đồ án thiết kế dây truyền công nghệ dầu thô nhiều phần nhẹ

Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô Việt Nam
Lời cảm ơn
Em xin chân thành cảm ơn TS. Lê Văn Hiếu ngời đã tận
tình hớng dẫn giúp đỡ em về mặt kiến thức khoa học, với sự
giúp đỡ ân cần và tận tính 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 những sai sót
và vớng mắc nhất định. Vậy em kính mong các thầy giáo, cô
giáo chỉ bảo cho em.
Một lần nữa cho em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới
các thầy giáo, cô giáo trong Bộ môn Công nghệ Hữu cơ -
Hoá dầu đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong thời gian vừa
qua.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên
Đặng văn Vinh.
1
Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô Việt Nam
Mục Lục
Mở đầu
5
Phần I
Tổng quan lý thuyết
7
I. Nguyên liệu 7
1. Phân loại dầu mỏ 7
2. Phân loại dầu mỏ theo họ hydrocacbon 7
3. Thành phần hoá học 10
4.Các đặc tính quan trọng của dầu thô

II. Sản phẩm của quá trình chng cất 13
1. Phân đoạn khí hydrocacbon 14
2. Phân đoạn xăng 14
3. Phân đoạn Kerosen 15
4. Phân đoạn diezen 15
5. Phân đoạn mazut 16
6. Phân đoạn dầu nhờn 16
7. Phân đoạn Gudron 16
III. Xử lý dầu thô trớc khi chng cất 16
1. Tách tạp chất cơ học, nớc, muối lẫn trong dầu 17
IV. Các phơng pháp chng cất 20
1. Chng đơn giản 25
2. Chng phức tạp 26
V. Các yếu tố ảnh hởng 30
1. Chế độ nhiệt của tháp chng luyện 30
2. Yếu tố áp suất của tháp chng luyện 32
3. Điều khiển, khống chế chế độ làm việc của tháp chng cất 33
4. Các loại tháp chng cất 34
Phần III
công nghệ của quá trình
36
I. Phân loại sơ đồ công nghệ 36
II. Dây chuyền công nghệ 38
1. Chọn chế độ công nghệ và sơ đồ công nghệ 38
2. Chọn sơ đồ công nghệ 39
3. Thuyết minh sơ đồ chng cất dầu bằng phơng pháp loại hai tháp 41
2
Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô Việt Nam
4. Ưu điểm của sơ đồ chng cất 2 tháp 41
III. Thiết bị chính trong dây chuyền 42

1. Tháp chng cất 42
2. Các loại tháp chng luyện 44
IV. Thiết bị đun nóng 48
1. Đun nóng bằng khói lò 48
2. Thiết bị đun nóng lò ống 49
V. Thiết bị trao đổi nhiệt khác 50
1. Loại vỏ bọc 50
2. Loại ống 51
Phần II
Tính toán công nghệ
53
I. Tính cân bằng vật chất 53
I.1. Tại tháp tách sơ bộ 53
I.2. Tại tháp tách phân đoạn 54
II. Thiết lập đờng cân bằng (VE) cho các sản phẩm 55
II.1. Đờng cân bằng (VE) sản phẩm xăng 55
II.2. Đờng cân bằng (VE) sản phẩm kerosen 57
III. Xác định các đại lợng trung bình của sản phẩm 58
III.1. Tỷ trọng trung bình 58
III.2. Xác định nhiệt độ sôi trung bình 59
III.3. Tính phân tử lợng trung bình của các sản phẩm 60
IV. Tính tiêu hao hơi nớc 60
IV.1. Tính tiêu hao hơi cho tháp phân đoạn 60
IV.2. Tính tiêu hao nớc cho các tháp tách 60
V. Tính chế độ của tháp chng cất 61
V.1. Tính áp suất của tháp 61
V.2. Tính nhiệt độ của tháp 62
V.3. Tính chỉ số hồi lu đỉnh tháp 69
VI. Tính kích thớc của tháp chng cất 69
VI.1. Tính đờng kính tháp 69

VI.2. Tính chiều cao của tháp 71
VI.3. Tính số chóp và đờng kính chóp 72
3
Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô Việt Nam
Phần IV
Xây dựng
73
I. Xác định địa điểm xây dựng nhà máy 73
II. Các yêu cầu về môi trờng vệ sinh công nghiệp 75
III. Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy 76
Phần V
tính toán kinh tế
80
I. Mục đích 80
II. Chế độ công tác của phân xởng 80
III. Nhu cầu về nguyên liệu và năng lợng 82
IV. Xác định nhu cầu công nhân cho phân xởng 83
V. Tính khấu hao cho phân xởng 84
VI. Chi phí khác cho 1 thùng sản phẩm 85
VII. Xác định hiệu quả kinh tế 85
Phần VI
An toàn
87
I. Khi Thiết kế tổng mặt bằng xí nghiệp 87
II. Kỹ thuật an toàn khi thiết kế sử dụng máy móc, thiết bị 89
III. An toàn điện 90
IV. An toàn trong xây dựng 90
V. Biện pháp phòng chống cháy nổ trong nhà máy 91
Kết luận
92

Tài liệu tham khảo
93
4
Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô Việt Nam
Mở đầu
Dầu mỏ đợc con ngời biết đến từ thời cổ xa, đến thế kỷ 18, với mục
đích làm nhiên liệu để đốt cháy, thắp sáng. Năm 1858 tại Mỹ xuất hiện
giếng khoan đầu tiên, đây là bớc chuyển mình và đi lên của ngành khai
thác và chế biến dầu mỏ .
Đến năm 1992 thế giới có tới 100 loại dầu mỏ khác nhau,thuộc sở hữu có
48 quốc gia, trong đó có Việt Nam. Quốc gia có sản lợng dầu mỏ lớn nhất là
ArậpXêút chiếm 26% tổng sản lợng dầu mỏ trên thế giới.
Hiện nay, dầu mỏ đã trở thành nguồn năng lợng quan trọng nhất của
mọi quốc gia trên thế giới. Khoảng 65 ữ 70% năng lợng sử dụng đi từ dầu mỏ,
chỉ có 20 ữ 22% năng lợng đi từ than, 5 ữ 6% từ năng lợng nớc và 8 ữ 12% từ
năng lợng hạt nhân.
Ngày nay trên 90% sản phẩm hữu cơ là 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 còn dài vẫn chiếm giữ một địa vị quan trọng trong lĩnh vực năng
lợng và nguyên liệu hoá học mà không có tài nguyên thiên nào cạnh tranh nổi.
Bên cạnh đó hớng sử dụng mạnh mẽ và có hiệu quả nhất của dầu mỏ là làm
nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hoá dầu nh: sản xuất cao su, chất dẻo,
tơ sợi tổng hợp, các chất hoạt động bề mặt, phân bón, thậm chí cả protêin.
Dầu mỏ là một hỗn hợp rất phức tạp trong đó có hàng trăm cấu tử khác
nhau. Mỗi loại dầu mỏ đợc đặc trng bởi thành phần riêng, song về bản chất
chúng đều có các hydrocacbon là thành phần chính, các chất đó chiếm 60
ữ90% trọng lợng trong dầu, còn lại là các chất Oxy, Lu huỳnh, Nitơ, các phức
chất cơ kim, các chất nhựa, asphanten. Trong khí còn các khí trơ nh:
He,Ar,Xe, N
2

