tiểu luận chế biến dầu và khí 1

chế biến khí, công nghệ sản xuất LNG nhà máy chế biến khí Dinh Cố Đại học bách khoa hà nội năm 2015 ádfghjklnbvcxzsdfghjkjhgfdsasádfghsasdfghjhgfdsasdfgnasdfgsdfghjdsasdfghjsasdfghjÁDFGHJDSAádfghjdfghjhgfdsdfghjkjhgfdsadfghjfdsadfghfdsasdf

Trong d uầu thô thường ch ang ứa m tột lượng các ch tng ất đ cột h iại v iới môi trườngng, s cứa

Ni-t ,ơ, h pợng ch tất Ô-xy, Benzen và m tột số kim lo iại n ng.ặng M tột số t pại ch tất không chỉnh

ảnh hưởng đ nng ết môi trường mà còn nhng ảnh hưởng đ nng ết các quá trình công ngh ệ.nh

Ảnh hưởng l nng ới nh tất c aủa các t pại ch tất đ cột h iại v iới các quá trình công nghệ là gây

ra hi nệ tượng ngột đ cng ột xúc tác Chính vì v yậy mà v nất đề làm s chại các s nảnh ph mẩm(bao g mồm cảnh s nảnh ph mẩm trung gian và s nảnh ph mẩm cu iố cùng) là m tột trong nh ngững

hàm lượng các t png ại ch tất đ cột h iại đ iố v iới môi trường và con ngng ường thì vai trò c ai ủa

I M C ỤC ĐÍCH QUÁ TRÌNH LÀM S CH ẠCH

cùng trong công nghệ chết bi nết d uầu khí là đển lo iại các ch tất gây đ cột h iại đ iố v iới s cứa

có m tặng c aủa m tột số t pại ch tất sẽ nhảnh hưởng đ nng ết hi uệ su t,ất ch tất lượng s nng ảnh ph mẩmquá trình và tu iổi thọng c aủa xúc tác, thi tết b ị V iới m tột số quá trình, sự có m tặng c aủa

m tột số t pại ch tất (h pợng ch tất ch aứa l uư huỳnh, ni-t ,ơ, kim lo iại n ng, )ặng sẽ làm ngột

đ cột xúc tác, vì v y,ậy nguyên li uệ trưới khi đ ac ư vào các lò ph nảnh ngứa ph iảnh đượng xử lýcđển lo iại bỏ t pại ch tất này

M tột s quáố trình làm s chại (xử lý b ng hydro) cònằng hydro) còn có tác d ngụ giúp cho các s nảnh

ph mẩm đượng ncổi đ nhị trong quá trình tàng tr ,ững v nậy chuy nển do các thành ph nầu olefinstrong s nảnh ph mẩm này đượng no hoá và các h p c ợng ch tất ch a ứa ô-xy đượngc lo iại b ỏ Vi cệ lo iại

bỏ t pại ch tất ra kh iỏ các s nảnh ph mẩm d uầu khí không chỉ có ý nghĩa về m tặng môi trườngng

có m tặng trong nhiên li uệ sẽ làm gi mảnh tu i thổi ọng thi tết bị sử d ngụ do t oại ra ch tất ănmòn trong quá trình cháy

tuy nhiên, hai phươ, pháp đng ượng sử d ngc ụ phổi bi nết nh tất là phươ, pháp xử lýng

b ngằng hydro) còn hydro và phươ, pháp ng tng ọng hoá (có sử d ngụ ki mề ho cặng không sử d ngụ

Quá trình xử lý b ngằng hydro) còn hydro là phươ, pháp ngày càng đng ượng sử d ngc ụ r ngột rãitrong công nghi pệ chết bi nết d uầu khí m cặng dù đ uầu tư thi tết b ,ị xây d ngự cho quá trình

Phươ, pháp xử lý b ngng ằng hydro) còn hydro có nhi uề uư đi mển h nơ, so v iới các phươ, phápng

xử lý khác: Ch tất lượng s nng ảnh ph mẩm thu đượng s chc ại h n,ơ, các t pại ch tất bị xử lý tri tệ.đển h n.ơ,

Khác v iới m tột số phươ, pháp khác chỉ xử lý đng ượng m tc ột số lo iại t pại ch tất nh tất đ nhị(ví dụ chỉ l uư huỳnh ho cặng Ni-t ),ơ, phươ, pháp xử lý b ngng ằng hydro) còn hydro có thển xử lý

