Đồ Án Thiết kế phân xưởng chưng cất dầu mazut ở áp suất chân không qua việc tính toán chế độ của dây chuyề

Đề tài: Thiết kế phân xưởng chưng cất dầu mazut ở áp suất chân không qua việc tính toán chế độ của dây chuyền cũng như tính kinh tế sao cho tối ưu nhất


PHẦN I: MỞ ĐẦU
Dầu mỏ được con người biết đến và sử dụng vào thế kỷ 18 với mục đích thắp sáng. Năm 1853 tại Mỹ xuất hiện giếng khoan dầu đầu tiên đây là bước chuyển mình và đi lên của ngành khai thác và chế biến dầu mỏ.
Đến năm 1992, thế giới đã có tới 100 loại dầu mỏ khác nhau thuộc sở hữu của 48 quốc gia trong đó có Việt Nam. Quốc gia có sản lượng dầu mỏ lớn nhất là Arập Xêút chiếm 26% tổng sản lượng dầu mỏ trên thế giới.
Cho đến nay khi chưa có sự thống nhất nhưng đa số dư luận khoa học cho rằng: Dầu mỏ có nguồn gốc hữu cơ. Tuỳ thuộc vào tuổi của dầu, độ sâu và tính chất địa lý mà dầu mỏ có thể khác nhau. Nhưng đặc điểm chung của dầu đều tồn tại ở thể lỏng sánh và dính. Dầu thô có màu tối hay gặp là màu nâu và đen, có mùi đặc trưng khó ngửi. Dầu mỏ không tan trong nước nhẹ hơn nước. Thành phần của dầu mỏ là một hỗn hợp phức tạp chứa chủ yếu là hydrocacbon (80 – 85% C, 10 – 14% H).
Công nghiệp dầu khí là một ngành công nghiệp có những bước thay đổi và phát triển không ngừng, đặc biệt là những năm cuối thế kỷ 20. Công nghiệp dầu khí đã và đang trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn, bên cạnh đó là sự phát triển không ngừng của một số nguyên liệu trong ngành công nghiệp hoá dầu, song không thể không nhắc đến nguyên liệu Mazut, là một trong những nguyên liệu có đặc tính quan trọng để sản xuất ra dầu nhờn.
Mazut có tên gọi là dầu cặn, được sử dụng phổ biến cho ngành tổng hợp hoá dầu và các ngành công nghiệp khác. nguyên liệu Mazut đã góp phần tạo ra sự thay đổi lớn về cơ cấu phát triển các chủng loại và chất lượng sản phẩm của ngành công nghiệp hoá dầu.
Ngày nay nguyên liệu Mazut được sử dụng với mục đích chủ yếu là giải quyết nhu cầu nguyên liệu cho động cơ và nguyên liệu cho công nghiệp. Do có nhiều tính năng ưu việt trong khi sử dụng, mà các dạng nguyên liệu cổ truyền không có được, đó là: Dễ bảo quản và vận chuyển, dễ sử dụng ở quy mô công nghiệp hiện đại, nên nhu cầu sử dụng nguyên liệu Mazut ngày càng tăng nhanh.
Cùng với sự phát triển đất nước nói chung, cũng như sự phát triển không ngừng của ngành công nghiệp dầu khí nói riêng, thì nguyên liệu Mazut đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, công nghiệp sản xuất khác nhau và là nguyên liệu không thể thiếu của: Lò nung xi măng, gốm, sứ, các lò sấy lương thực, thực phẩm, các lò hơi nhà máy điện
Vấn đề được đặt ra hiện nay, đó là phải có sự đầu tư để phát triển khoa học kỹ thuật và cải tiến dây chuyền công nghệ khi sản xuất nguyên liệu Mazut, ở nước ta hiện nay, phần lớn các loại nguyên liệu đốt lò được lấy từ dầu mỏ, nguyên liệu lấy được trong khi chế biến than đá và đá dầu rất ít. Hàng năm nước ta vẫn phải nhập các nguyên liệu được sản xuất ra từ dầu thô của nước ngoài với giá thành khá cao trong đó có cả nguyên liệu Mazut. Cho nên vấn đề phát triển khoa học – kỹ thuật, hoàn thiện dây chuyền công nghệ để sản xuất nguyên liệu Mazut từ những nguyên liệu sẵn có trong nước là rất cần thiết. Không những đáp ứng được nhu cầu về chất lượng và số lượng của sản phẩm cho các ngành công nghiệp mà còn đem lại lợi nhuận cao trong quá trình sản xuất, góp phần đẩy nhanh sự tăng trưởng và phát triển của nền kinh tế quốc dân.
Song để nguyên liệu Mazut thực sự bước vào vận hội mới và cùng nghành dầu khí Việt Nam hội nhập với các ngành công nghiệp khác trong khu vực và trên thế giới, thì vấn đề nghiên cứu triển khai công nghệ sản xuất Mazut từ nguyên liệu dầu thô sẵn có trong nước là rất cần thiết. Từ đó ta có thể tạo ra những dây chuyền công nghệ và thiết bị hợp lý và sản xuất ra nguyên liệu Mazut để đáp ứng được những yêu cầu chất lượng sản phẩm cũng như chỉ tiêu kỹ thuật với những nguyên liệu sẵn có ở Việt Nam. Nhằm phục vụ những nhu cầu lâu dài trong nước và hướng tới xuất sang các nước trong khu vực và trên thế giới.
Từ đó góp phần vào công cuộc xây dựng công nghiệp hoá - hiện đại hoá của đất nước. Nhằm đưa nền kinh tế cũng như nền công nghiệp nước ta tiến lên một kỷ nguyên mới, kỷ nguyên của sự hội nhập và phát triển.
MỤC LỤC
Trang