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,phát triển 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 khí nớc ta đang bớc vào thời kì mới, thời kì mà cả n-
ớc 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 rất có ý
nghĩa, không những bằng các chỉ tiêu kinh tế cụ thể mà ngành công nghiệp
mũi nhọn này còn là nguồn động viên tinh thần tòan đảng toàn dân ta và nhất
5
Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô Việt Nam
là các thành viên đang hoạt động trong ngành dầu khí hăng hái lao động, sáng
tạo góp phần xây dựng đất nớc để sau vài thập niên tới sánh vai các nớc tiên
tiến trong khu vực và trên thế giới.
Ngoài các sản phẩm nhiên liệu và sản phẩm hoá học của dầu mỏ, các sản
phẩm phi nhiên liệu nh dầu mỡ bôi trơn, nhựa đờng, hắc ín cũng là một phần
quan trọng trong sự phát triển của công nghiệp. Nếu không có dầu mỡ bôi trơn
thì không thể có công nghiệp động cơ, máy móc, là nền tảng của kinh tế xã
hội.
Công nghiệp chế biến dầu phát triển mạnh là nhờ các đặc tính quý riêng
của nguyên liệu dầu mỏ và nguyên liệu từ than hoặc các khoáng chất khác
không thể có, đó là giá thành 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 và dễ tinh chế, dễ tạo ra nhiều chủng loại
sản phẩm đáp ứng mọi nhu cầu của các ngành kinh tế quốc dân.
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp dầu khí trên thế giới,
dầu khí Việt Nam cũng đã đợc phát hiện từ những năm 1970 và đang trên đà
phát triển. Chúng ta đã tìm ra nhiều mỏ chứa dầu trữ lợng tơng đối lớn nh mỏ
Bạch Hổ, Đại Hùng, mỏ Rồng vùng Nam Côn Sơn; các mỏ khí nh Tiền Hải
(Thái Bình), Lan Tây, Lan Đỏ Đây là nguồn tài nguyên quí để 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 ta đang thực hiện mục tiêu công
nghiệp hoá và hiện đại hoá. Chắc chắn sự đóng góp của ngành dầu khí sẽ rất
có ý nghĩa, không những chỉ bằng các chỉ tiêu kinh tế cụ thể mà ngành công
nghiệp mũi nhọn này còn là nguồn động viên tinh thần của toàn Đảng, toàn
dân ta và nhất là các thành viên đang hoạt động trong ngành dầu khí hăng hái
lao động sáng tạo, góp phần xây dựng đất nớc.
Hiệu quả sử dụng dầu mỏ phụ thuộc vào chất lợng của các quá trình chế
biến. Theo các chuyên gia về hoá dầu ở châu Âu, việc đa dầu mỏ qua các quá
trình chế biến sẽ nâng cao đợc hiệu quả sử dụng của dầu mỏ lên 5 lần, và nh
vậy tiết kiệm đợc nguồn tài nguyên quý hiếm này.
Dầu mỏ là hỗn hợp rất phức tạp gồm hydrocacbon, khí thiên nhiên, khí
dầu mỏ và các hợp chất khác nh CO
2
, N
2
, H
2
S, N
2
, He, Ar Dầu mỏ muốn sử
6
Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô Việt Nam
dụng đợc thì phải tiến hành phân chia thành từng phân đoạn nhỏ. Sự phân chia
đó dựa vào phơng pháp chng cất ở các khoảng nhiệt độ sôi khác nhau. Quá
trình chng cất dầu là một quá trình vật lý phân chia dầu thô thành các thành
phần gọi là các phân đoạn. Quá trình này đợc thực hiện bằng các biện pháp

khác nhau nhằm để tách các cấu tử có trong dầu thô theo từng khoảng nhiệt độ
sôi khác nhau 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 đơn giản, chng
phức tạp, chng cất nhờ cấu tử bay hơi hay chng cất trong chân không. Trong
các nhà máy lọc dầu, phân xởng chng cất dầu thô cho phép ta thu đợc các
phân đoạn dầu mỏ để chế biến tiếp theo.
Trong đồ án này sẽ tiến hành đề cập tới các vấn đề lý thuyết có liên quan.
Trên cơ sở đó thiết kế dây chuyền chng cất dầu thô nhiều phần nhẹ. Đồng thời
xem xét thiết kế mặt bằng phân xởng và vấn đề an toàn lao động.
7
Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô Việt Nam
Phần I.
Tổng quan lý thuyết
I. Nguyên liệu
Dầu mỏ là hỗn hợp chất lỏng có màu nâu sáng hoặc màu đen,tồn tại
trong thiên nhiên dới dạng lỏng hoặc lỏng khí nằm trong lòng đất,đáy biển ở
độ sâu từ vài trăm mét đến hàng nghìn kilomét .Dầu mỏ có thành phần hóa
học rất phức tạp, có những đặc tính vật lý thay đổi trong giới hạn rất rộng nh
độ nhớt, màu sắc và tỷ trọng. Màu sắc của dầu mỏ nguyên khai có thể màu
sáng cho đến nâu đen. Tỷ trọng có thể thay đổi từ 0,7 ữ 1, độ nhớt cũng thay
đổi trong giới hạn từ 1 ữ 50 cst ở 20
0
C.
Thành phần hoá học của dầu mỏ là một hỗn hợp phức tạp, gồm rất nhiều
hydrocacbon. Các hydrocacbon thờng thuộc vào 3 họ: họ para-finic, họ
naphtenic, họ aromatic hay còn gọi là hydrocacbon thơm.
Với mức độ phức tạp khác nhau, trong cấu trúc dầu mỏ đồng thời cũng
có mặt hydrocacbon loại cấu trúc hỗn hợp của cả 3 loại trên. Trong dầu mỏ
nguyên khai không có hydrocacbon họ olephinic và sự phân bố của các
hydrocacbon kể trên trong dầu mỏ quyết định công nghệ chế biến, hiệu suất

