tính toán thiết kế nhà máy lọc dầu có năng suất 8.5 triệu tấn/năm

Đồ án công nghệ I GVHD: TS. Nguyễn Thị Diệu Hằng
MỤC LỤC
SVTH: Nông Thanh Tiệp – Trần Quốc TiệpTrang 1
Đồ án công nghệ I GVHD: TS. Nguyễn Thị Diệu Hằng
DANH MỤC CÁC BẢNG
SVTH: Nông Thanh Tiệp – Trần Quốc TiệpTrang 2
Đồ án công nghệ I GVHD: TS. Nguyễn Thị Diệu Hằng
CHƯƠNG 1 : MỞ ĐẦU
GIỚI THIỆU VỀ DẦU THÔ VÀ CÁC SẢN PHẨM.
CHỨC NĂNG VÀ NHIỆM VỤ CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU.
NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN VÀ HƯỚNG GIẢI QUYẾT
1.1 Giới thiệu về dầu thô.
1.1.1 Tính chất vật lý của dầu thô.
Dầu thô là một chất lỏng nhớt có màu thay đổi từ xanh (dầu Monie: Australia)
đến nâu đen (dầu Ghawar: Saudi Arabia), có mùi của H
2
S, nhựa thông hay đơn giản
của hydrocacbon. Các đặc trưng của dầu thô thường thay đổi trong giới hạn rất rộng:
chúng thay đổi theo từng mỏ và trong cả từng mỏ. Trong các vỉa dầu thì chúng lại
thay đổi theo từng giếng và trong từng giếng thì các đặc trưng vật lý thay đổi theo
từng lớp khoan. Một số đặc trưng vật lý quan trọng của dầu thô.
1.1.1.1 Tỷ trọng.
Tỷ trọng của dầu thô thường từ 0.8 ÷ 1.0. Tỷ trọng dầu thô có quan hệ mật thiết
đến thành phần hóa học của dầu thô. Do đó, thông qua tỷ trọng của dầu thô có thể
nhận định sơ bộ thành phần hoá học của dầu, và nó còn có ý nghĩa thương mại vì đại
lượng này quyết định đến hiệu suất thu các sản phẩm thương mại và sơ đồ công nghệ
chế biến, thể tích trong mua bán dầu thô.
1.1.1.2 Độ nhớt.
Việc xác định chính xác độ nhớt của dầu thô có ý nghĩa đối với vận chuyển dầu
bằng đường ống, việc tính toán tổn thất áp suất trong các đường ống dẫn dầu cũng như
việc chọn các thiết bị bơm chuyển và thiết bị trao đổi nhiệt thích hợp.

1.1.1.3 Áp suất hơi và điểm chớp cháy của dầu thô.
Việc xác định áp suất hơi và điểm chớp cháy của dầu thô cho phép dự đoán
hàm lượng các Hydrocacbon nhẹ, mức độ hoả hoạn trong quá trình vận chuyển và tồn
trữ dầu. Nói chung, người ta chấp nhận dầu thô có áp suất hơi lớn hơn 0.2 bar ở 37.8
0
C và điểm chớp nháy nhỏ hơn 20
0
C.
SVTH: Nông Thanh Tiệp – Trần Quốc TiệpTrang 3
Đồ án công nghệ I GVHD: TS. Nguyễn Thị Diệu Hằng
1.1.1.4 Điểm chảy, điểm vẩn đục của dầu thô.
Điểm chảy của dầu thô thường nằm trong khoảng: - 60 ÷ + 30
0
C. Điểm chảy
là một tính chất nó quyết định khả năng vận chuyển bằng bơm của dầu thô. Với dầu
có điểm chảy quá cao thì trong quá trình vận chuyển bằng đường ống đòi hỏi phải
được gia nhiệt để đảm bảo tính linh động cho dầu. Tuy nhiên, điểm này có một số bất
lợi về mặt kinh tế do phải tiêu tốn năng lượng.
1.1.1.5 Thành phần phân đoạn.
Đối với dầu thô, người ta dùng phương pháp chưng cất điểm sôi thực TBP
(True Boiling Point) để thu được đường cong biểu diễn mối quan hệ giữa phần trăm
chưng cất được và nhiệt độ hoặc nhiệt độ tại đó thu được phần trăm xác định. Từ đó
có thể đánh giá hiệu suất của từng phân đoạn và khả năng bay hơi của dầu thô.
1.1.2 Bản chất hóa học của dầu thô.
Dầu thô là hợp chất chủ yếu của C, H nhưng được kết hợp với nhiều tỷ lệ và cấu
tạo những vòng khác nhau tạo nên sự đa dạng các họ Hydrocacbon. Trong thành phần
của dầu thô còn có mặt các nguyên tố phi kim như S, N, O và một số kim loại như
Vanadi, Niken. . . .
1.1.2.1 Hợp chất Hydrocacbon.
Những hợp chất hydrocacbon là thành phần chủ yếu nhất, có thể chiếm tới 90%

trọng lượng của dầu. Chúng thường thuộc các họ Parafinic, Naphtenic và Aromatic
với với số lượng nguyên tử Cacbone khác nhau do đó tạo nên sự đa dạng về cấu trúc
trong chính mỗi họ. Đồng thời trong dầu thô còn có các Hydrocacbon lai hợp. Hàm
lượng các Hydrocacbon kể trên trong các dầu thô rất khác nhau. Đây là yếu tố quyết
định các quá trình chế biến dầu thô cũng như hiệu suất, chất lượng sản phẩm thu
được.
a. Họ Hydrocacbon Parafin (alkan).
Các Alkan trong dầu thô tồn tại ở trạng thái khí, lỏng, rắn. Hàm lượng chiếm
khoảng 25 ÷ 30% thể tích dầu thô (không kể khí hòa tan). Nếu tính cả lượng khí hòa
tan thì hàm lượng của chúng có thể lên đến 40 ÷ 50% thậm chí 50 ÷ 70% thể tích. Tuy
nhiên có loại dầu thô lượng Alkan chỉ chiếm 10 ÷ 15% thể tích.
SVTH: Nông Thanh Tiệp – Trần Quốc TiệpTrang 4
Đồ án công nghệ I GVHD: TS. Nguyễn Thị Diệu Hằng
b. Họ Hydrocacbon Olefin (Alken).
Các Alken hầu như không có trong dầu thô hoặc nếu có thì chỉ ở dạng vết.
c. Họ Hydrocacbon Cyclo Alkan (Naphten).
Naphten chiếm một lượng đáng kể trong dầu thô: 25 ÷ 75% khối lượng. Chúng
có mặt hầu như trong tất cả các phân đoạn dầu mỏ. Thường gặp nhất là loại đơn vòng,
chủ yếu là vòng 5 nguyên tử Cacbone và vòng 6 nguyên tử Cacbone. Ngoài ra, trong
các phân đoạn có nhiệt độ sôi cao thường gặp vòng Naphten dạng ngưng tụ, có thể là
với vòng Naphten hay với vòng thơm.
d. Họ Hydrocacbon thơm (Aromatic).
Họ hợp chất này chiếm khoảng 10 ÷ 20% khối lượng dầu thô. Các Aromatic
thường gặp trong phần nhẹ của dầu thô là Benzen và các dẫn xuất có nhánh alkyl. Các
hợp chất đa vòng ngưng tụ có hàm lượng thấp tìm thấy trong các phần nặng.
1.1.2.2 Các hợp chất phi hydrocacbon.
Các hợp chất phi Hydrocacbon thường gặp trong dầu thô là các hợp chất của
Hydrocacbone với sự có mặt nguyên tố lưu huỳnh, oxy, các kim loại, nước và muối
khoáng. Các chất này nói chung đều là chất có hại. Trong quá trình chế biến, chúng
thường tạo ra các hợp chất gây ăn mòn thiết bị, gây ngộ độc xúc tác, làm giảm chất

