Giáo trình Vận hành thiết bị tách dầu khí (Nghề Vận hành thiết bị chế biến dầu khí Cao đẳng)

TẬP ĐỒN DẦU KHÍ VIỆT NAM
TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ



GIÁO TRÌNH
MƠ ĐUN : VẬN HÀNH THIẾT BỊ TÁCH DẦU KHÍ
NGHỀ

: VẬN HÀNH THIẾT BỊ CHẾ BIẾN DẦU KHÍ

TRÌNH ĐỘ : CAO ĐẲNG
(Ban hành kèm theo Quyết định số:209/QĐ-CĐDK ngày 06 tháng 3 năm 2022
của Trường Cao Đẳng Dầu Khí)

Bà Rịa-Vũng Tàu, năm 2022
(Lưu hành nội bộ)


TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được phép
dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh
thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.

Trang 1


LỜI GIỚI THIỆU
Để đáp ứng nhu cầu học tập và nâng cao trình độ chun mơn đối với bộ phận
cơng nhân vận hành thiết bị tách dầu khí, chúng tơi đã tham khảo nhiều tài liệu của

nhiều tác giả trong và ngồi nước để biên soạn nên giáo trình “Vận hành thiết bị tách
dầu khí”. Giáo trình được các giáo viên bộ mơn chính thức sử dụng để giảng dạy cho
nghề “Vận hành thiết bị chế biến dầu khí” và có thể làm tài liệu tham khảo cho nghề
“Vận hành thiết bị khai thác dầu khí”.
Khi biên soạn giáo trình chúng tôi đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới
liên quan đến môn đun “Vận hành thiết bị tách dầu khí” phù hợp với đối tượng sử
dụng cũng như gắn kết những nội dung lý thuyết với những vấn đề thực tế thường gặp
trong sản xuất, đời sống để giáo trình có tính thực tiễn cao.
Nội dung của giáo trình được biên soạn gồm 3 bài:
Bài 1: Khái quát về thiết bị tách dầu khí
Bài 2: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các loại thiết bị tách dầu khí
Bài 3: Vận hành thiết bị tách dầu khí
Qua nội dung từng bài học trong giáo trình giúp cho sinh viên hiểu được cấu
tạo, nguyên lý hoạt động cũng như quy trình vận hành và xử lý các sự cố của thiết bị
tách dầu khí trong q trình vận hành.
Giáo trình này có thể góp phần hồn thiện kiến thức cơ bản về mơ đun “Vận
thiết bị tách dầu khí”, chúng tôi xin chân thành cảm ơn và tiếp nhận những ý kiến
đóng góp của đồng nghiệp và các em sinh viên về những thiếu sót khơng thể tránh
khỏi trong nội dung và hình thức để giáo trình hồn thiện hơn.
Trân trọng cảm ơn./.
Bà rịa - Vũng Tàu, tháng 3 năm 2022
Tham gia biên soạn
1. Chủ biên: Ths. Lê Thùy Dung
2. Ths. Hồ Quang Phổ
3. Th.S Phạm Công Đại
4. Huỳnh Việt Triều
5. Ks. Phạm Công Quang

Trang 2

MỤC LỤC
MỤC LỤC ...................................................................................................................... 3
DANH MỤC HÌNH VẼ ................................................................................................ 6
GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN ............................................................................................... 7
BÀI 1.
1.1.

KHÁI QT VỀ THIẾT BỊ TÁCH DẦU KHÍ ...................................... 13
ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI ....................................................................14

1.1.1. Định nghĩa ..........................................................................................................14
1.1.2. Phân loại .............................................................................................................15
1.2. NGUYÊN LÝ TÁCH PHA ....................................................................................16
1.2.1. Nguyên lý tách dầu ra khỏi khí...........................................................................16
1.2.2. Nguyên lý tách khí ra khỏi dầu...........................................................................17
1.3.

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN Q TRÌNH TÁCH DẦU KHÍ ..........18

1.3.1. Áp suất ................................................................................................................19
1.3.2. Nhiệt độ ..............................................................................................................19
1.3.3. Tỉ trọng ...............................................................................................................19
BÀI 2. CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC LOẠI THIẾT BỊ
TÁCH DẦU KHÍ ......................................................................................................... 21
2.1.
CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CHUNG CỦA THIẾT BỊ
TÁCH 22
2.1.1. Cấu tạo chung của thiết bị tách...........................................................................22
2.1.2. Nguyên lý tách pha chung của thiết bị tách ........................................................29

2.2.
CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MỘT SỐ LOẠI THIẾT
BỊ TÁCH .......................................................................................................................29
2.2.1. Thiết bị tách hai pha ...........................................................................................29
2.2.2. Thiết bị tách ba pha ............................................................................................36
BÀI 3.
3.1.

VẬN HÀNH THIẾT BỊ TÁCH DẦU KHÍ .............................................. 41
ĐIỀU CHỈNH MỰC CHẤT LỎNG ................................................................42

3.1.1. Điều chỉnh mực chất lỏng trong thiết bị tách hai pha.........................................44
3.1.2. Điều chỉnh mực chất lỏng trong thiết bị tách ba pha ..........................................45
3.2.

