Xem mẫu
- Merock tu n hoàn (VI). Dung d ch Merock cùng mercaptan ñư c l y ra t
ñáy lò ph n ng 1 qua lò ph n ng 2, trong ñó nó ñư c tr n v i không khí,
vào tháp phân riêng 3. T trên tháp phân riêng không khí dư ñư c l y ra, còn
t ñáy – dung d ch Merock. T trên b l ng 4 disulfur ñư c l y ra, còn t ñáy
– dung d ch Merock hoàn nguyên, ñư c tái s d ng trong lò ph n ng 1.
Sơ ñ Merock
1- Lò ph n ng ñ lo i mercaptan; 2- lò ph n ng oxy hóa dung d ch Merock
ñã s d ng; 3- tháp phân riêng; 4- b l ng ñ tách disulfur; 5- lò ph n ng ñ
oxy hóa mercaptan thành disulfur; 6- b l ng ñ tách dung d ch Merock; 7,8 –
máy bơm.
I- Xăng lưu huỳnh; II- không khí; III- dung d ch Merock; IV-không khí dư;
V-disulfur; VI-dung d ch merock tu n hoàn; VII- xăng s ch.
Disulfur l i trong phân ño n s ch mà không làm gi m tính ng d ng c a
nhiên li u.
5. Tách các h p ch t ch a lưu huỳnh
V i m c ñích tách các h p ch t lưu huỳnh trong phân ño n nhiên li u
nh n ñư c trong ch bi n d u lưu huỳnh. M t trong nh ng nhi m v trong
làm s ch lưu huỳnh trong nhiên li u là c i thi n mùi c a s n ph m. V i m c
ñích này có m t s phương pháp x lý, trư c tiên là làm s ch mercaptan trong
xăng. Trong các quá trình này c n ph i ho c lo i mercaptan ra kh i nhiên li u
ho c chuy n hóa nó thành ch t có mùi ít khó ch u hơn (như disulfur). Nhi u
mercaptan ch a trong xăng có ph n ng y u và có th lo i ra b ng cách r a
162
- b ng dung d ch ki m trong nư c. ð hòa tan c a mercaptan trong dung d ch
ki m có th tăng n u thêm axit h u cơ và các h p ch t khác. R a ki m là
phương pháp ñơn gi n và có hi u qu ñ cao ñ làm s ch các ph n ño n nhiên
li u. ð chuy n hóa mercaptan thành disulfur trong công nghi p hi n nay s
d ng quá trình Merox (oxy hóa mercaptan).
Hi n nay trong công nghi p ng d ng các công ngh x lý h p ch t lưu
huỳnh v i xúc tác t ng c ñ nh c a Hãng Gulf như Gulf HDS, VOP-RCD,
Chevron RDS Isomax và quá trình c a Shell; các quá trình v i xúc tác t ng
sôi như H-Oil. Các quá trình nhóm th nh t ng d ng ñ x lý nhiên li u
tương ñ i nh như mazut v i hàm lư ng lưu huỳnh 3 ÷ 5% (k.l.), dư i 90
ph n tri u niken và vanady. S n ph m ch a 0,6 ÷ 1% lưu huỳnh.
Theo license c a Hãng Gulf sơ ñ công nghi p ñ u tiên ñư c xây d ng
vào năm 1970 ñ x lý mazut t i nhà máy Nyppon Mining. Trong sơ ñ có
hai lò ph n ng v i công su t t ng là 1,7 tri u t n/năm. Trong các lò ph n
ng xúc tác ñư c x p thành l p và hydro l nh ñư c ñưa vào gi a các l p xúc
tác ñ l y b t nhi t. Ho t ñ xúc tác ñư c duy trì nh gi nhi t ñ cao: ñ u
chu kỳ là 360 C và cu i chu kỳ nhi t ñ cao hơn kho ng 60 ÷ 70oC. Hàm
o
lư ng lưu huỳnh sau khi x lý là 1% (k.l.), ñ ng th i cũng gi m hàm lư ng
kim lo i và h p ch t nitơ. M t hãng khác c a Nh t Toa Oil ñã xây d ng sơ ñ
công su t l n (3.300 m3/ngày) ñ hóa khí và lo i lưu huỳnh trong c n chân
không hàm lư ng lưu huỳnh cao theo quá trình Flexcoking ñ thu ñư c nhiên
li u ñ t lò ch a dư i 1% lưu huỳnh.
M t sơ ñ công su t 43,5 ngàn m3/năm làm vi c theo hai giai ño n: trong
giai ño n th nh t b ng quá trình c c hóa nguyên li u (gudron) thu ñư c
gasoil và c c; trong giai ño n hai c c ñư c hóa khí và khí, gasoil thu ñư c t
giai ño n I ñư c lo i lưu huỳnh. Trong quá trình này nh n ñư c hi u su t
nhiên li u ñ t lò là 80%. Quá trình Flexcoking ñư c ng d ng ñ ch bi n
nguyên li u không thu n l i nh t. ðưa gudron vào lò ph n ng, trong ñó nh
chuy n ñ ng c a dòng khí xúc tác tr ng thái t ng sôi, c c ñư c gia nhi t
trong thi t b gia nhi t, m t ph n c c ñư c ñưa ñi tu n hoàn cho lò ph n ng,
ph n dư ñư c hóa khí b ng không khí và hơi trong thi t b khác. S li u v
ch bi n gudron có nhi t ñ sôi ñ u 565oC, hàm lư ng lưu huỳnh 3,6% và
kim lo i 890 ppm (ph n tri u) như sau:
163
- Hi u Hàm lư ng lưu huỳnh trong s n
su t, ph m, % so v i t ng lưu huỳnh
% k.l. trong nguyên li u
Khí ñ n C4 13 25
Gasoil c c hóa, oC
sôi ñ u ÷ 160 10 2
160 ÷ 524 44 38
Khí t khí hóa c c 32,5 35
Cc 1,5 -
Trong gasoil c c hóa (160 ÷ 524oC) ch a 3,1% lưu huỳnh và dư i 5 ppm
(ph n tri u) vanady; trong c c có < 2% lưu huỳnh và x p x 6% vanady.
Bên c nh hydrodesulfur tr c ti p mazut có th ng d ng “h th ng gián
ti p”, trong ñó mazut ñư c chưng c t chân không và distilat s n ph m ñư c
lo i lưu huỳnh và tr n v i gudron. S n ph m cũng có th lo i asphaten và sau
ñó lo i lưu huỳnh cho deasphantizat.
Trong hydrodesulfur c a c deasphatizat và mazut vanady s c t m ch
nhanh hơn h p ch t niken. Tăng ñ sâu lo i lưu huỳnh phân t lư ng c a s n
ph m t o thành gi m và hàm lư ng phân ño n trên 350oC tăng.
Hydrodesulfur distilat chân không ñ n hàm lư ng lưu huỳnh 0,2 ÷ 0,4% ñư c
th c hi n 5 ÷ 10 MPa, xúc tác có tu i th trên 24 tháng. Hi u su t nhiên
li u ch a 0,7% lưu huỳnh là 78%, chi phí xúc tác < 0,2kg/t n s n ph m.
