Đồ án chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ công nghệ chưng cất 2 tháp năng suất 6 triệu tấn năm

Đồ án tốt nghiệp

Chng cất dầu thô nhiều phần nhẹ

Phần ii
tính toán công nghệ
- Công nghệ : Chọn loại sơ đồ công nghệ chng cất 2 tháp.
- Năng suất : 6.000.000 tấn/ năm
- Nguyên liệu : Dầu thô Trung Đông (d15,615,6 = 0,858 kg/ lít)
- Sản phẩm theo % so với dầu thô (lấy theo tài liệu tham khảo 15, 19)
Gas : 4,6%
L. Naphta : 9,6%
H. Naphta : 19%
Kerosen : 15,7%
Gazeil : 12,9%
Mazut : 38,2%
I. Tính cân bằng vật chất

- Tính số liệu thống kê hàng năm, số ngày nghỉ, tu sửa bảo dỡng, thờng
là 30 ngày - số giờ làm việc là 8040 giờ nhng ở đây số ta thờng lấy số giờ làm
việc trong 1 năm là 8000 giờ/ năm.
- Tính cân bằng vật chất của dây chuyền chng cất loại 2 tháp (AD) năng
suất 6 triệu tấn/ năm.
Năng suất của dây chuyền trong 1 giờ là :
6.000.000 : 8000 = 750 (tấn/ giờ)
1. Tại tháp tách sơ bộ :
Giả sử tại tháp tách sơ bộ nguyên liệu sẽ bốc hơi toàn phần khi với hiệu
suất 4,6% và phân đoạn L Naphta là 9,6%.
Năng suất các phân đoạn tính theo thành phần trăm của nguyên liệu.
Hiệu suất của sản phẩm khí là 4,6%.
Lu lợng sản phẩm khí là :

6.000.000x4,6
= 276.000
(tấn/ năm)
100
= 34,5
(tấn/ giờ)
Hiệu suất sản phẩm L. Naphta là 9,6%
Lu lợng sản phẩm L.Naphta là :
6.000.000x9,6
= 576000
(tấn/ năm)
100
= 72 ( tấn/ giờ)
Sinh viên: Lê Văn Định

53

Lớp Hoá dầu - QN - K45


Đồ án tốt nghiệp

Chng cất dầu thô nhiều phần nhẹ

Lu lợng còn lại ở đáy tháp sơ bộ là :
6000000 - (276.000 + 576.000) = 5.148.000
2. Tại tháp tách phân đoạn :
Hiệu suất sản phẩm H.Naphta là : 19%
Lu lợng sản phẩm H.Naphta là :
6.000.000x1,9

= 1.140.000
(tấn/ năm)
100
= 142,5
( tấn/ giờ)
Hiệu suất sản phẩm Kerosen là 15,7%
Lu lợng sản phẩm Kerosen là :
6000000 x15,7
= 942.000
(tấn/ năm)
100
= 117,75
(tấn/ giờ)
Hiệu suất sản phẩm Gazoil là : 12,9%
Lu lợng sản phẩm Gazoil là :
= 774.000
(tấn/ năm)
= 96,75
(tấn/ giờ)
Hiệu suất sản phẩm Mazut là : 38,2%
Lu lợng sản phẩm Mazut là :
= 2292.000
(tấn/ năm)
= 286,5142,5
(tấn/ giờ)
3. Tổng kết cân bằng vật chất :
Tổng lu lợng vào : 6.000.000
(tấn/ năm)
= 750
(tấn/ giờ)

Tổng lu lợng ra :

Tên phân đoạn
Gas
L.Naphta
H.Naphta
Kerosen
Gazoil
Mazut
Tổng lu lợng ra

Thành phần (%)
4,6
9,6
19
15,7
12,9
38,2
100

Sinh viên: Lê Văn Định

54

Tấn/ năm
276.000
576.000
1.140.000
942.000
774.000

2292000
6000000

(tấn/ năm)

Tấn/ giờ
34,5
72
142,5
117,75
96,75
286,5
750

Lớp Hoá dầu - QN - K45


Đồ án tốt nghiệp

Chng cất dầu thô nhiều phần nhẹ

Vậy : Tổng lu lợng ra = Tổng lu lợng vào
Chọn sơ đồ công nghệ vì xăng ta thu đợc có hiệu suất là 28,6% nên ta
dùng sơ đồ công nghệ loại 2 tháp.