lượng của các sản phẩm chế biến. Một số chất khi cháy sinh ra các khí gây ô nhiễm
môi trường. Do đó khi chế biến dầu thô cần phải có các biện pháp tách loại chúng.
a. Các hợp chất của lưu huỳnh.
Đây là loại hợp chất có phổ biến nhất và cũng đáng chú ý nhất trong số các
hợp chất không thuộc loại hydrocacbon của dầu mỏ. Hiện nay, trong dầu mỏ đã xác
định được 250 loại hợp chất của lưu huỳnh. Những hợp chất này thuộc vào những họ
như: mercaptan (R-S-H), sunfua (R-S-R’), đisunfua (R-S-S-R’), Thiophen, lưu
huỳnh tự do (S, H
2
S).Những loại dầu ít lưu huỳnh thường có hàm lượng lưu huỳnh
không quá 0,3-0,5%. Những loại dầu nhiều lưu huỳnh thường có 1-2% trở lên. Lưu
huỳnh là hợp chất được nghiên cứu nhiều nhất trong số các phi hydrocacbon bởi
những tác hại của nó (gây ăn mòn, gây ô nhiễm môi trường, giảm nhiệt trị). Hàm
lượng của nó lớn hơn so với N
2
và O
2
.
SVTH: Nông Thanh Tiệp – Trần Quốc TiệpTrang 5
Đồ án công nghệ I GVHD: TS. Nguyễn Thị Diệu Hằng
b. Các hợp chất của nitơ.
Các hợp chất của nitơ đại bộ phận đều nằm trong phân đoạn có nhiệt độ sôi cao
của dầu mỏ. Ở các phân đoạn nhẹ, các hợp chất chứa N chỉ thấy dưới dạng vết. Hợp
chất chứa nitơ có trong dầu mỏ không nhiều lắm, hàm lượng nguyên tố nitơ chỉ từ
0,01 đến 1%. Những hợp chất chứa nitơ trong dầu, trong cấu trúc phân tử của nó có
thể có loại chứa một nguyên tử nitơ, hay loại chứa 2, 3 thậm chí 4 nguyên tử nitơ.
Sự có mặt của nitơ trong dầu thô cũng như trong các sản phẩm dầu mỏ sẽ làm
ngộ độc xúc tác trong các quá trình chế biến ở nhà máy lọc dầu và làm nhuốm màu
sản phẩm.
c. Các hợp chất của oxitrong dầu mỏ.

Trong dầu mỏ, các hợp chất chứa oxy thường có dưới dạng các axit (tức có
nhóm –COOH) các xêtôn (có nhóm –C=O) các phenol, và các loại ester và lacton
nữa. Tuy vậy trong số này các hợp chất chứa oxy dưới dạng các axit là quan trọng
hơn cả. Các axit trong dầu mỏ hầu hết là các axit một chức. Trong các phân đoạn có
nhiệt độ sôi thấp của dầu mỏ các axit hầu như không có. Axit chứa nhiều nhất ở phân
đoạn có nhiệt độ sôi trung bình của dầu mỏ (C
20
-C
23
) và ở phân đoạn có nhiệt độ sôi
cao hơn thì hàm lượng các axit lại giảm đi.
d. Nhựa và asphanten.
Các chất nhựa và asphalten của dầu mỏ là những chất mà trong cấu trúc phân
tử của nó ngoài C và H còn có đồng thời các nguyên tố khác như : S, O, N, chúng có
trọng lượng phân tử rất lớn, từ 500-600 trở lên. Bởi vậy các chất nhựa và asphalten chỉ
có mặt trong những phân đoạn có nhiệt độ sôi cao và cặn của dầu mỏ.
Asphalten của hầu hết các loại dầu mỏ đều có tính chất giống nhau. Asphalten có
màu nâu sẫm hoặc đen dưới dạng bột rắn thù hình, đun nóng cũng không chảy mềm,
chỉ có bị phân hủy nếu nhiệt độ đun cao hơn 300
o
C tạo thành khí và cốc. Asphalten
không hòa tan trong rượu, trong xăng nhẹ (eter dầu mỏ), nhưng có thể hòa tan trong
Benzen, clorofor và CS
2
.
Các chất nhựa, nếu tách ra khỏi dầu mỏ chúng sẽ là những chất lỏng đặc quánh,
đôi khi ở trạng thái rắn. Chúng có màu vàng sẫm hoặc nâu, tỷ trọng lớn hơn 1, trọng
SVTH: Nông Thanh Tiệp – Trần Quốc TiệpTrang 6
Đồ án công nghệ I GVHD: TS. Nguyễn Thị Diệu Hằng
lượng phân tử từ 500 đến 2000. Nhựa tan được hoàn toàn trong các loại dầu nhờn của

dầu mỏ, xăng nhẹ, cũng như trong Benzen, cloroform, ete.
Sự có mặt của các chất nhựa và asphalten trong nhiên liệu sẽ làm cho sản phẩm bị
xẩm màu, khi cháy sẽ tạo cặn, tro. Trong quá trình chế biến chúng dễ gây ngộ độc xúc
tác, tuy nhiên nó là nguồn nguyên liệu tốt để sản xuất nhựa đường.
e. Các hợp chất cơ kim.
Kim loại có trong dầu mỏ không nhiều, thường từ vài phần triệu đến vài phần vạn.
Chúng nằm trong dầu mỏ thường ở các phân đoạn có nhiệt độ sôi cao và dưới dạng
phức với các hợp chất hữu cơ (chủ yếu là phức của 2 nguyên tố V và Ni). Ngoài ra
còn một lượng rất nhỏ các nguyên tố khác như Fe, Cu, Zn, Ti, Ca, Mg…
Hàm lượng kim loại nặng nhiều sẽ gây trở ngại cho các quá trình chế biến do
chúng gây ngộ độc xúc tác, gây ăn mòn và mài mòn.
f. Nước lẩn theo dầu mỏ(Nước khoan).
Trong dầu mỏ bao giờ cũng có lẫn một lượng nước nhất định nhưng không được
xem là thành phần của dầu mỏ. Chúng tồn tại ở dạng nhũ tương, trong các nhũ tương
này thường có chứa một lượng khoáng chất nhất định, chính các khoáng chất này gây
ăn mòn trong quá trình chế biến dầu mỏ. Vì vậy, vấn đề làm sạch các nhủ tương
“nước trong dầu” là một vấn đề quan trọng trước khi đưa dầu mỏ vào các thiết bị công
nghệ để chế biến.
1.2 Các sản phẩm.
Các sản phẩm của quá trình lọc dầu nói chung được chia làm 2 loại: các sản phẩm
sử dụng cho mục đích năng lượng và những sản phẩm không năng lượng.
1.2.1 Sản phẩm năng lượng.
Các sản phẩm năng lượng gồm có nhiên liệu và chất đốt. Nhiên liệu là những cấu
tử hóa học, dạng lỏng hoặc khí, mà quá trình cháy với sự toả ra năng lượng và cho
phép chuyển thành động năng như ở động cơ xăng, động cơ Diezen, động cơ máy bay
phản lực. Với chất đốt thì đây là những sản phẩm được sử dụng để sinh ra năng lượng
nhiệt trong nồi hơi, lò đốt, nhà máy nhiệt điện
Cách phân loại này chỉ có tính tương đối. Theo đó, xăng, Gasoil không phải là
chất đốt mà là nhiên liệu. Tuy nhiên, dầu đốt nặng có thể được xem như vừa là chất
SVTH: Nông Thanh Tiệp – Trần Quốc TiệpTrang 7

Đồ án công nghệ I GVHD: TS. Nguyễn Thị Diệu Hằng
đốt vừa là nhiên liệu tùy theo mục đích sử dụng: trong đầu đốt hoặc trên động cơ
Diezen của tàu thủy
Các sản phẩm năng lượng bao gồm: khí dầu mỏ hóa lỏng, xăng động cơ, nhiên liệu
phản lực, Gasoil, xăng máy bay, dầu đốt dân dụng, dầu đốt nặng.
1.2.1.1 Khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG).
a. LPG sử dụng làm nhiên liệu.
Việc sử dụng LPG làm nhiên liệu chỉ chiếm một phần rất nhỏ. Trên thế giới,
phần LPG sử dụng trong các phương tiện vận tải khoảng 5%, các ứng dụng khác chủ
yếu liên quan đến hóa dầu (25%) và lĩnh vực chất đốt (70%).
Tiêu chuẩn Châu Âu năm 1992 quy định các đặc trưng của loại nhiên liệu này
như sau: chỉ số Octane động cơ MON > 89, hàm lượng Butadien tối đa là 0.5% khối
lượng, áp suất hơi. Mặt khác, để đảm bảo sự khởi động dễ dàng, người ta ấn định một
giá trị tối thiểu của áp suất hơi trong mùa đông, khác nhau tùy theo điều kiện khí hậu
của mỗi quốc gia. Ở Châu Âu xác định 4 loại sản phẩm a, b, c, d với áp suất hơi tối
thiểu 250 mbar tương ứng ở -10
0
C (a), -5
0
C (b), 0
0
C (c) và 10
0
C (d).
b. LPG sử dụng làm chất đốt.
LPG chia làm 2 loại sản phẩm: Propan thương mại và Butan thương mại, được
lưu trữ ở trạng thái lỏng dưới áp suất 13 bar, nhiệt độ môi trường.
Propan thương mại chứa khoảng 90% C
3
, d