ĐIỀU CHỈNH ÁP SUẤT VẬN HÀNH ..........................................................45
Trang 3


3.2.1. Điều chỉnh bằng van màng tác dụng trực tiếp ....................................................46
3.2.2. Điều chỉnh bằng van màng thường đóng............................................................47
3.2.3. Điều chỉnh bằng van điều khiển bằng khí nén ...................................................47
3.3.

VẬN HÀNH THIẾT BỊ TÁCH .......................................................................48

3.3.1. Yêu cầu khi vận hành .........................................................................................48
3.3.2. Quy trình vận hành thiết bị tách ..........................................................................49
3.3.3. Bảo dưỡng thiết bị tách .......................................................................................51
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 54

Trang 4


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

P&ID: Piping and instrumentation diagram
PSV: Pressure safety valve
LSHH: Level switch high-high
LSLL: Level switch low-low
PSHH: Pressure Switch high-high

Trang 5


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 2.1. Sơ đồ ngun lý thiết bị tách đứng ..................................................................23
Hình 2.2. Sơ đồ thiết bị tách 2 pha trụ đứng .................................................................23
Hình 2.3. Tách cơ bản kiểu cửa vào hướng tâm ............................................................24
Hình 2.4. Thiết bị tách 2 pha sử dụng bộ phận tách cơ bản kiểu ly tâm .......................25
Hình 2.5. Bộ chiết sương kiểu nan chớp .......................................................................26
Hình 2.6. Bộ phận chiết sương dạng cánh .....................................................................27
Hình 2.7. Đệm đơng tụ ..................................................................................................28
Hình 2.8. Một số loại đệm đơng tụ ................................................................................29
Hình 2.9. Cấu tạo thiết bị tách hai pha thẳng đứng .......................................................30
Hình 2.10. Cấu tạo của bộ phận chiết sương .................................................................31
Hình 2.11. Cấu tạo thiết bị tách hai pha thẳng đứng có cửa vào dạng tiếp tuyến .........32
Hình 2.12. Thiết bị tách hai pha thẳng đứng có các tấm chắn nằm nghiêng.................32
Hình 2.13. Cấu tạo thiết bị tách hai pha nằm ngang .....................................................33
Hình 2.14. . Cấu tạo thiết bị tách 2 pha 2 ống nằm ngang ............................................34

Hình 2.15. Cấu tạo thiết bị tách hai pha dạng cầu .........................................................35
Hình 2.16. Cấu tạo thiết bị tách 3 pha thẳng đứng ........................................................36
Hình 2.17. Cấu tạo thiết bị tách 3 pha nằm ngang ........................................................38
Hình 2.18. Cấu tạo thiết bị tách 3 pha hình cầu ............................................................39
Hình 3.1. Bộ phận điều chỉnh mực chất lỏng dạng cơ ..................................................42
Hình 3.2. Bộ phận điểu chỉnh mực chất lỏng dạng cơ ..................................................43
Hình 3.3. Bộ phận điều chỉnh mực chất lỏng dạng tự động ..........................................44
Hình 3.4. Điều chỉnh áp suất bằng van tác dụng trực tiếp ............................................46
Hình 3.5. Điều chỉnh áp suất bằng van lị xo ...............................................................47
Hình 3.6. Điều chỉnh áp suất bằng khí nén ..................................................................48
Bảng 3.1. Phân tích nguyên nhân và biên pháp khắc phụ khi lỏng bị cuốn ra ngồi ....51
Bảng 3.2. Phân tích ngun nhân và biện pháp khắc phục quá tải chất lỏng................52

Trang 6


GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN
1. Tên mơ đun: VẬN HÀNH THIẾT BỊ TÁCH DẦU KHÍ
2. Mã mơ đun: PETR62110
3. Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trị của mơ đun:
3.1. Vị trí: Là mơ đun thuộc phần các mơn học, mơ đun chun mơn nghề của chương
trình đào tạo. Mơn đun này được dạy trước mô đun vận hành phân xưởng chưng cất
dầu thô và sau các môn học, mô đun như: Sản phẩm dầu mỏ, Vận hành lò gia nhiệt,
thiết bị nhiệt.....
3.2. Tính chất: Mơ đun này trang bị những kiến thức, kỹ năng: cấu tạo, nguyên lý hoạt
động và vận hành thiết bị tách trong ngành dầu khí.
3.3. Ý nghĩa và vai trị của mơ đun: Giáo trình này trình bày một cách có hệ thống
các kiến thức về nguyên lý hoạt động và cấu tạo của thiết bị tách dùng trong cơng
nghiệp dầu khí.
4. Mục tiêu của mô đun: Thiết bị tách là một thiết bị quan trọng trong ngành lọc hóa

dầu và chế biến dầu khí. Chính vì vậy địi hỏi người thợ phải nắm được cấu tạo,
vận hành thành thạo.
4.1. Về kiến thức:
A1. Trình bày được các loại thiết bị tách dầu khí, nguyên lý tách pha và các yếu tố ảnh
hưởng đến quá trình tách dầu khí;
A2. Trình bày được cấu tạo và ngun lý hoạt động của thiết bị tách dầu khí;
4.2. Về kỹ năng:
B1. Vận hành được thiết bị tách dầu khí theo đúng quy trình.
B2. Xử lý được các sự cố thường gặp trong quá trình vận hành thiết bị tách dầu khí.
4.3. Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
C1. Tuân thủ tuyệt đối các qui định về an toàn, pccc, nội quy phịng học/ phịng mơ
hình và quy chế của nhà trường;
C2. Tuân thủ các qui trình vận hành các thiết bị cơ khí, điện, tự động hóa có liên quan;
C3. Xác định được công việc phải thực hiện, hồn thành các cơng việc theo u cầu,
khơng để xảy ra sự cố, hư hỏng đối với hệ thống thiết bị;

