Đồ án môn học chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ

Đồ án môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần
nhẹ
Mục lục
Mở đầu …………………………………………………… 5
Atổng quan. ……………………………………………8
I.Chuẩn bị nguyên liêu ………. …………………………… 8
a.ổn định dầu nguyên khai……………………………………8
bTách các tạp chất cơ học,nước, muối khoáng……………….8
b.1.Tách bằng phương pháp cơ học………………………… 8
b.11.Lắng …………………………………………………… 8
b.12.Ly tâm ……………………………………………………9
b.1.3.Lọc ………………………………………………………9
II.Sản phẩm của quá trình………………………………………9
1.Khí hydrocacbon…………………………………………… 9
2.Phân đoạn xăng…………………………………………… 10
3.Phân đoạn Kerosen………………………………………….10
4. Phân đoạn Diezen………………………………………… 10
5. Phân đoạn Mazut…………………………………………….10
6. Phân đoạn Dầu nhờn…………………………………………11
7. Phân đoạn Gudron……………………………………………11
III.Công nghệ của quá trình …………………………………….11
III.1Phân loại công nghệ…………………………………………11
III.2Dây chuyền công nghệ………………………………………15
1.Chọn công nghệ và sơ đồ công nghệ………………………… 15
2.Chọn sơ đồ công nghệ………………………………………… 15
3.Thuyết minh sơ đồ chưng cất bằng pp hai tháp…………………18
4.Ưu điểm của sơ đồ chưng cất hai tháp………………………… 18
III.3Thiết bị chính trong dây chuyền………………………………19
1.Tháp chưng cất………………………………………………… 19
2.Các loại tháp chưng luyện………………………………………20
a. Đệm…………………………………………………………… 20

b.Đĩa chóp …………………………………………………………21
IV.Thiết bị đun nóng……………………………………………….25
Sinh viên: _ Hoá dầu
11
Đồ án môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần
nhẹ
1Đun nóng bằng khói lò……………………………………………25
2.Thiết bị đun nóng bằng lò ống……………………………………25
V.Thiết bị trao đổi nhiệt……………………………………………27
1.Loại vỏ bọc……………………………………………………….28
2.Loại ống………………………………………………………….28
3. Loại ống lồng……………………………………………………30
4.Thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm…………………………………31
B.tính toán………………………………………………….32
I.Tính cân bằng vật chất……………………………………………32
I.1.Tại tháp tách sơ bộ………………………………………………32
I.2.Tại tháp tách phân đoạn…………………………………………33
II.Xác định các đại lượng trung bình của sản phẩm…………………34
II.1.Tỷ trọng trung bình…………………………………………… 34
II.2xác định nhiệt độ sôi trung bình…………………………………35
II.3Tính phân tử lượng trung bình của các sản phảm……………… 36
III.Tính tiêu hao hơinước…………………………………………….36
III.1.Tính tiêu hao cho tháp phân đoạn………………………………36
III.2.Tính tiêu hao cho tháp tách…………………………………… 36
IVTính chế độ của tháp chưng cất……………………………………37
IV.1.Tính áp suất của tháp……………………………………………37
IV.1.1.áp suất tại đỉnh tháp……………………………………………37
IV.1.2.áp suất tại dĩa lấy Kerosen…………………………………….37
IV.1.3.áp suất tại đĩa nạp liệu…………………………………………37
IV.2.Tính nhiệt độ của tháp………………………………………….38

IV.2.1.Nhiệt độ tại dĩa nạp liệu……………………………………….39
IV.2.2 Nhiệt độ tại đáytháp………………………………………… 39
IV.2.3 Nhiệt độ tại dĩa lấy Kerosen………………………………… 41
IV.2.4 Nhiệt độ tại đĩa lấy Gazoil…………………………………….43
IV.3 Tính chỉ số hồi lưu đỉnh tháp……………………………………45
V.Tính kích thước của tháp………………………………………… 45
Sinh viên: _ Hoá dầu
22
Đồ án môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần
nhẹ
V.1.Tính đường kính của tháp……………………………………….45
V.2.Tính chiều cao của tháp………………………………………… 46
Kết luận…………………………………………………………… 47
Tài liệu tham khảo………………………………………………… 48
Sinh viên: _ Hoá dầu
33
Đồ án môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần
nhẹ
Mở đầu
Dầu mỏ được con người biết đến từ thời cổ xưa, đến thế kỷ 18, với
mục đích làm nhiên liệu để đốt cháy, thắp sáng. Năm 1858 tại Mỹ xuất
hiện giếng khoan đầu tiên, đây là bước chuyển mình và đi lên của ngành
khai thác và chế biến dầu mỏ .
Đến năm 1992 thế giới có tới 100 loại dầu mỏ khác nhau,thuộc sở hữu
có 48 quốc gia, trong đó có Việt Nam. Quốc gia có sản lượng dầu mỏ lớn nhất
là ArậpXêút chiếm 26% tổng sản lượng dầu mỏ trên thế giới.
Hiện nay, dầu mỏ đã trở thành nguồn năng lượng quan trọng nhất
của mọi quốc gia trên thế giới. Khoảng 65 ÷ 70% năng lượng sử dụng đi từ
dầu mỏ, chỉ có 20 ÷ 22% năng lượng đi từ than, 5 ÷ 6% từ năng lượng nước
và 8 ÷ 12% từ năng lượng hạt nhân.

