Đồ Án Thiết kế xây dựng nhà máy chế biến dầu thô

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 5
PHẦN I : TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT 7
CHƯƠNG I NỀN CÔNG NGHIỆP DẦU KHÍ. 7
I. Qúa trình phát triển. 7
I.1.Sự phát triển chung của toàn thế giới : 7
I.2.Sự phát triển của ngành dầu khí ở Việt Nam. 9
II. Lĩnh vực phát triển của ngành dầu khí việt nam . 10
II.1.Quan hệ giữa lọc dầu và hoá dầu : 10
II.2. Lĩnh vực tìm kiếm thăm dò và khai thác. 11
CHƯƠNG II : NGUYÊN LIỆU DẦU THÔ 13
I. thành phần hoá học dầu mỏ :. 13
I.1. Thành phần nguyên tố của dầu mỏ : 13
I.2. Thành phần hydrocacbon trong dầu mỏ : 13
I.3. Các thành phần phi hidrocacbon trong dầu mỏ: 21
II. Các đặc tính vật lý quan trọng của dầu thô :. 29
II.1. Thành phần chưng cất của phân đoạn. 29
II.2. Tỷ trọng : 32
II.3. Độ nhớt của dầu và sản phẩm dầu : 33
II.4. Thành phần phân đoạn : 33
II.5. Nhiệt độ sôi trung bình : 37
II.6. Hệ số đặc trưng K: 37
CHƯƠNG III:SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH CHƯNG CẤT 38
I. Khí hydrocacbon. 38
II. Phân đoạn xăng. 38
II.1.Thành phần hoá học. 38
II.2.Ứng dụng. 39
III. Phân đoạn Kerosen. 40
III.1.Thành phần hoá học. 40
III.2.Ứng dụng. 40
IV. Phân đoạn Diezel 41
IV.1.Thành phần hoá học : 41
IV.2.Ứng dụng của phân đoạn : 42
V. Phân đoạn dầu nhờn ( còn được gọi là gasoil chân không ). 42
V.1.Thành phần hoá học : 42
V.2.Ứng dụng. 42
VI. Phân đoạn mazut:. 43
VII. Phân đoạn gudrron ( phân đoạn cặn dầu mỏ ). 43
VII.1.Thành phần hoá học : 43
VII.2.Ứng dụng: 44
CHƯƠNG IV: CHƯNG CẤT DẦU THÔ 45
I. Mục đích và ý nghĩa của quá trình chưng cất dầu thô. 45
I.1.Các sơ đồ nguyên lý chưng cất được trình bày trên hình sau. 46
II. Chuẩn bị nguyên liệu dầu thô trước khi chế biến :. 48
II.1.Các hợp chất có hại trong dầu thô : 48
II.2.Ổn định dầu nguyên khai : 50
II.3.Tách các tạp chất cơ học, nước và muối : 50
III. Cơ sở lý thuyết của quá trình chưng cất dầu thô. 53
III.1.Chưng đơn giản : 53
III.2.Chưng cất phức tạp: 56
III.3.Chưng cất trong chân không và chưng cất bằng hơi nước. 60
IV.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chưng cất :. 62
IV.1.Chế độ nhiệt của tháp chưng luyện. 63
IV.2.Áp suất của tháp chưng: 67
IV.3.Những điểm cần chú ý khi điều chỉnh, khống chế làm việc của tháp chưng cất. 68
IV.4.Các điều kiện cần thiết để đảm bảo cho việc chưng cất : 69
V.Sơ đồ công nghệ và chế độ công nghệ của quá trình chưng cất :. 69
V.1.Sơ đồ công nghệ chưng cất AD với bay hơi một lần. 69
V.2.Sơ đồ chưng cất AD với bay hơi hai lần : 70
VI.Chọn dây chuyền công nghệ :. 73
VI.1.Chọn dây truyền công nghệ : 73
VI.2.Thuyết minh dây chuyền : 74
CHƯƠNG V : THIẾT BỊ CHÍNH CỦA SƠ ĐỒ 77
I. Tháp chưng :. 77
I.1.Tháp đệm 77
I.2.Tháp đĩa chụp : 79
I.3.Tháp đĩa sàng : 80
II. Lò đốt :. 81
II.1.Phân loại lò ống : 81
II.2.Cấu trúc của lò ống : 82
III.Thiết bị trao đổi nhiệt :. 83
III.1.Thiết bị trao đổi nhiệt ống xoắn ruột gà : 83
III.2.Loại thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống : 85
III.3.Loại thiết bị ống chùm : 86
PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ 88
I. Thiết lập đường cân bằng cho các sản phẩm. 88
I.1.Đường cân bằng sản phẩm Naphta. 88
I.2.Đường cân bằng của sản phẩm kerosen. 90
I.3.Đường cân bằng của Gasoil: 92
I. Xác định các đại lượng trung bình của sản phẩm. 93
II.1.Tỷ trọng trung bình. 93
II.2.Nhiệt độ sôi trung bình: 93
II.3.Hệ số đặc trưng K: 95
III. Tính cân bằng vật chất. 95
III.1.Tại tháp chưng cất : 95
III.2.Tại tháp tái bay hơi ( tháp tách phân đoạn ). 96
IV. Tính tiêu hao hơi nước. 97
IV.1.Tính tiêu hao hơi nước cho tháp phân đoạn. 97
IV.2.Tiêu hao hơi nước cho các tháp tách: 97
V. Tính chế độ của tháp chưng cất. 99
V.1.Tính áp suất của tháp. 99
V.2.Tính chế độ nhiệt của tháp: 100
V.3.Tính chỉ số hồi lưu đỉnh tháp : 105
VI. Tính cân bằng nhiệt lượng:. 106
VII. Tính kích thước của tháp chưng cất :. 107
VII.1.Tính đường kính tháp : 107
VII.2.Tính chiều cao của tháp : 109
VII.3.Tính số chóp và đường kính chóp : 109
