ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯNG CẤT DẦU THÔ ÍT PHẦN NHẸ.DOC

Đồ án tốt nghiệp Chng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
Lời cảm ơn
Em xin chân thànhcảm ơn thầy giáo PGS. TS. Nguyễn Hữu Trịnh ng-
ời đã tận tình hớng dẫn giúp đỡ và tận tình ân cần chỉ bảo của thầy đã giúp em
hiểu đợc những vấn đề cần thiết và hoàn thành bản đồ án này đúng thời gian
quy định.
Tuy nhiên với khối lợng công việc lớn, hoàn thành trong thời gian có
hạn nên em không thể tránh khỏi. Kính mong các thầy giáo, cô giáo chỉ bảo
cho em.
Một lần nữa em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS. TS.
Nguyễn Hữu Trịnh và các thầy giáo, cô giáo trong bộ môn công nghệ Hữu Cơ
- Hoá dầu dã tạo điều kiện giúp đỡ em trong thời gian vừa qua.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên: Phạm Bích Ngọc
Lớp Hoá dầu V02 - 01
1
Đồ án tốt nghiệp Chng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
Mở đầu
Dầu mỏ đợc con ngời biến đổi từ thời cổ xa và công nghệ chế biến dầu
mỏ đợc xem nh bắt đầu ra đời vào năm 1859 khi mà Edwis Drake (Mỹ) khai
thác đợc dầu thô, lúc bấy giờ lợng dầu thô khai thác đợc còn rất ít nó đợc sử
dụng làm nhiên liệu để đốt chảy thắp sáng. Thế kỷ 19 dầu đợc coi nh nguồn
tài nguyên cho mọi phơng tiện giao thông và cho nền kinh tế quốc dân.
Hiện nay dầu mỏ đã trở thành nguồn năng lợng quan trọng nhất của
mọi quốc gia trên thế giới. Khoảng 65 ữ 75% năng lợng sử dụng từ dầu mỏ,
chỉ có 20 ữ22%.
Dựa vào các quá trình chế biến nh: Chng cất, hydro crarking,
reforming, ankil hoá, đồng phân hoá, polyme hoá cho ra các sản phẩm xăng,
nhiên liệu phản lực dầu mỏ bôi trơn, có hiệu quả tối đa và một số sản phẩm
khác nh: sản phẩm năng lợng, phi năng lợng, butan, cốc và khí lỏng dân dụng,
làm khí đốt và nhiên liệu.

Ngày nay trên 90% sản phẩm hữu cơ có nguồn gốc từ dầu khí và tỷ lệ
dầu khí sử dụng vào mục đích năng lợng sẽ giảm dần do đó dầu khí trong một
tơng lai lâu dài vẫn chiếm dữ một vị trí quan trọng trong lĩnh vực năng lợng và
nguyên liệu hoá học mà không có một tài nguyên thiên nhiên nào cạnh tranh
nổi.
Dầu mỏ là hỗn hợp phức tạp trong đó có hàng trăm hợp chất khác nhau,
nhng nguyên tố cơ bản chứa trong dầu khí phần lớn là hyđro cacbon chiếm từ
60 ữ 90% trọng lợng trong dầu, còn lại là các chất oxy, lu huỳnh, nớc, các
phức chất cơ kim, các chất nhựa, asphanten. Trong khí còn chứa các khí trơ
nh He, Ar, Xe.
Đối với Việt Nam, coi dầu khí là ngành kinh tế mũi nhọn, là chỗ dựa
cho ngành công nghiệp hoá, hiện đại hoá, làm đà thúc đẩy cho nền kinh tế
quốc dân. Đây là mũi nhọn có tính chiến lợc của Việt Nam, nh vậy ngành
công nghiệp chế biến dầu nớc ta đang bớc vào thời kỳ mới, thời kỳ mà cả nớc
đang thực hiện mục tiêu công nghiệp hoá, hiện đại hoá chắc chắn sự đóng góp
của ngành dầu khí trong công cuộc công nghiệp hoá đất nớc sẽ có ý nghĩa
không chỉ bằng những chỉ tiêu kinh tế cụ thể mà ngành công nghiệp mọi
nhọn này còn là nguồn động viên tinh thần của đảng, toàn dân và nhất là
thành viên đang hoạt động trong ngành dầu khí, hăng hái lao động góp phần
Lớp Hoá dầu V02 - 01
2
Đồ án tốt nghiệp Chng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
xây dựng đất nớc để sau vài thập niên tới sánh vai với các nớc trong khu vực
và trên thế giới.
Công nghiệp chế biến dầu phát triển mạnh là nhờ các đặc tính quý riêng
của nguyên liệu dầu mỏ ma từ nguyên liệu than đợc các khoáng chất khác
không thể có, đó là quá trình thấp, thuận tiện cho quá trình tự động hoá dễ
khống chế các điều kiện công nghệ và có công suất chế biến lớn, sản phẩm
thu đợc có chất lợng cao, ít tạp chất, dễ tinh chế, dễ tạo ra nhiều loại sản phẩm
đáp ứng mọi nhu cầu của ngành kinh tế quốc dân.

Cùng với ự phát triển mạnh của công nghiệp dầu khí trên thế giới dầu
khí Việt Nam cũng đã đợc phát hiện những năm 1970 và đang trên đà phát
triển, chúng ta đã tìm ra nhiều mỏ chứa dầu dự trữ lợng tơng đối lớn nh mỏ
Bạch hổ, Đại hùng mỏ rồng Nam côn sơn các mỏ khí nh Tiền hải (Thái Bình)
Lan tây, lan đỏ Đây là nguồn nguyên liệu quý giúp nớc ta có thể bớc vào kỷ
nguyên mới của công nghệ dầu khí. Nhà máy lọc dầu số 1 Dung Quất với
công suất 6 triệu tấn/năm, sắp hoàn thành để hoạt động và đang tiến hành phê
chuẩn nhà máy lọc dầu số 2 nghi sơn - Thanh Hoá với công suất 7 triệu
tấn/năm.
Nh vậy ngành công nghiệp chế biến dầu khí nớc ta đang bớc vào thời
kỳ mới, thời kỳ mà cả nớc tađang thực hiện mục tiêu công nghiệp hoá, hiện
đại hoá. Chắc chắn sự đống góp của ngành dầu khí sẽ rấ có nghĩa.
Dầu mỏ là một hỗn hợp rất phức tạp gồm hyđro cacbon, khí thiênnhiên,
khí dầu mỏ và các hợp chất khác nh CO
2
, N
2
, H
2
S, He. Dầu mỏ muốn sử
dụng đợc rộng rãi, chng cất sơ khai dầu, chng cất phân đoạn. Các phân đoạn
thu đợc phù hợp cho các phơng pháp chế biến khác.
Thành phần phân đoạn là một chỉ tiêu quan trọng cần xác định dối với
các sản phẩm trắng nh xăng, terosen, điezen. Theo thành phần phân đoạn có
thể biết đợc các loại sản phẩm thu đợc và khối lợng của chúng các phân đoạn
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.
Các phân đoạn thu đợc từ các quá trình chng cất sơ khai đợc chế bién
bằng các phơng pháp hoá học hay vật lý để thu các sản phẩm năng lợng caực

