Chung cat dau mazut

Các hợp chất nhựa và asphanten, tạp chất cơ học của mazut Chất ổn định dầu cặn của cracking thu đợc trong qúa trình cracking nhiệt củanguyên liệu dầu mỏ thành phần cơ bản và quan trọng

Phần I: mở đầu

Dầu mỏ đợc con ngời biết đến và sử dụng vào thế kỷ 18 với mục đích thắpsáng Năm 1853 tại Mỹ xuất hiện giếng khoan dầu đầu tiên đây là bớc 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 lợng dầu mỏ lớn nhất là ArậpXêút chiếm 26% tổng sản lợng dầu mỏ trên thế giới

Cho đến nay khi cha có sự thống nhất nhng đa số d 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 Nhng đặc điểm chung của dầu đều tồn tại ở thể lỏngsánh và dính Dầu thô có màu tối hay gặp là màu nâu và đen, có mùi đặc trng khóngửi Dầu mỏ không tan trong nớc nhẹ hơn nớc Thành phần của dầu mỏ là một hỗnhợp phức tạp chứa chủ yếu là hydrocacbon (80 – 85% C, 10 – 14% H)

Công nghiệp dầu khí là một ngành công nghiệp có những bớc thay đổi và pháttriển 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 khôngngừng của một số nguyên liệu trong ngành công nghiệp hoá dầu, song không thểkhông nhắc đến nguyên liệu Mazut, là một trong những nguyên liệu có đặc tính quantrọng để sản xuất ra dầu nhờn

Mazut có tên gọi là dầu cặn, đợc sử dụng phổ biến cho ngành tổng hợp hoádầu 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 lợng sản phẩm của ngành côngnghiệp hoá dầu

Ngày nay nguyên liệu Mazut đợc sử dụng với mục đích chủ yếu là giải quyếtnhu cầu nguyên liệu cho động cơ và nguyên liệu cho công nghiệp Do có nhiều tínhnăng u việt trong khi sử dụng, mà các dạng nguyên liệu cổ truyền không có đợc, đólà: Dễ bảo quản và vận chuyển, dễ sử dụng ở quy mô công nghiệp hiện đại, nên nhucầu sử dụng nguyên liệu Mazut ngày càng tăng nhanh

Cùng với sự phát triển đất nớc nói chung, cũng nh sự phát triển không ngừngcủa ngành công nghiệp dầu khí nói riêng, thì nguyên liệu Mazut đã đợc ứng dụngrộng rãi trong nhiều lĩnh vực, công nghiệp sản xuất khác nhau và là nguyên liệukhông thể thiếu của: Lò nung xi măng, gốm, sứ, các lò sấy lơng thực, thực phẩm, các

lò hơi nhà máy điện…

Vấn đề đợc đặt ra hiện nay, đó là phải có sự đầu t để phát triển khoa học kỹ

hiện nay, phần lớn các loại nguyên liệu đốt lò đợc lấy từ dầu mỏ, nguyên liệu lấy đợctrong khi chế biến than đá và đá dầu rất ít Hàng năm nớc ta vẫn phải nhập cácnguyên liệu đợc sản xuất ra từ dầu thô của nớc ngoài với giá thành khá cao trong đó

có cả nguyên liệu Mazut Cho nên vấn đề phát triển khoa học – kỹ thuật, hoàn thiệndây chuyền công nghệ để sản xuất nguyên liệu Mazut từ những nguyên liệu sẵn cótrong nớc là rất cần thiết Không những đáp ứng đợc nhu cầu về chất lợng và số lợngcủa sản phẩm cho các ngành công nghiệp mà còn đem lại lợi nhuận cao trong quátrình sản xuất, góp phần đẩy nhanh sự tăng trởng và phát triển của nền kinh tế quốcdân

Song để nguyên liệu Mazut thực sự bớc vào vận hội mới và cùng nghành dầukhí Việt Nam hội nhập với các ngành công nghiệp khác trong khu vực và trên thếgiới, thì vấn đề nghiên cứu triển khai công nghệ sản xuất Mazut từ nguyên liệu dầuthô sẵn có trong nớc là rất cần thiết Từ đó ta có thể tạo ra những dây chuyền côngnghệ và thiết bị hợp lý và sản xuất ra nguyên liệu Mazut để đáp ứng đ ợc những yêucầu chất lợng sản phẩm cũng nh chỉ tiêu kỹ thuật với những nguyên liệu sẵn có ởViệt Nam Nhằm phục vụ những nhu cầu lâu dài trong nớc và hớng tới xuất sang cácnớc trong khu vực và trên thế giới

Từ đó góp phần vào công cuộc xây dựng công nghiệp hoá - hiện đại hoá của

đất nớc Nhằm đa nền kinh tế cũng nh nền công nghiệp nớc ta tiến lên một kỷnguyên mới, kỷ nguyên của sự hội nhập và phát triển

Phần II: Tổng Quan

Chơng I: các tính chất của nguyên liệu và sản phẩm

I Tính chất của nguyên liệu dầu thô

1 Tính chất lý học của dầu thô

Dầu thô là hỗn hợp chất lỏng có màu nâu sáng hoặc màu đen, tồn tại trong thiênnhiên, dới dạng lỏng hoặc dạng lỏng-khí Nằm trong lòng đất, đáy biển ở độ sâu từvài trăm mét đến hàng nghìn kilômet

Khối lợng riêng của dầu thô là trọng lợng của một lít dầu tính bằng kg Tỷ trọngcủa dầu khí là khối lợng của dầu so với khối lợng của nớc ở cùng một thể tích và ởmột nhiệt độ xác định

Do vậy tỷ trọng sẽ có gía trị đúng bằng khối lợng riêng khi coi trọng lợng củanớc ở 40C bằng 1 Tỷ trọng của dầu mỏ dao động trong khoảng rộng, phụ thuộc vàoloại dầu và có tỷ số từ 0,8 - 0.99

Trong thiên nhiên dầu mỏ nằm ở dạng lỏng nhờn, dễ bắt cháy Khi khai thác ởnhiệt độ thờng nó có thể ở dạng lỏng hoặc đông đặc, có màu vàng đến đen Dầu mỏkhông phải là đơn chất mà là một hỗn hợp phức tạp của nhiều chất (có tới hàng trămchất) Sự khác nhau về số lợng cũng nh hàm lợng của các hỗn hợp chất có trong dầukhí dấn đến sự khác nhau về thành phần của dầu so với các mỏ khác nhau và so vớicác khoáng cháy khác nhau

2 Tính chất hoá học của dầu thô

Thành phần hoá học của dầu mỏ và khí nói chung rất phức tạp khi khảo sátthành dầu mỏ và khí của nhiều mỏ dầu trên thế giới, đều thấy không dầu nào giốngdầu nào, có bao nhiêu mỏ dầu khí thì có bấy nhiêu loại dầu mỏ Ngay bản thân trongmột lố khoan dầu mỏ ở các tầng chứa dầu khá nhau cũng đều khác nhau

Vì vậy trong dầu mỏ (và khí) đều có một nét chung là bao giờ thành phần cáchợp chất loại hydrocacbon (tức loại chỉ có C và H trong phân tử ) bao giờ cũngchiếm phần chủ yếu, nhiều nhất cũng có thể chiếm tới 97-98%, ít nhất cũng trên50% Phần còn lại, là những hợp chất khác nh các hợp chất của oxy, nito, lu huỳnh,các hợp chất cơ-kim, các chất nhựa và asphanten Ngoài ra còn có một số hữu cơ nhủtơng “nớc trong dầu” tuy có lẫn vào trong dầu

2.1 Thành phần nguyên tố của dẩu mỏ

Tuy trong dầu có chứa hàng trăm hợp chất khác nhau, những các nguyên tố cơbản chứa trong dầu khí phần lớn là cacbon và hydro (cacbon chiếm tới 82-87%,hydro chiếm 11-14%) Ngoài các nguyên tố chính trên, trong dầu mỏ còn có nhiều

nhân tố khác nh lu huỳnh chiếm 0,1-7 %; nitơ chiếm từ 0,001-1,8%; oxy chiếm0,05-1% và một lợng rất nhỏ (tính bằng phần triệu) các nguyên tố khác nh halogen(clo, iod), các kim loại nh niken, valadi, volfram so sánh với các khoáng cháy khác

nh than đá thì hàm lợng của C và H trong dầu khí cao hơn nhiều

Thành phần nguyên tố của khoáng chất

2.2 Các hợp chất hydrocacbon của dầu mỏ.

Hydrocacbon là thành phần chính và quan trọng nhất của dầu mỏ

Các hydrocacbon có trong dầu mỏ thờng đợc chia làm 5 loại sau:

 Các parafin cấu trúc mạch thẳng (n-parafin)

 Các parafin cấu trúc nhánh (i-parafin)

 Các parafin cấu trúc vòng (cycloparafin hay naphten)

 Các hydrocacbon thơm

 Các hydrocacbon hỗn hợp (hoặc lai hợp) nghĩa là trong phân tử cómặt nhiều loại

Số nguyên tử cacbon của các hydrocacbon trong dầu thờng từ C5 đến C60 (còn C1

đến C4 nằm trong khí) tơng ứng với trọng lợng phân tử khoảng 850 -880

Các hydrocacbon n -parafin của dầu mỏ là loại hydrocacbon có phổ biến nhất.Hàm lợng chung các n -Parafin trong dầu mỏ thờng từ 25 -30% thể tích Tuỳ theodầu mỏ đợc tạo thành vào những khoảng thời kỳ địa chất nào và ở những độ sâu nào,

mà sự phân bố n -Parafin trong dầu sẽ khác nhau

Các Hyđrocacbon i-Paraphinic của dầu mỏ: loại này thờng chỉ nằm ở phần nhẹ

và phần có nhiệt độ sôi trung bình của dầu mỏ

Các i -parafin trong dầu mỏ đều có cấu túc đơn giản, mạch chính dài, và nhành phụ

ít và ngắn

Các hydrocacbon naphtenic Cycloparafin của dầu mỏ Hydrocacbon naphtenic

là một trong số hydrocacbon phổ biến và quan trọng của dầu mỏ Hàm lợng củachúng trong dầu mỏ có thể thay đổi từ 30 -60% trọng lợng Hydrocacbon

naphantenic của dầu mỏ thờng gặp dới dạng chính: loại vòng 5 cạnh và 6 cạnh vàloại nhiều vòng ngng tụ hoặc qua cầu nối.