Ngày nay trên 90% sản phẩm hữu cơ là có nguồn gốc từ dầu_khí và tỷ lệ
dầu- khí sử dụng vào mục đích năng lượng sẽ giảm dần. Do đó dầu khí trong
một tương lai còn dài vẫn chiếm giữ một địa vị quan trọng trong lĩnh vực
năng lượng và nguyên liệu hoá học mà không có tài nguyên thiên nào cạnh
tranh nổi. Bên cạnh đó hướng sử dụng mạnh mẽ và có hiệu quả nhất của dầu
mỏ là làm nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hoá dầu như: sản xuất cao
su, chất dẻo, tơ sợi tổng hợp, các chất hoạt động bề mặt, phân bón, thậm chí
cả protêin.
Dầu mỏ là một hỗn hợp rất phức tạp trong đó có hàng trăm cấu tử khác
nhau. Mỗi loại dầu mỏ được đặc trưng bởi thành phần riêng, song về bản chất
chúng đều có các hydrocacbon là thành phần chính, các chất đó chiếm 60
÷90% trọng lượng trong dầu, còn lại là các chất Oxy, Lưu huỳnh, Nitơ, các
phức chất cơ kim, các chất nhựa, asphanten. Trong khí còn các khí trơ như:
He,Ar,Xe, N
2
…
Đối với Việt Nam, coi dầu khí là ngành kinh tế mũi nhọn, là chỗ dựa cho
ngành công nghiệp hoá, hiện đại hoá làm đà thúc đẩy,phát triển cho nền kinh
Sinh viên: _ Hoá dầu
44
Đồ án môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần
nhẹ
tế quốc dân. Đây là mũi nhọn có tính chiến lược của Việt Nam, như vậy
ngành công nghiệp chế biến dầu khí nước ta đang bước vào thời kì mới, thời
kì mà cả nước đang thực hiện mục tiêu công nghiệp hoá, hiện đại hoá, chắc
chắn sự đóng góp của ngành dầu khí trong công cuộc công nghiệp hoá đất
nước sẽ rất có ý nghĩa, không những bằng các chỉ tiêu kinh tế cụ thể mà
ngành công nghiệp mũi nhọn này còn là nguồn động viên tinh thần tòan đảng
toàn dân ta và nhất là các thành viên đang hoạt động trong ngành dầu khí
hăng hái lao động, sáng tạo góp phần xây dựng đất nước để sau vài thập niên

tới sánh vai các nước tiên tiến trong khu vực và trên thế giới.
Ngoài các sản phẩm nhiên liệu và sản phẩm hoá học của dầu mỏ, các sản
phẩm phi nhiên liệu như dầu mỡ bôi trơn, nhựa đường, hắc ín cũng là một
phần quan trọng trong sự phát triển của công nghiệp. Nếu không có dầu mỡ
bôi trơn thì không thể có công nghiệp động cơ, máy móc, là nền tảng của kinh
tế xã hội.
Công nghiệp chế biến dầu phát triển mạnh là nhờ các đặc tính quý riêng
của nguyên liệu dầu mỏ và nguyên liệu từ than hoặc các khoáng chất khác
không thể có, đó là giá thành thấp, thuận tiện cho quá trình tự động hoá, dễ
khống chế các điều kiện công nghệ và có công suất chế biến lớn, sản phẩm
thu được có chất lượng cao, ít tạp chất và dễ tinh chế, dễ tạo ra nhiều chủng
loại sản phẩm đáp ứng mọi nhu cầu của các ngành kinh tế quốc dân.
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp dầu khí trên thế giới,
dầu khí Việt Nam cũng đã được phát hiện từ những năm 1970 và đang trên đà
phát triển. Chúng ta đã tìm ra nhiều mỏ chứa dầu trữ lượng tương đối lớn như
mỏ Bạch Hổ, Đại Hùng, mỏ Rồng vùng Nam Côn Sơn; các mỏ khí như Tiền
Hải (Thái Bình), Lan Tây, Lan Đỏ Đây là nguồn tài nguyên quí để giúp
nước ta có thể bước vào kỷ nguyên mới của công nghệ dầu khí. Nhà máy lọc
dầu số 1 Dung Quất với công suất 6 triệu tấn/năm sắp hoàn thành để hoạt
động và đang tiến hành phê chuẩn nhà máy lọc dầu số 2 Nghi Sơn – Thanh
Sinh viên: _ Hoá dầu
55
Đồ án môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần
nhẹ
Hoá với công suất 7 triệu tấn/năm. Như vậy ngành công nghiệp chế biến dầu
khí nước ta đang bước vào thời kỳ mới, thời kỳ mà cả nước ta đang thực hiện
mục tiêu công nghiệp hoá và hiện đại hoá. Chắc chắn sự đóng góp của ngành
dầu khí sẽ rất có ý nghĩa, không những chỉ bằng các chỉ tiêu kinh tế cụ thể mà
ngành công nghiệp mũi nhọn này còn là nguồn động viên tinh thần của toàn
Đảng, toàn dân ta và nhất là các thành viên đang hoạt động trong ngành dầu