và chất lợng sản phẩm.
1. Phân loại dầu mỏ
Nh ta đã biết các loại dầu mỏ trên thế giới đều khác nhau về thành phần
hoá học và đặc tính. Do đó để phân loại chúng thành từng nhóm có tính chất
giống nhau rất khó. Trong dầu mỏ phần chủ yếu và quan trọng nhất quyết định
các đặc tính cơ bản của dầu mỏ chính là phần các hợp chất hydrocacbon chứa
trong đó. Cho nên dầu mỏ thông thờng đợc chia theo nhiều loại. Tuy nhiên
bên cạnh hydrocacbon còn có những thành phần không phải hydrocacbon, tuy
ít nhng chúng không kém phần quan trọng. Do đó cha có một sự phân loại bao
trùm các tính chất khác nhau và vì vậy cho đến nay cũng cha có cách phân
loại nào đợc hoàn hảo.
2. Phân loại dầu mỏ theo họ hydrocacbon
Phân loại dầu mỏ theo họ hydrocacbon là phơng pháp phân loại thông
dụng nhất. Theo cách phân loại này dầu mỏ nói chung sẽ mang đặc tính của
loại hydrocacbon nào chiếm u thế trong đó nhất. Nh vậy trong dầu mỏ có 3
8
Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô Việt Nam
loại hydrocacbon chính: parafin, naphten và hydrocacbon thơm, có nghĩa là sẽ
có 3 loại dầu mỏ tơng ứng là dầu mỏ parafinic, dầu mỏ naphtenic, dầu mỏ
aromatic, nếu một trong từng loại trên lần lợt chiếm u thế về số lợng trong dầu
mỏ.
Dầu mỏ parafinic sẽ mang tính chất hoá học và vật lý đặc trng của các
hydrocacbon họ parafinic, tơng tự dầu mỏ naphtenic sẽ mang tính chất hoá
học và vật lý đặc trng của hydrocacbon họ naphtenic. Dầu mỏ aromatic sẽ
mang tính chất hoá học và vật lý đặc trng của hydrocacbon họ thơm.
Tuy nhiên trong phần nặng trên 350
0
C các hydrocacbon thờng không còn
nằm ở dạng thuần chủng nữa mà bị hỗn hợp lẫn nhau, lai hoá lẫn nhau. Do đó
để phân loại thờng phải xét sự phân bố từng họ hydrocacbon chỉ trong các

phân đoạn chng cất. Trong thực tế những họ dầu thuần chủng rất ít gặp đặc
biệt là họ dầu aromatic hầu nh trên thế giới không có. Vì vậy những trờng hợp
mà hydrocacbon trong đó chiếm tỷ lệ không chênh lệch nhau nhiều, dầu mỏ
sẽ mang đặc tính hỗn hợp trung gian giữa những loại hydrocacbon đó.
Nh vậy 3 họ dầu chính sẽ gặp những họ dầu hỗn hợp trung gian giữa parafinic
naphtenic aromatic.
Bằng cách nh vậy rõ ràng mỏ có thể phân thành các họ sau:
Có 3 họ chính:
+ Họ parafinic
+ Họ naphtenic
+ Họ aromatic
Có 6 họ dầu trung gian:
Họ naphteno parafinic
Họ parafino naphtenic
Họ aromato naptenic
Họ naphteno aromatic
Họ aromato parafinic
Họ parafino aromatic.
9
Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô Việt Nam
Có 6 loại dầu hỗn hợp:
Họ parafino aromato naphtenic
Họ aromato parafino naphtenic
Họ naphteno parafino aromatic
Họ parafino naphteno aromatic
Họ naphteno aromato parafinic
Họ aromato naphteno parafinic.
Trong thực tế, dầu họ aromatic, dầu họ aromato parafinic, parafino
aromatic hầu nh không có, còn những họ dầu hỗn hợp chiếm tỉ lệ cũng rất ít.
Chủ yếu là các họ dầu trung gian.

Để có thể phân loại dầu mỏ theo họ hydrocacbon nh trên có thể sử dụng
phơng pháp phân tích xác định thành phần hoá học nhằm khảo sát sự phân bố
hydrocacbon các loại khác nhau trong dầu mỏ.
Tuy nhiên, cách làm nh vậy rất phức tạp. Ngày nay để đơn giản hoá việc
phân loại, thờng sử dụng các thông số vật lý nh đo tỷ trọng, nhiệt độ sôi v.v
* Phân loại đầu mỏ theo hydrocacbon bằng cách đo tỷ trọng một số phân
đoạn chọn lựa.
Phơng pháp này thực hiện bằng cách đo tỷ trọng của 2 phân đoạn dầu mỏ
tách ra trong giới hạn sau:
Phân đoạn 1: Bằng cách chng cất dầu mỏ áp suất thờng lấy ra phân
đoạn có giới hạn nhiệt độ sôi từ 250 ữ 270
0
C.
Phân đoạn 2: Bằng cách chng cất phần còn lại trong chân không (ở 40
mmHg) lấy ra phân đoạn sôi ở 275 ữ 300
0
C ở áp suất chân không (tơng ứng
390 ữ 415
0
C ở áp suất thờng).
Căn cứ vào giá trị tỷ trọng ta đo đợc 2 phân đoạn và đối chiếu vào giới
hạn quy định cho từng loại dầu trong bảng dới đây mà xếp dầu thuộc họ nào.
Họ dầu mỏ Phân đoạn 1 Phân đoạn 2
10
§å ¸n tèt nghiÖp Chng cÊt dÇu th« ViÖt Nam
Hä parafinic
Hä parafino − trung gian
Hä trung gian − parafinic
Hä trung gian
Hä trung gian − naphtenic

Hä naphteno − trung gian
Hä naphtenic
≤ 0,8251
≤ 0,8251
0,8256 ÷ 0,8597
0,8256 ÷ 0,8597
0,8265 ÷ 0,8597
≥ 0,8602
≥ 0,8602
≤ 0,8762
≤ 0,8767 ÷ 0,334
< 0,8762
< 0,8767 ÷ 0,9334
≥ 0,9340
0,8767 ÷ 0,9334
≥ 0,9304
11
Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô Việt Nam
Phơng pháp của viện dầu mỏ Pháp
Phơng pháp này đo tỷ trọng
6,15
6,15
d
của phân đoạn 250-300
0
C của dầu thô tr-
ớc và sau khi xử lý với axit sumfurit, sau đó dựa vào khoảng tỷ trọng để ghép
vao loại dầu tơng ứng
Số
tt

Họ dầu mỏ Tỷ trọng phân đoạn 250-300
0
C, d
15,6
Trớc xử lý với
42
SOH
Sau khi xử lý với
42
SOH
1
2
3
4
5
Họ Parapinic
Họ parafino-naphtenic
Họ naphtenic
Họ parafino- naphteno-
aromatic
Họ parafino- aromatic
0,825- 0,835
0,839 - 0,851
0,859 - 0,869
0,817 - 0,869
0,878 - 0,869
0,800 - 0,808
0,818 - 0,828
0,847 - 0,863
0,813- 0,841

