Đồ Án Thiêt kế phân xưởng cracking nhiệt

Đề tài: Thiêt kế phân xưởng cracking nhiệt





PHẦN I: MỞ ĐẦU







Ngày nay với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật và nghành công nghiệp phát triển, đòi hỏi cao về nguyên, nhiên liệu cung cấp Cho nền kinh tế quốc dân nói chung và nghành hoá nói riêng. Nhằm thoả mãn mọi nhu cầu của xă hội phục vụ đời sống con người với phương châm không dùng “động thực vật làmn nguyên liệu, sử dụng nguồn nguyên liệu, nhiên liệu làm chủ yếu” thì cho đến nay dầu mỏ là nguồn chính đáp ứng đòi hỏi trên. Chính vì vậy công nghiệp chế biến dầu mỏ có tầm quan trọng đặc biệt, nó không chỉ cung cấp nhiên liệu cho các động cơ, máy móc, mà còn cung cấp nguyên liệu cho các ngành công nghiệp khác. Việc chế biến dầu mỏ bằng phương pháp vật ly thông thường không còn đáp ứng nổi vồ số lượng cõng như chất lượng. Do vậy đòi hỏi trong công nghệ lọc hoá dầu phải có các phương pháp hoá học khác làm tăng hiệu suất sản phẩm dầu mỏ thương phẩm, đồng thời thu được các sản phẩm dầu mỏ có chất lượng cần thiết. Chính vì vậy trong công nghiệp chế biến dầu mỏ và các quá trình chuyển hoá hoá học dưới tác dụng của nhiệt được sử dụng nhằm chế biến diầu mỏ và các phân đoạn dầu mỏkhác nhau để thu các loại nhiên liệu và các loại nguyên liệu cho công nghiệp tổn hợp hoá học cũng đóng một vai trò tương dối quan trọng:

Tuỳ theo mục đích thu sản phẩm, nguyên liệu sử dụng và chế dộ công nghệ mà quá trình có thể chia các quá trình chuyển hoá hoá học dưới tác dụng của nhiệt như sau:

- Quá trình cracking nhiệt

- Quá trình nhiệt phân ( pyrôly)

- Quá tlmh cốc hoá

- Quá trình vibrekirlg

Đây là các quá trình biến đổi nguyêu liệu dầu mỏ dưới tác dụng của nhiệt độ cao thành các sản phẩm rắn, lỏng và khí. Thành phần về số lượng cũng như chất lượng của sản phẩm cuối được quyết định bởi các thông số công nghệ của quá trình như: nhiệt độ, áp suất, thời gian phản ứng. Quá trình biến đổi nguyên liệu là quá trình phức tạp xảy ra hàng loạt các phản ứng vừa nối 'tiếp vừa song song. Trong các quá trình chế biến nhiệt khử cấu trúc có hai vấn đề quan trọng cần phải giải quyết.

+ Ngăn ngừa sự tạo thành cốc trong ống phản ứng hay trong các thiết bị trao đổi nhiệt.

+ Đảm bảo hiệu quả sử dụng cao các trang thiết bị trong dây chuyền.

Trong những qúa trình chuyển hoá hoá học dưới lác dụng của nhiệt ở trên thì quá trình cracking nhiệt chiếm một vị trí tương đói quan trọng trong công nghệ lọc dầu.

Quá trình crácking nhiệl là một quá lrình phân huỷ dưới tác dụng đơn thuần của nhiệt, các hiđrôcacbon bị phân huỷ gãy đứt mạch cacbon tạo ra những hidrocacbon có phâh tử lựong bé hơn. Quá trình có thể thực hiện ở nhiệt độ 420 ~ 5500C và ở điều kiện áp suất tương đối cao: 20 - 70 at.