đượng h uc ầu h tết các t pại ch tất và đ ngồm th iờng c iảnh thi nệ đượng hi uc ệ su tất thu h iồm s nảnh

huỳnh, phươ, pháp ng tng ọng hoá chỉ chuy nển l uư huỳnh từ d ngại mercaptan sang

d ngại disulfite chứa không đượng tách hoàn toàn ra kh ic ỏ dòng s nảnh ph mẩm d nẫn đ nết

t ngổi lượng l ung ư huỳnh trong s nảnh ph mẩm v nẫn không đ i).Nhổi ờng đ cặng đi mển này mà

ph nầu l nới các nhà máy l cọng d uầu ngày nay sử d ngụ công nghệ xử lý b ngằng hydro) còn hydrođển làm s chại c uất tử pha xăng m iới có thển đáp ngứa đượng chỉ tiêu về t ngc ổi lượng l ung ư

sau khi đượng x lýc ử có đột nổi đ nh ị ô-xy hoá, đột nổi đ nhị màu cao h nơ, nhờng lo iại các

cũng đôi lúc gây ra m tột số nhảnh hưởng tiêu c cng ự t iới ch tất lượng s nng ảnh ph m,ẩm ví dụ như

1.1 Quá trình công nghệ

a Sơ đồ công nghệ

Các quá trình xử lý b ngằng hydro) còn hydro về nguyên t cắt có sơ, đồm công nghệ tươ, tựngnhau (sơ, đồm công nghệ đi nển hình đã đượng đ nc ơ, gi nảnh hoá như hình H-1) Theo sơ,đồm công nghệ này, nguyên li uệ trưới khi đ ac ư vào lò ph nảnh ngứa đượng nâng t ic ới nhi tệ.đột ph nảnh ngứa thích h pợng (tùy thu cột vào t ngừ lo iại nguyên li uệ cụ th ).ển Lò ph nảnhng

ứa là d ngại thi tết bị ph nảnh ngứa có l pới đ mệ xúc tác cố đ nh.ị Các ph nảnh ngứa làm

s chại sẽ x yảnh ra dưới tác d ngi ụ c aủa xúc tác S nảnh ph mẩm sau ph nảnh ngứa đượng làmcngu iột r iồm đ aư t iới thi tết bị phân tách cao áp đển tách pha l ngỏ và pha khí Ph nầuhydrocacbon l ngỏ đượng đ ac ư t iới tháp ch ngư c tất đển tách s nảnh ph mẩm hydrocacbonnhẹ ra ởng đ nhỉ tháp và s nảnh ph mẩm nổi đ nhị ra ởng đáy tháp

b Quá trình công nghệ

Trong quá trình xử lý b ngằng hydro) còn hydro dưới sự có m ti ặng c aủa xúc tác x y ảnh ra nhi uề quá

quá trình khử Ni-tơ, (Hydrodenitrification), quá trình no hoá (Hydrogen

M cụ đích c aủa quá trình khử l uư huỳnh và khử ni-tơ, là ki mển soát các ch tất gây ônhi mễm trong s nảnh ph mẩm d uầu khí và lo iại bỏ nh ngững h pợng ch tất gây c nảnh trởng cho m tột số

h pợng ch tất ô-xy và no hóa nh mằng hydro) còn nổi đ nhị s nảnh ph mẩm trong quá trình b oảnh qu n.ảnh Quá trình hydrocracking là quá trình phụ x yảnh trong quá trình xử lý b ngằng hydro) còn

thu h iồm s nảnh ph m.ẩm

 Quá trình khử l u ưu huỳnh

ch tất l uư huỳnh đ uề chuy nển về d ngại khí H2S và đượng tách ra kh ic ỏ s nảnh ph m.ẩm

Khí này sau đó đượng thu h ic ồm về phân xưởng thu h ing ồm xử lý l uư huỳnh nh mằng hydro) còn gi iảnhquy tết m tột cách tri tệ đển t ngổi lượng l ung ư huỳnh trong s nảnh ph m.ẩm

