Bên cạnh đó, hướng sử dụng mạng mẽ và có hiệu quả nhất của dầu mỏ là làm nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hóa dầu như: sản xuất cao su, chất dẻo, tơ sợi tổng hợp, phân bón,…Ngoài các
Trang 1Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
LỜI MỞ ĐẦU
Dầu mỏ được con người biết đến từ thời cổ xưa Đến thế kỉ XVIII dầu mỏ được sử dụng làm nhiên liệu để đốt cháy, thắp sáng Sang thế kỉ XIX dầu được coi như nguồn nguyên liệu chính cho mọi phương tiện giao thông và cho nền kinh tế quốc dân Hiện nay, dầu mỏ đã trở thành nguồn năng lượng quan trọng nhất của mọi quốc gia trên thế giới, là loại hàng hóa đặc biệt quan trọng, là máu huyết của nền kinh tế quốc dân và quốc phòng của một đất nước 56 - 57% năng lượng sử dụng đi từ dầu mỏ; chỉ có 20 –25% năng lượng đi từ than; 5 – 6% năng lượng đi từ nước và 8 – 12% đi từ năng lượng hạt nhân Bên cạnh đó, hướng sử dụng mạng mẽ và có hiệu quả nhất của dầu
mỏ là làm nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hóa dầu như: sản xuất cao su, chất dẻo, tơ sợi tổng hợp, phân bón,…Ngoài các sản phẩm nhiên liệu và sản phẩm hóa học của dầu mỏ, các sản phẩm phi nhiên liệu như dầu mỏ bôi trơn, nhựa đường, hắc ín,…cũng là một phần quan trọng trong sự phát triển của công nghiệp Vì thế dầu mỏ thường được ví như là “vàng đen”
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp dầu khí trên thế giới, dầu khí Việt Nam cũng đang trên đà phát triển Hiệu quả sử dụng dầu mỏ phụ thuộc vào chất lượngcủa quá trình chế biến, trong đó các quá trình xúc tác giữ vai trò quan trọng Theo các chuyên gia về hóa dầu ở Châu Âu, việc đưa dầu mỏ qua các quá trình chế biến sẽ nângcao được hiệu quả sử dụng lên 5 lần, và như vậy tiết kiệm được nguồn tài nguyên quý hiếm này Vì vậy mà mô hình nhà máy lọc dầu luôn thay đổi cải tiến, hoàn thiện quy trình công nghệ đồng thời áp dụng những phương pháp chế biến sâu trong dây chuyềnsản xuất nhằm chuyển hóa dầu thô tới mức tối ưu thành nhiên liệu và những sản phẩmquan trọng, đáp ứng được nhu cầu thị trường, để sử dụng nguồn tài nguyên này hiệu quả nhất, đem lại lợi ích tốt nhất cho chính mình và xã hội
Trong bài tốt nghiệp cuối khóa tôi được giao đề tài: Thiết kế nhà máy lọc dầu với năng suất 7.000.000 tấn/năm, nguyên liệu là dầu thô ARABIAN LIGHT
GVHD: Th.s TR N VĂN TI NẦN VĂN TIẾN ẾN 1 SVHH: NGUYỄN XUÂN CƯƠNG
Trang 2
Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
sự phóng xạ trong long đất
Dầu thô thương ở thể lỏng nhớt, nhưng cũng có loại dầu đông đặc ngay ở nhiệt
độ thường Nó có màu sắc thay đổi từ màu vàng nhạt đến đen sẩm và có ánh huỳnhquang Độ nhớt dầu thô thường rất lớn và thay đổi trong khoảng rộng từ 5 – 1000 cSt
và có thể lớn hơn gấp hang trăm lần so với nước nhưng tỷ trọng lai thấp hơn
Về bản chất hoá học, dầu thô là hổn hợp rất phức tạp của các hợp chấthydrocacbon và các hợp chất phi hydrocacbon, mà thành phần chủ yếu là cáchydrocacbon khác nhau tạo nên dầu thô
Ngày nay trên thế giới, hầu hết các quốc gia, kể cả nhưng quốc gia không có dầucũng đều xây dựng cho mình một ngành công nghiệp lọc dầu nhằm ổn định và pháttriển kinh tế Ngành công nghiệp này có tầm quan trọng đặc biệt trong nên kinh tếquốc dân và trong quốc phòng Các sản phẩm dầu mỏ là nhân tố quyết định cán cânnăng lượng của thế giới và cũng là nguôn nguyên liệu trụ cột cho các ngành côngnghiệp khác, trong đó sản phẩm quan trong nhất là xăng và dầu Càng ngày con ngườitim ra nhiều cách để thu được lượng xăng đáng kể, nhiều hơn lượng xăng thu đượcbằng việc nghiên cứu và cải thiện các phương pháp cụ thể là các quá trình chuyển hoásâu Bên cạnh xăng ta còn thu được các sản phẩm khác đáp ứng nhu cầu năng lượngcủa các ngành công nghiệp khác như: dầu đốt, dầu nhờn, bitum…
1.2 Các sản phẩm
Thành phần hydrocacbon trong dầu thô rất đa dạng từ các hydrocacbon nhẹ C1,
C2… Đến các hydrocacbon rất nặng như các hợp chất đa vòng, lai hợp… Nên trongquá trình lọc dầu ta sẽ thu được nhiều sản phẩm với các ứng dụng khác nhau trongsinh hoạt, công nghiệp
GVHD: Th.s TR N VĂN TI NẦN VĂN TIẾN ẾN 2 SVHH: NGUYỄN XUÂN CƯƠNG
Trang 3
Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
Các sản phẩm này được chia làm hai loại: sản phẩm năng lượng và sản phẩm phinăng lượng
Sản phẩm năng lượng là các loại nhiên liệu và chất đốt Các nhiên liệu khi cháy