Trang 7


C4. Hướng dẫn, kèm cặp nhân viên vận hành bậc dưới cải thiện kỹ năng, kiến thức vận
hành để đảm nhiệm nhiệm vụ tương tự.
5. Nội dung của mô đun:
5.1. Chương trình khung

Mã
MH/MĐ/HP

Tên mơn học, mơ đun

I

COMP64002
COMP62004
COMP62008
COMP64010
COMP63006
FORL66001
SAEN512001

Các mơn học chung/ đại cương
Giáo dục chính trị
Pháp luật
Giáo dục thể chất
Giáo dục quốc phịng và An ninh
Tin học
Tiếng Anh
An tồn vệ sinh lao động
Các môn học, mô đun chuyên
môn ngành, nghề
Môn học, mô đun kỹ thuật cơ sở
Vẽ kỹ thuật - 1
Điện kỹ thuật 2
Cơ sở điều khiển q trình
Nhiệt kỹ thuật
Mơn học, mơ đun chun mơn
ngành, nghề
Cơ sở q trình và thiết bị trong
cơng nghệ hóa học
Sản phẩm dầu mỏ
Vận hành máy thuỷ khí I
Vận hành máy thuỷ khí II

Vận hành hệ thống đường ống và
bể chứa
Vận hành thiết bị tách dầu khí
Vận hành lị gia nhiệt, thiết bị
nhiệt
Kỹ thuật phịng thí nghiệm
Vận hành phân xưởng chưng cất
dầu thơ
Vận hành phân xưởng chế biến
dầu I

II
II.1
MECM52003
ELEI53011
AUTM52111
PETR52002
II.2
PETR63004
PETR53005
PETR56107
PETR64108
PETR56109
PETR62110
PETR53111
PETR62114
PETR56115
PETR56116

Số

tín Tổng
chỉ
số

Thời gian đào tạo (giờ)
Trong đó
Thi/
Thực hành/
Kiểm
Lý
thí nghiệm/
tra
thuyết
bài tập/
thảo luận LT TH

23
4
2
2
4
3
6
2

465
75
30
60
75

75
120
30

183
41
18
5
36
15
42
26

257
29
10
51
35
58
72
2

17
5
2
0
2
0
6
2

8
0
0
4
2
2
0
0

70

1825

530

1180

36

79

9
2
3
2
2

165
45

45
45
30

93
15
36
14
28

63
28
6
29
0

6
0
3
1
2

3
2
0
1
0

61

1660

437

1117

30

76

3

45

42

0

3

0

3
6
4

45
150
100

42
28
28

0
106
66

3
2
2

0
14
4

6

150

28

106

3

13

2

45

14

29

1

1

3

75

21

50

2

2

2

45

13

30

1

1

6

145

42

94

3

6

6

145

42

94

3

6

Trang 8

PETR64117
PETR56118
PETR54219
PETR66220

Vận hành phân xưởng chế biến
dầu II
Vận hành các phân xưởng chế biến
khí
Thực tập sản xuất
Khóa luận tốt nghiệp
Tổng Cộng:

4

100

28

66

2

4

6

150

36

108

2

4

4
6
93

195
270
2290

45
28
713

138
230
1437

3
0
53

9
12

87

5.2. Chương trình chi tiết mơ đun
Thời gian (giờ)
Số TT

Nội dung tổng quát

Tổng
số

Lý
thuyết

Bài 1: Khái quát về thiết bị
tách dầu khí

6

6

1.1

Định nghĩa và phân loại

1

1

1.2

Nguyên lý tách pha

3

3

1.3

Các yếu tố ảnh hưởng đến q
trình tách dầu khí

2

2

2

Bài 2: Cấu tạo, ngun lý hoạt
động của thiết bị tách dầu khí

5

4

2.1

Cấu tạo của thiết bị tách dầu khí

2

2

2.2

Nguyên lý hoạt động của thiết bị
tách dầu khí

2

2

34

4

1

3

Bài 3: Vận hành thiết bị tách
dầu khí

3.1

Điều chỉnh mức chất lỏng

2

2

3.2

Điều chỉnh áp suất vận hành

2

2

3.3

Vận hành thiết bị tách dầu khí
Cộng

29
45

14

Thực
hành, thí
nghiệm,
thảo luận,
bài tập

Kiểm tra

LT

TH

1

1
29

1

29

1

29

1

1

6. Điều kiện thực hiện mơ đun:
6.1. Phịng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn
6.2. Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn, mơ hình mơ phỏng
thiết bị tách.
Trang 9