Các hydrocacbon thơm của dầu mỏ: loại vòng thơm và loại nhiều vòng có cấutrúc ngng tụ hoặc qua cầu nối Loại hydrocacbon thơm một vòng và các đồng đẳngcủa loại có phổ biến nhất

Các hydrocacbon loại hỗn hợp naphten - thơm: là loại trong cấu trúc của nóvừa có vòng thơm naphten loại rất phổ biến và chiếm đa số trong phần có nhiệt độsôi của dầu mỏ

Các hợp chất không phụ thuộc loại hydrocacbon của dầu mỏ là những hợpchất mà trong thành phần chúng có chứa O, N, S, tức những hợp chất hữu cơ củaoxy, nitơ, của lu huỳnh

II Thành phần và tính chất của mazut

1 Tính chất lý học

1.1 Đặc tính chung của mazut

Mazut là nhiên liệu lỏng thờng gọi là dầu FO có nguồn gốc từ dầu mỏ đợcdùng làm “nhiên liệu cho nồi hơi “và nhiên liệu đốt lò của các lò đốt công nghiệp.Trong những năm gần đây do công nghiệp chế biến dầu mỏ phát triển mạnh và sâusắc ngời ta thu đợc mazut từ nhiều quá trình chế biến dầu khác nhau, thành phần vàtính chất của các loại mazut này cũng rất khác nhau Nh ta biết khoảng 1/3 trọng l-ợng dầu thô cặn nặng, phần quan trọng cặn nặng là cặn cracking có độ nhớt cao

1.2 Tính chất độ nhớt của mazut.

Độ nhớt là một trong những tính chất quan trọng nhất của nhiên liệu lỏng độnhớt của dầu xác định phơng pháp và thời gian của các công đoạn bơm, rót, vậnchuyển dầu Ngoài ra tốc độ lắng các tạp chất cơ học trong bảo quản dầu tại bể chứacũng phụ thuộc nhiều vào độ nhớt của dầu Độ nhớt ảnh hởng rất lớn đến hiệu quảquá trình truyền nhiệt trong đun nóng và làm lạnh dầu, ảnh hởng đến khả năng táchnớc khỏi dầu

Đối với mazut và sản phẩm dầu mỏ nặng khác độ nhớt phụ thuộc vào nhiệt độtheo phơng trình của Vante (trang 19)

ρut: mật độ tơng đối mazut ở nhiệt độ t.

Chất ổn định trog mazut craccking là cao vì có hợp chất asphanten, còn trongmazut chng cất trực tiếp là hợp chất nhựa

Phơng pháp hiệu quả nhất nhủ tơng nớc dầu là sử dụng chất chống nhủ tơng.Các chất này làm giảm sức căn bề mặt trên bề mặt tiếp xúc giữa dầu và nớc, do đóthuận lợi cho việc tách nớc ra khỏi dầu nh phơng pháp hoá học và phơng pháp điệntrờng

Mật độ và độ nhớt của mazut cũng xác định hiệu quả lắng lọc của các tạp chấtcơ học có trong dầu Khi nâng cao nhiệt độ thì độ nhớt dầu giảm sự chênh lệch vềmật độ qua tạp chất cơ học và dầu càng lớn hơn do đó tạp chất cơ học dễ lắng hơn

1.4 Các hợp chất nhựa và asphanten, tạp chất cơ học của mazut

Chất ổn định dầu cặn của cracking thu đợc trong qúa trình cracking nhiệt củanguyên liệu dầu mỏ thành phần cơ bản và quan trọng của các loại mazut thơngphẩm Cặn cracking chữa các hợp chất cao phân tử, chữa các cấu tử của nguyên liệuban đầu và chữa các sản phẩm rắn ngng tụ nh các hợp chất asphanten, cacbon vàcacbonit Cacbonit chứa trong cặn cracking thờng gọi là cốc Hàm lơng cốc và tốc độcốc hoá phụ thuộc vào nguyên liệu dùng cho quá trình cracking và cũng phụ thuộc

vào điều kiện cracking Ngời ta nhận thấy rằng khi mật độ của nguyên liệu tăng hoặckhi hàm lợng chất thơm của nguyên liệu mà tăng thì lợng cốc tạo ra càng nhiều.Trong cặn Cracking cũng chứa một lợng các hợp chất nhựa và asphanten Cáchợp chất có thành phần nguyên tố nh sau: C = 84,75%; H = 8,4%; S = 2,5%;

O = 4,35% và trọng lợng phân tử M = 555, còn asphanten có mật độ γ420 =1,1477; M

= 821; C = 85,6%; H = 6,4%; S = 4,32% và O =3,68%

Asphanten là sản phẩm đợc tạo ra khi oxy hoá nhựa Trong cặn cracking thìasphanten tồn tại ở trạng thái keo Asphanten là dạng bột và định hình và có màu tốikhi đun nóng đến t >3000C thì nó bị phân huỷ để tạo ra khí và cốc nhng không quagiai đoạn nóng chảy khi nhiệt độ phân (cracking) thì cốc đợc tạo ra tới 60% khối l-ợng của asphanten Còn khi nhiệt phân nhựa thì lợng cốc tạo ra là từ 7 – 20%.Trong nguyên liệu cracking, nếu hàm lợng asphanten và nhựa càng lớn thì lợngcacbonit tạo ra càng nhiều

Cacbon cũng là sản phẩm rắn ngng tụ có trong cặn cracking, về thành phầnnguyên tố thì trong cacbon có một ít oxy Bề ngoài cacbonit và cacbon có màu tốihơn asphanten, tuy nhiên độ hoà tan của chúng trong các dung môi hữu cơ thì rấtkhác nhau vì:

Cacbonit hoàn toàn không hoà tan bất kỳ dung môi nào

Cacbon thì hoà tan trong CS2

Còn asphanten thì hoà tan trong khá nhiều dung môi hữu cơ

 Dới đây là một số tính chất lý hoá của cặn cracking thu đợc quá trìnhcracking nhiệt ở Cộng Hoà Liên Bang Nga

Nguyên liệu cho cracking nhất là nguyên liệu mazut chng cất trựuc tiếp có tỷtrọng 0,917 đến 0,958 với những nguyên liệu ấy thì cặn cracking có các tính chấthoá lý sau:

asphanten + nhựa trong cặn cracking bẩn dẫn đến độ cốc hoá của nó lớn ( từ 16,2

đến 25,5% )

Từ 2 tính chất trên nên độ nhớt của cặn cracking rất lớn ( ở 50 0C từ 190 đến

2728 0BY ) khi đó cũng ở 50 0C thì đối mazut chng cất trực tiếp chỉ là từ 5,6 dến13,09 0BY

Do đó nếu đem trộn mazut chng cất với cặn cracking thì gọi là mazut crackingthì ngời ta thu đợc mazut thơng phẩm với các chỉ tiêu về tính chất hoá lý khác nhauphù hợp với các đối tợng tiêu thụ khác nhau

Nh đã nói ở trên, trong dầu thì các hạt cacbon và asphanten tồn tại ở trạng tháikeo do các hạt Lấp phụ hợp chất nhựa lên bề mặt của nó tạo ra lớp bảo vệ của cáchạt keo ( Nếu vì một lý do nào đó lớp vỏ bảo vệ bị phá huỷ thì các hạt rắn sẽ tự kếthợp với nhau tạo ra hạt có kích thớc lớn gọi là cặn rắn lắng đọng xuống đáy bểchứa)

* Một vài tính chất hoá lý của cacbonit:

♦ Mật độ: γ20

4 = 1,2 - 1,25, nặng hơn nớc nên lắng đọng khi bảo quản lâu sựlắng đọng này càng nhanh khi nung nóng dầu đến nhiệt độ cao

♦ Kích thớt hạt: là một tập hợp các hạt có kích thớt khác nhau 60 đến 250 (1 = 10-3 mm) Trong đó các hạt nhỏ hơn 88 chiếm tới 75%, các hạt 250  chiếm0,7%

♦ Hàm lợng trơ: thờng từ 7 -7,5 trọng lợng = A

♦ Hàm lợng ảm thờng bằng 3 -3,5% = W

♦ Hàm lợng chất bốc V= 14 đến 15%, do hàm lợng chất bốc trong cacbonit cao(14 -15%) do hàm lợng chất bốc trong cacbonit cao (14 -15%) nên gọi cacbonit làcốc chỉ mang tính chất quy ớc, trong khi đó cốc sản xuất từ than chỉ có hàm lợngchất cốc quá nhỏ v <= 0,5%

♦ Thành phần nguyên tố: C =87,52%, H = 4,84%, S = 1,17%, N=0,57% Nhiệtcháy Q= 3496 kj/kg

1.5 Thành phần nguyên tố và nhiệt cháy của mazut ảnh hởng của hàm lợng tro,

S, và nớc đến các tính chất của mazut.

