công nghệ chế biến dầu nhờn sơ đồ chưng cất chân không

CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU
NHỜN
ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU
Năm 2010

SƠ ĐỒ CHƯNG CẤT CHÂN KHÔNG
MAZUT MỘT THÁP
>500
o
C
450÷500
o
C
400÷450
o
C
350÷400
o
C
Thiết bị trao đổi nhiệt làm lạnh dòng hồi lưu
Lò nung
Tháp bay hơi
I – Mazut; II,III và IV-Dầu cất nhẹ, trung và nặng, V- gudron; VI- hơi nước; VII – khí không ngưng tụ và
hơi nước; VIII-gasoil chân không
Hơi nước và khí phân huỷ không ngưng tụ vào thiết bị tạo chân không
400-420
o
C

SƠ ĐỒ CHƯNG CẤT CHÂN KHÔNG

MAZUT HAI THÁP NỐI TIẾP
I – Mazut; II,III và IV-Dầu cất nhẹ, trung và nặng, V- gudron; VI- hơi nước; VII – khí không ngưng tụ và
hơi nước; VIII-gasoil chân không
>500
o
C
450÷500
o
C
400÷450
o
C
350÷400
o
C
Hơi nước và khí phân huỷ không ngưng tụ vào thiết bị tạo chân không
400-420
o
C
350-360
o
C
<350C

SƠ ĐỒ CHƯNG CẤT CHÂN KHÔNG
MAZUT HAI THÁP NỐI TIẾP
I – Mazut; II,III và IV-Dầu cất nhẹ, trung và nặng, V- Gudron; VI- Hơi nước; VII – Khí không ngưng tụ và
hơi nước; VIII-Gasoil chân không; IX – Semigudron: X- Gasoil nặng
>500
o

C
450÷500
o
C
400÷450
o
C
350÷400
o
C
<350C

ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA SƠ ĐỒ
CHƯNG CẤT CHÂN KHÔNG HAI THÁP

Ưu điểm:
+ Tăng phần cất trong chân không cao hơn
+ Tăng độ phân tách distilat dầu nhờn

Nhược điểm:
+ Thao tác phức tạp
+ Tăng đầu tư xây dựng và chi phí hoạt động cho các thiết bị bổ sung

SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU
NHỜN GỐC

CÁC ỨNG DỤNG TRÍCH LY TRONG
CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT DẦU NHỜN
Mục đích của quá trình trích ly là chiếc tách các cầu tử không mong muốn
chứa trong các phân đoạn dầu nhờn mà bằng chưng cất chúng ta không thể

loại ra được:
+ Các hợp chất có chỉ số độ nhớt thấp
+ Các hợp chất tạo cốc
+ Các hợp chất nhựa asphan
+ Các parafin có phân tử lượng lớn

CÁC ỨNG DỤNG TRÍCH LY TRONG
CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT DẦU NHỜN
1. Quá trình khử asphalt của phần cặn chưng cất chân không cặn gudron.
2. Quá trình trích ly bằng dung môi chọn lọc các hợp chất thơm đa vòng, các hợp
chất nhựa asphalt
3. Quá trình tách sáp, tách các parafin phân tử lớn

QUÁ TRÌNH TRÍCH LY LỎNG-LỎNG
Trích ly lỏng-lỏng là một kỹ thuật phân tách dựa vào độ hòa tan
khác nhau (hay còn gọi là sự hòa tan có chọn lọc) của các cấu tử
trong nguyên liệu lỏng đồng nhất vào trong một dung môi thích
hợp.

