Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phân xưởng Cracking nhiệt

Thiết kế phân xƣởng Cracking nhiệt MỤC LỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................................3 PHẦN I: MỞ ĐẦU..........................................................................................................4 PHẦN II: QUÁ TRÌNH CRACKING NHIỆT...............................................................7 I. KHÁI NIỆM, MỤC ĐÍCH VÀ NGUYÊN LIỆU SỬ DỤNG..............7 II. CÁC PHẢN ỨNG TRONG QUÁ TRÌNH CRACKING NHIỆT.....7 III. CƠ CHẾ CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING NHIỆT ........................9 1. SỰ BIẾN ĐỔI CÁC HYDROCACBON PARAFIN: .........................9 A. THUYẾT TỰ DO. ...............................................................................11 B. THEO THUYẾT PHÂN HUỶ PHÂN TỬ............................................13 2. SỰ BIẾN ĐỐI CỦA CÁC HỢP CHẤT OLEFIN.............................14 3. SỰ BIẾN ĐỔI CỦA CÁC HYDRO CACBON NAPHTEN.............15 4. SỰ BIẾN ĐỔI CỦA CÁC HYĐROCACBON THƠM.....................15 5.SỰ BIẾN ĐỔI CỦA CÁC HỢP CHẤT LƢU HUỲNH.....................16 IV. ĐỘNG HỌC CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING NHIỆT ................16 V. CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING NHIỆT ....................................................................................................17 L. NHIỆT ĐỘ.......................................................................................17 2. TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG......................................................................18 3. THỜI GIAN PHẢN ỨNG................................................................18 4. ẢNH HƢỞNG CỦA ÁP SUẤT . .....................................................18 5. NGUYÊN LIỆU...............................................................................18 VI. SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING NHIỆT .................19 1. SẢN PHẨM KHÍ .............................................................................19 2. SẢN PHẦM LỎNG: ........................................................................21 A. XĂNG CRACKING NHIỆT................................................................21 B. SẢN PHẨM GASOIL CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING NHIỆT.........23 C. SẢN PHẨM CẶN CRACKING NHIỆT..............................................23 PHẦN II : TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH CHÁY CỦA LÒ.............................................24 Hoàng Văn Thắng - HD1 - K44 1 Thiết kế phân xƣởng Cracking nhiệt I. TÍNH QUÁ TRÌNH CHÁY ...............................................................25 1. XÁC ĐỊNH NHIỆT CHÁY CỦA NGUYÊN LIỆU THEO CÔNG THỨC SAU ....................................................................................25 2. XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN NGUYÊN TỐ THEO PHẦN TRĂM TRỌNG LƢỢNG............................................................................26 3. XÁC ĐỊNH LƢỢNG KHÔNG KHÍ LÝ THUYÊT CẦN ĐỂĐỐT CHÁY 1KG KHÔNG KHÍ THEO CÔNG THỨC SAU..................27 4. XÁC ĐỊNH LƢỢNG KHÔNG KHÍ THỰC TẾ CẦN ĐẾ ĐỐT CHÁY 1 KG KHÍ. ......................................................................................27 5. XÁC ĐỊNH LƢỢNG SẢN PHẨM CHÁY ĐƢỢC TẠO THÀNH KHI ĐỐT CHÁY 1 KG NHIÊN LIỆU. ..................................................27 6. XÁC ĐỊNH THỂ TÍCH SẢN PHẨM CHÁY KHI ĐỐT CHÁY 1 KG NHIÊN LIỆU Ở ĐIỀU KIỆN TIÊU CHUẨN.................................28 7. XÁC ĐỊNH HÀM NHIỆT CỦA CÁC SẢN PHẨM CHÁY Ở CÁC NHIỆT ĐỘ KHÁC NHAU THEO PHƢƠNG TRÌNH SAU:..........28 2. THÀNH PHẦN CỦA NGUYÊN LIỆU VÀ CÁC SẢN PHẨM NHIỆT PHÂN.................................................................................30 PHẦN III: SƠ ĐÔ CÔNG NGHỆ CỦA PHÂN XƢỞNG CRACKING NHIỆT........32 I. NGUYÊN LÝ HOẠT DỘNG CỦA SƠ ĐỒ CRACKING NHIỆT...32 II. LÒ ỐNG.............................................................................................33 III. THIẾT BỊ BAY HƠI. ......................................................................34 IV. THIẾT BỊ CHƢNG TÁCH SẢN PHẨM........................................34 KẾT LUẬN....................................................................................................................35 Hoàng Văn Thắng - HD1 - K44 2 Thiết kế phân xƣởng Cracking nhiệt TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Lê Văn Hiếu, Công nghệ chế biến dầu, Nhà xuất Bản Khoa học và Kỹ thuật. 