Nghiên c u cho th y áp su t th p lo i lưu huỳnh sâu ch y u nh
hydrodesulfur hydrocarbon thơm, còn áp su t cao lưu huỳnh ñư c lo i ra
không ch t các ch t thơm và nh a mà c t asphanten. Gi m áp su t chi phí
hydro gi m, nhưng tu i th c a xúc tác không cao.
Hãng UOP ñ xu t quá trình th c hi n trong lò ph n ng v i nhi u vùng
khác nhau. Xúc tác ch a 4,1% k m và 10,4% kim lo i nhóm VI (như
molibden) có m c gi m ho t ñ th p trong ch bi n nguyên li u c n lưu
huỳnh cao. Do ñó các xúc tác truy n th ng như AKM và AHM ñư c s d ng
trong giai ño n hai, còn xúc tác Zn-Mo ho c Bi-Mo trong giai ño n th nh t
c a quá trình lo i lưu huỳnh hai giai ño n.
164
- 6. Tách hydrocarbon thơm ña vòng ngưng t ñ s n xu t d u
gc
D u bôi trơn ñư c ng d ng r ng rãi trong các lĩnh v c k thu t khác
nhau. Hi n nay trên th gi i hàng năm s n xu t trên 30 tri u t n d u bôi trơn.
M t trong nh ng xu hư ng phát tri n là tăng th i gian s d ng c a d u bôi
trơn và gi m chi phí cho d ch v k thu t. Theo phương pháp làm s ch và tác
ch t s d ng trong làm s ch d u bôi trơn ñư c chia thành nhóm axit-ki m,
axit-ti p xúc, làm s ch l a ch n, làm s ch h p ph và d u bôi trơn c a các
quá trình hydro hóa (làm s ch b ng b ng hydro, hydrocracking...).
D u bôi trơn là h n h p hydrocarbon ch a 20 ÷ 60 nguyên t carbon có
phân t lư ng 300 ÷ 750, sôi trong kho ng 300 ÷ 650oC. Quá trình cơ b n
trong s n xu t d u bôi trơn là chưng c t mazut trong chân không, trong ñó thu
ñư c distilat d u nh n và gudron. T t c các giai ño n ti p theo là lo i các
nh a-asphanten, hydrocarbon thơm ña vòng v i m ch nhánh ng n, parafin
phân t lư ng cao, các h p ch t lưu huỳnh, nitơ, h p ch t ch a oxy, là nh ng
ch t làm x u tính ch t ng d ng c a d u bôi trơn, ra kh i các s n ph m này.
Ph thu c vào thành ph n và tính ch t c a nguyên li u trong ñó có t i 80%
s n ph m không mong mu n c n lo i b , do ñó nó ph i ñư c x lý b ng các
phương pháp khác nhau và v i ñ sâu tách lo i khác nhau. Vi c l a ch n
nguyên li u t i ưu và chi phí cho làm s ch quy t ñ nh các ch s k thu t –
kinh t cơ b n trong s n xu t d u bôi trơn.
Sau khi làm s ch ta nh n ñư c d u g c là thành ph n cơ b n ñ s n xu t
d u bôi trơn thương ph m. D u thương ph m là h n h p pha tr n c a các
thành ph n distilat, c n và thêm m t s ph gia.
Trong distilat d u nh n và c n nh n ñư c trong chưng c t chân không
mazut có ch a parafin (c u trúc th ng và nhánh); hydrocarbon naphten có các
vòng năm và vòng sáu v i m ch nhánh parafin v i chi u dài khác nhau; các
hydrocarbon thơm (ñơn và ña vòng) và hydrocarbon naphten - thơm v i
nhánh parafin; ch t nh a - asphanten; các h p ch a lưu huỳnh, oxy và nitơ
h u cơ.
Lo i b parafin và hydrocarbon vòng v i m ch nhánh dài, k t tinh khi h
nhi t ñ nh m thu ñư c d u bôi trơn có nhi t ñ ñông ñ c th p. Parafin so v i
các hydrocarbon khác có ñ nh t cao nh t và tính nhi t nh t t t nh t và có ch
165
- s ñ nh t cao nh t. Do ñó khi lo i parafin s làm gi m tính ch t nhi t- nh t
c a d u bôi trơn.
Các hydrocarbon naphten-parafin trong d u bôi trơn chi m 50 ÷ 75% ph
thu c vào ngu n nguyên li u. Naphten v i lư ng t i ưu là thành ph n mong
mu n trong d u bôi trơn. Các hydrocarbon thơm h u như luôn có trong d u
bôi trơn thành ph m. Lo i hydrocarbon thơm (ch y u là thơm ña vòng, m ch
nhánh ng n) ra kh i d u bôi trơn nguyên li u trong các quá trình làm s ch l a
ch n và làm s ch h p ph , ho c chuy n hóa chúng thành hydrocarbon
naphten và parafin trong các quá trình hydro hóa.
ð c ñi m c a hydrocarbon vòng (naphten và thơm) là có ñ nh t cao hơn
nhi u so v i parafin, là ch s quy t ñ nh tính linh ñ ng c a d u bôi trơn
nhi t ñ th p. Do ñó ñ thu ñư c d u bôi trơn có tính ch t nhi t ñ th p t t
c n ph i lo i parafin r n và hydrocarbon thơm ña vòng m ch nhánh ng n (có
ch s nh t th p). Nh ñó nh n ñư c d u có tính ch t nhi t-nh t t t (ch s
nh t cao). Tuy nhiên lo i hoàn toàn các hydrocarbon này làm x u các tính
ch t khác c a d u nh n, thí d ñ b n oxy hóa. ð sâu làm s ch t i ưu b ng
dung môi l a ch n ph thu c vào thành ph n nguyên li u d u.
Các ch t nh a-asphanten n m trong các phân ño n sôi cao và gudron là
chính. Chúng thu c nhóm h p ch t ña vòng bên c nh carbon và hydro còn
ch a oxy, lưu huỳnh, nitơ và ñôi khi c các kim lo i khác nhau. Các ch t
nh a-asphanten là các ch t không mong mu n và ñư c lo i ra trong quá trình
lo i asphanten (lư ng nh cũng ñư c lo i trong làm s ch b ng dung môi l a
ch n và làm s ch h p ph ). Trong trư ng h p không lo i b hoàn toàn ch t
nh a-asphanten hi u qu làm s ch b ng dung môi l a ch n gi m, b i c a
dung môi so v i nguyên li u tăng, gây khó khăn trong h p ph và làm s ch
b ng hydro d u bôi trơn, làm x u tính ch t ng d ng và s ti p nh n ph gia
c a d u bôi trơn.