sẽ chuyển thành động năng cung cấp cho các động cơ như động cơ xăng, động cơdiesel, máy bay… Còn các chất đốt khi cháy sẽ chuyển thành nhiệt năng sử dụngtrong các nhà máy nhiệt điện, sản xuất hơi nước, lò đốt…Cách phân loại này chỉ cótính tương đối bởi vì một số sản phẩm vừa là chất đốt lại vừa là nhiên liệu tùy vàomục đích sử dụng như dầu đốt nặng có thể dùng làm nhiên liệu cho động cơ tàuthủy…
Các sản phẩm phi năng lượng cũng là các sản phẩm dầu mỏ nhưng không được
sử dung với mục đích sinh năng lượng mà được sử dụng với các mục đích khác nhaunhư:
+ Dung môi: là các hydrocacbon nhẹ khoảng từ C4 đến C14, được dùng làmdung môi pha sơn hay dùng để làm sạch kim loại, vải; bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mònhoặc có thể dùng làm dung môi hóa học…
+ Dầu nhờn, dầu công nghiệp, các sản phẩm liên quan: là các sản phẩm nặngthu được sau các sản phẩm năng lượng, được dùng với các mục đích khác nhau như:bôi trơn động cơ nhằm giảm ma sát, cire đánh giày, nhựa đường cung cấp cho cáccông trình giao thông
+ Các sản phẩm hóa dầu: là các sản phẩm được dùng trong công nghiệp hóadầu
Ngoài ra, nhà máy lọc dầu phải đảm bảo chất lượng cho các sản phẩm sản xuất
từ nhà máy theo các tiêu chuẩn chất lượng đã qui định
2 Chức năng và nhiệm vụ của nhà máy lọc dầu
2.2 Nhiệm vụ của nhà máy
2.2.1 Tiếp nhận và vận chuyển dầu thô
Có thể tiếp nhận một lượng lớn dầu thô về cả số lượng lẫn chủng loại,nhằm tránh sự tác động của sự biến động rộng lớn về nguồn nguyên liệu và có thể cấuthành nguyên liệu phù hợp với chế độ công nghệ của nhà máy nhằm đáp ứng đượcGVHD: Th.s TR N VĂN TI NẦN VĂN TIẾN ẾN 3 SVHH: NGUYỄN XUÂN CƯƠNG
Trang 4
Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
yêu cầu về cơ cấu sản phẩm dầu mỏ của thị trường Có thể tiếp nhận bằng cầu cảnghoặc đường ống
2.2.2 Chế biến dầu thô
Thực hiện các quá trình chế biến dầu thô thành các sản phẩm dầu mỏ hay chấtnền
2.2.3 Kiểm tra chất lượng
Thực hiện việc kiểm tra chất lượng các nguyên liệu và sản phẩm của nhà máynhằm theo dõi các quá trình chế biến và đảm chất lượng cho các sản phẩm tạo thành
2.3 Chức năng của nhà máy lọc dầu
2.3.2 Nâng cao hiệu suất thu hồi sản phẩm
Nhằm tạo ra các phân tử mới có tính chất phù hợp với sản phẩm sử dụng thôngqua các quá trình chuyển hoá như alkyl hóa, isomer hóa, reforming, cracking, giảmnhớt và quá trình chuyển hoá xúc tác có sự tham gia của hidro như hydrocracking,hydrodesunfua nhằm loại bỏ các tạp chất không mong muốn có mặt trong thànhphần các phân đoạn và sản phầm, nhằm đáp ứng yêu cầu làm nguyên liệu cho quátrình chế biến tiếp theo hay đạt chất lượng sản phẩm thương phẩm
2.3.3 Phối trộn các sản phẩm thương phẩm
Các sản phẩm thu được qua quá trình chế biến chưa đảm bảo yêu cầu về cáctiêu chuẩn kỹ thuật, chất lượng Do vậy, ta phải tiến hành phối trộn các sản phẩm nàyvới nhau để thu được sản phẩm đảm bảo theo tiêu chuẩn Việt Nam
Để tính phối liệu sản phẩm dựa vào đặc trưng của từng sản phẩm theo yêu cầu của
đồ án, kết hợp với các yêu cầu đối với từng sản phẩm, chọn cách phối liệu tối ưu nhất
GVHD: Th.s TR N VĂN TI NẦN VĂN TIẾN ẾN 4 SVHH: NGUYỄN XUÂN CƯƠNG
Trang 5
Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
dựa vào máy tính sau đó tính lại cân bằng vật chất của nhà máy theo sơ đồ công nghệhợp lý nhất đã chọn
Ngoài ra trong nhà máy lọc dầu còn có các quá trình xử lí môi trường nhằm bảođảm an toàn môi trường làm việc và môi trường tự nhiên xung quanh nhà máy (baogồm các quá trình xử lý khí, nước thải, chất thải, khí chua …)
Từ mục đích sản xuất sản phẩm đặc trưng là xăng – SP, khí olefin GAZ xăng vàdầu đốt dân dụng –FOD em chọn phương án thiết kế nhà máy lọc dầu có 12 phânxưởng DA – DSV – RC – FCC – HDC – VISCO – EXASP – EXARO – PARA –HDS(KER-GOL-LCO)
3 Nhiệm vụ của đồ án và hướng giải quyết
3.1 Nhiệm vụ của đồ án
Dựa và các dữ liệu ban đầu của dầu thô Ariban Light, tiến hành tính toán cácđặc trưng của từng phân đoạn, từng phân xưởng của nhà máy lọc dầu Tiến hành tínhtoán cân bằng vật liệu của nhà máy và với sự trợ giúp của máy tính để tính phối liệutối ưu cho sản phẩm
3.2 Hướng giải quyết
Từ các dữ liệu ban đầu, dựa trên các khoang phân đoạn đã biết tiến hành xácđịnh các tính đặc trưng của các phân đoạn thu được trong chưng cât khí quyển, chưngcất cân không, reforming xúc tác, cracking xúc tác, khử lưu huỳnh Tính cân bằng vậtliệu cho từng phân xưởng và cho toành nhà máy Cần tính toán và xử lý sao cho mỗiquá trình đều đạt tôi ưu chất lượng và sản phẩm
Ứng với mỗi công đoạn mỗi phân xưởng cần lập bảng tổng kết riêng, cuốicùng là bảng cân bằng vật liệu (CBVL) chung cho toàn nhà máy