QUÁ TRÌNH TRÍCH LY LỎNG-LỎNG
Chúng ta phải sử dụng đến quá trình trích ly khi quá trình
chưng cất không đảm bảo được về mặt kỹ thuật:
- Trường hợp các dung dịch đẳng phí
- Trường hợp các dung dịch có nhiệt độ sôi rất gần nhau.
- Mặt khác do mối liên hệ chặt chẽ giữa độ hòa tan và bản
chất hóa học, trích ly bằng dung môi đặc biệt đáp ứng tốt đối
với trường hợp phân tách các cấu tử theo các họ hóa học vì độ
hòa tan của các họ khác nhau là khác nhau (Ví dụ khử
aromatic để sản xuất dầu nhờn, sản xuất nhiên liệu; khử
asphalt để sản xuất dầu nhờn).

SƠ ĐỒ NGUYÊN TẮC QUÁ TRÌNH
TRÍCH LY

SƠ ĐỒ NGUYÊN TẮC QUÁ TRÌNH
TRÍCH LY
Nguyên liệu là một chất lỏng chứa các cấu tử cần tách. Dung môi
mới là một chất lỏng thứ hai có tác dụng kéo các cấu tử mà chúng là các cấu
tử dễ hòa tan vào dung môi mới nhất. Như vậy trong nguyên liệu chỉ còn lại
các cấu tử không thể hòa tan vào trong dung môi mới.
Sau quá trình trích ly, hệ tồn tại hai pha không tan lẫn. Việc phân
tách hai pha được thực hiện bởi quá trình gạn lắng.Tiếp theo đó là quá trình
tách dung môi ra khỏi các pha chứa nó hay còn gọi là quá trình hoàn nguyên
dung môi.

Một quá trình trích ly bằng dung môi thường đòi hỏi hai giai đoạn
chính bổ trợ lẫn nhau: giai đoạn trích ly nói riêng và giai đoạn hoàn nguyên
hoặc tái sinh dung môi thường bằng quá trình chưng cất.

CÁC PHƯƠNG THỨC TRÍCH LY
Trích ly một giai đoạn, giống như quá trình hoá hơi trong chưng
cất và chỉ cho phép phân tách sơ bộ, đơn giản, độ tinh khiết của
các sản phẩm không cao.

CÁC PHƯƠNG THỨC TRÍCH LY
Trích ly chéo dòng cũng như trích ly ngược dòng đơn giản
thường được quan tâm hơn do tiết kiệm được dung môi nhiều hơn,
và có thể cho pha rafinat có các chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu nhưng có
hiệu suất giới hạn.

CÁC PHƯƠNG THỨC TRÍCH LY
Quá trình trích ly ngược dòng có hồi lưu, ngoại hoặc nội, đạt
tới được các độ tinh khiết và hiệu suất mong muốn đối với cả hai
pha rafinat và extract.

THIẾT BỊ TRÍCH LY LỎNG-LỎNG
Nhằm đạt được hiệu quả cao, cấu tạo thiết bị trích ly cần phải thỏa mãn:

Diện tích tiếp xúc lớn nhất giữa các pha (khu vực bề mặt tiếp xúc), nhằm làm
cho các quá trình trao đổi pha dễ dàng

Đối với một dạng hình học nhất định, các điều kiện vận hành, đặc biệt là nhiệt
độ, có ảnh hưởng trực tiếp (thông qua các hệ số phân bố) hoặc gián tiếp (tỷ
trọng, độ nhớt ) đến hiệu quả trích ly.

YÊU CẦU ĐỐI VỚI CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT KẾ CÁC
CẤU TRÚC BÊN TRONG CỦA THÁP TRÍCH LY
Việc lựa chọn công nghệ và thiết kế các cấu trúc bên trong cho một hệ trích
ly lỏng-lỏng được định hướng bởi nhiều tiêu chuẩn như sau:
–
Lưu lượng tổng (quyết định đến đường kính tháp D)
–
Chất lượng sản phẩm (quyết định đến chiều cao tháp H)
–
Sự khác nhau về tỷ trọng giữa 2 pha(quyết định đến tốc độ chuyển khối,
H)
–
Tỷ lệ các pha (lượng pha nhẹ/lượng pha nặng, H)
–
Đặc trưng của sự phân tán (độ ổn định, sự tạo thành nhũ tương bền , quyết