7. X lý b ng dung môi l a ch n
ð làm s ch và phân tách nguyên li u d u ng d ng r ng rãi các quá trình
d a trên s hòa tan các thành ph n c a nguyên li u trong các dung môi khác
nhau. Trong làm s ch l a ch n tách các ch t không mong mu n, có nh
hư ng x u ñ n tính ng d ng c a s n ph m d u ra kh i nguyên li u (nhiên
166
- li u, d u nh n và các s n ph m khác). Các ch t không mong mu n g m
hydrocarbon thơm ña vòng, hydrocarbon naphten-thơm v i m ch nhánh ng n,
hydrocarbon không no, h p ch t lưu huỳnh, nitơ và nh a. Nguyên li u cho
quá trình làm s ch l a ch n là distilat d u nh n và deasphantizat và các phân
ño n nhiên li u diesel. Quá trình làm s ch l a ch n ñ c bi t có ý nghĩa ñ i
v i làm s ch d u nh n, do nó làm tăng hai tính ch t s d ng quan tr ng c a
d u nh n: ñ b n ch ng oxy hóa và tính ch t nhi t-nh t. S n ph m làm s ch
(rafinat) có tr ng lư ng riêng, ñ nh t, ñ axit và ñ c bi t là ñ c c th p hơn
so v i nguyên li u và nhi t ñ ñông ñ c cao hơn; trong s n ph m hàm lư ng
h p ch t lưu huỳnh và ñ nhu m màu th p hơn.
ð sâu làm s ch l a ch n và phân tách ch t mong mu n và không mong
mu n ph thu c vào ñ l a ch n và kh năng hòa tan c a dung môi và b i h i
lưu c a nó so v i nguyên li u, nhi t ñ làm s ch... ði u ki n tiên quy t c a
làm s ch l a ch n là t n t i h hai pha - pha nh (dung d ch rafinat) và pha
n ng (dung d ch chi t), nên gi i h n nhi t ñ trên c a quá trình làm s ch ñư c
xác ñ nh b i nhi t ñ t i h n hòa tan (CTS), trên giá tr này b t c t l nào
c a dung môi và s n ph m hòa tan t o thành h m t pha. L a ch n nhi t làm
s ch d a vào nhi t ñ t i h n hòa tan và ti n hành làm s ch nhi t ñ dư i
giá tr này 10 ÷ 15oC.
Theo kh năng hòa tan hydrocarbon các dung môi h u cơ và vô cơ ñư c
chia thành hai nhóm chính. Trong nhóm th nh t g m các dung môi, mà
nhi t ñ thư ng có th tr n l n v i các ch t l ng c a nguyên li u m i t l ,
s hòa tan c a các ch t r n trong các dung môi này tuân theo qui lu t chung.
Các dung môi này là h p ch t không phân c c - các hydrocarbon parafin l ng
phân t lư ng th p, khí hóa l ng và h p ch t v i moment lư ng c c không
l n - tetraclo carbon, etyl eter, cloroform...
Dung môi nhóm th hai là các h p ch t có moment lư ng c c cao như
phenol, phurphurol, xeton aliphatic, dietylenglicol... S hòa tan c a các thành
ph n c a d u thô trong các dung môi này ph thu c vào t l c a chúng và
nhi t ñ . Các dung môi có kh năng hòa tan khác nhau ñ i v i các ch t khác
nhau trong d u nguyên li u, nên ñư c g i là dung môi l a ch n.
ð hòa tan c a các thành ph n nguyên li u trong dung môi nhóm hai ph
thu c vào thành ph n hóa h c và b n ch t c a dung môi. Khi ñi u ki n không
167
- thay ñ i các ch t phân c c trong nguyên li u (nh a và các ch t phi
hydrocarbon khác) s hòa tan t t nh t. Các hydrocarbon c a nguyên li u là
h p ch t không phân c c và hòa tan trong dung môi phân c c nh tương tác
c a ph n lư ng c c c a phân t dung môi v i lư ng c c quán tính c a
hydrocarbon.
Bên c nh b n ch t hóa h c c u trúc phân t c a hydrocarbon cũng nh
hư ng ñ n nhi t ñ t i h n hòa tan. Khi tăng s vòng trong hydrocarbon nhi t
ñ t i h n hòa tan gi m m nh và tăng khi tăng chi u dài m ch alkyl. Nghĩa là,
trong dung môi phân c c hydrocarbon thơm ña vòng s hòa tan trư c tiên.
ð i v i naphten và parafin ch s này không l n do ñ phân c c c a các h p
ch t này nh . Do ñó nhi t ñ xác ñ nh các hydrocarbon này hòa tan trong
dung môi phân c c ch y u dư i nh hư ng c a l c phân tán.
ð hòa tan c a các nguyên t trong d u nguyên li u nhóm hai ph thu c
c vào b n ch t c a dung môi. Khi ñánh giá nh hư ng c a y u t này ñ n ñ
hòa tan các ch t c n tính ñ n hai tính ch t c a dung môi: kh năng hòa tan và
ñ l a ch n. Kh năng hòa tan là kh năng hòa tan hoàn toàn các ch t c n lo i
ra. ð l a ch n c a dung môi ñ c trưng cho kh năng tách m t ch t này ra
kh i các ch t khác trong nguyên li u.Thông thư ng, moment lư ng c c càng
cao kh năng hòa tan càng cao. Các nhóm ch c có nh hư ng ñ n ñ l a ch n
c a dung môi ñư c s p x p theo th t sau:
NO2 > CN > CHO > COOH > OH > NH2.
Trong công nghi p ñ tăng kh năng hòa tan thư ng s d ng các dung môi
h u cơ không phân c c - benzen và toluen. Khi thêm chúng vào anhydrid,
phurphurol, phenol, xeton làm tăng m nh kh năng hòa tan và gi m nhi t ñ
t i h n hòa tan.
Trong các hydrocarbon c a phân ño n d u nh n hydrocarbon r n nhóm
parafin, naphten, thơm và naphten-thơm v i m ch alkyl th ng, dài ít hòa tan
trong dung môi nh t. N u thêm vào dung môi benzen ho c toluen, có th ch n
ñư c h n h p, trong ñó nhi t ñ xác ñ nh hydrocarbon trong d u nh n
không b hòa tan còn t t c các hydrocarbon còn l i b hòa tan. Tăng chi u dài
radical hydrocarbon trong phân t dung môi, ñ hòa tan t t c các h p ph n
c a d u nh n tăng. Nhưng ñ hòa tan c a các ch t l ng tăng nhanh hơn nhi u
so v i hydrocarbon r n, nghĩa là có th ñ t ñư c hòa tan hoàn toàn các ch t
168
- l ng nhi t ñ th p, là ñi u ki n không thu n l i cho hòa tan ch t r n. Các
dung môi này là xeton cao (metyl-n-propyl xeton, metylbutylxeton...). Tăng
chi u dài radical hydrocarbon c a xeton l c lư ng c c c a dung môi tăng, do
ñó không c n thêm benzen ho c toluen vào xeton phân t lư ng cao.
Thêm dung môi th hai vào dung môi không phân c c, thí d propan hóa
l ng, có th ñi u ch nh kh năng hòa tan c a dung môi th nh t. Thí d , thêm
metan, etan và m t s alcohol khác vào propan kh năng hòa tan c a nó gi m.
Butan, pentan, các ñ ng ñ ng c a metan, olefin và m t s dung môi phân c c
làm tăng kh năng hòa tan c a propan. Các ph gia làm tăng kh năng hòa tan
c a propan là phenol, crezol, furfurol và các dung môi khác.
Như v y, s d ng dung môi h n h p ñ làm s ch và phân tách d u thô
nguyên li u cho phép ñi u ch nh kh năng hòa tan và ñ l a ch n c a chúng .