2 Xử lý b ng ằng ph ương pháp ng t ng ọt hoá

Phươ, pháp ng tng ọng hóa là phươ, pháp sử d ngng ụ ki mề (NaOH) ho cặng dùng môi

trường ki mng ề nhẹ v iới sự có m tặng c aủa xúc tác đển tách h pợng ch tất l uư huỳnh (d ngại

này đượng sử d ngc ụ đển khử mùi s nảnh ph mẩm và đượng ngc ứa d ngụ khi chỉ có nhu c uầu

gi mảnh hàm lượng l ung ư huỳnh ởng d ngại có h iại mà không quan tâm nhi uề đ nết t ngổi

y uết sử d ngụ trong các sơ, đồm công nghệ chết bi nết d uầu ng tọng ho cặng khi s nảnh ph mẩm

đột nổi đ nhị màu Xử lý b ngằng hydro) còn phươ, pháp ng tng ọng hoá l iại đượng chia thành hai d ngc ại

a Đ c ặc đi m ểm công nghệ

đ iố r ngột rãi Phươ, pháp xử lý này có m tng ột số uư đi m:ển

môi trường , áp su tng ất làm vi cệ th p,ất vì v y,ậy v tậy li uệ chết t oại thi tết bị có thển

– Gi mảnh đượng lc ượng ki mng ề th iảnh vào môi trường và gi mng ảnh b tới đượng chi phí liêncquan đ nết v nất đề xử lý lượng ki mng ề th i.ảnh

Hình H-2- Sơ, đồm công nghệ ng tọng hoá không sử d ngụ xút

b Quá trình công nghệ

gia H nỗn h pợng nguyên li uệ và không khí đượng đ ac ư vào thi tết b ph nị ảnh ng.ứa Thi tết bị

ph nảnh ngứa là d ngại thi tết

bị có l pới đ mệ xúc tác cố đ nh.ị Dưới tác d ngi ụ c a ủa xúc tác, trong đi uề ki nệ môi

hoá đển thu h pợng ch tất disulfides Công nghệ ng tọng hoá b ngằng hydro) còn dung d chị ki mề là

nh ngững công ty đang chi mết uư thết về cung c pất b nảnh quy nề cho các phân xưởng xửng

C4 và LPG thì chỉ c nầu x ử lý b ng phằng hydro) còn ươ, pháp "trích ly" cũng có thển đ tng ại đượng ch tc ất

c nầu ph iố h pợng gi aững phươ, pháp " trích ly" b ngng ằng hydro) còn ki mề và phươ, pháp ng tng ọng hoá

đột môi trường , áp su tng ất làm vi cệ th p,ất vì v y,ậy v tậy li uệ chết t oại thi tết bị có

– V nậy hành thi tết bị đ nơ, gi nảnh chết đột ho tại đ ngột nổi đ nhị không m tất nhi uề

trợng th p;ất

b Quá trình công nghệ

Mercaptans đượng đ ac ư vào ởng phía dưới c ai ủa tháp ph nảnh ng,ứa dung d chị ki m đề ượngc

đ aư vào t phíaừ đ nhỉ c aủa tháp Khi nguyên li uệ và dung d chị ki m ti p xúc v iề ết ớinhau,Mercaptans đượngc tách ra kh i nguyên li u b ng ph n ng sau:ỏ ệ ằng hydro) còn ảnh ứa

Cân b ngằng hydro) còn ph nảnh ứa nghiêng về chi ung ề thu nậy khi kh iố lượng phân tửngMercaptans và nhi tệ đột quá trình th p.ất S nảnh ph mẩm đã đượng xử lý đc ượng tách ra ởngc

đ nhỉ tháp Dung d chị ki mề có ch aứa Mercaptans l yất ra ởng đáy tháp ph nảnh ng.ứa

ng:

ứa

trườngng, còn h nỗn h pợng hydrocacbon disfulfide và dung d chị ki mề đượng phân chiac

ti pết ho cặng làm nhiên li uệ n iột t iại trong nhà máy Dung d chị ki mề dư đượng bổi sungc

thêm và quay vòng l iại tháp tách Mercaptans.