0,844 - 0,866
3. Thành phần hoá học.
a) Hydrocacbon họ parafinic.
Hydrocacbon họ parafinic trong dầu mỏ có từ C
l
ữ C
4
hoặc cao hơn. Nh-
ng hydrocacbon họ parafinic từ C
l
ữ C
4
đều là ở thể khí nằm trong dầu mỏ dới
dạng hoà tan trong dầu mỏ trớc khi đa vào các thiết bị chế biến dầu đều phải
qua giai đoạn loại bỏ các khí này trong các thiết bị đặc biệt: Các thiết bị ổn
định thành phần phân đoạn dầu mỏ. Những hydrocacbon họ parafinic từ C
5
ữ
C
16
đều là những hydrocacbon ở dạng lỏng chúng nằm trong các phân đoạn
xăng, phân đoạn kerosen, phân đoạn gazoil của dầu mỏ.
Về cấu trúc chúng có nhiều dạng đồng phân với mức độ phân nhánh khác
nhau. Trong dầu mỏ có 2 loại parafin: n-parafin và izo-parafin. trong đó n-
parafin chiếm đa số (25 ữ 30% thể tích), chúng có số nguyên tử cacbon từ C
1
ữ C
45
. Một điểm cần chú ý là các n-parafin có số cacbon 18, ở nhiệt độ th-
ờng chúng đã là chất rắn. Chúng có thể hoà tan trong dầu hoặc tạo thành các

tinh thể lơ lửng trong dầu. Nếu hàm lợng của các parafin rắn này cao, dầu có
thể bị đông đặc lại gây khó khăn cho vấn đề vận chuyển. Do vậy, các chất
12
Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô Việt Nam
parafin rắn có liên quan đến độ linh động của dầu mỏ. Hàm lợng chúng càng
cao, nhiệt độ đông đặc của dầu càng lớn. Tuy nhiên, các parafin rắn tách từ
dầu thô lại là nguyên liệu quý để tổng hợp hoá học, nh để điều chế: chất tẩy
rửa hỗn hợp, tơ sợi, phânbón, chất dẻo
Các izo-parafin thờng chỉ nằm ở phần nhẹ và phần có nhiệt độ sôi trung
bình của dầu. Chúng thờng có cấu trúc đơn giản: mạch chính dài, nhánh phụ ít
và ngắn, nhánh phụ thờng là nhóm metyl. Các izo-parafin có số cacbon từ C
5
ữ
C
10
là các cấu tử rất quý trong phần nhẹ của dầu mỏ. Chúng làm tăng khả năng
chống kích nổ của xăng. So với n-parafin thì izo-parafin có độ linh động cao
hơn.
Thành phần và cấu trúc của các hydrocacbon họ parafinic này trong các
phân đoạn của dầu mỏ quyết định rất nhiều đến hiệu suất và chất lợng của các
sản phẩm thu đợc. Những hydrocacbon họ parafinic từ C
17
trở lên có cấu trúc
thẳng n-parafin, trong dầu mỏ là những hydro-cacbon rắn, chúng thờng nằm
dới dạng các tinh thể lẫn lộn với các hợp chất khác trong dầu mỏ. Các parafin
này có cấu trúc tinh thể dạng tấm hoặc dạng dài có nhiệt độ nóng chảy từ 40 ữ
70
0
C chúng thờng có trong các phân đoạn dầu nhờn. Sự có mặt của các
hydrocacbon parafinic loại này trong dầu mỏ tuỳ theo mức độ nhiều ít mà sẽ

có ảnh hởng lớn nhỏ đến tính chất lu biến của dầu mỏ nguyên khai.
Các hydrocacbon parafinic trong dầu mỏ (dạng khí và lỏng) còn là một
nguyên liệu ban đầu rất quí để tổng hợp hoá học, vì vậy thờng sử dụng hoặc cả
phân đoạn (phân đoạn khí và xăng hay còn gọi là naphten hoặc tách ra khỏi
phân đoạn dới dạng các hydrocacbon riêng lẻ bằng cách chng cất, hấp thụ qua
dãy phân tử, kết tinh ở nhiệt độ thấp Những parafin rắn thờng đợc tách ra sử
dụng trong công nghiệp sản xuất giấy, nến, giấy cách điện
b) Hydrocacbon họ naphtenic.
Hydrocacbon họ naphtenic trong dầu mỏ là những hydrocacbon vòng no
(xyclo parafin), thờng ở dạng vòng 5, 6 cạnh có thể ở dạng ngng tụ 2 ữ 3
vòng, với số vòng từ 1 ữ 4 là chủ yếu. Naphtenic là một trong số hydrocacbon
phổ biến và quan trọng trong dầu mỏ. Hàm lợng của chúng có thể thay đổi từ
30 ữ 60% trọng lợng.
Hydrocacbon naphtenic là các thành phần rất quan trọng của nhiên liệu
mô tơ và dầu nhờn. Các naphtenic một vòng làm cho xăng có chất lợng cao,
13
Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô Việt Nam
những hydrocacbon naphtenic một vòng có mạch nhánh dài là thành phần rất
tốt của dầu nhờn vì chúng có độ nhớt cao và độ nhớt ít thay đổi theo nhiệt độ.
Đặc biệt, chúng là các cấu tử rất quý cho nhiên liệu phản lực, vì chúng cho
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, những naphtenic
nằm trong dầu mỏ còn là nguyên liệu quý để từ đó điều chế đợc các
hydrocacbon thơm: benzen, toluen, xylen (BTX), là các chất khởi đầu để điều
chế tơ sợi tổng hợp và chất dẻo.
Hydrocacbon họ naphtenic là một thành phần quan trọng có hàm lợng,
cấu trúc và sự phân bố của chúng trong các phân đoạn có ảnh hởng rất lớn đến
hiệu suất và chất lợng sản phẩm thu đợc.
Mặt khác trong quá trình chế biến dầu mỏ để sản xuất nguyên liệu cơ sở
cho tổng hợp hoá dầu thì các hydrocacbon naphtenic trong các phân đoạn nhẹ

(phân đoạn xăng) có ý nghĩa quan trọng, quyết định hiệu suất các hydro
naphten tạo thơm nhận đợc qua phản ứng khử hydro naphten tạo thơm của quá
trình reforming xúc tác.
c) Các hydrocacbon họ aromatic (hydrocacbon thơm).
Hydrocacbon họ aromatic trong dầu mỏ thờng chiếm lỷ lệ ít hơn hai loại
trên khoảng 5 ữ 30%, chúng thờng là những loại vòng thơm. ảnh hởng của
hydrocacbon loại này trong thành phần các sản phẩm dầu mỏ thay đổi khác
nhau. Loại hydrocacbon aromatic thờng gặp là loại một vòng và đồng đẳng
của chúng (BTX ). Các chất này thờng nằm trong phần nhẹ và là cấu tử làm
tăng khả năng chống kích nổ của xăng. Các chất ngng tụ 2, 3 hoặc 4 vòng
thơm có mặt trong phần có nhiệt độ sôi trung bình và cao của dầu mỏ; hàm l-
ợng các chất loại này thờng ít hơn.
Trong thành phần cặn các loại dầu mỏ đều tập trung hydrocacbon loại
thơm ngng tụ cao song ở đây cấu trúc đã bị lai hợp với các mức độ khác nhau
giữa ba loại thơm naphten parafin.
Ngoài thành phần các hydrocacbon kể trên trong dầu mỏ bao giờ cũng
chứa các hợp chất khác không phải hydrocacbon, ngoài hydro và cacbon trong
phân tử của chúng có chứa các nguyên tố O, N, S và các kim loại. Đó là các
14
Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô Việt Nam
hợp chất phi hydrocacbon trong đó đáng kể nhất là các hợp chất chứa S và
nhựa asphanten.
d) Các hợp chất chứa lu huỳnh.
Các hợp chất chứa lu huỳnh của dầu mỏ có thể ở dạng khí hoà tan trong
dầu (H
2
S) hoặc ở dạng lỏng phân bố hầu hết trong các phân đoạn dầu mỏ.
Phân đoạn càng nặng các các hợp chất chứa lu huỳnh càng nhiều so với các
phân đoạn nhẹ. Các chất hữu cơ có chứa lu huỳnh là loại hợp chất phổ biến
nhất, làm xấu đi chất lợng của dầu thô.