sản phẩm phi năng lợng và các sản phẩm hoá học.
Vì thế ngành khai thác chế biến dầukhí là một ngành công nghiệp mũi
nhọn, trong tơng lai lâu dài vẫn chiếm dữ một vị trí quan trọng trong lĩnh vực
Lớp Hoá dầu V02 - 01
3
Đồ án tốt nghiệp Chng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
năng lợng và nguyên liệu hoá học mà không có tài nguyên thiên nhiên nào
thay thế đợc.
Đề tài của em là "Thiết kế phân xởng chng cất dầu thô ít phần nhẹ
với năng suất 2,5 triệu tấn/năm" và trên cơ sở trình bày các vấn đề lý thuyết
có liên quan.
Lớp Hoá dầu V02 - 01
4
Đồ án tốt nghiệp Chng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
Phần I. Tổng quan về lý thuyết
Chơng I. Nguyên liệu dầu thô
I.1. Thành phần hoá học của dầu mỏ.
Trong thiên nhiên dầu mỏ ở dạng chất lỏng nhờn, dễ bắt cháy, khi khai
thác ở nhiệt độ thờng có ở dạng lỏng hay đông đặc, có màu vàng đến đen là
nguyên liệu chính cho quá trình chng cất dầu thô.
I.1.1. 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 cácbon và hyđro.
Trong đó C chiếm 82 ữ 87%: h chiếm 0,01 ữ1,8% còn lại là các chất chứa
oxy, lu huỳnh nitơ, các phức cơ kim có chất nhựa, aphanten. Trong khí còn
chứa các khí trơ nh N
2
, He, Ar, Xe
Nhìn chung, dầu mỏ càng chứa nhiều hyđro cácbon càng ít thành phần
dị thể tố càng tốt và loại dầu mỏ đó có giá trị kinh tế cao.

I.1.2. Thành phần hydro cacbon trong dầu mỏ.
Hyđro cacbon là phần chính của dầu, nh tất cả các loại hyđro cacbon
(trừ olefin) đều có mặt trong dầu mỏ. Chúng đợc chia thành các nhóm parafin,
naphten, aromat, hỗ hợp raphten - aromat. Bằng các phơng pháp hoá lý, ngời
ta đã xác định đợc hơn 400 loại hyđro cacbon khác nhau.
I.1.2.1. hyđro cacbon parafinic.
Hyđrocacbon parafinic còn họi là alkan, là loại hyđro cacbon phổ biến
nhất. Về mặt cấu trúc, hyđro cacbon parafin có hai loại: loại cấu trúc mạch
thẳng gọi là n - parafin và loại cấu mạch nhánh gọi là izo - parafin. Chungs cói
số nguyên tử cacbon từ C
1
ữ C
45
. Trong đó n - parafin chiếm đa số (25 ữ 30%
thể tích)
Trong dầu mỏ chúng tồn tại ở ba dạng: lỏng,, khí và rắn.
ở điều kiện thờng (nhiệt độ 25
0
C, áp suất khí quyển) các parafin mạch
thẳng chứa từ C
1
ữ C
4
đều nằm ở thể khí. Các n - parafin mà phân tử chừa từ
Lớp Hoá dầu V02 - 01
5
Đồ án tốt nghiệp Chng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
C
5
ữ C

17
nằm ở thể lỏng, còn các n - parafin chứa 18 nguyên tử cacbon trở lên
nằm ở dạng tinh thể.
Nhng hyđro cacbon parafin từ C
5
ữ C
10
nằm trong phần nhẹ của dầu
với nhánh là những cấu tử tốt của xăng, vì cho xăng có khả năng chống kích
nổ kém (nC
7
có trị số octan = 0). Trong chế biến hoá dầu, nhng hyđro cacbon
chứa trong phần nhẹ dầu hay trong khí đồng hành lại là nguyên liệu rất tốt
cho quá trình sản xuất defin thấp nh etylen, poropylen, butylen và toluen đó là
nguyên liệu cơ sở cho tổng hợp hoá học để sản xuất chất dẻ, vải, sợi hoá học,
tơ nhân tạo.
Phải áp dụng các biện pháp nh: gia nhiệt đờng ống cho thêm phụ gia,
tách bớt n - parafin rắn ngay tại nơi khai thác để tại điểm đông đặc, các biện
pháp này gây tốn kém, làm tăng giá thành dầu thô. Tuy nhiên, các parafin rắc
tách ra đợc từ dầu thô lại là nguyên liệu quý cho tổng hợp hoá học để điều
chế chất tẩy rửa tổng hợp, phân tích
Còn các izo - parafin thờng chỉ nằm trong phần nhẹ và phần có nhiệt độ
sôi cao thì ít. Chúng thờng có cấu trúc đơn giản, mạch chính dào, nhánh phụ
ít và ngắn, nhánh phụ thờng là nhóm metyl. Các izo - parafin có cacbon từ C
5
ữC
10
là các cấu tử rất quý trong phần nhẹ của dầu mỏ, chúng làm tăng khả
năng chống kích nổ của xăng.
Các izo - parafin so với n - parafin chúng có độ linh động cao hơn và

chúng làm tăng trị số octan của xăng.
I.1.2.2. Hydro cacbon Naphtenic.
Naphteric còn gọi là cyclo parafin, có công thức tổng quát là C
n
H
2n
.Nó
là một trong những hyđro cacbon phổ biến và quan trọng dầu mỏ, hàm lợng
của chúng có thể thay đổi từ 30 ữ 60% t rọng lợng. Các hyđro cacbon thờng
gặp là loại một vòng, trong đó chiếm chủ yếu là loại vòng 5,6 cạnhm loại
vòmg 7 cạnh hoặc lớn hhơn ít gặp trong dầu, và khác những naphten có từ 2 ữ
3 vòng ngng tụ cũng ít gặp, các loại hyđro cacbon naphten có mặt trong phân
đoạn nhẹ (thờng là một vòng và ít nhánh phụ) hoặc ở phần có nhiệt độ sôi
trung bình và cao (khi đó là những cấu tử có nhiều vòng và nhánh phụ dài).
Một số ví về các hyđro cacbon có trong dầu mỏ nh sau:
Lớp Hoá dầu V02 - 01
6
Đồ án tốt nghiệp Chng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
R
R
R
c h
3
c h
3
c h
3
(ch
2
)