6.3. Học liệu, dụng cụ, mơ hình, phương tiện: Giáo trình, giáo án, qui trình vận
hành.
6.4. Các điều kiện khác:
7. Nội dung và phương pháp đánh giá:
7.1. Nội dung:

- Kiến thức: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức
- Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kỹ năng.
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:
+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp.
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập.
+ Tham gia đầy đủ thời lượng mô đun theo quy định.
+ Nghiêm túc trong quá trình học tập.
7.2. Phương pháp:
Người học được đánh giá tích lũy mơ đun như sau:
7.2.1. Cách đánh giá
- Áp dụng quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy ban hành kèm theo Thơng tư
số 09/2017/TT-LĐTBXH, ngày 13/3/2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh
và Xã hội.
- Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Dầu khí
như sau:
Điểm đánh giá
+ Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1)
+ Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2)
+ Điểm thi kết thúc mô đun

Trọng số
40%
60%

7.2.2. Phương pháp đánh giá
Phương pháp
đánh giá

Phương pháp
tổ chức

Hình thức
kiểm tra

Chuẩn đầu ra
đánh giá

Số
cột

Thời điểm
kiểm tra

Thường xuyên

Quan sát/

Bảng kiểm/
Câu hỏi

A1, A2, A3

1

Sau 5 giờ.

4

Sau 15 giờ

4

Sau 45 giờ

Hỏi đáp
Định kỳ

Kết thúc mô

B1, B2

Viết/ Thông
Tự luận/
qua sản phẩm
Trắc nghiệm/ Sản
học tập
phẩm học tập

A1, A2, A3

Viết/ Thông
qua sản phẩm

A1, A2, A3

Tự luận và trắc
nghiệm/ Sản

B1, B2
C1, C2, C3

Trang 10


đun

học tập

phẩm học tập

B1, B2
C1, C2, C3

7.2.3. Cách tính điểm
- Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc mô đun được chấm theo thang
điểm 10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến một chữ số thập phân.
- Điểm mô đun là tổng điểm của tất cả điểm đánh giá thành phần của mô đun nhân
với trọng số tương ứng. Điểm mơ đun theo thang điểm 10 làm trịn đến một chữ số
thập phân.
8. Hướng dẫn thực hiện mô đun
8.1. Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng HSSV trường Cao đẳng Dầu khí.
8.2. Phương pháp giảng dạy, học tập mô đun
8.2.1. Đối với người dạy
* Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gồm: nêu vấn đề, hướng dẫn
đọc tài liệu, diễn trình làm mẫu, bài tập tình huống, câu hỏi thảo luận…
* Bài tập: Phân chia nhóm nhỏ thực hiện bài tập theo nội dung đề ra.
* Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề ra.
* Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân cơng các thành viên trong nhóm
tìm hiểu, nghiên cứu theo u cầu nội dung trong bài học, cả nhóm thảo luận, trình bày
nội dung, ghi chép và viết báo cáo nhóm.

8.2.2. Đối với người học: Người học phải thực hiện các nhiệm vụ như sau:
- Nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp. Các tài liệu tham khảo sẽ được
cung cấp nguồn trước khi người học vào học mô đun này (trang web, thư viện, tài
liệu...)
- Tham dự tối thiểu 70% các buổi giảng lý thuyết và 100% buổi học thực hành.
Nếu người học vắng >30% số tiết lý thuyết hoặc >0% số tiết thực hành phải học lại mô
đun mới được tham dự kì thi lần sau.
- Tự học và thảo luận nhóm: là một phương pháp học tập kết hợp giữa làm việc
theo nhóm và làm việc cá nhân. Một nhóm gồm 2-3 người học sẽ được cung cấp chủ
đề thảo luận trước khi học lý thuyết, thực hành. Mỗi người học sẽ chịu trách nhiệm về
1 hoặc một số nội dung trong chủ đề mà nhóm đã phân cơng để phát triển và hoàn
thiện tốt nhất toàn bộ chủ đề thảo luận của nhóm.
Trang 11


- Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ.
- Tham dự thi kết thúc mô đun.
- Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học.
9. Tài liệu tham khảo:
- Tài liệu Tiếng Việt:
[1]. Trường Cao Đẳng Dầu khí, Giáo trình Vận hành thiết bị tách, Lưu hành nội bộ,
2017.
[2]. PGS.TS Lê Xuân Lân, Thu gom xử lý Dầu - Khi - Nước, Hà Nội 2005.
[3]. TS Hoàng Anh Dũng, Thiết bị xử lý các sản phẩm khai thác Dầu khí, Hà Nội
2012.
- Tài liệu tiếng nước ngồi:
[1]. J. D. Seader, Ernest J. Henley, D. Keith Roper, Separation Process Principles
Maurice Stewart and Ken Arnold, Gas–Liquid and Liquid–Liquid Separators Elsivier,
2008

Trang 12


BÀI 1. KHÁI QUÁT VỀ THIẾT BỊ TÁCH DẦU KHÍ
❖ GIỚI THIỆU BÀI 1
Bài 1 giới thiệu các kiến thức cơ bản liên quan đến Thiết bị tách để người học có được
kiến thức nền tảng và dễ dàng tiếp cận công việc sau này.
❖ MỤC TIÊU BÀI 1
Sau khi học xong chương này, người học có khả năng:
➢ Về kiến thức:
-

Định nghĩa và phân loại được các loại thiết bị tách dầu khí.