Để phối liệu cho sản phẩm dụa vào đặc trưng của từng sản phẩm theo yêu cầu của đồ
án, kết hợp với các yêu cầu đối với từng sản phẩm, chọn các phối liệu tối ưu nhất dựavào máy tính sao cho tính cân bằng vật chất của nhà máy theo sơ đồ công nghệ hợp lýnhất đã chọn
GVHD: Th.s TR N VĂN TI NẦN VĂN TIẾN ẾN 5 SVHH: NGUYỄN XUÂN CƯƠNG
Trang 6
Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
PHẦN 2: TÍNH CÔNG NGHỆ CÁC PHÂN XƯỞNG
CHƯƠNG 1: TÍNH CÔNG NGHỆ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT KHÍ QUYỂN (DA)
1.1
Cơ sở lý thuyết của quá trình chưng cất khí quyển
Chưng cất khi quyển là một công đoạn căn bản của quy trình công nghệ lọcdầu, công đoạn này ra đời từ cuối thế kỷ XIX Vì nó là công đoạn đầu tiên trong quytrình công nghệ lọc dầu, nên chưng cất khí quyển luôn phải xử lý lượng lớn nhấtnguyên liệu và nó đóng vai trò quyết định trong vận hành nhà máy lọc dầu.Trênphương diện tổng quát, từ nguyên liệu là dầu thô, qua phân xưởng chưng cất khíquyển, ta sẽ thu được các phân đoạn sản phẩm dầu thô như sau:
+ Một phân đoạn khí (C1-C4) và xăng (C5-C10,11, ts=30-1800C)+ Một phân đoạn kerosen hoặc dầu hoả (C11-C15,16, ts=180-2500C)+ Một hoặc hai phân đoạn gasoil hay diesel (C16-C20,30, ts=250-3500C)+ Một phân đoạn mazut là cặn của tháp chưng cất khí quyển (C20+,ts=350+0C) tách ở dưới đáy tháp
Quá trình phân riêng thường diễn ra ở duy nhất một tháp, hoạt động dưới ápsuất từ 1-3 bar, áp suất làm việc càng thấp càng tốt Việc trích dòng sản phẩm đượcthực hiện nhờ thiết bị tách hơi (strippeur) Các tháp tách hơi được đun sôi gián tiếp(khi ta muốn thu sản phẩm khô không chứa nước) hay thông thường hơn, chúng đượcđun bốc hơi bằng hơi nước trực tiếp, các phần nhẹ bốc hơi được quay trở laị thápchính tại vị trí phía trên đĩa trích dòng sản phẩm lỏng
Tháp chưng cất khi quyển, trong thực tế hoạt động như một tháp hấp thụ có hồilưu, nó có từ 1-3 dòng hồi lưu tuần hoàn cho phép ta thu hồi được 1 lượng nhiệt khácao
Dầu thô được đun nóng sơ bộ trong chuỗi thiết bị trao đổi nhiệt thứ nhất nhờ sửdụng nhiệt thu hồi từ các sản phẩm và từ dòng hồi lưu tuần hoàn đến nhiệt độ khoảng120-1600C, tại nhiệt độ này dầu thô sẽ được khử muối Công đoạn này được thực hiện
ở áp suất khá lớn (khoảng 12 bar) nhằm để hỗn hợp dầu thô và nước vẫn còn ở trạngthái lỏng tại nhiệt độ mong muốn Dầu thô đã tách muối được đun tiếp trong chuỗiGVHD: Th.s TR N VĂN TI NẦN VĂN TIẾN ẾN 6 SVHH: NGUYỄN XUÂN CƯƠNG
Trang 7
Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
thiết bị gia nhiệt thứ hai rồi được đưa vào lò đun để đạt được nhiệt độ khoảng
370-3900C để cấp liệu ở trạng thái hoá hơi một phần cho tháp chính
1.2 Tính toán công nghệ
Các số liệu ban đầu:
- Năng suất của nhà máy: 7 triệu tấn/năm
- 0API của dầu thô Arập nhẹ: 34,2
- Nhiệt độ trung bình của phân đoạn: ( tTBP
50%V ): Khi ta chưng cất theo đường congđiểm sôi thực (TBP) cho đến khi thu được 50%V tương ứng ở đó chính là: tTBP
Bảng 1.1.1 Các phân đoạn thu được từ tháp DA với các số liệu như sau:
phân đoạn nhiệt độ
sôi đầu
nhiệt độ sôi cuối
Trang 8Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
1.2.1 Tính phần trăm khối lượng (%m) cho các phân đoạn
Theo bảng đường cong điểm sôi thực TBP của dầu ARIBIAN LIGHT và phươngpháp nội suy ta được %m cho phân đoạn như sau:
Tính %m cho phân đoạn GAS: 20÷750C
Với phân đoạn RDA thì tính theo định luật cân bằng khối lượng
Kết quả tính được như sau
Bảng 1.1.2
phân đoạn
1.2.2 Tính tỷ trọng (d4 15 ) của các phân đoạn
Tỷ trọng là tỷ số giữa trọng lượng riêng của một chất ở một nhiệt độ nhất định
và tỷ trọng riêng của một chất khác được chọn làm chuẩn, xác định ở cùng vị trí Đốivới các loại sản phẩm dầu lỏng đều lấy nước cất ở nhiệt độ +40C và áp suất 760mmHglàm chuẩn
GVHD: Th.s TR N VĂN TI NẦN VĂN TIẾN ẾN 8 SVHH: NGUYỄN XUÂN CƯƠNG
Trang 9
Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
Dựa theo đồ thị MOB- 57, đối với phân đoạn khí thì xác định theo phương phápcộng thể tích, còn đối với các phân đoạn lỏng thì xác định theo phương pháp cộng tínhtheo khối lượng
Với phân đoạn GAZ tính theo công thức cộng thể tích như sau:
Với phân đoạn GAS:
Ta có: %mGAS=4.19%, tra bảng D57 ta được dGAS=0,652
19 4
* 645 0 22 16
* 724
= 0,743
GVHD: Th.s TR N VĂN TI NẦN VĂN TIẾN ẾN 9 SVHH: NGUYỄN XUÂN CƯƠNG
Trang 10
Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
Với phân đoạn KER, GOL, GOH tính tương tự
Với phân đoạn RDA
Có: %m=48.40% tra bảng D62 ta được dRDA=0,954
1.2.3 Xác định lưu lượng khối lượng - thể tích và % thể tích các phân đoạn
