Chưng cất dầu thô

Lớp Hóa Dầu 3- K43
Mục lục
Mở đầu............................................................................................................4
Phần I : tổng quan về lý thuyết....................................................................6
Chơng I Nền công nghiệp dầu khí................................................................6
I. Qúa trình phát triển...............................................................................7
I.1.Sự phát triển chung của toàn thế giới :..................................................7
I.2.Sự phát triển của ngành dầu khí ở Việt Nam........................................8
II. Lĩnh vực phát triển của ngành dầu khí việt nam................................9
II.1.Quan hệ giữa lọc dầu và hoá dầu :.......................................................9
II.2. Lĩnh vực tìm kiếm thăm dò và khai thác..........................................11
Chơng II : nguyên liệu dầu thô....................................................................12
I. thành phần hoá học dầu mỏ :...............................................................12
I.1. Thành phần nguyên tố của dầu mỏ :.................................................12
I.2. Thành phần hydrocacbon trong dầu mỏ :...........................................13
I.3. Các thành phần phi hidrocacbon trong dầu mỏ:................................20
II. Các đặc tính vật lý quan trọng của dầu thô :...................................28
II.1. Thành phần chng cất của phân đoạn.................................................28
II.2. Tỷ trọng : ..........................................................................................31
II.3. Độ nhớt của dầu và sản phẩm dầu :..................................................32
II.4. Thành phần phân đoạn :....................................................................32
II.5. Nhiệt độ sôi trung bình : .................................................................35
II.6. Hệ số đặc trng K:..............................................................................36
Chơng III:sản phẩm của quá trình chng cất..............................................36
I. khí hydrocacbon...................................................................................37
II. phân đoạn xăng..................................................................................37
II.1.Thành phần hoá học..........................................................................37
II.2.ứng dụng.............................................................................................37
III. PHân Đoạn KEROSEN: ...................................................................38
III.1. Thành phần hoá học.........................................................................38
III.2.ứng dụng .........................................................................................39

IV. Phân đoạn Diezel................................................................................40
IV.1. Thành phần hoá học :......................................................................40
IV.2. ứng dụng của phân đoạn :................................................................40
V. phân đoạn dầu nhờn ( còn đợc gọi là gasoil chân không )................41
V.1. Thành phần hoá học : .......................................................................41
V.2. ứng dụng ..........................................................................................41
VI. phân đoạn mazut:..............................................................................41
VII. phân đoạn gudrron ( phân đoạn cặn dầu mỏ )...............................42
VII.1. Thành phần hoá học :.....................................................................42
Đồ án Tốt Nghiệp Hoàng Xuân Bách
Lớp Hoá Dầu 3 K43
VII.2. ứng dụng: ......................................................................................43
Chơng IV: chng cất dầu thô.........................................................................43
I. Mục đích và ý nghĩa của quá trình chng cất dầu thô.........................43
Các sơ đồ nguyên lý chng cất đợc trình bày trên hình sau..................44
II. chuẩn bị nguyên liệu dầu thô trớc khi chế biến :..............................47
II.1. Các hợp chất có hại trong dầu thô : .................................................47
II.2. ổn định dầu nguyên khai :.................................................................48
II.3. Tách các tạp chất cơ học, nớc và muối :...........................................49
III. cơ sở lý thuyết của quá trình chng cất dầu thô................................51
III.1. Chng đơn giản :................................................................................51
III.2. Chng cất phức tạp: .........................................................................55
III.3. Chng cất trong chân không và chng cất bằng hơi nớc.....................58
IV.Các yếu tố ảnh hởng đến quá trình chng cất :..................................60
IV.1. Chế độ nhiệt của tháp chng luyện...................................................61
IV.2. áp suất của tháp chng:.....................................................................65
IV.3. Những điểm cần chú ý khi điều chỉnh, khống chế làm việc của tháp
chng cất.....................................................................................................66
IV.4. Các điều kiện cần thiết để đảm bảo cho việc chng cất :..................67
V.sơ đồ công nghệ và chế độ công nghệ của quá trình chng cất :.........67

V.1. Sơ đồ công nghệ chng cất AD với bay hơi một lần.........................67
V.2. Sơ đồ chng cất AD với bay hơi hai lần :...........................................67
VI.Chọn dây chuyền công nghệ :............................................................71
VI.1. Chọn dây truyền công nghệ :..........................................................71
VI.2. Thuyết minh dây chuyền :...............................................................72
Chơng V : thiết bị chính của sơ đồ..............................................................74
I. Tháp chng :...........................................................................................75
I.1.Tháp đệm ............................................................................................75
I.2.Tháp đĩa chụp :....................................................................................77
I.3.Tháp đĩa sàng :....................................................................................78
II. Lò đốt :.................................................................................................79
II.1. Phân loại lò ống :..............................................................................79
II.2. Cấu trúc của lò ống :.........................................................................80
III.Thiết bị trao đổi nhiệt :......................................................................81
III.1. Thiết bị trao đổi nhiệt ống xoắn ruột gà :........................................81
III.2. Loại thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống :.......................................83
III.3. Loại thiết bị ống chùm :..................................................................84
Phần II: Tính toán thiết kế công nghệ........................................................85
I. Thiết lập đờng cân bằng cho các sản phẩm. [12]................................86
I.1.Đờng cân bằng sản phẩm Naphta........................................................86
I.2. Đờng cân bằng của sản phẩm kerosen...............................................88
I.3. Đờng cân bằng của Gasoil:................................................................89
Đồ án Tốt Nghiệp Hoàng Xuân Bách
Lớp Hóa Dầu 3- K43
I. Xác định các đại lợng trung bình của sản phẩm.................................91
II.1. Tỷ trọng trung bình...........................................................................91
II.2. Nhiệt độ sôi trung bình:....................................................................91
II.3. Hệ số đặc trng K:..............................................................................92
III. Tính cân bằng vật chất......................................................................93
III.1. Tại tháp chng cất :...........................................................................93

III.2.Tại tháp tái bay hơi ( tháp tách phân đoạn ).....................................94
IV. Tính tiêu hao hơi nớc.........................................................................95
IV.1. Tính tiêu hao hơi nớc cho tháp phân đoạn......................................95
IV.2.Tiêu hao hơi nớc cho các tháp tách:.................................................95
V. Tính chế độ của tháp chng cất............................................................96
V.1. Tính áp suất của tháp. [12]...............................................................96
V.2.Tính chế độ nhiệt của tháp: .......................................................97
V.3.Tính chỉ số hồi lu đỉnh tháp :...........................................................103
VI. tính cân bằng nhiệt lợng:.................................................................103
VII. Tính kích thớc của tháp chng cất : [11, 12]...................................104
VII.1. Tính đờng kính tháp :...................................................................104
VII.2. Tính chiều cao của tháp : [11].....................................................106
VII.3.Tính số chóp và đờng kính chóp :.................................................106
Phần III: AN Toàn LAO Động..................................................................108
I. An toàn lao động trong phân xởng chng cất khí quyển ..............108
I.1. Yêu câu về phòng cháy chữa cháy..................................................108
I.2.Trang thiết bị phòng hộ lao động......................................................110
I.3.Yêu cầu đối với vệ sinh môi trờng....................................................111
II. Tự động hoá : [18].............................................................................112
II.1.Mục đích :........................................................................................112
II.2. Hệ thống điều khiển tự động...........................................................113
II.3. Các dạng điều khiển tự động..........................................................113
Phần IV: Thiết kế xây dựng.......................................................................115
i. Yêu cầu chung ....................................................................................115
II. Yêu cầu về kỹ thuật : [16]...........................................................115
III. Yêu cầu về vệ sinh công nghiệp.......................................................115
IV. Giải pháp thiết kế xây dựng :..........................................................116
IV.1. Đặc điểm của phân xởng sản xuất.................................................116
IV.2.Bố trí mặt bằng trong phân xởng ...................................................117
Kết luận.......................................................................................................120