khí hăng hái lao động sáng tạo, góp phần xây dựng đất nước.
Hiệu quả sử dụng dầu mỏ phụ thuộc vào chất lượng của các quá trình
chế biến. Theo các chuyên gia về hoá dầu ở châu Âu, việc đưa dầu mỏ qua
các quá trình chế biến sẽ nâng cao được hiệu quả sử dụng của dầu mỏ lên 5
lần, và như vậy tiết kiệm được nguồn tài nguyên quý hiếm này.
Dầu mỏ là hỗn hợp rất phức tạp gồm hydrocacbon, khí thiên nhiên, khí
dầu mỏ và các hợp chất khác như CO
2
, N
2
, H
2
S, N
2
, He, Ar Dầu mỏ muốn
sử dụng được thì phải tiến hành phân chia thành từng phân đoạn nhỏ. Sự phân
chia đó dựa vào phương pháp chưng cất ở các khoảng nhiệt độ sôi khác nhau.
Quá trình chưng cất dầu là một quá trình vật lý phân chia dầu thô thành các
thành phần gọi là các phân đoạn. Quá trình này được thực hiện bằng các biện
pháp khác nhau nhằm để tách các cấu tử có trong dầu thô theo từng khoảng
nhiệt độ sôi khác nhau mà không làm phân huỷ chúng. Tuỳ theo biện pháp
tiến hành chưng cất mà người ta phân chia quá trình chưng cất thành chưng
đơn giản, chưng phức tạp, chưng cất nhờ cấu tử bay hơi hay chưng cất trong
chân không. Trong các nhà máy lọc dầu, phân xưởng chưng cất dầu thô cho
phép ta thu được các phân đoạn dầu mỏ để chế biến tiếp theo.
Trong đồ án này sẽ tiến hành đề cập tới các vấn đề lý thuyết có liên
quan. Trên cơ sở đó thiết kế dây chuyền chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ.
Đồng thời xem xét thiết kế mặt bằng phân xưởng và vấn đề an toàn lao động.
Sinh viên: _ Hoá dầu
66

Đồ án môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần
nhẹ
A.Tổng quan
i- Chuẩn bị nguyên liệu trước khi chế biến:
- Dầu thô vừa khai thác ở mỏ lên ngoài phần chủ yếu là hydrôcacbon trong
dầu còn lẫn nhiều tạp chất như:
Tạp chất cơ học,đất đá,nước và cả muối khoáng. Chúng lẫn vào dầu khí và
phổ biến là nằm ở dạng nhũ tương nên khó tách ở điều kiện bình thường. Nếu
không tách các tạp chất này, khi vận chuyển hay tồn chứa và đặc biệt khi
chưng cất dầu chúng sé tạo cặn bùn và các hợp chất ăn mòn phá hỏng thiết bị
làm giảm công suất chế biến. Chính vì thế trước khi đưa vào chế biến dầu thô
cần phải được cho qua các bước xử lý.
a- ổn định dầu nguyên khai.
- dầu nguyên khai còn chứa các khí hoà tan như: khí đồng hành và các khí
phi hydrocacbon. Đại bộ phận chúng dễ tách ra khi giảm áp suất trong lúc
phun ra khỏi giếng khoan. Nhưng dù sao vẫn còn một lượng nhất định lẫn vào
trong dầu và phải tách tiếp trước khi chế biến nhằm mục đích hạ tấp áp suất
hơi khi chưng cất dầu thô và nhận thêm nguồn nguyên liệu cho chế biến hoá
dầu vì rằng khí hydrocacbon nhẹ (C
1
-C
4
) là nguồn nguyên liệu quí cho quá
trình sản xuất olêfin nhẹ. ổn định dầu là thực chất là chưng tách bớt phần nhẹ.
Nhưng để tránh bay hơi xăngtốt nhất là tiến hành chưng cất ở áp suất cao khi
đó chỉ có cấu tử nhẹ hơn C
4
bay hơi.
b- Tách các tạp chất cơ học, nước, muối khoáng.
b1-Tách bằng phương pháp cơ học.

