công nghệ khai thác dầu thô

Ngoài ra, vỏ là nơi tập trung nhiều chất màu, nếu không bóc vỏ trước khi ép,dưới ảnh hưởng của nhiệt độ cao chất màu tan mạnh vào dầu làm cho dầu có màu xấu.Trogn quá trình bóc tách vỏ,

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI

KHOA CÔNG NGHỆ TP – MT & ĐD

BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU THỰC VẬT

ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ KHAI THÁC DẦU THÔ

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trần Thị Hà

Sau cùng, chúng tôi xin cảm ơn bản thân vì những nỗ lực, cố gắng của bản thân

để có thể hoàn thành tiểu luận này

Nhóm sinh viên thực hiện

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Thái độ làm việc: Kỹ năng làm việc: Trình bày: Điểm số: ………

MỤC LỤC

DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH, BẢNG BIỂU

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Khái quát chung về dầu thô:

Từ khi dầu mỏ được phát hiện và đưa vào khai thác, lần đầu tiên, dầu mỏ đãđược con người sử dụng làm nhiên liệu sáng và làm thuốc chữa bệnh ngoài da, dần dầntheo sự phát triển của kinh tế kỹ thuật cùng với sự hiểu biết ngày càng đầy đủ hơn vềdầu thô đã được sử dụng làm nhiên liệu sản xuất điện, làm nhiên liệu cho tất cả cácphương tiện giao thông vận tải, hơn nữa còn được sử dụng trong công nghiệp hóa học

để sản xuất ra chất dẻo (plastic) và sản xuất ra trên 2.000 sản phẩm thông dụng khác,

vì thế dầu mỏ được gọi là “vàng đen”

Ngày nay, dầu mỏ được khai thác từ rất nhiều mỏ khác nhau về đặc điểm địa kí

tự nhiên, bởi vậy mỗi loại dầu thô ở mỗi mỏ đều có sự khác biệt nhất định Để phânloại giá trị của dầu mỏ, người ta dựa vào nhiều tiêu chí khác nhau, thông thường người

ta dùng tỉ trọng và độ nhớt tương đối để phân ra “dầu nhẹ”, “ trung bình”, “dầu nặng”,hoặc dựa vào hàm lượng lưu huỳnh có trong dầu mà phân ra “dầu ngọt”, “dầu chua”.Dầu ngọt là loại dầu rất ít hoặc không có lưu huỳnh, và ngược lại là dầu chua Nhữngchỉ tiêu này thường được gọi là “chỉ tiêu thương mại” Dầu mỏ của Việt Nam thuộcloại dầu nhẹ, ngọt Giá dầu của Việt Nam cũng vì thế mà có giá cao hơn giá dầu củamột số nước khác

Ngày nay, ngành công nghiệp dầu mỏ đã phân chia dầu thô theo khu vực mà nóđược khai thác, mỗi khu vực có những nhóm dầu có giá trị tương tự nhau

1.2 Thành phần hóa học của dầu thô:

1.2.1 Thành phần nguyên tố:

Dầu mỏ là một hỗn hợp phức tạp, trong dầu có chứa hàng trăm chất khác nhau,nhưng các nguyên tố cơ bản chứa trong dầu là cacbon và hydro Trong đó C chiếm 83– 87%, H chiếm 11,5 – 14% Ngoài các nguyên tố chính trên, trong dầu còn có cácnguyên tố khác như lưu huỳnh S chiếm 0,1 – 7%, nitow N chiếm 0,001 – 1,8%, oxy Ochiếm 0,05 – 1,0% và một lượng nhỏ các nguyên tố khác nhau như hlogen (clo, iod)các kim loại như: niken, vanadi, volfram…

Dầu mỏ càng chứa nhiều hydrocabon, càng ít các thành phần dị nguyên tố, chấtlượng càng tố và loại dầu mỏ đó có giá trị kinh tế cao.

