đồ án môn học thiết kế phân xưởng allkyl hóa xúc tác

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng alkyl hoá xúc tác
H
2
SO
4

SV Lê Hữu Cảnh - Hoá dầu - K44 QN
-0
-






Đồ án môn học
Thiết kế phân xưởng allkyl hóa
xúc tác










Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng alkyl hoá xúc tác
H
2

SO
4

SV Lê Hữu Cảnh - Hoá dầu - K44 QN
-1
-
LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian học tập tại Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, em đã
được sự dạy bảo, giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo. Đặc biệt trong thời
gian thiết kế đồ án tốt nghiệp, em nhận được sự hướng dẫn tận tình của thầy
giáo PGS.TS Trần Công Khanh, giúp em hoàn thành bản đồ án đúng thời gian
quy định.
Qua việc hoàn thành bản đồ án giúp em hiểu sâu thêm các kiến thức cơ
bản trong chuyên ngành Hữu Cơ - Hoá Dầu cũng như các vấn đề cần thiết khi
thiết kế một phân xưởng sản xuất trong công nghệ hoá dầu. Tuy nhiên với
khối lượng công việc hoàn thành trong thời gian có hạn nên em không thể
tránh khỏi những sai sót và vướng mắt nhất định. Vậy kính mong các thầy cô
giáo dạy bảo và bỏ qua cho em.
Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Trần Công Khanh đã tận tình giúp đỡ
và hướng dẫn trong suốt thời gian em hoàn thành bản đồ án.
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô giáo Trường Đại Học Bách Khoa
Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ trong suốt thời gian em học tập
tại trường.
Bằng tấm lòng chân thành em xin kính chúc quý thầy cô và gia đình
mạnh khoẻ và hạnh phúc.

Hà Nội, tháng 6 năm 2004
Sinh viên

Lê Hữu Cảnh

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng alkyl hoá xúc tác
H
2
SO
4

SV Lê Hữu Cảnh - Hoá dầu - K44 QN
-2
-
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay dầu mỏ trở thành nguồn năng lượng quan trọng nhất của mọi
quốc gia trên thế giới. Hiệu quả sử dụng của dầu mỏ phụ thuộc vào chất lượng
của các quá trình chế biến, trong đó các quá trình xúc tác giữ vai trò quan
trọng. Việc đưa dầu mỏ qua các quá trình chế biến sẽ nâng cao được hiệu quả
sử dụng và tiết kiệm được nguồn tài nguyên quý hiếm này.
Xăng là hỗn hợp các hydrocacbon từ C
5
đến C
10
có nhiệt độ sôi từ 35
o
C
đến 200
o
C, dễ bay hơi và có tính tự cháy kém. Được dùng làm nhiên liệu cho

động cơ đốt trong là chủ yếu, ngoài ra còn dùng làm dung môi cho công
nghiệp trích ly dầu và pha chế mỹ phẩm.
Trong công nghiệp sản xuất xăng, nhìn chung các quốc gia đều có xu
hướng cải thiện và nâng cao chất lượng xăng nhằm đáp ứng yêu cầu kỹ thuật
của động cơ và bảo vệ môi tường trong sạch. Vì vậy việc nâng cao chất lượng
xăng trong đó quan trọng nhất là nâng cao trị số octan, giảm hàm lượng
benzen, hàm lượng các hợp chất chứa oxy, hàm lượng olefin đang là vấn đề
đặt lên hàng đầu.
Trong các loại xăng công nghệ thì xăng alkyl hoá, đặc biệt là xăng alkyl
hoá xúc tác H
2
SO
4
đáp ứng được các yêu cầu trên: có trị số octan cao (trên
95), độ nhậy thấp, không chứa bezen, có độ ổn định hoá học cao, áp suất hơi
bão hoà thấp, hàm lượng độc trong khí thải thấp nên đáp ứng được yêu cầu về
kỹ thuật của động cơ và gớp phần bảo vệ môi trường trong sạch.
Nguyên liệu của quá trình là các hydrocacbon ở dạng khí lấy từ phân
xưởng cracking. Như vậy quá trình alkyl hoá là một công nghệ rất quan trọng
trong nhà máy chế biến dầu mỏ, vì ngoài những ưu điểm của sản phẩm, đây
còn là hướng sử dụng hợp lý nguyên liệu, tiết kiệm được nguồn năng lượng
dầu mỏ ngày càng cạn kiệt. Do vậy việc phát triển và nâng cao công nghệ
alkyl hoá trong các nhà máy chế biến dầu sẽ nâng cao tính kinh tế kỹ thuật và
bảo vệ môi trường trong sạch.

