Đề án tốt nghiệp: Thiết kế dây chuyền chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ

MỞ ĐẦU Dầu mỏ dƣợc tìm thấy vào năm 1859 tại Mỹ. Lúc bấy giờ lƣợng dầu thô khai thác đƣợc còn rất ít, chỉ phục vụ cho mục đích đốt cháy và thắp sáng. Nhƣng chỉ một năm sau đó, không chỉ riêng ở Mỹ mà các nƣớc khác ngƣời ta cũng đã tìm thấy dầu. Từ đó sản lƣợng dầu đƣợc khai thác ngày càng tăng lên rất nhanh. Đây là bƣớc chuyển mình đi lên của nghành khai thác và chế biến dầu mỏ. Đến năm 1982 thế giới đã có 100 loại dầu mỏ khác nhau thuộc sở hữu của 48 quốc gia, trong đó có Việt Nam. Quốc gia có sản lƣợng dầu mỏ lớn nhất là Arập xê út. Chiếm khoảng 26% tổng sản lƣợng dầu mỏ trên thế giới. Ngành công nghiệp đầu do tăng trƣởng nhanh đã trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn của hầu hết các quốc gia trên thế giới . Khoảng 65 70% năng lƣợng sử dụng đi từ dầu mỏ, chỉ có 2022% năng lƣợng đi từ than, 56% từ năng lƣợng nƣớc và 812% từ năng lƣợng hạt nhân. Ngày nay trên 90% sản phẩm hữu cơ có nguồn gốc từ dầu khí vào mục đích đốt cháy sẽ giảm dần. Do đó dầu khí trong tƣơng lai vẫn chiếm giữ một vị trí quan trọng trong lĩnh vực năng lƣợng và nguyên liệu hoá học mà không có tài nguyên thiên nhiên nào có thể thay thế đƣợc. Bên cạnh đó lƣợng sử dụng mạnh mẽ và có hiệu quả nhất của dầu mỏ là làm nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hoá dầu nhƣ : sản xuất cao su, vải, nhựa đến các loại thuốc nhuộm, các hoá chất hoạt động bề mặt, phân bón. Dầu mỏ là một hổn hợp rất phức tạp trong đó cả hàng trăm cấu tử khác nhau. Mỗi loại dầu mỏ đƣợc đặc trƣng bởi thành phần riêng song về bản chất chúng đều có các hiđrocacbon là thành phần chính, các hiđrocacbon đó Sinh viên: Tran diep Ha 1 Lớp hoá dầu k48 chiếm 6090% trọng lƣợng trong dầu, còn lại là các chất oxy, lƣu huỳnh, nitơ, các phức chất cơ kim, nhựa, asphanten. Trong khí còn có các khí trơ nhƣ : He, Ar, Xe, Nz…. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp dầu khí trên thế giới, dầu khí Việt Nam cũng đã đƣợc phát hiện từ những năm 1970 và đang trên đà phát triển.Chúng ta đã tìm ra nhiều mỏ trữ dầu với trữ lƣợng tƣơng đối lớn nhƣ mỏ Bạch Hổ, Đại Hùng, mỏ Rồng, mỏ Rạng Đông, các mỏ khí nhƣ Lan Tây, Lan Đỏ…Đây là nguồn nhiên liệu quý để giúp nƣớc ta có thể bƣớc vào kỷ nguyên mới của công nghệ dầu khí. Nhà máy số một Dung Quất với công suất 6 triệu tấn /năm đang triển khai xây dựng để hoạt động và đang tiến hành phê chuẩn nhà máy lọc dầu, số 2 Nghi Sơn- Thanh Hoá với công suất 7 triệu tấn/năm. Đối với Việt Nam dầu khí đƣợc coi là nghành công nghiệp hoá, hiện đại hoá, tạo thế mạnh cho nền kinh tế quốc dân. Nhƣ vậy nghành công nghiệp chế biến dầu khí nƣớc ta đang bƣớc vào thời kỳ mới, thời kỳ công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nƣớc. Sự đóng góp của ngành dầu khí không chỉ mang lại thế mạnh cho nền kinh tế nƣớc nhà mà còn là nguồn động viên tinh thần toàn đảng toàn dân ta và nhất là các thành viên đang làm việc trong ngành dầu khí hăng hái lao dộng, sáng tạo góp phần xây dựng đất nƣớc để sau này vào thập niên tới sánh vai các nƣớc tiên tiến trong khu vực và trên thế giới. Công nghiệp chế biến dầu phát triển mạnh là nhờ các đặc tính quý riêng mà các dạng nhiên liệu khác nhƣ than hoặc các khoáng chất khác không thể có, đó là giá thành thấp, dể vận chuyển và bảo quản, dễ hiện đại hoá và tự động hoá trong sử dụng, ít tạp chất và có nhiệt năng cao, dể tạo ra loại sản phẩm đáp ứng mọi nhu cầu của các nghành kinh tế quốc dân. Sinh viên: Tran diep Ha 2 Lớp hoá dầu k48 Hiệu quả sử dụng dầu mỏ phụ thuộc vào chất lƣợng của quá trình chế biến. Theo các chuyên gia về hoá dầu của châu âu, việc đƣa dầu mỏ qua các quá trình chế biến sẽ nâng cao đƣợc hiệu quả sử dụng lên 5 lần, và nhƣ vậy tiết kiệm đƣợc