11
(ch
2
)
40
c h
3
c h
3
Hyđro cacbon naphten là thành phần rất quan trọng trong nhiên liệu
động cơ và dầu nhờn. Các naphten một vòng làm cho xăng có chất lợng cao
những hyđro cacbon naphten một vòng có mạch dài là thành phần rất tốt của
dầu nhờn vì chúng có độ nhớt cao và ít thay đổi theo nhiệt, đặc biệt chúng là
các cấu tử rất quý cho nhiên liệu phản lực,do chúng có nhiệt cháy 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.
Ngoài ra, hyđro cacbon naphten trong dầu mỏ còn là nguyên liệu quý
để từ đó điều chế các hyđro cacbon thơm bezen butaen xylen (BTX) là chất
khởi đầu trong sản xuất tơ sợi tổng hợp.
Nh vậy dầu mỏ chứa nhiều hyđro cacbon naphten thì càng có giá trị
kinh tế cao vì từ đó có thể sản xuất đợc các sản phẩm nhiên liệu và phi nhiên
liệu 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.1.2.3. Hyđro cacbon aromatic (hyđro cacbon thơm).
Hyđro cacbon thơm thờng gặp là loại một vòng no và đồng đẳng của
chúng (bezen, toluen xylen). Các chất này thờng nằm trong phần nhẹ và là
cấu tử làm tăng khả năng chống kiéch nổ của xăng. Các chất ngng tụ 2,3 hoặc
4 vòng thơm có mặt trong phần có nhiệt độ số trung bình và cao của dầu mỏ,
hàm lợng các chất loại này thờng ít hơn.

Dới đây là một số aromat thờng gặp trong dầu.
c h
3
c h
3
c h
3
bezen
toluen
xylen
Naphtalen
Lớp Hoá dầu V02 - 01
7
S
Đồ án tốt nghiệp Chng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
antraxen
pherantren
pyren
diphenyl
Khác với nhiêu liệu xăng ở nhiên liệu phản lực và điezen, nếu hàm lợng
aromat cao thì chúng làm giảm chất lợng của các loại nhiên liệu đó do khó tự
bố cháy và tạo cốc, tạo tàn trong động cơ. Cũng nh hyđro cacbon naphtentic,
các cấu tử dromat một vòng có nhánh phụ dài làl nguyên liệu quý để sản xuất
dầu nhờn có độ nhớt và chỉ số độ nhớt cao (độ nhớt ít bị biến đổi theo nhiệt
độ).
I.1.2.4. Hyđro cacbon loại hỗn hợp naphten - thơm.
Loại này rất phổ biến trong dầu, chúng thờng nằm ở phàn có đợc sôi
cao. Cấu trúc của chúng rất giống với cấu trúc trong các vật liệu hữu cơ ban
đầu tạo thành dầu nên dầu càng có độ biến đổi chất thấp sẽ càng có nhiều các
hyđro cacbon loại này.

Một số loại hyđro cacbon hỗn hợp naphten - thơm thờng gặp trong dầu
mỏ có cấu trúc nh sau:
ch
2
ch
2
tetralin indan
xyclohexylbenzen
1-xyclohexyl - 2 phenyletan
I.1.3. Các thành phần phihydrocacbon.
I.1.3.1. Các hợp chất chứa lu huỳnh
Trong thành phần phi hyđro cacbon, các chất hữu cơ chứa lu huỳnh là
loại hợp chất phổ biến nhất, chúng làm xấu đi chất lợng của dầu thô. Ngời ta
dã xác định đợc trên 250 loại hợp chất của lu huỳnh. Các loại dầu thô chứa ít
hơn 0,5% lu huỳnh là loại dầu tốt, còn dầu chứa từ 1 đến 2% lu huỳnh trở lên
là dầu xấu. Các chất chứa lu huỳnh thờng scó các dạng nh:
- Mercaptan R - S - H Disunfua R - S - S - R'.
- Sùnua R - S R' Thiophen.
Lớp Hoá dầu V02 - 01
8
Đồ án tốt nghiệp Chng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
- Lu huỳnh tự do S, H
2
S
- Lu huỳnh dạng marcaptan.
Mecaptan là các hợp chất có nhóm SH liên kết trực tiếp với gốc hyđro
cacbon chúng không bền và dễ phân huỷ ở nhiệt độ cao.
2RSH
0
300 C

R - S - R + H
2
S.
RSH
0
500 C

R' - CH = CH
2
+ H
2
S.
Các chất Mecaptan thờng có mặt ở phần nhiệt độ sôi thấp có phân đoạn
xăng, với nhiệt độ dới 200
0
C) gốc hyđro cacbon thờng từ C
1
ữ C
8
.
Lu huỳnh dạng sunfua và disunfua.
Các chất này có ở phân đoạn nhiệt độ sôi trung bình và cao. Gốc hyđro
cacbon có thể là mạch thẳng vòng no hoặc thơm.
Ví dụ:
S - R
(ch
2
)
n

S - R
Đặc biệt ở phần có nhiệt độ sôi cao thờng thấy nhiều lu huỳnh dangj
disunfua, có thể là do các chất mercapten bị phân huỷ đợc dẽ dàng oxy hoá để
tạo ra disunfua theo phản ứng.
2RSH +
1
2
O
2


R - S - S - R + H
2
O
Lu huỳnh dạng thi ophen.
Các hợp chất chứa lu huỳnh dạng thiophen có cấu trúc mạch vòng nh:
S
S
thiophen
benzo thiophen
dibenzen thiophen
Thiophen là bạc chất chứa lu huỳnh phổ biến nhất (chiếm từ 45 ữ 92 %
trong tất cả các dạng hợp chất chứa lu huỳnh của dầu mỏ) chúng thờng có ở
phầncơ nhiệt độ sôi trung bình và cao của dầu.
- Lu huỳnh dạng tự do.
Lớp Hoá dầu V02 - 01
9
Đồ án tốt nghiệp Chng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
Đó là lu huỳnh dạng nguyên tố và dạng H
2