-

Trình bày và phân tích được ngun lý tách pha và các yếu tố ảnh hưởng đến

quá trình tách dầu khí.
➢ Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
-

Học sinh có tính nghiêm túc, cẩn thận, kỷ luật cao trong học tập.

❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 1
-

Đối với người dạy:
+ Thiết kế giáo án theo thể loại lý thuyết, thực hành hoặc tích hợp phù hợp với
bài học. Giáo án được soạn theo bài hoặc buổi dạy.

+ Tổ chức giảng dạy: Chia ca, nhóm (phụ thuộc vào số lượng sinh viên/lớp)

-

Đối với người học:
+ Chuẩn bị tài liệu, dụng cụ học tập, vở ghi đầy đủ;
+ Hoàn thành các bài thực hành kỹ năng;
+ Tổ chức làm việc nhóm, làm việc độc lập;
+ Tuần thủ quy định an toàn, giờ giấc.

❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 1
-

Phịng học chun mơn hóa/nhà xưởng: Phịng mơ hình

-

Trang thiết bị máy móc: Máy tính, máy chiếu, mơ hình mơ phỏng thiết bị tách.

-

Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Giáo án, giáo trình, quy trình thực hành.

-

Các điều kiện khác: Khơng có

❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 1
-

Nội dung:

✓ Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến
thức
Bài 1: Khái quát về thiết bị tách dầu khí

Trang 13


✓ Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng.
✓ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:
+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập.
+ Tham gia đầy đủ thời lượng mơ đun.
+ Nghiêm túc trong q trình học tập.
-

Phương pháp:

✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: vấn đáp, bảng kiểm)
✓ Kiểm tra định kỳ lý thuyết: 1 điểm kiểm tra (hình thức: Trắc nghiệm)
✓ Kiểm tra định kỳ thực hành: không.
NỘI DUNG BÀI 1
1.1.

ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI

1.1.1. Định nghĩa
Thiết bị tách là một thuật ngữ dùng để chỉ một bình áp suất sử dụng để tách chất
lưu thành các pha khí và lỏng.

Các thiết bị truyền thống thường gọi là thiết bị tách hoặc bẫy, lắp đặt tại vị trí
sản suất hoặc ở các giàn ngay gần miệng giếng, cụm phân dòng, trạm chứa để tách
chất lỏng giếng thành khí và lỏng. Do bố trí gần đầu giếng nên được thiết kế với tốc độ
dòng tức thời cao nhất.
Các thiết bị chỉ dùng để tách nước hoặc chất lỏng (dầu + nước) ra khỏi khí,
thường có tên gọi là bình nốc ao hoặc bẫy. Nếu thiết bị tách nước lắp đặt gần miệng
giếng thì khí và dầu lỏng thốt ra đồng thời cịn nước tự do thốt ra ở phần đáy bình.
Cịn ở các thiết bị tách lỏng cho phép tách tất cả chất lỏng ra khỏi khí thì dầu và nước
thốt ra ở đáy bình, cịn khí thốt ra ở phần đỉnh bình.
Thiết bị tách truyền thống làm việc ở áp suất thấp, thường gọi là buồng Flat.
Chất lưu vào từ các thiết bị tách cao áp, còn chất lưu đi ra được truyền tới các bể chứa,
cho nên thường đóng vai trò thiết bị tách cấp hai hoặc cấp ba, có vai trị tách khí
nhanh.
Các thiết bị tách bậc một làm việc ở các trạm tách nhiệt độ thấp hoặc tách lạnh,
thường gọi là bình giãn nở, được trang bị thêm nguồn nhiệt để nung chảy hydrat. Cũng
có thể bơm chất lỏng phịng ngừa hydrat hố vào chất lỏng giếng trước khi giãn nở.
Các bình lọc khí cũng tương tự như thiết bị tách dùng cho các giếng có chất lưu
chứa ít chất lỏng hơn so với chất lưu của giếng khí và giếng dầu, thường dùng trên các
Bài 1: Khái quát về thiết bị tách dầu khí

Trang 14


tuyến ống phân phối, thu gom, được chế tạo theo kiểu lọc thơ và lọc ướt. Loại lọc thơ
có trang bị bộ chiết sương, phổ biến là kiểu keo tụ và các chi tiết phía trong tương tự
như thiết bị tách dầu khí. Loại lọc ướt dịng hơi đi qua một đệm lỏng, có thể là dầu để
rửa sạch bụi bẩn và tạp chất, sau đó qua bộ chiết sương để tách lỏng. Bình lọc thường
lắp ở dịng đi lên từ thiết bị xử lý khí bất kỳ hoặc thiết bị dòng ra.