Phụ lục........................................................................................................121
Tài liệu tham khảo.....................................................................................126
Đồ án Tốt Nghiệp Hoàng Xuân Bách
Lớp Hoá Dầu 3 K43
Mở đầu
Dầu mỏ đợc con ngời biết đến từ thời cổ xa. Thế kỷ thứ XVIII mỏ dầu
đợc sử dụng làm nguyên liệu đốt cháy, thắp sáng. Sang thế kỷ thứ 19 dầu đợc
coi nh là nguồn nguyên liệu chính cho mọi phơng tiện giao thông và cho nền
kinh tế quốc dân. Hiện nay, dầu mỏ qua các quá trình chế biến nâng cao hiệu
Đồ án Tốt Nghiệp Hoàng Xuân Bách
Lớp Hóa Dầu 3- K43
quả sử dụng của dầu mỏ lên 5 lần và nh vậy tiết kiệm đợc lợng dầu của thế
giới.
Dựa vào các quá trình chế biến nh : chng cất chân không, hydro
cracking, refoming, alkyl hoá, đồng phân hóa, polyme hoá cho ra các sản
phẩm xăng, nhiên liệu phản lực, dầu mỡ bôi trơn, có hiệu quả tối đa và một số
sản phẩm khác nh : sản phẩm năng lợng, phi năng lợng, Bitum, cốc và khí lỏng
cho dân dụng, làm khí đốt và nhiên liệu.
Dầu mỏ là hỗn hợp rất phức tạp gồm : Hydrocacbon, khí thiên nhiên,
dầu mỏ và các hợp chất khác nh : CO
2
, N
2
, H
2
, H
2
S, He, Ar, Ne Dầu mỏ
muốn sử dụng đợc phải phân chia thành từng phân đoạn nhỏ. Sự phân chia đó
dựa vào phơng pháp chng cất để thu đợc các sản phẩm có nhiệt độ sôi khác

nhau.
Chng cất dầu thô là một phơng pháp dùng để tách hỗn hợp khí thành
nhóm các cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay hơi khác nhau của các cấu tử trong
hỗn hợp ( Nghĩa là ở cùng nhiệt độ, áp suất hơi của các cấu tử khác nhau ).
Trong trờng hợp đơn giản nhất chng và cô đặc hầu nh không khác nhau,
tuy nhiên giữa chúng có một ranh giới căn bản trong trờng hợp chng thì dung
môi và chất tan đều bay hơi, trờng hợp cô đặc thì chỉ có dung môi bay hơi còn
chất tan không bay hơi. Khi chng cất ta thu đợc nhiều sản phẩm thờng là có
bao nhiêu cấu tử ta sẽ thu đợc bấy nhiêu sản phẩm, đối với trờng hợp có 2 cấu
tử thì sản phẩm đỉnh thu đợc là cấu tử dễ bay hơi và một phần rất ít cấu tử khó
bay hơi, còn sản phẩm đáy thu đợc cấu tử khó bay hơi và một phần ít cấu tử
dễ bay hơi.
Trong sản xuất ta gặp những phơng pháp chng cất sau đây :
Chng đơn giản, chng theo hơi nớc, chng chân không, chng luyện ( Gồm
có chng ở áp suất thấp và ở áp suất cao )
Đồ án Tốt Nghiệp Hoàng Xuân Bách
Lớp Hoá Dầu 3 K43
Chng cất phân đoạn trong các nhà máy chế biến dầu mỏ là một phơng
pháp đợc sử dụng rộng rãi, chng cất sơ khai dầu thô, chng cất phân đoạn. Các
phân đoạn thu đợc phù hợp cho các phơng pháp chế biến khác.
Thành phần phân đoạn là một trong những chỉ tiêu quan trọng cần phải
xác định đối với các sản phẩm trắng nh : Xăng, diezel. Theo thành phần cất
phân đoạn có thể biết đợc các loại sản phẩm thu đợc và khối lợng của chúng.
Các phân đoạn đầu bao giờ cũng gồm rất nhiều các đơn chất khác nhau với
nhiệt độ sôi thay đổi. Do vậy, đặc trng cho tính bay hơi của một số phân đoạn
là nhiệt độ sôi đầu và nhiệt độ sôi cuối. Trờng hợp một hỗn hợp phức tạp đợc
xem nh một tổ hợp của nhiều phần nhỏ, mỗi phần nhỏ đợc đặc chng bằng
nhiệt độ sôi trung bình, một tỷ trọng trung bình, một trọng lợng trung bình.
Các phân đoạn thu đợc từ quá trình chng sơ khai đợc đem chế biến bằng
các phơng pháp hoá học hay vật lý để thu đợc các sản phẩm có số lợng cả chất

lợng các sản phẩm năng lợng, các sản phẩm phi năng lợng và các sản phẩm
hoá học.
Vì thế nghành khai thác chế biến dầu khí là một nghành công nghiệp
mũi nhọn, trong một tơng lai dài vẫn chiếm một vị trí quan trọng trong lĩnh
vực năng lợng và nguyên liệu hoá học mà không có tài nguyên thiên nhiên nào
thay thế đợc.
Phần I : tổng quan về lý thuyết
Chơng I Nền công nghiệp dầu khí
Đồ án Tốt Nghiệp Hoàng Xuân Bách
Lớp Hóa Dầu 3- K43
I. Qúa trình phát triển
I.1.Sự phát triển chung của toàn thế giới :
Nền công nghiệp hoá dầu cổ sơ ban đầu chỉ biết lấy dầu hoả và cũng chỉ
biết dùng dầu hoả để thắp sáng. Sau đó nhận thấy xăng thắp sáng hơn dầu hoả
nên mới lọc thêm phân đoạn xăng. Nhà máy lọc dầu lúc bấy giờ chỉ có một
nồi chng cất gián đoạn, một thùng xử lý tạp chất có cánh khuấy và một thùng
trung hoà axit. Dầu thô đợc chứa trong những thùng barit và đợc bảo quản
bằng cách để trong hầm và lấp đất lên.
Theo đà phát triển khoa học kỹ thuật ở mọi lĩnh vực sản xuất đời sống
đặc biệt là ở ngành giao thông, xăng trở thành nguồn nguyên liệu quan trọng
cho các loại ô tô và máy bay. Đồng thời ngời ta đã lấy thêm các phân đoạn
Gasoil để sử dụng làm nhiên liệu cho dầu máy Diezel.
Nhu cầu nhiên liệu về xăng tăng rất nhanh, đã thúc đẩy nền công nghiệp
lọc dầu phải phát triển tăng năng suất. Vào đầu thế kỷ 20 ngời ta đã biết dùng
bể để chứa dầu thô, tuy nhiên vẫn phải sử dụng nhiều nồi chng cất dầu thô
gián đoạn, đặt kế tiếp nhau để giải quyết nhu cầu tăng sản lợng. Biện pháp ch-
ng gián đoạn này không đáp ứng nổi nhu cầu ngày càng tăng. Ngời ta phải tìm
cách chng cất liên tục. Ban đầu cho đặt 4 nồi chng gián đoạn ở các vị trí cao
thấp khác nhau để dòng chất lỏng có thể dễ dàng chảy từ nồi trên xuống nồi d-
ới và dòng hơi đợc dẫn ngợc chiều từ nồi dới lên nồi trên. Với hệ thống này thì