Dầu nóng

Khí

H.Naphta

L.Naphta
TĐN ( đun nóng)

Koesen

Gaizol

Mazut

Hình 2.2 Sơ đồ công nghệ chưng cất 2 tháp.
II. thiết lập đờng cân bằng (ve) cho các sản phẩm

1. Đờng cân bằng (VE) sản phẩm xăng (H.Naphta)
Để xác định đờng cân bằng pha cho các sản phẩm ta sử dụng phơng
pháp Obradoikov và Smidovic. Coi áp suất của quá trình là at và sử dụng công
thức sau :
C = l . y + (1 - l) x
[35,43 - 15]
Trong đó :
l: phân đoạn chng cất đến một nhiệt độ nào đó, trên đờng cần bằng VE
C : phần trăm tơng ứng với cùng nhiệt độ trên, trên đờng cong TBP
x: điểm đến của đờng con VE biểu thị bằng phần trăm chng cất tại cùng
nhiệt độ trên TBP hay nói cách khác là % chng cất trên đờng con TBP ứng với
0% chng cất trên VE.
y: phần trăm chng cất trên TBP ứng với 100% chng cất trên VE.
Cho một loạt giá trị của l tính đợc C và với số liệu này ta vẽ đờng cong
VE bằng phơng pháp Obradoikov và Smidovic theo đồ thị số 23 - 44.
Các giá trị x, y đợc xác định tại giá trị nhiệt độ sôi tơng ứng 50% thể
tích của H.Naphta theo đồ thị (23,44 - 5)

ở đây phần L.naphta coi nh đã chng hết ở tháp sơ bộ và H.Naphta bắt
đầu lấy ở tháp chính.
Sinh viên: Lê Văn Định

55

Lớp Hoá dầu - QN - K45


Đồ án tốt nghiệp

Ta có :

Chng cất dầu thô nhiều phần nhẹ

t0 = 800C.
t100 : 1700C
PPRF0 = = 0,9

T50 = 1160C
Theo hình vẽ 23 ta có : x = 24 và y = 65.
Thay giá trị x, y vào công tác xác định C và cho giá trị l thay đổi theo
từng giá trị ta tìm đợc bảng số liệu sau :
Bảng 1 : bảng số liệu tính theo công thức C = l . y + (1 - l) x
L
C
TVE

0,0

0,05

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

24

26,05

28,1

32,2

36,3

40,4

44,5

48,6

52,7

56,8

60,9

65

85

89

92

96

102

108

113

118

125

131

136

142

Từ bảng số liệu ta xây dựng đờng cân bằng VE của sản phẩm xăng :

2. Đờng cân bằng của sản phẩm Kerosen :
t0 = 170 0C
t100 = 2840C
PPRF 0 - 100 = = 1,14
T50 = 230
Từ giá trị độ dốc PPRF 0 - 100 và t50 trên đồ thị của phơng pháp ta tìm đợc
các giá trị của x = 32, y = 63.
Thay các giá trị x, y vào công thức xác định C và cho giá trị l thay đổi
theo từng giá trị ta tìm đợc bảng số liệu sau :
Bảng 2 : bảng số liệu tính theo công thức C = l.y + (1 - 1).x
L

0,0

0,05

0,1

Sinh viên: Lê Văn Định

0,2

0,3

0,4

56

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

Lớp Hoá dầu - QN - K45


Đồ án tốt nghiệp

Chng cất dầu thô nhiều phần nhẹ

C

32

33,55

34,9

38,0

41,3

43,4

47

50

53,7

56

59,2

63

TVE

208

211

213

216

219

222

226

230

233

236

239

242

Từ bảng số liệu ta xây dựng đờng cân bằng VE của sản phẩm Kerosen.
o

C

265
245
225
205

185
165
10

20

40

30

50

60

70

80

90

100

Keroxen
% trọng lượng

Hình 24. Đờng cân bằng VE của Kerosen
3. Đờng cân bằng của Gazoil :
t0 = 284 0C
t100 = 3700C
PPRF 0 - 100 = = 0,86