15
≥ 0.502 kg/l, áp suất hơi Reid từ
8.3 ÷ 14.4 bar, hàm lượng lưu huỳnh ≤ 50 ppm , điểm sôi cuối ≤ -15
0
C.
Butan thương phẩm chứa chủ yếu là C4, Propan và Propen nhỏ hơn 19% thể
tích, d
15
4
≥ 0.559 kg/l, áp suất hơi Reid tối đa là 6.9 mbar ở 50
0
C và điểm sôi cuối ≤ 1
0
C.
1.2.1.2 Xăng động cơ.
Nhiên liệu dùng cho động cơ đánh lửa cưỡng bức được gọi là xăng, đây là một
hỗn hợp chứa nhiều các hợp chất khác nhau. Nhiên liệu cho động cơ xăng là một sản
phẩm quan trọng của nhà máy lọc dầu, nó đã trở thành một mặt hàng quen thuộc trong
đời sống sinh hoạt hàng ngày của con người cũng như hoạt động sản xuất trong công
nghiệp. Cùng với sự gia tăng về số lượng động cơ xăng, nhu cầu về xăng nhiên liệu
ngày càng tăng nhanh, điều này đã mang đến cho các nhà sản xuất nhiên liệu những
SVTH: Nông Thanh Tiệp – Trần Quốc TiệpTrang 8
Đồ án công nghệ I GVHD: TS. Nguyễn Thị Diệu Hằng
cơ hội và cả những thách thức mới, bởi trong thực tế, bên cạnh những lợi ích mà động
cơ này mang lại cho con người thì đồng thời nó cũng thải ra môi trường một lượng lớn
các chất độc hại làm ảnh hưởng đến sức khoẻ và cả môi trường sinh thái. Vì vậy
xăng thương phẩm bắt buộc phải bảo đảm được các yêu cầu không những liên quan
đến quá trình cháy trong động cơ, hiệu suất nhiệt mà còn phải bảo đảm các yêu cầu về
bảo vệ môi trường.
Thông thường xăng thương phẩm cần đạt được các yêu cầu cơ bản như sau:

• Khởi động tốt khi đang ở nhiệt độ thấp.
• Động cơ hoạt động không bị kích nổ.
• Không kết tủa, tạo băng trong bình chứa và cả trong bộ chế hoà khí.
• Không tạo nút hơi trong hệ thống cung cấp nhiên liệu.
• Dầu bôi trơn bị pha loãng bởi xăng là ít nhất.
• Trị số octan ít bị thay đổi khi thay đổi tốc độ động cơ.
• Các chất độc hại thải ra môi trường càng ít càng tốt.
 Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản.
• Khối lượng riêng.
Thường được đo bằng phù kế ở 15
0
C, được biểu diễn bằng kg/l. Khối lượng
riêng liên quan mật thiết đến các chỉ tiêu khác như thành phần cất, áp suất hơi bão
hòa Chỉ tiêu này thường nằm trong một giới hạn phổ biến, đối với xăng ô tô là 0.68 ÷
0.75 kg/l. Khối lượng riêng cho phép phân loại xăng hay các loại nhiên liệu khác và
đánh giá sơ bộ chất lượng tương đối của xăng là nhẹ hay nặng.
• Áp suất hơi của xăng.
Áp suất hơi bão hoà đặc trưng cho khả năng bay hơi của xăng. Áp suất hơi
càng cao thì độ bay hơi càng cao, dễ tạo nút hơi trong động cơ, gây ra hao hụt trong
tồn chứa và gây ô nhiểm môi trường. Tuy nhiên áp suất hơi quá thấp cũng ảnh hưởng
trực tiếp đến khả năng khởi động của động cơ.
• Thành phần cất.
Người ta quan tâm đến một số điểm đặc biệt trên đường cong: điểm đầu PI,
điểm cuối PF, phần trăm thể tích chưng cất được ở 70, 100, 180 và 210
0
C, ký hiệu
E70, E100, E180, E210.
SVTH: Nông Thanh Tiệp – Trần Quốc TiệpTrang 9
Đồ án công nghệ I GVHD: TS. Nguyễn Thị Diệu Hằng
Điểm cuối của xăng không được vượt quá một giá trị giới hạn, hiện nay ở Châu Âu

là 215
0
C.
• Trị số Octan.
Về nguyên tắc, trị số Octane càng cao càng tốt, tuy nhiên phải phù hợp với
từng loại động cơ. Xăng có RON = 80 - 83 (MON = 72 - 76) thường được dùng cho
các loại xe có tỷ số nén < 7.5. Xăng có RON = 90 - 95 dùng cho các loại xe có tỷ số
nén từ 7.5 đến 9.5. Xăng có RON > 95 là loại xăng đặc biệt, cao cấp, thường dùng cho
các loại xe có tỷ số nén > 9.5 như xe đua, xe ô tô cao cấp, xe đặc nhiệm
Ngày nay, do các yêu cầu về bảo vệ môi trường, buộc phải loại bỏ các phụ gia
chì. Thay vào đó người ta sử dụng các phụ gia dạng oxygen, chủ yếu bao gồm:
Methanol, Ethanol, Tertiary - Butyl Alcohol (TBA), Methyl Tertiary - Buthyl Ether
(MTBE). Hàm lượng của chúng trong xăng thường được giới hạn bởi tuỳ theo yêu cầu
từng nơi. Theo tiêu chuẩn của EU: EC - EN 228 nồng độ tối đa được phép là 2,8 % m.
Ngoài các phụ gia trên, để đáp ứng được các yêu cầu của động cơ, xăng còn
được pha các phụ gia: phụ gia chống oxy hóa, phụ gia tẩy rửa, phụ gia chống gỉ, phụ
gia biến đổi cặn
• Hàm lượng lưu huỳnh tổng: mức qui định hiện nay nằm trong khoảng từ 0.05
÷ 1% khối lượng. Sự có mặt của lưu huỳnh trong dầu mỏ nói chung và trong xăng nói
riêng là nguyên nhân của sự ăn mòn thiết bị và đặc biệt sự có mặt của H
2
S trong khí
cháy không hết gây ô nhiểm môi trường.
 Phối liệu xăng động cơ.
Khi nhu cầu về xăng tăng lên thì phân đoạn này không đủ để cung cấp cho các
nhu cầu thực tế, vì vậy bắt buộc con người phải chế biến các phần thu khác nhằm thu
hồi xăng với hiệu suất cao hơn, điều này đã làm xuất hiện các phân xưởng khác như
phân xưởng cracking, alkyl hoá Ngoài lý do vừa nêu ở trên thì do yêu cầu về hiệu
suất của động cơ ngày càng tăng và chất lượng xăng ngày càng cao nên các nhà sản
xuất nhiên liệu phải đưa ra nhiều quá trình sản xuất khác nhằm đảm bảo các yêu cầu