ngời ta đã đạt đợc nguyện vọng chng cất liên tục và năng suất đã tăng lên 6 - 7
lần. Đây là tiền đề cho tháp chng cất liên tục ngày nay.
Do nhu cầu về nhiên liệu quá lớn, phần phân đoạn xăng thu đợc từ dầu
thô ( hay còn gọi là xăng trực tiếp ) không đáp ứng đủ nhu caàu. Các nhà
nghiên cứu đã dùng nhiệt độ và áp suất để cắt bớt mạch phân tử của phân đoạn
Gasoil để tạo ra xăng. Đây là quá trình cracking nhiệt, tạo ra xăng cracking.
Đồng thời ngời ta nhận thấy rằng xăng cracking có chất lợng cao hơn xăng
trực tiếp, vì xăng cracking nhiệt có chỉ số octan cao hơn. Điều đó đã thúc đẩy
Đồ án Tốt Nghiệp Hoàng Xuân Bách
Lớp Hoá Dầu 3 K43
các nhà nghiên cứu phải chuyển hoá xăng trực tiếp. Kết quả đa đến quy trình
reforming nhiệt cắt các phần tử nặng ở nhiệt độ cao hơn và áp suất cao hơn.
Đến năm 1936 Houndry đã thành công vào việc đa xúc tác việc chuyển hoá
cải tạo mạch phân tử và xây dựng thiết bị cracking nhiệt với qui mô công
nghiệp trong đó xúc tác đợc xếp ở dạng lớp đứng yên. Vài năm sau thì
Standart đã cải tiến thiết bị xúc tác với lớp xúc tác chuyển động tầng sôi, mở
màn cho loại thiết bị cracking xúc tác liên tục.
Ngày nay 2 loại thiết bị này đợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp lọc
dầu hơn hẳn các thiết bị cracking và reforming nhiệt vì tạo ra sản phẩm xăng
có chất lợng cao hơn và độ chuyển hoá cao hơn.
Trên đây, chỉ đề cập đến những vấn đề sản xuất ở áp suất khí quyển. Về
sản phẩm phân đoạn chân không vào đầu thế kỷ 20 ngời ta đã tiến hành nghiên
cứu nhng chất lợng cha tốt. Do đó trong thời gian chiến tranh thế giới lần thứ
nhất ngời ta còn phải dùng dầu thực vật để bôi trơn cho máy.
Mãi đến năm 1920 kỹ thuật chng cất chân không mới hoàn hảo hơn
đồng thời việc nghiên cứu dung môi chọn lọc để trích ly các hợp chất thơm và
parafin đạt nhiều kết quả, từ đó dầu nhớt lấy từ dầu thô mới đạt chất lợng tốt
hơn. Năm 1927 lần đầu tiên lên máy bay Lingbert đã sử dụng dầu nhớt đợc
chế biến từ dầu thô để bôi trơn cho máy bay trong quá trình vợt đại dơng, đánh
dấu bớc trởng thành đáng kể của ngành công nghiệp lọc hoá dầu.

I.2.Sự phát triển của ngành dầu khí ở Việt Nam.
Tiền thân của ngành dầu khí Việt Nam là đoàn địa chất 36 Việt Nam đ-
ợc thành lập vào những năm 60. Trớc năm 1975 công tác tìm kiếm dầu khí ở
phía bắc đợc tiến hành chủ yếu ở vùng trũng Hà Nội với sự giúp đỡ của các
chuyên gia Liên Xô. Mỏ khí Tiền Hải đã đợc phát hiện và hiện nay vẫn còn
khai thác. ở phía nam một số các công ty nớc ngoài đã tiến hành thăm dò và
tìm kiếm dầu khí ở thềm lục địa Việt Nam. Đến năm 1975 thì Tổng Cục Dầu
Khí Việt Nam đã đợc thành lập và tiến hành các hoạt động dầu khí trên lãnh
Đồ án Tốt Nghiệp Hoàng Xuân Bách
Lớp Hóa Dầu 3- K43
thổ của mình. Trên cơ sở một số bể trầm tích đệ tam và mezozôi có triển vọng
dầu khí khá lớn.
Đến năm 1986 sản lợng dầu thô chỉ vào khoảng 40 nghìn tấn khai thác
từ mỏ Bạch Hổ. Nhng đến nay sản lợng dầu thô đã đạt đợc trên 10 triiêụ
tấn/năm. Tính đến nay đã khai thác trên 50 triệu tấn/năm và 1 tỷ m
3
khí đã đa
vào khai thác một số mỏ khác nh: Mỏ Rồng, Đại Hùng, Bungakekwa ( khu
vực tranh chấp với Malaisia ) và sẽ đa 2 mỏ mới là Hồng Ngọc và Dạng Đông
vào khai thác.
Ngày nay ngành dầu khí nớc ta đã vơn lên hàng thứ 4 trong số các nớc
Đông Nam á và thứ 40 trên thế giới về khai thác dầu thô. Đây là một thành
tựu hết sức to lớn của nớc ta, sau khi đã có luật đầu t nớc ngoài đến nay ta đã
ký đợc 32 hợp đồng dầu khí các loại trong đó có 10 hợp đồgn có phát hiện dầu
khí.
Ngoài các hoạt động thăm dò khai thác dầu khí đã nêu, các hợp đồng
dầu khí ở khâu sau bao gồm lọc dầu, phân phối, kinh doanh sản phẩm Dầu khí
đã đợc bắt đầu. Trong số các dự án này quan trọng hơn hết là dự án nhà máy
lọc dầu số 1 Dung Quất với công suất 6,5 triệu tấn/năm đang tiến hành ở Dung
Quất ( Quảng Ngãi ). Đây là một sự kiện quyan trọng của ngành dầu khí Việt