Hàm lợng C trong các loại mazut thơng phẩm thờng nằm trong phạm vi từ 85 88%, còn hàm lợng H từ 9,6 -11% trọng lợng Ngời ta thấy rằng mật độ và độ nhớtcủa mazut càng tăng thì hàm lợng C tăng, còn hàm lợng H giảm so với mazut thơngphẩm, thì hàm lợng C trong cặn cracking cao hơn, theo quy định hàm lợng tro trongdầu mazut không vợt quá 0,3%, hàm lợng nớc trong mazut không vợt quá 2 -3%

2 Tính chất hoá học

Phân đoạn gavil nặng ( hay phân đoạn dầu nhờn) là sản phẩm chng cất trongchân không của phần cặn dầu mỏ, sau khi đã tách các phân đoạn xăng, kerosen vàgasoil Ba phân đoạn này thờng không màu hoặc có màu nhạt nên đợc gọi là sảnphẩm trắng Sản phẩm còn lại có mầu sẫm đến nâu đen gọi là cặn mazut đợc sử dụnghoặc trực tiếp làm nhiên liệu lỏng cho các lò công nghiệp, hoặc đợc chng cất tiếp tụctrong chân không (để tránh hân huỷ do nhiệt) để thu gasvil nặng và cặn guđrôn

Phân đoạn gasvil nặng đợc sử dụng trong các mục đích sau:

Dùng làm nguyên liệu để sản xuất dầu nhờn

Dùng làm nguyên liệu để sản xuất các sản phẩm trắng

2.1 Phân đoạn dầu nhờn khi sử dụng để sản Tính chất của xuất dầu nhờn

Mục đích cơ bản nhất của dầu nhờn là sử dụng làm một chất lỏng bôi trơn giữacác bề mặt tiếp xúc của các chi tiết chuyển động khác nhau nhằm giảm ma sát, giảm

sự mài mòn, nhờ đó giảm chi tiêu hao năng lợng để thắng lực ma sát sinh ra khi cácchi tiết tiếp xúc làm việc Khi dầu nhờn đợc đặt vào bề mặt tiếp xúc, tạo nên một lớpdầu nhờn rất mỏng đủ sức tách hai bề mặt không cho tiếp xúc nhau và khi hai bề mặtchuyển động, chỉ có các lớp phân tử trong dầu nhờn tiếp xúc trợt nên nhau mà thôi.Khi các lớp phân tử dầu nhờn trợt nên nhau, chúng cũng tạo nên một lực ma sátchống lại lực tác động, ma sát này gọi là ma sát nội tại của dầu nhờn, Lực ma sát nàythờng rất nhỏ và không đáng kể so với lực ma sát sinh ra khi hai bề mặt tiếp xúcnhau chuyển động tơng đối với nhau Nhờ vậy mà làm giảm ma sát của các chi tiếthoạt động trtong máy móc, động cơ, trong bất kỳ chế độ làm việc nào cần phải làmsao cho dầu nhờn bám chắt lên bề mặt để không tách ra khỏi bề mặt tiếp xúc đồngthời phải có một lực ma sát nội tại bé Tính bám dính của dầu nhờn phụ thuộc vàothành phần hoá học của chúng

X: khoảng cách giữa 2 lớp tiếp xúc, cm.

μ: độ nhớt tuyệt tối bằng Poa (P0)

2.2 Tính chất cặn mazut khi đợc sử dụng sản xuất cốc.

Hiệu suất cốc thu đợc từ thành phần dầu của cặn mazut chỉ khoảng 1,2-6,8%,trong khi đó hiệu suất thu đợc từ các nhựa đến 27-31% và từ các asphanten là 57-75,5% Vì vậy sự có mặt của các chất nhựa và asphanten trong cặn càng nhiều, càng

ảnh hởng tốt đến hiệu suất quá trình cốc hoá

Để đánh giá khả năng tạo cốc của cặn, thờng sử dụng một đại lợng đặc trng,gọi là cốc hoá conradson đợc biểu hiện bằng phần trăm cốc thu đợc khi cốc hoá cặntrong điều kiện thí nghiệm

ảnh hởng thành phần của cặn đến độ cốc hoá conradson

Loại cặn

Hiệu suất dầu mỏ%

trọng

l-ơng

Thành phần cặn % trọng lợng

Độ cốc hoá % Dầu Nhựa Asphanten Axít

asphanter Dầu họ paraphinie

2.3 Tính chất phần cặn mazut để sử dụng sản xuất bitum

Butum có tính chụi nhiệt tốt, chụi thời tiết tốt và có độ bền cao, thì phải cókhoảng 25% nhựa, 15-18% asphanten, 52-54% dầu

Tỷ lệ asphanten /nhựa = 0,5 - 0,6%

Nhựa + asphanten / dầu= 0,8- 0,9%

Nói chung cặn của dầu mỏ loại Naphtenic hay Aromatic tức cặn của những dầu

mỏ loại nặng chứa nhiều nhựa và asphanten dùng làm nguyên liệu sản xuất bitum làtốt nhất.Hàm lợng asphanten trong cặn càng cao, tỷ số asphanten trong cặn càng cao,chất lợng bitum càng cao, công nghệ chế biến ngày càng đơn giản

Cặn của dầu mỏ có nhiều paraphin rắn là loại nguyên liệu xấu nhất trong sảnxuất bitum, bitum có độ bền rất thấp và tính gán kết (bám dính) rất kém do nhiềuhydrocacbon không cực

Để tăng dần hàm lợng asphanten và nhựa, thờng tiến hành quá trình oxy hoábằng oxy không khí ở nhiệt độ 170 - 260 0C Trong quá trình oxy hoá, mỗi bộ phậndầu sẽ chuyển sang nhựa, còn một bộ phận nhựa chuyển sang asphanten do xảy racác phản ứng ngng tụ Do đó hàm lợng dầu sẽ giảm, hàm lợng asphanten sẽ tăng, nh-

ng hàm lọng nhựa thay đổi ít Tùy theo mức độ cứng dẻo mà qui định mức độ củaquá quá trính này

2.4 Tính chất phần cặn mazut dùng làm nhiên liệu đốt lò.

Dầu mazut đợc sử dụng làm nhiên liệu đốt lò làm nhiệt năng của chúng, nhiệtnăng của dầu cặn nằm trong khoảng 10000 Kcal/ kg.

Những thành phần không thuộc loại hydrocacbon trong dầu cặn cũng có ảnh ởng rất lớn đến tính chất sử dụng của nó Các hợp chất của lu huỳnh trong dầu mỏtập chung chủ yếu vào dầu cặn, sự có mặt của lu huỳnh đã làm giảm bớt nhiệt năngcủa dầu cặn Các hợp chất lu huỳnh còn kết hợp với kim loại, tăng lợng cặn bámtrong các thiết bị đốt và khói thải của nó gây ô nhiễm môi trờng

h-Cặn mazut thực chất là một hệ keo cân bằng mà hớng phân tán asphanten vàmôi trờng phân tán là dầu và nhựa Trong đó có nhiều chât là những loại cặn có độnhớt cao, thờng phải gia nhiệt trong quá trình chuyển hóa giữa dầu-nhựa asphanten

sẽ xảy ra và làm cho cân bằng của hệ keo bị phá vỡ gây nên sự kết tủa asphanten

2.5 Tính chất hydrocacbon naphtenic (cỵcloparaphin)

Hydrocacbon của dầu mỏ thờng gặp dới dạng chính: Loại vòng 5 cạnh, 6 cạnh

và loại vòng ngng tụ hoặc qua cầu nối Bằng phơng pháp phân tích phổ khối, cho biết

số vòng naphten có phần đến từ 10 -12 trong phần có nhiệt độ sôi rất cao của dầu

mỏ, nhng thực tế cha tách ra đợc một hợp chất nào nh thế Chỉ có loại naphten 5vòng (đianata C14H2O và triterpan C30H50) đợc xem là loại naphten có số vòng caonhất và đã tách ra đợc từ dầu mỏ

Trong dầu mỏ, thì loại naphten 1 vòng (5 cạnh và 6 cạnh có các nhánh phụxung quanh là loại chiếm phần chủ yếu nhất Những phần nhẹ của dầu mỏ chủ yếu làcác naphten 1 vòng với các nhánh phụ rất ngắn (chủ yếu là metyl), còn trong nhữngphần có nhiệt độ sôi cao của dầu mỏ thì có nhánh phụ dài hơn nhiều

Pentacyclo ( 7, 3, 1, 14,12, 02,7, 06,11)

ở Lideman dùng phong pháp phổ khối và phổ cộng hởng từ hạt nhân để xác

định dầu mỏ california những loại có cấu trúc nh thế

Những loại naphten 2 vòng đã thấy có trong dầu mỏ, naphaten 2 vòng thuộcloại vòng ngng tụ nh: bicyclo(3,3,0) octan( hay pentalan) bicyclo(4,3,0) noman(hayhidrindan), bicyclo(4,4,0) deocan(decalin, bicyclo(2,2,1) heptan.