1.2.2 Thành phần hydrocacbon

Là thành phần chính tronng dầu, hầu như tất cả các loại hydrocacbon đều cómật trong dầu mỏ Chúng chiếm tới 90% trọng lượng của dầu Số lượng nguyên tử cótrong mạch từ 1 – 60 hoặc có thể cao hơn Chúng được chia thành các nhóm parafin,naphaten, aromat, lai hợp naphaten – aromat Bằng các phương pháp hóa lý xác địnhđược hơn 400 loại hydrocacbon khác nhau

1.2.3 Thành phần phi hydrocacbon

Là hợp chất hữu cơ mà trong thành phần của chúng có chứa nguyên tố O, N, Shoặc đồng thời chứa cả O, N, S (các hợp chất này là chất nhựa và asphanten)

Hàm lương các hợp chất này chứa trong dầu mỏ tùy thuộc vào chất lượng hữu

cơ ban đầu tạo thành dầu Mỗi loại dầu có hàm lượng và tỷ lệ các hợp chất phihydrocacbon khác nhau Nếu dầu thô khai thác lên mà thuộc loại có độ biến chất thấpthì chứa nhiều hợp chất phi hydrocabon hơn loại có độ biến chất cao

1.3 Các đặc tính vật lý quan trọng của dầu thô:

1.3.1 Tỷ trọng

Khối lượng riêng của dầu là khối lượng của một lít đâu tính bằng kilogam Tỷtrọng của dầu là khối lượng của dầu so với khối lượng của nước ở cùng một thể tích vànhiệt độ xác định Do vậy tỉ trong sẽ có giá trị đúng bằng khối lượng riêng khi có khốilượng riêng của nước ở 4oC bằng 1

1.3.2 Độ nhớt của dầu và sản phẩm dầu:

Độ nhớt đặc trưng cho tính lưu biến của dầu cũng như ma sát nội tại của dầu

Do vậy, độ nhớt cho phép đánh giá khả năng bơm vận chuyển và chế biến dầu

Quan trọng hơn độ nhớt của sản phẩm đánh giá khả năng bôi trơn, tạo mùsương nhiên liệu khi phun vào động cơ, lò đốt Độ nhớt phụ thuộc vào nhiệt độ, khinhiệt độ tăng, độ nhớt giảm

1.3.3.Thành phần phân đoạn

Vì dầu mỏ là thành phần hỗn hợp của nhiều hydrocacbon, có nhiệt độ sôi khácnhau, nên dầu mỏ không có nhiệt độ sôi nhất định đặc trưng như mọi đơn chất khắc Ởnhiệt đọ nào cũng có những hợp chất có nhiệt độ sôi tương ứng thoát ra, và sự khácnhau của từng loại dầu thô chính là sự khác nhau về lượng chất thoát ra ở nhiệt độtương ứng khi chưng cất

1.3.4 Nhiệt độ sôi trung bình

Nhiệt độ sôi trung bình của dầu thô và các phân đoạn dầu có quan hệ với cáctính chất vật lý khác nhau như tỉ trọng độ nhớt , hàm nhiệt và trọng lượng phân tử củadầu Do vậy nó là một thông số quan trọng đánh giá và tính toán công nghệ chế biếndầu

1.4 Phân loại dầu thô

1.4.1 Phân loại dầu mỏ theo bản chất hóa học

Là dựa vào thành phần của các loại hydrocacbon có trong dầu Nếu trong dầu,

họ Hydrocacbon nào chiếm phần chủ yếu thì dầu mỏ sẽ mang tên của loại đó

1.4.2 Phân loại dầu mỏ theo bản chất vật lý

Cách phân loại này dựa theo tỉ trọng Biết tỉ trọng, có thể chia dầu thô theo 3cấp:

- Dầu nhẹ d < 0,830

- Dầu trung bình d = 0,83 – 0,884

- Dầu nặng: d > 0,884

CHƯƠNG 2: QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ KHAI THÁC DẦU THÔ