1.2.3.1 Xác định lưu lượng khối lượng (Fm)
Theo công thức sau: Fmi=%mi*m
Với:
- %mi: phần trăm khối lượng phân đoạn (%m)
- Fmi: lưu lượng khối lượng phân đoạn i (kt/năm)
- m: lưu lượng dầu thô cần xử lý (kt/năm)
Với phân đoạn GAZ:
- Fvi: lưu lượng thể tích phân đoạn i (km3/năm)
- Fmi: lưu lượng khối lượng phân đoạn i (kt/năm)
- di: Tỷ trọng phân đoạn i
GVHD: Th.s TR N VĂN TI NẦN VĂN TIẾN ẾN 10 SVHH: NGUYỄN XUÂN CƯƠNG
Trang 11
Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
Kết quả tính được cho ở bảng 1.1.4
1.2.3.3 Xác định %V của phân doạn
Theo công thức sau:
total
Fv
Fv *100Với:
- Fvi: lưu lượng thể tích của phân đoạn thứ i (kt/năm)
- Fvtotal: lưu lượng thể tích tổng cộng các phân đoạn (kt/năm)
Kết quả tính được cho ở trên:
Trang 12Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
M được xác định dựa vào đồ thị D59 và phương pháp cộng tính, sử dụng công thứccộng tính sau:
Mhh*%mhh= (Mi*%mi)
Với:
- Mhh: khối lượng phân tử trung bình của phân đoạn
- %mhh: Phần trăm khối lượng cộng tính của hỗn hợp
- Mi: Khối lượng phân tử trung bình của phân đoạn thứ i
- Mi: Phần trăm cộng tính của phân đoạn thứ i
Với phân đoạn GAS:
Có: %mGAS = 4.19%, tra bảng D59 ta được MGAS= 79.5
Với phân đoạn BZN:
5 79
* 19 4 5 108
* 41
20
= 115.98Với phân đoạn KER, GOL, GOH, RDA ta tính tương tự thu kết quả ghi ở bảng sau:
Trang 13Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
1.2.5 Xác định hàm lượng lưu huỳnh (S) cho các phân đoạn
Lưu huỳnh là tạp chất chủ yếu có trong dầu thô Chúng tồn tại ở nhiều dạng:mercaptan, H2S, S… Căn cứ vào hàm lượng lưu huỳnh, người ta có thể chia dầu mỏthành 3 loại: dầu mỏ ít lưu huỳnh, dầu mỏ có lưu huỳnh, dầu mỏ nhiều lưu huỳnh.Được xác định dựa trên đồ thị MOB-57 và 62 kết hợp với phương pháp cộng tính
sẽ đươc %S cho các phân đoạn
Sử dụng công thức cộng tính sau:
%S*%mhh= (%Si*%mi)
Với:
- %Shh: Là hàm lượng lưu huỳnh cộng tính của hỗn hợp
- %Si: Là hàm lượng lưu huỳnh của phân đoạn thứ i
- %mhh: Phần trăm khối lượng cộng tính của hỗn hợp
- %mi: Phần trăm khối lượng cộng tính của phân đoạn thứ i
Với phân đoạn GAS
Với các phân đoạn KER, GOL, GOH tính tương tự có kết quả cho ở bảng
Với phân đoạn RDA:
%mRDA=48.40% tra bảng D62 ta được %SRDA= 3,186
Trang 14Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
1.2.6 Xác định áp suất hơi của phân đoạn xăng
Áp suất hơi bão hoà Reid là áp suất tuyệt đối ở 1000F (37,80C) đặc trưng cho khảnăng bay hơi của phân đoạn xăng Đó là áp suất hơi của xăng đo được trong điều kiệncủa bơm Reid ở 37,80C Đại lượng này càng lớn, độ bay hơi càng cao
1.2.6.1 Xác định áp suất hơi Reid (TVR) ở 37,80C
Xác định dựa theo bảng D58
Xác định TVR của GAS
%mGAS=4.19% TVRGAS=0.775 bar (theo bảngD58)
Với phân đoạn BZN
1.2.6.2 Xác định áp suất thực (TVV) của xăng
Áp suất hơi thực được xác định theo công thức sau:
TVV=R*TVRVới:
- TVV: Áp suất hơi bão hoà
- R: Hệ số được tra theo TVR ở bảng PB-162
- TVR: Áp suất hơi Reid
Với phân đoạn GAS:
Có: TVRGAS= 0,775 bar R= 1,06 (theo PB-162)
TVVGAS= 0,775*1,06= 0,82 bar
Với BZN:
GVHD: Th.s TR N VĂN TI NẦN VĂN TIẾN ẾN 14 SVHH: NGUYỄN XUÂN CƯƠNG
Trang 15
Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
1.2.7 Xác định chỉ số RON cho phân đoạn xăng:
Chỉ số RON dùng để xác định trị số octan theo phương pháp nghiên cứu.Trị sốoctan là một đơn vị đo quy ước dùng để đặc trưng cho khả năng chống kích nổ củanhiên liệu, được đo bằng phần trăm thể tích của izo-octan(2-2-4 trimetylpentan(C8H8))trong hỗn hợp chuẩn với n-heptan(n-C7H14),tương đương với khả năng chống kích nổcủa nhiên liệu ở điều kiện chuẩn.Sử dụng thang chia từ 0-100, trong đó n-heptan có trị
số octan bằng 0 và izo-octan đựợc quy ước bằng 100, có khả năng chống kích nổ tốt.Chỉ số RON của phân đoạn xăng được xác định dựa theo đồ thị D59, kết hợp vớiphương pháp cộng tính
Với phân đoạn GAS: %mGAS= 4.19 %, dựa theo bảng D59 ta có được kết quả sau:
- RON0,5ethyle= 79.5
- RONclair = 62.5
Với phân đoạn BZN xác định RON theo đường ethyle 0,5%
%mct= 20.41% RONethyle(hh)= 57.5( tra bảng D59)
19 4
* 5 79 41 20
* 5 57
= 51.82Vậy: BZN
clair
RON = 51.82 – 10 = 41.82
RONclair: Xăng không chì
GVHD: Th.s TR N VĂN TI NẦN VĂN TIẾN ẾN 15 SVHH: NGUYỄN XUÂN CƯƠNG
Trang 16
Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
RONethyle: Xăng pha chì
Thông thường xăng có pha thêm phụ gia chì thì RON của nó tăng lên khoảng 10đơn vị RON nên xác định xăng không chì như trên
Kết quả thu được trong bảng tổng hợp sau:
Bảng 1.1.10
Phân đoạn %mpd %mct RONclair RONct ethyle
1.2.8 Xác định chỉ số NC cho phân đoạn KER,GOH,GOL.
Chỉ số NC là một đại lượng đặc trưng cho khả năng tự bốc cháy của nhiên liệu là đặc trưng của nhiên liệu diesel, nó phụ thuộc vào bản chất của các hydrocacbon có trong nhiên liệu.Xác định chỉ số cetan (NC) của nhiên liệu nào đó có nghĩa là so sánh khả năng tự bốc cháy của nhiên liệu này với hỗn hợp hai hydrocacbon tinh khiết được chọn theo quy ước chung là n-cetan có IC=100, metyl naphten co IC=0 có khả năng tựbốc cháy kém
Chỉ số cetane là đơn vị quy ước, đặc trưng cho tính tự bốc cháy của nhiên liệu.Chỉ số cetane tính toán xác định từ nhiệt độ sôi trung bình và tỷ trọng API
50 (0C): nhiệt độ ASTM ứng với 50% thể tích của phân đoạn hay nhiệt độ
TB của phân đoạn
Với NC chỉ tính riêng cho các phân đoạn KER, GOL, GOH
GVHD: Th.s TR N VĂN TI NẦN VĂN TIẾN ẾN 16 SVHH: NGUYỄN XUÂN CƯƠNG
Trang 17
Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
Bảng 1.1.10
Phân
đoạn
T50 TBP%V Tastm 50%V
1.2.9 Xác định hằng số Watson,Kw cho các phân đoạn
Hằng số Kw cho biết dầu mỏ mang đặc tính của loại hydrocacbon nào là chủ yếu.Xác định hằng số Kw theo công thức như sau:
Kw =
TBP 1/3 50
(1,8*T )STrong đó:
Kw hằng số Watson
TTBP
50 = TTB0K: Nhiệt độ trung bình của phân đoạn
S = 1,002*d: Tỷ trọng tiêu chuẩn của phân đoạn
Nguyên tắc phân loại dầu theo Kw
d154 Kw
Xác định loạidầu
Trang 18Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
1.2.10 Xác định độ nhớt động học ở 2000C, 1000C() và chỉ số phối trộn độ nhớt (Ivis)
Độ nhớt là tính chất của một chất lỏng, được xem là ma sát nội của chất lỏng vàcản trở sự chảy của chất lỏng Độ nhớt của dầu mỏ có liên quan đến quá trình vậnchuyển, sự bôi trơn, sự phun nhiên liệu trong động cơ Độ nhớt phụ thuộc vào nhiệtđộ
Độ nhớt động học là tỷ số giữa độ nhớt động lực học và tỷ trọng của nó ở cùngnhiệt độ và áp suất
Xác định độ nhớt động học () dựa vào bảng 72, bảng số liệu thực về độ nhớt độnghọc của các phân đoạn của tháp DA
Kết hợp với việc xác định chỉ số độ nhớt theo đồ thị D81 ta có kết quả như bảng sau:
Trang 19Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
1.2.11 Xác định điểm chớp cháy (TFP) và chỉ số điểm chớp cháy (IFP) cho các phân đoạn
Nhiệt độ chớp cháy là nhiệt độ tại đó, khi phân đoạn dầu mỏ được đốt nóng, hơihydrocacbon sẽ thoát ra tạo với không khí xung quanh một hỗn hợp mà nếu đưa ngọnlửa đến gần chúng sẽ bùng cháy rồi phụt tắt như một tia chớp Nhiệt độ chớp cháy cóliên quan đến hàm lượng các sản phẩm nhẹ có trong phân đoạn Dầu càng có nhiềucấu tử nhẹ, nhiệt độ chớp cháy càng thấp
Dựa theo công thức Pb-164 như sau:
T=
10 10
12,849470,02421 0,0034254*ln T
T
Trong đó:
TASTM
10 : Nhiệt độ tại điểm 10% chưng cất theo phương pháp ASTM, 0K
Được xác định theo công thức sau:
GVHD: Th.s TR N VĂN TI NẦN VĂN TIẾN ẾN 19 SVHH: NGUYỄN XUÂN CƯƠNG
Trang 20
Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
1.2.12 Xác định điểm chảy (tPE) và chỉ số phối trộn điểm chảy (IPE)
Đối với RDA thì tPE tra theo %mRDA
Ta có: %mRDA= 48.40% tra bảng D63 suy ra tPE
RDA= 371.2.12.2 Xác định chỉ số điểm chảy (IPE)
Dựa theo đồ thị MOB-80, trên cơ sở mối quan hệ giữa tPE và IPE Còn đối vớiphân đoạn RDA thì tra theo đồ thị MOB-63 trên cơ sở mối quan hệ giữa %m và tPE,kết quả được ghi trong bảng 1.1.15 ở trên
GVHD: Th.s TR N VĂN TI NẦN VĂN TIẾN ẾN 20 SVHH: NGUYỄN XUÂN CƯƠNG
Trang 21
Đồ án Tổng hợp
BẢNG CÂN BẰNG VẬT LIỆU CHO THÁP CHƯNG CẤT KHÍ QUYỂN DA
Phân đoạn %m p.đoạn %m c.tính
Tổng nhẹ, vừa,nặng
D(phân đoạn) F,1000,m3
%Vp.
đoạn M
%S D57, D62
TVV Bar
RON clair
RON ethylé
BẢNG CÂN BẰNG VẬT LIỆU CHO THÁP CHƯNG CẤT KHÍ QUYỂN DA
GVHD: Trần Văn Tiến Trang 21 SVTH:Nguyễn Xuân Cương
21
Trang 23Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
CHƯƠNG 2: TÍNH CÔNG NGHỆ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT CHÂN KHÔNG
2.1 Giới thiệu chung về phân xưởng chưng cất chân không
Chưng cất chân không nhằm mục đích phân riêng phần cặn chưng cất khíquyển ở đáy tháp chưng cất khí quyển thành:
Các phân đoạn cất dùng làm nguyên liệu cho các quá trình chuyển hoá khác,sản xuất các sản phẩm có giá trị cao hơn( xăng FCC)
- Do không có các quá trình chuyển hoá phía hạ nguồn, các phân đoạn nàyđược dùng làm nhiên liệu Fuel nặng, ngoại trừ phần nhẹ nhất được đưa về các khochứa để phối trộn sản phẩm gazol, còn phần cặn chưng cất chân không có thể đượcdùng làm nguyên liệu sản xuất bitum
- Ngoài ra, với mục đích đặc biệt, chưng cất chân không dầu thô cho phépthu được các dầu cơ sở để sản xuất dầu nhờn
Chưng cất chân không được áp dụng cho quá trình phân đoạn các nguyênliệu có nhiệt độ sôi quá cao ở áp suất khí quyển
Năng suất của quá trình chưng cất chân không giảm 50-70% so với quátrình chưng cất khí quyển
Cặn khí quyển (RDA) lưu trữ ở khoảng nhiệt độ 1500C nhằm mục đích đảmbảo độ nhớt để không bị đóng vón Sau đó đun nóng cặn trong các thiết bị trao đổinhiệt và trong lò đến nhiệt độ tối đa là 365-4150C trước khi vào tháp