Những naphten 3vòng thờng gặp là adamantan và những đồng đẳng của nó.1-metyl,2 -metyl, 1,3dimetyl,1,3,5, trimetyl

1 -Metyl bicyclo ( 3,3,0) octan

1 -Metyl bicyclo ( 3,3,1) octan Endo -3 Metyl bicyclo ( 3,3,0) octan Endo -3 Metyl bicyclo ( 3,3,0) octan

Trans -decalin Cis -decalin Adamantan Cis 3 Metyl Trans -decalin Trans -2 metyl -trans decalin

1 –Metyl -adamantan

2 –Metyl -adamantan 1,3 dimetyl adamatan

1, 3, 5 trimetyl -adamantan

0,017 0,032 0,027 0,018 0,052 0,267 0,020 0,027 0,145 0,147 0,091 0,049 0,076 0,050

0,06 - - - - 0,2 - - - -

Bicyclo(2,2,1)haptnan

nhóm thế metyl thì loại 1,3; 1,3,5; 1,2,4,5 chiếm phần chủ yếu, theo Smit thì hàm ợng tối đa của Toluen trong dầu vào khoảng 2,3%, Xylen và Benzen và ở khoảng 1

l 6%

Loại Hydrocacbon thơm 2 vòng có cấu trúc ngng tụ nh Naphtalen và đồng

đẳng hoặc cấu trúc cầu nối nh: Diphenyl nói chung đều trong dầu mỏ Trong đó loạicấu trúc đơn giản kiểu diphenyl thì ít hơn so với cấu trúc 2 vòng ngng tụ kiểuNaphtalen, trong các diphenyl này cũng xác định đợc một số đồng đẳng của nó nh 2metyl, 3 metyl, 4 metyldiphenyl, 3 etyl và iso propydiphenyl, cũng nh 2,3 nhóm thếmetyl

Trong những phần còn lại có độ sôi cao của dầu mỏ có mặt các Hydrocacbonthơm3 vòng và nhiều vòng ngng tụ Trong dầu kuweit đã tách đợc các đồng đẳng củaphenanten là 2,6 vbà 2,7 Dimetyl; 2,3,6 Trimetyl và tetrametyl – phenantren

Những Hydrocacbon nhiều vòng nh pyzen, crizen, perilen…

cũng tìm thấy trong dầu

Phân bố các hydrocacbon thom trong dầu mỏ Pencal ( Mỹ)

Hydrocacbon thơm Hàm lợng trong dầu

mỏ % trọng lợng

% So với toàn bộHydrocacbon thơm

Hydrocacbon thơm 1 vòng

C 6 – C 9

C 10

C 11 trở lên Hydrocacbon thơm 2 vòng

Hydrocacbon thơm 3 vòng

2,96 1,02 0,52 1,30 0,60

45 16 9 21 9

2.7 Hydrocacbon loại hỗn hợp naphten -thơm

Hydrocacbon dạng hỗn hợp thơm và naphten ( tức là loại mà trong cấu trúccủa nó vừa có vòng thơm vừa có vòng naphten) lại thấy rất phổ biến và chiếm đa sốtrong phần có nhiệt độ sôi cao của dầu mỏ Cấu trúc Hydrocacbon hỗn hợp này trongdầu mỏ rất gần với cấu trúc tơng tự trong các vật liệu hữu cơ ban đầu tạo thành dầu,cho nên dầu càng có độ biến chất thấp sẽ càng nhiều hydrocacbon loại này

Pyren

Crizen

Perilen

Hydrocacbon hỗn hợp dạng đơn giản nhấtlà tetralin, indan đó là loại gồm 1 loạithơm và một vòng naphten kết hợp.

Phân bố hydrocacbon hỗn hợp trong dầu mỏ Pencan %

trọng lợng Loại hydrocacbon C 13 C 14 C 15 C 16 C 17 C 18 C 19

10

112

11

310

8

57

6

45

2

22

1

11

40

1640

Những hydrocacbon 1 vòng và 1 vòng naphaten hỗn hợp, ngoài dạng ngng tụ,cũng có mặt dạng cầu nối giống nh điphênyl:

Loại hydrocacbon hỗn hợp nhiều vòng thơm nhiều vòng naphaten (2,3vòng )thơm ngng tụ với 1, 2, 3 vòng naphaten ), nói chung tổng số vòng tối đa củaloại cấu trúc hỗn hợp cũng có chỉ đến 6 và nhánh phụ có thể từ 2-6

2.8 Các chất nhựa và asphanten của dầu mỏ

Các hợp chất nhựa và asphanten là những chất mà trong cấu trúc phân tử của nóngoài C và H còn có đồng thời những nguyên tố khác nh S, O, N và chúng có trọng l-ợng phân tử rất lớn M= 500-600 trở lên Bởi vậy, các chất nhựa asphanten chỉ có mặttrong những phân đoạn có nhiệt độ sôi cao và cặn dầu mỏ

2.8.1 Asphanten dầu mỏ.

Asphanten hầu hết có tính chất giống nhau

Các asphanten đều có màu nâu sẫm hoặc đen, dới dạng rắn hình thù Đun nóngcũng không chảy mềm, chỉ bị phân huỷ ở nhiệt độ sôi cao hơn 300 0C tạo thành khí

và cốc Asphanten không hòa tan trong rợu, xăng nhẹ ( eterpetrol nhng có thể hoàtan trong benzen, dorofor và sunfua cacbon

Loại dầu có biến chất cao, mang đặc tính paraphinic, rất nhiều hydrocacbonparaphinic trong dầu nhẹ thì lợng asphanten trong những loại dầu nhẹ thờng rất ítnằm dơí dạng phân tán lơ lửng, đôi khi chỉ có dạng vết Ngợc lại trong những loạidầu biến chất thấp, tức là dầu nặng nhiều hydrocacbon thơm, thì thờng chứa nhiềuasphanten và chúng thờng o dạng dung dịch keo bền vững

Asphanten thờng có trị số brom và trị số iod cao, có nghĩa chúng có thể mang

đặc tính không no Các hologen này ( Brom và iod ) có thể đã kết hợp với ôxy và l u

1-hexyl 2-Phenyletan

CH2-CH2

Các asphanten có chứa nhiều nguyên tố S, O, N có thể nằng dới dạng các dịvòng trong hệ nhiều vòng thơm ngng tụ cao, các hệ vòng thơm này cũng có thể nốivới nhau qua những cầu nối ngắn để trở thành những phân tử có trọng lợng phân tửlớn.

Nhựa có khả năng nhuộm màu rất mạnh, đặc biệt là nhựa từ các phân đoạn nặnghoặc từ dầu thô, khả năng nhuộm màu của những loại nhựa này gấp 10 -20 lần sovới nhựa của những phân đoạn nhẹ ( kerosen) Những loại dầu mỏ rất ít asphanten,nhng vẫn có màu sẫm đến nâu đen ( nh dầu Bạch Hổ Việt Nam) chính vì sự có mặtcủa các chất nhựa

Nhựa rất giống với asphanten, nhựa rất dễ chuyển hoá thành asphanten Vd:nhựa chỉ cần bị oxy hoá nhẹ khi có sự thâm nhâp oxy của không khí ở nhiệt độ th-ờng hay đun nóng

CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP CỦA CÔNG NGHỆ

SẢN XUẤT MAZUT

Trong công nghiệp hiện nay dùng phổ biến 2 phương pháp để sản xuất dầumazut sau:

- Phương pháp cracking trực tiếp, xúc tác

- Phương pháp chưng cất ở áp suất thườngCông nghệ sản xuất mazut bàng cracking trực tiếp để nhận phần cặn còn lạisau quá trình cracking là phương pháp có triển vọng để sản xuất ra mazut và cácsản phẩm có nhiệt độ sôi cao Trong những năm gần đây khi nguyên liệu tốtngày một cạn dần và nhất là khi tạo được chất xúc tàn cracking mới và côngnghệ mới thì việc sử dụng nguyên liệu nặng càng nhiều vì quá trình sản xuấttương đối đơn giản Nhưng sản phẩm cho chất lượng không cao, đồng thời khităng nhiệt độ lên cao ảnh hưởng trực tiếp của dây chuyền công nghệ, thiết bịphải đắt tiền, tốn kém nên chưa được áp dụng được rộng rãi

Hiện nay trên thế giới dầu mazut được sản xuất chủ yếu từ dầu thô bằngcách chưng cất ở áp suất chân không để trách phân hủy do nhiệt, để thu đượcgasoil nặng và cặn gudron Những năm gần đây công nghệ sản xuất bằng cáchchưng cất ở áp suất chân không từ dầu thô đã có những ưu thế hơn về dâychuyền công nghệ và chất lượng sản phẩm

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH CHƯNG CẤT

Quá trình chưng cất dầu thô là một quá trình vật lý phân chia dầu thô thànhcác thành phần gọi là phân chia đoạn Quá trình này được thực hiện bằng cácbiện pháp khác nhau nhằm tách các phần dầu theo nhiệt độ sôi của các cấu tử có

trong dầu mà không làm phân hủy chúng, hơi nhẹ bay lên ngưng tụ thành cácphần tử lỏng Tùy theo các biện pháp tiến hành chưng cất mà người ta phân chiaquá trình chưng cất thành chưng cất đơn giản, chưng cất phức tạp, chưng cất nhờcấu tử bay hơi hay chưng cất trong chân không.

II CÁC PHƯƠNG PHÁP CHƯNG CẤT

1 Chưng cất đơn giản

Chưng cất đơn giản là một quá trình chưng cất được tiến hành bằng cách bayhơi dần dần, một lần hay nhiều lần một hỗn hợp chất lỏng cần chưng cất

1.1 Chưng cất bằng cách bay hơi đần dần:

Phương pháp chưng cất bằng cách bay hơi đần dần chỉ thường được áp dụngtrong phòng thí nghiệm

Sơ đồ chưng cất bằng cách bay hơi dần dần.