Phần I: Mở đầu . 1
Phần II: Tổng Quan . 3
Chương I: Các tính chất của nguyên liệu và sản phẩm 3
I. Tính chất của nguyên liệu dầu thô . 3
1. Tính chất lý học của dầu thô 3
2. Tính chất hoá học của dầu thô . 3
2.1. Thành phần nguyên tố của dẩu mỏ 4
2.2. Các hợp chất hydrocacbon của dầu mỏ . 4
II. Thành phần và tính chất của mazut . 5
1.Tính chất lý học . 5
1.1. Đặc tính chung của mazut . 5
1.2.Tính chất độ nhớt của mazut . 6
1.3. Mật độ của mazut 6
1.4. Các hợp chất nhựa và asphanten, tạp chất cơ học của mazut 7
1.5. Thành phần nguyên tố và nhiệt cháy của mazut. ảnh hưởng của hàm lượng tro, S, và nước đến các tính chất của mazut . 10
2. Tính chất hoá học . 10
2.1.Tính chất cặn mazut khi được sử dụng sản xuất cốc . 10
2 2. Phân đoạn dầu nhờn khi sử dụng để sản Tính chất của xuất dầu nhờn. 11
2.3. Tính chất phần cặn mazut để sử dụng sản xuất bitum . 12
2.4. Tính chất phần cặn mazut dùng làm nhiên liệu đốt lò . 13
2.5.Tính chất hydrocacbon naphtenic (cỵcloparaphin) 13
2.6. Hydrocacbon thơm . 15
2.7. Hydrocacbon loại hỗn hợp naphten-thơm . 16
2.8. Các chất nhựa và asphanten của dầu mỏ 17
Chửụng II: Caực phửụng phaựp cuỷa coõng ngheọ saỷn xuaỏt mazut 19
I. Cụ sụỷ lyự thuyeỏt cuỷa quaự trỡnh chửng caỏt . 19
II. Caực phửụng phaựp chửng caỏt . 20