1.1.2. Phân loại

a. Phân loại theo chức năng
▪ Thiết bị tách 2 pha: lỏng và khí.
▪ Thiết bị tách 3 pha: lỏng - khí và lỏng - lỏng.
▪ Thiết bị tách dạng bẫy.
▪ Thiết bị tách từng giai đoạn.
▪ Thiết bị tách nước kiểu khô hay ướt.
▪ Thiết bị tách có trang bị bộ lọc khí.
Thiết bị lọc trung bình thường được dùng trong bồn chứa để tách bụi, cặn
đường ống, rỉ và các vật liệu khác khỏi khí.
▪ Bình làm sạch khí kiểu khơ hay ướt.
▪ Thiết bị tách và lọc.
b. Phân loại thiết bị tách theo hình dạng
▪ Thiết bị tách hình trụ đứng.
▪ Thiết bị tách hình trụ nằm ngang.
▪ Thiết bị tách hình cầu.
❖ Thiết bị tách trụ đứng:
▪ Thiết bị tách trụ đứng 2 pha: dầu - khí.
▪ Thiết bị tách trụ đứng 3 pha: dầu - khí - nước.
▪ Thiết bị tách 3 pha sử dụng lực ly tâm.
Dòng nguyên liệu vào xiên theo một ống màng cơn. Có các ống màng dẫn
dịng tạo dịng chảy xốy trịn, nước nặng nhất bị phân bố sát thành ống dẫn do lực ly
tâm lớn nhất. Dầu nhẹ hơn sẽ phân bố ở mặt ngoài, khí ít chịu ảnh hưởng của lực ly
tâm sẽ tách khỏi dầu và đi lên. Dầu và nước bị kéo xuống dưới theo máng dẫn. Nước
nặng nhất chìm xuống dưới, dầu nổi lên trên.
❖ Thiết bị tách hình trụ nằm ngang:
-

Thiết bị tách hình trụ nằm ngang 2 pha.

Bài 1: Khái quát về thiết bị tách dầu khí

Trang 15


-

Thiết bị tách hình trụ nằm ngang 3 pha.

❖ Thiết bị tách hình cầu:
-

Thiết bị tách hình cầu 2 pha dầu - khí.

-

Thiết bị tách hình cầu 3 pha dầu - khí - nước.

1.2. NGUYÊN LÝ TÁCH PHA
1.2.1. Nguyên lý tách dầu ra khỏi khí
Trong dịng khí thường có những bụi dầu dạng sương mù hoặc thậm chí cịn là
các giọt dầu. Để tách chúng ra, trong thiết bị tách thường lắp bộ chiết sương. Tuy
nhiên dịng khí khi ra khỏi thiết bị tách vẫn có một lượng dầu nhất định tùy thuộc vào
sự hoàn thiện về kỹ thuật và dầu sẽ ngưng tụ do giảm nhiệt độ.
Các phương pháp dùng để tách dầu ra khỏi khí trong thiết bị tách bao gồm:
Trọng lực, va đập, thay đổi hướng và tốc độ chuyển động dòng hỗn hợp, dùng lực ly
tâm, cơ chế keo tụ và thấm.
a. Tách trọng lực
Nguyên lý tách dựa vào sự chênh lệch về tỷ trọng. Khí nhẹ hơn dầu, ở điều kiện
chuẩn các giọt dầu nặng hơn khí tự nhiên từ 400 đến 1600 lần. Khi áp suất và nhiệt độ
tăng thì sự chênh lệch đó sẽ giảm nhanh. Chẳng hạn ở áp suất 50 bar thì sự chênh lệch

chỉ cịn từ 6 đến 10 lần. Nếu kích thước các giọt đủ lớn thì chúng sẽ dễ dàng lắng đọng
và tách ra. Tuy nhiên điều đó ít xảy ra vì kích thước các hạt lỏng thường bé làm cho
chúng có xu hướng lơ lửng và khơng thể tách ra khỏi dịng khí trong thời gian ngắn,
đặc biệt nếu tốc độ dịng khí cao. Khi ta giới hạn tốc độ dịng khí thì ta có thể thu được
kết quả tách thỏa mãn nhờ cơ chế phân ly trọng lực.
Các hạt chất lỏng có kích thước từ 100 µm trở lên được tách cơ bản trong các
thiết bị tách trung thiết bị, cịn các hạt có kích thước nhỏ hơn cần nhờ đến bộ chiết
sương.
b. Tách va đập
Dòng khí có chứa hỗn hợp lỏng đập vào một tấm chắn, chất lỏng sẽ dính lên bề
mặt tấm chắn và kết hợp lại với nhau thành các giọt lớn và lắng xuống nhờ trọng lực.
Khi hàm lượng chất lỏng cao hoặc kích thước các hạt bé, để tăng hiệu quả tách người
ta cần tạo ra nhiều va đập nhờ sự bố trí các mặt chặn kế tiếp nhau.
c. Thay đổi hướng và tốc độ chuyển động
Cơ chế này dựa trên nguyên tắc lực quán tính của chất lỏng lớn hơn chất khí.
Khi dịng khí có mang theo chất lỏng gặp các chướng ngại vật sẽ thay đổi hướng
chuyển động một cách đột ngột. Do có qn tính lớn, chất lỏng vẫn tiếp tục đi theo
hướng cũ, va vào bề mặt vật cản và dính vào đó, chập lại và dính vào với nhau tạo
Bài 1: Khái quát về thiết bị tách dầu khí