ảnh hởng của các hợp chất chứa lu huỳnh chủ yếu gây ăn mòn thiết bị
công nghệ khi chế biến, ăn mòn động cơ khi sử dụng, các sản phẩm chứa
nhiều lu huỳnh gây ô nhiễm môi trờng. Vì vậy dầu mỏ chứa nhiều các hợp
chất chứa lu huỳnh phải sử dụng nhiều quá trình công nghệ phụ thêm để làm
sạch các sản phẩm cũng nh sử dụng các thiết bị công nghệ với các vật liệu
chịu ăn mòn (tháp chng sở khởi) do đó giá thành hạ các sản phẩm khi chế biến
dầu mỏ nhiều lu huỳnh, rất nhiều sản phẩm cũng không đạt chất lợng mong
muốn.
Các hợp chất chứa S là loại hợp chất phổ biến nhất. Các hợp chất này
làm xấu đi chất lợng của dầu thô. Đã xác định đợc trên 250 loại hợp chất lu
huỳnh. Các loại dầu chứa ít hơn 0,5% lu huỳnh là loại dầu tốt, còn dầu nào
chứa từ 1 ữ2% lu huỳnh trở lên là loại dầu xấu. Các chất chứa lu huỳnh thờng
ở các dạng nh
+ Mercaptan (R- S H)
+ Sunfua R S - R
+ Disunfua R S S R
+ Tiophen (lu huỳnh trong mạch vòng)
+ Lu huỳnh tự do S, H
2
S
*. Lu huỳnh dạng mercaptan:
Là hợp chất có nhóm SH liên kết trực tiếp với gốc hydrocacbon là hợp
chất không bền, dễ bị phân huỷ ở nhiệt độ cao.
2RSH

C300
0
R- S - R + H
2
S

15
S
Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô Việt Nam
RSH

C500
0
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 trúc thẳng, nhánh vòng naphten.
Các gốc hydrocacbon thờng từ C
1
ữC
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 oxy hoá ngay cả với không
khí tạo thành disunfua, nếu với chất oxy hoá mạnh có thể tạo thành sunfua
axit RSH + 0,5 O R-S-S-R + H
2
O
*Lu huỳnh dạng sunfua và disunfua.
Các chất này thờng có 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 C
2

ữC
3
, các sunfua nằm trong naphten 1 vòng C
4
C
14
các
sunfua nằm trong naphten 2 vòng C
7
C
9
. Còn các sunfua nằm trong naphten
3 vòng chỉ xác định đợc một chất là tioadamantan (có cấu trúc hoàn toàn nh
adamantan). Các dạng hợp chất này thờng trong phân đoạn có nhiệt độ trung
bình.
Còn ở những phân đoạn có nhiệt độ sôi cao là những sunfua có gốc là
các hydrocacbon thơm 1 vòng hay nhiều vòng hoặc hydrocacbon thơm hỗn
hợp với các vòng naphten.
Một số lu huỳnh dạng sunfua
. Lu huỳnh dạng Tiophen
Tiophen là loại chất chứa lu huỳnh phổ biến nhất (chiếm từ 45ữ92%)
trong tất cả dạng hợp chất chứa lu huỳnh của dầu mỏ). Chúng thờng có ở phần
có nhiệt độ sôi trung bình và cao của dầu.
16
S - R
(CH
2
)
n
S R

Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô Việt Nam
Những đồng đẳng của Tiophen đã xác định đợc là những loại một nhóm
thể nh 2,3 metyltiophen, loại 2 nhóm thể nh 2,4 dimetyl tiophen và có cả loại
3 nhóm thể và 4 nhóm thể.
Nhóm thể chủ yếu là nhóm thể metyl. Đối với benzotiophen đã xác định
đợc 4 đồng đẳng có 1 nhóm thể metyl: 98 đồng đẳng có 2 nhóm thể metyl và
1 đồng đẳng có nhóm thể propyl.
*. Lu huỳnh dạng tự do:
Đó là lu huỳnh dạng nguyên tố và dạng H
2
S. Dựa vào hàm lợng H
2
S có
trong dầu mà ngời phân ra 2 loại dầu.
+ Dầu chua: Khi lợng H
2
S > 3,7ml H
2
S/ 1 lít dầu
+ Dầu ngọt: lợng H
2
S < 3,7ml H
2
S/1 lít dầu
Khu đun nóng, H
2
S sẽ bay ra gây nên ăn mòn các hệ thống đờng ống và
thiết bị.
Trên thế giới, dầu Mêhicô là loại dầu có hàm lợng 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.
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 SO
x
, gây ngộ độc xúc tác và làm giảm
chất lợng sản phẩm chế biến. Vì thế, nếu hàm lợng S cao hơn giới hạn cho
phép ngời ta phải áp dụng các biện pháp xử lý tốn kém. Do vậy hàm lợng của
hợp chất lu huỳnh đợc coi là một chỉ tiêu đánh giá chất lợng dầu thô và sản
phẩm dầu.
c) Các hợp chất nhựa asphanten.
Các hợp chất nhựa asphanten thờng nằm trong phần cặn của dầu mỏ ở
nhiệt độ sôi 350
0
C. Đó là những hợp chất hữu cơ có trọng lợng phân tử lớn,
17
Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô Việt Nam
trong cấu trúc có cả vòng thơm, vòng asphanten, các mạch thẳng đính chung
quanh đồng thời còn chứa các nguyên tố C, H, O, S, N dới dạng dị vòng hay
dạng cầu nối. Hàm lợng và thành phần hoá học các chất này trong dầu mỏ
quyết định đến việc chọn lựa các phơng pháp, đến hiệu suất và chất lợng sản
phẩm.
Ngoài ra trong nhóm chất phi hydrocacbon của dầu mỏ cần phải kể đến
các hợp chất chứa nitơ, oxy, các hợp chất cơ kim chứa kim loại nh Ni, Fe,
Cu
Tất cả các hợp chất này đều gây cản trở cho việc chế biến dầu mỏ
4.Các đặc tính vật lý quan trọng của dầu thô :
4.1. Tỷ trọng :