b.1.1 lắng.
Bản chất của phương pháp lắng là dựa vào sự khác nhau về tỷ trọng của dầu
và các tạp chất như đất đá, nước, muối. Nếu dầu có tạp chất này khi để lắng
lâu ngày các tạp chất sẽ tách ra và lắng xuống dưới tạo thanhf hai lớp rõ rệtvà
có thể tách ra được.
Sinh viên: _ Hoá dầu
77
Đồ án môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần
nhẹ
Để tăng tốc độ lắng người ta thường dùng biện pháp gia nhiệtđể giảm độ
nhớt, nhiệt độ thường được duy trì trong khoảng 50-60
0
C để trách mất mát
dầu bay hơi. Nếu duy trì ở áp suất cao ta có thẻ nâng nhiệt độ cao để tăng tốc
độ lắngmà không sợ mất mát vì áp suất hơi lúc này thấp hơn so với trường
hợp dùng áp suất thấp.
b.1.2.Ly tâm
là phương pháp hay dùng để tách nướcvà các tạp chất đất đá.lực ly tâm càng
lớncàng có khả năng phân chia cao các hạt có tỷ trọng khác nhau khỏi dầu.
Lực ly tâm tỷ lệ với bình phương số vòng quay ly tâm của roto nên số vòng
quay càng lớnhiệu quả tách càng cao.
b1.3.Lọc
Để tách nước và các tạp chất đất đá khỏi dầu có thể dùng phương pháp lọc khi
chúng ta cho thêm vào dầu một chất dễ thấm nước, dễ dữ nướcvà tách chúng
ra. Các chất này thuộc loại “chất trợ lọc”. Trong thực tế người ta dùng bông
thuỷ tinh để lọc nước khỏi dầu phương pháp này đơn giản va có thể đạt được
hiệu quả cao nhưng gặp phải khó khăn là phải liên tục thay thế màng lọcdo
bẩn hay quá tải mà đôi khi việc thay thế cũng rất tốn kém và phức tạp.
Ngoài ra cònn các phương pháp khác như: Tách nhũ tươngnước trong dầu
bằng phương pháp hoá học,phương pháp điện trường.

II- Sản phẩm của quá trình chưng cất.
- Khi tiến hành chưng cất sơ khởi dầu mỏ, chúng ta nhận được nhiều phân
đoạn và sản phẩmdầu. Chúng được phân biệt với nhaubởi giớ hạn nhiệt độ
sôi(hay khoảng nhiệt độ chưng) bởi thành phần hydrocacbon, độ nhớt,nhiệt
độ chớp cháy, nhiệt độ đông đặc à bởi nhiều tính chất khác có liên quan dến
việc sử dụng chúng.Sản phẩm của quá trình chưng cát gồm:
1- Khí hydrocacbon.
- Khí hydrocacbon thu được chủ yếu là C
3
– C
4
.Tuỳ thuộc công nghệ chưng
cấtphân đoạn C
3,
C
4
nhận đượcở thể khí hay đã nén hoá lỏng. Phân đoạn này
Sinh viên: _ Hoá dầu
88
Đồ án môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần
nhẹ
thường dùng làm nguyên liệu cho quá trình phân tách khí để nhận được các
khí riêng biệt cho các quá trình chế biến tiép thành những hoá chất cơ bản hay
được dùng làm nguyên liệu dân dụng.
2- Phân đoạn xăng.
- Phân đoạn xăng có nhiệt độ sôi từ 30-35
0
C đến 180
0
C đựoc tinh cất tiếp để

nhận được các phân đoạn hẹp như: 30-62
0
C, 62-85
0
C, 85-105
0
C, 105-140
0
C,
hay phân đoạn rộng 85-140
0
C dùng làm nguyên liệu cho quá trình izome hoá,
Reforming xúc tác với mục đích nhận xăng hay BTX hoặc làm nguyên liệu
cho Cracking nhằm sản xuất các olêfin thấp như: êtylen,P
=
,B
=
,B
= =
. Ngoài ra
phân đoạn xăng còn được dùng làm dung môi như dung môi parafinic cho
công nghiệp trícg ly, pha chế mỹ phẩm.
3- Phân đoạn Kerosen.
- Phân đoạn Kerosen có nhiệt độ sôi trong khoảng 120-240
0
C được dùng làm
nhiên liệu cho động cơ phản lực. Nếu hàm lượng S hoạt động cao, người ta
phải tiến hành làm sạch nhờ xử lý bằng hydro. Phân đoạn150-280
0
C hay 150-

315
0
C từ các loại dầu ít S được dùng làm dầu hoả dân dụng còn phân
đoạn140-200
0
C thường được dùng làm dung môi cho công nghiệp sơn.
4- Phân đoạn Diezen.
- Phân đoạn Diezen là phân đoạn có nhiệt độ sôi 140-360
0
C (380
0
C) được
dùng làm nhiên liệu Diezen. Khi nhận nhiên liệu này từ dầu mỏ có nhiều S
người ta cũng phải các hợp chấtS bằng hydro hoá làm sạch. Phân đoạn 200-
320
0
C(340
0
C) từ dầu mỏ chứa nhiều hydrocacbon parafin còn phải tiến hành
tách n-parafin.
5- Phân đoạn Mazut.
- Phân đoạn Mazut là phân đoạn chưng cất khí quyển được dùng làm nhiên
liệu đốt cho các lò công nghiệp hay được sử dụng làm nguyên cho quá trình
chưng cất chân không để nhận được các cấu tử dầu nhờn hay nhận nguyên
liệu cho các quá trình Cracking nhiệt, Cracking xúc tác và hydrocacking.
Sinh viên: _ Hoá dầu
99
Phân đoạn 2
Phân đoạn 3
Phân đoạn 1

