Đồ Án thiết kế phân xưởng cracking xúc tác năng suất 3.000.000 tấn năm

LỜI MỞ ĐẦU
Trên thế giới, tại bất kỳ một quốc gia nào xăng dầu được coi là hàng hoá đặc biệt quan trọng, là máu huyết của nền kinh tế quốc dân và quốc phòng .
Ngày nay trong bối cảnh Việt Nam đang không ngừng phát đổi mới và vươn lên con đường công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước, với các máy móc , thiết bị và công nghệ mới. Vai trò của xăng dầu ngày càng được quan tâm đặc biệt hơn.
Để đáp ứng kịp thời khối lượng xăng tiêu thụ ngày càng lớn ,người ta đã đưa ra phương pháp cracking xúc tác vào công nghiệp chế biến dầu mỏ,vì do quá trình chưng cất khí quyển, chưng cất chân không hay cracking nhiệt, khối lượng xăng thu được vẫn không đáp ứng kịp thời được nhu cầu của thị trường.
Để thoả mãn nhu cầu nhiên liệu ngày một tăng. Nghành công nghiệp chế biến dầu mỏ đã ra sức cải tiến, hoàn thiện quy trình công nghệ , đồng thời áp dụng những phương pháp chế biến sâu trong dây chuyền sản xuất nhằm chuyển hoá dầu thô tới mức tối ưu thành nhiên liệu và những sản phẩm quan trọng khác. Một trong những phương pháp hiện đại được áp dụng rộng rãi trong các nhà máy chế biến dầu hiện này trên thế giới là quá trình cracking xúc tác.
Với bản đồ án tốt nghiệp thiết kế phân xưởng cracking xúc tác năng suất 3.000.000 tấn năm mà em được giao.Em hy vọng rằng mình sẽ bổ xung thêm được kiến thức để góp phần nhỏ bé vào công cuộc đổi mới đất nước.
Em xin chân thành cảm ơn TS. Lê Văn Hiếu đã tận tình giúp đỡ em trong thời gian qua để em có thể hoàn thành được bản đồ án này.

Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45



105

MỤC LỤC
Trang
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 2
I.Giới thiệu chung về quá trình cracking xúc tác. 2
I.1.Sơ lược về lịch sử phát triển của qúa trình cracking xúc tác[1,106] 2
I.2. Mục đích của quá trình cracking xúc tác.[1,106] 3
I.3.Vai trò của quá trình cracking xúc tác so với các quá trình lọc dầu khác và các điều kiện công nghệ của quá trình.[1,107] 3
II.Bản chất hoá học của quá trình cracking xúc tác và cơ chế của phản ứng. 4
II.1.Bản chất hoá học của quá trình cracking xúc tác. [2,97] 4
II.2. Cơ chế phản ứng cracking xúc tác.[3,84] 5
II.2.1.Giai đoạn tạo thành ion cacboni. 5
II.2.2 Giai đoạn biến đổi ion cacboni.[3,86] 8
II.2.3 Giai đoạn dừng phản ứng.[3,87] 10
III.Sự biến đổi hoá học các hydrocacbon trong quá trình cracking xúc tác. 10
III.1. Sự biến đổi các hydrocacbon parafin.[3,89] 10
III.2. Sự biến đổi các hydrocacbon olefin.[3,90] 12
III.3 Sự biến đổi các hydrocacbon naphten.[3,91]. 14
PHẢN ỨNG ĐỒNG PHÂN HOÁ VÒNG NAPHTEN : 15
III.4.Sự biến đổi của các hydrocacbon thơm.[3,93]. 16
IV. Động học của qúa trình cracking xúc tác.[1,115] 18
V.Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng cracking xúc tác 19
CHƯƠNG II: NGUYÊN LIỆU CỦA QÚA TRÌNH CRACKING XÚC TÁC, SẢN PHẨM THU ĐƯỢC TỪ QÚA TRÌNH VÀ XÚC TÁC CỦA QUÁ TRÌNH 21
I.Nguyên liệu dùng trong qúa trình cracking xúc tác.[4,22] 21
II.Đặc tính chi tiết dầu Bạch Hổ.[5,101] 22
III. Xúc tác trong qúa trình cracking xúc tác. 24
III.1. Vai trò của xúc tác trong qúa trình cracking.[3,72] 24
III.2.Những yêu cầu cần thiết đối với xúc tác cracking 24
III.2.1. Hoạt tính xúc tác phải cao 24
III.2.2. Độ chọn lọc của xúc tác phải cao.[1,121] 25
III.2.3.Xúc tác phải đảm bảo độ ổn định phải lớn và độ bền cơ nhiệt.[3,73] 25
III.2.4. Xúc tác phải đảm bảo độ thuần nhất cao và bền với các chất ngộ độc xúc tác. [3,73]. 26
III.2.5. Xúc tác phải có khả năng tái sinh, phải dễ sản xuất và rẻ tiền.[3,73] 26
III.3.Các loại xúc tác dùng trong quá trình cracking. [2,106] 27
III.3.1. Xúc tác triclorua nhôm AlCl3. 27
III.3.2.Xúc tác aluminosilicat vô định hình. 27
III.3.3. Xúc tác zeolit và xúc tác chứa zeolit.[1,116]. 28
III.3.4 So sánh giữa loại xúc tác vô định hình Aluminosilicat và zeolit.[4,24]. 29
III.3.5.Những thay đổi tính chất của xúc tác khi làm việc 30
IV.Sản phẩm thu được từ qúa trình cracking xúc tác 32
IV.1. Sản phẩm khí cracking xúc tác.[3,66] 33
IV.2. Xăng cracking xúc tác.[2,104] 34
IV.3. Sản phẩm gasoil nhẹ.[3,69]. 35
IV.4. Sản phẩm gasoil nặng.[2,105] 35
CHƯƠNG III: CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC VÀ CÁC DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ CRACKING XÚC TÁC 36
I.Chế độ công nghệ của quá trình cracking xúc tác.[1,127] 36
I.1. Mức độ chuyển hoá (C ). 36
I.2 Bội số tuần hoàn xúc tác.[1,99] 37
I.3.Tốc độ nạp liệu riêng. 38
I.4. Nhiệt độ trong thiết bị phản ứng. 39
I.5.ảnh hưởng của áp suất. 39
II. Các dây chuyền công nghệ cracking xúc tác. 39
II.1.Sơ lược về sự phát triển hệ thống cracking xúc tác. 39
II.2. Xu hướng phát triển của cracking xúc tác.[4,25] 40
II.3. Các dây chuyền công nghệ cracking. 41
II.3.1.Sơ đồ cracking xúc tác dạng cầu chuyển động.[3,108]. 41
II.3.2.Sơ đồ quá trình cracking xúc tác một bậc trong lớp xúc tác giả sôi.[3,113]. 42
II.3.3 Sơ đồ công nghệ xúc tác lớp sôi(FCC) với thời gian tiếp xúc ngắn.[1,147]. 43
3. BỘ PHẬN PHÂN CHIA SẢN PHẨM. 45
III. Phân tích lựa chọn công nghệ cracking xúc tác. 46
CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NHIỆT LƯỢNG 48
I.Tính cân bằng vật chất. 48
II. Cân bằng nhiệt lượng của lò phản ứng. 51
II.1. Nhiệt lượng do khí sản phẩm mang ra. 52
II.2 Nhiệt lượng do hơi các sản phẩm nặng hơn mang ra. 54
III. Tính toán thiết bị phản ứng. 60
III.1. Tính đường kính lò phản ứng 60
III.2. Tính chiều cao của lò phản ứng. 61
III.3. Tính toán ống đứng. 62
V.Cyclon của lò phản ứng 63
CHƯƠNG V: XÂY DỰNG 66
I. Mục đích và ý nghĩa. 66
II. Các yêu cầu chung đối với địa điểm xây dựng nhà máy. 66
II.1.Về quy hoạch. 66
II.2. Về điều kiện tổ chức sản xuất. 66
II.3. Điều kiện hạ tầng kỹ thuật. 67
II.4. Điều kiện xây lắp và vận hành nhà máy. 67
III.Các yêu cầu về kỹ thuật xây dựng. 68
III.1. Về địa hình. 68
III.2.Về địa chất. 68
III.3. Yêu cầu về môi trường vệ sinh công nghiệp. 68
IV. Đặc điểm của địa điểm xây dựng. 69
CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ TỔNG MẶT BẰNG CỦA PHÂN XƯỞNG VÀ TÍNH TOÁN KINH TẾ 71
I. Yêu cầu thiết kế tổng mặt bằng của phân xưởng cracking xúc tác.[ 8,131] 71
II.Bố trí mặt bằng. 73
II.1. Đặc điểm của phân xưởng. 73
II.2. Bố trí mặt bặng phân xưởng. 73
II.3. Các hạng mục công trình. 75
II.4.Tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản. 76
III.Tính toán kinh tế. 78
III.1.Tính toán chi phí vật liệu đầu vào. 78
III.1.1. Chi phí nguyên liệu.(CNL) 80
III.1.2. Chi phí điện.(CĐ) 80
III.1.4. Chi phí hơi nước.(CHN) 80
III.1.5. Chi phí cho nước công nghiệp.(CN) 81
III.1.6.Chi phí cho xúc tác.(CXT) 81
IV. Chi phí để vận hành phân xưởng. 81
V. Chi phí khấu hao cho phân xưởng. 83
VI. Các chi phí khác cho một thùng sản phẩm 83
VI. Tính hiệu quả kinh tế. 84
CHƯƠNG VII: AN TOÀN LAO ĐỘNG 86
I. Yêu cầu phòng chữa cháy. 86
II. Trang thiết bị phòng hộ lao động. 88
III. Yêu cầu đối với vấn đề vệ sinh môi trường. 89
CHƯƠNG VIII: TỰ ĐỘNG HÓA 90
I. Mục đích và vai trò của tự động hóa. 90
II. Hệ thống điều khiển tự động. 91
III. Các dạng điều khiển tự động. 91
IV. Hệ điều khiển tự động phản hồi. 95
V. Các ký hiệu thường dùng trong tự động hoá. 96
VI. Cấu tạo của một số thiết bị tự động cảm biến. 96
VI.1. Bộ cảm biến áp suất. 96
VI.2. Bộ cảm ứng nhiệt độ. 97
VI.3 Bộ cảm ứng mức đo chất lỏng. 98
VI.4. Bộ cảm biến lưu lượng. 98
KẾT LUẬN 100