S. Dựa vào hàm lợng lu
huỳnh dạng H
2
S có trong dầu mà ngời ta phân ra hai loại dầu : Dầu chua lợng
H
2
S > 3,7 ml H
2
S/1lit dầu ngọt lợng H
2
S < 3,7ml H
2
S/ 1lit dầu.
Khi đun nóng H
2
S sẽ bay ra, gây nên ăn mòn đờng ống, thiết bị.
I.1.3.2. Các chất chứa Nitơ.
Các chất chứa nitơ thờng có ít trong dầu mỏ (0,01 ữ 1% trọng lợng)
chúng nằm ở phần có nhiệt độ sôi cao, thờng có 1,2 hoặc 3 nguyên tử N,
những hợp chất có một nguyên tử nitơ thờng có tính bazơ và là loại chính còn
các chất chứa từ hai nguyên tử nitơ trở lên rất ít. Cũng có loại chứa tới bốn
nguyên tử nitơ. Cũng có loại chứa tối bốn nguyên tử nớc. Nhng chất này thờng
có xu hớng tạo phức với kim loại nh V, Ni (ở dạng Porfinin).
Một số dạng hợp chất chứa một nitơ nh sau:
N
N
N
N
pyridin
quirolin

izo - quindin
ocridin
NH
NH
NH
NH
pyrol
indol
cacbazol
benzocacbazol
I.1.3.3. Các chất chứa oxy.
Các chất chứa oxy trong dầu mỏ thờng tồn tại dới dạng axit, xetôn,
phênol, ete, esteTrong đó cac axit và phenol là quan trọng hơn cả, chúng th-
ờng nằm ở phần có nhiệt độ sôi trung bình và cao. Các axit thơng có một
chức năng và nhiều nhất ở phần nhiệt độ sôi trung bình,còn ở nhiệt độ cao
hơn, hàm lợng axit giảm.Các phenol thờng gặp là:
oh
ch
3
oh
oh
phenol
Crezol

- naphatol
Lớp Hoá dầu V02 - 01
10
Đồ án tốt nghiệp Chng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
I.1.3.4. Các kim loại nặng.
Hàm lợng các kim loại có trong dầu thờng không nhiều (phần vạn đến

phần triệu) chúng có trong cấu trúc của các phức cơ kim (dạng parphirin), chủ
yếu là phức của hai nguyên tố V và Ni. Ngoài ra còn một lợng nhỏ các nguyên
tố khác nh Fe, Cu, Zn, Ca, Mg, Ti,
Hàm lợng kim loại nặng nhiều sẽ gây trở ngại cho các quá trình chế
biến xúc tác, do chúng gây ngộ độc xúc tác. Vì vậy đối với quá trình craking
và reforming, yêu cầu hàm lợng các kim loại này không đợc quá 5 đến 19
ppm. Ngoài ra, phần cặn của dầu mỏ nếu chứa nhiều kim loại nặng, khi sử
dụng làm nhiệt độ đốt là sẽ có thể xảy ra sự cố thủng lò do tạo hợp kim có
nhiệt độ nóng chảy thấp.
I.1.3.5. Các chất nhựa và asphanten.
Nhựa và asphanten kỹ thuật những chất chứa đồng thời các nguyên tố
C, H, O, S, N có phần tử lợng rất lớn (500 ữ 600 đvC trở lên) Nhìn bề ngoài
chúng đều có mầu xẫm nặng hơn nớc (tỷ trọng lớn hơn 1) và không tan trong
nớc chúng đều có cấu trúc hệ vòng ngng tụ cao, thờng tập trung nhiều ở phần
nặng, nhất là cặn trong dầu mỏ. Tuy nhiên cũng có thể phân biệt đợc nhựa và
asphanten theo các đặc điểm:
Nhựa Asphanten
- Trọng lợng phân tử: 600 ữ 100đvC
- Dễ tan trong dung môi hữu cơ, khi
tạo dung dịch thực
- Độ thơm hoá: 0,14 ữ 0,25
- trọng lợng phân tử 100 ữ 2500đvC
- Khó tan trong dung môi hữu cơ, khi
tan trong dung dịch keo.
- Độ thơm hoá: 0,2 ữ 0,7.
Các chất nhựa và asphanten thờng có nhiều ở phần nặng, đặc biệt là
phần cặn sau khi chng cất, chúng đềi làm xấu đi chất lợng của dầu mỏ, sự có
mặt của chúng trong nhiên liệu sẽ làm cho sản phẩm bị sẫm màu, khi cháy
không hết sẽ tạo cặn, tạo tàn. Trong quá trình chế biến chúng rễ gây ngộ độc
xúc tác. Tuy nhiên, dầu mở nào chứa nhiều nhựa và asphaten sẽ làm nguồn

nguyên liệu tốt để sản xuất nhựa đờng.
Nhựa và asphaten ở các loại dầu mỏ khác nhau vẫn có thành phần
nguyên tố gần giống nhau. Nhựa dễ chuyển thành asphanten khi bị oxy hoá,
do đó có thể coi rằng asphanten là sản phẩm chuyển hoá tiếp theo của nhựa.
Vì vậy mà phân tử lợng của asphanten bao giờ cũng cao hơn của nhựa.
Lớp Hoá dầu V02 - 01
11
Đồ án tốt nghiệp Chng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
I.1.3.6. Nớc lẫn trong dầu mỏ (Nớc khoan).
Trong dầu mỏ bao giờ cũng có lãn một lợng nớc nhất định, cúng đều
tồn tại ở dạng nhũ tơng. Các nguyên tố nhân dẫn đến sự có mặt của nớc trong
dầu đó là: Nớc có từ khi hình thành nên dầu khí do sự lún chìm của các vật
liệu hữu cơ dới đáy biển và nớc từ khí quyển (nh nớc ma) ngấm vào các mỏ
dầu.
Trong nớc khoan chứa một lợng rất lớn các mối khoáng các cation và
anion thờng gặp là: Na
+
, Ca
2+
, Mg
2+
, Fe
2+
, K
+
, Cl
-
, CHO
-
3

, SO
2-
4
, SO
2-
3
,

Br
-
, I
-

Ngoài ra có một số oxit không phân ly ở dạng keo nh H
2
O
3
, Fe
2
O
3
, SiO
2
.
Khi khai thác dầu, để lắng, nớc sẽ tách ra khỏi dầu. Trong trờng hợp n-
ớc tạo thành hệ nhũ tơng bền vững, lúc đó muốn tách đợc hết nớc thải dùng
phụ gia phá nhũ.
Cần chú ý rằng một số muối khoáng trong nớc bị phân huỷ phân tạo ra
axit gây ra ăn mòn thiết bị, bơm, đờng ống, theo phản ứng.
MgCl

2
+ 2H
2
O

Mg(OH)
2
+ 2HCl.
MgCl
2
+ H
2
O

Mg(OH)Cl + HCl.
Vì vậy phải nghiên cứu kỹ về nớc khoan và có biện pháp để phòng sự
ăn mòn đó.
I.2. Chuẩn bị nguyên liệu dầu thô trớc khi chế biến.
I.2.1. Các hợp chất có hại trong dầu thô .
Dầu thô vừa mới khai thác ở mở lên, ngoài phần chủ yếu là hyđro
cacbon, trong dầu thô còn chứa khí, nớc muối, cát, đất nằm lẫn trong dầu thô.
Muối lẫn t rong dầu thô nh: NaCl, CaCl
2
, MgCl
2
Nớc lẫn trong dầu mỏ ở
trạng thái tự do và trạng thái nhũ tơng.
Trong dầu mỏ còn lẫn các khí hữu cơ nh CH
4
, C