của xăng thương phẩm.
Thực tế trong các nhà máy lọc dầu hiện nay xăng thương phẩm được phối trộn
từ những nguồn sau:
• Xăng của quá trình FCC
SVTH: Nông Thanh Tiệp – Trần Quốc TiệpTrang 10
Đồ án công nghệ I GVHD: TS. Nguyễn Thị Diệu Hằng
• Xăng Reformat
• Xăng chưng cất trực tiếp
• Xăng của quá trình isomer hoá
• Xăng Alkylat
• Xăng của quá trình giảm nhớt, cốc hoá, các quá trình xử lý bằng hydro
• Xăng thu được từ các quá trình tổng hợp như Methanol, Ethanol,
MBTE.
Nói chung hai loại đầu tiên là các nguồn chính để phôi trộn, phần còn lại phụ
thuộc vào yêu cầu về chất lượng của xăng và yêu cầu của từng Quốc gia mà nguồn
phối liệu và hàm lượng của nó được chọn khác nhau.
1.2.1.3 Nhiên liệu Gasoil.
Nhiên liệu Gasoil là một loại nhiên liệu lỏng, nặng hơn dầu hỏa và
xăng. Loại nhiên liệu này được cung cấp cho các động cơ Diezel, đây là các phương
tiện tương đối phổ biến và đa dạng chủng loại từ các loại xe đặc biệt, xe chuyên dụng,
từ xe tải nhỏ cho đến các xe tải nặng tải trọng đến 38 tấn và các động cơ Diezel không
thuộc đường bộ: đầu máy xe lửa, tàu đánh cá, xe chuyên cho ngành xây dựng, máy
kéo nông nghiệp, tàu thủy lớn Và một phần được sử dụng cho các Turbin khí. Ngày
nay động cơ Diesel đã phát triển mạnh mẻ, đa dạng hoá về chủng loại cũng như kích
thước và được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống sản xuất và sinh
hoạt của con người bởi tính ưu việt của nó so với động cơ xăng. Do vậy, nhu cầu về
nhiên liệu Diesel ngày càng tăng, điều này đã đặt ra cho các nhà sản xuất nhiên liệu
những thách thức mới, và điều này càng khó khăn hơn bởi những yêu cầu ngày càng
khắt khe của luật bảo vệ môi trường.
 Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản.

• Khối lượng riêng.
Khối lượng riêng của Gasoil theo tiêu chuẩn Châu Âu (EW 590) có giá trị từ
0,82 đến 0,86 kg/l.
Tỷ trọng ảnh hưởng trực tiếp đến công suất của động cơ vì nhiên liệu được nạp
vào động cơ và điều chỉnh theo thể tích. Mặt khác, phải khống giá trị tối đa của tỷ
SVTH: Nông Thanh Tiệp – Trần Quốc TiệpTrang 11
Đồ án công nghệ I GVHD: TS. Nguyễn Thị Diệu Hằng
trọng để tránh hiện tượng đưa vào nhiên liệu các phân đoạn nặng gây khó khăn cho
quá trình tự bốc cháy, làm tăng độ giàu của nhiên liệu, tăng sự thải khói và muội than.
• Độ nhớt.
Độ nhớt của nhiên liệu rất quan trọng, độ nhớt quá cao sẽ ảnh hưởng đến chế
độ tạo sương của nhiên liệu khi đưa vào buồng đốt. Ngoài ra, còn khả năng bơm và
phun nhiên liệu vào buồng đốt, kích thước và hình dạng của kim phun. Độ nhớt của
Gasoil ở 40
o
C nằm trong khoảng 2.5 mm
2
/s ÷ 4.5 mm
2
/s.
• Các đặc trưng ở nhiệt độ thấp.
Điểm vẩn đục: thông thường có giá trị từ -10 ÷ 0
0
C.
Điểm chảy: điểm chảy thay đổi theo loại Gasoil, thông thường có giá trị từ -15
÷ -30
0
C.
Nhiệt độ lọc tới hạn: đối với Gasoil cổ điển, trong mùa đông nhiệt độ lọc tới
hạn thường có giá trị từ -15 ÷ 25

0
C.
Để cải thiện các đặc trưng ở nhiệt độ thấp, người ta sử dụng các phụ gia hạ
điểm chảy, đó là các Copolymere. Các phụ gia này có nhiệm vụ biến đổi cấu trúc tinh
thể Parafin, tránh không để hình thành các tinh thể có cấu trúc bền vững. Các phụ gia
này làm giảm đáng kể nhiệt độ lọc tới hạn và điểm chảy, nhưng hầu như không tác
động lên điểm vẩn đuc.
• Đường cong chưng cất.
Tiêu chuẩn của Pháp và Châu Âu quy định phần trăm thể tích chưng cất được
như sau:
< 65 % ở T = 250
0
C.
> 85 % ở T = 350
0
C.
> 95 % ở T = 370
0
C.
• Chỉ số Cetane.
Theo tiêu chuẩn Châu Âu, đối với vùng ôn hòa, chỉ số Cetane tối thiểu là 49.
Các sản phẩm phân bố ở Châu Âu và Pháp có chỉ số cetane trong khoảng 49 - 55. Đối
với các nước ở cực bắc, chỉ số Cetane thấp hơn thường từ 45 - 46. Ở Mỹ và Canada,
chỉ số Cetane thông thường <50.
SVTH: Nông Thanh Tiệp – Trần Quốc TiệpTrang 12
Đồ án công nghệ I GVHD: TS. Nguyễn Thị Diệu Hằng
Để cải thiện chỉ số cetane người ta dùng các phụ gia gọi là Procetane. Có hai
họ sản phẩm hữu cơ được thử nghiệm: các Peroxyde và các Nitrat. Trong thực tế thì
Nitrat được sử dụng phổ biến do có sự thỏa hiệp giữa giá cả, hiệu quả và lắp đặt tốt
hơn. Được biết đến nhiều hơn là các Nitrat alkyl, chính xác hơn là Nitrat của 2 - Ethyl

- Hexyl.
 Phối liệu Gasoil.
Gasoil thường được phối liệu từ các phân đoạn sau.
• Phân đoạn GO của quá trình chưng cất trực tiếp dầu thô: tính chất của nó phụ
thuộc đồng thời vào bản chất của dầu thô và việc chọn khoảng chưng cất. Dầu thô
Parafinic cung cấp phân đoạn GO có chỉ số Cetane thỏa mãn nhưng các đặc trưng ở
nhiệt độ thấp kém. Đối với dầu thô Naphtenic và Aromatic thì ngược lại. Việc gia tăng
nhu cầu của GO buộc các nhà lọc dầu phải tăng điểm cuối của phân đoạn, điều này
dẫn đến sự xuống cấp của điểm vẩn đục. Người ta nhận thấy khi tăng hiệu suất GO
trên dầu thô 0.5 % m thì điểm vẩn đục tăng 1
0
C.
• Phân đoạn GO từ quá trình Cracking xúc tác (LCO) được đặc trưng bởi chỉ số
Cetane rất thấp (khoảng 20), hàm lượng Aromatic, S và N cao. Điều này dẫn đến việc
hạn chế rất nhiều việc đưa phân đoạn này vào phối trộn GO (tối đa là 5 - 10%).
Việc xử lý bằng Hydro LCO cho phép tăng chỉ số Cetane lên khoảng 40 và
nhằm đạt được hàm lượng lưu huỳnh ở mức cho phép. Tuy nhiên công nghệ này tiêu
tốn rất nhiều H
2
mà kết quả nói chung là thấp, các Aromatic được chuyển hóa thành
Naphten, quá trình tự bốc cháy thì khó khăn. Vì vậy, LCO được định hướng ưu tiên
cho phối trộn dầu đốt dân dụng (FOD).
• Quá trình Hydrocracking cung cấp một phân đoạn GO có chất lượng rất
tốt, bao gồm cả chỉ số Cetane, các tính chất ở nhiệt độ thấp, tính ổn định và hàm lượng
S. Tuy nhiên, loại phối hiệu này chỉ có thể sử dụng với một lượng giới hạn vì phương
pháp này vẫn còn ít phát triển, nguyên nhân chính là do chi phí cao.
Ngoài ra còn có các quy trình mới khác cung cấp các phối liệu có thể sử dụng
để phối trộn GO. Quy trình Olygome hóa các Olefin nhẹ, quy trình Hydro hóa liên
tục, cung cấp các sản phẩm có chỉ số Cetane từ 40 - 50 không có S và Aromatic.
SVTH: Nông Thanh Tiệp – Trần Quốc TiệpTrang 13