 CÊu t¹o:

1- Thiết bị chưng cất 2- Thiết bị đun sôi 3- Thiết bị ngưng tụ

4- Bể chứaKhi nguyên liệu vào thiết bị (1) được đốt nóng liên tục hỗn hợp chất lỏngtừ nhiệt đội sôi thấp đến nhiệt độ sôi cuối, liên tục tách hơi sản phẩm và ngưngtụ hơi bay ra trong thiết bị ngưng tụ (3), cuối cùng thu được sản phẩm trong bểchứa (4)

Ng ng tơ

2 nãng

1 nãng

4 3

1.2 Chưng cất bằng cách bay hơi một lần

SƠ ĐỒ CHƯNG CẤT BẰNG CÁCH BAY HƠI MỘT LẦN Ở ÁP SUẤT MỘT LẦN

Ở ÁP SUẤT TH¦êNG

Loại sơ này có ưu điểm là: Sự bốc hơi đồng thời các phân đoạn nhẹ vànặng, sẽ góp phần làm giảm được nhiệt độ bốc hơi và nhiệt lượng đun nóng dầutrong lò Thiết bị này giản đơn và gọn gàng Nhưng loại này có nhiều hạn chế vànhược điểm như sau: Đối với các loại dầu có chứa nhiều khí hòa tan cũng nhưchứa nhiều phân đoạn nhẹ, nhiều tạp chất Lưu huỳnh, nước thì gặp nhiều khókhăn trong quá trình chưng

Khó khăn đó là do áp suất trong các thiết bị sơ đồ cho đến tận lò đều lớn

Vì vậy thiết bị phải có độ bền lớn, làm bằng vật liệu đắt tiền, đôi khi còn gâyhiện tượng nổ, hỏng thiết bị do áp suất trong tháp tăng đột ngột Với những lý dotrên cơ sở này chỉ sử dụng cho loại dầu mỏ chứa ít phần nhẹ (không quá 8 –10%) ít nước, ít Lưu huỳnh

X¨ng

Ph©n ®o¹n 1 Ph©n ®o¹n 2 Ph©n ®o¹n 3

Mazut DÇu th«

1.3 Chửng caỏt baống caựch bay hụi nhieàu laàn.

Sơ đồ chng cất bằng cách bay hơi nhiều lần

Thieỏt bũ trửng caỏt baống caựch bay hụi hai laàn theo sụ ủoà (a): Goàm quaự trỡnhboỏc hụi hai laàn vaứ tinh luyeọn hai laàn trong 2 thaựp noỏi tieỏp nhau, sụ ủoà naứy thửụứngaựp duùng ủeồ cheỏ bieỏn caực loaùi daàu coự nhieàu phaõn ủoaùn nheù vaứ khớ, nhửừng hụùp chaỏtchửựa Lửu huyứnh coự laón trong nửụực

Nhụứ caực caỏu tửứ nheù, nửụực ủửụùc taựch ra sụ boọ ụỷ thaựp thửự nhaỏt neõn trong caựcoỏng xoaộn cuỷa loứ vaứ thaựp thửự hai khoõng coự hieọn tửụùng aựp suaỏt lụựn nhử trong trửụứnghụùp treõn Maởt khaực caực hụùp chaỏt chửựa Lửu huyứnh gaõy aờn moứn thieỏt bũ ủaừ ủửụùcthoaựt ra ụỷ ủổnh thaựp thửự nhaỏt Neõn trong thaựp chửng chớnh thửự hai khoõng caàn thieỏt

kế vật liệu đắt tiền, có độ bền cao và không bị ăn mòn, có thể sử dụng thépthường để chế tạo tháp thứ hai.

Thiết bị chưng cất bay hơi hai lần theo sơ đồ (a): Nhờ những hydrocacbonnhẹ được loại ra ở tháp thứ nhất cho phép đun dầu làm việc với hệ số trao đổinhiệt lớn, giảm bớt đáng kể công suất cần thiết kế của lò đun chính, nhờ loại bỏnước ở ngay tháp thứ nhất nên tháp thứ hai làm việc hoàn toàn an toàn

Nhược điểm của sơ đồ này là phải đun nóng dần trong lò với nhiệt độ caohơn 5 – 100 C so với sơ đồ trên (Do các phân đoạn nhẹ và phân đoạn nặng bayhơi riêng lẻ) có thể hạn chế hay giảm bớt hiện tượng này bằng cách cho hơi vàonhững ống cuối cùng của lò để giảm áp suất riêng phần của hydrocacbon, dùng

sơ đồ này có lợi nhất khi cần tách phần nhẹ, sơ đồ này được dùng phổ biến trongquá trình chưng cất hiện nay

Sơ đồ (b) hệ thống thiết bị bay hơi hai lần và tinh luyện một lần trong thápchưng luyện Sơ đồ này không được dùng phổ biến vì sự tinh luyện phần nhẹ vàphần nặng xảy ra đồng thời trong cùng một tháp chính thứ 2, như vậy có phầnnào làm giảm bớt được nhiệt độ đun nóng dầu trong lò

2 Chưng cất phức tạp

2.1 Chưng cất có hồi lưu

Chưng cất có hồi lưu là quá trình chưng khi lấy một phần chất lỏng ngưngtụ từ hơi tách ra cho quay lại tưới vào dòng hơi bay lên Nhờ có sự tiếp xúc đồngđều và thêm một lần nữa giữa pha lỏng và pha hơi mà pha hơi khi tách ra khỏi hệthống lại được làm giàu thêm cấu tử nhẹ (có nhiệt độ sôi thấp hơn ) so với khikhông có hồi lưu, nhờ vậy mà có độ phân chia cao hơn Việc hồi lưu lại chất lỏngđược khống chế bằng bộ phận đặc biệt và được bố trí phần trên thiết bị chưng

2.2 Chưng cất có tinh luyện

Chửng caỏt coự tinh luyeọn coứn cho ủoọ phaõn chia cao hụn khi keỏt hụùp vụựi hoàilửu Cụ sụỷ cuỷa quaự trỡnh tinh luyeọn laứ sửù trao ủoồi chaỏt nhieàu laàn veà caỷ hai phớapha loỷng vaứ pha hụi chuyeồn ủoọng ngửụùc chieàu nhau Quaự trỡnh naứy ủửụùc thửùchieọn trong thaựp (coọt) tinh luyeọn ẹeồ ủaỷm baỷo sửù tieỏp xuực hoaứn thieọn hụn giửừa phaloỷng vaứ pha hụi, trong thaựp ủửụùc trang bũ “ủúa hay ủeọm” ẹoọ phaõn chia moọt hoónhụùp caực caỏu tửỷ trong thaựp phuù thuoọc vaứo soỏ laàn tieỏp xuực giửừa caực pha (soỏ ủúa lyựthuyeỏt), vaứo lửụùng hoài lửu ụỷ moói ủúa vaứ hoài lửu ụỷ ủổnh thaựp.

Coõng ngheọ hieọn ủaùi chửng caỏt sụ khụỷi daàu thoõ dửùa vaứo quaự trỡnh chửng caỏtmoọt laàn vaứ nhieàu laàn coự tinh luyeọn, quaự trỡnh xaỷy ra trong thaựp chửng caỏt phaõn ủoaùn coự boỏ trớ caực ủúa

nguyên lý làm việt của các tầng đĩa trong tháp tinh luyện

Pha hơi Vn bay từ đĩa thứ n đến đĩa thứ n-1 Được tiếp xúc với pha lỏng

Ln-1 chảy từ đĩa thứ n-1 xuống pha lỏng Ln từ đĩa n, chảy xuống đĩa phía dưới n+1tiếp xúc với pha hơi Vn+1 bay từ dưới lên Nhờ quá trình tiếp xúc như vậy mà quátrình trao đổi chất xảy ra tốt hơn, pha hơi bay lên ngày càng được giàu thêm Cấutử nhẹ, còn pha lỏng chảy xuống phía dưới ngày càng chứa nhiều cấu tử nặng Sốlần tiếp xúc càng nhiều, quá trình trao đổi chất càng được tăng cường càng nhiềuvà kết quả phân tách cửa tháp càng tốt, hay nói cách khác tháp có độ phân táchcàng cao Đĩa trên cùng có hồi lưu đỉnh, còn đĩa dưới có hồøi lưu đáy, nhờ có hồilưu đỉnh và đáy mà làm cho tháp hoạt động liên tục, ổn định và có khả năngphân tách cao Ngoài đỉnh và đáy, nếu cần người ta còn thiết kế hồi lưu trunggian, bằng cách lấy sản phẩm lỏng ở cạnh sườn tháp cho qua trao đổi nhiệt làmlạnh rồi quay lại tưới vào tháp Khi lấy sản phẩm cạnh sườn người ta trang bịthêm các bộ phận tách trung gian cạnh sườn tháp Như vậy theo chiều cao củatháp tinh luyện, ta sẽ nhận được các phân đoạn có giới hạn sôi khác nhau tùythuộc vào chế độ công nghệ chưng và dầu thô nguyên liệu ban đầu

3 Chưng cất chân không

Hỗn hợp các cấu tử có trong dầu thô thường không bền, dễ bị phân hủy khităng nhiệt độ Trong khi các hợp chất dễ bị phân hủy nhiệt, nhất là các hợp chấtchứa Lưu huỳnh và chất cao phân tử như nhựa các hợp chất parafin kém bềnnhiệt hơn các hợp chất naphten và các naphten kém bền nhiệt hơn các hợp chấtthơm (aromatic)