1. Chửng caỏt ủụn giaỷn 20
1.1. Chửng caỏt baống caựch bay hụi ủaàn daàn . 20
1.2. Chửng caỏt baống caựch bay hụi moọt laàn . 21
1.3. Chửng caỏt baống caựch bay hụi nhieàu laàn . 22
2. Chửng caỏt phửực taùp . 23
2.1. Chửng caỏt coự hoài lửu 23
2.2. Chửng caỏt coự tinh luyeọn 24
3. Chửng caỏt chaõn khoõng . 25
Chửụng III: Saỷn phaồm cuỷa quaự trỡnh chửng caỏt . 27
I. Phaõn ủoaùn daàu nhụứn . 27
II. Caởn Goudron 30
III. Caực aỷnh hửụỷng cuỷa nguyeõn lieọu ủeỏn saỷn phaồm 32
1. Aỷnh hửụỷng cuỷa thaứnh phaàn Hydrocacbon phaõn ủoaùn daàu nhụựt ủeỏn tớnh chaỏt boõi trụn cuỷa daàu nhụựt 32
2. Aỷnh hửụỷng cuỷa thaứnh phaàn khoõng Hydrocacbon trong phaõn ủoaùn cuỷa daàu nhụứn ủeỏn caực tớnh chaỏt boõi trụn cuỷa daàu nhụứn . 35
Chửụng IV: Cheỏ ủoọ coõng ngheọ vaứ sụ ủoà coõng ngheọ cuỷa chửng caỏt daàu 37
I. Caực thoõng soỏ coõng ngheọ aỷnh hửụỷng tụựi quaự trỡnh chửng caỏt . 37
1. Cheỏ ủoọ nhieọt cuỷa thaựp chửng luyeọn . 37
2. Các phương pháp hồi lưu 38
2.1. Hoài lửu noựng . 38
2.2. Hoài lửu nguoọi . 39
2.3. Hoài lửu trung gian . 40
II. Sụ ủoà nguyeõn lyự laứm vieọc cuỷa thaựp chửng caỏt . 40
1. Nguyeõn lyự laứm vieọc thaựp chửng caỏt . 40
2. Caực loaùi thaựp chửng 41
2.1.Thaựp ủeọm . 42
2.2.Thaựp ủúa chuùp 42
2.3.Thaựp long maựng, ủúa lửụựi hay ủúa saứng 43
Chửụng V: Caực loaùi sụ ủoà chửng luyeọn daàu moỷ trong coõng nghieọp cheỏ bieỏn daàu 44
I. Chửng caỏt chaõn khoõng (VD) 44
II. Sụ ủoà chửng chaõn khoõng mazut . 44
1.Sụ ủoà boỏc hụi moọt laàn . 45
2. Sụ ủoà boỏc hụi 2 laàn 45
Phần III: Phần công nghệ 47
Chương I: Xây dựng dây chuyền công nghệ 47
I. Lựa chọn sơ đồ công nghệ và chế độ công nghệ của quá trình chưng cất 47
1. Dây chuyền công nghệ 47
1.1.Thiết bị 47
1.2.Sản phẩm . 48
2. Thuyết minh sơ đồ công nghệ 48
II. Chế độ công nghệ của tháp chưng không . 50
1. Quá trình chưng cất chân không dầu Mazut . 50
2. Mục đích của quá trình 50
III. Các phương pháp làm sạch dầu nhờn . 51
1. Làm sạch bằng Kiềm 51
2. Làm sạch dầu nhờn bằng axit sunfuaric . 53
3.Làm sạch các phân đoạn dầu nhờn lần cuối bằng phương pháp hyđro hoá . 54
Chương II: Các thiết bị chính trong dây chuyền 55

I. Tháp chưng cất chân không . 55
1.Cấu tạo . 55
2. Sơ đồ tháp chưng cất ở áp suất chân không 55
II. Thiết bị đun nóng 56

1. Lò ống 56
2. Đun nóng băng khói lò . 57
III. Thiết bị trao đổi nhiệt 58

1. Loại ống xoắn ruột gà . 58
2. Thiết bị trao đổi nhiệt loại ống lồng ống 59
3. Loại ống chùm 60
Phần III: Tính Toán . 61
1. Tính toán năng suất (Theo năm, ngày, giờ ) . 62
2. Tính chế độ tháp chưng chân không . 65
3. Cân bằng nhiệt lượng cho tháp . 69
4. Tính toán thiết bị . 70
Phần IV: An toàn lao động . 74
I. An toàn về trang thiết bị trong nhà máy hoá chất từ khâu thiết kế đến khâu vận hành 74
II. Cơ sở kỹ thuật an toàn phòng chống cháy trong công nghiệp . 75
1. An toàn với thiết bị nhiệt (Nồi hơi, thiết bị trao đổi nhiệt, xử dụng nhiệt) 75
2. An toàn đối với máy nén, đường ống dẫn và bể chứa khí 75
3. An toàn cháy nổ trong nhà máy nói chung và trong phân xưởng nói riêng 76
4. Tự động hoá trong vấn đề đo lưu lượng hồi lưu 77
5. An toàn về điện 78
III. An toàn lao động và phòng chống độc hại với công nhân, môi trường 89
Phần V: Xây dựng công nghiệp . 80
I. Giới thiệu chung 80
II. Phân tích địa điểm xây dựng nhà máy 80
1. Địa điểm xây dựng . 80
2. Khu đất xây dựng . 81
3. Bảo vệ môi trường 81
III. Phân tích thiết kế tổng mặt bằng nhà máy . 81
1. Nguyên tắc phân vùng 81
2. Ưu nhược điểm của nguyên tắc phân vùng 82
3. Các hạng mục công trình . 83 .
4.Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật . 83
IV. Các thông số kỹ thuật trong xây dựng 84
1. Công trình tháp chưng và tháp tái bay hơi . 84
2. Nhà hành chính, nhà nghỉ, sinh hoạt, nhà bảo vệ, y tế, nhà vệ sinh, nhà điều khiển trung tâm, nhà để bơm quạt 84
3. Nhà để xe đạp, xe máy và ôtô . 84
4. Nhà kho, nhà sửa chữa . 85
5. Bể chứa 85
6. Giao thông trong phân xưởng 85
Phần VI: Kết luận 86