định đến sự phân pha)
–
Các điều kiện vận hành (nhiệt độ, áp suất , quyết định đến cấu tạo tháp)
–
Thời gian lưu (quyết định đến nguy cơ phân hủy các sản phẩm)
–
Các yếu tố khác (tính bắt cháy, ăn mòn, Sự có mặt của các chất rắn …)

PHÂN LOẠI THIẾT BỊ TRÍCH LY
LỎNG LỎNG

Các loại thiết bị trích ly được gộp lại thành 2 nhóm theo cơ chế tiếp xúc pha có
hay không có tác động của năng lượng cơ học (khuấy trộn, đĩa quay ) trực
tiếp lên hỗn hợp các pha đang tiếp xúc với nhau.
1. Nhóm không có tác động của năng lượng cơ học gọi là thiết bị trích ly loại
tĩnh.
2. Nhóm có tác động của năng lượng cơ học gọi là thiết bị trích ly loại động.

THIẾT BỊ TRÍCH LY LOẠI TĨNH

Các thiết bị trích ly loại tĩnh trong đó động lực để 2 pha tiếp xúc với nhau đó là
nhờ chênh lệch khối lượng riêng. Pha có lưu lượng nhỏ phân tán vào trong lòng
pha liên tục.

Tháp này có thuận lợi là có năng suất lớn song hiệu quả chuyển khối lại thấp do
bị hiện tượng trộn ngược mạnh.

Loại này thường được dùng khi quá trình trích ly là đơn giản, dung môi dễ
dàng kéo cấu tử cần tách ra khỏi pha lọc.

THIẾT BỊ TRÍCH LY LOẠI TĨNH

THIẾT BỊ TRÍCH LY LOẠI ĐỘNG

Nhằm mục đích cải thiện quá trình
phân tán của các pha (tức là tăng
hiệu quả chuyển khối) bằng cách hạn
chế tối đa hiện tượng trộn ngược, gia
tăng thời gian lưu của pha phân tán
đồng thời cải thiện chất lượng của sự
phân tán, các thiết bị trích ly được
trang bị thêm các kết cấu bên trong
như cánh khuấy, đĩa quay hay các cơ
cấu dao động nhận năng lượng cơ
học từ bên ngoài, đó là các thiết bị
trích ly loại động.

THIẾT BỊ TRÍCH LY LOẠI ĐỘNG

THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ
TRÌNH TRÍCH LY
1. Tỷ lệ giữa dung môi và nguyên liệu: Đây là một trong những thông số quan trọng
quyết định công nghệ của quá trình trích ly trong công nghiệp.
+ Trong một nhiệt độ xác định khả năng hòa tan của nguyên liệu và dung môi sẽ
tăng lên cùng với sự tăng lên về tỷ lệ của dung môi so với nguyên liệu.
+ Nếu tỷ lệ dung môi và nguyên liệu tăng đến một giá trị đủ lớn thì nó sẽ hoà tan
hoàn toàn nguyên liệu ban đầu của chúng ta

THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ
TRÌNH TRÍCH LY

2. Nhiệt độ hoà tan tới hạn: Thông số quan trọng thứ
hai ảnh hưởng đến công nghệ của quá trình trích ly
trong công nghiệp.
+ Nhiệt độ hoà tan tới hạn: Là đại lượng nhiệt độ, mà
tại đó nếu chúng ta tăng hoặc giảm nhiệt độ thì dung
dịch A sẽ tan hoàn toàn trong dung dịch B, tạo thành hệ
một pha đồng nhất.
+ Có hai loại nhiệt độ hoà tan tới hạn:
1. Nhiệt độ hoà tan tới hạn trên
2. Nhiệt độ hoà tan tới hạn dưới

THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ
TRÌNH TRÍCH LY