Có nhi u dung môi ñư c ng d ng trong th c t . Trong các sơ ñ làm
s ch l a ch n hi n ñ i các dung môi ñư c s d ng chính là phenol,
phurphurol và dung môi h n h p - h n h p phenol và phurphurol v i propan.
Ưu th c a phenol so v i phurphurol là có kh năng hòa tan cao ñ i v i
hydrocarbon thơm ña vòng, nh a và h p ch t lưu huỳnh, ñ c bi t quan tr ng
trong làm s ch phân ño n sôi cao và c n. B i s c a phenol thư ng th p hơn
phurphurol. Tuy nhiên phenol kém phurphurol v ñ l a ch n, d n t i v i chi
phí như nhau hi u su t rafinat trong làm s ch b ng phurphurol cao hơn
phenol. ð làm s ch phân ño n d u nh n và deasphatizat t d u lưu huỳnh
phenol có ưu th hơn; phurphurol hi u qu hơn trong trư ng h p do nhi t ñ
t i h n c a dung d ch v i nguyên li u (phân ño n sôi th p và phân ño n giàu
hydrocarbon thơm) th p nên không th s d ng phenol. Dung môi h n h p s
d ng trong trư ng h p ti n hành ñ ng th i quá trình deasphanten và làm s ch
l a ch n.
Phurphurol ñư c ng d ng ñ làm s ch distilat d u nh n và c n ñã lo i
aspaten l y t chưng c t chân không d u có hàm lư ng nh a th p ho c trung
bình. ðôi khi nó cũng ñư c s d ng ñ làm s ch nhiên li u diesel c t tr c ti p
và gasoil c a crackinh xúc tác. Phurphurol có ñ hòa tan th p và ñ tăng ñ
hòa tan c n tăng nhi t ñ . Làm s ch b ng phurphurol thư ng th c hi n nhi t
ñ t 60 ñ n 150oC. Trong ñi u ki n này không g p khó khăn khi làm s ch
nguyên li u có nhi t ñ ñông ñ c cao, làm tăng s ti p xúc và phân tách
169
- rafinat và ph n chi t. Có nư c trong phurphurol làm gi m kh năng hòa tan
và ñ l a ch n c a nó, do ñó hàm lư ng nư c trong phurphurol không ñư c
quá 1%.
Khi làm s ch nhiên li u diesel có s d ng phurphurol khan c n ph i h
nhi t ñ chi t do h có nhi t ñ t i h n hòa tan th p. S d ng phurphurol có
ch a nư c không làm gi m hi u qu làm s ch, ñ ng th i, tăng nhi t ñ t i
h n hòa tan, cho phép ti n hành làm s ch nhi t ñ 30 ÷ 50oC. B i c a
phurphurol so v i nguyên li u ph thu c vào ñ nh t c a nguyên li u và hàm
lư ng c a các ch t không mong mu n.
Phenol ñư c s d ng làm dung môi l a ch n trong làm s ch distilat d u
nh n và deasphantizat. Nó hòa tan t t hydrocarbon thơm m ch nhánh ng n,
ñ c bi t là hydrocarbon ña vòng và nh a trong phân t giàu vòng thơm. H p
ch t nitơ chuy n hoàn toàn sang ph n chi t. Ph thu c vào ch t lư ng nguyên
li u và ñi u ki n làm s ch hàm lư ng lưu huỳnh sau khi làm s ch b ng phenol
gi m 30 ÷ 50%. Do kh năng hòa tan c a phenol cao nhi t ñ t i h n hòa tan
c a h n h p phenol v i nguyên li u tương ñ i th p, nên vi c ng d ng nó
trong làm s ch distilat d u nh n có ñ nh t th p g p khó khăn, do nhi t ñ
chi t th p b h n ch b i nhi t ñ k t tinh cao c a phenol.
Trong các nhà máy kh năng hòa tan c a phenol gi m khi thêm nư c vào
phenol và ñ l a ch n cũng gi m.Tăng ñ m c a phenol làm tăng lư ng
rafinat nhưng ch t lư ng c a nó gi m. Thêm nư c vào phenol cũng làm gi m
nhi t ñ nóng ch y c a nó. ð gi m kh năng hòa tan c a phenol cũng có th
thêm các dung môi khác có kh năng hòa tan th p như etanol, etylen glicol...,
nhưng phương pháp này không ng d ng trong công nghi p.
Chi t nguyên li u b ng phenol ti n hành trong tháp ñ m, lư i ho c tháp
mâm. ð tách các ch t không mong mu n t t hơn c n ph i ñi u ch nh chênh
l ch nhi t ñ gi a ñ nh và ñáy tháp. Chênh l ch nhi t ñ này là 10 ÷ 15oC
trong làm s ch phân ño n distilat và 15 ÷ 20oC khi làm s ch deasphantizat.
Nhi t ñ chi t ph thu c vào nguyên li u và thư ng trong kho ng 45 ÷
115oC. Chi phí phenol cho các nguyên li u khác nhau như sau: trong làm s ch
phân ño n distilat b i phenol ñ i v i nguyên li u là 1,5÷2 : 1 (kh i lư ng),
trong làm s ch deasphantizat là 2,5÷3,5 : 1. Khi ch bi n d u bôi trơn có ch
170
- s nh t cao b i phenol so v i nguyên li u ñ t 2,5÷3,5 : 1 ñ i v i nguyên li u
distilat và 3,5÷4,5 : 1 cho nguyên li u c n.
Làm s ch nguyên li u d u b ng dung môi l a ch n g m: chi t các thành
ph n c a nguyên li u b ng dung môi, t o h hai pha trong thi t b ho t ñ liên
t c, hoàn nguyên liên t c dung môi t dung d ch rafinat và dung d ch chi t
b ng cách nung nóng, chưng c t dung môi ra kh i dung d ch, làm khan nư c
dung d ch.
Sơ ñ nguyên t c h làm s ch l a ch n.
1- Tháp chi t; 2,5 – lò nung ñ gia nhi t rafinat và dung d ch chi t; 3,4- tháp
chưng c t dung môi t dung d ch rafinat; 6,7- tháp chưng c t dung môi t
dung d ch chi t; 8- tháp c t dung môi t nư c; 9- b ch a dung môi.
I- Nguyên li u; II- rafinat; III- ph n chi t; IV- dung môi khan; V- h n h p
nư c và dung môi; VI- nư c; VII- hơi nư c.