Trang 16


thành những giọt lớn và lắng xuống dưới nhờ trọng lực. Cịn chất khí do có qn tính
bé hơn, chấp nhận sự thay đổi hướng một cách dễ dàng và bỏ lại các hạt chất lỏng để
bay theo hướng mới.
Vai trị của qn tính cũng được vận dụng để tách lỏng - khí bằng phương pháp
thay đổi tốc độ dịng khí đột ngột. Khi giảm tốc độ dịng khí đột ngột, do quán tính
chất lỏng lớn sẽ vượt lên trước và tách ra khỏi chất khí. Ngược lại khi tăng tộc một
cách đột ngột thì chất khí sẽ vượt lên trước nhờ quán tính bé hơn.

d. Sử dụng lực ly tâm
Khi dòng hơi chứa lỏng buộc phải chuyển động theo quỹ đạo vòng với tốc độ
đủ lớn, lực ly tâm sẽ đẩy chất lỏng ra xa hơn, bám vào thành thiết bị, các hạt lỏng này
sẽ dính với nhau thành các giọt lớn và lắng xuống dưới nhờ trọng lực. Cịn chất khí do
có lực ly tâm bé nên sẽ ở phần giữa thiết bị và thốt ra ngồi theo đường thốt khí.
Đây là một trong các phương pháp hiệu quả nhất để tách lỏng ra khỏi khí. Hiệu quả sẽ
tăng cùng với sự tăng tốc dịng khí, nên ta có thể giảm được kích thước của thiết bị.
e. Đơng tụ
Các đệm đơng tụ là một phương pháp có hiệu quả để tách lỏng ra khỏi khí tự
nhiên. Một trong các ứng dụng phổ biến nhất là tách dầu trong hệ thống vận chuyển và
phân phối khí. Vì lúc đó tỷ lệ lỏng trong khí nói chung là thấp. Để tách lỏng trong đệm
đông tụ sử dụng tập hợp các cơ chế: va đập, thay đổi hướng, thay đổi tốc độ dòng và
keo tụ. Hiệu quả phụ thuộc vào diện tích có thể tập hợp và chập dính các hạt chất lỏng.
Khi dùng đệm cho các thiết bị tách, người ta thường lưu ý hai điều: các đệm
nếu được chế tạo từ vật liệu dòn rất dễ hỏng khi vận chuyển và lắp đặt; các đệm kiểu
lưới thép đan có thể bị tắc bít do lắng đọng Parafin và các vật liệu khác.
f.

Phương pháp thấm

Trong một số trường hợp, phương pháp thấm cũng phát huy tác dụng tốt. Vật
liệu xốp có tác dụng loại bỏ hoặc tách dầu ra khỏi dịng khí. Khí qua vật liệu xốp sẽ
chịu va đập, thay đổi hướng và tốc độ chuyển động. Khi đó khí dễ dàng đi qua, cịn
các hạt chất lỏng được giữ lại.
1.2.2. Nguyên lý tách khí ra khỏi dầu
Việc tách khí khơng hịa tan là rất cần thiết. Trước hết để tận dụng khí vào mục
đích sử dụng nội bộ và thương mại. Ngồi ra tách khí giúp cho việc đo lường dầu
chính xác hơn.
Các phương pháp tách khí ra khỏi dầu bao gồm: cơ học, nhiệt và hóa học.
a. Các giải pháp cơ học

Phổ biến là dao động, va đập, lắng và lực ly tâm.
Bài 1: Khái quát về thiết bị tách dầu khí

Trang 17


Các rung động điều hịa có kiểm sốt tác động lên dầu sẽ làm giảm sức căng bề
mặt và độ nhớt của dầu giúp cho việc tách khí được diễn ra dễ dàng hơn, các bọt khí sẽ
kết dính lại với nhau và thoát ra khỏi dầu.
Trên đường đầu vào thiết bị tách, thường lắp chi tiết tách khí cơ bản, có tác
dụng đưa dịng chất lỏng vào thiết bị với độ rối tối thiểu, phân tán dầu cho khí dễ dàng
thốt ra. Các chi tiết này cịn loại trừ các va đập cao tốc của chất lỏng với thành thiết
bị. Các tấm chắn cịn được bố trí trên đường lắng của dầu, sẽ trải chúng thành những
lớp mỏng trên đường chảy xuống phần lắng. Các giọt dầu sẽ lăn và dàn trải làm tăng
hiệu quả tách bọt khí và thường được dùng để tách dầu bọt.
Các tấm chắn có đục lỗ và đệm chắn thường dùng để tách khí khơng hịa tan,
nếu kết hợp với rung động nhẹ sẽ tăng thêm hiệu quả tách bọt.
Nếu để lắng một thời gian đủ lớn, khí tự do sẽ được tách ra khỏi dầu, việc kéo
dài thời gian lưu trữ sẽ kéo theo sự gia tăng đường kính hoặc chiều sâu lớp chất lỏng
trong thiết bị tách. Tuy nhiên việc tăng chiều sâu lớp chất lỏng sẽ ít đem lại hiệu quả,
vì dầu sẽ ngăn cản sự thốt của khí tự do. Kết quả tối ưu chỉ thu được khi lớp dầu lắng
là mỏng, tức là cần có tỷ lệ bề mặt tiếp xúc và thể tích dầu cao.
Dưới tác dụng của lực ly tâm, dầu nặng hơn nên được giữ lại ở thành thiết bị
cịn khí chiếm vị trí phía trong của dịng xốy lốc.
b. Giải pháp nhiệt
Nhiệt đóng vai trị làm giảm sức căng bề mặt trên các bọt khí và giảm độ nhớt
của dầu, giảm khả năng lưu trữ khí bằng thủy lực. Phương pháp thường dùng trong
cơng nghiệp để làm nóng dầu thơ là cho chúng đi qua nước nóng. Trước hết dầu được
phân tán thành các tia hoặc các mạch nhỏ để tăng khả năng tiếp xúc dầu với nước
nóng, chảy qua nước nóng đi lên, kết hợp với các rung động các bọt khí sẽ keo tụ và