Nam , bên cạnh còn có dự án Nhà máy lọc dầu số 2. Ngày nay mặc dù còn gặp
nhiều khó khăn thử thách nhất định về mặt tài chính ngành dầu khí Việt Nam
vẫn là một trong những ngành hấp dẫn đối với các nhà đầu t. Tính đến nay
ngành dầu khí Việt Nam đã tham ra trên 10 liên doanh trong đó quan trọng
nhất là liên doanh Dầu khí Viêtsopetro. Đây là đơn vị khai thác Dầu khí chủ
yếu ở Việt Nam.
II. Lĩnh vực phát triển của ngành dầu khí việt nam
II.1.Quan hệ giữa lọc dầu và hoá dầu :
Lọc dầu và hoá dầu là 2 lĩnh vực kỹ thuật sản xuất riêng biệt nằm trong
phạm vi công nghệ hoá dầu lâu đời.
Đồ án Tốt Nghiệp Hoàng Xuân Bách
Lớp Hoá Dầu 3 K43
Công nghiệp hoá dầu ra đời từ bao đời nay lúc ban đầu đã hình thành và
phát triển trên cơ sở nguồn nguyên liệu thực vật và động vật, sau đó sử dụng
than nguyên liệu tuy nhiên nguồn nguyên liệu lấy từ thiên nhiên ngày càng
khan hiếm không thể đáp ứng đủ nhu cầu về phát triển công nghiệp hoá chất,
do đó các nhà hoá học bắt đầu nghiên cứu tìm nguồn nguyên liệu mới.
Lúc đó ngành lọc dầu ra đời. Những tiến bộ khoa học kỹ thuật trong
công nghiệp hoá học là nền tảng vững chắc cho ngành lọc dầu phát triển nhanh
chóng. Tuy nhiên trong quá trình lọc dầu có xuất hiện các sản phẩm phụ nh :
Olefin, Benzen, mà lúc bấy giờ ng ời ta cha biết sử dụng vào mục đích gì
ngoài việc đem đốt. Do đó các nhà dầu khí mong muốn có biện pháp tăng giá
trị sản phẩm phụ này cũng nh tăng thêm giá trị khí Hydrocacbon khác.
Các nhà hoá học đáp ứng ngay bằng cách tiếp nhận các sản phẩm của
lọc dò để làm nguồn nguyên liệu tổng hợp các hợp chất hữu cơ. Thế là ngành
hoá dầu ra đời đã giải quyết đợc việc khó khăn cho ngành công nghiệp hoá
học về nạn khan hiếm nguyên liệu, đã giải quyết đợc khó khăn cho ngành lọc
dầu vì đã sử dụng sản phẩm phụ của nó.
Thế là thiết bị steam cracking ra đời phục vụ cho việc sản xuất Olefin.
Đã có lúc ngời ta đã phải lấy một vài phân đoạn sản phẩm lọc dầu, nh Naphta

để cung cấp cho hoá dầu làm giảm xút việc sản xuất xăng.
Nh vậy từ chỗ ngành công nghiệp phụ vì chỉ tiếp nhận sử dụng các sản
phẩm phụ của lọc dầu, hoá dầu đã trở thành ngành công nghiệp rất quan trọng
và đã phát triển mạnh mẽ, đôi khi chính nó lại quyết định qui mô cấu trúc của
nhà máy lọc dầu.
Nói chung không những vì nhu cầu sản xuất về nhựa, chất dẻo, sợi tổng
hợp, phân bón, trong xã hội ngày càng tăng đã thúc đẩy ngành hoá dầu phát
triển mà còn do hoá dầu tạo ra những niềm thích thú riêng cho nhà hoá học vì
có những đặc điểm sau :
Đồ án Tốt Nghiệp Hoàng Xuân Bách
Lớp Hóa Dầu 3- K43
+ Nguồn nguyên liệu rất tinh khiết và đã qua các quá trình xử lý ở lọc
dầu do đó tạo ra các sản phẩm sạch, ít tạp chất.
+ Nguồn nguyên liệu ở dạng khí và lỏng dễ vận chuyển.
+ Trong nguồn nguyên liệu có những chất hầu nh tồn tại trong thiên
nhiên hoặc rất khó chế biến tạo thành, ví dụ nh : Diolefin, izopren,
+ Trong kỹ thuật hó dầu các nhà hoá học có thể thay đổi cấu trúc phân
tử nh là cắt mạch cacbon theo kích thớc nh ý muốn hoặc ghép thành nhiều
mạch cacbon khác nhau .
Tóm lại công nghiệp hoá học và hóa dầu đã kếtd hợp với nhau để tạo ra
công nghiệp hoá dầu. Đây là một nền công nghiệp trẻ và đang trên đà phát
triển mạnh mẽ .
II.2. Lĩnh vực tìm kiếm thăm dò và khai thác.
Nền công nghiệp dầu khí Việt Nam vẫn còn non trẻ, mới phát triển. Chỉ
mới bắt đầu khai thác dầu thô từ năm 1986. Lợng dầu thô khai thác này chủ
yếu là từ mỏ Bạch Hổ. Đến năm 1995 thì có 2 mỏ mới nữa cũng đợc khai thác
là mỏ Đại Hùng và mỏ Rồng. Sản lợng dầu thô đầu tiên là trên 40000 tấn/năm,
tính đến năm 1996 là trên 8 triệu tấn/năm, tính bình quân là 20000 tấn/ngày.
Đến nay lợng dầu thô khai thác đợc bình quân là 30000 tấn/ngày trên các mỏ
là Đại Hùng, Bạch Hổ, Rồng và Bungakekwa.

Song song với quá trình khai thác dầu, lợng khí đồng hành cũng đợc
khai thác ngày càng gia tăng. Sản lợng khí khai thác đợc từ năm 1990 là 491
triệu m
3
, năm 1993 là 1000 triệu m
3
. Tính đến nay lợng khí đã khai thác đợc
trên 1000 triệu m
3
.
Tổng Công Ty Dầu Khí Việt Nam tiến hành công tác tìm kiếm, khai
thác dầu khí tự lực ở một số khu vực. Một số dự án phát triển nh : Hồng Ngọc,
Lan Tây, Lan Đỏ, dự kiến sẽ đ a vào khai thác với mục tiêu đạt 20000 triêu
tấn dầu qui đổi.
Đồ án Tốt Nghiệp Hoàng Xuân Bách
Lớp Hoá Dầu 3 K43
Riêng về nền công nghiệp khí thì trong thời gian này đang gấp rút hoàn
thành hệ thống thu gom đờng ống và vận chuyển khí từ mỏ Bạch Hổ đến Thủ
Đức, đồng thời phát triển các đề án phát triển dầu khí từ các vùng trũng Nam
Côn Sơn.
Chơng II : nguyên liệu dầu thô
I. thành phần hoá học dầu mỏ :
Trong thiên nhiên dầu mỏ nằm ở dạng chất lỏng nhờn dễ bắt cháy. Khi
khai thác ở nhiệt độ thờng nó có thể ở dạng lỏng hoặc đông đặc, có màu từ
vàng đến đen, là nguyên liệu chính cho quá trình chng cất dầu thô.
I.1. Thành phần nguyên tố của dầu mỏ :
Dầu mỏ là một hỗn hợp phức tạp, trong dầu có chứa tới hàng trăm chất
khác nhau, nhng các nguyên tố cơ bản chứa trong dầu là cacbon và hydro.
Trong đó C chiếm 82
ữ

87 %, H chiếm 0,001
ữ
1,8% , oxi (O) chiếm 0,05
ữ

Đồ án Tốt Nghiệp Hoàng Xuân Bách
Lớp Hóa Dầu 3- K43
1,0%. Và trong dầu còn có một lợng nhỏ các nguyên tố khác nh halogen ( Clo,
iod ) các kim loại nh : Niken, vanadi, volfram
Dầu mỏ càng chứa nhiều hydrocacbon, càng ít các thành phần dị thể
nguyên tố càng tốt, loại dầu mỏ đó có giá trị kinh tế cao.
I.2. Thành phần hydrocacbon trong dầu mỏ :
Đây là thành phần chính trong dầu, hầu nh tất cả các loại hydrocacbon (
Trừ olefin ) đều có mặt trong dầu mỏ. Chúng chiếm tới 90% trọng lợng của
dầu. Số nguyên tử có trong mạch từ 1 đến 60 hoặc có thể cao hơn. Chúng đợc
chia thành các nhóm Parafin, Naphaten, aromat, hỗn hợp naphaten - aromat.
Bằng các phơng pháp hoá lý đã xác định đợc hơn 400 loại hydrocacbon khác
nhau.
I.2.1. Hydrocacbon Parafin : RHp
Parafin còn gọi là alkan, có công thức tổng quát là C
n
H
2n+2
( Với n