Nguyên li u I ñư c x lý b ng dung môi trong tháp chi t 1. Dung d ch
rafinat ñư c gia nhi t trong lò nung 2 và trong tháp 3 ph n l n lư ng dung
môi khan ñư c tách ra kh i rafinat; ph n dung môi còn l i trong h n h p v i
nư c ñư c c t ti p trong tháp bay hơi 4. Dung d ch chi t ñư c gia nhi t trong
lò nung 5. Ph n l n dung môi ñư c c t ra kh i ph n chi t trong tháp bay hơi
6, ph n còn l i - c t ra trong tháp bay hơi 7, t tháp này thu ñư c d ch chi t
III. Dung môi khan t ñ nh tháp 3 và 6 sau khi ñư c ngưng t ñi vào b ch a
9, t ñó nó l i ñư c ñưa vào tháp chi t 1. Trong các tháp 4 và 7 dung môi
171
- ñư c bay hơi hoàn toàn ra kh i rafinat và ph n chi t nh hơi nư c. H n h p
hơi dung môi và nư c thoát ra t ñ nh tháp ñư c ñưa vào c m làm khan,
trong ñó dung môi ñư c tách ra kh i nư c. Dung môi khô IV ñi vào b ch a
9, nư c VI vào kênh ho c vào thi t b x lý hơi ñ s n xu t hơi và l i quay v
tháp bay hơi.
8. Tách sáp (Dewax)
M t trong các yêu c u ñ i v i s n ph m là ñ linh ñ ng c a nó nhi t ñ
th p. S m t linh ñ ng c a nhiên li u và d u nh n ñư c gi i thích là do kh
năng k t tinh c a các hydrocarbon r n (parafin và serezin) trong dung d ch
phân ño n d u nhi t ñ th p, t o thành h c u trúc, liên k t v i pha l ng. ð
thu ñư c d u nh n có nhi t ñ ñông ñ c th p trong công ngh s n xu t ñã s
d ng công ño n lo i sáp (deparafin) v i m c ñích là lo i hydrocarbon r n.
Các hydrocabon r n cũng là nguyên li u ñ s n xu t parafin, serezin và nhi u
s n ph m có ng d ng r ng rãi.
Thành ph n hóa h c c a hydrocarbon r n ph thu c vào gi i h n nhi t ñ
sôi c a phân ño n. Trong các phân ño n d u nh n nhi t ñ sôi th p có ch a
các parafin r n c u trúc th ng. Tăng gi i h n sôi hàm lư ng n-alkan gi m, còn
hàm lư ng isoparafin và hydrocarbon vòng, ñ c bi t là naphten tăng. Thành
ph n chính c a các hydrocarbon r n (serezin) t p trung trong c n chưng c t
mazut, là naphten v i m ch nhánh có c u trúc phân nhánh và lư ng nh
parafin và hydrocarbon thơm v i m ch alkyl dài. Tăng nhi t ñ sôi c a phân
ño n hàm lư ng hydrocarbon r n tăng và nhi t ñ nóng ch y tăng.
B n ch t c a quá trình lo i sáp là tách hydrocarbon r n ra kh i pha l ng,
ñ i v i quá trình này hình d ng và kích thư c tinh th ñóng vai trò quan
tr ng. Tinh th parafin l n nh t và có c u trúc l p. Naphten và ñ c bi t là
hydrocarbon thơm có tinh th kích thư c nh và có s m t hình thoi nh .
Lo i sáp có th th c hi n b ng m t s phương pháp: k t tinh hydrocarbon
r n nh làm l nh; k t tinh hydrocarbon r n khi làm l nh dung d ch c a
nguyên li u trong dung môi l a ch n; t o ph c v i carbamid; chuy n hóa xúc
tác hydrocarbon r n thành s n ph m nhi t ñ ñông ñ c th p; h p ph phân
tách nguyên li u thành các ch t có nhi t ñ ñông ñ c cao và th p; tác d ng
sinh h c. Phương pháp ñư c s d ng r ng rãi nh t là s d ng dung môi l a
172
- ch n; phương pháp ít s d ng hơn là quá trình lo i sáp b ng carbamid, ng
d ng ch y u ñ gi m nhi t ñ ñông ñ c distilat nhiên li u diesel.
8.1 Lo i sáp b ng cách k t tinh có s d ng dung môi
Quá trình này d a vào ñ hòa tan khác nhau c a hydrocarbon r n và l ng
trong m t s dung môi nhi t ñ th p và có th ng d ng cho nguyên li u
d u nh n v i thành ph n phân ño n b t kỳ. Hydrocarbon r n c a phân ño n
d u nh n hòa tan gi i h n trong dung môi phân c c và không phân c c. S
hòa tan c a các hydrocarbon này trong dung môi tuân theo qui lu t chung c a
s hòa tan c a ch t r n trong ch t l ng và ñư c ñ c trưng b i nh ng tính ch t
sau: ñ hòa tan hydrocarbon r n gi m khi kh i lư ng riêng và nhi t ñ sôi c a
phân ño n tăng; ñ i v i các phân ño n sôi trong cùng m t kho ng nhi t ñ ñ
hòa tan c a hydrocarbon r n c a cùng m t dãy ñ ng ñ ng gi m khi phân t
lư ng tăng; ñ hòa tan c a hydrocarbon r n tăng khi tăng nhi t ñ .
ð hòa tan c a hydrocarbon trong dung môi phân c c ph thu c vào kh
năng phân c c c a phân t c a chúng. Do kh năng phân c c c a các phân t
th p nên moment lư ng c c c m ng c a các hydrocarbon r n không l n, do
ñó s hòa tan c a chúng trong dung môi phân c c di n ra dư i tác d ng c a
l c phân tán là chính. ð hòa tan c a các ch t còn l i trong phân ño n d u
nh n là do tương tác c a l c c m ng và ñ nh hư ng qui ñ nh, tuy nhiên tác
d ng c a l c phân c c cao hơn, nên ngay nhi t ñ th p các ch t này n m l i
trong tr ng thái dung d ch. H nhi t ñ nh hư ng c a l c phân tán y u d n,
trong khi ñó nh hư ng c a l c phân c c m nh lên; d n ñ n nhi t ñ ñ
th p hydrocarbon r n tách ra kh i dung d ch và nh có m ch parafin dài nó
g n như k t tinh.
Quá trình lo i sáp có s d ng dung môi l a ch n ti n hành liên t c và g m
các giai ño n sau:
− Tr n nguyên li u v i dung môi
− X lý nhi t h n h p
− Làm l nh d n dung d ch thu ñư c ñ n nhi t ñ cho trư c; tách tinh
th hydrocarbon r n ra kh i dung d ch
− Tách pha l ng - l ng
− Thu h i dung môi t dung d ch d u nh n lo i parafin và sáp.
173
- Sơ ñ c m lo i sáp có s d ng dung môi l a ch n
1- Máy tr n; 2- thi t b gia nhi t b ng hơi; 3- máy l nh b ng nư c; 4-
tháp k t tinh; 5- tháp k t tinh b ng amoniac; 6- máy l c chân không; 7- tách
dung môi ra kh i dung d ch d u nh n lo i sáp; 8- tách dung môi ra kh i sáp.
I- Nguyên li u; II- dung môi; III- dung d ch nguyên li u; IV- nhũ tương
hydrocarbon r n; V- dung d ch d u nh n lo i sáp; VI- dung d ch sáp; VII- d u
nh n lo i sáp; VIII- hydrocarbon r n (sáp).
Nguyên li u I và dung môi v i t l cho trư c tr n l n nhau trong trong
thi t b tr n 1 và ñư c x lý nhi t trong thi t b gia nhi t b ng hơi 2. N u
nhi t ñ nguyên li u n p vào sơ ñ cao hơn 60oC thì không c n x lý nhi t.