nguồn tài nguyên quý hiếm này. Dầu mỏ là hỗn hợp rất phức tạp gồm hiđrocacbon,khí thiên nhiên,khí dầu mỏ và các tạp chhất khác nhƣ CO2 ,H2S, N2 …..Dầu mỏ muốn sử dụng đƣợc thì phải tiến hành phân chia thành từng phân đoạn. Mỗi thành phần phân đoạn cho ta biết dƣợc loại sản phẩm thu và khối lƣợng của chúng. Quá trình chƣng cất dầu thô là một quá trình vật lý phân chia dầu thô thành các phan đoạn. Quá trình này đƣợc thực hiện bằng các phƣơng pháp khác nhau nhằm tách các cấu tử có trong dầu thô theo từng khoảng thời gian khác nhau mà không làm phân huỷ chúng. Tuỳ theo biện pháp chƣng cất mà ta chia quá trình chƣng cất thành chƣng đơn giản, chƣng phức tạp chƣng cất nhờ cấu tử bay hơi hay chƣng cất trong chân không. Trong các nhà máy lọc dầu, phân xƣởng chƣng cất dầu thô cho phép ta có thể thu đƣợc các phân đoạn dầu mỏ để thực hiện các quá trình tiếp theo. Trong đồ án này đề cập đến các vấn đề lý thuyết có liên quan, trên cơ sở đó thiết kế dây chuyền chƣng cất dầu thô nhiều phần nhẹ. Đồng thời xem xét thiết kế mặt bằng phân xƣởng và vấn đề an toàn lao động. Sinh viên: Tran diep Ha 3 Lớp hoá dầu k48 PHẦN I: TỔNG QUAN I. XỬ LÝ DẦU THÔ TRƢỚC KHI CHƢNG CẤT Dầu thô đƣợc khai thác từ các mỏ dầu và chuyển vào các nhà máy chế biến. Trƣớc khi chế biến phải tiến hành làm ổn định dầu vì trong dầu còn chứa các khí hoà tan nhƣ khí đồng hành và các khí hiđrocacbon. Khi phun dầu ra khỏi giếng khoan thì áp suất giảm, nhƣng dù sao vẫn con lại một lƣợng nhất định lẫn vào trong dầu và phải tách tiếp trƣớc khi chế biến mục đích là hạ thấp áp suất hơi khi chƣng cất dầu thô và nhận thêm nguồn nguyên liệu cho chế biến dầu. Vì trong các khí hiđrocacbon nhẹ từ C1C4 là nguồn nguyên liệu quý cho quá trình nhận olefin. Xử lý dầu thực chất là chƣng tách bớt phần nhẹ nhƣng để tránh bay hơi cả phần xăng, tốt nhất là tiến hành chƣng cất ở áp suất cao khi đó chỉ có các cấu tử nhẹ hơn C4 bay hơi , còn phần tử C5 trở lên vẩn còn lại trong dầu. Muốn xử lý dầu thô trƣớc khi đƣa vào chƣng cất chúng ta phải trải qua những bƣớc tách cơ bản. 1. Tách tạp chất cơ học, nƣớc , muối lẫn trong dầu Nƣớc lẫn trong dầu ở dƣới dạng mỏ chỉ ở dạng tự do không có dạng nhũ tƣơng. Khi khai thác, bơm, phun dầu, các quá trình khuấy trộn thì nƣớc cùng với dầu và các tạp chất tạo thành nhũ tƣơng. Sinh viên: Tran diep Ha 4 Lớp hoá dầu k48 Nƣớc nằm dƣới dạng nhũ tƣơng thì rất bền vững và khó tách. Có 2 dạng nhũ tƣơng : + Dạng nhũ tƣơng nƣớc ở trong dầu. + Dang nhũ tƣơng dầu ở trong nƣớc. Lƣợng nƣớc ở trong dầu nhiều hay ít ở trong nhũ tƣơng dầu ở mỏ khai thác bằng cách nhìn màu sắc, qua thực nghiệm ngƣời ta kiểm tra thấy nếu dầu chứa 10% nƣớc thì màu cũng tƣơng tự dầu không chứa nƣớc. Nếu nhũ tƣơng dầu chứa 1520% nƣớc, có màu ghi đến vàng, nhũ tƣơng chứa 25% nƣớc chứa màu vàng. Dầu mỏ có lẫn nƣớc ở dạng nhũ tƣơng đƣa đi chế biến thì không thể đƣợc mà phải khử chúng ra khỏi dầu. Khử nƣớc và muối ra khỏi dầu đến dƣới hạn cho phép, cần tiến hành khử ngay ở nơi khai thác là tốt nhất. Tiến hành tách nƣớc ở dạng nhũ tƣơng có 3 phƣơng pháp : - phƣơng pháp cơ học ( lắng- lọc – ly tâm). - tách nhũ tƣơng trong dầu bằng phƣơng pháp hoá học. - Tách băng phƣơng pháp dùng điện trƣờng. 1.1. Tách bằng phương pháp cơ học (lắng- lọc- ly tâm). Khi dầu và nƣớc trong dầu chƣa bị khuấy trộn mạnh và nƣớc lẫn trong dầu ở dạng tự do với hàm lƣợng lớn có thể gần 50% và cao hơn. + phƣơng pháp lắng: phƣơng pháp này dùng khi dầu mới khai thác ở giếng khoan lên, dầu và nƣớc chƣa bị khuấy trộn nhiều và nên nhũ tƣơng mới tạo ít và nhũ tƣơng chƣa bền vững, nƣớc ở dạng tự do còn tƣơng đối lớn. Dầu mỏ này ngƣời ta đƣa đi lắng, nhờ có tỷ trọng nƣớc nặng hơn dầu nên nƣớc sẽ đƣợc lắng sơ bộ và tháo ra ngoài Sinh viên: Tran diep Ha 5 Lớp hoá dầu k48 ... - tailieumienphi.vn