Đồ án công nghệ I GVHD: TS. Nguyễn Thị Diệu Hằng
1.2.1.4 Nhiên liệu phản lực.
Nhiên liệu cho động cơ phản lực là một loại nhiên liệu được sử dụng cho các
động cơ trên máy bay phản lực, loại động cơ này làm việc trong điều kiện rất đặc biệt
(nhiệt độ và áp suất môi trường thấp, ở độ cao lớn). Vì vậy nhiên liệu cho nó đòi hỏi
một sự khắt khe nhất trong tất cả các loại phương tiện giao thông.
Tồn tại nhiều loại nhiên liệu phản lực, tùy theo chúng được áp dụng cho dân sự
hoặc quân sự. Sản phẩm được sử dụng phổ biến nhất là TRO hoặc JP8 còn được gọi
là OTAN F34 va F35. Ở Mỹ, các nhiên liệu tương ứng, có cùng đặc trưng, được gọi
là JETA1. Trong quân đội đôi khi còn sử dụng các loại nhiên liệu phản lực có độ bay
hơi cao hơn gọi là TR4, JP4, JETB, F45 hoặc F40. Còn có một loại nhiên liệu phản
lực khác hơi nặng hơn và ít bay hơi hơn TRO, mà cho phép dự trữ không gây nguy
hiểm trong chiến đấu cơ, đó là TR5 hoặc JP5.
Trong tất cả sản phẩm trên, TRO hoặc JET A1 có thị trường tiêu thụ mạnh hơn,
bởi vì nó cung cấp cho hầu như toàn bộ các máy bay dân sự trên thế giới.
 Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản.
• Tính chất vật lý của nhiên liệu phản lực.
Để quá trình cháy diễn ra thuận lợi, nhiên liệu phải hóa hơi nhanh và trộn lẫn
tốt với không khí. Điều này gắn liền với các chỉ tiêu kỹ thuật liên quan đến khối
lượng riêng (từ 0.775 - 0.84 kg/l), đường cong chưng cất (>10% chưng cất ở 204
0
C,
điểm cuối < 300
0
C) và độ nhớt động học (< 8 mm
2
/s ở -20
0
C).
• Tính chất hóa học của nhiên liệu phản lực.

Để duy trì một hiệu suất năng lượng cao và đảm bảo tuổi thọ của các vật liệu
cấu tạo nhiên liệu phản lực cần phải có các tiêu chuẩn sau.
Điểm khói: là chiều cao tối đa có thể của ngọn lửa mà không hình thành khói.
Các giá trị nhận được thường từ 10 ÷ 40 mm và tiêu chuẩn của TRO ấn định ngưỡng
tối thiểu là 25 mm. Điểm khói liên quan trực tiếp đến cấu trúc hóa học của nhiên liệu.
Nó cao với các Parafin mạch thẳng thấp hơn với các Parafin mạch nhánh và còn thấp
hơn nữa với các Naphten và Aromatic.
SVTH: Nông Thanh Tiệp – Trần Quốc TiệpTrang 14
Đồ án công nghệ I GVHD: TS. Nguyễn Thị Diệu Hằng
Chỉ số độ sáng: Đối với các sản phẩm thương mại giá trị này thường từ 40 ÷
70, đối với TRO bằng 45. Chỉ số độ sáng phụ thuộc trực tiếp vào hàm lượng các hợp
chất Monoaromatic và Diaromatic. Vì lý do này, các chỉ tiêu kỹ thuật ấn định hàm
lượng tối đa của Aromatic trong Kerosen là 20%.
• Hàm lượng lưu huỳnh: lưu huỳnh trong nhiên liệu bị hạn chế trong
khoảng từ 0.2 ÷ 0.4% khối lượng.
• Tồn chứa nhiên liệu phản lực ở nhiệt độ thấp.
Sau một vài giờ bay, bình chứa của máy bay phản lực có nhiệt độ khoảng từ
-40 ÷ -50
0
C. Trong trường hợp này cần phải quan tâm xem nhiên liệu có còn đủ lỏng
để đảm bảo việc cung cấp cho động cơ hay không ? Tính chất này được biểu thị bởi
nhiệt độ biến mất tinh thể hoặc điểm đông đặc (ASTM D2386). Đối với JETA1 tối đa
là -50
o
C nhưng thông thường chấp nhận giá trị -47
0
C. Để cải thiện tính chất này có thể
sử dụng các phụ gia chống tạo băng để hút nước và làm giảm điểm đông. Đó là các
Ether - Alcol với lượng dùng tối đa là 1500 ppm.
 Phối liệu nhiên liệu phản lực.

Các phối liệu để chế tạo nhiên liệu phản lực gần như duy nhất đến từ quá trình
chưng cất trực tiếp dầu thô, tương ứng với khoảng phân đoạn từ 145 ÷ 240
0
C. Hiệu
suất của phân đoạn phụ thuộc nhiều vào bản chất của dầu thô, nhưng thường là lớn
hơn so với nhu cầu và hầu như là các tính chất của sản phẩm đều được thoả mãn. Ỏ
Châu Âu nhiên liệu phản lực chiếm khoảng 6% thị trường dầu mỏ.
Ngoài ra các phân đoạn trung bình nhận được từ quá trình Hydrocracking là
đặc biệt thích hợp cho việc phối trộn nhiên liệu phản lực.
1.2.1.5 Dầu đốt dân dụng (FOD).
Nhu cầu về dầu đốt dân dụng đang giảm dần do sự phát triển của năng lượng
hạt nhân và năng lượng điện. Dầu đốt dân dụng cũng bị cạnh tranh mạnh mẽ bởi khí
tự nhiên. Tuy nhiên sự có mặt của nó trong cân bằng dầu mỏ ở Pháp, Châu Âu và trên
thế giới vẫn còn rất lớn sau năm 2000.
 Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản.
• Tính chất vật lý.
SVTH: Nông Thanh Tiệp – Trần Quốc TiệpTrang 15
Đồ án công nghệ I GVHD: TS. Nguyễn Thị Diệu Hằng
Dầu đốt dân dụng có một sự tương tự lớn với GO. Sự khác nhau chủ yếu giữa
chúng là các tính chất ở nhiệt độ thấp. Đối với dầu đốt dân dụng chỉ tiêu này là như
nhau cho tất cả các mùa. Các giá trị đòi hỏi là 2
0
C, -4
0
C và -9
0
C tương ứng với điểm
vẩn đục, nhiệt độ lọc tới hạn và điểm chảy. Đối với các tính chất vật lý khác, sự khác
biệt các chỉ tiêu kỹ thuật giữa hai sản phẩm này rất nhỏ. Do đó để phân biệt giữa FOD
và GO thường thì người ta pha thêm màu đặc trưng vào FOD (nhuộm màu đỏ thắm).

Nói chung dầu đốt dân dụng nặng hơn, nhớt hơn, điểm đầu và điểm cuối chưng
cất cao hơn GO.
• Đặc tính hóa học của FOD.
Để dầu đốt hoạt động hiệu quả không hình thành cặn và gây ô nhiễm thấp nhất,
thì cần thiết khi đốt FOD phải không sinh ra cặn. Tính chất này được biểu diễn bởi
một đại lượng gọi là Carbon Conradson. Các tiêu chuẩn kỹ thuật ấn định Carbon
Conradson tối đa là 0.35%. Giới hạn này rất dễ thỏa mãn, trong thực tế giá trị thông
dụng nhận được với các sản phẩm thương phẩm hiếm khi vượt qúa 0,1%.
Đối với các động cơ Diesel (xe tải, máy nông nghiệp hoặc máy công trình công
cộng) mà dùng nhiên liệu là FOD tiêu chuẩn qui định: chỉ số Cetane tối thiểu là 40.
Trong thực tế, chỉ số Cetane của sản phẩm này khá cao và thường lớn hơn 45.
• Hàm lượng lưu huỳnh của FOD.
Tiêu chuẩn châu âu quy định đối với FOD, kể từ ngày 1/10/1994, hàm lượng lưu
huỳnh tối đa là 0.2%.
 Phối trộn FOD.
Sự phối trộn của FOD hiện nay được thực hiện mà không gây khó khăn cho các
nhà lọc dầu, trong số các phân đoạn trung bình có sẵn, FOD đòi hỏi một số đặc tính
(chỉ số Cetane, tính chất ở nhiệt độ thấp) không khe khắt như của GO.
1.2.1.6 Dầu nặng.
Dầu nặng được áp dụng chủ yếu trong hai lĩnh vực: quá trình đốt cháy công
nghiệp (nhà máy điện, lò đốt ), và cung cấp cho các tàu thủy cỡ lớn vận hành nhờ các
động cơ Diesel chậm và có công suất rất lớn. Dầu nặng dùng làm nhiên liệu cho động
cơ Diesel có thị trường tương đối ổn định trong vòng nhiều năm, trong khi đó nhu cầu
tiêu thụ dầu nặng công nghiệp tụt giảm nghiêm trọng do sự phát triển của năng lượng
hạt nhân. Tuy vậy, việc tiêu thụ dầu nặng vẫn được duy trì ổn định trong thời gian đến
SVTH: Nông Thanh Tiệp – Trần Quốc TiệpTrang 16
Đồ án công nghệ I GVHD: TS. Nguyễn Thị Diệu Hằng
trong các lĩnh vực mà nó khó có thể bị thay thế (các nhà máy xi măng, sấy khô và chế
biến thực phẩm). Tồn tại nhiều cách phân loại dầu nặng khác nhau tùy theo từng nước.
 Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản.