tách ra khỏi dầu. Đây là phương pháp hiệu quả nhất với các loại dầu bọt, tuy vậy
không dùng cho các thiết bị tách mà chỉ áp dụng cho các bể chứa công nghệ. Nhiệt
được cung cấp trực tiếp bởi nồi hơi và qua các bộ phận trao đổi nhiệt.
c. Giải pháp hóa học
Tác dụng chính của hóa chất là giảm sức căng bề mặt, làm giảm xu hướng tạo
bọt của dầu và do đó tăng khả năng tách khí
1.3.

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN Q TRÌNH TÁCH DẦU KHÍ

Ba yếu tố quan trọng của sự tách đó là nhiệt độ, áp suất và tỷ trọng của các
thành phần cần tách. Ngồi ra, cịn một số yếu tố khác ảnh hưởng đến q trình tách
dầu khí như:
Bài 1: Khái quát về thiết bị tách dầu khí

Trang 18


- Số bậc tách (number of stages): nói chung khi tăng số bậc tách thì sẽ tăng hiệu
quả tách, kết quả tăng lượng dầu ổn định (2-3 bậc)
- Kích thước, hình dáng và cấu trúc bên trong của bình tách
- Tính chất vật lý, hóa học của chất lưu đi vào bình tách
1.3.1. Áp suất
Đối với các quá trình tách của hỗn hợp lưu chất khác nhau, thì áp suất làm việc
cũng tác động rất lớn tới quá trình tách pha.
Việc ảnh hưởng đặc biệt lớn của áp suất tới quá trình tách pha, đối với quá trình
tách pha của hai pha lỏng khí. Khi đó áp suất q trình tách, sẽ ảnh hưởng tới áp suất
hơi riêng phần của từng cấu tử trong hỗn hợp lưu chất vào thiết bị tách. Từ đó ảnh
hưởng trực tiếp tới q trình tách.
Vì vậy trong cơng nghiệp dầu khí, dựa trên thành phần lưu chất đi vào thiết bị

tách thì áp suất làm việc của thiết bị tách cũng khác nhau. Được chia thành các dạng:
-

Tách ở áp suất cao.

-

Tách ở áp suất trung bình.

-

Tách ở áp suất thấp.

1.3.2. Nhiệt độ
Trong hỗn hợp gồm nhiều cấu tử khác nhau, thì nhiệt độ sơi của các cấu tử cũng
khác nhau. Khi đó q trình tách pha sẽ chịu ảnh hưởng rất lớn tới nhiệt độ của quá
trình tách. Đặc biệt là quá trình tách pha của hai pha lỏng khí.
Nhiệt độ tác động tới sự linh động của các cấu tử đi vào thiết bị tách. Để quá
trình tách diễn ra thuận lợi, tức các cấu tử trong hổn hợp phải linh động, và tự kết hợp
với nhau ở cùng cấu tử, từ đó q trình tách pha diễn ra.
Đối với q trình tách pha của hai pha lỏng - khí, thì nhiệt độ ảnh hưởng tới độ
bay hơi của cấu tử bay hơi, cũng như ảnh hưởng trực tiếp tới nồng độ của cấu tử không
bay hơi (pha lỏng), nhiễm trong pha hơi (khí). Điều này đánh giá tới hiệu quả của quá
trình tách pha của hai pha này.
1.3.3. Tỉ trọng
Trọng lượng riêng của dầu: là trọng lượng của dầu trên một đơn vị thể tích
(kg/lít, tấn/m3, g/cm3).
Tỷ trọng: là trọng lượng riêng của vật chất này so với trọng lượng của vật chất
khác, trong thực tế cơng nghiệp dầu khí người ta thường sử dụng khái niệm tỷ trọng
tương đối.

Tỷ trọng của dầu: trong lượng riêng của dầu ở điều kiện tiêu chuẩn so với trọng
lượng riêng của nước chưng cất ở điều kiện 4oC (tỷ trọng khơng có đơn vị đo).
Bài 1: Khái quát về thiết bị tách dầu khí

Trang 19