Độ bền nhiệt của các cấu tử tạo thành không chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ màcòn phụ thuộc vào cả thời gian tiếp xúc ở nhiệt độ đó Trong thực tế chưng cất,đối với các phân đoạn có nhiệt độ sôi cao, người ta cần trách sự phân hủy nhiệtchúng khi đốt nóng Tùy theo loại dầu thô, trong thực tế không nên đốt nóng quá

400 - 420 0C với dầu không có hay có chứa rất ít Lưu huỳnh và không quá 320

-340 0C với dầu có nhiều Lưu huỳnh

Sự phân hủy khi chưng cất sẽ làm xấu đi tính chất của sản phẩm, như làmgiảm thấp độ nhớt và nhiệt độ bắt cháy cốt kín của chúng, giảm độ bền ôxi hóa.Nhưng quan trọng hơn là chúng gây nguy hiểm cho quá trình chưng cất vì chúngtạo thành các hợp chất ăn mòn và làm tăng áp suất của tháp

Để giảm mức độ phân hủy, thời gian lưu của nguyên liệu ở nhiệt độ caocũng cần phải hạn chế

♦ Cơ sở của phương pháp

Khi nhiệt độ sôi của hỗn hợp ở áp suất khí quyển cao hơn nhiệt độ phân hủynhiệt của chúng, người ta phải chưng cất trong chân không (VD) hay chưng cấtvới hơi nước để tránh phân hủy nhiệt Chân không làm giảm nhiệt độ sôi, còn hơinước cũng có tác dụng tương tự như dùng chân không làm giảm áp suất riêngphần của cấu tử hỗn hợp làm cho chúng sôi ở nhiệt độ thấp hơn Hơi nước dùngngay cả trong chưng cất khí quyển Khi tinh luyện nó được dùng để tái bay hơiphân đoạn có nhiệt độ sôi thấp Còn chứa trong mazut và goudron, trong nhiênliệu và dầu nhờn Kết hợp chân không vàhơi nước khi chưng cất phần cặn sẽ chophép đảm bảo hiệu quả tách sâu hơn phân đoạn dầu nhờn (có thể

t

0

= 550 –

600oC)

CHƯƠNG III: SẢN PHẨM CỦA QUÁTRÌNH CHƯNG CẤT

Khi tiến hành chưng cất sở khởi dầu mỏ, chúng ta nhận được nhiều phânđoạn và sản phẩm dầu Chúng được phân biệt với nhau bởi giới hạn nhiệt độ sôi(hay khoảng nhiệt độ chưng cất), bởi thành phần hydrocacbon, độ nhớt, nhiệt độchất cháy nhiệt độ đông đặc và bởi tính chất khác có liên quan đến việc sử dụngchúng Từø chưng cất chúng ta nhận được các sản phẩm như:

I PHÂN ĐOẠN DẦU NHỜN

Phân đoạn dầu nhớt với khoảng nhiệt độ sôi 300 – 500 oC, 350 – 540 oC(580oC) được gọi là gasoil chân không, đó là nguyên liệu cho quá trình crackingxúc tác hay hydrocracking Bao gồm những hydrocacbon có số nguyên tử cacbontrong phân tử từ C21-C35 (hoặc C40 ) những hydrocacbon trong phân đoạn này cótrọng lượng phân tử lớn, cấu trúc phức tạp, đặc biệt dạng hỗn hợp tăng lên rấtnhanh

Những Hydrocacbon paraphinic dạng thẳng, dạng nhánh, nói chung có íthơn so với những Hydrocacbon loại naphtenic, thơm hay hỗn hợp, ngay cả trongnhững loại dầu mỏ thuộc loại paraphinic cũng thế

Ví dụ: trong phân đoạn dầu nhờn của dầu mỏ poncacity (họ paraphinic) sựphân bố Hydrocacbon nhận được có % về thể tích trong phân đoạn dầu nhờnkhác nhau

Còn trong một số loại dầu California lại hoàn toàn không có loại paraphin Vì vậy dầu mỏ ở mỗi nơi khác nhau chúng đều có những tính chất khácnhau không chỉ về tính chất lý học mà cả về tính chất hóa hoc

n-PHÂN BỐ HYDROCACBON CÁC LOẠI TRONG n-PHÂN ĐOẠN DẦU NHỜN CỦA

DẦU MỎ PONCACITY

Loại Hydrocacbon % thể tích trong phân

đoạn của dầu nhờn n-paraphin

Paraphin

Naphten 1 vòng

Naphten 2 vòng

Naphten 3 vòng trở lên

Hydrocacbon thơm 1 vòng naphten

Hydrocacbon thơm 2 vòng + vòng naphten

Hydrocacbon 3 vòng naphten

Hydrocacbon thơm nhiều vòng ngưng tụ hçn

hợp với chất không Hydrocacbon

13,7 8,3 18,4 9,9 16,5 10,5 8,1 6,6 8,0

Các iso paraphin thường ít hơn các n - paraphin Các isoparaphin thường cócấu trúc mạch dài, ít nhánh và nhánh phụ thường chủ yếu là gốc metyl CácHydrocacbonl loại naphten có lẽ là loại chiếm đa phần trong phân đoạn này sốvòng các naphten có từ 1 đến 5 đôi khi có 9 đôi Những vòng naphten lại thườngcó rất nhiều nhánh phụ, những loại naphten 1 vòng thường có nhánh phụ dài vàcấu trúc của nhánh phụ này thuộc loại thẳng ít nhánh

Sự phân bố Hydrocacbon lo¹i Naphten và iso paraphin trong phân đoạn dầunhờn các loại n-paraphin và Hydrocacbon thơm của một loại dầu mỏ thuộc loạitrung gian, cho thấy các Naphten chiếm phần lớn, trong đó nhiều nhất là nhữngloại 2, 3, 4 và 5 vòng

THÀNH PHẦN RAPHTEN VÀ ISO - PARAPHIN TRONG PHÂN ĐOẠN DẦU ĐÃ KHỬ N- PARAPHIN VÀ THƠM CỦA DẦU MỎ HỌ TRUNG GIAN.

Loại Hydrocacbon Thể tích ( %)i- Paraphin

Naphten 1 vòngNaphten 2 vòngNaphten 3 vòngNaphten 4 vòngNaphten 5 vòngNaphten 6 vòngNaphten 7 vòngNaphten 8 vòngNaphten 9 vòng

268151513117311

Các Hydrocacbon thơm ở phân đoạn dầu nhờn là những loại có 1, 2 và 3vòng thơm, còn lại 5 vòng thơm trở lên có rất ít Đại bộ phận các Hydrocacbonthơm trong phân đoạn dầu nhờn đều nằm dưới dạng hỗn hợp với vòng naphten.Trong phân đoạn dầu nhờn, các hợp chất khác ngoài Hydrocacbon cũngchiếm phần đáng kể Các hợp chất của lưu huỳnh trong phân đoạn này chủ yếulà các Sunfua, Disunfua, các Sunfua dị vòng hoặc sunfua nối với các vòng thơmmột vòng hay nhiều vòng ngưng tụ với vòng Naphten, các Tiophen, và Tiophennhiều vòng

Những hợp chất của Nitơ, nếu như trong các phân đoạn trước chủ yếu làdạng piridin và quinodin, thì trong đoạn này các đồng đẳng của piridin và

quinodin, coứn coự caỷ caực pirol, cacbozol vaứ nhửừng ủoàng ủaỳng cuỷa chuựng vụựi soỏlửụùng khaự lụựn.

Trong phaõn ủoaùn daàu nhụứn, coứn coự maởt caực hụùp chaỏt cụ kim, chửựa caực kimloaùi nhử: V, Ni, Cu, Fe Tuy nhieõn caực phửực chaỏt naứy thửụứng taọp trung ủaùi boọtrong phaàn caởn Gaudron

Caực hụùp chaỏt coự chửựa Oxy naốm trong phaõn ủoaùn daàu nhụứn laứ caực axitNaphtenic, caực axit asphentic Soỏ lửụùng caực axit naphtenic trong phaõn ủoaùn naứy ớthụn so vụựi trong phaõn ủoaùn gasvil Tuy nhieõn daùng axit asphentic thửụứng naốmchuỷ yeỏu trong phaàn caởn gaudron

Các chất nhựa có mặt với số lợng đáng kể và tăng rất nhanh vê cuối phân đoạndầu nhờn

Mửực ủoọ taờng haứm lửụùng nhửùa tửứ phaõn ủoaùn gasvil sang caực phaõn ủoaùn daàunhụứn cuỷa daàu moỷ Grosny

HAỉM LệễẽNG TRONG CAÙC PHAÂN ẹOAẽN DAÀU MOÛ GROSNY

II CAậN GOUDRON

Caởn goudron laứ phaàn coứn laùi, coự nhieọt ủoọ soõi treõn 500oC ễÛ ủaõy taọp trungnhửừng Hydrocacbon coự soỏ nguyeõn tửỷ cacbon trong phaõn tửỷ laứ tửứ C41 trụỷ leõn, coự theồ

ủeỏn C50 – C 60 , thaọm chớ cuừng coự theồ giụựi haùn cuoỏi cuứng laứ C80 Vỡ theỏ caỏu truực caựcHydrocacbon naứy raỏt phửực taùp, nhửng caỏu truực chuỷ yeỏu cuỷa caực Hydrocacbon coựtheồ coự ụỷ ủaõy laứ loaùi voứng thụm vaứ raphten nhieàu voứng, ngửng tuù cao NhửừngHydrocacbon coự trong caởn goudron hụùp thaứnh moọt nhoựm goùi laứ nhoựm nhụứn naởng( coự theồ goùi taộc nhoựm daàu ) trong caởn goudron

0

I Phaõn ủoaùn kerosen

II Phan ủoaùn gasvilIII.Phaõn ủoaùn daàu nhụứn (nheù)IV.Paan ủoaùn daàu nhụứn(naởng)V.Goudron

5

10

15

20

Các chất nhựa và asphanten trong cặn goudron cũng đồng thời có chưa rấtnhiều các nguyên tố O, N, S cho nên chính nhựa và asphanten là những hợp chấtcó chứa O, N, S của phân đoạn này Ngoài ra trong cặn còn tập trung các phứcchất cơ-kim Hầu như tất cả kim loại có chứa trong dầu mỏ đều nằm lại trong cặngoudron.