• Khối lượng riêng.
Khối lượng riêng của dầu nặng > 0.92 kg/l ở 15
o
C. Các nhà sử dụng động cơ
Diesel tàu thủy rất chú ý đến khối lượng riêng của dầu nặng do liên quan đến sự
cần thiết phải loại bỏ nước có lẫn trong nhiên liệu bằng phương pháp ly tâm.
• Độ nhớt.
Dầu nặng cần phải được gia nhiệt lại một cách hệ thống trước khi sử dụng để việc
sử dụng và phun nhiên liệu trong các đầu đốt được dễ dàng. Sự thay đổi của độ nhớt
động học theo nhiệt độ là một dữ liệu tuyệt đối cần thiết để tính toán tổn thất áp suất.
• Nhiệt trị cháy của dầu nặng.
Nhiệt trị cháy là một trong những đặc tính quan trọng nhất, là thông tin cần
thiết cho biết về hiệu suất cháy của nhiên liệu.
• Carbon Conradson và hàm lượng Asphalten của dầu nặng.
Carbon conradson của dầu nặng thường từ 5 - 10%, đôi khi tới 20%, nó xác
định chất lượng của quá trình cháy, đặc biệt trong các đầu đốt phun nhiên liệu kiểu
cốc quay.
• Các tạp chất trong dầu nặng.
Vấn đề thải ra các khí SO
2
và NO
X
gắn liền với sự có mặt của S và N trong dầu
nặng. Các tạp chất có hại khác trong dầu nặng là các kim loại (Vanadi, Nikel, Natri)
đến từ dầu thô, hoặc các muối kim loại (Aluminium Silicat) sinh ra bởi xúc tác của
các phân xưởng chuyển hóa. Hàm lượng Aluminium Silicat trong dầu nặng không
được vượt quá 300 ppm (30 ppm Aluminium).
• Chỉ số Cetane của dầu nặng dùng trong các động cơ Diesel.
Chỉ số Cetane của dầu nặng thường từ 30 - 40, nhưng việc xác định nó ít chính
xác, do những khó khăn trong việc ứng dụng sản phẩm này trên động cơ CFR.

 Phối trộn dầu nặng.
Trong những năm 1970, dầu nặng chủ yếu được tạo thành từ cặn chưng cất khí
quyển. Hiện nay một phần rất rộng của sản phẩm này được chưng chân không và phần
SVTH: Nông Thanh Tiệp – Trần Quốc TiệpTrang 17
Đồ án công nghệ I GVHD: TS. Nguyễn Thị Diệu Hằng
cất nhận được dùng làm nguyên liệu cho các phân xưởng chuyển hóa (Cracking xúc
tác, giảm nhớt, cốc hóa ). Điều này cung cấp các sản phẩm nhẹ hơn - khí và xăng -
nhưng cũng tạo ra những hợp chất rất nặng, nhớt và chứa nhiều tạp chất mà sau đó
dùng phối trộn cho dầu nặng.
Một vài phối liệu được sử dụng để sản xuất dầu nặng bao gồm: cặn khí quyển,
cặn chân không, cặn của quá trình giảm nhớt, LCO, HCO.
Đối với các nhà lọc dầu, các ràng buộc chính liên quan đến việc tuân thủ các
tiêu chuẩn về độ nhớt động học và hàm lượng lưu huỳnh. Việc pha loãng bởi các lưu
chất nhẹ (FOD, LCO), việc lựa chọn các phối liệu đến từ dầu thô có hàm lượng lưu
huỳnh thấp, còn đảm bảo một sự uyển chuyển nhất định, tuy nhiên dần dần phải hạn
chế, trong viễn cảnh nhiều quy tắc chống ô nhiễm mới nghiêm ngặt hơn, buộc phải
chấp nhận hàm lượng S và N thấp hơn.
1.1.1.1 Xăng máy bay.
Xăng máy bay được dùng cho các máy bay du lịch nhỏ, máy bay thể thao và
máy bay được trang bị động cơ kiểu piston. Nhu cầu cho loại sản phẩm này cực kỳ
thấp và quá trình sản xuất chỉ thực hiện với một lượng rất giới hạn trong các nhà máy
lọc dầu.
Có nhiều loại xăng máy bay, mỗi loại được đặc trưng bởi hai chữ số, chẳng hạn
80/87, 100/130, 115/145 mà gắn liền với chỉ số Octan. Giá trị thấp hơn (80, 100, 115)
là chỉ số Octane động cơ MON (phương pháp ASTM D2700), giá trị cao hơn là phẩm
độ (l'indice de performance) (ASTM D909).
Xăng máy bay dân sự tương đương với cấp 100/130 có hàm lượng chì thấp
(0.56 g Pb/l) so với các loại xăng quân sự kiểu 115/145 chứa tới 1.28 g Pb/l.
Ngoài khả năng chống quá trình tự bốc cháy rất mạnh, xăng máy bay còn được
đặc trưng bởi áp suất hơi Reid từ 385 ÷ 490 mbar, khoảng phân đoạn (điểm cuối nhỏ

hơn 170
0
C), nhiệt độ biến mất tinh thể (-60
0
C) và hàm lượng lưu huỳnh (< 500 ppm).
Xăng máy bay được chế tạo trong nhà máy lọc dầu từ các phối liệu được đặc
trưng bởi khoảng phân đoạn hẹp và chỉ số Octane cao.
1.2.1.7 Dầu hỏa.
Dầu hỏa tương đương với các phân đoạn Hydrocacbon từ C
10
÷ C
14
. Các đặc
trưng của chúng.
SVTH: Nông Thanh Tiệp – Trần Quốc TiệpTrang 18
Đồ án công nghệ I GVHD: TS. Nguyễn Thị Diệu Hằng
Thành phần cất: < 90% ở 210
0
C.
≥ 65% ở 250
0
C.
≥ 80% ở 285
0
C.
Hàm lượng lưu huỳnh < 0.3% khối lượng.
Chiều cao ngọn lửa không khói ≥ 20 mm.
Chúng được dùng riêng cho loại đèn dầu đặc biệt như đèn tín hiệu đường sắt,
đèn hải đăng, đèn thắp sáng cho các loại tàu nhỏ, trong hệ thống tín hiệu cấp cứu.
Trong kỹ thuật, dầu hỏa thường được dùng làm dung môi cho một số qui trình công

nghiệp như sản xuất Polyvinyl Clorua và làm nguyên liệu cho quá trình nhiệt phân.
1.2.2 Các sản phẩm phi năng lượng.
Nhu cầu về các sản phẩm dầu mỏ phi năng lượng tăng theo từng năm. Ở Pháp
năm 1973 chúng chiếm 9% thị trường sản phẩm dầu mỏ, đến năm 1992 đã tăng lên
15.7%.
Các sản phẩm phi năng lượng có số lượng khá lớn. Chúng ta chỉ khảo sát ở đây
chỉ trong phạm vi các sản phẩm quan trọng có lượng lớn.
1.2.2.1 Dung môi hydrocacbon.
 Phân loại.
Dung môi Hydrocacbon là những phân đoạn dầu mỏ tương đối nhẹ, gồm các
Hydrocacbon từ C
4
đến C
14
, mà được ứng dụng nhiều trong công nghiệp cũng như
trong nông nghiệp. Việc sử dụng chúng dựa trên khả năng bốc hơi nhanh của chúng,
chúng được phân loại theo cấp nhiệt độ sôi. Người ta phân biệt.
• Xăng đặc biệt.
Xăng đặc biệt tương tự như loại sản phẩm mà hệ Anglo - Saxon ký hiệu là SBP
(Special Boiling Point Spirits). Khoảng sôi từ 30 - 205
0
C và được chia làm 8 loại nhỏ
từ xăng A đến xăng F dựa vào khoảng chưng cất khác nhau. Xăng này thường được
dùng làm dung môi trong ngành công nghiệp da nhân tạo, dùng để làm sạch vải, rửa
kim loại và các chi tiết chống ăn mòn.
• White - Spirits.
SVTH: Nông Thanh Tiệp – Trần Quốc TiệpTrang 19
Đồ án công nghệ I GVHD: TS. Nguyễn Thị Diệu Hằng
White - Spirits là dung môi hơi nặng hơn so với xăng đặc biệt, khoảng chưng
cất từ 135 - 205