T50 = 319
Từ giá trị độ dốc PPRF 0 - 100 và t50 trên đồ thị của phơng pháp ta tìm đợc
các giá trị của x = 33, y = 58.
Thay các giá trị x, y vào công thức xác định C và cho giá trị l thay đổi
theo từng giá trị ta tìm đợc bảng số liệu sau :
Bảng 2 : bảng số liệu tính theo công thức C = l.y + (1 - 1).x
L
C

0,0

0,05

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

33

34,2

35,5

38,5

40,5

43

45,5

48

50,5

53

55,5

58

TVE

305

306

307

309

311

313

315

317

319

321

323

325

Sinh viên: Lê Văn Định

57

Lớp Hoá dầu - QN - K45

Đồ án tốt nghiệp
o

Chng cất dầu thô nhiều phần nhẹ

C

360
340
320
300
280

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Hình 25. Đờng cân bằng VE của Gazoil
iii. xác định các đại lợng trung bình của sản phẩm

1. Tỷ trọng trung bình :
Theo tài liệu tham khảo (Phạm Quang Dự - Vietso Petro Review) (15,19)
Tỷ trọng trung bình của L.Naphta :
D15 = 0,8088 d15,615,6 = 0,8096
Tỷ trọng trung bình của H.Naphta :

(kg/l)

D15 = 0,7539 d15,615,6 = 0,7547
Tỷ trọng trung bình của Kerosen :

(kg/l)

D15 = 0,7818 d15,615,6 = 0,7826
Tỷ trọng trung bình của Gazoil :

(kg/l)

D15 = 0,8231 d15,615,6 = 0,8239
Tỷ trọng trung bình của Mazut :

(kg/l)

D15 = 0,8828 d15,615,6 = 0,8836 (kg/l)

2. Xác định nhiệt độ sôi trung bình :
Nhiệt độ sôi trung bình xác định theo công thức :
Tmv = (00C) [37,51 - 5]
Nhiệt độ sôi trung bình theo thể tích của H.Naphta
Tmv = = 125,80C
Tmv = 125,80C
Độ dốc của đờng cong :
P10 ữ90 = = = 0,9125
Sinh viên: Lê Văn Định

58

Lớp Hoá dầu - QN - K45


Đồ án tốt nghiệp

Chng cất dầu thô nhiều phần nhẹ

Theo hình vẽ số
[32, 52 - 5]
Tmm = 125,8 - 8 = 117,8
Nhiệt độ sôi trung bình theo thể tích của Kerosen là :
Độ dốc đờng cong :
P10 ữ90 = = = 1,15
Tmm = 247,6 - 10,5 = 137,1
Nhiệt độ sôi trung bình theo thể tích Gazoil :
Tmv = = 319,80C
Độ dốc của đờng cong :
P10 ữ90 = = = 0,8

Tmm = 3,19 - 7 = 312,8
3. Tính phân tử lợng trung bình của các sản phẩm :
Từ giá trị tmm và d15,615,6 trên đồ thị [33,53 - 5] ta xác định đợc phân tử lợng trung bình sau :
Phân tử lợng trung bình của H.Naphta : Mx = 86
Phân tử lợng trung bình của Kerosen : Mc = 180
Phân tử lợng trung bình của Gazoil : Mg = 250
iv. Tính tiêu hao nớc

1. Tính tiêu hao nớc cho tháp phân đoạn :
Trong công nghiệp chế biến dầu lợng hơi nớc đợc dùng xả vào đáy tháp
thờng đợc chọn là 5% trọng lợng so với lu lợng Mazut thoát ra.
= 114600
(tấn/ năm)
= 14,325
(tấn/ giờ)
= 795,833
(kmol/h)
2. Tính tiêu hao nớc cho các tháp tách :
Lợng hơi nớc đợc dùng cho các tháp tách thờng đợc chọn khoảng 2,5%
so với lu lợng sản phẩm.
Tại tháp lấy H.Naphta :
= 28500
(tấn / năm)
= 3,5625
(tấn/ giờ)
= 197,917
(kmol/h)
Tại tháp lấy Kerosen :
= 23550
(tấn / năm)