Quá trình chưng cất chân không thường được thực hiện trong một tháp vớinhiều vị trí rút sản phẩm Tháp này làm việc ở áp suất thấp hơn áp suất khí quyểnnên được gọi là tháp chưng cất chân không
Việc vận hành ở điều kiện chân không cho phép giảm nhiệt độ chưng cất vìvậy cho phép tránh sự phân huỷ nhiệt của các hydrocacbon ở nhiệt độ cao Nhiệt độcho phép không vượt quá 400-4300C
Việc tạo chân không được đảm bảo bới một thiết bị hút khí dư ở đỉnh tháp,Gazole chân không và các distalat được rút ra từ thân tháp và cặn chân không được
Trang 24Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
rút ra từ đáy tháp Số lượng trích dòng được cố định bởi sự đòi hỏi của các côngđoạn phía hạ nguồn Thường có 3 phân đoạn được trích ra từ tháp:
LVGO: ( Gazole chưng cất chân không nhẹ), sát nhập với gazole chưng cấtkhí quyển để sản xuất ra sản phẩm thương mại
: Phần cất chân không trung bình
HVGO: Phần cất chân không nặng
Những phân đoạn này tạo thành nguyên liệu cho các công đoạn hạ nguồn Ngoài
ra, việc trích MVGO, HVGO còn nhằm để thu hồi nhiệt lượng có giá trị nhiệt độđáng kể từ dòng hồi lưu tuần hoàn
Nguyên liệu của tháp chưng cất chân không là cặn RDA của tháp chưng cất khíquyển, nguyên liệu được đưa vào ở dưới đáy tháp và quá trình bay hơi một phầncủa nó đảm bảo dòng hơi cần thiết cho quá trình chưng cất Mức độ bay hơi phụthuộc vào các yếu tố sau:
Lượng nhiệt mang đến trong lò của tháp DA
Việc giãn nở cặn RDA do áp suất rất thấp trong tháp chưng cất chân không
2.2 Tính cân bằng vật chất cho phân xưởng DSV
Các số liệu ban đầu: Nguyên liệu được sử dụng là cặn của quá trình chưng cất khíquyển với các số liệu như sau:
Lưu lượng khối lượng: Fm= 3388 kt/năm
Lưu lượng thể tích: Fv= 3551.363 km3/năm
Tỷ trọng d= 0,9538
Hàm lượng lưu huỳnh %S= 3.13
2.2.1.Tính hiệu suất (%m) các phân đoạn
Cặn RDA qua chưng cất chân không thu được hai phân đoạn chính là DSV vàRSV
- Tính %m trên tổng lượng dầu thô
Với phân đoạn DSV: t= 375-5650C, dựa vào đồ thị MOB-57 ta có
T1= 3700C %m = 51.60%
Trang 25Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
2.2.2 Xác định tỷ trọng d4 15của các phân đọan
Tra theo đồ thị MOB-62
FmDSV = 61.439100*3388 = 2081.567 (kt/năm)
FmRSV = 38.561100*3388 = 1306.433 (kt/năm)
Suy ra:FvRSV =
969 0
433 1306
Trang 26Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
Mặt khác ta cũng có : %SRDA= 3,13%
Với DSV ta xác định theo phương pháp cộng tính:
Ta co:
%SDSV = = 2.443 %
2.2.5 Xác định khối lượng phân tử M cho phân đoạn DSV
Xác định theo công thức sau:
Thay vào công thức trên ta được M= 235.81
BẢNG TỔNG KẾT CỦA PHÂN XƯỞNG DSV
F 1000
DSV 29.74 61.439 2081.567 0.945 2265.763 62.04 235.81 2.44RSV 18.66 38.561 1306.433 0.969 1286.6 37.96 4.22charge
Trang 27Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
CHƯƠNG 3: TÍNH CÔNG NGHỆ PHÂN XƯỞNG REFORMING XÚC TÁC
( RC)
3.1 Giới thiệu chung về phân xưởng Reforming xúc tác
Reforming xúc tác là một trong số các quá trình quan trọng của công nghiệpchế biến dầu Vai trò của quá trình này không ngừng được tăng lên do nhu cầu vềxăng có chất lượng cao và nguyên liệu cho quá trình tổng hợp hoá dầu ngày mộtnhiều Quá trình này cho phép sản xuất các cấu tử có trị số octan cao cho xăng, cáchợp chất hydrocacbon thơm (B, T, X) cho tổng hợp hoá dầu và hoá học Ngoài raquá trình còn cho phép nhận được khí hydro kỹ thuật ( hàm lượng H2 tới 85%) vớigiá rẻ nhất so với các quá trình điều chế hydro khác Sản phẩm hydro nhận được từquá trình reforming đủ cung cấp cho các quá trình làm sạch nguyên liệu, xử lýhydro các phân đoạn sản phẩm trong khu liên hợp lọc hoá dầu
Quá trình reforming thường dùng nguyên liệu là các phân đoạn xăng có trị sốoctan thấp, không đủ tiêu chuẩn của nhiên liệu xăng cho động cơ xăng Đó là phânđoạn xăng của quá trình chưng cất trực tiếp dầu thô, hay từ phân đoạn xăng của quátrình crăcking nhiệt, cốc hoá Quá trình reforming dùng xúc tác đa chức năng:chức hydro-dehydro hoá do kim loại đảm nhiệm (chủ yếu là platin), được mang trênchất mang axit ( thường dùng là gama oxyt nhôm -Al2O3 Để tăng tốc các phảnứng theo cơ chế ion cacboni như izome hoá, vòng hoá và hydrocrăcking)
Reforming xúc tác là quá trình biến đổi các thành phần hydrocacbon củanguyên liệu mà chủ yếu là naphten và parafin thành hydrocacbon thơm có trị sốoctan cao Như vậy, những phản ứng chính xảy ra trong quá trình reforming baogồm các phản ứng sau:
Đề hydro hoá các hydrocacbon naphten, dehydro vòng hoá các hydrocacbonParafin, đồng phân hoá và hydrocracking
Trong điều kiện tiến hành quá trình reforming còn xảy ra các phản ứng phụ,tuy không làm ảnh hưởng nhiều đến cân bằng của các phản ứng chính, nhưng lại cóảnh hưởng lớn đến độ hoạt động và độ bền của xúc tác Đó là các phản ứng:
Trang 28Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
+ Phản ứng phân huỷ và khử các hợp chất chứa oxi, nitơ, lưu huỳnhthành H2S, NH3, H2O
+ Phản ứng phân huỷ các hợp chất chứa kim loại và halogen