2.1 Sơ đồ công nghệ khai thác dầu thô

Sơ đồ 1: Qui trình khai thác dầu thô

2.2 Thuyết minh qui trình

Nguyên liệu trước khi được nhập kho để ép phải thông qua khâu kiểm tra chấtlượng sản phẩm

2.2.1 Sơ chế nguyên liệu

Thành phần chủ yếu của vỏ là xenlulo và hemixenlulo hầu như không chứa dầuhoặc chứa rất ít dầu, hơn nửa vỏ đảm nhiệm chức năng bảo vệ cơ học cho quả hoặc hạtdầu nên độ bền của vỏ lớn hơn rất nhiều (nếu để vỏ sẽ gây khó khăn cho quá trình ép)

Mặt khác, muốn hiệu suất tách dầu cao, các tế bào nhân phải được phá vỡ triệt đểnhằm giải phóng dầu ra dạng tự do nên phải qua các công đoạn nghiền, chính vì vậybóc và tách vỏ trước khi nghiền nhằm mục đích sau:

- Tạo điều kiện cho việc nghiền nhân được dễ dàng, đạt độ nhỏ mong muốn

- Giảm tổn thất dầu trong sản xuất vì vỏ có tính hút dầu cao

Ngoài ra, vỏ là nơi tập trung nhiều chất màu, nếu không bóc vỏ trước khi ép,dưới ảnh hưởng của nhiệt độ cao chất màu tan mạnh vào dầu làm cho dầu có màu xấu.Trogn quá trình bóc tách vỏ, độ ẩm của nguyên liệu đóng vai trò rất quan trọng Nếunguyên liệu quá khô khi vào máy xát sẽ làm cho nguyên liệu nát nhiều, các vụn vỡ nàytheo quạt hút ra ngoài làm tổn thất nguyên liệu, trong trường hợp hạt quả ẩm, vỏkhông đủ độ dòn cho việc bóc tách nên hiệu suất kém Một số nguyên liệu có vỏ mỏng

và dai như đậ nành không cần phải bóc tách vỏ vì gây quá nhiều tổn thất Vì thế trong

sơ đồ công nghệ sản xuất dầu đậu nành không có công đoạn bóc tách vỏ cho dù lượngdầu tổn thất trong quá trình sản xuất có tăng lên

Mỗi loại nguyên liệu chứa dầu có độ bền cơ học khác nhau nên đối với mỗi loạinguyên liệu khác nhau người ta dùng các loại máy bóc vỏ có cơ cấu khác nhau Cácloại máy này thường dựa vào các nguyên tắc cơ bản sau:

- Phá vỡ vỏ nguyên liệu do ma sát với bề mặt nhám, phương pháp này dựa trên

cơ sở là khi nguyên liêu vào máy với vận tốc xác định, xảy ra sự tiếp xúc với giữa bềmặt nguyên liệu với bề mặt nhám củ thiết bị, từ đó hình thành lực cản hảm sự chuyểnđộng củ nguyên liệu làm vỏ bị tróc ra khỏi nguyên liệu

- Phá vỡ vỏ nguyên liệu do kết quả của sự va đập lên một bề mặt rắn, phươngpháp này dựa trên cơ sở nguyên liệu chuyển động với vận tốc nào đó va đập lên bề mặtrắn cũng đang chuyển động

- Phá vỡ vỏ nguyên liệu dựa vào lực cắt bằng các cơ cấu dao, nguyên lý cơ bảncủa phương pháp này là khi nguyên liệu vào khe giữa của các dao chuyển động và daotĩnh, các lưỡi dao bố trí trên các đĩa sẽ xát vỏ, giải phóng nhân