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng alkyl hoá xúc tác
H
2
SO
4

SV Lê Hữu Cảnh - Hoá dầu - K44 QN
-3
-
PHẦN I
TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU XĂNG
I.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHIÊN LIỆU XĂNG:
Để mua bán trao đổi trên thị trường, cũng như vận chuyển, tồn trữ và sử
dụng nhiên liệu xăng một cách hợp lí và có hiệu quả cao, ta phải nắm được
thành phần, tính chất và những yêu cầu về chất lượng của xăng.
I.1. Thành phần hóa học của xăng:
Xăng là loại nhiên liệu nhẹ , có  = 0,65  0,8 g/cm
3
, dễ bay hơi và có
tính tự cháy kém [ 9- 10] .
Với khoảng nhiệt độ sôi dưới 180
0
C, phân đoạn xăng bao gồm các
hydrocabon từ C
5
 C
10
,C
11
. Cả ba loại hydrocacbon prafinic, naphtenic,
arômatic, đều có mặt trong phân đoạn. Tuy nhiên thành phần số lượng các
hydrocacbon rất khác nhau, phụ thuộc vào điều kiện ban đầu và công nghệ
chế biến. Trong đó xăng alkyl hóa có thành thành phần chủ yếu là izo-parafin,
có trị số octan cao ( trên 95). Thường sử dụng alkylat để pha vào các loại xăng
khác nhằm nâng cao chất lượng.

Ngoài hydrocacbon là thành phần chủ yếu, trong phân đọan xăng còn có
các hợp chất chứa lưu huỳnh ôxi và nitơ.
Sở dĩ xăng có tính tự cháy kém vì thành phần của xăng gồm nhiều
hydrocacbon no nhưng có dạng mạch nhánh và hydrocacbon thơm nhân
benzen là các kết cấu bền vững, ví dụ như izo-octan và metyl-benzen ( hình I.1).




(a) (b)
Hình I.1. Sơ đồ cấu tạo phân tử
a) izo- octan C
8
H
18
; b) Metyl benzen C
6
H
5
CH
3

C
H
C
C
C

C
C

C
H
H
H
H
H
H
H
H
H
C C
C C
C
H CH
3

CH
3
H
H
CH
3
H

H
H
H
ỏn tt nghip Thit k phõn xng alkyl hoỏ xỳc tỏc
H
2

SO
4

SV Lờ Hu Cnh - Hoỏ du - K44 QN
-4
-
I.2. Xng lm nhiờn liu:
s dng xng lm nhiờn liu mt cỏch cú hiu qu nht, ta phi nm
vng nguyờn lý lm vic ca ng c xng.
I.2.1. ng c xng: [33-2].
ng c xng l mt kiu ng c t trong, nhm thc hin s chuyn
húa nng lng húa hc ca nhiờn liu khi chỏy thnh nng lng c hc di
dng chuyn ng quay. ng c xng gm ng c 2 k v ng c 4 k,
trong ú ng c 4 k ph bin hn c. Chu trỡnh lm vic ca ng c 4 k
c th hin trờn hỡnh I.2.
Chu k 1: Chu k hỳt.
Piston i t im cht trờn xung im cht di, van hỳt m ra hỳt
hn hp cụng tỏc vo xylanh (hn hp cụng tỏc l hn hp xng v khụng khớ
ó c iu ch trc b phn ch hũa khớ). Lỳc ny van thi úng.
Chu k 2: Chu k nộn.
Piston i t im cht di n im cht trờn, nộn hn hp cụng tỏc.
Khi b nộn ỏp sut tng, dn n nhit tng chun b cho quỏ trỡnh chỏy tip
theo.
4
5
6
8
9
1
2

3
Sản phẩm cháy
Hỗn hợp
nhiên liệu và
không khí
7

1.

Van np
2. Nn in
3. Van thi
4. Xy lanh
5. Piston
6. Thanh truyn
7. Du nhn
8. im cht di
9. im cht trờn