2. Trần Mạnh Trí, Hoá học Dầu mỏ và Khí, ĐHBK - Hà Nội năm 1976 3. Tính toán các quá trình công nghệ - ĐHBK - Hà Nội 4. Đinh Thị Ngọ, Hoá học dầu mỏ và khí,Nhà xuất Bản Khoa học và Kỹ thuật. Hoàng Văn Thắng - HD1 - K44 3 Thiết kế phân xƣởng Cracking nhiệt PHẦN I: MỞ ĐẦU Ngày nay với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật và nghành công nghiệp phát triển, đòi hỏi cao về nguyên, nhiên liệu cung cấp Cho nền kinh tế quốc dân nói chung và nghành hoá nói riêng. Nhằm thoả mãn mọi nhu cầu của xă hội phục vụ đời sống con ngƣời với phƣơng châm không dùng “động thực vật làmn nguyên liệu, sử dụng nguồn nguyên liệu, nhiên liệu làm chủ yếu” thì cho đến nay dầu mỏ là nguồn chính đáp ứng đòi hỏi trên. Chính vì vậy công nghiệp chế biến dầu mỏ có tầm quan trọng đặc biệt, nó không chỉ cung cấp nhiên liệu cho các động cơ, máy móc, mà còn cung cấp nguyên liệu cho các ngành công nghiệp khác. Việc chế biến dầu mỏ bằng phƣơng pháp vật ly thông thƣờng không còn đáp ứng nổi vồ số lƣợng cõng nhƣ chất lƣợng. Do vậy đòi hỏi trong công nghệ lọc hoá dầu phải có các phƣơng pháp hoá học khác làm tăng hiệu suất sản phẩm dầu mỏ thƣơng phẩm, đồng thời thu đƣợc các sản phẩm dầu mỏ có chất lƣợng cần thiết. Chính vì vậy trong công nghiệp chế biến dầu mỏ và các quá trình chuyển hoá hoá học dƣới tác dụng của nhiệt đƣợc sử dụng nhằm chế biến diầu mỏ và các phân đoạn dầu mỏ khác nhau để thu các loại nhiên liệu và các loại nguyên liệu cho công nghiệp tổn hợp hoá học cũng đóng một vai trò tƣơng dối quan trọng: Tuỳ theo mục đích thu sản phẩm, nguyên liệu sử dụng và chế dộ công nghệ mà quá trình có thể chia các quá trình chuyển hoá hoá học dƣới tác dụng của nhiệt nhƣ sau: - Quá trình cracking nhiệt - Quá trình nhiệt phân ( pyrôly) - Quá tlmh cốc hoá - Quá trình vibrekirlg Hoàng Văn Thắng - HD1 - K44 4 Thiết kế phân xƣởng Cracking nhiệt Đây là các quá trình biến đổi nguyêu liệu dầu mỏ dƣới tác dụng của nhiệt độ cao thành các sản phẩm rắn, lỏng và khí. Thành phần về số lƣợng cũng nhƣ chất lƣợng của sản phẩm cuối đƣợc quyết định bởi các thông số công nghệ của quá trình nhƣ: nhiệt độ, áp suất, thời gian phản ứng. Quá trình biến đổi nguyên liệu là quá trình phức tạp xảy ra hàng loạt các phản ứng vừa nối `tiếp vừa song song. Trong các quá trình chế biến nhiệt khử cấu trúc có hai vấn đề quan trọng cần phải giải quyết. + Ngăn ngừa sự tạo thành cốc trong ống phản ứng hay trong các thiết bị trao đổi nhiệt. + Đảm bảo hiệu quả sử dụng cao các trang thiết bị trong dây chuyền. Trong những qúa trình chuyển hoá hoá học dƣới lác dụng của nhiệt ở trên thì quá trình cracking nhiệt chiếm một vị trí tƣơng đói quan trọng trong công nghệ lọc dầu. Quá trình crácking nhiệl là một quá lrình phân huỷ dƣới tác dụng đơn thuần của nhiệt, các hiđrôcacbon bị phân huỷ gãy đứt mạch cacbon tạo ra những hidrocacbon có phâh tử lựong bé hơn. Quá trình có thể thực hiện ở nhiệt độ 420 ~ 5500C và ở điều kiện áp suất tƣơng đối cao: 20 - 70 at. Mục đích của quá trình này nhằm tăng hiệu suất sản phẩm trắng dầu trắng (xăng, gasoil) của mỏ chế biến, ngoài ra còn để thu một số khí chủ yếu là khí olêfin. Để điều chỉnh theo sự mong muốn tăng hiệu suất cao lên, nếu muốn tăng hiệu suất khí olêfin thì ta điều chỉnh cho áp suất thấp xuống. Trƣớc chiến tranh thế giới thứ hai cracking nhiệt độ là một quá trình hoá học chủ yếu để tăng lƣợng xăng, nhƣng trong những thập kỷ gần đây nó không còn đƣợc dùng để sản xuất xăng nữa mà chủ yếu để sản xuất các hidrocacbon để cung cấp cho công nghiệp hoá dầu. Trong đó phải kể đến CH4, C2H2, C7H6, butadien, isopre, styren hàng năm ngƣời ta sản xuất hàng triệu tấn C2H4, 6 – 7 triệu tấn dầu mỏ. Hoàng Văn Thắng - HD1 - K44 5 ... - tailieumienphi.vn