- Phá vỡ vỏ nguyên liệu bằng lực nén ép trong các khe của trục quay Nguyên lý

cơ bản ở đây là khi nguyên liệu rơi vào khe của các trục quay, hạt bị nén, vỏ bị xé nứt

và tách ra khỏi nhân

2.2.2 Nghiền

Tùy thuộc vào nguyên liệu chứa dầu mà đối tượng vào nghiền có thể khácnhau: là hạt nguyên, nếu nguyên liệu chứa dầu không cần phải bóc vỏ, là nhân hạthoặc khô dầu hoặc nguyên liệu đưa vào nghiền vó thể ở dạng mảnh như cùi dừa khô Nghiền nguyên liệu nhằm các mục đích sau:

- Phá hủy triệt để những tế bào nguyên liệu nhằm giải phóng dầu ra ở dạng tự

do Khi kích thước các hạt bột nghiền càng nhỏ, các tế bào chứa dầu càng được giảiphóng

- Tạo cho nguyên liệu có kích thước thích hợp cho các công đoạn chế biến tiếptheo, khi kích thước các hạt bột nghiền càng nhỏ, chiều dài khuếch tán củ nước và thờigian truyền nhiệt vào khối bột nghiền trong quá trình chưng càng ngắn, bề mặt tiếpxúc giữa các phân tử bột nghiền với nước, hơi nước trực tiếp, hơi gián tiếp càng lớn,

do đó hiệu quả của quá trình chưng sấy sẽ tăng lên

- Tạo cho nghuên liệu có hình dáng và kích thước đồng đều, từ đó bột nghiềnsau khi chưng sấy sẽ có chất lượng đồng đều, khi ép dầu sẽ thoát ra dễ dàng và đồngđều

2.2.3 Chưng sấy bột nghiền

Trước hết ta cần phải phân biệt một số tên gọi: nguyên liệu chứa dầu sau khinghiền thành bột gọi là bột nghiền, bột nghiền sau khi chưng sấy (gai ẩm, gia nhiệt)gọi là bột chưng sấy sau khi ra khỏi thiết bị chưng sấy còn có thể gọi là bột ép nếu đemlấy dầu hoặc gọi là bột trích ly nếu đemtrích ly bằng dung môi để lấy dầu Bột ép hoặcbột trích ly sau khi đã lấy dầu gọi là dầu thô (nếu ép) và bã dầu (nếu trích ly) Muốnhiểu quả tách dầu cao, trước khi đem ép hoặc trích ly, bột nghiền phải qua công đoạnchưng sấy

Chưng sấy bột nghiền nhằm mục đich sau:

- Tạo điều kiện cho bột nghiền có sự biến đổi về tính chất lý học, tức là làmthay đổi tính chất vật lý của phần háo nước và phần kị nước (dầu) làm cho bột nghiền

có tính đàn hồi Các mối liên kết phân tử vững bền giữa phần dầu (kị nước) và phầnháo nước bị đứt hoặc yếu đi, khi ép dầu dễ dàng thoát ra,

- Làm cho độ nhớt của dầu giảm đi, khi ép dầu dễ dàng thoát ra,

- Làm cho một số thành phần không có lợi (mùi, độc tố ) mất tác dụng, từ đólàm tăng chất lượng của thành phẩm và khô dầu.

- Làm vô hoạt hệ thống enzym không chịu được nhiệt độ cao tồn tại trong bộtnghiền,

- Làm cho độ ẩm của bột nghiền được điều chỉnh từ 3 ÷ 5 % tùy theo từng loạinguyên liệu, tạo điều kiện thuận lợi cho công đoạn tiếp theo (ép hoặc trích ly)

Tùy theo các phương pháp lấy dầu (ép hoặc trích ly) mà tính chất của bột chưngsấy sẽ khác nhau, ví dụ bột chưng sấy dùng để ép dầu phải dẽo, xốp, trong khi đó bộtchưng sấy dùng để trích ly phải xốp và có bề mặt tự do lớn

Chưng sấy bột nghiền có thể dùng hai chế độ:

* Chế độ chưng sấy ướt: Trong quá trình chưng sấy tiến hành làm ẩm đến độ

ẩm thích hợp (chưng) cho sự trương nở phần háo nước của bột rồi sau đó sấy đểnguyên liệu có độ ẩm thích hợp cho viêc ép Ở giai đoạn chưng, bột nghiền được làm

ẩm bằng nước hoặc hỗn hợp của nước với hơi nước trực tiếp, ở giai đoạn sấy, bột saukhi chưng thường được sấy khô bằng hơi nước gián tiếp Đây là chế độ được áp dụngrộng rãi hiện nay vì đã tạo điều kiện cho các thành phần của bột biến đổi đến mức tốtnhất

Chỉ tiêu đặc trưng cho chế độ chưng sấy là mức độ làm ẩm bột, nhiệt độ chưng

và sấy, thời gian chưng sấy và độ ẩm bột sau khi chưng sấy

Những biến đổi xảy ra trong quá trình chưng sấy:

Nhìn chung, khi đưa nhiệt và ẩm vào bột nghiền, phần háo nước (phi lipit) sẽtrương nở, từ đó làm thay đổi tính dẻo của bột và trạng thái của dầu đồng thời xảy ranhững sự biến đổi sinh hóa, hóa học các chất có trong khối bột Có hai quá trình biếnđổi chủ yếu như sau:

* Sự biến đổi của phần háo nước:

- Trong khi chưng sấy, các phần háo nước sẽ hút nước và trương nở, ban đầu, sựhút nước xãy ra rất mạnh, sau đó thì giảm dần, từ đó làm cho bột trở nên dẻo và đànhồi Hơn nữa, dưới tác dụng của nhiệt và ẩm, protit bị biến tính làm cho bột càng dẻo,liên kết giữa phần háo nước và kị nước yếu đi

- Trong khi chưng sấy, có sự biến đổi về mặt hóa học như protit + gluxit tạophản ứng melanoidin làm dầu sau ép có màu sẩm, gluxit + photphatit tạo thành cáchợp chất hòa tan trong dầu.

- Về mặt sinh hóa, những biến đổi chủ yếu do hoạt động của các enzym cótrong nguyên liệu, dưới tác dụng của nhiệt độ và độ ẩm, cường độ hoạt động của cácenzym càng tăng, đặc biệt là lipaza (thủy phân dầu) làm tăng chỉ số axit của dầu thànhphẩm và glucooxydaza (thủy phân tinh bột), khi nhiệt độ lên cao, cường độ hoạt độngcủa các enzym giảm dần

* Sự biến đổi của phần kị nước (dầu):

- Trong quá trình chưng sấy, dầu từ trạng thái phân tán chuyển thành dạng tậptrung trên bề mặt các phân tử bột,

- Dưới tác dụng của nhiệt độ, độ nhớt của dầu giảm, dầu trở nên linh động, đây

là biến đổi rất có lợi cho quá trình sản xuất,

- Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, dầu có thể bị oxy hóa tạo ra peroxit → oxit →axit béo tự do, từ đó làm tăng chỉ số axít của dầu; nên đối với một số nguyên liệu cónhiều axit béo không no trong thành phần của dầu thì cần phải có chế độ chưng sấy ởnhiệt độ thấp để tránh làm tăng chỉ số axit của dầu

Một số yêu cầu công nghệ trong công đoạn chưng sấy:

Bột chưng sấy phải đồng nhất về độ ẩm, độ dẻo, độ đàn hồi phù hợp với yêucầu của công nghệ (phụ thuộc vào cơ cấu của máy ép và nguyên liệu) Khi bột chưngsấy không đạt được độ đồng nhất, hiệu quả thoát dầu từ các phần tử khác nhau sẽ khácnhau, dẫn đến hiệu quả thoát dầu không cao Muốn đạt được độ đồng nhất của bộtchưng sấy cần có những biện pháp sau:

- Lượng bột nghiền đưa vào nồi chưng sấy phải liên tục để ổn định lượng bộtchưng sấy ra khỏi nồi Muốn đảm bảo vấn đề này thì năng suất máy nghiền phải phùhợp với năng suất của nồi chưng sấy và máy ép Ngoài ra, các cửa thông của các tầngnồi chưng sấy phải làm việc bình thường

- Độ ẩm của bột nghiền đưa vào nồi chưng sấy phải ổn định Nếu độ ẩm của bộtnghiền thấp hoặc cao hơn độ ẩm cần thiết, cần phải có biện pháp điều hòa độ ẩm (sấykhô hoặc làm ẩm)

- Việc làm ẩm ở giai đoạn chưng phải đồng đều.