1)
Là loại hydrocacbon phổ biên nhất. Về mặt cấu trúc, hydrocacbon parafin có
hai loại. Loại cấu trúc mạch thẳng gọi là n-Parafin và loại cấu trúc mạch
nhánh gọi là iso-Parafin.
Trong đó n-parafin chiếm đa số ( 25

ữ
30% thể tích ) chúng có số
nguyên tử cácbon từ C
1
C
45

Trong dầu mỏ chúng tồn tại ở ba dạng rắn, lỏng, khí ở điều kiện thờng
( Nhiệt độ 25
0
C, áp suất khí quyển ). Các parafin mạch thẳng chứa đến 4
nguyên tử cacbon đều nằm ở thể khí. Các n-parafin mà phân tử chứa 5 đến 17
nguyên tử cacbon nằm ở thể lỏng, còn các parafin chứa 18 nguyên tử cacbon
trở lên nằm ở dạng tinh thể.
Những hydrocacbon parafin C
5
C
17
ở dạng lỏng. Trong hydrocacbon
parafin từ C
5
C
10
nằm trong phần nhẹ của dầu với nhánh là những cấu tử tốt
của xăng, vì cho xăng có khả năng cháy kích nổ cao. Trong khí đó các n-
parafin lại có tác dụng xấu cho khả năng chống kích nổ ( n-C
7
đã có trị số
octan bằng 0 ). Những hydrocacbon parafin có số nguyên tử từ C
10

C
16
nằm
Đồ án Tốt Nghiệp Hoàng Xuân Bách
Lớp Hoá Dầu 3 K43
trong nguyên liệu phản lực diezel, khi có cấu trúc thẳng lại là các cấu tử có ích
cho nhiên liệu vì chúng có khả năng tự bốc cháy khi trộn với không khí bị nén
trong động cơ. Trong chế biến hoá dầu, những hydrocacbon parafin chứa trong
phần nhẹ dầu hay trong khí đồng hành lại là nguyên liệu rất tốt cho quá trình
sản xuất olefin thấp nh êtylen, propylen , butylen, và butadien đó là những
nguyên liệu cơ sở cho tổng hợp hoá học để sản xuất chất dẻo, vải, sợi hoá học,
tơ nhân tạo.
Những n-parafin có số nguyên tử cao từ C
18
trở lên, ở nhiệt độ thờng có
dạng tinh thể rắn trong dầu. Chúng có thể hoà tan hoặc tạo thành các tinh thể
lơ lửng trong dầu. Nếu hàm lợng các parafin này cao, chúng có thể làm cho
toàn bộ dầu thô bị đông đặc, mất hẳn tính linh động, gây khó khăn cho quá
trình khai thác, vận chuyển và bảo quản. Ngời ta phải áp dụng các biện pháp
kỹ thuật chuyên biệt và công nghệ phức tạp để sử lý nhằm mục đích loại các
parafin rắn đến mức độ cần thiết, sao cho sản phẩm có độ linh động trong điều
kiện sử dụng.
Ví dụ : Dầu Minas (Indonesia) có 13% parafin rắn nên ở 33
0
C dầu đã bị đông
đặc lại.
Dầu LiBi có 10% parafin rắn, nhiệt độ đông đặc là 18
0
C
Dầu Bạch Hổ có nhiệt độ đông đặc là 33

0
C
Dầu Đại Hùng có nhiệt độ đông đặc là 27
0
C
Nếu bơm và vận chuyển các loại dầu này ta phải áp dụng các biện pháp
nh : Gia nhiệt đờng ống, cho thêm phụ gia, tách bớt parafin rắn ngay tại nơi
khai thác để hạ điểm đông đặc. Các biện pháp này gây tốn kém, làm giảm giá
thành dầu thô.
Tuy nhiên các parafin rắn tách đợc từ dầu thô lại là nguyên liệu quý của
quá trình chế biến, sản xuất các sản phẩm tiêu dùng nh nến, giấy sáp, diêm
hay vật liệu chống thấm hay để điều chế chất tẩy rửa tổng hợp, tơi sợ, phân
bón, chất dẻo Mặt khác nếu đem oxi hoá chúng ng ời ta nhận đợc các axit
Đồ án Tốt Nghiệp Hoàng Xuân Bách
Lớp Hóa Dầu 3- K43
béo, alcol cao, đó là các nguyên liệu quý để tổng hợp các chất hoạt động bề
mặt là loại chất có nhiều ứng dụng trong nền kinh tế.
Còn các iso-parafin thờng chỉ nằm trong phần nhẹ và phần có nhiệt độ
sôi cao thì chúng rất ít. Về vị trí nhánh phụ có hai đặc điểm sau : các iso-
parafin trong dầu mỏ đều có cấu trúc đơn giản mạch chính dài và mạch phụ
ngắn. Các nhánh phụ thờng là gốc metyl. Đối với các iso-parafin có một nhánh
phụ thì thờng dính vào các vị trí cacbon số 2 hoặc số 3, còn vị trí sâu hơn thì
rất ít. Đối với các loại hyđrocacbon có 2,3 nhánh phụ thì xu hớng tạo nên
mạch cacbon bậc 4, nghĩa là 2 nhánh phụ dính vào cùng một cacbon trong
mạch chính thờng ít hơn.
Các iso-parafin so với n-parafin chúng có độ linh động cao hơn. Chúng làm
tăng trị số octan của xăng.
I.2.2. Các hydrocacbon naphtenic :
Naphtenic hay còn gọi là cyclo parafin, có công thức tổng quát là C
n

H
2n
.
Hàm lợng có thể thay đổi 30
ữ
60% trọng lợng. Những hydrocacbon này thờng
gặp là loại một vòng, trong đó chiếm chủ yếu là loại vòng 5 cạnh. Loại vòng
naphten 7 cạnh hoặc lớn hơn ít gặp trong dầu. Những naphten có từ 2 hay 3
vòng ngng tụ cũng ít gặp, nhng loại naphten có vòng ngng tụ với hydrocacbon
thơm hay có mạch nhánh dài lại hay gặp trong dầu mỏ. Hyđrocacbon này do
bị ảnh hởng của các vòng hay nhánh dài nên tính chất thuần của naphten
không còn nguyên nữa mà đã mang tính chất lai hợp giữa mạch vòng và mạch
thẳng nên gọi là hydrocacbon lai hợp. Hydrocacbon lai hợp có số lợng lớn ở
nhiệt độ sôi cao của dầu mỏ.
Theo Rossini đối với những loại này ( loại naphten 1 vòng có nhánh dài
nghĩa là khi số nguyên tử trong phần tử của chúng cao từ C
20
lên thờng có 2 - 4
nhánh phụ, trong các nhánh phụ đó có một nhánh dài ( thờng là mạch thẳng,
nếu có cấu trúc nhánh thì nhóm êtyl hay iso- propyl ). Gần đây Lideman dùng
Đồ án Tốt Nghiệp Hoàng Xuân Bách
Lớp Hoá Dầu 3 K43
phơng pháp phổ khối và phổ cộng hởng từ hạt đã xác định đợc trong dầu mỏ
Califonia những loại dầu mỏ có cấu trúc thế.
CH
3
3
CH
3
2

(CH )
CH
(CH )
CH
2
10
3
CH
3
11

Những loại Naphten 2 vòng cũng đã thấy có trong dầu mỏ và đã định đ-
ợc những loại naphten 2 vòng có số nguyên tử cácbon đến C
20
C
25