2
H
2
, C
3
H
8
, C
4
H
10
và khí
vô cơ nh: H
2
S, CO
2
, H
2
. Việc có mặt các tạp chất kể trên có hại tới quá trình
vận chuyển và tồn chứa rất lớn, đặc biệt là khi chng cất dầu, chúng sẽ tạo cặn
và các hợp chất ăn mòn, phá hỏng thiết bị làm giảm công suất chế biến vì thế
trớc khi đa vào chế biến, dầu thô cần phải đợc cho qua các bớc xử lý khác
nhau để tách các tạp chất có hại.
I.2.2. ổn định dầu khai nguyên.
Dầu nguyên khai còn chứa các khí hoà tan nh khí đồng hành và các khí
phi hyđro cacbon. Đại bộ phận chúng dễ tách ra khi áp suất trong lúc phun ra
khỏi giếng khoan. Nhng dù sao vẫn còn lại một lợng nhất định lẫn vào trong
Lớp Hoá dầu V02 - 01
12
Đồ án tốt nghiệp Chng cấtt dầu thô ít phần nhẹ

dầu cần phải tách tiếp trớc khi đa chúng vào chế biến nhằm mục đích hạ thấp
áp suất hơi khi chng cất cất dầu thô và nhận thêm nguồn nguyên liệu cho chế
biến hoá dầu, vì rằng khi các khí hyđro cacbon nhẹ (C
1
ữ C
4
) là nguồn nguyên
liệu quý c ho quá trình sản suất difin nhẹ. ổn định dầu thực chất là tích bớt
phần nhẹ, nhng để tránh bay hơi cả phần xăng, tốt nhất là tiến hành chng cất
ở áp suất cao, khi đó chỉ có các cấu tử nhẹ hơn C
4
bay hơi còn các phân tử C
5
trở lên vẫn còn lại trong dầu.
I.2.3. Tách các tạp chất cơ học, nớc và muối.
I.2.3.1. Tách bằng phơng pháp cơ học.
I.2.3.1.1. Lắng.
Bản chất của phơng pháp lắng là dựa vào sự khác nhau vể tỷ trọng dầu
và các tạp chất nh đất đá, nớc và muối. Nếu dầu có tạp chất nàu khi để lâu
ngày thì tạp chất sẽ tách và và lắng xuống tạo thành hai lớp rõ rệt và có thể
tách ra dễ dàng.
Tốc độ lắng của hạt có tính theo công thức Stockes, áp dụng khi kích
thớc hạt lớn hơn 0,5àm.
( )
2
1 2
r d d g
V
18

=

Trong đó:
V - Vận tốc lắng cm/s
r - đờng kính của hat.
d
1
, d
2
- tỷ trọng của hạt và của dầu tơng ứng.
- độ nhớt động học của hỗn hợp.
Từ công thức này ta thấy nếu kích thớc hạt càng bé, sự chênh lệch về tỷ
trọng càng ít, độ nhớt của hỗn hợp càng lớn thì tốc lắng càng nhỏ và nh vậy,
để phân chia thành các lớp riêng biệt đòi hỏi thời gian càng lớn.
Để tăng thời gian lắng, ngời ta thờng dùng biện pháp gia nhiệt để giảm
độ nhớt, nhiệt độ thờng đợc duy trì trong khoảng 50 ữ 60%C để tránh mất mát
do dầu bay hơi. Nếu duy trì ở áp suất cao, ta có thể nâng cao nhiệt độ lắng mà
không sợ mất mát vì hơi lúc này thấp hơn so với trờng hợp dùng áp suất thấp.
I. 2.3.2.3. Ly tâm.
Lớp Hoá dầu V02 - 01
13
Đồ án tốt nghiệp Chng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
Ly tâm là phơng pháp hay đợc dùng để tách nớc và các tạp chất đất đá.
Lực ly tâm càng lớn càng có khả năng phân chia cao và các hạt có tỷ trọng
khác nhau khỏi dầu. Lực ly tâm tỷ lệ với bình phơng só vòng quay ly tâm của
roto nên số vòng quay càng lớn, hiệu quả tách càng cao. Trong công nghiệp
thờng dùng máy ly tâm so với vòng quay từ 3500 ữ 50.000 vòng/phút. Nhng
nếu số vòng quay càng lớn thì việc chế tạo thiết bị càng khó khăn và không
thể chế tạo thiết bị với công suất lớn. Do vậy, lĩnh vực áp dụng ảu phơng pháp
này cũng bị hạn chế.

I.2.3.1 Phơng pháp lọc.
Để tách nớc và tạp chất đất đá khỏi dầu có thể dùng phơng pháp lọc khi
chúng ta cho thêm vào dầu một chất dễ thấm nớc, dễ dữ nớc và tách chúng ra.
Các chất này thuộc loại các (chất lọc trơ". Ví dụ trong thực tế ngời ta dùng
bong thuỷ tinh đểlọc nớc ra khỏi dầu.
I.2.3.2. Các phơng pháp các .
I.2.3.2.1. Tách nhũ tơng trong dầu bằng phơng pháp hoá học.
Bản chất của phơng pháp là cho thêm một chất hoạt động bề mặt để nhủ
tơng còn gọi là chất khử nhủ). Khi cac điều kiện thao tác nh nhiệt độ, áp suất
chất rung động đợc chọn ở chế độ thích hợp thì hiệu của các phơng pháp
cũng rất cao. Song khó khăn là phải chọn đợc chất hoạt động bề mặt thích hợp
không gây hậu quả khó khăn cho việ chế biến sau này, cũng nh không phân
huỷ hay tạo môi trờng ăn mòn thiết bị.
I.2.3.2.2. Phơng pháp dùng điện trờng.
Dùng điện trờng để phá nhủ tơng, tách muối khỏi dầu là một phơng
pháp hiện đại, công suất lớn, quy mô công nghiệp và dễ tự động hoá nênn các
nhà máy chế biến dầu có công suất lớn đều áp dụng phơng pháp này.
Vì bản thân các tạp chất đã kù các hạt dễ nhiễm điện tích, do vậy nếu ta
dùng lực điện trờng mạnh sẽ làm thay đổi điện tích tạo điều kiện cho các hạt
đông tụ hay phát triển làm cho kích thớc lớn lên và nh vâỵa chúng sẽ dễ bị
tách ra khỏi dầu.
Tơng tác điện trờng giữa các hạt làm cho các hạt tích điện và lắng
xuống. Nguyên tắc này đợc áp dụng để tách muối, nớc ra khỏi dầu thô. Dầu
thô đợc gia nhiệt trớc trong cac thiết bị trao đổi nhiệt độ rồi đợc trộn với một
lợng nớc sạch để tạo thành nhũ tơng chứa mối. Lực hút giữa các hạt tích điện
Lớp Hoá dầu V02 - 01
14
Đồ án tốt nghiệp Chng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
làm hco các hạt lớn lên, ngng tụ thành hạt có kích thớc lớn và chúng dễ tách
thành lớp nớc nằm dới lớp dầu. Trong thực tế ngời ta pha thêm nớc vào dầu