Ch tất lượng c ang ủa s nảnh ph mẩm sau khi xử lý b ngằng hydro) còn phươ, pháp trích ly ki mng ề có thển

DẦUU KHÍ

1 Xử lý Kerosen

Phân đo nại Kerosene đượng tách ra từ tháp ch ngc ư c tất d uầu thô ởng áp su tất

t pại ch tất ăn mòn càng r tất kh tắt khe h n ơ, n a,ững vì v yậy các t pại ch tất này c nầu ph iảnh đượngc

lo iại b ỏ

Đển xử lý các h pợng ch tất l uư huỳnh ch aứa trong phân đo nại này, ngư iờng ta có th sển ử

d ng s d ngụ ử ụ công nghệ x lý b ngử ằng hydro) còn hydro ho cặng phươ, pháp ng tng ọng hoá (có dùng

công nghệ xử lý này.

a Quá trình công nghệ

Kerosene b ngằng hydro) còn ki mề về nguyên t cắt bao g mồm các quá trình công nghệ chính sau:

- Quá trình r aử các t pại ch tất cu nố theo b ngằng hydro) còn nướic;

- Quá trình s yất khô b ngằng hydro) còn mu iố và

- Quá trình l cọng b ngằng hydro) còn đ tất sét đển lo iại bỏ các h tại r nắt l ngỏ cu nố theo và

h pất phụ m tột số ch tất t oại màu, mùi cho s nảnh ph m;ẩm

Sơ, đồm công nghệ đi nển hình quá trình xử lý Kerosene b ngằng hydro) còn ki mề đượng mô tảnh trongc

l cọng t pại ch tất r nắt r iồm đ aư vào đ uầu thi tết bị ti pết xúc c aủa hệ th ngố thi tết bị khử a-xít

sang pha dung d chị ki m,ề và ph nảnh ngứa gi aững Naphthenic và ki mề x yảnh ra (xem

ph nảnh ngứa ởng ph nầu dưới Dòng Kerosene sau khi đi) ượng xử lý sẽ chuy nc ển vào thi tết

bị phân tách Do không có sự phân tán các pha vào nhau nên Kerosene dễm dàng

chuy nển đ ngột d cọng theo các s iợng dây nhờng tr ngọng l cự và l cự kéo (ma sát) c aủa dòng

bình phân tách pha Dung d chị ki mề này l iại đượng b mc ơ, tu nầu hoàn l iại thi tết bị ti pết

ch tất c aủa nguyên li uệ ban đ u.ầu Dung d chị ki mề tu nầu hoàn thường xuyên đng ượng bổic

H nỗn h pợng Kerosene và không khí đ aư vào thi tết bị ti pết xúc Thi tết bị ti pết xúc là

thi tết bị ti pết xúc ki uển s iợng như sử d ngụ trong quá trình tách a-xít Naphthenic.

trong pha này

hydrocacbon Khi

ch yảnh đ nết cu iố thân bó s iợng dây, Kerosene tách ra kh iỏ thi tết bị ti pết xúc đển đi vào

đột ph nảnh ngứa ch mậy h n.ơ,

hydrocacbon Trong khi đó, dung d chị ki mề ti pết t cụ ch yảnh theo chi uề dài bó s iợng

sẽ đượng b mc ơ, tu nầu hoàn l iại thi tết bị tái ti pết xúc đển tái sử d ngụ l i,ại m tột ph nầu cung

c pất l iại thi tết bị tách Naphthenic Sau khi ra kh iỏ thi tết bị ô-xy hoá Mercaptans,Kerosene đượng chuy nc ển t iới thi tết bị r aử b ngằng hydro) còn nưới M cc ụ đích c aủa thi tết bị này là

Kerosene đượng đ ac ư vào thi tết bị ti pết xúc cùng v iới nưới t ic, ại đây ki mề kéo theo

d ngụ c aủa tr ngọng l cự và l cự kéo theo, nưới r ac ử sẽ ch yảnh d cọng theo s iợng dây và đi vào

l pới nưới r ac ử ởng phía đáy Kerosene tách ra kh iỏ thi tết bị ti pết xúc đi vào phahydrocacbon ởng phía trên thi tết bị phân tách pha và đi ra ngoài t iới thi tết bị s yất b ngằng hydro) còn

mu i.ố Nưới r ac ử sẽ đượng b mc ơ, tu nầu hoàn l iại thi tết bị ti pết xúc nhờng hệ th ngố b mơ,

tu nầu hoàn Nưới r ac ử đượng sử d ngc ụ là nưới đã khử khoáng ho cc ặng nưới ng ng.c ư Đển

ki mển soát hàm lượng ki mng ề trong nưới r a,c ử nưới s chc ại thườngng xuyên đượng bổicsung Nưới r ac ử sẽ đượng đ ac ư t iới hệ th ngố xử lý nưới th ic ảnh chung c aủa nhà máy