Xăng
Dầu thô
Mazut
Đồ án môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần
nhẹ
6- Phân đoạn dầu nhờn.
- Phân đoan j có nhiệt độ sôi 350-500
0
C,350-540
0
C(580
0
C) được gọi là gasoil
chân không, được sử dụng làm nguyên liệu cho quá trình Cracking xúc tác
hay hydrocracking . Còn phân đoạn dầu nhờn hẹp 320-400
0
C, 300- 420
0
C,
400- 450
0
C, 420-490
0
C, 450-500
0
C được dùng làm nguyên liệu cho sản xuất
các loại dầu nhờnbôi trơn khác nhau.
7- Phân đoạn Gudron.
- Phân đoạn Gudron là phần cặn của quá trình chưng cất chân không được
dùng làm nguyên lieuụ cốc hoá để sản xuất cốc hoặc để dùng sản xuất bitum

các loại khác nhau hay chế tạo thêm phần dầu nhờn nặng
III.công nghệ của quá trình
III.1. Phân loại sơ đồ công nghệ.
Các loại sơ đồ công nghệ chưng luyện dầu mỏ ở áp suất thường gồm:
− Sơ đồ bốc hơi một lần và tinh luyện một lần trong cùng một tháp
chưng luyện.
Hình 9.
Loại sơ đồ này có ưu điểm là sự bốc hơi đồng thời các phân đoạn sẽ
giảm được nhiệt độ bốc hơi và nhiệt lượng đun nóng dầu trong lò. Thiết bị
đơn giản gọn gàng, nhưng lại có nhược điểm: đối với dầu chứa nhiều khí hoà
Sinh viên: _ Hoá dầu
1010
Phân đoạn 2
Phân đoạn 1
Xăng
Dầu nóng
Mazut
Xăng nhẹ
Phân đoạn 2
Phân đoạn 1
Xăng
Dầu nóng
Mazut
Phân đoạn 3
Đồ án môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần
nhẹ
tan cũng như chứa nhiều phân đoạn nhẹ, nhiều tạp chất lưu huỳnh thì gặp
nhiều khó khăn trong quá trình chưng cất, do áp suất trong các thiết bị trong
sơ đồ đều lớn, nên thiết bị phải có độ bền lớn làm bằng vật liệu đắt tiền, đôi
khi còn có hiện tượng nổ, hỏng thiết bị do áp suất trong tháp tăng đột ngột

(không quá 8 ÷ 10%).
− Sơ đồ bốc hơi 2 lần và tinh luyện 2 lần trong 2 tháp nối tiếp nhau.
Loại này có 2 sơ đồ: sơ đồ 1 (hình 10), sơ đồ 2 (hình 11).
Hình 10.
Sinh viên: _ Hoá dầu
1111
Đồ án môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần
nhẹ
Hình 11.
Thiết bị chưng cất theo sơ đồ 1 gồm hai tháp nối tiếp nhau, quá trình bốc
hơi hai lần và tinh luyện hai lần trong hai tháp nối tiếp nhau. Loại này thường
áp dụng để chế biến những loại dầu có chứa nhiều phân đoạn nhẹ, những hợp
chất chứa lưu huỳnh và nước.
Ưu điểm nhờ các cấu tử nhẹ, nước được tách ra sơ bộ ở tháp thứ nhất,
nên trong các ống xoắn của lò và tháp thứ hai không có hiện tượng tăng áp
suất đột ngột như trong sơ đồ trên. Mặt khác các hợp chất chứa lưu huỳnh gây
ăn mòn thiết bị đã được thoát ra ở đỉnh tháp thứ nhất.
Do vậy trong tháp chưng thứ hai không cần dùng vật liệu đắt tiền, có thể
sử dụng thép thường.
Những hydrocacbon nhẹ được loại ra ở tháp thứ nhất cho phép đun dầu
làm việc với hệ số trao đổi nhiệt lớn, giảm đáng kể công suất cần thiết của lò
đun dầu chính. Nhờ loại này loại bỏ được nước ngay ở tháp thứ nhất nên tháp
chính thứ hai làm việc hoàn toàn an toàn.
Nhược điểm của sơ đồ này là phải đun nóng dầu trong lò với nhiệt độ
cao hơn 5 ÷ 10
0
C so với sơ đồ trên. Có thể hạn chế hay khắc phục hiện tượng
này bằng cách cho hơi nước vào những ống cuối cùng của lò để giảm áp suất
riêng phần của các hydrocacbon.
Sơ đồ 2 (hình 6) là hệ thống bốc hơi hai lần và tinh luyện một lần trong