với lợng từ 3 ữ 8% so với dầu thô và có thể cho thêm hoá chất rồi cho qua van
tạo nhũ, sau khi đã qua thiết bị trao đổi nhiệt ở nhiệt độ 130 ữ 150
0
C, muối t
rong dầu thô đợc chuyển nhũ tơng và khi đợc dẫn vào khoảng cách giữa hai
điện cực có hiệu điện thế từ 26000 V trở lên chúng tích điện va vào nhau và
tăng dần kích thớc, cuối cùng tách thành lớp nớc nằm trong thiết bị tách muối
đợc giữ ở áp suất tử 9 ữ 12 kg/cm
2
, bộ phận an toàn đợc bố trí ngay trong thiết
bị, khi tách mtộ bậc ngời ta có thể tách 90 ữ 95% muối còn nếu áp dụng tách
hai cực sẽ nâng hiệu suất muối lên 99%.
Thiết bị tách muối và nớc thờng có dạng hình trụ hay hình cầu, dạng
hình trị loại ngang đợc sử dụng phổ biến do dễ chế tạo, lăp đặt và tốn ít kim
loại hơn. Thiết bị thờng có kích thớc nh sau: đờng kính 3 ữ 5m chiều dài 18 ữ
20 m dung tích thờng từ 100 ữ 150m
3
. và có thể chịu đợc áp suất đến 18 ữ 20
kg/cm
2
.
Lớp Hoá dầu V02 - 01
15
Đồ án tốt nghiệp Chng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
Chơng II. Chng cất dầu thô.
II. 1. Mục đích và ý nghĩa của quá trình chng cất dầu thô
Trong công nghiệp chế biến dầu, dầu thô sau khi đã đợc xử lý qua các
quá trình tách nớc, muối và các tạp chất cơ học, đợc đa vào chng cất. Các quá
trình chng cất dầu ở áp suất khí quyển ADCA tmospheric Distillation) và chng
cất trong chân không VD (Vacum Distillation) thuộc về nhóm các quá trình

chế biến vật lý.Chng cất ở áp suất khí quyển AD với nguyên liệu là dầu thô
đôi khi còn gọi là quá trình CDU (Caud oil Distitlation Uint) còn chng cất VD
dùng nguyên liệu là cặn của quá trình chng cất AD, trong thực tế đôi khi còn
gọi là cặn của quá tình chng cất (cặn thô hay mazut) tuỳ theo bản chất của
nguyên liệu và mục đích của quá trình mà chúng ta sẽ áp dụng chng cất AD,
VD hay hay kết hợp cả hai AD - VD (gọi tắt là A - V - D). Các nhà máy hiện
đại luôn luôn dùng loại công nghệ A - V - D.
Khi áp dụng loại hình công nghệ AD chúng ta chỉ chng cất dầu thô với
mục đích nhận các phân đoạn xăng (naphta nhẹ, naphta nặng) phân đonạ
kerosen, phân đoạn diezen (nặng, nhẹ) và phần cặn còn lại sau chng cất khi
muốn chng cất sâu thêm phần cặn thô nhằm mục đích nhận các phân đoạn
gasoil chân không hay phân đoạn dầu nhờn, ngời ta chng cất VD. Phân đoạn
gasoil quá trình crarking phân đoạn dầu nhờn đợc dùng để chế tạo các sản
phẩm dầu mỡ bôi trơn. Còn phân đoạn cặn chng cất VD gọi là phân đoạn cặn
gurdon, đợc dùng để chế tạo bitum nhựa đờng hay làm nguyên liệu cho quá
trình cốc hoá sản xuất dầu mỏ. Nh vậy tuỳ theo thành phần của dầu mỏ, và
mục đích chế biến mà ngời ta áp dụng loại hình công nghệ chng cất thích hợp.
Lớp Hoá dầu V02 - 01
16
Đồ án tốt nghiệp Chng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
II.1.1. Các sơ đồp công nghệ đợc trình bày ở trên hình sau:

Lớp Hoá dầu V02 - 01
17
Đồ án tốt nghiệp Chng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
II.1.2. Cơ sở lý thuyết của quá trình chng cất dầu thô.
Quá trình chng cất dầu là một quá trình vật lý phân chia dầu thô thành
các phần gọi là các phân đoạn quá trình này đợc thực hiện bằng các biện pháp
khác nhau nhằm tách các phần đầu theo nhiệt độ sôi của các cấu tử có trong
dầu mà không làm phân huỷ chúng. Tuỳ theo biện pháp tiến hành chng cất mà

ngời ta phân chia quá trình chng cất thành chng cất đơn giản, chủng phức tạp,
chng cất nhờ cấu tử bay hơi hay chng cất t rong chân không.
II.1.2.1. Chng đơn giản.
Chng đơn giản là quá trình chng cất đợc tiến hành bằng cách bay hơi
dần dần, một lần hay nhiều lần, một hỗn hợp lỏng cần chng.
Lớp Hoá dầu V02 - 01
18
Đồ án tốt nghiệp Chng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
II.1.2.1.1. Chng bay hơi dần dần.
1
2
4
3
Hình 2: Chng cắt bay hơi dần dầu
1. Bình chng.
2. Thiết bị đun sôi.
3. Thiết bị ngng tụ.
4. Bình thu sản phẩm
Thiết bị (2) đốt nóng liên tục hỗn hợp chất lỏng trong bình chng (1) từ
nhiệt thấp tới nhiệt độ sôi cuối khi liên tục tách hơi sản phẩm và ngng tụ hơi
ra tong thiết bị ngng tụ (3) và thu đợc sản phẩm lỏng trong bể chứa (4) phơng
pháp này đợc áp dụng trong phòng thí nghiệm.
II. 1.2.1.2. Chng cất bay hơi một lần.
Phơng pháp này còn đợc gọi là bay hơi cân bằng.
3
4
I
1
III
II