= 2,94375
(tấn/ giờ)
Sinh viên: Lê Văn Định

59

Lớp Hoá dầu - QN - K45


Đồ án tốt nghiệp

Chng cất dầu thô nhiều phần nhẹ

= 163,542 (kmol/h)
Tại tháp lấy Gazoil :
= 19350
(tấn / năm)
= 2,41875 (tấn/ giờ)
= 134,375 (kmol/h)
Tổng lợng hơi nớc dùng cho quá trình là :
795,844 + 197,917 + 163,542 + 134,375 = 1291,667
Các thông số vê hơi nớc :

(kmol/h)

áp suất : 10at
Nhiệt độ : 3300C
v. tính chế độ của tháp chng cất

1. Tính áp suất của tháp :

1.1. áp suất tại đỉnh tháp :
Do sự mất mát áp suất trên các đờng ống dẫn nên áp suất tại đỉnh tháp
thờng lớn hơn so với áp suất tại áp suất tại tháp tách khoảng 20%.
Chọn áp suất tại tháp tách là 760 mmHg
Vậy áp suất tại đỉnh tháp là :
Dđỉnh = 760 + = 912
(mmHg)
1.2. áp suất tại đĩa lấy Kerosen :
Trong điều kiện chng cất dọc theo chiều cao của tháp đi từ trên xuống
dới áp suất tăng qua mỗi đĩa khoảng 5 ữ 8 mmHg.
Chọn số đĩa từ đĩa lấy H.naphta đến đĩa lấy Kerosen là 10 đĩa.
Chọn áp suất thay đổi qua mỗi đia là 8mmHg.
Khi đó áp suất tại đĩa lấy Kerosen là :
PKerosen = 912 + 8 x 10 = 992
(mmHg)
1.3. áp suất tại đĩa lấy Gazoil :
Chọn số đĩa từ đĩa lấy Kerosen đến đĩa Gazoil là 10 đĩa.
PGazoil = 992 + 8 x 10 = 1.072
(mmHg)
1.4. áp suất tại đĩa nạp liệu :
Chọn số đĩa từ đĩa lấy Gazoil đến đĩa nạp liệu là 10 đĩa
Pnạp liệu = 1072 + 8 x 10= 1.152
(mmHg)
Chọn số đĩa từ nạp liệu đến đĩa cuối cùng là 25 đĩa.
Vậy tổng số đĩa là : 25 + 10 + 10 + 10 = 55 đĩa.

Sinh viên: Lê Văn Định

60

Lớp Hoá dầu - QN - K45


Đồ án tốt nghiệp

Chng cất dầu thô nhiều phần nhẹ

2. Tính nhiệt dộ của tháp :
2.1. Nhiệt độ tại đĩa nạp nhiên liệu :
Trong thực tế quá trình chng cất có sự mất mát về áp suất và do có cùng
một lợng hơi nớc xả vào đáy tháp để làm giảm áp suất riêng phần của các sản
phẩm. Do đó nhiệt độ tại đĩa nạp liệu không phải là nhiệt độ tại điểm cuối của
các sản phẩm trắng trên đờng cong VE mà phải hiệu chỉnh bởi áp suất riêng
phần của các sản phẩm, đợc tính theo định luật Dalton :
P = Pnạp liệu . Y
Trong đó : Pnạp liệu : áp suất tại đĩa nạp liệu.
Y : Phần mol của sản phẩm dầu :
Mà Y =

mH + mK + mG
[39, 53, -5]
m H + m K + m G + m hn

Với mH ; mK ; mG ; mhn là phần mol của các sản phẩm dầu và hơi nớc.
Thay các giá trị vào ta đợc :
Mh = (kmol/h)
Mk = (kmol/h)
Mg = (kmol/h)
Mhn = 975,833 (kmol/h)
Y = (kmol/h)

Suy ra P = Pnạp liệu . Y = 1152 . 0,772 = 889,344 (kmol/h)
Tại áp suất P = 889,344 (kmd/h) và nhiệt độ cuối của các sản phẩm
trắng trên đờng cong VE (t100% = 315,250C) theo biểu đồ AZNT [24,45 - 5] ta
tìm đợc nhiệt độ thực tại đĩa nạp liệu là
tnạp liệu = 3460C
2.2. Nhiệt độ tại đáy tháp :
Nhiệt độ tại đáy tháp có thể chọn nhỏ hơn nhiệt độ tại đĩa nạp liệu
khoảng 10 ữ 200C. Chọn nhiệt độ tại đáy tháp là 3300C.
2.3. Nhiệt độ tại đỉnh tháp :
Sản phẩm lấy ra ở dạng lỏng, điểm sôi cuối của nhiên liệu H.naphta trên
đờng cong VC (t100% = 1420C)
Giả sử tại đĩa lấy H.naphta là t0 = 1300C.
Khi đó ta có cân bằng nhiệt lợng mà sản phẩm nhờng cho hồi lu nh
sau :
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5
Sinh viên: Lê Văn Định