+ Phản ứng ngưng tụ của các hợp chất trung gian không bền như olefin,diolefin với hydrocacbon thơm, dẫn đến tạo thành các chất nhựa và cốc bám trên bềmặt của xúc tác
Vì thế, để phát triển quá trình reforming xúc tác, người ta cần phải khắc phụcđược quá trình tạo cốc trên xúc tác, hay ít nhất phải hạn chế tới mức tối đa quá trìnhtạo cốc Trong thực tế sản xuất, người ta đã áp dụng các biện pháp khác nhau nhưdùng áp suất và nồng độ hydro cao hoặc tiến hành tái sinh liên tục xúc tác
*Các phản ứng trong quá trình reforming
3.2 Tính công nghệ của phân xưởng
Nguồn nguyên liệu là phân đoạn BZN từ quá trình chưng cất khí quyển Nguyênliệu BZN được trích trực tiếp một lượng PC = 230 ktấn/năm đem đi dùng cho cácphân xưởng hoá dầu Lượng BZN đưa vào phân xưởng RC có các số liệu ban đầu
Trang 29Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
Số liệu ban đầu:
Tra và tính% m các phân đoạn của phân xưởng RC
Xác định hằng số KUOP của nguyên liệu theo công thức sau:
TBP1
50 W
1.8 * TK
*8.1
Trang 30Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
100
tương tự như các phân xưởng khác
Khối lượng phân tử trung bình được lấy theo giá trị thựcnghiệm, kết quả cho ở bảng cân bằng cho toàn phân xưởng
o Xác định tỷ trọng của C5 + tạo thành qua phân xưởng RC
Kết quả tính toán được tóm tắt trong bảng cân bằng cho toàn phân xưởng
CÂN BẰNG VẬT CHẤT CHO PHÂN XƯỞNG RC
CHƯƠNG 4: PHÂN XƯỞNG HYDROCRACKING HDC
4.1 Giới thiệu chung về phân xưởng HDC
Trang 31Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
Hydrocracking là quá trình tương đối mới nhưng phát triển nhanh chóng, làdạng khác của cracking xúc tác Nó được tiến hành với sự tham gia của xúc tác,nhưng khác với cracking xúc tác là thực hiện rong môi trường hydro, dưới áp xuấtcao (100-150at) và nhiệt độ khoảng 300-400OC
Nguyên liệu của quá trình hydrocracking là rất phong phú Người ta có thể sửdụng các phân đoạn khác nhau, từ xăng nặng cho đến cặn dầu nặng Ngày nay, đểhydrocracking người ta cũng có thể dung cả các nguyên liệu bẩn và có nhiệt độ sôicao hơn so với cracking xúc tác Xong người ta cũng thấy rằng khả năng làm việccủa xúc tác rõ ràng phụ thuộc vào nguồn gốc và chất lượng của nguyên liệu Điều
đó xác định việc lựa chọn nguyên liệu để nhận các sản phẩm thương phẩm
4.2 Tính công nghệ cho phân xưởng HDC
Nguồn nguyên liệu của phân xưởng HDC là đi từ dầu DSV của phân xưởngchưng cất chân không DSV với các thông số sau:
Trang 32Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
Xăng nhẹ(gas HDC) 5.25Xăng nặng(gas EHDC) 11.5Kerozen(KERHDC) 35.6Gas-oil(DIES HDC) 42.1Dầu FO(RHDC) 2.33
Sử dụng công thức trên và tính cho các phân đoạn khác
BẢNG CÂN BẰNG VẬT CHẤT CHO PHÂN XƯỞNG HDC
Phân đoạn %m F m d F v %S PM NC RON TVV
EHDC) 11.5 119.69 0.74 161.74 0.22 104 95 0.64Kerozen(KERHDC) 35.6 370.52 0.78 475.02 0.084 144 49
Gas-oil(DIES HDC) 42.1 438.17 0.83 527.92 0.64 176 47
Dầu FO(RHDC) 2.33 24.25 0.86 28.20 3.4
Tổng 100 1040.78 0.963 1080.77 4.45
Lượng H 2 tt -2.75 -28.62
CHƯƠNG 5: PHÂN XƯỞNG KHỬ ASPHANLT(EXASP)
5.1 Giới thiệu chung về phân xưởng khử Asphalt
Trang 33Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
-Quá trình khử Asphalt phải luôn luôn được xem như một công đoạn lọc dầu trung gian, nhất thiết phải có, nó đồng bộ trong sơ đồ công nghệ lọc dầu vì nó làm tăng giá trị cho các sản phẩm của quá trình đó là các phân đoạn Asphalt – nhựa và các phân đoạn dầu nhờn
-Nguyên liệu của quá trình khử Asphalt là cặn của quá trình cất chân không Công đoạn khử Asphalt được thực hiện trong thiết bị trích ly Trong
đó dung môi là các khí hidrocacbon nhẹ lỏng (C3,C4,C5) ở nhiệt độ moi trường và áp suất khí quyển, trong khi tiếp xúc trực tiếp với nguyên liệu, nó
sẽ hòa tan tốt môi trường dầu nhờ đó giúp cho sự kết tủa của phân đoạn Asphalt trong nguyên liệu được dễ dàng
5.2 Tính toán cân bằng vật chất cho phân xưởng EXASP
Nguyên liệu sử dụng của phân xưởng là RSV lấy ra từ cặn của quá trình chưng cất chân không Số liệu ban đầu như sau:
Lưu lượng khối lượng: Fm= 1306.43(kt/năm)
Lưu lượng thể tích :Fm=1285.60(km3/năm)
Trang 34Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
CHƯƠNG 6:PHÂN XƯỞNG KHƯ AROMATIC(AXARO)
6.1 Giới thiệu phân xưởng EXARO
Trích ly các hợp chất Aromatic từ dầu có tính nhờn để sản xuất dầu gốc và quá trìnhtrích ly Aromatic cho các phân đoạn dầu mỏ nhẹ nhằm để tăng chất lượng, giá trị của phân đoạn hoặc để thu hồi sản xuất các hợp chất Aromatic
Nguyên liêu của quá trình là các phần cất distillat đến từ các công đoạn chưng cất chân không hoặc dầu DAO đã khử Asphalt của phân xường khử Asphalt
Trang 35Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
Dung môi khi tiếp xúc với nguyên liệu trong tháp trích ly sẽ tạo thành một hỗn hợp
và khi đi ra sẽ phân thành hai pha rafinat và extrai Dung môi chứ trong rafinat và extrai hỗn hợp được tách ra bằng chưng cất và chứng được tuần hoàn lại về thiết bị trích ly Dầu lọc rafinat đã loại trừ dung môi sẽ đi tiếp qua quá trình xử lý cần thiết nhằm thu được dầu gốc Dầu trích extrail đã loại trừ dung môi có thể đem bán ở nguyên trạng thái cho các ứng dụng đặc biệt, hoặc được chuyền vè bể chứ fuel, hoặc được làm nguyên liệu cracking