Những naphten 3 vòng thờng gặp là adamantan và những đồng đẳng của
nó : 1- metyl; 2- mêtyl; 1,3-demetyl; 1,3,5- trimetyl. Nói chung các đồng đẳng
thờng có hàm lợng cao hơn là chính adamantan, lần đầu tiên chỉ tìm thấy trong
một loại dầu của Tiệp. Gần đây cũng đã tìm thấy adamantan và những đồng
đẳng của nó trong một số dầu mỏ khác.
Còn những naphten 4 và 5 vòng cũng đã phát hiện thấy trong phần có
nhiệt độ sôi khoảng 475
0
C ( Của dầu mỏ Nigiêria và một số nớc khác nh
Coweet, iran, Libi ) Loại naphten 5 vòng diamantan cũng đã tách ra d ới dạng
tinh thể từ dầu mỏ Hodonin ( Tiệp )
Nói chung các naphten nhiều vòng có số lợng không nhiều, trong dầu
mỏ hydrocacbon một vòng là thành phần quan trọng trong nhiên liệu động cơ,

làm cho xăng có chất lợng cao, những hydrocacbon- naphtenic một vòng hay
hai vòng có mạch nhánh dài là những cấu tử tốt của dầu nhờn vì chúng có độ
nhớt cao và độ nhớt ít thay đổi theo nhiệt độ. Đặc biệt chúng là cấu tử rất quý
cho nhiên liệu phản lực vì chúng có nhiệt cháy rất cao, đồng thời giữ đợc tính
linh động ở nhiệt độ thấp, điều này rất phù hợp khi động cơ phải làm việc ở
nhiệt độ âm.
Đồ án Tốt Nghiệp Hoàng Xuân Bách
Lớp Hóa Dầu 3- K43
Ngoài ra, những naphtenic nằm trong dầu mỏ còn là nguyên liệu quý từ
đó điều chế đợc các hydrocacbon thơm : Bezen, toluen, xylen (BTX) là chất
khởi đầu để điều chế tơ sợi tổng hợp và chất dẻo.
Nh vậy, dầu mỏ càng nhiều naphten thì càng có giá trị kinh tế cao, vì có
thể sản xuất đợc các sản phẩm nhiên liệu và phi nhiên liệu đều có chất lợng
tốt. Chúng lại có nhiệt độ đông đặc thấp nên giữ đợc tính linh động không gây
khó khăn tốn kém cho quá trình bơm, vận chuyển, phun nhiên liệu.
I.2.3. Hydrocacbon thơm ( aromatic ) :
Hydrocacbon thơm hay còn gọi là hydrocacbon aromatic. Có công thức
tổng quát là C
n
H
2n-6
, có cấu trúc vòng 6 cạnh và đồng đẳng của chúng
( Benzen, Toluen, Xylen ). Trong dầu mỏ th ờng gặp là loại 1 vòng và nhiều
vòng thơm có cấu trúc ngng tụ hoặc qua nối nhng loại này hàm lợng ít hơn.
Loại hydrocacbon thơm 1 vòng và các đồng đẳng của chúng là loại phổ
biến nhất, Benzen thờng gặp với số lợng ít hơn tất cả, những đồng đẳng benzen
nói chung đều đã tách và xác định đợc trong nhiều loại dầu, những loại alkyl
benzen với 1,2,3,4 nhánh phụ nh 1,2,4 trimetyl benzen. Tuy nhiên loại 4 nhánh
nh tetra-metyl benzen thờng ta thấy với tỷ lệ nhiều nhất. Trong dầu mỏ aclan
( Liên Xô ) ta thấy trong số hydrocacbon thơm vòng với 2,3,4 nhóm thế metyl

thì loại 1,3; 1,3,5 chiếm phần yếu. Trong dầu hàm lợng tối đa của toluen
khoảng 25%, Xylen và benzen khoảng 1,6%.
Loại hydrocacbon thơm 2 vòng có cấu trúc ngng tụ nh naphten đồng
đẳng hoặc cấu trúc cầu nối : diphenyl nói chung đều có trong dầu mỏ. Trong
dầu mỏ Grosny, Bacu, Pocacity Đều có mặt các đồng đẳng 1 hoặc 3 nhóm
thế metyl của naphten trong đó dimetyl naphtalen chiếm khoảng 40%. Loại
cấu trúc đơn giản kiểu diphenyl thì ít hơn so với cấu trúc 2 vòng ngng tụ kiểu
naphten. Trong các diphenyl này đã xác định đợc một số đồng đẳng của nó nh
2-metyl, 3-metyl, 4-metyl diphenyl, 3-etyl và iso-propyl, diphenyl, cũng nh
loại 2 và 3 nhóm thế metyl.
Đồ án Tốt Nghiệp Hoàng Xuân Bách
Lớp Hoá Dầu 3 K43
Trong những phần có nhiệt độ sôi cao của dầu mỏ, các đồng đẳng của
phenatren là 2,6 và 2,7 dimetyl; 2,3,6-trimetyl và tetrametyl phenol.
Nói chung trong dầu mỏ, ngoài các đồng đẳng của phenol trên thờng có
nhiều các đồng đẳng của antaxen.
Những hydrocacbon nhiều vòng nh pyren, benzanthracen cũng đã tìm
thấy trong dầu Califonia, dầu Kuweit, nói chung là số lợng rất ít, các đồng
đẳng chủ yếu là các nhóm thế metyl, các nhóm thế 2, 3 nguyên tử cacbon trở
lên nói chung không gặp trong dầu mỏ.
Một số ví dụ về hydrocacbon thơm có trong dầu mỏ nh :

Benzen
Toluen
Antraxen
Phenantren
Naphatalen
Phyren
Xylen
CH

CH
3
3
CH
3

Hydrocacbon thơm là cấu tử có trị số octan cao nhất nên chúng là
những cấu tử quý cho xăng, làm tăng khả năng chống kích nổ của xăng. Nhng
nếu chúng có mặt trong nhiên liệu phản lực hay nhiên liệu diezel lại làm giảm
chất lợng của các loại nhiên liệu này. Do tính khó tự bốc cháy và tạo cốc, tạo
tàn trong động cơ. Nhng hydrocacbon thơm một vòng hay 2 vòng có mạch
nhánh alkyl dài và có cấu trúc nhánh cũng là những cấu tử để sản xuất dầu
nhờn có chỉ số nhớt cao ( độ nhớt ít biến đổi theo nhiệt độ ) còn những
Đồ án Tốt Nghiệp Hoàng Xuân Bách
Lớp Hóa Dầu 3- K43
hydrocacbon thơm đa vòng ngng tụ cao hoặc không có mạch parafin dài lại là
những cấu tử có hại trong sản xuất dầu nhờn, cũng nh trong quá trình chế biến
xúc tác do chúng nhanh chóng gây ngộ độc xúc tác.
I.2.4. Hydrocacbon loại hỗn hợp naphten- thơm.
Hydrocacbon loại hỗn hợp và naphten- thơm ( là loại trong cấu tử có
vòng thơm, vừa có vòng naphten ) là loại rất phổ biến trong dầu mỏ, chúng th-
ờng nằm ở phần có nhiệt độ sôi cao. Cấu trúc hydrocacbon loại hỗn hợp này
gần với cấu trúc trong các vật liệu hữu cơ ban đầu, nên dầu càng có biến chất
thấp sẽ càng nhiều hydrocacbon loại hỗn hợp.
Loại hidrocacbon hỗn hợp đơn giản nhất là tetralindan, đó là một loại một
vòng thơm và một vòng naphten kết hợp.
Điều cần chú ý, khi so sánh về cấu trúc các đồng đẳng của tetralin dầu
mỏ và các đồng đẳng tơng ứng của naphtalen thì thấy có một sự tơng tự số l-
ợng cũng nh vị trí các nhóm thế metyl dính vào phân tử của chúng, đó có thể
xem chúng có cùng một nguồn gốc ban đầu và sự tạo thành hydrocacbon