61

Lớp Hoá dầu - QN - K45


Đồ án tốt nghiệp

Chng cất dầu thô nhiều phần nhẹ

V
V
Q1 = g1. ( I IV I te ) : Nhiệt dùng làm nguội H. Naphta.
V

V
Q2 = g2. ( I IV I te ) : Nhiệt dùng làm nguội Kerosen
V
V
Q3 = g3. ( I IV I te ) : Nhiệt dùng làm nguội Gaoziol
V
V
Q4 = g4. ( I IV I tđáy ) : Nhiệt dùng làm nguội Mazut
V
V
Q5 = g5. ( I IV I te ) : Nhiệt dùng làm nguội hơi nớc

Trong đó:

g1 ữ g5 lợng sản phẩm và hơi nớc tính theo (kg/h)
Q1 ữ Q5: lợngnhệit các sản phẩm nhờng cho hồi lu (kcal/kg).
I VIV , I Vte : Entapi của sản phẩm ở dạng lỏng tại nhiệt nạp liệu và

nhiệt độ lấy sản phẩm H.Naphta (kcal/kg).
I Vhn : Entapi của hơi nớc tại nhiệt độ vào (kcal/kg).
Nh vậy theo giá trị của d và nhiệt độ đã chọn theo bảng [75, 76, 77, 349
và 352-5] ta tìm đợc các Entapi của sản phẩm nh sau:
IV130 (H.Naphta) = 596,26 (kj/kg) = 142,41 (kcal/kg).
IV346 (H.Naphta) = 1.113,65 (kj/kg) = 265,98 (kcal/kg).
If130 (Kerosen) = 404,47 (kj/kg) = 96,72 (kcal/kg).
If346 (Kerosen) = 1.100,47 (kj/kg) = 262,83 (kcal/kg).
IV280 (Gazoil) = 663,45 (kj/kg) = 158,63 (kcal/kg).
IV346 (Gazoil) = 1.082,87 (kj/kg) = 258,63 (kcal/kg).
If330 (Mazut) = 795,74 (kj/kg) = 190,05 (kcal/kg).
If346 (Mazut) = 844,43 (kj/kg) = 201,68 (kcal/kg).

IV130 (Hơi nớc) = 2725 (kj/kg) = 650,97 (kcal/kg).
IV346 (Hơi nớc) = 3167 (kj/kg) = 756,39 (kcal/kg).
Thay các giá trị vào biểu thức ta tính đợc:
Q1 = 1425.103 (265,98 - 142,41) = 17608725
(kcal/kg)
3
Q2 = 117,75.10 (262,83 - 9672) = 19559452,5
(kcal/kg)
3
Q3 = 96,75.10 (258,63 - 158,46) = 9691447,5
(kcal/kg)
3
Q4 = 286,5.10 (201,68 - 190,05) = 3331995
(kcal/kg)
3
Q5 = 14,325.10 (756,39 - 650,97) = 1510141,5
(kcal/kg)
Vậy tổng lợng nhờng cho hồi lu là:
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 = 51701761,5

(kcal/kg)

Số mol của hồi lu đợc tính theo công thức :

Sinh viên: Lê Văn Định

62

Lớp Hoá dầu - QN - K45

Đồ án tốt nghiệp

M=

Q
1ì m

Chng cất dầu thô nhiều phần nhẹ

[41,56 - 5]