Ngoài 3 nhóm quan trọng (dầu, nhựa, asphanten ), trong cặn goudron củadầu mỏ thu được khi chưng cất, còn thấy một số chất khác: Cacbon và Cacboid Trong dầu mỏ nguyên khai, cacben và cacboid không có, nhưng khi đem dầu mỏchưng cất, trong phần cặn goudron của nó xuất hiện các chất Cacbon và Cacboid,số lượng các chất này không nhiều Tuy nhiên nếu cặn goudron được ôxi hóabằng cách thổi không khí, thì lượng Cacbon và Cacboid tạo rất nhiều Cacben vàCacboid giống như asphanten nhưng rắn và giống như cốc màu sẫm hơn vàkhông tan trong các dung môi thông thường, ngay như dung môi có thể hòa tanasphanten như bezen, teraclorua Cacbon, cacben cũng không hòa tan nó cũnghòa tan rất ít trong sunfuacacbon và chỉ tan trong pyridin còn Cacboid thì giốngnhư một số liệu Cacbon trong thiên nhiên (Graphit, than ) nó không tan trong bấtkỳ dung môi nào Cacbon và Cacboid vì thế được xem như sản phẩm ngưng tụsâu thêm của asphanten dưới ảnh hưởng của nhiệt độ và oxy

III CÁC ẢNH HƯỞNG CỦA NGUYÊN LIỆU ĐẾN SẢN PHẨM

1 Aûnh hưởng của thành phần Hydrocacbon phân đoạn dầu nhớt đến tính chất bôi trơn của dầu nhớt

Các Hydrocacbon trong phân đoạn dầu nhờn có ảnh hưởng rất lớn đến độnhớt của dầu nhờn Các hydrocacbon ( loại mạch thẳngvà mạch nhánh ) nói

chung đều có độ nhớt thấp hơn, so với các loại hydrocacbon khác Tuy nhiên,nếu chiều dài của mạch càng lớn, thì độ nhớt cũng tăng theo, đồng thời độ phânnhánh càng nhiều thì độ nhớt cũng tăng theo

Các Hydrocacbon naphten hoặc thơm có một hoặc hai vòng nằm trong phânđoạn dầu nhờn có cùng một nhiệt độ sôi như nhau thì độ nhớt cũng gần như nhau.Nhưng nếu các naphten và Hydrocacbon thơm có 3 vòng trở lên thì độ nhớt củachúng khác nhau Các Hydrocacbon naphtenic nhiều vòng và các hydrocacbonhỗn hợp nhiều vòng của naphten- thơm lại có độ nhớt cao nhất Nếu cácHydrocacbon loại hỗn hợp naphten-thơm được thay thế tất cả vòng thơm trong đóbằng vòng naphten, thì độ nhớt của loại sau ( tức chỉ toàn vòng naphten ) sẽ tănglên cao

Nếu các Hydrocacbon thơm hoặc naphten có nhánh phụ thì chiều dài nhánhphụ càng lớn, độ nhớt càng tăng, mặt khác nếu nhánh phụ có cấu trúc nhánh, thì

®ộ nhớt của nó cũng tăng cao hơn độ nhớt của loại có nhánh phụ mạch thẳng cócùng một số nguyên tử Cacbon

Như vậy: Một đặc tính đáng chú ý là độ nhớt thay đổi theo sự thay đổi củanhiệt độ Tính chất này của dầu nhớt cũng phụ thuộc rất lớn vào thành phầnHydrocacbon Các Hydrocacbon paraphinic, đăïc biệt là loại mạch thẳng không

CCCCCC

§é nhít ë 50oC = 78 Centipao

CCCCCC

§é nhít ë 50oC = 444 Centipao

có nhánh, ít bị thay đổi độ nhớt theo nhiệt độ Mạch càng dài, tính chất này càngđược cải thiện

Các Hydrocacbon thơm và naphten có nhánh phụ càng dài, và càng có sốlượng nhánh phụ càng nhiều so với số lượng vòng thơm hay nhiệt độ Ngược lạicác Hydrocacbon thơm hay naphten nhiều vòng, có nhánh phụ ngắn là loại có độnhớt thay đổi rất nhạy với nhiệt độ

Các Hydrocacbon hổn hợp naphten-thơm có độ nhớt thay đổi nhiều theonhiệt độ, trong đó các naphten nhiều vòng thì độ nhớt lại ít bị thay đổi hơn khinhiệt độ thay đổi

Chỉ số nhớt của các naphten có nhánh phụ

Số vòng naphten

ít vòng nhưng lại có nhánh phụ dài là loại chỉ số nhớt cao

Các Hydrocacbon paraphinic cũng góp phần làm tăng chỉ số nhớt, tuy vậyvẫn không phải là cấu từ quan trọng trong dầu nhờn có chỉ số nhớt cao, vì sự cómặt chúng trong dầu nhờn sẽ làm cho dầu mất tính linh động và đông đặc ở nhiệtđộ thấp do chúng rất dễ bị kết tinh, cho nên các Hydrocacbon paraphinic cũng bịloại bỏ ra khỏi phân đoạn dầu nhờn chỉ một phần, sau đó cho thêm vào dầu mộtsố chất phụ da có tác dụng làm giảm bớt nhiệt độ đông đặc của dầu những chất

này thường dùng là parafloi hoặc Santopua, chúng không ảnh hưởng gì đến sựtạo thành tinh thể paraphin khi ở nhiệt độ thấp mà chỉ ngăn cản sự phát triểnthành các bộ khung tinh thể lớn, do đó vẫn giữ được dầu có tính linh động ở nhiệtđộ thấp có khả năng hạ nhiệt độ đông đặc xuống 20- 300C.

Công thức của parafloi và Santopua như sau:

Những phân đoạn dầu nhờn của dầu mỏ họ paraphinic, naphtenicparaphinic, paraphinic-naphtenic đều có khả năng sản xuất được dầu nhờn có chỉsố nhớt cao vì rằng trong thành phần của chúng chứa nhiều Hydrocacbon naphtenvà thơm ít vòng nhưng lại có nhánh phụ rất dài Ngược lại những phân đoạn dầunhờn của dầu mỏ họ naphtenic hoặc naphtenic-aromatic có khả năng sản xuấtcác loại dầu nhờn có chỉ số nhớt cao, vì trong thành phần của chúng chứa rấtnhiều các Hydrocacbon naphtenic và thơm nhiều vòng, với những nhánh phụ rấtngắn, nếu muốn làm tăng chỉ số nhớt của dầu nhờn người ta cũng có thể dùngcác chất phụ da có tác dụng cải thiện chỉ số nhớt

Những chất này thường là các Polime như Poliiso butylen, Polimetacrilat(acriloid ), Polime của estervinylic ( vinypol ), Poliakyl Stirel ( santodex )

Poliisobutylen Polimetacrilat Vinyprol

2 Aûnh hưởng của thành phần không Hydrocacbon trong phân đoạn của dầu nhờn đến các tính chất bôi trơn của dầu nhờn

Trong phân đoạn dầu nhờn bên cạnh thành phần chính là các Hydrocacboncòn lại hầu hết tập trung vào đây đại bộ phận các hợp chất của S, N, O và cácchất nhựa của dầu mỏ

0

O II C C

Các hợp chất nhựa nằm trong phân đoạn dầu nhờn là những hợp chất màphần cấu trúc chủ yếu của nó là nhữn vòng thơm và naphten ngưng tụ cao.