Thi tết bị s yất b ngằng hydro) còn mu iố có ch cứa năng tách các h tại nưới tự do bám theo và lc ượngng

sinh ra Kerosene đi vào phía đáy thi tết bị s yất ch yảnh ngượngc lên phía đ mệ mu iố ởng

tan, đ mệ mu iố sẽ bị d nầu phá hu ,ỷ vì v y,ậy sau m tột th iờng gian nh tất đ nhị ph iảnh thay

 Cơ, chết các quá trình công nghệ và các y uết tố nhảnh hưởng ng

 Quá trình tách a-xít Naphthenic

sử d ngụ ki mề do a-xít này ph nảnh ngứa v iới ki mề t oại thành m tột d ngại nhũ tươ, c nng ảnh

hóa h cọng sau:

R-COOH + Na OH RCOONa + H 2 O

là: n ngồm đột dung d chị ki m,ề t cố đột tu nầu hoàn, nhi tệ và áp su tất ti nết hành quátrình

N ng ồ độ dung d ch ịch ki m ềm và t c ốc độ tu n ần hoàn

d chị ki mề cao sẽ d nẫn đ nết m tất cân b ngằng hydro) còn gi aững l cự ma sát và s cứa căng bề m tặng do đó

ki m.ề Nhũ tươ, này gây c nng ảnh trởng quá trình chuy nển kh iố và nhảnh hưởng t ing ới các quá

thi tết đ nết n ngồm đồm ki mề trong dung d ch.ị N ngồm đột dung d chị ki mề càng cao thì

d chị c nầu ph iảnh đượng h nc ại chết ởng m cứa thích h pợng (th cự tết đển tách Naphthenic hàm

Nhi t ệ độ và áp su t ất

nhi tệ đột và áp su t.ất Nhi tệ đột cao làm gi mảnh hi uệ su tất tách Naphthenic, nh ngưnhi tệ đột quá th pất sẽ đ yẩm m nhại quá trình hình thành nhũ tươ, gi ang ững các mu iố

thư ngờng nhi tệ đột ti nết hành quá trình không đư cợng th pất h nơ, 15 0C

 Quá trình tách Mercaptan

ngay trưới khi đ ac ư vào thi tết bị tr nột (thi tết bị ti pết xúc) Khi dung d chị ki mề ti pết

Kerosenen chuy nển vào pha dung d chị ki m.ề T iại pha ki mề x yảnh ra ph nảnh t oại raNatri mercaptides (NaSR):

dung d chị ki m,ề t iại đây, ph nảnh ngứa ôxy hoá Natri mercaptides x yảnh ra t oại DSOtheo ph nảnh ngứa sau:

Đển tăng t cố đột ph nảnh ngứa c aủa quá trình và hi uệ su tất ph nảnh ng,ứa ngư iờng ta sử

trong môi trường nng ưới vì v yc, ậy ch tất này khuy chết tán ngượng trởng l ic ại pha

đ iổi sau khi xử lý Kerosene b ngằng hydro) còn phươ, pháp sử d ngng ụ ki mề mà chỉ chuy nển

h pợng ch tất l uư huỳnh từ d ngại ho tại tính (Mercaptans) sang d ngại không ho tại tính(DSO)

đượng mô tảnh rút g nc ọng b ngằng hydro) còn ph nảnh ngứa sau:

Từ các ph nảnh ngứa c aủa quá trình ô-xy hoá Mercaptans th yất r ng:ằng hydro) còn quá trình

Mercaptans là: nhi tệ đ ,ột t cố đột dòng dung d chị ki mề và áp su tất ti nết hành quátrình

Nhi t ệ độ

Kerosene vào dung d chị ki m.ề Nhi tệ đột ti nết hành quá trình th pất thu nậy l iợng cho

nhũ tươ, n ung ết như trong pha Kerosene còn t nồm t iại m t lột ượngng Naphthenic.Nhi tệ.

đ c a môi trột ủa ườngng ph n ng không đảnh ứa ượngc th p h n 15ất ơ, 0C