Khối lợng riêng của dầu là khối lợng của 1 lít dầu tính bằng kilôgam.
Tỷ trọng của dầu là khối lợng của dầu so với khối lợng của nớc ở cùng một thể
tích và ở nhiệt độ xác định. Do vậy tỷ trọng sẽ có giá trị đúng bằng khối lợng
riêng khi coi khối lợng riêng của nớc ở 4
o
C bằng 1.Trong thực tế, tồn tại các
hệ thống đo tỷ trọng sau : d
4
20
, d
4
15
, d
15,6
15,6
, ( hay theo đơn vị Anh Mỹ là Spgr
60/60
0
F ) ; độ API (API=141,5/s.g 60
0
F/60
0
F)- 131,5), trong đó chỉ số bên trên
là nhiệt độ của dầu trong lúc thử nghiệm còn chỉ số bên dới là nhiệt độ của n-
ớc khi thử nghiệm. Tỷ trọng của dầu dao động trong khoảng rộng, tuỳ thuộc
vào loại dầu và có trị số từ 0,8 đến 0,99. Tỷ trọng của dầu rất quan trọng khi
đánh giá chất lợng dầu thô. Sở dĩ nh vậy vì tỷ trọng có liên quan đến bản chất
hoá học cũng nh đặc tính phân bố các phân đoạn trong dầu thô.
Dầu thô càng nhẹ tức có tỷ trọng thấp, càng mang đặc tính dầu
paraphinic, đồng thời tỷ lệ các phân đoạn nặng sẽ ít. Ngợc lại, dầu càng nặng

tức tỷ trọng cao, dầu thô càng mang đặc tính dầu aromatic hoặc naphantenic,
các phân đoạn nặng sẽ chiếm tỷ lệ cao. Sở dĩ nh vậy vì tỷ trọng hydrocacbon
parafinic bao giờ cũng thấp hơn so với naphtenic và aromatic khi chúng có
cùng một số nguyên tử cacbon trong phân tử. Mặt khác những phần không
phải là hydrocacbon nh các chất nhựa, asphaten, các hợp chất chứa lu huỳnh,
chứa Nitơ,chứa kim loại lại thờng tập trung trong các phần nặng, các nhiệt độ
sôi cao vì vậy dầu thô có tỷ trọng cao, chất lợng càng giảm.
4.2. Độ nhớt của dầu và sản phẩm dầu :
18
Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô Việt Nam
Độ nhớt đặc trng cho tính lu biến của dầu cũng nh ma sát nội tại của
dầu. Do vậy, độ nhớt cho phép đánh giá khả năng bơm vận chuyển và chế biến
dầu.
Quan trọng hơn, độ nhớt của sản phẩm đánh giá khả năng bôi trơn, tạo
mù sơng nhiên liệu khi phun vào động cơ, lò đốt. Độ nhớt phụ thuộc vào
nhiệt độ, khi nhiệt độ tăng, độ nhớt giảm. Có 2 loại độ nhớt :
+ Độ nhớt động học (St hay cSt)
+ độ nhớt quy ớc (độ nhớt biểu kiến) còn gọi là độ nhớt Engler (
0
E)
4.3. Thành phần phân đoạn :
Vì dầu mỏ là thành phần hỗn hợp của nhiều hydrocacbon, có nhiệt độ
sôi khác nhau, nên dầu mỏ không có một nhiệt độ sôi cố định đặc trng nh mọi
đơn chất khác. nhiệt độ nào cũng có những hợp chất có nhiệt độ sôi tơng
ứng thoát ra, và sự khác nhau của từng loại dầu thô chính là sự khác nhau về l-
ợng chất thoát ra ở các nhiệt độ tơng ứng khi chng cất. Vì thế, để đặc trng cho
từng loại dầu thô, thờng đánh giá bằng đờng cong chng cất, nghĩa là các đờng
cong biểu diễn sự phân bố lợng các sản phẩm chng cất theo nhiệt độ sôi.
Những điều kiện chng cất khác nhau sẽ cho các đờng cong chng cất khác
nhau.

Đờng cong chng cất là đờng cong biểu diễn tơng quan giữa thành phần
cất và nhiệt độ sôi.
Để đặc trng cho từng loại dầu thô thờng xác định bằng 2 đờng cong ch-
ng cất sau :
4.3.1. Đờng cong chng cất Engler :
Hay còn gọi là đờng cong chng cất đơn giản, hay là đờng cong chng cất
Engler. Các đặc tính bốc hơi của dầu mỏ đợc xác định bằng cách chng đơn
giản trong thiết bị chng kiêủ Engler (chng cất dầu trong một bình cầu đơn
giản, không có tinh luyện và hồi lu) ở đó sự phân chia rất yếu thờng tơng ứng
từ 1
ữ
2 đĩa lý thuyết.
19
Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô Việt Nam
Đờng cong thu đợc qua quan hệ % thể tích chng cất đợc và nhiệt độ ch-
ng cất. Đờng cong này cho biết sơ bộ và nhanh sự phân bố các hợp chất có
nhiệt độ sôi khác nhau trong dầu thô.
Hình 1 : Đờng cong chng cất Engler
4.3.2. Đờng cong điểm sôi thực :
Đờng cong này còn gọi là đờng cong chng cất có tinh luyện. Đờng cong
chng cất nhận đợc khi chng cất mẫu thô trong thiết bị chng cất có trang bị
phần tinh luyện và hồi lu, có khả năng phân chia tơng ứng với số đĩa lý thuyết
trên 10 với tỷ số hồi lu sản phẩm khoảng 5. Về lý thuyết trong chng cất điểm
sôi thực đã sử dụng hệ chng cất có khả năng phân chia rất triệt để nhằm làm
các cấu tử có mặt trong hỗn hợp sẽ đợc phân chia riêng biệt ở chính nhiệt độ
sôi của từng cấu tử và với số lợng đúng bằng số lợng có trong hỗn hợp. Đờng
cong này phản ánh chính xác hơn sự phân bố từng hợp chất theo nhiệt độ sôi
thực của nó trong dầu thô.
20
Đ ờng cong Engler của hỗn hợp