- Lượng nhiệt cung cấp phải đủ lớn và ổn định, do đó các thông số của hơi như

áp suất, nhiệt độ, lưu lượng phải ổn định, lượng nước ngưng phải được lấy ra một cáchtriệt để

Sự chuyển động nguyên liệu trong lòng ép:

Khi máy làm việc, trục vít quay làm cho bề mặt các gân vít tác động lên nguyênliệu, đẩy chúng di chuyển dọc theo một bên là bề mặt gân vít một bên là phía tronglong ép

Sự tạo thành áp lực trong long ép:

Áp lực trong long ép được tạo thành do sự nén nguyên liệu và sức phản khángcủa nguyên liệu áp lực này lớn hay nhỏ phụ thuộc vào cấu tạo lòng ép, trục vít và đặctính cơ lý của bột ép

Hình 1: Máy ép trục vít

Các điều kiện trên quyết định các thông số kỹ thuật khi ép:

- Máy phải hoạt động liên tục và đủ nguyên liệu

- Chất lượng nguyên liệu phải đạt yêu cầu

- Sắt và các loại tạp chất phải loại ra trước khi đưa vào sản xuất

- Mức độ nghiền cán phải đạt yêu cầu không dưới 55% ở mức kích thước 1mm

và không có mảnh nào lớn hơn 3mm

- Độ ẩm vào lồng ép sau khi chưng sấy phải đạt yêu cầu 2-3%

Các thao tác trên máy ép ETP

- Sấy nồi chưng sấy bằng hơi gián tiếp khoảng 4-5kg/cm3

- Khi nguyên kiệu ở tầng cuối đạt 85-950C bột chưng sấy chin vàng và độ ẩm 3% thì mở từ từ cửa ở đáy cho nguyên liệu vào ép và khóa van hơi gia nhiệt

2 Bã ép có màu sắc vàng đều, bong nhẵn

- Hàm lượng dầu trong bã còn 7-11%

Xử lý sự cố trong quá trình ép

- Nếu nguyên liệu ẩm, mở quạt hút hoạt động

- Nếu nguyên liệu khô, giảm nguyên liệu vào lòng ép mở van hút ẩm, khôngđược sử dụng quạt hút

- Nếu có sự cố phải sửa khóa van hơi lại và lấy nguên liệu ra nếu quá 30 phút

- Khi cúp điện đột ngột:

+ Khóa van hơi chính

+ Đóng cửa nạp liệu và nồi chưng sấy

+ Ngắt cầu dao chiều vị trí 380V sang vị trí 220V

 Sự cố, nguyên nhân, cách khắc phục của các thiết bị trong khai thác dầu

Tên thiết bị Sự cố Nguyên nhân Cách khắc phụcSàng lắc Sau khi sang lẫn

nhiều tạp chấtMáy sang khônghoạt động dù cóđiện

Do kích thước lỗsang không hợp lý

Do lâu ngày lỗsàng bị thủng

Do động cơ bị hưDây đai bị đứt hay

bị lệch

Thay lưới khác

Kiểm tra lại động

cơ, nếu động cơ bịcháy thì phải thayPhải thay dây đaimới

Vis tải Cánh vis không

chuyển độngCánh vis quay

Do các mảnh kimloại có trongnguyên liệu hay từ

Dừng động cơ lại,tìm kiếm và lấy cácmảnh kim loại ra