tetralin có lẽ là một giai đoạn biến đổi tiếp theo sau của naphtalin trong quá
trình hình thành dầu mỏ.
Những hidrocacbon hỗn hợp phức tạp hơn (1 vòng thơm ngng tụ với
naphten trở lên) so với loại đơn giản thì chúng ở trong dầu có ít hơn, vì vậy cấu
trúc loại tetralin và indan đợc xem là cấu trúc chủ yếu.
Trong những cấu trúc nh vậy thì nhánh phụ dính vào vòng thơm là
nhóm metyl, còn nhánh chính dính vào vòng naphten thờng mạch thẳng, dài
hơn. Sự phân bố hidrocacbon hỗn hợp loại vòng thơm ngng tụ với 1 hay 2
vòng naphten của dầu Poncacity.
Đối với hidrocacbon có một vòng thơm và một vòng naphten hỗn hợp,
ngoài dạng ngng tụ, cũng có mặt dạng cầu nối giống nh diphenyl.
Nói chung tổng số vòng tối đa của loại cấu trúc hỗn hợp cũng chỉ đến 6.
Nhng nhánh phụ dính xung quanh các vòng này cũng mang các đặc tính nh
Đồ án Tốt Nghiệp Hoàng Xuân Bách
Lớp Hoá Dầu 3 K43
trên, nghĩa là trung quanh vòng thơm, thờng chỉ có một số nhánh phụ ngắn
chủ yếu là metyl. Chỉ ít khi mới có nhánh phụ là etyl trong khi đó trong các
vòng naphten thờng có một hoặc hai nhánh phụ dài. Số nhánh phụ nói chung
có thể từ 2 đến 6 nhánh.
Một số loại hỗn hợp naphten thơm thừơng gặp trong dầu mỏ có cấu trúc
nh sau:
CH
2
CH
2
Tetralin
Indol
Cyclohexylbenzel
1-hexyl 2-phenyltan
I.3. Các thành phần phi hidrocacbon trong dầu mỏ:

Là các chất hữu cơ mà trong thành phần của chúng có chứa nguyên tốO,
N, S hoặc đồng thời cgứa cả O, N, S (Các hợp chất nàylà chất nhựa và
asphanten).
Hàm lợng các hợp chất này chứa trong dầu mỏ tuỳ thuộc vào chất liệu
hữu cơ ban đầu tạo thành dầu. Mỗi loại dầu có hàm lợng và tỷ lệ các chất phi
hidrocacbon khác nhau. Nếu dầu thô khai thác lên mà thuộc loại non thì độ
biến chất thấp chứa nhiều hợp chất phi hidrocacbon hơn loại già độ biến chất
cao.
Một số hợp chất phi hidrocacbon cần quan tâm là:
I.3.1.Các hợp chất chứa S:
Các hợp chất chứa S là loại hợp chất phổ biến nhất. Các hợp chất làm xấu đi
chất lợng của dầu thô. Đã xác định treen 250 loại hợp lu huỳnh. Các loại dầu
chứa ít hơn 0,5% lu huỳnh là loại dầu tốt, còn chứa từ 1%-2% lu huỳnh trở lên
là loại dầu xấu. Các hợp chất chứa lu huỳnh thờng ở các dạng nh sau:
+ Mercaptan (R-S-H)
Đồ án Tốt Nghiệp Hoàng Xuân Bách
Lớp Hóa Dầu 3- K43
+Sunfua R-S-R'.
+Disunfua R-S-S-R'.
+Tiophen (lu huỳnh trong mạch vòng ).
+Lu hùynh tự do S, H
2
S.
I.3.1.1.Lu huỳnh dạng mercaptan:
Là hợp chất có nhóm SH liên kết trực tiếp với gốc hydrocacbon là hợp
chất không bền, dế bị phần huỷ ở nhiệt độ cao.
2RSHb

c
0

300
R - S - R + H
2
S
RSH

C
0
500
R - CH = CH
2
+ H
2
S
Các chất mercaptan thờng có mặt ở phần nhiệt độ sôi thấp, các mercaptan này
có gốc hydrocacbon với cấu chú thẳng, nhánh vòng naphten.
Các hydrocacbon thờng từ C
1
ữ C
8
. Các nhánh của mercaptan chỉ là
những gốc nhỏ ( hầu hết là metyl) và ít.
Mặt khác, các chất mercaptan lại rất dễ bị ôxi hoá ngay cả với không
khí tạo thành disunfua, nếu với chất ôxi hoá mạnh có thể tạo thành sunfuarit
RSH + 0,5 O

R - S - S - R' + H
2
O
I.3.1.2. Lu huỳnh dạng sunphua và dạng disunphua.

Các chất này thờng ở phân đoạn nhiệt độ sôi trung bình và cao. Gốc
hydrocacbon có thể là mạch thẳng, vòng no hoặc thơm. Các gốc hydrocacbon
mạch thẳng thờng từ C
2
C
3
, các sunphua nằm trong naphten 1 vòng từ
C
4
C
14
các sunphua nằm trong naphten 2 vòng C
7
C
9
. Còn các sunphua
nằm trong naphten vòng chỉ xác định đợc một chất là tiodamantan ( cấu trúc
hoàn toàn nh mantan ). Các dạng hợp chất này thờng trong phân đoạn có nhiệt
độ trung bình.
Còn ở những phân đoạn có nhiệt độ sôi cao hơn là những sunphua có
gốc là hydrocacbon thơm 1 vòng hay nhiều vòng hoặc hydrocacbon thơm hỗn
hợp với các vòng naphten.
Đồ án Tốt Nghiệp Hoàng Xuân Bách
S
Lớp Hoá Dầu 3 K43
Một số lu huỳnh dạng sunphua

S
R
(CH )

2
N
S
R
I.3.1.3. Lu huỳnh dạng tiophen:
Tiophen là loại chất chứa lu huỳnh phổ biến nhất ( chiếm từ 592%)
trong tất cả các dạng hợp chất chứa lu huỳnh của dầu mỏ. Chúng thờng ở nhiệt
độ sôi trung bình và cao của dầu.
Những đồng đẳng của tiophen đã xác định đợc là những loại nhóm thế
nh 2,3 metyl tiophen, loại 2 nhóm thế nh 2,4 dimetyl tiophen, và cả loại 3
nhóm thế, 4 nhóm thế. Nhóm thế chủ yếu là nhóm thế metyl.
I.3.1.4. Lu huỳnh dạng tự do :
Đó là lu huỳnh dạng nguyên tố và dạng H
2
S. Dựa vào hàm lợng có trong
dầu mà ngời ta phân ra hai loại.
+ Dầu chua : Khi lợng H
2
S >3,7ml H
2
S /1lít dầu.
+ Dầu ngọt : Lợng H
2
S < 3,7ml H
2
S 1lít dầu
Khi đun nóng, H
2
S sẽ bay hơi gây nên ăn mòn các hệ thống đờng ống
dẫn vào thiết bị.