Hình 3: Chng cất bay hơi một lần
1. Tháp chng.
2. Thiết bị đung sôi.
Lớp Hoá dầu V02 - 01
19
Đồ án tốt nghiệp Chng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
3. Thiết bị ngng tụ.
4. Bể chứa
I. Nhiên liệu ban đầu.
II. Phần cắt.
III. Phần cặn
Hỗn hợp lỏng đợc cho liên tục vào thiết bị đun sôi (2) ở đây hỗn hợp đ-
ợc đun nóng đến nhiệt độ xác định và áp suất p cho trớc pha lỏng - hơi đợc
tạo thành đạt đến trạng thái cân bằng, ở khuếch đại đó lại đợc cho vào thiết bị
phân chia một lần trong thiết bị đoạn nhiệt (1) pha hơi qua thiết bị nhng tụ (3)
rồi vào chứa (4), từ đó ta nhạn đợc phần cắt, phía dới thiết bị (1) là pha lỏng đ-
ợc tách ra liên tục ta nhận đợc phần cặn.
Tỷ lệ giữa lợng hơi đợc tạo thành khi bay hơi một lần với lợng chất lỏng
nguyên liệu chng ban đầu đợc gọi là chng cất.
Chng cất một lần nh vậy sẽ cho phép nhận đợc phần chng cất lớn hơn
so với cất dầu. Tuy với nhiệt độ chng bộ giới hạn, nhng vẫn cho phép nhận đ-
ợc một lợng phần cất lớn hơn.
II.1.2.1.3. Chng cất bay hơi nhiều lần.
Là quá trình gồm nhiều quá trình bay hơi một lần nối tiếp nhau ở nhiệt
độ tăng cao dần( hay ở áp suất thấp hơn) đối với phần cặn.
II
III
1
I
5

4
V
IV
5
4
2
3
3
Hình 4: Chng cất bay hới nhiều lần
1. Tháp chng cất nhiệt độ thấp
2. Tháp chng cất nhiệt độ cao.
3. Thiết bị gia nhiệt.
Lớp Hoá dầu V02 - 01
20
Đồ án tốt nghiệp Chng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
4. Thiết bị ngng tụ.
5. Bình chứa sản phẩm.
I. Nhiên liệu.
II. Phần cất nhẹ.
III Cặn chng cất ở nhiệt độ thấp.
IV. Phần cất nặng.
V. Cặn chng cất ở nhiệt độ cao.
Nhiên liệu đợc cho quá trình thiết bị gia nhiệt (3) và đợc làm nóng đến
nhiệt độ cần thiết, sau đó cho vào tháp chng đoạn nhiệt (1).
ở đây phần nhẹ đợc bay hơi ở đỉnh và qua thiết bị làm alnhj (4). Sau đó
vào bể chứa (5) phần nặng ở đáy tháp (1) đợc gia nhiệt ở (3) và dẫn vào tháp
chng đoạn nhiệt (2). Tháp chng này có áp suất thấp hơn so với áp suất chng (I)
và phần nhẹ bay hơi lên đỉnh, qua thiết bị ngng tụ (4) và sau đó vào bể (5). Ta
chỉ thu đợc phần sản phẩm, nặng IV ở đáy thấp (2) ta thu đợc phần cặn của
quá trình chng (V).

Phơng pháp chng cất dầu bằng bay hơi môt lần và bay hơi nhiều lần có
ý nghĩa rất lớn trong thực tế công nghiệp chế biến dầu ở các dây chuyền hoạt
động liên tục. Quá trình bay hơi một lần đợc áp dụng khi đốt nóng dầu trong
các thiết bị trao đổi nhiệt, t rong lò ống và tiếp theo quá trình tích pha hơi
lỏng ở bộ phận cung cấp, phân phối của tháp tinh luyện.
Chng đơn giản, nhất là với loại bay hơi môt lần, không đạt đợc độ
phân chia cao khi cần phân chia rõ ràng các cấu tử của hỗn hợp chất lỏng.
II.1.2.2. Chng phức tạp.
Để nâng cao khả năng phân chia một hỗn hợp chất lỏng phải tiến hành
chng cất có hối lu hay chng cất có tinh luyện đó là chng cất phức tạp.
II.1.2.2.1. Chng cất có hồi lu
Chng cất có hồi lu là quá trình chng khi lấy một phần chất lỏng ngng tụ
từ hơi tách ra cho quay lại tới từ dòng hơi bay lên. Nhờ có sự tiếp xúc đồng
đều và thêm một lần nữa giữa pha lỏng và pha hơi mà pha hơi tách ra khỏi hệ
thống lại đợc làm giàu thêm cấu tử nhẹ (có nhiệt độ sôi thấp hơn) sơ với khi
không có hồi lu, nhờ vậy mà có độ phân chia cao hơn.Việc hồi lu lỏng đợc
khống chế bằng bộ phận đặc biệt và bố trí phía trên thiết bị chng.
Lớp Hoá dầu V02 - 01
21
Đồ án tốt nghiệp Chng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
2
2
4
I
1
III
Hồi l
Ư
u đỉnh
3

sản phẩm đỉnh
II
Hình 5: Chng cất có hồi lu
1. Tháp chng
2. Thiết bị đun sôi.
3. Bể chứa
I. Nguyên liệu.
II. Sản phẩm cất.
III Phần cặn.
Nguyên liệu (I) qua thiết bị đung nóng (2) rồi vào tháp chng (1) phần
hơi để lên đỉnh tháp sau đó qua thiết bị làm lạnh và thu đợc sản phẩm (II)
phần đáy đợc tháo ra là phần cặn (III) một phần đợc gia nhiệt hồi lu trở lại,
đáy tháp trực tiếp hiện tiếp quá trình chng cất thu đợc sản phẩm.
II.1.2.2.2. Chng cất có tinh luyện.
Chng cất có tinh luyện cho độ phân chia cao hơn khi kết hợp với hồi lu
cơ sở quá trình tinh luyện là sự trao đổi nhiều lần về cả hai pha giữa pha lỏng
và pha hơi chuyển động ngợc chiều nhau. Quá trình này thực hiện trong tháp
tinh luyện. Để quá trình xảy ra hoàn thiện hơn giữa pha lỏng và pha hơi trong
tháp đợc trang bị đĩa đệm. Độ phân chia một hỗn hợp các cấu tử trong tháp
phụ thuộc vào số lần tiếp xúc giữa các pha vào lợng hồi lu ở đĩa và hồi lu đỉnh
tháp.
Các quá trình chng cất sơ khởi dầu thô dựa vào quá trình chng cất một
số lần và nhiều lần có tinh luyện. Quá trình tinh luyện xảy ra trong tháp chng
phân đoạn trong tháp bố trí các đĩa , hoạt động của tháp đợc mô tả nh sau:
Lớp Hoá dầu V02 - 01
22
Đồ án tốt nghiệp Chng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
Chất lỏng
Máng chảy chuyền
thân tháp

Hồi lƯu trung gian
Tới tháp bay hơi phụ
Đĩa chụp
Ln
Vn
Vn+1
Cửa tháo hồi l
Ư
u
Hơi
Hình 6: Nguyên lý làm việc của tầng đĩa trong tháp tinh luyện
Pha hơi V
n
bay lên từ đĩa thứ n lên đĩa thứ n - 1 đợc tiếp xúc với pha
lỏng L
n - 1
chảy từ đĩa n - 1 xuống còn pha lỏng l
n
từ đĩa n chảy xuống đĩa phía
dới n + 1 lại tiếp xúc vơi pha hơi V
n + 1
bay hơi dới lên. Nhờ quá trình tiếp xúc
nh vậy mà quá trình trao đổi chất xảy ra tốt hơn pha hơi bay lên ngày càng
Lớp Hoá dầu V02 - 01
23
Đồ án tốt nghiệp Chng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
làm giàu thêm cấu tử nhẹ, còn pha lỏng chảy xuống phía dới ngày càng nhiều
cấu tử nặng. Số làn tiếp xúc pha càng nhiều, quá trình trao đổi chất càng đợc
tăng cờng và kết quả phân tích của tháp càng tốt, hay nói cách khác tháp có
độ hồi lu đáy nhờ có hồi lu đỉnh và đáy mà làm cho tháp hoạt động liên tục,

