QUÁ TRÌNH LỌC TÁCH VẬT LÝ - CHƯƠNG MỞ ĐẦU ppsx

1


BÀI GIẢNG

QUÁ TRÌNH LỌC TÁCH VẬT LÝ

Giảng viên biên soạn: GVC. ThS. Trần Văn Tiến

Tên môn học : Quá trình Lọc tách vật lý
Số ĐVHT : 5 (75 tiết)
Tài liệu học tập: + Sách, giáo trình chính:
1. Bài giảng QUÁ TRÌNH LỌC TÁCH VẬT LÝ, Trần Văn Tiến
2. Tập Các hình vẽ, sơ đồ, cấu tạo thiết bị chỉ định trong Bài giảng, Trần Văn Tiến
3. Procédés de Séparation, tập 2, 655 trang, Jean-Pierre Wauquier NXB TECHNIP -
Paris, 1998.
(Chú ý: Bài giảng này được biên soạn theo cuốn Procédés de Séparation. Các hình vẽ,
sơ đồ, cấu tạ
o thiết bị chỉ định trong Bài giảng, sinh viên tra trực tiếp theo số thứ tự của hình
trong cuốn Procédés de Séparation.)
+ Sách tham khảo:
1. Nguyễn Bin. Các Quá trình, Thiết bị trong Công nghệ Hóa chất và Thực phẩm, tập 4:
Chưng luyện, Hấp thụ, Trích ly, Kết tinh, Hấp phụ, Sấy. NXB KH&KT Hà Nội, 2002.
2. Nguy ễn Bin. Tính toán Quá trình, Thiết bị trong Công nghệ Hóa chất và Thực phẩm,
tập 1&2. NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, 2001.
3. Nguyễn Bin, Đỗ Văn
Đài, Long Thanh Hùng, Đinh Văn Huỳnh, Nguyễn Trọng
Khuông, Phan Văn Thơm, Phạm Xuân Toản, Trần Xoa. Sổ tay Quá trình và Thiết bị Công
nghệ Hóa chất, tập 1&2. NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, 2004.

Chương mở đầu :

TỔNG QUAN VỀ MÔN HỌC QUÁ TRÌNH LỌC TÁCH VẬT LÝ
1. Sơ đồ tất cả các loại quá trình trong nhà máy lọc dầu
(Hình 1.1a)
2. Sơ đồ tất cả các loại phân xưởng trong nhà máy lọc dầu
(Hình 1.2)
3. Vai trò của Công nghệ Lọc dầu trong nhà máy lọc dầu
Dầu thô được tạo thành từ hỗn hợp phức tạp gồm rất nhiều các hợp chất, phần lớn là
hydrocarbon. Để thu được các sản phẩm dầu mỏ đáp ứng được các tiêu chuẩn kỹ thu
ật thương
mại, đầu tiên cần phải thực hiện một quá trình phân riêng dầu mỏ nguyên khai thành nhiều
phân đoạn khác nhau. Các phân đoạn này, tiếp sau đó phải được tinh luyện làm sạch, hay phải
trải qua các quá trình chuyển hóa hóa học, đặc biệt là nhằm phục vụ cho các nhu cầu của
ngành hóa dầu sau này. Nguyên lý cơ sở của một công đoạn phân riêng được minh họa trong
Hình 1.1.
Hỗn hợp ban đầu (dầu thô hoặc h
ỗn hợp khác, A, B, C ) được phân riêng ra thành các
cấu tử khác nhau hay các phân đoạn khác nhau nhờ những tính chất đặc trưng, ví dụ bằng
khoảng nhiệt độ sôi. Một công đoạn như vậy thông thường đòi hỏi sự tiêu tốn năng lượng
(đun sôi trong chưng luyện hay làm lạnh trong kết tinh) hay đòi hỏi sự trợ giúp của một tác
nhân phân riêng chọn lọc (dung môi trích ly, hấp thụ, chất hấp phụ).
Trong các trường h
ợp nói riêng của lọc dầu thô, các quá trình lọc tách vật lý bảo đảm
được 3 chức năng chính sau:
• Các quá trình phân đoạn
2


Quá trình chưng cất khí quyển cho phép phân đoạn dầu thô thành các phân đoạn khác
nhau: khí dầu hóa lỏng LPG, xăng, kerosen, gazol, fuel được cho ví dụ trên Hình 1.2. Với
các quá trình chuyển hoá hoá học, trong hầu hết các trường hợp, sau khi thực hiện quá trình,

dòng sản phẩm thường phải trải qua một công đoạn phân đoạn nhằm mục đích thu được các
sản phẩm có chất lượng đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiên cứu.

•
Các quá trình tuần hoàn lại
Hầu hết các công đoạn chuyển hóa hóa học đều được đặc trưng bởi sự chuyển hóa từng
chặng không hoàn toàn, tiếp đó lại là một công đoạn phân riêng để tách riêng và tuần hoàn lại
các cấu tử chưa được chuyển hóa, vì hệ số chuyển hoá tuỳ thuộc quá trình thường nằm trong
khoảng 10-90% (Hình 1.3). Như vậy, sự cần thiết gia tăng chỉ số
octan IO của các nguồn
xăng cơ sở nhằm sản xuất ra các loại xăng không chì, dẫn đến việc phải tiến hành các quá
trình đồng phân hóa các n-parafin thành các iso-C
5
và C
6
. Các n-parafin không được chuyển
hóa khi đi ra khỏi quá trình đồng phân hóa sẽ được tách ra bởi các rây phân tử có kích thước
5A
o
và được tái tuần hoàn, nhằm đạt kết quả đồng phân hóa hoàn toàn các parafin này.

• Các quá trình làm sạch
- Làm sạch cho nguyên liệu trước khi phản ứng: tách các loại tạp chất (như H
2
S,
mercaptan có trong hỗn hợp khí trên rây phân tử 13X) mà chúng có phản ứng phụ với xúc tác
trong nguyên liệu đầu là rất cần thiết cho các công đoạn hạ lưu, vì trong các công đoạn có xúc
tác, chất xúc tác rất nhạy phản ứng với các tạp chất có trong nguyên liệu.
- Làm sạch để hoàn thiện chất lượng tạo sản phẩm (tách aromatic, parafin để sản xuất
dầu nhờn, tách aromatic cho nhiên liệu).

- Làm sạch để đáp ứng yêu cầu là một vài s
ản phẩm thu được phải có độ tinh khiết cao
để ứng dụng cho các nhu cầu của hóa dầu (ví dụ sản xuất H
2
, i/n-parafin, BTX tinh khiết).
- Làm sạch nhằm tách triệt để các tạp chất độc hại có trong các chất thải là khí, nước từ
nhà máy ra môi trường (như hấp thụ H
2
S bằng dung môi amin).

Giáo trình này đề cập chủ yếu đến quá trình phân riêng các hỗn hợp đồng nhất. Các hỗn
hợp này cần được tách thành các nhóm cấu tử hay thậm chí thành các cấu tử tinh khiết nhờ
các quá trình lọc tách vật lý (hay quá trình truyền chất) khá phức tạp. Các quá trình này, tùy
từng trường hợp, sẽ đòi hỏi từ một hay một tập hợp các công đoạn tinh chế lại một cách chọn
lọc một vài cấu t
ử trong phân đoạn ban đầu.