Ti p theo dung d ch nguyên li u III ñư c làm l nh trư c tiên trong máy làm
l nh b ng nư c 3, sau ñó trong tháp k t tinh 4, trong ñó ch t làm l nh là dung
d ch d u nh n tách sáp (filtrat) V và trong tháp k t tinh b ng amoniac 5 v i
ch t làm l nh là amoniac. N u nhi t ñ sau khi làm l nh c n th p hơn -30oC
thì s d ng ch t làm l nh là etan. Nhũ tương l nh c a hydrocarbon r n trong
dung d ch d u nh n IV qua b ch a (không th hi n trong hình) vào máy l c
6 ñ tách pha r n ra kh i pha l ng. C n hydrocarbon n ng trên lư i l c ñư c
r a b ng dung môi l nh II và ñi vào vít tr n, trong ñó cũng b sung m t
lư ng dung môi II ñ t o kh năng tr n c n. Nh l c nh n ñư c dung d ch
d u lo i sáp V, có ch a 75 ÷ 80% dung môi, và dung d ch hydrocacn r n VI
v i hàm lư ng d u nh n nh . C hai dung d ch ñư c ñưa vào tháp ph c h i
dung môi 7 và 8.
174
- D u nh n lo i sáp sau khi thu h i dung môi VII ñư c ñưa ñi làm s ch, còn
sáp r n ñư c ch bi n ti p ñ s n xu t parafin và serezin. Dung môi hoàn
nguyên quay tr l i tr n v i nguyên li u, r a c n, và m t lư ng nh ñưa vào
vít tr n. Ph thu c vào thành ph n phân lo i và thành ph n phân ño n c a
nguyên li u dung môi có th ñư c ñưa vào tr n ñ ng th i ho c theo t ng li u
nh ng v trí xác ñ nh d c theo ñư ng làm l nh nguyên li u.
8.2 Quá trình lo i sáp b ng dung môi làm làm l nh
Trong ph n l n các sơ ñ lo i sáp và tách d u s d ng amoniac và propan
làm ch t làm l nh. Sơ ñ nguyên t c tách sáp l nh s d ng amoniac làm ch t
làm l nh ñư c th hi n trong sơ ñ sau:
Sơ ñ nguyên t c tách sáp và tách d u l nh v i ch t làm l nh amoniac.
1- Tháp k t tinh; 2- thùng tr ; 3- tháp tách l ng; 4- máy làm l nh; 5-
bình ch a; 6- thùng trung gian; 7- tách d u; 8- máy nén.
I- Amoniac hơi; II- amoniac l ng; III- nư c.
Hơi amoniac tách ra t tháp k t tinh 1, qua thùng tr 2 ñi vào tháp tách
l ng 3, sau ñó nén b c I trong máy nén hai b c 8 và dư i áp su t 0,25 ÷ 0,3
MPa ñư c ñưa vào thùng trung gian 6, trong ñó nó ñư c làm l nh nh bay hơi
amoniac l ng II ñ n t bình ch a 5. T thùng trung gian 6 hơi amoniac ñư c
ñưa vào bình áp su t cao c a máy nén 8, trong ñó nó ñư c nén ñ n áp su t
ngưng t (1 ÷ 1,2 MPa). Sau ñó qua tháp tách d u 7, hơi vào máy làm l nh
d ng ng ñ ng 4.
175
- Amoniac ngưng t II ch y vào thùng ch a 5, t ñó vào thùng trung gian,
trong ñó h nhi t ñ t 34 ÷ 36oC (nhi t ñ ngưng t ) xu ng ñ n 0 ÷ 5oC nh
bay hơi amoniac ch a trong thùng. Amoniac ñã làm l nh ñi vào bình tr 2 và
sau ñó vào thùng k t tinh 1, trong ñó nh bay hơi amoniac nhũ tương
hydrocarbon r n trong d u nh n ñư c làm l nh. Amoniac l ng t thùng trung
gian 6 n p vào thùng tr 2 qua van ñi u ch nh m c. Nhi t ñ h n h p l nh t i
c a ra kh i tháp k t tinh ñư c ñi u ch nh nh van g n trên ñư ng x hơi
amoniac t thùng tr .
8.3 Lo i sáp trong dung d ch xeton - dung môi aromat
Trong công nghi p các quá trình lo i sáp trong dung d ch xeton phân t
lư ng th p (metyletylxeton ho c aceton) trong h n h p v i benzen và toluen
ñư c ng d ng r ng rãi nh t và trong th i gian sau này ch s d ng toluen.
m t s nơi s d ng metylisobutylxeton.
Vi c s d ng h n h p dung môi v i kh năng hòa tan khác nhau ñ i v i
hydrocarbon l ng và r n nh thay ñ i t l xeton và aromat trong h n h p, có
th lo i sáp nguyên li u v i ñ nh t và thành ph n phân ño n b t kỳ nhi t
ñ quá trình khác nhau và thu ñư c d u nh n có nhi t ñ ñông ñ c bi n thiên
r ng. Hi n nay quá trình này ñư c ti n hành theo h hai b c, trong ñó sáp
ñư c r a trong quá trình l c b c hai nhi t ñ cao hơn. V i sơ ñ như v y có
th tăng hi u su t d u nh n lo i sáp và t c ñ l c huy n phù, gi m hàm lư ng
d u nh n trong sáp so v i quá trình m t b c.
Sơ ñ g m hai c m công ngh : k t tinh, l c và thu h i dung môi t dung
d ch d u nh n tách sáp và sáp. Nhi t ñ l c ph thu c vào nhi t ñ ñông ñ c
yêu c u ñ i v i d u nh n s n ph m và tính ch t c a dung môi, c th là kh
năng hòa tan và ñ l a ch n c a nó. Dư i ñây d n ra nhi t ñ l c (oC) huy n
phù c a nguyên li u distilat ñ s n xu t d u nh n lo i sáp v i nhi t ñ ñông
ñ c t -15 ñ n -20oC.
b cl c
I II
Aceton-toluen t -25 ñ n -28 t -15 ñ n -16
Metyletylxeton (MEX)-toluen t -22 ñ n -23 t -12 ñ n -13
176
- Trong quá trình l c v i l c b nư c ñá và sáp bít kín, do ñó nó ñư c r a
b ng dung môi nóng theo chu kỳ.
Thu h i dung môi t dung d ch d u nh n lo i sáp ti n hành trong 4 b c,
còn t dung d ch sáp - ba b c.
8.4 Lo i sáp trong dung d ch propan
Trong quá trình lo i sáp trong dung d ch propan hóa l ng có hai phương
án làm l nh dung d ch nguyên li u: ch t làm l nh thư ng ñư c s d ng trong
giai ño n làm l nh cu i - amoniac và nh bay hơi t dung d ch c a chính
propan trong thi t b ñ ng ho c n m ngang ho t ñ ng luân phiên. T c ñ làm
l nh c a dung d ch ñư c ñi u ch nh b ng t c ñ gi m áp su t. Do ñó, trong
thi t b s bay hơi c a propan ph thu c vào vi c x hơi propan, ñ th c hi n
trong sơ ñ s d ng máy nén khí. B i c a propan so v i nguyên li u ñư c gi
c ñ nh nh b sung liên t c propan ñ bù vào lư ng bay hơi ho c thêm
propan l nh vào giai ño n làm l nh cu i cùng.