0
C. Nó tồn tại một tính chất gọi là "tách Aromatic". Sản phẩm này
được sử dụng chủ yếu làm dung môi pha sơn.
• Các sản phẩm Aromatic tinh khiết: Benzen, Toluen, Xylen (B, T, X). B, T, X
được dùng hoặc làm dung môi, hoặc làm sản phẩm cơ sở của công nghiệp hóa học
hoặc hóa dầu.
 Tính chất.
Các tính chất chính của các loại dung môi gắn với các đặc trưng sau. Độ bay
hơi, tính hòa tan, độ tinh khiết, mùi, mức độ độc hại.
1.2.2.2 Naphta.
Naphta là một loại dung môi Hydrocacbon đặc biệt mà có đặc tính sôi tương
đương với White - Spirits. Nó được phân riêng ra do có ứng dụng khác với các dung
môi Hydrocacbon là sản phẩm cơ sở của hóa dầu. Nó được dùng riêng để làm nguyên
liệu cho quá trình Cracking hơi. Naphta là sản phẩm trung gian vì vậy việc định tiêu
chuẩn kỹ thuật thương mại của nó được thoả hiệp thông qua các hợp đồng của khách
hàng.
Có hai loại yêu cầu được hình thành khi hợp đồng cung cấp Naphta: thành
phần và hàm lượng tạp chất.
1.2.2.3 Dầu nhờn dầu công nghiệp và các sản phẩm liên quan.
 Dầu nhờn.
Dầu nhờn được tạo thành từ thành phần chính là dầu gốc, được thêm vào các
phụ gia để làm gia tăng hoặc cung cấp cho dầu nhờn thêm các tính năng đặc biệt mà
được yêu cầu khi sử dụng.
Có hai loại dầu gốc: dầu gốc khoáng (có nguồn gốc dầu mỏ) và dầu tổng hợp.
Dầu gốc khoáng là kết quả tinh chế phân đoạn cất chân không và cặn khí quyển
tách Asphalt. Tùy theo bản chất của dầu thô và hoạt động tinh chế, loại dầu gốc này
có thể có cấu trúc chính là Parafin hoặc Isoparafin hoặc Naphten.
Dầu gốc tổng hợp có nhiều loại: các Polyme của Olefin, các Polyester hữu cơ,
các Polyalkylen Glycol, các Ester Phosphoric, các sản phẩm đặc biệt: Silicon, Silicat,
Polyphenylether.

SVTH: Nông Thanh Tiệp – Trần Quốc TiệpTrang 20
Đồ án công nghệ I GVHD: TS. Nguyễn Thị Diệu Hằng
Các tính chất của dầu gốc được tăng thêm bởi sự góp mặt của các phụ gia. Các
loại phụ gia chính là: phụ gia cải thiện chỉ số nhớt, phụ gia hạ điểm chảy, phụ gia tẩy
rửa và phân tán, phụ gia chống mài mòn và cực áp, phụ gia chống oxy hóa và loại bỏ
chất phóng xạ, chất ức chế ăn mòn, chất chống tạo bọt.
 Mỡ nhờn.
Mỡ nhờn là sản phẩm bán rắn nhận được nhờ sự phân tán của một tác nhân tạo
gel trong một chất bôi trơn dạng lỏng. Có vô số các tác nhân tạo gel, kết hợp với một
số lớn các chất bôi trơn dạng lỏng (gốc khoáng hoặc tổng hợp) tạo thành nhiều loại
mỡ khác nhau.
Việc lựa chọn tác nhân tạo gen và chất bôi trơn lỏng dựa trên những tính chất
được yêu cầu khi sử dụng: tính chất ở nhiệt độ cao hoặc thấp, tính ổn định cơ học (khả
năng chịu được biến dạng trượt và lực ly tâm), độ bền nước.
Các tính chất này liên quan chủ yếu đến tác nhân tạo gen và chất bôi trơn lỏng.
Các tính chất khác như: độ ổn định oxy hóa, bảo vệ chống lại ăn mòn, bảo vệ
chống mài mòn và chống dính, thì liên quan chủ yếu đến việc sử dụng các phụ gia.
Chất bôi trơn lỏng được sử dụng thường xuyên hơn là: dầu gốc khoáng (thường
là dầu Naphtenic), các Ester (hoặc là Diester, hoặc các Ester phức), các Polyalpha và
Polyalkylen Glycol.
Chất tạo gen gồm có: chất tạo gel vô cơ và chất tạo gel hữu cơ.
1.2.2.4 Cire và Parafin.
Khi chế tạo dầu khoáng từ phần cất chân không có quá trình tách Parafin nhằm
mục đích lấy đi các sản phẩm có điểm chảy cao, để cung cấp cho loại dầu này các tính
chất điểm chảy thỏa mãn. Sản phẩm thu được từ quá trình tách Parafin là Parafin và
Cire.
Parafin gồm chủ yếu là các Alkan mạch thẳng với một tỷ lệ rất thấp các
Isoalkan và Cycloalkan. Điểm chảy thông thường nằm trong khoảng 30 ÷ 70
0
C, khối

lượng phân tử trung bình khoảng 350, các Aromatic chỉ tồn tại dưới dạng vết.
Cire là một hỗn hợp thuộc dãy béo, khó định nghĩa đúng. Tỷ lệ giữa n - Alkan,
Isoalkan và Cycloalkan có thể thay đổi. Khối lượng phân tử trung bình cao hơn: từ
600 ÷ 800.
SVTH: Nông Thanh Tiệp – Trần Quốc TiệpTrang 21
Đồ án công nghệ I GVHD: TS. Nguyễn Thị Diệu Hằng
Việc sử dụng các sản phẩm này rất khác nhau. Nếu được tách hoàn toàn
Aromatic, Parafin được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm, đặc biệt để đóng gói
thực phẩm. Thông thường được bổ sung các Polyme, Parafin được dùng rất nhiều để
ngâm giấy hoặc bìa Cacton để làm kín bao bì. Parafin hoặc Cire cũng được trộn lẫn
trong thành phần của gỗ bột. Ngoài ra cire và Parafin còn được dùng để chế tạo nến,
dầu sơn, mỹ phẩm, xi.
1.2.2.5 Bitum.
• Phân loại: bitum là một loại sản phẩm được gọi là "các Hydrocacbon dễ kết
dính ". Bao gồm:
- Bitum nguyên chất thu trực tiếp từ quá trình lọc dầu.
- Bitum lỏng: hỗn hợp bitum với một dung môi có nguồn gốc dầu mỏ, thường là
phân đoạn Kerosen chất lượng thấp. Độ nhớt của sản phẩm này được hạ thấp, cho
phép sử dụng ở nhiệt độ thấp hơn.
- Bitum pha loãng: hỗn hợp bitum với một dầu có độ nhớt thấp. Sản phẩm này
thường nhớt cao hơn so với bitum lỏng. Sản phẩm trợ dung này thông thường là dầu
than đá, nhưng có thể là một dầu có nguồn gốc dầu mỏ.
- Bitum nhũ tương.
• Chế tạo bitum : có nhiều quá trình chế tạo bitum từ dầu thô.
- Chưng cất chân không cặn khí quyển cho ra sản phẩm chính là các phân đoạn
dầu khác nhau và sản phẩm phụ là bitum.
- Tách Asphalt bằng dung môi: quá trình này tách được từ cặn chân không hoặc
phần cất nặng các phân đoạn nặng hơn được dùng để chế tạo bitum. Quá trình phân
tách dựa trên sự kết tủa của Asphalten và sự hòa tan của dầu trong dung môi loại
Alkan.