Trong đó :
M: là phân tử trọng của hồi lu
Q: Nhiệt lợng mà hồi lu cần thu.
L: ấn nhiệt của hồi lu (với I = IV130 - Il30)
Il30 (h.Naphta) = 1438 (kcal/kg)
Suy ra l = 142,41 - 14,38 = 128,03 (kcal/kg)
51701761,5
M=
= 4695,644 (kmol/h)
128,03 ì 86
- áp suất phần hơi :
P = PKerosen .
P = 992 . = 728,482 (mmHg)
Từ giá trị áp suất hơn P và nhiệt độ trên đồ thị AZNI ta tìm đợc nhiệt độ
tại đĩa lấy Kerosen là t0 = 1820C. Với nhiệt độ giả thiết là 1760C có sai số là
60C, khoảng sai số này chấp nhận đợc. Vậy nhiệt độ tại đĩa lấy Kerosen là:
t0 = 1820C
Iv130 (h. nớc) = 2725 (kj/kg) = 650,97 (kcal/h)

Iv146 (h. nớc) = 3167 (kj/kg) = 756,39 (kcal/h)
Thay các giá trị vào biểu thức ta tính đợc :
Q1 = 1425.103 (265,98 - 142,41) = 17608725
(kcal/h)
Q2 = 117,75.103 (262,83 - 9672) = 19559452,5
(kcal/h)
Q3 = 96,75.103 (258,63 - 158,46) = 9691447,5
(kcal/h)
Q4 = 286,5.103 (201,68 - 190,05) = 3331995
(kcal/h)
Q5 = 14,325.103 (756,39 - 650,97) = 1510141,5
(kcal/h)
Vậy tổng lợng nhờng cho hồi lu là :
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5
= 51701761,5
(kcal/h)
Số mol của hồi lu đợc tính theo công thức :
M=
[41,56 - 5]
Trong đó :
M : là phần tử trọng của hồi lu
Q : lợng nhiệt mà hồi lu cần thu
L : ấn nhiệt của hồi lu (với l = Iv130 - I130)
Sinh viên: Lê Văn Định

63

Lớp Hoá dầu - QN - K45

Đồ án tốt nghiệp

Chng cất dầu thô nhiều phần nhẹ

Il30 (H.naphta) = 1438
(kcal/kg)
Suy ra l = 142,41 - 14,38 = 128,03
(kcal/kg)
51701761,5
M=
= 4695,644 (kmol/h)
128,03x86
áp suất phần hơi :
P = PKerosen .
P = 992 .

4695,644 + 1656,977
= 810,468 (mmHg)
4695,655 + 795,833 + 1656,977

Từ giá trị áp suất hơi P và nhiệt độ trên đồ thị AZNI ta tìm đợc nhiệt độ
tại đĩa lấy H.Naphta là t0 = 1310C. Với nhiệt độ giả thiết là 1300C có sai số là
40C.
Khoảng sai số là chấp nhận đợc. Vậy nhiệt độ tại đĩa lấy H.naphta là:
t0 = 1310C.
2.4. Nhiệt độ tại đĩa lấy Kerosen :
- Sản phẩm lấy ra ở dạng lỏng, điểm sôi dầu của nhiên liệu Kerosen trên
đờng con VE (t0 = 2080C)
- Giả sử chọn nhiệt độ tại đĩa lấy Kerosen t0 = 1760C.
- Khi đó ta có cân bằng nhiệt lợng mà sản phẩm nhờng cho hồi lu nh

sau :
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5
Q1 = g1 (Ivtv - Ivte) : nhiệt dùng làm nguội H.naphta
Q2 = g2 (Ivtv - Ivte) : nhiệt dùng làm nguội Kerosen
Q3 = g3 (Ivtv - Ivte) : nhiệt dùng làm nguội Gazoil
Q4 = g4 (Ivtv - Ivtđáy) : nhiệt dùng làm nguội mazut
Q5 = g5 (Ivhn - Ivte) : nhiệt dùng làm nguội hơi nớc
Trong đó :
g1 ữ g5 : lợng sản phẩm và hơi nớc tính theo (kg/h)
Q1 ữ Q5 : lợng nhiệt các sản phẩm nhờng cho hồi lu (kcal/h)
Ivtv , Ivte : entanpi của sản phẩm ở dạng hơi tại nhiệt độ nạp liệu và nhiệt
độ lấy sản phẩm H.naphta (kcal/kg)
Iftv , Iftđáy : entanpi của sản phẩm ở dạng lỏng tại nhiệt độ nạp liệu và
nhiệt độ lấy sản phẩm H.naphta (kcal/kg)
Ivhn : entanpi của hơi nớc tại nhiệt độ vào (kcal/kg)

