Đồ Án Chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ

Mở đầu
Dầu mỏ được con người biết đến từ thời cổ xưa, đến thế kỷ 18, với mục đích làm nhiên liệu để đốt cháy, thắp sáng. Năm 1858 tại Mỹ xuất hiện giếng khoan đầu tiên, đây là bước chuyển mình và đi lên của ngành khai thác và chế biến dầu mỏ .
Đến năm 1992 thế giới có tới 100 loại dầu mỏ khác nhau,thuộc sở hữu có 48 quốc gia, trong đó có Việt Nam. Quốc gia có sản lượng dầu mỏ lớn nhất là ArậpXêút chiếm 26% tổng sản lượng dầu mỏ trên thế giới.
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.
Ngày nay trên 90% sản phẩm hữu cơ là có nguồn gốc từ dầu_khí và tỷ lệ dầu- khí sử dụng vào mục đích năng lượng sẽ giảm dần. Do đó dầu khí trong một tương lai còn dài vẫn chiếm giữ một địa vị quan trọng trong lĩnh vực năng lượng và nguyên liệu hoá học mà không có tài nguyên thiên nào cạnh tranh nổi. 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.
Dầu mỏ là một hỗn hợp rất phức tạp trong đó có hàng trăm cấu tử khác nhau. Mỗi loại dầu mỏ được đặc trưng bởi thành phần riêng, song về bản chất chúng đều có các hydrocacbon là thành phần chính, các chất đó chiếm 60 90% trọng lượng trong dầu, còn lại là các chất Oxy, Lưu huỳnh, Nitơ, các phức chất cơ kim, các chất nhựa, asphanten. Trong khí còn các khí trơ như: He,Ar,Xe, N2
Đối với Việt Nam, coi dầu khí là ngành kinh tế mũi nhọn, là chỗ dựa cho ngành công nghiệp hoá, hiện đại hoá làm đà thúc đẩy,phát triển cho nền kinh tế quốc dân. Đây là mũi nhọn có tính chiến lược của Việt Nam, như vậy ngành công nghiệp chế biến dầu khí nước ta đang bước vào thời kì mới, thời kì mà cả nước đang thực hiện mục tiêu công nghiệp hoá, hiện đại hoá, chắc chắn sự đóng góp của ngành dầu khí trong công cuộc công nghiệp hoá đất nước sẽ rất có ý nghĩa, không những bằng các chỉ tiêu kinh tế cụ thể mà ngành công nghiệp mũi nhọn này còn là nguồn động viên tinh thần tòan đảng toàn dân ta và nhất là các thành viên đang hoạt động trong ngành dầu khí hăng hái lao động, sáng tạo góp phần xây dựng đất nước để sau vài thập niên tới sánh vai các nước tiên tiến trong khu vực và trên thế giới.
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 Nghi Sơn – Thanh Hoá với công suất 7 triệu tấn/năm. 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. Chắc chắn sự đóng góp của ngành dầu khí sẽ rất có ý nghĩa, không những chỉ bằng các chỉ tiêu kinh tế cụ thể mà ngành công nghiệp mũi nhọn này còn là nguồn động viên tinh thần của toàn Đảng, toàn dân ta và nhất là các thành viên đang hoạt động trong ngành dầu khí hăng hái lao động sáng tạo, góp phần xây dựng đất nước.
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 dây chuyền chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ. Đồng thời xem xét thiết kế mặt bằng phân xưởng và vấn đề an toàn lao động.


Mục lục
Mở đầu 5
Atổng quan. 8
I.Chuẩn bị nguyên liêu . 8
a.ổn định dầu nguyên khai 8
bTách các tạp chất cơ học,nước, muối khoáng .8
b.1.Tách bằng phương pháp cơ học 8
b.11.Lắng 8
b.12.Ly tâm 9
b.1.3.Lọc 9
II.Sản phẩm của quá trình 9
1.Khí hydrocacbon 9
2.Phân đoạn xăng 10
3.Phân đoạn Kerosen .10
4. Phân đoạn Diezen .10
5. Phân đoạn Mazut .10
6. Phân đoạn Dầu nhờn 11
7. Phân đoạn Gudron 11
III.Công nghệ của quá trình .11
III.1Phân loại công nghệ 11
III.2Dây chuyền công nghệ 15
1.Chọn công nghệ và sơ đồ công nghệ .15
2.Chọn sơ đồ công nghệ 15
3.Thuyết minh sơ đồ chưng cất bằng pp hai tháp 18
4.Ưu điểm của sơ đồ chưng cất hai tháp 18
III.3Thiết bị chính trong dây chuyền 19
1.Tháp chưng cất .19
2.Các loại tháp chưng luyện 20
a. Đệm .20
b.Đĩa chóp 21
IV.Thiết bị đun nóng .25

1Đun nóng bằng khói lò 25
2.Thiết bị đun nóng bằng lò ống 25
V.Thiết bị trao đổi nhiệt 27
1.Loại vỏ bọc .28
2.Loại ống .28
3. Loại ống lồng 30
4.Thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm 31
B.tính toán .32
I.Tính cân bằng vật chất 32
I.1.Tại tháp tách sơ bộ 32
I.2.Tại tháp tách phân đoạn 33
II.Xác định các đại lượng trung bình của sản phẩm 34
II.1.Tỷ trọng trung bình 34
II.2xác định nhiệt độ sôi trung bình 35
II.3Tính phân tử lượng trung bình của các sản phảm 36
III.Tính tiêu hao hơinước .36
III.1.Tính tiêu hao cho tháp phân đoạn 36
III.2.Tính tiêu hao cho tháp tách 36
IVTính chế độ của tháp chưng cất 37
IV.1.Tính áp suất của tháp 37
IV.1.1.áp suất tại đỉnh tháp 37
IV.1.2.áp suất tại dĩa lấy Kerosen .37
IV.1.3.áp suất tại đĩa nạp liệu 37
IV.2.Tính nhiệt độ của tháp .38
IV.2.1.Nhiệt độ tại dĩa nạp liệu .39
IV.2.2 Nhiệt độ tại đáytháp 39
IV.2.3 Nhiệt độ tại dĩa lấy Kerosen 41
IV.2.4 Nhiệt độ tại đĩa lấy Gazoil .43
IV.3 Tính chỉ số hồi lưu đỉnh tháp 45
V.Tính kích thước của tháp 45
V.1.Tính đường kính của tháp .45
V.2.Tính chiều cao của tháp 46
Kết luận 47
Tài liệu tham khảo 48