Ưu ñi m cơ b n c a quá trình này là ñơn gi n và kinh t , do propan ñ ng
th i là dung môi và ch t làm l nh. Ngoài ra, hơi propan còn ñư c s d ng ñ
th i c n trong máy l c. ði u này cho phép b ng d n khí trơ trong sơ ñ .
Trong quá trình lo i sáp b ng propan nh ñ nh t c a dung d ch nh nhi t
ñ th p, nên t c ñ làm l nh cao hơn nhi u so v i khi s d ng xeton. Trong
quá trình làm l nh, ñ c bi t ñ i v i nguyên li u c n, s k t tinh hydrocarbon
r n và ch t nh a di n ra ñ ng th i d n t i t o thành tinh th l n, cho t c ñ
l c nhanh - ñ t 600-1.000 kg/(m2.gi ) theo nguyên li u, tính trên toàn b b
m t l c.
Lo i parafin nguyên li u distilat có t c ñ l c gi m 10 ÷ 15 l n do t o
thành hydrocarbon r n c u trúc tinh th nh . Có th tăng hi u qu c a quá
trình trong trư ng h p này b ng cách thêm m t s ph gia ñ t o thành tinh
th l n hơn. Do propan có ñ hòa tan cao nên b i c a nó so v i nguyên li u
không l n - t 0,8:1 ñ n 2:1 (th tích). Trong khi ñó ñ hòa tan c a
hydrocarbon r n trong propan cao ñòi h i nhi t ñ deparafin th p ñ có th
tách hoàn toàn các thành ph n k t tinh.
8.5 Lo i sáp trong dung d ch dicloetan-metylenclorua
177
- Quá trình này có tên g i là Di-Me, ñư c ng d ng ñ s n xu t d u nh n
và lo i distilat và c n có nhi t ñ ñông ñ c th p. Dung môi ñư c dùng là
dicloetan (50 ÷ 70%) ch t tr l ng hydrocarbon r n và metylen clorua (50 ÷
30%) - là dung môi cho d u nh n. Khi ng d ng dung môi này lo i sáp ti n
hành nhi t ñ làm l nh cu i và l c g n v i nhi t ñ ñông ñ c parafin c a
d u nh n, do ñó ti t ki m ñư c ch t làm l nh. B i chung c a dung môi so v i
nguyên li u là 1:3 - 1:5 (t.t.). Lo i sáp m t b c có th thu ñư c d u nh n có
nhi t ñ ñông ñ c -20oC và parafin v i hàm lư ng d u nh n 2 ÷ 6% (k.l.).
Khi sơ ñ ho t ñ ng theo h l c hai b c cho phép thu ñư c parafin có hàm
lư ng d u nh n dư i 2%. M t trong nh ng ưu ñi m c a quá trình là t c ñ
l c huy n phù c a hydrocarbon r n cao - ñ n 200 kg/(m2.h) theo nguyên li u
trên toàn b b m t máy l c. Dung môi không t o thành h n h p n và không
ph i là ch t d cháy, do ñó trong sơ ñ không có h th ng c p khí trơ.
Như c ñi m c a quá trình này là dung môi không b n nhi t 130 ÷
140oC, t o thành các s n ph m ăn mòn. Deparafin trong dung môi dicloetan -
metylenclorur cũng ñư c ti n hành trong sơ ñ như c a quá trình lo i sáp s
d ng dung môi xeton-dung môi aromat.
8.6 Lo i sáp sâu (nhi t ñ th p)
Deparafin sâu ng d ng ñ s n xu t d u nh n nh t th p, nhi t ñ ñông ñ c
th p. Quá trình này ti n hành trong dung d ch xeton-toluen nhi t ñ làm
-62 ÷ -64oC. Nhi t ñ làm l nh th p như v y
l nh cu i và l c huy n phù
không th có ñư c n u s d ng ch t làm l nh là amoniac, do ñó trong quá
trình lo i sáp sâu trong giai ño n làm l nh cu i s d ng ch t làm l nh là etan
hóa l ng. Deparafin sâu ch ti n hành v i nguyên li u là rafinat c a phân ño n
d u nh n sôi th p, hydrocarbon r n c a nó ch y u là n-alkan, t o thành tinh
th l n, cho phép l c hoàn toàn pha r n ra kh i pha l ng và thu ñư c d u
nh n có nhi t ñ ñông ñ c t -45 ñ n -55oC.
K t qu c a quá trình này là ch s v ch t lư ng d u nh n lo i sáp thay
ñ i m nh hơn so v i lo i sáp thông thư ng. Deparafin sâu thư ng ñư c ti n
hành l c hai b c, ñôi khi l c ba b c, cho phép tăng nhi t ñ l c.
178
- 9. Tách asphalten
Trong c n chưng c t d u (gudron, ph n cô ñ c, semigudron) bên c nh
hydrocabon phân t lư ng cao còn ch a hàm lư ng l n ch t nh a-asphaten.
Nhi u trong s các hydrocarbon k trên là thành ph n không mong mu n cho
d u nh n, do ñó nhi m v là ph i làm s ch các phân ño n d u này. Hi u qu
làm s ch c n d u kh i ch t nh a b ng dung môi l a ch n ñơn ch t là không
cao ngay c khi b i s dung môi cao. ði u này có th ñư c gi i thích là do
không ph i t t c các thành ph n c a nh a hòa tan t t trong dung môi l a
ch n. V cơ b n các ch t nh a-asphanten hòa tan ho c phân tán trong nguyên
li u có th ñư c lo i ra b ng cách x lý c n b ng axit sulfuric, cũng như alkan
phân t lư ng th p hóa l ng. Phương pháp lo i asphaten b ng axit sulfuric,
ñ c bi t khi k t h p v i làm s ch ti p xúc b ng ñ t sét ti p theo, phù h p ñ
s n xu t d u nh c n t ph n cô d u thô ít nh a. Tuy nhiên, do chi phí axit
sulfuric cao và t o thành lư ng l n axit gudron khó s d ng khi n cho
phương pháp này kém hi u qu .
Quá trình tách asphaten gudron và ph n cô b ng alkan phân t lư ng th p
hóa l ng ñư c ng d ng trong s n xu t không ch d u nh n nh t cao, mà c
nguyên li u cho crackinh xúc tác và hydrocracking. Dung môi ñư c dùng
r ng rãi là propan hóa l ng, ñ c bi t trong s n xu t d u nh n, nhưng trong
m t s nhà máy cũng s d ng h n h p propan-butan. Vi n d u khí Bacu ñã
ñ xu t quá trình tách asphanten b ng phân ño n xăng v i tên g i “quá trình
Doben”.
nhi t ñ g n v i nhi t ñ t i h n c a propan (96,8oC), ñ hòa tan c a
các ph n trong nguyên li u d u nh n gi m. ði u này di n ra là do khi nhi t
ñ dung d ch g n t i vùng tr ng thái t i h n c a dung môi thì kh i lư ng
riêng c a nó gi m m nh, d n t i tăng m nh th tích mol. Ch s này ñ i v i
hydrocarbon phân t lư ng cao thay ñ i ít. Do l c kéo gi a các phân t dung
môi và hydrocarbon gi m làm gi m ñ hòa tan.
