bài giảng công nghệ chế biến dầu mỏ chương 3 chưng cất dầu thô (distillation)

Cơ sở lý thuyết của quá trình chưng cất Sự sôi của dung dịch Sự sôi của chất nguyên chất: Một chất lỏng sẽ sôi ở nhiệt độ mà tại đó áp suất hơi bão hoà của nó bằng áp suất môi trường

CHƯNG CẤT DẦU MỎ

Chương 3

1 Cơ sở lý thuyết của quá trình chưng cất

 Sự sôi của dung dịch

Sự sôi của chất nguyên chất: Một chất lỏng sẽ sôi ở

nhiệt độ mà tại đó áp suất hơi bão hoà của nó bằng áp suất môi trường đè lên mặt thoáng

Nhiệt độ sôi của Butan

Áp suất, atm Nhiệt độ,oC

Định luật Konovalov :

1 Cơ sở lý thuyết của quá trình chưng cất

 Thành phần pha hơi sinh ra khi đun sôi một dung dịch

► Khi sôi một dung dịch lỏng cho ra một pha hơi giàu chất dễ sôi hơn so với dung dịch lỏng

h A

l A A

A P x P x

h B

l B B

B P x P x

Chưng cất là quá trình tách một dung dịch bằng cách đun sôi nó, rồi ngưng tụ hơi bay ra để được 2 phần:

 Phần nhẹ (distillat)

 Phần nặng (redue)

1 Cơ sở lý thuyết của quá trình chưng cất

 Nguyên lý của quá trình chưng cất

Heating mantle

Vacuum adapter

Thermometer adapter3-Way adapter

Receiver

Condenser

Put a yellow clip here

Ring stand

Lab jack

ClampThermometer

Water out Water

in

Put a yellow clip here

2 Cơ sở lý thuyết chưng cất dầu thô

Cấu tạo chưng

tháp

chưng cất dạng đĩa

Cấu tạo một đĩa

ĐĨA LỖ

Cấu tạo một đĩa

ĐĨA CHÓP

Cấu tạo một đĩa

ĐĨA VAN

1 Có khả năng hoạt động ở khoảng rộng chế độ hoạt động của tháp

2 Lớp chất lỏng phía trên đĩa ổn định, hạn chế hiện tượng kéo theo lỏng lên đĩa phía trên làm ảnh hưởng đến hiệu quả quá trình phân tách.

3 Năng lượng dòng hơi đi qua van được sử dụng một cách có hiệu quả để cải thiện quá trình tiếp xúc lỏng-hơi.

4 Trở lực cục bộ do các van gây ra cho dòng chảy pha lỏng trên đĩa không quá lớn (thậm chí không còn đáng kể khi pha hơi chỉ ở mức 20% thiết kế),

vì vậy, mà độ chênh bề mặt chất lỏng giữa các phần của đĩa được giảm thiểu Nhờ đặc điểm này mà hiệu quả làm việc của các vùng trong đĩa

đồng đều.

5 Vùng chết rất ít

6 Kiểu đĩa này có kết cấu vững chắc, nhẹ và không đắt.

7 Thiết kế và vận hành loại đĩa này đơn giản.

Cấu tạo một đĩa

ĐĨA VAN

Cấu tạo một đĩa

ĐĨA VAN

Cấu tạo một đĩa

ĐĨA VAN ĐẶT BIỆT (Ballast và Flexi )

Một số kiểu phân bố dòng chảy trong tháp

Một số kiểu ống chảy truyền

A-ống chảy truyền Hình cong đềuB-ống chảy truyền với kết cấu tấm chảy tràn riêng biệt

C-ống chảy truyền hình cong không đều D-ống chảy truyền hình ống tròn

Một số kiểu ống chảy truyền

E-ống chảy truyền tấm chắn nghiêng F-ống chảy truyền tấm chắn thẳng

G-ống chảy truyền tấm chắn bậc thang H-ống chảy truyền có đĩa bít kín

Một số kiểu ống chảy truyền

I-ống chảy truyền có đĩa thu gom chất lỏng lấy ra ngoài J-ống chảy truyền dạng máng hộp

K-ống chảy truyền cạnh từ bộ phận thu gom chất lỏng L-ống chảy truyền trung tâm từ bộ phận thu gom chất lỏng

Một số kiểu ống chảy truyền

Hình ảnh một số dạng ống chảy truyền và sơ đồ bố trí đĩa

Tháp đệm

Nguyên lý hoạt động

Tháp đệm hoạt động dựa trên nguyên lý bay hơi và ngưng tụ liên tục của các cấu tử dạng lỏng thấm ướt trên bề mặt vật rắn

Tháp đệm

Đệm kim loại lá sản xuất theo đường kính tháp Dạng đệm tấm lưới

Cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động của lớp đệm

Đệm rời

 Có Stripping

2 Cơ sở lý thuyết chưng cất dầu mỏ

Đối với chưng cất dầu thô, dòng trích ngang luôn có lẫn sản phẩm đỉnh Để loại bỏ các cấu tử nhẹ này, người ta thực hiện quá trình tái hoá hơi riêng phần các phần nhẹ

Quá trình stripping

Chưng cất dầu thô ở áp suất khí quyển

Fraction Carbons BP °C Uses

• Bottled and sold as LPG

petrols

• Feedstock for making chemicals

stations and ships)

surfaces

Sơ đồ công nghệ phân xưởng chưng cất dầu thô ở áp suất khí quyển với một tháp chưng cất chính

Chưng cất dầu thô ở áp suất khí quyển

K-1- Tháp bay hơi trước; K-2- Tháp chưng cất khí quyển chính; K-6, K-7, K-9- Tháp bay hơi; 1,

E-12, E-3- bể hồi lưu; T-5, T-7, T-22, T-23- thiết bị ngưng tụ bằng không khí; T-2, T-33, T-17, T-19, T-11- thiết bị trao đổi nhiệt “dầu thô- sản phẩm”; T-5a, T-7a, T-22a, T-20- Thiết bị làm lạnh; L-1 – lò nung

dạng ống; H-3, H-21- Máy bơm

Lò nung

Nhiệt độ, oC

- Tại cửa ra khỏi lò ≤ 800

- Khí khói trên vách ngăn ≤ 800

- Đỉnh tháp theo chất lượng của phân đoạn sôi đầu - 85oC

- Đáy tháp ≤ 240oC

Áp suất tháp ( trên), atm ≤ 6,0

4 Chưng cất dầu thô ở áp suất chân không

Sơ đồ công nghệ quá trình chưng cất chân không

Sơ đồ nguyên lý hoạt động và cấu tạo tháp chưng cất chân không

4 Chưng cất dầu thô ở áp suất chân không

K-10- Tháp chân không; T-35- tháp ngưng tụ; T-1, T-3, T-4, T-16, T-18, T-25, T-34- thiết bị trao đổi nhiệt ; T-25a- thiết bị ngưng tụ bằng không khí; T-24, T-28, T-30, T-31- máy lạnh; H-1-bơm chân không phun hơi; H- máy bơm; E- bể chứa; L-3- lò nung dạng ống, B- bể chứa.

Thông số Chế độ tối ưu Ngưỡng cho phép

Sơ đồ Hệ thống hút chân không với thiết bị ngưng tụ gián tiếp

1-Tháp chân không;

2- thiết bị ngưng tụ;

3- bơm chân không;

4- bơm phun (ejecter) I- Mazut;

II- gasoin nặng;

III- Gudron; IV- hồi lưu; V- khí không ngưng tụ ; VI- hơi ;

VII- phần ngưng tụ ; VIII- nước

Sơ đồ tạo chân không sâu