3 cấu tử
2- Đ ờng cong Engler của hỗn
hợp phức tạp
100%Vch ng
cất
2
1
t
t
A
t
B
%Vch ng cất
30
100
Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô Việt Nam
Hình 2. Đờng cong điểm sôi thực của hỗn hợp 2 cấu tử A và B
1. Đờng cong điểm sôi thực lý thuyết .
2. Đờng cong điểm sôi thực thực tế.
Trên hình (2) trình bày đờng cong diểm sôi thực của hỗn hợp hai cấu tử
với thành phần 30% cấu tử A và 70% cấu tử B. Cấu tử A sôi ở nhiệt độ t
A
và
cấu tử B sôi ở nhiệt độ t
B
dới áp suất chung của hệ khi chng cất .
Đờng biểu diễn bậc thang chính là đờng cong điểm sôi thực lý thuyết, có
nghĩa là sự phân chia thành 2 cấu tử. ở đây đã thực hiện một cách hoàn hảo.
Còn đờng cong đứt khúc chính là đờng cong điểm sôi thực trong thực tế. Vì sự
phân chia thành hai cấu tử đã xảy ra không thể nào hoàn toàn cả. Vì thông th-

ờng chỉ sử dụng dụng cụ chng cất với số đĩa lý thuyết từ 10-20 đĩa.
Đây là đờng cong rất quan trọng đợc sử dụng để đặc tính cho từng loại
dầu thô. Trên thực tế, không có loại dầu thô nào có đờng cong chng cất điểm
sôi thực giống nhau hoàn toàn cả.
Nói chung dầu thô có thể chia thành nhiều phân đoạn nhng thờng phân
chia 3 phân đoạn chính nh sau: phân đoạn nhẹ, phân đoạn trung bình và phân
đoạn nặng.
Phân đoạn nhẹ: là phân đoạn bao gồm các hợp chất có khoảng sôi nằm
trong nhiệt độ thờng đến 200
0
C, còn gọi là phân đoạn xăng thô hay naphta.
Phân đoạn này bao gồm những hydrocacbon chứa từ 5 đến 10 nguyên tử
cacbon.
ở phân đoạn này không có những hydrocacbon có cấu trúc bị lai hoá,
mà chỉ có các hydrocacbon thuần chủng mang đặc tính paraphinic, naphtenic
hoặc aromatic một cách rõ rệt. Phân đoạn này đợc sử dụng chủ yếu để chế tạo
xăng cho động cơ, chế tạo các dung môi nhẹ, cũng nh làm nguyên liệu hoá
dầu) để sản xuất nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hoá dầu nhờ vào các
quá trình nhiệt phân, reforming, đồng phân hoá, oxy hoá bộ phận.
Phân đoạn trung bình là phân đoạn có nhiệt độ sôi từ 200ữ350
0
C ở
đoạn này có chứa các hợp chất hydrocacbon từ 10-20 nguyên tử cacbon, với
cấu trúc không còn thuần chủng, bị lai hoá bộ phận. Phân đoạn này đợc sử
21
Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô Việt Nam
dụng để chế tạo dầu hoả, nhiên liệu phản lực, nhiên liệu diezel, cũng nh làm
nguyên liệu để sản xuất nhờ vào quá trình biến đổi hoá học (cracking)
Phân đoạn nặng có nhiệt độ sôi trên 350
0

C là phân đoạn bao gồm các
hợp chất hydrocacbon có từ 20-50 nguyên tử các bon với cấu trúc bị lai hoá rất
phức tạp, đợc sử dụng để chế tạo các loại nhiên liệu nặng nh dầu FO (Fuel
Oil), chế tạo nhớt (dầu nhờn) cho máy móc cơ khí và động cơ, chế tạo nhựa đ-
ờng (bium) hoặc làm nguyên liệu cho quá trình cracking hoặc hydrocracking.
II. Sản phẩm của quá trình chng cất
Khi tiến hành chng cất sơ bộ dầu mỏ chúng ta nhận đợc nhiều
phân đoạn và sản phẩm dầu mỏ. Chúng đợc phân biệt với nhau bởi giới
hạn nhiệt độ sôi hay nhiệt độ chng bởi thành phần hydrocacbon, độ
nhớt, nhiệt độ chớp cháy, nhiệt độ động đặc và nhiều tính chất khác có
liên quan đến việc sử dụng. Từ chng cất ta nhận đợc các sản phẩm sau:
Phân đoạn khí hydrocacbon.
Phân đoạn xăng còn có thể chia làm 2 phân đoạn: Xăng nhẹ chứa các
cấu tử từ C
5
ữ C
8
có nhiệt độ sôi dới 110
0
C. Xăng nặng chứa các cấu tử từ C
5
ữ
C
10
với nhiệt độ sôi 110 ữ 180
0
C.
Phân đoạn kerosen có nhiệt độ sôi từ 180 ữ 250
0
C. Bao gồm các cấu tử

từ C
11
ữ C
15
.
Phân đoạn gazoil nhẹ có khoảng nhiệt độ sôi 250 ữ 350
0
C bao gồm các
cấu tử từ C
10
ữ C
20
.
Phân đoạn gazoil nặng hay còn gọi là phân đoạn dầu nhờn bao gồm các
cấu tử từ C
21
ữ C
35
.
Phân đoạn cặn goudron có nhiệt độ sôi > 500
0
C bao gồm các cấu tử từ
C
41
trở lên và có thể lên tới C
50
, C
60
.
1. Phân đoạn khí hydrocacbon

Khí hydrocacbon chủ yếu là C
3
ữ C
4
tuỳ thuộc vào công nghệ chng cất
phân đoạn C
3
ữ C
4
nhận đợc là ở thể khí. Phân đoạn này thờng đợc dùng làm
nguyên liệu cho quá trình chia khí để nhận các khí riêng biệt cho công nghệ
22
Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô Việt Nam
chế biến tiếp theo thành những hoá chất cơ bản hay đợc dùng làm nhiên liệu
dân dụng.
2. Phân đoạn xăng
Phân đoạn xăng thờng đợc sử dụng vào 3 mục đích chủ yếu sau:
Sản xuất nguyên liệu cho động cơ xăng.
Sản xuất nguyên liệu cho công nghiệp hoá dầu.
Sản xuất dung môi cho công nghiệp hoá học.
Trong thành phần nguyên liệu xăng nói chung đều có nhiều
hydrocacbon, parafin và aromat chiếm ít hơn nghĩa là hàm lợng các cấu tử có
trị số octan cao. Vì vậy phân đoạn xăng lấy trực tiếp từ dầu mỏ thờng không
đáp ứng đợc yêu cầu về khả năng chống kích nổ khi ứng dụng làm nhiên liệu
cho động cơ xăng, chúng có trị số octan rất thấp từ 30 ữ 60 trong khi yêu cầu
trị số octan cho động cơ xăng phải trên 70. Vì vậy để có thể sử dụng đợc phải
áp dụng các biện pháp nhằm nâng cao khả năng chống kích nổ của xăng (nâng
cao trị số octan) lấy trực tiếp từ dầu mỏ.
Phân đoạn xăng còn đợc sử dụng vào mục đích sản xuất nguyên liệu cho
hoá dầu, chủ yếu dùng để sản xuất các hydrocacbon thơm (BTX) và dùng để