Sinh viên: Lê Văn Định

64

Lớp Hoá dầu - QN - K45


Đồ án tốt nghiệp

Chng cất dầu thô nhiều phần nhẹ

Nh vậy theo giá trị của d và nhiệt độ đã chọn theo bảng [75, 76, 77, 349
và 352 - 5] ta tìm đợc các entanpi của sản phẩm nh sau :
Iv176 (H.naphta) = 692,92 (kj/kg) = 165,49

(kcal/kg)
Iv346 (H.naphta) = 1.113,65 (kj/kg) = 265,98 (kcal/kg)
Iv176 (Kerosen) = 404,97 (kj/kg) = 96,72
(kcal/kg)
v
I 346 (Kerosen) = 1.100,47 (kj/kg) = 262,83 (kcal/kg)
Iv280 (Gazoil) = 663,45 (kj/kg) = 158,46
(kcal/kg)
v
I 346 (Gazoil) = 1.082,87 (kj/kg) = 258,63
(kcal/kg)
v
I 330 (mazut) = 795,74 (kj/kg) = 190,05
(kcal/kg)
v
I 346 (mazut) = 844,43 (kj/kg) = 201,68
(kcal/kg)
v
I 176 (H.nớc) = 2.828 (kj/kg)
= 675,57
(kcal/kg)
v
I 346 (H.nớc) = 3.167 (kj/kg)
= 756,39
(kcal/kg)
Thay các giá trị vào biểu thức ta tính đợc :
Q1 = 142,5 . 103 (265,98 - 165,49) = 14319825
(kcal/h)
Q2 = 117,75 . 103 (262,83 - 96,72) = 19559452,5 (kcal/h)
Q3 = 96,75 . 103 (258,63 - 158,46) = 9691447,5

(kcal/h)
Q4 = 286,5 . 103 (201,68 - 190,05) = 3331995
(kcal/h)
Q5 = 14,325 . 103 (756,39 - 675,57) = 1157746,5
(kcal/h)
Vậy tổng lợng hồi lu là :
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 = 48060466,5
Số mol của hồi lu đợc xác định theo công thức :
M=
Trong đó M : phân tử trọng của hồi lu
Q : lợng nhiệt mà hồi lu cần thu
L : ẩn nhiệt của hồi lu (với l = Iv176 - Il176)
Il176 = 163,33 (kcal/kg)
Suy ra : l = 163,33 - 96,72 = 66,61
48060466,5
M=
= 4008,446
(kmol/h)
66,61x180

(kcal/h)

áp suất phần hơi :
P = PKerosen .
P = 992 .

4008,446
= 728,482 (mmHg)
4008,446 + 795,833 + 654,167

Sinh viên: Lê Văn Định

65

Lớp Hoá dầu - QN - K45


Đồ án tốt nghiệp

Chng cất dầu thô nhiều phần nhẹ

Từ giá trị áp suất hơi P và nhiệt độ trên đồ thị AZNI ta tìm đợc nhiệt độ
tại đĩa lấy Kerosen là t0 = 1820C. Với nhiệt độ giả thiết là 1760C có sai số là
60C. Khoảng sai số là chấp nhận đợc. Vậy nhiệt độ tại đĩa lấy Kerosen là :
t0 = 1820C.
2.5. Nhiệt độ tại đĩa lấy Gazoil :
- Sản phẩm lấy ra ở dạng lỏng, điểm sôi đầu của nhiên liệu Gazoil trên
đờng cong VE (t0C = 3050C)
- Giả sử chọn nhiệt độ tại đĩa lấy sản phẩm Gazoil là t0 = 2800C.
- Khi đó ta có cân bằng nhiệt lợng mà sản phẩm nhờng cho hồi lu nh
sau :
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5
Q1 = g1 (Ivtv - Ivte) : nhiệt dùng làm nguội H.naphta
Q2 = g2 (Ivtv - Ivte) : nhiệt dùng làm nguội Kerosen
Q3 = g3 (Ivtv - Ivte) : nhiệt dùng làm nguội Gazoil
Q4 = g4 (Ivtv - Ivtđáy) : nhiệt dùng làm nguội Mazut
Q5 = g5 (Ivhn - Ivte) : nhiệt dùng làm nguội hơi nớc
Trong đó :
g1 ữ g5 : lợng sản phẩm và hơi nớc tính theo (kg/h)
Q1 ữ Q5 : lợng nhiệt các sản phẩm nhờng cho hồi lu (kcal/h)