PHẦN III: AN TOÀN LAO ĐỘNG 111
I. An toàn lao động trong phân xưởng chưng cất khí quyển. 111
I.1.Yêu câu về phòng cháy chữa cháy. 111
I.2.Trang thiết bị phòng hộ lao động. 113
I.3.Yêu cầu đối với vệ sinh môi trường. 114
II. Tự động hoá :. 114
II.1.Mục đích : 114
II.2.Hệ thống điều khiển tự động. 116
II.3.Các dạng điều khiển tự động. 116
PHẦN IV: THIẾT KẾ XÂY DỰNG 118
I. Yêu cầu chung. 118
II.Yêu cầu về kỹ thuật 118
III.Yêu cầu về vệ sinh công nghiệp. 118
IV.Giải pháp thiết kế xây dựng. 119
IV.1.Đặc điểm của phân xưởng sản xuất 119
IV.2.Bố trí mặt bằng trong phân xưởng. 120
KẾT LUẬN 124
PHỤ LỤC 125
TÀI LIỆU THAM KHẢO 130



MỞ ĐẦU Dầu mỏ được con người biết đến từ thời cổ xưa. Thế kỷ thứ XVIII mỏ dầu được sử dụng làm nguyên liệu đốt cháy, thắp sáng. Sang thế kỷ thứ 19 dầu được coi như là nguồn nguyên liệu chính cho mọi phương tiện giao thông và cho nền kinh tế quốc dân. Hiện nay, dầu mỏ qua các quá trình chế biến nâng cao hiệu quả sử dụng của dầu mỏ lên 5 lần và như vậy tiết kiệm được lượng dầu của thế giới.
Dựa vào các quá trình chế biến như : chưng cất chân không, hydro cracking, refoming, alkyl hoá, đồng phân hóa, polyme hoá cho ra các sản phẩm xăng, nhiên liệu phản lực, dầu mỡ bôi trơn, có hiệu quả tối đa và một số sản phẩm khác như : sản phẩm năng lượng, phi năng lượng, Bitum, cốc và khí lỏng cho dân dụng, làm khí đốt và nhiên liệu.
Dầu mỏ là hỗn hợp rất phức tạp gồm : Hydrocacbon, khí thiên nhiên, dầu mỏ và các hợp chất khác như : CO[SUB]2[/SUB], N[SUB]2[/SUB], H[SUB]2[/SUB], H[SUB]2[/SUB]S, He, Ar, Ne Dầu mỏ muốn sử dụng được phải phân chia thành từng phân đoạn nhỏ. Sự phân chia đó dựa vào phương pháp chưng cất để thu được các sản phẩm có nhiệt độ sôi khác nhau.
Chưng cất dầu thô là một phương pháp dùng để tách hỗn hợp khí thành nhóm các cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay hơi khác nhau của các cấu tử trong hỗn hợp ( Nghĩa là ở cùng nhiệt độ, áp suất hơi của các cấu tử khác nhau ).
Trong trường hợp đơn giản nhất chưng và cô đặc hầu như không khác nhau, tuy nhiên giữa chúng có một ranh giới căn bản trong trường hợp chưng thì dung môi và chất tan đều bay hơi, trường hợp cô đặc thì chỉ có dung môi bay hơi còn chất tan không bay hơi. Khi chưng cất ta thu được nhiều sản phẩm thường là có bao nhiêu cấu tử ta sẽ thu được bấy nhiêu sản phẩm, đối với trường hợp có 2 cấu tử thì sản phẩm đỉnh thu được là cấu tử dễ bay hơi và một phần rất ít cấu tử khó bay hơi, còn sản phẩm đáy thu được cấu tử khó bay hơi và một phần ít cấu tử dễ bay hơi.
Trong sản xuất ta gặp những phương pháp chưng cất sau đây :
Chưng đơn giản, chưng theo hơi nước, chưng chân không, chưng luyện ( Gồm có chưng ở áp suất thấp và ở áp suất cao )
Chưng cất phân đoạn trong các nhà máy chế biến dầu mỏ là một phương pháp được sử dụng rộng rãi, chưng cất sơ khai dầu thô, chưng cất phân đoạn. Các phân đoạn thu được phù hợp cho các phương pháp chế biến khác.
Thành phần phân đoạn là một trong những chỉ tiêu quan trọng cần phải xác định đối với các sản phẩm trắng như : Xăng, diezel. Theo thành phần cất phân đoạn có thể biết được các loại sản phẩm thu được và khối lượng của chúng. Các phân đoạn đầu bao giờ cũng gồm rất nhiều các đơn chất khác nhau với nhiệt độ sôi thay đổi. Do vậy, đặc trưng cho tính bay hơi của một số phân đoạn là nhiệt độ sôi đầu và nhiệt độ sôi cuối. Trường hợp một hỗn hợp phức tạp được xem như một tổ hợp của nhiều phần nhỏ, mỗi phần nhỏ được đặc chưng bằng nhiệt độ sôi trung bình, một tỷ trọng trung bình, một trọng lượng trung bình.
Các phân đoạn thu được từ quá trình chưng sơ khai được đem chế biến bằng các phương pháp hoá học hay vật lý để thu được các sản phẩm có số lượng cả chất lượng các sản phẩm năng lượng, các sản phẩm phi năng lượng và các sản phẩm hoá học.
Vì thế nghành khai thác chế biến dầu khí là một nghành công nghiệp mũi nhọn, trong một tương lai dài vẫn chiếm một vị trí quan trọng trong lĩnh vực năng lượng và nguyên liệu hoá học mà không có tài nguyên thiên nhiên nào thay thế được.