tháp chưng luyện. Sơ đồ loại này dùng phổ biến, ở sơ đồ này có sự tinh luyện
phần nhẹ và phần nặng xảy ra đồng thời trong cùng mọt tháp chính thứ hai.
Như vậy có phần nào giảm bớt nhiệt độ đun nóng dầu trong lò.
*Chưng cất phức tạp:
Để nâng cao khả năng phân chia một hỗn hợp chất lỏng phải tiến hành
chưng cất có hồi lưu hay chưng cất có tinh luyện - đó là chưng cất phức tạp.
- Chưng cất có hồi lưu
Sinh viên: _ Hoá dầu
1212
Đồ án môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần
nhẹ
Chưng cất có hồi lưu là quá trình chưng khi lấy một phần chất lỏng
ngưng tụ từ hơi tách ra cho quay laị tưới vào dòng hơi bay lên. Nhờ có sự tiếp
xúc đồng đều và thêm một lần nữa giữa pha lỏng và pha hơi mà pha hơi khi
tách ra khỏi hệ thống lại được làm giàu thêm cấu tử nhẹ (có nhiệt độ sôi thấp
hơn) so với khi không có hồi lưu. Nhờ vậy mà có độ phân chia cao hơn. Việc
hồi lưu lại chất lỏng được khống chế bằng bộ phận đặc biệt và bố trí phía trên
thiết bị chưng cất.
Nguyên liệu (I) qua thiết bị đun nóng (2) rồi đưa vào tháp chưng (1)
phần hơi để lên đỉnh tháp sau đó qua thiết bị làm lạnh và thu được sản phẩm
(II). Phần đáy được tháo ra là cặn (III) một phần được gia nhiệt hồi lưu trở lại
tháp đáy thực hiện tiếp qúa trình chưng cất thu được sản phẩm.
III.2. Dây chuyền công nghệ
1. Chọn chế độ công nghệ và sơ đồ công nghệ
Chưng cất hoàn toàn phụ thuộc các đặc tính của nguyên liệu và mục đích
của quá trình chế biến.
Với dầu mỏ chứa lượng khí hoà tan bé từ 0,5 ÷ 1,2%, trữ lượng xăng
thấp từ (12 ÷ 15% phân đoạn có nhiệt độ sôi đến 180
0
C) và hiệu suất các phân

đoạn cho tới 350
0
C không lớn hơn 45% thì thuận tiện nhất và cũng phù hợp
Sinh viên: _ Hoá dầu
Hình 12: Sơ đồ chưng cất có hồi
lưu
1313
Đồ án môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần
nhẹ
hơn cả là nên chọn sơ đồ chưng cất AD với bay hơi một lần và một tháp
chưng cất.
Với dầu mỏ chứa nhiều phần nhẹ, tiềm lượng sản phẩm trắng cao (50 ÷
65%), chứa nhiều khí hoà tan > 12%, chứa nhiều phân đoạn nặng (20 ÷ 65%)
thì nên chọn sơ đồ chưng cất AD với bay hơi hai lần. Lần 1 bay hơi sơ bộ nhẹ
và tinh cất chúng ở tháp sơ bộ. Lần 2 là tinh cất phần dầu còn lại. Như vậy ở
tháp chưng sơ bộ ta tách được phần khí hoà tan và phân xăng có nhiệt độ sôi
thấp ra khỏi dầu. Để ngưng tụ hoàn toàn bay hơi lên người ta tiến hành chưng
cất ở áp suất cao hơn khoảng P = 0,35 ÷ 1 MPa. Nhờ áp dụng chưng hai lần
mà ta có thể giảm được áp suất trong tháp thứ hai đến áp suất P = 0,14 ÷ 0,16
MPa và nhận được từ dầu thô lượng sản phẩm trắng nhiều hơn.
2. Chọn sơ đồ công nghệ
Ta chọn sơ đồ công nghệ chưng cất AD với bay hơi hai lần.
Ưu điểm của loại sơ đồ này có hai cột chính là cột cất sơ bộ và cột cất
phân đoạn. Các hydrocacbon nhẹ được tách ra ở cột cất sơ bộ nên cho phép
đun dầu với hệ số trao đổi nhiệt lớn, giảm đáng kể công suất cần thiết của lò
đun dầu chính. Nước được loại bỏ trước khi đi vào cột cất phân đoạn nên tháp
chính thứ hai làm việc hoàn toàn an toàn. Mặt khác những hợp chất lưu huỳnh
gây ăn mòn thiết bị đã được tách ra ở đỉnh tháp sơ bộ nên trong tháp chưng
thứ hai không dùng vật liệu đắt tiền, có thể dùng bằng thép thường. Ngoài ra
nó còn có ưu điểm riêng biệt có thể dùng cho một số mục đích đặc biệt. Bên

cạnh đó nó cũng có nhược điểm là phân đoạn nặng, phân đoạn nhẹ bốc hơi
riêng rẽ nên phải đun nóng dầu trong lò với nhiệt độ cao hơn khi dùng loại sơ
đồ mà các phân đoạn cùng bốc hơi đồng thời. Có thể khắc phục bằng cách
dùng hơi nước cho vào các ống cuối cùng của lò đốt.
Việc chưng cất dầu bằng áp suất thường ta có hai loại hình chưng cất.
Mà chưng cất dầu muốn nhận được nhiều phần nhẹ ta chọn sơ đồ chưng cất
loại hai tháp.
Sinh viên: _ Hoá dầu
1414
Đồ án môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần
nhẹ
Sơ đồ chưng cất ở áp suất thường loại hai tháp dây chuyền công nghệ
bao gồm:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
Bơm
Tháp lắng làm sạch sơ bộ
Thiết bị khử muối và nước
Thiết bị trao đổi nhiệt
Thiết bị làm mát
Thiết bị làm lạnh