Trên thế giới, dầu thô Mehico là loại dầu có hàm lợng có H
2
S cao.
Ngoài ra trong dầu còn có dạng chứa lu huỳnh là loại hợp chất trong cấu trúc
của nó có chứa cả nitơ nh tiazel, tiacridin.

S
N
tiazel 1- 3
N
S
Tiacridin
Đồ án Tốt Nghiệp Hoàng Xuân Bách
Lớp Hóa Dầu 3- K43
Nói chung các hợp chất chứa lu huỳnh trong dầu là các chất có hại vì
thế trong chế biến chúng thờng tạo ra các hợp chất gây ăn mòn thiết bị, ô
nhiễm môi trờng do khi cháy tạo ra SOx, gây ngộ độc xúc tác và làm giảm
chất lợng sản phẩm chế biến. Vì thế, nếu hàm lợng lu huỳnh cao hơn giới hạn
cho phép ngời ta phải áp dụng các biện pháp sử lý tốn kém. Do vậy hàm lợng
của hợp chất lu huỳnh đợc coi là một chỉ tiêu đánh giá chất lợng dầu và sản
phẩm dầu.
I.3.2.Các hợp chất chứa Nitơ:
Các chất chứa nitơ thờng có rất ít trong dầu mỏ ( 0,011% trọng l-
ợng ). Các hợp chất nitơ nằm ở phần nhiệt độ sôi cao của dầu mỏ, các hợp chất
của nitơ chỉ thấy ở dạng vết. Các hợp chất thờng chứa 1,2 hoặc 3 nguyên tử.
Các hợp chất chứa nitơ có trong dầu mỏ thờng là những hợp chất loại
pyridin ( dạng bazơ nitơ) và các hợp chất nitơ trung tính loại đồng đẳng của
indol, cabazol, Benzocacbazol
Một số ví dụ về các hợp chất chứa nitơ:

N
N
N
NH
NH
NH
NH
pyridin
Quinolin
Acridin
Pyron
indol
Cacbazol
Benzocacbazol
Trong các hợp chất chứa một nguyên tử nitơ thì dạng pyridin và
Quinolin thờng có nhiều.
Tuy với số lợng nhỏ hơn các hợp chất chứa lu huỳnh nhng các hợp chất
chứa nitơ cũng là những chất có hại, rất độc cho xúc tác trong quá trình chế
biến đồng thời chúng phản ứng tạo nhựa, làm tốc màu sản phẩm trong thời
Đồ án Tốt Nghiệp Hoàng Xuân Bách
Lớp Hoá Dầu 3 K43
gian bảo quản. Khi có mặt trong nhiên liệu, các hợp chất nitơ cháy tạo ra khí
NO là những khí gây độc, gây ăn mòn mạnh. Do vậy cũng nh các hợp chất lu
huỳnh khi hàm lợng nitơ vợt quá giới hạn cho phép, ngời ta cũng phải tiến
hành loại bỏ chúng, khi đa dầu thô vào quá trình chế biến.
I.3.3. Các hợp chất chứa oxy:
Các chất chứa oxi trong dầu mỏ thờng tồn tại dới dạng axit, xeton,
phenol, este, ete. Trong đó, các axit và phenol là quan trọng hơn cả. Chúng th-
ờng nằm ở những vùng có nhiệt độ sôi trung bình cao.
Các axit thờng có một chức và có nhiều nhất ở phần nhiệt độ sôi trung

bình, còn ở nhiệt độ sôi cao hơn hàm lợng axit giảm. Các axit naphtenic, là
những axit nằm trong phân đoạn có nhiệt độ sôi trung bình hầu nh là các axit
có gốc là vòng naphten nên chúng đợc gọi là naphtenic, chủ yếu là vòng 5
cạnh và 6 cạnh. Hàm lợng axit naphtenic chiếm khoảng 0,01% 0,04% đôi
khi lên đến 1,7%.
Tuy nhiên, ở nhiệt độ sôi cao hơn, ngời ta cũng tìm thấy các axit hữu cơ
mạch thẳng với số nguyên tử C
20
C
21
trở lên và có cả axit hữu cơ mạch
nhánh kiểu iso- prinoid, nhng hàm lợng của chúng không nhiều so với các axit
naphtenic.
ở các phân đoạn nặng thì các vòng hydrocacbon lại mang tính chất hỗn
hợp giữa naphten- thơm. Còn trong các axit nằm trong phần cặn của dầu có
cấu trúc phức tạp giống nh cấu trúc các nhựa asphanten, nên đợc gọi là
asphantic, đồng thời trong thành phần của nó còn có thể có cả dị nguyên tố
khác.
Các phênol trong dầu mỏ thờng gặp phải là các phenol và đồng đẳng
của nó. Hàm lợng của phenol rất ít khoảng 0,0010,05 % và phenol thờng có
ít hơn so với đồng đẳng của nó.
Các phenol hay gặp là
Đồ án Tốt Nghiệp Hoàng Xuân Bách
Lớp Hóa Dầu 3- K43

OH
CH
3
OH
OH

Còn xeton cũng tìm thấy trong phần có nhiệt độ sôi cao nhng hàm lợng
xeton nói chung là không nhiều trong dầu mỏ và ngay cả trong thành phần
nặng của dầu mỏ.
I.3.4.Các kim loại nặng:
Hàm lợng các kim loại nặng có trong dầu thờng không nhiều, chúng có
cấu trúc là các phức cơ kim, ở dạng porphidin. Trong đó chủ yếu là phức của 2
nguyên tố V, Ni. ngoài ra còn có một lợng nhỏ các nguyên tố khác nh Fe, Cu,
Zn, Mg, Ti Hàm l ợng của các phức kim loại porphidin trong dầu mỏ có số l-
ợng ít, chúng dao động trong khoảng 10%
0
1000%
0
và có nhiều loại cấu trúc
khác nhau.
Hàm lợng các kim loại nặng nhiều sẽ gây phiền phức cho quá trình chế
biến xúc tác, vì chúng gây ngộ độc xúc tác. Đặc biệt đối với quá trình Crackig
hay Reforming yêu cầu các kim loại này không quá 5410ppm. Và trong
phần cặn của dầu mỏ mà chứa nhiều kim loại nặng khi sử dụng làm nhiên liệu
đốt lò sẽ có thể xảy ra sự cố thủng lò do tạo hợp kim có nhiệt độ nóng chảy
thấp.
I.3.5.Các chất nhựa và asphanten:
Nhựa và asphanten chứa đồng thời các nguyên tố C, H và O, S, N.
chúng có phân tử lợng lớn từ 500600 đvC trở lên . Nhựa và asphanten đều
không tan trong nớc, nặng hơn nớc tỉ trọng của chúng lớn hơn 1.
Chúng đều có cấu trúc hệ vòng thơm, ngng tụ cao. Chúng thờng tập
chung nhiều ở phần nặng, nhất là cặn dầu mỏ. Ta có thể phân biệt nhựa và
asphanten theo những dấu hiệu dới đây :
- Nha, khi tách ra khỏi dầu mỏ chúng là những chất lỏng đặc quánh có
khi rắn. Nhựa có màu vàng sẫm, tỷ trọng lớn hơn1, trọng lợng phân
Đồ án Tốt Nghiệp Hoàng Xuân Bách