Vì vậy các hợp chất nhựa có độ nhớt lớn, mặt khác có chỉ số nhớt rất thấp.Mặt khác, các chất nhựa lại có khả năng nhuộm mầu rất mạnh, nên sự có mặtcủa chúng trong dầu làm cho mầu của dầu bị sẩm và tối Trong quá trình bảoquản, sử dụng, tiếp xúc với oxy không khí ở nhiệt độ thường hoặc nhiệt độ cao,nhựa đều rất dễ bị oxy hóa tạo nên các sản phẩm có trọng lượng phân tử lớn hơntùy theo mức độ bị oxy hóa như asphanten hoặc Cacbon, Caacboid Những chấtnày làm cho dầu tăng cao độ nhớt và đồng thời tạo cặn không tan đọng lại trongdầu, khi đưa vào bôi trơn lại làm tăng mài mòn các loại chi tiết tiếp xúc Vì vậyviệc loại bỏ các chất nhựa ra khỏi phân đoạn dầu nhờn, khi dùng chúng để sảnxuất dầu nhờn là một khâu công nghệ rất quan trọng

Các hợp chất của lưu huỳnh, nitơ, oxi có trong phân đoạn dầu nhờn dướitác dụng của oxi hóa cũng dễ tạo ra những chất giống như nhựa Ngoài ra nhữnghợp chất của lưu huỳnh nằm lại trong dầu nhờn chủ yếu là Lưu huỳnh ở dạngsunfua, những hợp chất của oxy chủ yếu là axit naphtenic có trong dầu gây ănmòn các đường ống dẫn dầu, thùng chứa làm bằng các hợp kim của Pb, Cu, Zn,

Sn, Fe Những sản phẩm ăn mòn này lại lắng đọng lại trong dầu, làm bẩn dầu vàđồng thời góp phần tạo cặn bám ở các chi tiết động cơ

Tuy nhiên sự có mặt của các hợp chất axit hữu cơ và một số chất có cựckhác cũng có tác dụng làm tăng độ bám dính ( hay còn gọi là độ nhờn ) của dầulên bề mặt kim loại Nguyên nhân có thể do sự hấp thụ hóa học của phần có cựccủa chúng nên bề mặt kim loại, trong quá trình đó các axit có thể tạo lên với lớpkim loại bề mặt một hợp chất kiểu xà phòng và nhờ đó bám chắc vào bề mặtkim loại Trong trường hợp dầu nhờn dùng để bôi trơn những chi tiết làm đượcvới tải trọng lớn, nhưng tốc độ chuyển động cũng lớn phải sử dụng những chấtphụ da là các hợp chất của clo, của lưu huỳnh, của phốtphát ( như các

Hydrocacbon thơm clo hóa các paraphin clo hóa dibenzin sunfua, terpensunfuahoas, triczezyl phorphat ) Các hợp chất này sẽ tác dụng với clorua,sunfua, photphat của các kim loại tương ứng, và nhờ vậy dữ vững cho màng dầuđược tồn tại không bị đẩy và đứt vỡ ra.

ẢNH HƯỞNG CỦA PHỤ GIA ĐẾN ĐỘ BỀN ĐỨT CỦA MÀNG DẦU

Chất phụ gia Công thức Độ bề đứt mạnh cuả

CHƯƠNG IV: CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ VÀ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ

CỦA CHƯNG CẤT DẦU

I CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ ẢNH HƯỞNG TỚI QUÁ TRÌNH CHƯNG CẤT

Các thông số công nghệ ảnh hưởng trực tiếp tới hiêu suất và chất lượngcủa quá trình chưng cất là nhiệt độ, áp suất và phương pháp chưng cất

Chế độ công nghệ chưng cất phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng dầu thôban đầu, vào mục đích và yêu cầu của quá trình công nghệ,vào chủng loại sảnphẩm cần thu và phải có dây chuyền công nghệ hợp lý Vì vậy khi thiết kế quátrình chưng cất chúng ta cần phải xém kỹ và kết hợp đầy đủ các yếu tố để quátrình chưng cất đạt được kinh tế cao nhất

1 Chế độ nhiệt của tháp chưng luyện

Nhiệt độ là thông số quan trọng nhất của tháp chưng cất Bằng cách thayđổi nhiệt độ của tháp, sẽ điều chỉnh chất lượng và hiệu suất của sản phẩm Chếđộ nhiệt của tháp gồm nhiệt độ của nguyên liệu vào tháp, nhiệt độ đỉnh tháp,nhiệt độ trong tháp và nhiệt độ đáy tháp

Nhiệt độ của nguyên liệu ( dầu thô ) vào tháp chưng được khống chế tùytheo bản chất của loại dầu thô, mức độ cần phân tách sản phẩm, áp suất trongtháp và lượng hơi nước đưa vào đáy tháp, chưng chủ yếu là phải tách được sựphân hủy nhiệt của nguyên liệu ở nhiệt độ cao Do vậy, nhiệt độ lò ống đốtnóng phải được khống chế chặt chẽ

Nhiệt độ đáy tháp chưng luyện phụ thuộc vào phương pháp bay hơi vàphần hồi lưu đáy Nếu bay hơi phần hồi lưu đáy bằng một thiết bị đốt nóng riêngbiệt (reboiller ), thì nhiệt độ đáy tháp sẽ ứng dụng hơi nước quá nhiệt thì nhiệtđộ đáy tháp sẽ thấp hơn nhiệt độ vùng nạp liệu

Nhiệt độ đáy tháp phải chọn tối ưu, trách sự phân hủy các cấu tử nặng,nhưng lại phải đủ để tách hết hơi nhẹ khỏi phần cạn đáy

Nhiệt độ đỉnh tháp được khống chế nhằm đảm bảo được sự bay hơi hoàntoàn sản phẩm đỉnh mà không gây ra sự cuốn theo các nặng khác Muốn vậyngười ta phải dùng hồi lưu đỉnh tháp

Nhiệt độ đỉnh tháp khi được chưng cất chân không thì: Áp suất chưng cất làtừ 10 – 70 mm Hg và

t

Dùng hồi lưu sẽ tạo điều kiện phân tách tốt hơn Hồi lưu đỉnh tháp thườngcó 2 dạng: hồi lưu nóng và hồi lưu nguội

2 C¸c ph¬ng ph¸p håi lu

2.1 Hồi lưu nóng

Quá trình hồi lưu nóng thực hiện bằng cách cho ngưng tụ một phần hơi sảnphẩm đỉnh ở nhiệt độ sôi của nó, sau đó cho tưới trở lại đỉnh tháp, và chỉ cần cấpmột lượng nhiệt đủ để bốc hơi Tác nhân làm lạnh có thể dùng nước hay chínhsản phẩm lạnh

t2 t1 (1) (2)

* Xác định hồi lưu nóng theo công thức:

i

Q n

G 

Gn: lượng hồi lưu nóng, kg/hQ: nhiệt lượng hồi lưu cần lấy để bốc hơi, kcal/hi: nhiệt ngưng tụ của sản phẩm lỏng, kcal/h

Thieỏt bũ ngửng tuù hoài lửu noựng khoự laộp raựp vaứ khoự veọ sinh, neõn loaùi naứyngaứy nay ớt duứng.

2.2 Hoài lửu nguoọi

Quaự trỡnh hoài lửu nguoọi ủửụùc thửùc hieọn baống caựch laứm nguoọi vaứ ngửng tuù toaứn boọ saỷn phaồm ủổnh roài tửụựi trụỷ laùi ủổnh thaựp Khi ủoự nhieọt lửụùng caàn thieỏt ủeồ caỏp cho phaàn hoài lửu bao goàm nhieọt caàn ủeồ ủung noựng noự ủeỏn nhieọt ủoọ soõi vaứ nhieọt lửụùng caàn ủeồ hoựa hụi

t2 t1 (1) (2)sơ đồ: hồi l u nguội

(3)

♦ Xaực ủũnh lửụùng hoài lửu nguoọi theo coõng thửực:





Q q

ng

1 2 2

C: tyỷ nhieọt cuỷa hoài lửu l: nhieọt lửụùng phaàn tinh caỏt, kcal/kg

t1,t2: nhieọt ủoọ cuỷa hụi vaứ loỷng tửụng ửựngTửứ coõng thửực treõn ta thaỏy: lửụùng hoài lửu nguoọi caứng nhoỷ thỡ nhieọt ủoọ cuỷa hoàilửu vaứo thaựp t1 caứng thaỏp Thửụứng nhieọt ủoọ t1 hoài lửu tửụựi vaứo khoaỷng 30- 400C.noựi chung hoài lửu ủửụùc sửỷ duùng roọng raừi trong coõng ngheọ cheỏ bieỏn daàu moỷ

2.3 Hoài lửu trung gian

Xaực ủũnh lửụùng hoài lửu trung gian theo coõng thửực:

r

t

r t tr

q q

Q G

0

1 

 [ III.101]

Trong ủoự: GTr: lửụùng hoài lửu trung gian

Q: lửụùng nhieọt laỏy ủi, kcal/h

qr t1, qr t0: haứm nhieọt cuỷa hoài lửu ụỷ pha loỷng ửựng vụựi nhieọt ủoọ t1, t0,kcal/kg

II Sễ ẹOÀ NGUYEÂN LYÙ LAỉM VIEÄC CUÛA THAÙP CHệNG CAÁT

1 Nguyeõn lyự laứm vieọc thaựp chửng caỏt

Cấu tạo:

1 Tháp chng

2 Thiết bị trao đổi nhiệt

3 Bơm

Phần ở phía trên đĩa nạp liệu của tháp thực hiện quá trình làm tăng nồngđộ của các cấu tử nhẹ trong pha hơi nên được gọi là phân tích luyện Còn phầnphía dưới đĩa nạp liệu của tháp thực hiện quá trình tách pha hơi khỏi pha lỏng vàlàm tăng nồng độ của cấu tử nặng trong cặn chưng nên được gọi là cặn chưng,

do vậy đáy tháp phải cung cấp thêm nhiệt hay đưa thêm tác nhân bay hơi vào.Mức độ phân chia tốt hay xấu phụ thuộc vào số đĩa được bố trí trong tháp vàlượng hồi lưu Nếu số đĩa lý thuyết quá ít thì tách không rõ ràng, nhưng nếu sốđĩa quá lớn thì dẫn đến chiều cao của tháp quá lớn gây khó khăn cho chế tạo rắpráp, tăng vốn đầu tư, trong khi chỉ cần đạt đủ độ phân chia để nhận các phânđoạn dầu

2 Các loại tháp chưng

Muốn có hiệu quả phân tách tốt, quá trình tiếp xúc pha trong tháp tinhluyện phải được xảy ra đồng đều, triệt để Do vậy người ta phải trang bị các thiết

bị bên trong tháp nhằm đạt được mục đích này Trong thực tế thường chế tạo