- Thổi không khí ở nhiệt độ cao để oxy hóa các loại dầu cặn thu được các hợp phần
bitum có chất lượng cao, có điểm chảy mềm rất cao, gọi là bitum oxy hóa.
• Ứng dụng : có hai loại ứng dụng của bitum
- Bitum làm đường
- Bitum công nghiệp : bitum dùng cho xây dựng, dùng làm tấm lợp, dùng bọc ống
và cách ly (cách điện, cách âm), bitum đặc chủng (dùng để sản xuất sơn nhuộm, vecni,
matit gắn ăcquy và dùng trong công nghiệp điện tử )
SVTH: Nông Thanh Tiệp – Trần Quốc TiệpTrang 22
Đồ án công nghệ I GVHD: TS. Nguyễn Thị Diệu Hằng
1.2.2.6 Các sản phẩm khác.
 Dầu trắng.
Là loại dầu bôi trơn được tinh chế ở mức cao, mà quá trình tách Aromatic đặc
biệt rất sâu. Sản phẩm này đôi khi còn gọi là dầu Vaselin.
Theo quan điểm lịch sử, dầu trắng được chế tạo từ dầu khoáng nhẹ mà chịu sự
xử lý nghiêm ngặt bằng Oleum. Quá trình này có bất lợi là sinh ra cặn bùn Acid nên
dần được thay thế bởi quá trình xử lý các phần cất nhẹ bằng Hydro trên xúc tác với
những điều kiện nghiêm ngặt.
Có hai loại dầu trắng: loại dầu trắng kỹ thuật và loại dùng làm thuốc. Dầu kỹ
thuật đã tách Aromatic ở mức cao, được dùng cho một vài quá trình bôi trơn đặc biệt
như trong công nghiệp dệt. Chúng cũng là thành phần của các sản phẩm tẩy rửa, chất
hóa dẻo trong công nghiệp cao su và chất dẻo, chất tạo nhũ tương cho một vài sản
phẩm nông nghiệp dạng bột. Dầu trắng dùng làm thuốc còn được tách Aromatic sâu
hơn được dùng trong ngành dược hoặc trong công nghiệp thực phẩm.
 Aromatic trích ly:
Khi chế tạo dầu cơ bản có quá trình trích ly bằng dung môi thích hợp các phân
đoạn có chứa nhiều Aromatic và các sản phẩm phân cực. Aromatic trích ly là sản
phẩm màu đen, thành phần chủ yếu là các polyaromatic ngưng tụ và các hợp chất dị
vòng có N hoặc S, có khả năng hòa tan tốt.
Aromatic trích ly được dùng trong công nghiệp sơn để thay thế dần dầu lanh,
dùng chế tạo mực in. Mặt khác, nó còn được ứng dụng rộng rãi như chất hóa dẻo

trong công nghiệp cao su hoặc để chế tạo một vài chất dẻo như PVC.
 Cốc.
Là sản phẩm của quá trình cốc hóa, là Hydrocacbon có tỷ lệ C/H rất cao, nói
chung > 20 và có thể đạt 1000 sau khi than hóa.
Cốc dầu mỏ là một chất đốt tuyệt hảo và đây là ứng dụng chính của nó. Tồn tại một
vài thị trường tiêu thụ khác, liên quan chủ yếu đến cốc được than hóa: điện cực trong
qúa trình điện phân sản xuất nhôm hoặc tất cả các tế bào điện phân, than điện cơ, than
chì, bột màu.
SVTH: Nông Thanh Tiệp – Trần Quốc TiệpTrang 23
Đồ án công nghệ I GVHD: TS. Nguyễn Thị Diệu Hằng
1.3 Chức năng và nhiệm vụ của nhà máy lọc dầu.
Mặc dù dầu thô đã được biết đến từ rất lâu nhưng việc sử dụng chúng còn rất
hạn chế cho đến đầu thế kỷ 19, nguyên nhân là do kỹ thuật khai thác, công nghệ chế
biến và nhu cầu thị trường Dầu thô sau khi khai thác lên được sử dụng trực tiếp mà
không qua công đoạn chế biến nào cả nên có giá trị sử dụng rất hạn chế, trong khi
thành phần của nó có rất nhiều cấu tử quí sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau.Vì
vậy vấn đề đặt ra cần phải xây dựng các nhà máy lọc dầu.
Đầu tiên dầu thô trải qua các quá trình lọc tách vật lý nhằm mục đích phân
riêng hỗn hợp nhiều cấu tử thành các phân đoạn có nhiệt độ sôi khác nhau, sản phẩm
trung gian khác nhau nhờ vào các quá trình sau:
Quá trình chưng cất (khí quyển, chân không, các tháp phân tách)
Quá trình hấp thụ
Quá trình hấp phụ
Quá trình trích ly
Quá trình kết tinh
Trong các quá trình trên thì quá trình chưng cất đóng vai trò chủ đạo và quan
trọng bậc nhất đối với một nhà máy lọc dầu.
Tuy nhiên các sản phẩm thu được từ quá trình chưng cất trực tiếp như Xăng,
Gasoil chưa thể sử dụng được, do xăng có trị số Octane thấp (30 60), trong khi yêu
cầu tối thiểu 70, Gasoil có trị số Cetane thấp, hàm lượng S, Ar cao. Vì vậy đòi hỏi

phải có các phân xưởng chuyển hoá:
Phân xưởng Reforming cho phép tăng chỉ số Octane và cải thiện tính chất của
phân đoạn xăng, đồng thời là nguồn cung cấp Hydro cho nhà máy
Phân xưởng HDS nhằm khử S cho Gasoil, Kerosene và một số bán sản phẩm
khác nếu cần thiết như VD(phần cất chân không)…
Phân xưởng xử lý khí axit cho khí
Nhu cầu ngày càng tăng của các sản phẩm trắng, cùng với việc cải thiện chất
lượng sản phẩm, đồng thời tận dụng tối đa phần cặn → các phân xưởng chuyển hoá
sâu đã ra đời:
SVTH: Nông Thanh Tiệp – Trần Quốc TiệpTrang 24
Đồ án công nghệ I GVHD: TS. Nguyễn Thị Diệu Hằng
Phân xuởng cracking (FCC) cho phép sản xuất xăng có chỉ số Octane cao hơn,
với lượng lớn hơn
Phân xưởng HDC cho phép tăng các sản phẩm trung bình (Kerosene, Gasoil)
có IC cao, hàm lượng Ar, S thấp
Phân xưởng giảm nhớt, nhằm giảm độ nhớt của VR, đồng thời thu thêm được
một lượng xăng, Gasoil. Lượng dầu cặn còn lại chiếm khoảng 20 25 % so với dầu
thô ban đầu, và hàm lượng các chất gây ô nhiểm trong dầu cặn tăng
Hiện nay và trong tương lai, các quy định khắt khe về môi trường, yêu cầu
chất lượng sản phẩm ngày càng cao, giảm hàm lượng S, Ar, Olefine.Trong các sản
phẩm thương phẩm, nhu cầu sản phẩm trắng tăng nhanh, tận dụng triệt để phần dầu
cặn và nhu cầu dầu nặng ngày càng giảm dần. Cùng với trữ lượng dầu thô ngày càng
cạn kiệt dần.Vì vậy nhiều phân xưởng chế biến sâu đã được bổ sung nhằm hoàn thiện
và hiện đại nhà máy lọc dầu:
Phân xưởng Isomer hoá, có chức năng chuyển các n-parafine thành các i-
parafine có trị số Octane cao
Phân xưởng Alkyl hoá nhằm sản xuất xăng Alkylat sạch có trị số Octane cao,
độ nhạy thấp, chất lượng tốt
Phân xưởng Ether hoá sản xuất MTBE, ETBE, TAME
Phân xưởng Oligomer hoá

Các phân xưởng xử lý và chuyển hoá bằng Hydro
Như vậy chức năng và nhiệm vụ của một nhà máy lọc dầu hiện đại là làm tăng
giá trị sử dụng của dầu thô, từ nguyên liệu dầu thô ban đầu qua các quá trình chế biến,
chuyển hoá tạo ra nhiều loại sản phẩm ngày càng đa dạng có chất lượng ngày càng tốt
đáp ứng được nhu cầu của thị trường và các tiêu chuẩn về môi trường, đồng thời mang
lại hiệu quả kinh tế cao nhất.
SVTH: Nông Thanh Tiệp – Trần Quốc TiệpTrang 25