nhà máy lọc dầu số 2. Như vậy ngành công nghiệp chế biến dầu khí nước ta đang bước vào thời kỳ mới, thời kỳ mà cả nước ta đang thực hiện mục tiêu công nghiệp hoá và hiện đại hoá.
Hiệu quả sử dụng dầu mỏ phụ thuộc vào chất lượng của các quá trình chế biến. Theo các chuyên gia về hoá dầu ở châu Âu, việc đưa dầu mỏ qua các quá trình chế biến sẽ nâng cao được hiệu quả sử dụng của dầu mỏ lên 5 lần, và như vậy tiết kiệm được nguồn tài nguyên quý hiếm này.
Dầu mỏ là hỗn hợp rất phức tạp gồm hydrocacbon, khí thiên nhiên, khí dầu mỏ và các hợp chất khác như CO2, N2, H2S, N2, He, Ar . Dầu mỏ muốn sử dụng được thì phải tiến hành phân chia thành từng phân đoạn nhỏ. Sự phân chia đó dựa vào phương pháp chưng cất ở các khoảng nhiệt độ sôi khác nhau. Quá trình chưng cất dầu là một quá trình vật lý phân chia dầu thô thành các thành phần gọi là các phân đoạn. Quá trình này được thực hiện bằng các biện pháp khác nhau nhằm để tách các cấu tử có trong dầu thô theo từng khoảng nhiệt độ sôi khác nhau mà không làm phân huỷ chúng. Tuỳ theo biện pháp tiến hành chưng cất mà người ta phân chia quá trình chưng cất thành chưng đơn giản, chưng phức tạp, chưng cất nhờ cấu tử bay hơi hay chưng cất trong chân không. Trong các nhà máy lọc dầu, phân xưởng chưng cất dầu thô cho phép ta thu được các phân đoạn dầu mỏ để chế biến tiếp theo.
Trong đồ án này sẽ tiến hành đề cập tới các vấn đề lý thuyết có liên quan. Trên cơ sở đó thiết kế và lựa chọn dây chuyền chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ. Đồng thời xem xét để thiết kế dây mặt bằng phân xưởng và vấn đề an toàn lao động.

Mục Lục
Trang
Mở đầu 5
Phần I
Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm 7
I. Dầu Thô 7
1. Các đặc tính quan trọng của dầu thô 7
2. Thành phần hoá học 12
3. Phân loại dầu thô 15
II. Xử lý dầu thô trước khi chưng cất 18
1. Tách tạp chất cơ học, nước, muối lẫn trong dầu 19
III. Các phương pháp chưng cất 22
1. Chưng đơn giản 26
2. Chưng phức tạp 27
IV. Các yếu tố ảnh hưởng 31
1. Chế độ nhiệt của tháp chưng luyện 31
2. Yếu tố áp suất của tháp chưng luyện 34
3. Điều khiển, khống chế chế độ làm việc của tháp chưng cất 34
V. Sản phẩm của quá trình chưng cất 35
1. Phân loại khí hydrocacbon 36
2. Phân đoạn xăng 36
3. Phân đoạn kerosen 37
4. Phân đoạn diezen 37
5. Phân đoạn mazut 37
6. Phân đoan dầu nhờn 38
7. Phân đoạn gudron 38
Phần II

công nghệ của quá trình 39
I. Phân loại sơ đồ công nghệ 39
II. Dây chuyền công nghệ 41
1. Chọn chế độ công nghệ và sơ đồ công nghệ 41
2. Chọn sơ đồ công nghệ 42
3. Thuyết minh sơ đồ chưng cất dầu loại hai tháp 44
4. Ưu điểm của sơ đồ chưng cất 2 tháp 44
III. Thiết bị chính trong dây chuyền 45
1. Tháp chưng cất 45
2. Các loại tháp chưng luyện 47
IV. Thiết bị đun nóng 51
1. Thiết bị đun nóng bằng lò ống 51
V. Thiết bị trao đổi nhiệt 52
1. Loại vỏ bọc 52
2. Loại ống 53
Phần III
Tính toán công nghệ 57
I. Tính cân bằng vật chất 57
I.1. Tại tháp tách sơ bộ 58
I. 2. Tại tháp tách phân đoạn 58
I.3. Tổng kết cân bằng vật chất 59
II. Thiết lập đường cân bằng (VE) cho các sản phẩm 60
II.1. Đường cân bằng (VE) sản phẩm xăng 60
II.2. Đường cân bằng (VE) sản phẩm kerosen 62
II.3. Đường cân bằng (VE) cho sản phẩm gazoil 63
III. Xác định các đại lượng trung bình của sản phẩm 64
III.1. Tỷ trọng trung bình 64
III.2. Xác định nhiệt độ sôi trung bình 65
III.3. Tính phân tử lượng trung bình của các sản phẩm 65
IV. Tính tiêu hao hơi nước 66
IV.1. Tính tiêu hao hơi cho tháp phân đoạn 66
IV.2. Tính tiêu hao nước cho các tháp tách 66
V. Tính chế độ của tháp chưng cất 67
V.1. Tính áp suất của tháp 67
V.2. Tính nhiệt độ của tháp 68
V.3. Tính chỉ số hồi lưu đỉnh tháp 76
VI. Tính kích thước của tháp chưng cất 77
VI.1. Tính đường kính tháp 77
VI.2. Tính chiều cao của tháp 79
VI.3. Tính số chóp và đường kính chóp 79
Phần IV
Xây dựng
81
I. Xác định địa điểm xây dựng nhà máy 81
II. Các yêu cầu khi thiết kế xây dựng 82
III. Giải pháp thiết kế xây dựng 84
Phần V
tính toán kinh tế 88
I. Mục đích 88
II. Chế độ công tác của phân xưởng 88
III. Nhu cầu về nguyên liệu và năng lượng 90
IV. Xác định nhu cầu công nhân cho phân xưởng 91
V. Tính khấu hao cho phân xưởng 93
VI. Chi phí khác cho 1 thùng sản phẩm 93
VII. Xác định hiệu quả kinh tế 94
Phần VI
AN toàn 96
I. An toàn lao động trong phân xưởng chưng cất khí quyển 96
II. Tự động hoá. 100
III. Một số dụng cụ tự động hoá 102
Kết luận 106
Tài liệu tham khảo 107