Tháp chưng sơ bộ
Lò ống
Tháp chưng cất chính
Thiết bị tái sinh bay hơi
Tháp khử butan (tháp ổn định)
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
Hơi nước vào tháp
Thiết bị làm lạnh ngưng tụ
Bể chứa sản phẩm khí C
1
, C
2
Bể chứa sản phẩm khí C
3
, C
4
Bể chứa xăng nhẹ
Bể chứa xăng nặng
Bể chứa kerosen
Bể chứa gazoil nhẹ

Bể chứa gazoil nặng
Bể chứa dầu cặn
Van.
Sinh viên: _ Hoá dầu
1515
Đồ án môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần
nhẹ
Hình 13. Dây chuyền công nghệ chưng cất dầu thô nhiều cấu tử nhẹ
Sinh viên: _ Hoá dầu
1616
Đồ án môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần
nhẹ
3. Thuyết minh sơ đồ chưng cất dầu bằng phương pháp loại hai tháp
Dầu thô được bơm (1) qua thiết bị tách sơ bộ (2) để tách tạp chất, sau đó
được bơm chuyển qua các thiết bị trao đổi nhiệt (4) rồi vào thiết bị khử nước
và muối (3).
Sau khi tách nước và muối, dầu thô lại chuyển qua các thiết bị trao đổi
nhiệt (4) để nâng nhiệt độ đến 200 ÷ 220
0
C rồi được nạp vào tháp chưng
luyện (7), nhiệt độ đỉnh tháp là 80
0
C và nhiệt độ đáy tháp là từ 200 ÷ 220
0
C,
áp suất từ 3 ÷ 5 at.
Sinh viên: _ Hoá dầu
1717
Đồ án môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần
nhẹ

Với chế độ công nghệ như vậy ở tháp chưng này chỉ nhằm tách phần khí
hoà tan và một phần xăng nhẹ khỏi dầu thô, phần còn lại gọi là (sản phẩm
đáy) được đưa qua lò đốt (8) nâng nhiệt độ lên 320 ÷ 360
0
C rồi được nạp vào
tháp chưng cất chính (9).
ở tháp chưng cất chính này, trên đỉnh tháp chưng một phần cấu tử nhẹ
bay lên qua thiết bị làm lạnh ngưng tụ (13) rồi vào bể chứa (14). ở đây một
phần khí bay lên là khí C
1
, C
2
, một phần quay lại hồi lưu đỉnh tháp, phần còn
lại được trộn với khí và xăng tách ra ở tháp chưng (7) rồi đi vào tháp khử
butan (11), nhờ tháp khử butan (11) chúng ta phân chia được sản phẩm lỏng
LPG và xăng nhẹ.
Bên cạnh tháp chưng cất chính nhờ thiết bị tái bay hơi (10). Dưới tháp bay
hơi người ta cho hơi nước đi vào để trộn lẫn với cấu tử nhẹ trong tháp rồi lưu lại
tháp (9), phần đáy tháp (10) tháo ra gọi là các phân đoạn như xăng nặng ,
kerosen, gazoil nhẹ, gazoil nặng. Sản phẩm đáy của tháp chưng cất chính được
tháo ra, vì sản phẩm đáy của tháp nhiệt độ còn cao cho nên phải qua các thiết bị
làm lạnh để giảm nhiệt độ xuống trước khi cho cặn vào bể chứa.
4. Ưu điểm của sơ đồ chưng cất 2 tháp
Ưu điểm: Khí được tách riêng ở phần tháp sơ bộ, không sợ ăn mòn ở
tháp chưng thứ hai và kinh tế hơn.
Dùng ít thép để tháp chưng cất chính đạt hiệu quả cao.
Nhược điểm: Nhiệt độ nóng hơn so với một tháp từ 10 ÷ 15
0
C.
Để khắc phục nhược điểm trên, các nhà công nghệ khắc phục bằng cách

phun hơi nước vào ống xoắn ở cuối lò tránh hiện tượng phân huỷ.
III.3. thiết bị chính trong dây chuyền.
Thiết bị góp phần quan trọng nhất trong dây chuyền công nghệ chưng cất
dầu mỏ thô bằng áp suất thường là:
1. Tháp chưng cất.
1. Nguyên liệu vào tháp
Sinh viên: _ Hoá dầu
1818
Đồ án môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần
nhẹ
2. Bể chứa
3. Hồi lưu vào tháp
4. Thiết bị ngưng tụ và làm lạnh
5. Thân tháp chưng cất
6. Các đĩa
7. Thiết bị đun sôi
8. Bể chứa cặn
9. Bể chứa sản phẩm đỉnh.
Nguyên lý làm việc: Cơ sở của quá trình tinh luyện là sự trao đổi chất
nhiều lần về cả hai phía giữa pha lỏng và pha hơi chuyển động ngược chiều
nhau. Quá trình này được thực hiện trong tháp(cột ) tinh luyện. Để đảm bạ
tiếp xúc hoàn thiện hơn giữa pha hơi và pha lỏng trong tháp được trang bị
các”Đĩa hay Đệm” . Độ phân chia một hỗn hợp các cấu tử trong tháp phụ
thuộc vào số lần tiếp xúc giữa các pha( số đĩa lý thuyết) vào lượng hồi lưu ở
mỗi đĩa và hồi lưu ở đỉnh tháp.
Sinh viên: _ Hoá dầu
1919
Đồ án môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần
nhẹ
Sinh viên: _ Hoá dầu

2020
II
III
4
5
Đồ án môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần
nhẹ
Hình 14. Sơ đồ nguyên lý làm việc của tháp chưng cất.