ð hòa tan c a hydrocarbon c a nguyên li u d u nh n trong propan trong
vùng nhi t ñ cao (75 ÷ 90oC) gi m khi kh i lư ng riêng và phân t lư ng
tăng. Nh a và ñ c bi t là asphaten là nh ng ch t hòa tan kém nh t trong
propan l ng; trên cơ s này ñã s d ng propan làm dung môi cho quá trình
tách asphaten. Khi ti p t c tăng nhi t ñ các hydrocarbon ña vòng phân t
179
- lư ng cao, các hydrocarbon ít vòng v i m ch alkyl dài l i trong dung d ch.
ð hòa tan c a các hydrocarbon ña vòng và nh a nhi t ñ g n v i nhi t ñ
t i h n c a propan g n ñ n 0, còn ñ hòa tan c a hydrocarbon naphten và
hydrocarbon thơm nh ti p t c gi m. S ph thu c này c a kh năng hòa tan
c a propan vào nhi t ñ (trong vùng g n v i nhi t ñ t i h n c a propan)
quan sát th y áp su t ng v i áp su t bão hòa c a hơi propan nhi t ñ xác
ñ nh. Vi c t o áp su t cao hơn áp su t hơi bão hòa c a propan d n t i tăng
kh i lư ng riêng và kh năng hòa tan c a nó. Do ñó, n u hai nhi t ñ kh i
lư ng riêng c a propan như nhau (thí d , 409 kg/m3), hi u su t và tính ch t
c a các hydrocarbon hòa tan trong propan như nhau.
Thông thư ng quá trình tách asphanten th c hi n áp su t cao hơn ñôi
chút so v i áp su t hơi bão hòa c a propan hóa l ng. Tr n ph n cô v i propan
(ho c butan), các li u lư ng ñ u tiên c a nó hòa tan hoàn toàn trong ph n cô.
Lư ng dung môi c n ñ bão hòa nguyên li u ph thu c vào thành ph n
nguyên li u và nhi t ñ . Trong nguyên li u ch a càng nhi u ch t nh a-
asphanten và hydrocarbon phân t lư ng cao thì lư ng dung môi c n thi t cho
bão hòa càng th p. Nhi t ñ càng th p, chi phí dung môi cho t o h n h p bão
hòa càng cao.
Khi ti p t c thêm propan ( nhi t ñ h n h p c ñ nh) t o thành pha th
hai g m propan và hydrocarbon hòa tan. Như trên ñã nói, nhi t ñ g n v i
nhi t ñ t i h n, propan hòa tan m t lư ng h n ch hydrocarbon. Dung d ch
bão hòa hydrocarbon trong propan t o thành b ng cách này (l p trên) cân
b ng v i dung d ch bitum bão hòa (l p dư i). ð phân tách t t nguyên li u
trong hai pha (d u nh n và bitum) b i propan so v i nguyên li u tương ñ i
cao - không th p hơn 3 ph n th tích propan và 1 ph n th tích nguyên li u.
Do hòa tan c a hydrocarbon phân t lư ng cao trong propan l ng gi i h n, ñ
tách các thành ph n mong mu n ra kh i nguyên li u c n dư nhi u dung môi.
ð ng th i cũng c n ti n hành tách naphten nhi t ñ cao khi ñ hòa tan c a
hydrocarbon trong propan gi m. ðây là ñ c ñi m c a propan so v i nhi u
dung môi khác (phenol, furfurol và các ch t khác).
nhi t ñ ôn hòa (40 ÷ 70oC) khi tăng b i propan ch t lư ng s n ph n
lo i asphanten (deasphantizat) tăng, nhưng hi u su t gi m. Sau khi ñ t ñư c
ñ hòa loãng t i ưu hi u su t deasphantizat tăng, nhưng ch t lư ng gi m.
180
- nhi t ñ r t g n v i nhi t ñ t i h n c a propan không có ñư c b i t i ưu c a
propan v i nguyên li u; chi phí propan tăng.
B i c n thi t c a propan ñ i v i k t t a các ch t nh a- asphanten ph
thu c vào n ng ñ hydrocarbon mong mu n trong nguyên li u. ð i v i
nguyên li u ít nh a có hàm lư ng parafin-d u nh n cao c n có b i propan cao
hơn so v i nguyên li u giàu nh a- asphanten. Thí d , lo i asphanten trong
ph n cô c a d u ít nh a t l t i ưu propan : nguyên li u là 8:1 (theo th tích),
còn khi lo i asphanten trong gudron d u nhi u nh a c n t l 4 : 1. ði u ki n
khác không kém ph n quan tr ng là nhi t ñ quá trình lo i asphanten. Nên
ti n hành quá trình vùng nhi t ñ tương ñ i th p, kho ng 50 ÷ 85oC, do
dư i 40 ÷ 50oC nh a trung hòa hòa tan trong propan tuy không nhi u, nhi t
ñ 90oC, g n v i nhi t ñ t i h n c a propan (96,8oC), nhi u hydrocarbon
mong mu n không hòa tan trong nó và b tách ra cùng v i nh a.
Thông s chính c a quá trình lo i asphanten không ch là nhi t ñ , áp su t
và b i propan so v i nguyên li u, mà c d ng dung môi và ñ s ch c a nó.
Butan có ñ l a ch n th p hơn propan nhưng cao hơn etan. Metan và etan làm
cho hơi propan khó cô ñ ng trong máy l nh. V i n ng ñ etan trong dung
môi không ñáng k quá trình lo i asphanten di n ra áp su t quá cao, do ñó
trong propan k thu t ch a không quá 7% (k.l.) các hydrocarbon khác cùng
dãy, trong ñó không quá 3% etan. S hi n di n c a propylen và butylen cũng
không mong mu n, do chúng làm tăng ñ hòa tan nh a và hydrocarbon thơm
ña vòng.
Hi u qu lo i asphanten cũng ph thu c vào m c ñ lo i phân ño n d u
nh n trong chưng c t chân không mazut - ch a trong phân ño n gudron ñ n
500oC. Như trên ñã th y, phân ño n phân t lư ng th p c a deasphantizat hòa
tan trong propan nhi u hơn phân ño n phân t lư ng cao vùng nhi t ñ g n
v i nhi t ñ t i h n. Ngoài ra, do nh hư ng c a l c phân tán các phân ño n
phân t lư ng th p ho t ñ ng như dung môi trung gian, làm tăng ñ hòa tan
c a các phân ño n sôi cao và nh a trong propan. ði u này khi n cho vi c
phân tách chúng s khó hơn. Nguyên li u v i thành ph n phân ño n r ng tách
asphanten kém hơn nguyên li u ñã lo i phân ño n nh . Lo i asphanten d u
nhi u d u nh n, nh n ñư c t nguyên li u cô ñ c (không có phân ño n dư i
500oC), có ñ c c và ñ màu th p hơn deasphantizat v i phân ño n sôi th p.
181
nguon tai.lieu . vn