Mục đích của quá trình này nhằm tăng hiệu suất sản phẩm trắng dầu trắng (xăng, gasoil) của mỏ chế biến, ngoài ra còn để thu một số khí chủ yếu là khí olêfin. Để điều chỉnh theo sự mong muốn tăng hiệu suất cao lên, nếu muốn tăng hiệu suất khí olêfin thì ta điều chỉnh cho áp suất thấp xuống. Trước chiến tranh thế giới thứ hai cracking nhiệt độ là một quá trình hoá học chủ yếu để tăng lượng xăng, nhưng trong những thập kỷ gần đây nó không còn được dùng để sản xuất xăng nữa mà chủ yếu để sản xuất các hidrocacbon để cung cấp cho công nghiệp hoá dầu. Trong đó phải kể đến CH4, C2H2, C7H6, butadien, isopre, styren hàng năm người ta sản xuất hàng triệu tấn C2H4, 6 – 7 triệu tấn dầu mỏ.

Nguyên liệu cracking nhiệt phổ biến nhất là phân đoạn gasol nặng của quá trình cracking xúc tác hay cặn của quá trình làm sạch. Chất lượng của nguyên liệu là thông số quan trọng xác định chất lượng của sản phẩm khi điều kiện cracking không thay đổi, nhưng nếu ta dùng nguyên liệu có thành phần khác nhau sẽ cho kết quả khác nhau. Đồng thời hàm lượng các RH trong nguyên liệu có ảnh hưởng quyết định đên chất lượng sản phẩm.



MỤC LỤC

TÀI LIỆU THAM KHẢO 3

PHẦN I: MỞ ĐẦU 4

PHẦN II: QUÁ TRÌNH CRACKING NHIỆT. 7

I. Khái niệm, mục đích và nguyên liệu sử dụng. 7

II. Các phản ứng trong quá trình cracking nhiệt 7

III. Cơ chế của quá trình cracking nhiệt . 9

1. Sự biến đổi các hydrocacbon parafin: 9

a. Thuyết tự do. 11

b. Theo thuyết phân huỷ phân tử. 13

2. Sự biến đối của các hợp chất olefin. 14

3. Sự biến đổi của các hydro cacbon naphten. 14

4. Sự biến đổi của các hyđrocacbon thơm. 15

5.Sự biến đổi của các hợp chất lưu huỳnh. 15

IV. Động học của quá trình cracking nhiệt . 16

V. Các thông số công nghệ của quá trình cracking nhiệt . 17

l. Nhiệt độ. 17

2. Tốc độ phản ứng. 18

3. Thời gian phản ứng. 18

4. Ảnh hưởng của áp suất . 18

5. Nguyên liệu. 18

VI. Sản phẩm của quá trình cracking nhiệt 19

1. Sản phẩm khí 19

2. Sản phầm lỏng: 21

a. Xăng cracking nhiệt. 21

b. Sản phẩm gasoil của quá trình cracking nhiệt 22

c. Sản phẩm cặn cracking nhiệt. 23

PHẦN II : TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH CHÁY CỦA LÒ 24

I. Tính quá trình cháy . 25

1. Xác định nhiệt cháy của nguyên liệu theo công thức sau. 25

2. Xác định thành phần nguyên tố theo phần trăm trọng lượng. 26

3. Xác định lượng không khí lý thuyêt cần đểđốt cháy 1kg không khí theo công thức sau. 27

4. Xác định lượng không khí thực tế cần đế đốt cháy 1 kg khí. 27

5. Xác định lượng sản phẩm cháy được tạo thành khi đốt cháy 1 Kg nhiên liệu. 27

6. Xác định thể tích sản phẩm cháy khi đốt cháy 1 kg nhiên liệu ở điều kiện tiêu chuẩn. 28

7. Xác định hàm nhiệt của các sản phẩm cháy ở các nhiệt độ khác nhau theo phương trình sau: 28

2. Thành phần của nguyên liệu và các sản phẩm nhiệt phân. 30

PHẦN III: SƠ ĐÔ CÔNG NGHỆ CỦA PHÂN XƯỞNG CRACKING NHIỆT 32

I. Nguyên lý hoạt dộng của sơ đồ cracking nhiệt. 32

II. Lò ống. 33

III. Thiết bị bay hơi. 34

IV. Thiết bị chưng tách sản phẩm. 34

KẾT LUẬN 35