Hiệu suất của quá trình trích ly theo dung dịch lọc thay đổi trong khoảng 50-85% thể tích nguyên liệu tùy thuộc vào: loại dung môi sử dụng nguyên liệu thiết bị trích
ly và độ nghiêm ngặt của quá trình xử lý
6.2 Cân bằng vật liệu cho phân xưởng EXARO
Nguyên liệu cho phân xưởng là dầu DAO đã khử asphalt đi ra từ phân xưởng EXASP
Với các số liệu sau:
Lưu lương khối lượng: Fm= 653.2165(kt/năm)
Hiệu suất của quá trình lọc là: 0,6
Lượng dầu lọc thu được Fm lọc = Fm*H = 391.930(kt/năm)
Lượng dầu Aromatic thu được FmARO = Fm - Fm lọc =261.287(kt/năm)
Tỷ khối dầu Aromatic d =0.945
Lưu lượng khối lượng Fv = Fm/d =276.546 (km3/năm)
CHƯƠNG 7 PHÂN XƯỞNG CRACKING XÚC TÁC
7.1 Giới thiệu chung về phân xưởng FCC
-Cracking xúc tác chiếm 1 vị trí tương đối quan trọng trong công nghiệp dầu
mỏ, được ví là trái tim của nhà máy lọc dầu Lượng dầu mỏ được chế biến bằng quátrình cracking xúc tác chiếm tương đối lớn so với lượng dầu được chế biến
Cracking xúc tác là quá trình biến đổi hợp chất có phân tử lượng lớn trong dầu mỏ dưới tác dụng của xúc tác để nhận sản phẩm nhẹ có giá trị cao
Trang 36Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
Mục đích của quá trình craking xúc tác là từ phân đoạn dầu mỏ có nhiệt độ sôi cao tạo thành các cấu tử xăng có chất lượng cao, ngoài ra thu thêm các sản phẩm phụ khác như gazol nhẹ gazol nặng, khí béo
-Nguyên liệu dùng chi quá trình cracking xúc tác gồm Chủ yếu kà phần cất chân không (DSV) có khoảng nhiệt độ sôi 350oC-550oC
+Distillat nhẹ của quá trình chưng cất trực tiếp , của quá trình cốc hóa, của quá trình giảm nhớt
+Cặn chưng cất chân không đã tách bỏ asphan
-Các yếu tố ảnh hưởng lên quá trình cracking xúc tác là nguyên liệu, nhiệt độ, áp suất, thời gian tiếp xúc của hơi nguyên liệu và xúc tác, tốc độ thể tích, bội số tuần hoàn xúc tác
Sự tạo cốc trong quá trình cracking xúc tác là không mong muốn, vì cốc tạo ra thường bám trên bề mặt của xúc tác làm giảm hoạt tính và thời gian làm việc của xúc tác Do đó phải hạn chế lượng cốc sinh ra tuy nhiên lượng cốc phải tạo vừa đủ cho lượng nhiệt cần cung cấp cho phân xưởng Quá trình cracking xúc tác hình thành các sản phẩm nhẹ hơn như khí xăng Do đó người ta phải nghiên cứu độ chuyển hóa hợp lý để tạo ra được lượng sản phẩm mong muốn
7.2 Các phản ứng hóa học cracking xúc tác
Các phản ứng cracking bẻ gãy các liên kết hóa học của các phân tử hydrocacbon hoặc các hợp chất khác có mặt trong dầu mỏ
Các phản ứng cracing bẻ gãy các liên kết hóa học của các phân tử hydrocacbon hoặc các hợp chất khác có mặt trong các phân đoạn dầu mỏ
Các phản ứng cracking xảy ra dưới tác dụng của nhiệt độ, có mặt hay không có mặt của xúc tác Người ta phân biệt các phản ứng cracking của quá trình cracking thành
2 loại
Cracking sơ cấp
- Parafin olefin + parafin nhẹ hơn
Trang 37Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
- Naphten olefin
-Aromatic mạch nhánh Aromatic + olefin
Các sản phẩm không chuyển hóa trực tiếp từ nguyên liệu
- Cracking thứ cấp các parafin giống như bật một
-Chuyển hóa các olefin
Olefin 2olefin
Olefin + olefin Parafin +diolefin,
Các phản ứng cộng sinh ra các sản phẩm nặng đa vòng ngưng tụ có tính chất thơm mạch Điều này làm xuất hiện dầu nặng và cốc
7.3 Tính công nghệ cho phân xưởng
Trong đề tài nguồn nguyên liệu phân xưởng FCC được lấy từ phần cất của phân xưởng chân cất chân không (1/2DSV) và dầu Aro của phân xưởng EXARO
Các số liệu ban đầu như sau:
-Lưu lượng khối lượng Fm= 1302.07 (kt/năm)
-Tỷ trọng:d= 0.9450
-Lưu lượng thể tích Fv= 2266.50
-Hàm lượng lưu huỳnh %S= 2.443%
Quá trình FCC với các số liệu thực cho sau:
Trang 38Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
7.3.2 Tính cân bằng vật liệu cho phân đoạn khí
Qua quá trình FCC ta sẽ thu được ba phân đoạn lỏng là xăng FCC, dầu nặng LCO
7.3.2.1 Tính m% cho các phân đoạn
Ta có RON= 93 và độ chuyển hóa là 68% tra đồ thị D-89 ta được hiệu suất khí SEC( là khí gồm C1 C2 C3): %GAZ=8,05%
Từ %GAZ trên ta tra đồ thi D()a ta có kết quả sau:
Trang 39Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
Fv (km 3 /năm) %V
Tính cân bằng vật liệu cho các phân đoạn lỏng
Tính %mCOKE, %VLCO, %VHCO và hiệu suất xăng
Còn % VHCO = 100 - (độ chuyển hóa + %VLCO) = 20.1%
Ta có được bảng kết quả sau:
% mCOKE %VLCO %VHCO EFCC
Trang 40Thiết kế nhà máy lọc dầu năng suất 7 triệu tấn/ năm
Tính %mHCO:
%mHCO = (%VHCO*Fv*d)/Fm = 37.33%
Tính %mLCO:
%mLCO = 100 - (%mGAZ + %mEFCC + %mHCO + %mCOKE)= -33.33%
Tương tự tính cho các phân đoạn còn lại, ta có kết quả ở bảng cân bằng
Xác định hàm lượng lưu huỳnh cho các phân đoạn
Từ %S của nguyên liệu = 2.443%
Tra đồ thị D-90 ta có kết quả được ghi trong bảng cân bằng vật chất cho phân xưởng FCC
Xác định chỉ số Cetan (NC) cho LCO
Xác định theo công thức sau:
NC = 454.74 - 1641.416*d + 774.74*d2 - 0.554*T50ASTM + 97.083*(logT50ASTM)Với d =0.942