sản xuất các hydrocacbon olefin nhẹ (etylen, propylen, butadien).
3. Phân đoạn kerosen.
Nhiêu liệu dùng cho động cơ phản lực đợc chế tạo từ phân đoạn kerosen
hoặc từ hỗn hợp giữa phân đoạn kerosen với phân đoạn xăng. Do đặc điểm cơ
bản nhất của nhiên liệu dùng cho động cơ phản lực là làm sao có tốc độ cháy
lớn, dễ dàng tự bốc cháy ở bất kỳ nhiệt độ và áp suất nào, cháy điều hoà
không bị tắt trong dòng không khí có tốc độ xoáy lớn nghĩa là quá trình cháy
phải có ngọn lửa ổn định. Để đáp ứng yêu cầu trên ngời ta thấy trong thành
phần các hydrocacbon của phân đoạn kerosen thì các hydrocacbon naphten và
parafin thích hợp với những đặc điểm của quá trình cháy trong động cơ phản
lực nhất. Vì vậy phân đoạn kersen và phân đoạn xăng của dầu mỏ họ naphteno
parafin hoặc parafino naphten là nguyên liệu tốt nhất để sản xuất nhiên
liệu cho động cơ phản lực nếu hàm lợng lu huỳnh hoạt động lớn, ngời ta phải
tiến hành làm sạch nhờ xử lý hydro.
23
Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô Việt Nam
Phân đoạn kerosen của dầu mỏ họ parafinic đợc sử dụng để sản xuất dầu
hoả dân dụng mà không đòi hỏi quá trình biến đổi thành phần bằng các phơng
pháp hoá học phức tạp vì nó đáp ứng đợc yêu cầu.
4. Phân đoạn diezen.
Phân đoạn diezen là phân đoạn có nhiệt độ sôi từ 240 ữ 360
0
C dùng làm
nguyên liệu diezen, khi nhận nguyên liệu này từ dầu mỏ có rất nhiều lu huỳnh
cho nên ngời ta phải khử các hợp chất lu huỳnh bằng hydro hoá làm sạch.
Phân đoạn có nhiệt độ sôi từ 200 ữ 300
0
C, cao nhất là 340
0
C. Phân đoạn

này từ dầu mỏ chứa rất nhiều hydrocacbon parafin còn phải tiến hành tách n-
parafin. n-Parafin tách đợc sẽ dùng để sản xuất parafin lỏng.
5. Phân đoạn mazut.
Đó là phân đoạn cặn chng cất khí quyển, phân đoạn này dùng làm nhiên
liệu đốt lò cho các lò công nghiệp, lò phản ứng. Nó hay đợc sử dụng cho các
quá trình chng cất chân không để nhận các cấu tử dầu nhờn hay nhận nguyên
liệu cho quá trình cracking xúc tác, cracking nhiệt và hydrocacking.
6. Phân đoạn dầu nhờn.
Phân đoạn này có nhiệt độ từ 350 ữ 500
0
C, 350 ữ 540
0
C đợc gọi là gazoil
chân không. Đó là nguyên liệu cho quá trình cracking xúc tác hay
hydrocacking. Còn phân đoạn dầu nhờn có nhiệt độ sôi hẹp hơn từ 320 ữ
400
0
C, 300 ữ 420
0
C, 400 ữ 450
0
C đợc dùng làm nguyên liệu cho sản xuất dầu
nhờn bôi trơn.
7. Phân đoạn gudron.
Là sản phẩm cặn của quá trình chng cất chân không đợc dùng làm
nguyên liệu cho quá trình cốc hoá để sản xuất cốc hoặc dùng để chế tạo bitum
các loại khác nhau hoặc để chế tạo thêm phần dầu nhờn nặng.
* Trong các phân đoạn trên thì phân đoạn xăng, kerosen, diezen là những
phân đoạn quan trọng, chúng đợc gọi là các sản phẩm trắng, vì chúng cha bị
nhuốm màu. Phân đoạn mazut, dầu nhờn, gudron ngời ta gọi là sản phẩm đen.

Do vậy trong dầu mỏ loại nào có trữ lợng các sản phẩm trắng cao thì đó
là loại dầu rất tốt cho quá trình chế biến thu các sản phẩm về nhiên liệu. Chính
vì thế mà tiềm lợng sản phẩm trắng đợc xem là một trong những chỉ tiêu đánh
giá chất lợng của dầu thô.
24
Đồ án tốt nghiệp Chng cất dầu thô Việt Nam
III. Xử lý dầu thô trớc khi chng cất
Dầu thô đợc khai thác từ các mỏ dầu và khuyển vào các nhà máy chế
biến. Trớc khi chế biến phải tiến hành làm ổn định dầu vì trong dầu còn chứa
các khí hoà tan nh khí đồng hành và các khí phi hydrocacbon. Khi dầu phun ra
khỏi giếng khoan thì áp suất giảm, nhng dù sao vẫn còn lại một lợng nhất định
lẫn vào trong dầu và phải tách tiếp trớc khi chế biến mục đích là hạ thấp áp
suất hơi khi chng cất dầu thô và nhận thêm nguồn nguyên liệu cho chế biến
dầu. Vì trong các khí hydrocacbon nhẹ từ C
l
ữ C
4
là nguồn nguyên liệu quý
cho quá trình nhận olefin. Xử lý dầu thực chất là chng tách 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 phần từ C
5
trở lên vẫn còn lại
trong dầu.
Muốn xử lý dầu thô trớc khi đa vào chng cất chúng ta phải trải qua những
bớc tách cơ bản.
Tách tạp chất cơ học, nớc, muối lẫn trong dầu.
Nớc lẫn trong dầu ở dới mỏ chỉ ở dạng tự do không có dạng nhũ tơng.

Khi khai thác, bơm, phun dầu, các quá trình khuấy trộn thì nớc cùng với dầu
và các tạp chất tạo thành ở dạng nhũ tơng.
Nớc nằm dới dạng nhũ tơng thì rất bền vững và rất khó tách. Có 2 dạng
nhũ tơng:
+ Dạng nhũ tơng nớc ở trong dầu
+ Dạng nhũ tơng dầu ở trong nớc
Lợng nớc ở trong dầu nhiều hay ít trong nhũ tơng dầu ở mỏ khai thác
bằng cách nhìn màu sắc, qua thực nghiệm ngời ta kiểm tra thấy nếu dầu chứa
10% nớc thì màu cũng tơng tự dầu không chứa nớc. Nếu nhũ tơng dầu chứa 15
ữ 20% nớc, có màu ghi đến vàng, nhũ tơng chứa 25% nớc có màu vàng.
Dầu mỏ có lẫn nớc ở dạng nhũ tơng đa đi chế biến thì không thể đợc mà
phải khử chúng ra khỏi dầu. Khử nớc và muối ra khỏi dầu đến giới hạn cho
phép, cần tiến hành khử ngay ở nơi khai thác là tốt nhất.
Tiến hành tách nớc ở dạng nhũ tơng có 3 phơng pháp:
Phơng pháp cơ học (lắng lọc ly tâm).
25