2. Các loại tháp chưng luyện
a) Tháp đệm
Hình 15.
1- Thành tháp
Sinh viên: _ Hoá dầu
2121
Đồ án môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần
nhẹ
2- Bộ phận phân phối
chất lỏng hồi lưu
3- Lớp đệm
4- Bộ phận phân phối hơi
5- Vùng đệm có tấm chắn.
I. Nguyên liệu
II. Sản phẩm đỉnh
III. Hồi lưu đỉnh
IV. Hồi lưu đáy
V. Sản phẩm đáy
Các đệm trong tháp là các vòng bằng gốm: Để bề mặt tiếp xúc phía trong
vòng gốm người ta làm các tấm chắn, người ta xếp đệm trên các đĩa có hai
loại lỗ khác nhau. Các lỗ nhỏ (phía dưới) để chất lỏng đi qua và lỗ lớn (phía

trên) để cho hơi đi qua. Nhược điểm của loại đĩa này là: tiếp xúc giữa pha hơi
và pha lỏng không tốt. Nhưng khi dùng tháp có đường kính nhỏ hơn 1 m, thì
hiệu quả của tháp này không kém tháp đĩa chóp, vì vậy chúng thường dùng để
chưng luyện gián đoạn với công suất thiết bị không lớn.
b) Tháp đĩa chụp(đĩa chóp).
Loại đĩa này được sử dụng rộng rãi trong chưng cất dầu mỏ và sản phẩm
dầu mỏ. Các đĩa chụp có nhiều dạng khác nhau bởi cấu tạo của chụp và cấu
tạo của bộ phận chảy chất lỏng.
Sinh viên: _ Hoá dầu
2222
2
3
1
6
5
4
7
8
Đồ án môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần
nhẹ
Đĩa hình chóp là các đĩa kim loại mà trong đó có cấu tạo nhiều lỗ để cho
hồi đi qua. Theo chu vi các lỗ người ta bố trí trong nhánh có độ cao xác định
gọi là cốc, nhờ có ống nhánh này giữ mức chất lỏng xác định. Phía trên các
ống nhánh là các chụp. Khoảng giữa ống nối và chụp có vùng không gian cho
hơi đi qua, đi từ đĩa dưới lên đĩa trên.
Hình 16.
1- Tấm
2- ống chảy truyền
3- Chụp
4- ống nhánh

5- Lỗ chụp cho hơi qua
6- Không gian biên
7- Tấm chắn để giữ nước
chất lỏng trên đĩa
8- Thành thép.
Nguyên lý cấu tạo đĩa chụp:
2
6
3
5
4
2
1
Sinh viên: _ Hoá dầu
2323
1
2
Đồ án môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần
nhẹ
Hình 17. Tháp đĩa chụp hình máng
1. Chụp; 2. Máng; 3. Tấm điều chỉnh chảy;
4. Tấm chảy; 5. Tíu chảy; 6. Vùng được
Mức chất lỏng ở các đĩa được giữ nhờ tấm chắn, phần chất lỏng thừa qua
tấm chắn sẽ theo ống chảy chuyền cho xuống đĩa dưới.
Đĩa chụp hình máng có cấu tạo đơn giản và rất vệ sinh. Loại này có
nhược điểm cơ bản là diện tích sủi bọt bé (chỉ khoảng 30% diện tích của đĩa),
điều đó làm tăng tốc độ hơi và tăg sự cuốn chất lỏng đi.
Đĩa chụp hình chữ S:
Hình 18.
1. Chụp hình chữ S

2. ống chảy chuyền
Mức chất lỏng ở các đĩa được giữ nhờ tấm chắn, phần chất lỏng thừa qua
tấm chắn sẽ theo ống chảy chuyền cho xuống dưới.
Loại đĩa hình chữ S dùng cho các tháp làm việc ở áp suất không lớn (như
áp suất khí quyển). Công suất của các đĩa cao, cao hơn loại đĩa lòng máng là
20%.
Sinh viên: _ Hoá dầu
2424
2
1
Đồ án môn học Chưng cất dầu thô nhiều phần
nhẹ
Đĩa chụp supap:
Van đóng Van mở một nửa Van mở hết
Hình 19.
1. Van; 2. Quai kẹp
Loại này có hiệu quả làm việc tốt, khi mà tải trọng thay đổi theo hơi và
chất lỏng và phân loại này phân chia rất triệt để.
Đĩa supap khác với các đĩa khác là làm việc trong chế độ thay đổi và có
đặc tính động học.
Sự hoạt động của van phụ thuộc vào trọng tải của hơi từ dưới lên trên,
hay chất lỏng từ trên xuống.
Sinh viên: _ Hoá dầu
2525