ổn định và có khả năng phân tách cao. Ngoài đỉnh và đáy, nếu cần ngời ta thiết
kế hồi lu trung gian, bằng cách lấy sản phẩm đáy cạnh sờn tháp cho trao đổi
nhiệt làm lạnh rồi quay lại tới và tháp. khi lấy sản phẩm cạnh sờn của tháp,
ngời ta trang bị thêm các bộ phận tách trung gian cạnh sờn tháp. Nh vậy theo
chiều cao của tháp tinh luyện , ta xẽ nhận đợc các phân đoạn có giới hạn sôi
khác nhau tuỳ thuộc vào chế độ công nghệ chng và dầu thô nguyên liệu ban
đầu.
II.1.2.2.3. Chng cất trong chân không và chng cất với hơi nớc.
Hỗn hợp các cấu tử có trong dầu thô thờng không bền, dễ bị phân huỷ
nhiệt, nhất là các hợp chất chứa lu huỳnh và các chất cao phân tử nh nhựa
các hợp chất parafin kém bền nhiệt hơn các hợp chất thơm. Độ bền nhiệt của
các cấu tử tạo thành dầu không chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ mà còn phụ thuộc
cả thời gian tiếp xúc ở nhiệt đó. Trong thực tế chng cất, đối với các phân đoạn
có nhiệt độ sôi cao, ngời ta cần tránh sự phân huỷ nhiệt chúng khi đốt nóng.
Tuỳ theo loại dầu thô, trong thực tế không nên đốt nóng quá 400 ữ420
0
C với
dầu không có hay có chứa ít lu huỳnh, và không quá 320 ữ 340
0
C với dầu
không có hay có cha ít lu huỳnh và không quá 320 ữ 340 với dầu có và nhiều
lu huỳnh.
Sự phân huỷ khi chng cất sẽ làm xấu đi tính chất của sản phẩm, nh làm
giảm độ nhớt và nhiệt độ bắt cháy cốc kín và chúng giảm độ bền oxy hoá. Nh-
ng quan trọng hơn là chúng gây nguy hiểm cho quá trình chng cất vì chúng
tạo thành các hợp chất ăn mòn và làm tăng áp suất của tháp. Để giảm mức độ
phân huỷ, thời gian lu của nguyên liệu ở nhiệt độ cao cũng giảm mức độ phân
huỷ, thời gian lu của nguyên liệu ở nhiệt độ cao cũng cần phải hạn chế. ví dụ
trong thực tế chng cất, thời gian lu của nguyên liệu dầu (phân đoạn cặn chng
cất khí quyển) ở đáy tháp AD không lớn hơn 5 phút và phân đoạn gurdon khi

chng chân không VD chỉ vào khoảng từ 2 ữ 5 phút.
Khi nhiệt độ sôi của hỗn hợp ở áp suất khí quyển cao hơn nhiệt độ
phân huỷ nhiệt cẩu chúng ngời ta phải dùng chng cất t ỏng chân không VD
hay chng cất với hơi nớc để tránh phân huỷ nhiệt. Chân không làm giảm nhiệt
Lớp Hoá dầu V02 - 01
24
Đồ án tốt nghiệp Chng cấtt dầu thô ít phần nhẹ
độ sôi, còn hơi nớc có tác dụng tơng tự nh dùng chân không: giảm áp suất
riêng phần ảu cấu tử hỗn hợp làm cho chúng sôi ở nhiệt độ thấp hơn, hơi nớc
đợc dùng ngay cả trong chng cất khí quyển. Khi tinh luyện hơi nớc dùng để
tái bay hơi phân đoạn phân đoạn có nhiệt độ sôi thấp còn chứa 6 mazut hay
trong gurdon, trong nhiên liệu và dầu nhờn.
Kết hợp dùng chân không và hơi nớc khi chng cất phần cặn sẽ cho phép
đảm bảo hiệu quả phân tách sâu hơn phân đoạn dầu nhờn (có thể đến 550 ữ
600
0
C).
Tuy nhiên tác dụng của hơi nớc làm tác nhân bay hơi còn bị hạn chế, vì
vậy nhiệt lợng bay ra khác xa so với nhiệt độ đốt nóng chất lỏng. Vì thế nếu
tăng lợng hơi nớc thì nhiệt độ và áp suất hơi bão hoà của dầu giảm xuống, và
tách hơi cũng giảm theo. Do vậy lợng hơi nớc có hiệu quả tốt nhất chỉ trong
khoảng từ 2 ữ 3% so với nguyên liệu đem chng cất, khi số cấp lý thuyết là 3
hoặc 4 trong điều kiện nh vậy lợng hơi dầu tách ra từ phân đoạn mazut tới 14
ữ 23 khi chng cất với hơi nớc, số lợng phân đoạn tách ra đợc có thể tích theo
phơng trình sau:
f f
r
M P
G . .z
18 P P

=

Trong đó:
M
f
: phần tử lợng của hơi dầu.
G và z : số lợng hơi dầu tách ra và lợng lớn nớc
18 : Phân tử lợng của nớc
P: là áp suất tổng cộng của hệ
P
r
áp suất riêng phần của dầu ở độ chng.
Nhiệt độ của hơi nớc cần phải không thấp hơn nhiệt độ của hơi dầu để
tránh sản phẩm dầu ngậm nớc. Do vậy, ngời ta thờng dùng hơi nớc có nhiệt độ
trong khoảng 380 ữ 450
0
C, áp suất hơi từ 0,2 ữ 0,5 Mpa.
Công nghệ chng cất dầu với hơi nớc có nhiều u điểm, ngoài việc giảm
áp suất hơi riêng phần của dầu, nó còn tăng cờng khuấy trộn chất lỏng tránh
tách nhiệt cục bộ, tăng điện tích bề mặt bay hơi do tạo thành những tia và các
bong bóng bay hơi. Ngời ta cũng dùng hơi nớc để tăng cờng đốt nóng cặn dầu
trong lò ống khi chng cất trong chân không. khi đó đạt đợc mức độ bay hơi
lớn hơn do nguyên liệu dầu, tránh và ngăn ngừa quá trình tạo cốc trong các
Lớp Hoá dầu V02 - 01
25