Ivtv , Ivte : entanpi của sản phẩm ở dạng hơi tại nhiệt độ nạp liệu và nhiệt
độ lấy sản phẩm H.naphta (kcal/kg).
Iftv , Iftđáy : entanpi của sản phẩm ở dạng lỏng tại nhiệt độ nạp liệu và
nhiệt độ lấy sản phẩm H.naphta (kcal/kg).
Ivhn : entanpi của hơi nớc tại nhiệt độ đã chọn theo bảng[75,76, 77, 349
và 352 - 5] ta tìm đợc các entanpi của sản phẩm nh sau :
Iv280 (H.naphta) = 936,88 (kj/kg) = 223,76
(kcal/kg)
Iv346 (H.naphta) = 1.113,65 (kj/kg) = 265,98 (kcal/kg)
If280 (Kerosen) = 925,64 (kj/kg) = 221,75
(kcal/kg)
If346 (Kerosen) = 1.100,47 (kj/kg) = 262,83 (kcal/kg)
If280 (Gazoil) = 663,45 (kj/kg) = 158,46
(kcal/kg)
Iv346 (Gazoil) = 1.082,87 (kj/kg) = 258,63
(kcal/kg)
If330 (mazut) = 795,74 (kj/kg) = 190,05
(kcal/kg)
If346 (mazut) = 844,43 (kj/kg) = 201,68
(kcal/kg)
Iv280 (H.nớc) = 3.034 (kj/kg)
= 724,62
(kcal/kg)
Sinh viên: Lê Văn Định

66

Lớp Hoá dầu - QN - K45

Đồ án tốt nghiệp

Chng cất dầu thô nhiều phần nhẹ

Iv346 (H.nớc) = 3.167 (kj/kg)
= 756,39
(kcal/kg)
Thay các giá trị vào biểu thứ ta tính đợc :
Q1 = 142,5 . 103 (265,98 - 223,76) = 6016350
(kcal/h)
Q2 = 117,75 . 103 (262,83 - 221,75) = 4837170
(kcal/h)
Q3 = 96,75 . 103 (258,63 - 158,46) = 9691447,5
(kcal/h)
3
Q4 = 286,5 . 10 (201,68 - 190,05) = 3331995
(kcal/h)
3
Q5 = 14,325 . 10 (756,39 - 724,62) = 455105,25 (kcal/h)
Vậy tổng nhiệt lợng nhờng cho hồi lu là :
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 = 24332067,75
(kcal/h)
Số mol của hồi lu đợc xác định theo công thức :
M=
Trong đó M : phân tử trọng của hồi lu
Q : lợng nhiệt mà hồi lu cần thu
L : ẩn nhiệt của hồi lu (với l = Iv280 - Il280)
Il280 (Gazoil) = 217,27 (kcal/kg)
Suy ra : l = 217,27 - 158,46 = 588,81
(kcal/h)

24332076,75
M=
= 1654,961
(kmol/h)
58,81x250
áp suất phần hơi :
P = PKerosen .
P = 992 .

1654,961
= 625,175 (mmHg)
1654,961 + 795,833 + 387

Từ giá trị áp suất hơi P và nhiệt độ trên đồ thị AZNI ta tìm đợc nhiệt độ
tại đĩa lấy Kerosen là t0 = 2760C. Với nhiệt độ giả thiết là 2800C có sai số là
40C. Khoảng sai số là chấp nhận đợc. Vậy nhiệt độ tại đĩa lấy Kerosen là :
t0 = 2760C.
3. Tính chỉ số hồi lu đỉnh tháp :
Ta có :
4695,644
R= =
= 2,834
1656,977
Lợng hồi lu m : m = 86 x 4695,644 = 403825,384 (kg/h)
vi. tính kích thớc của tháp chng cất

1. Tính đờng kính tháp :
Sinh viên: Lê Văn Định

67

Lớp Hoá dầu - QN - K45


Đồ án tốt nghiệp

Chng cất dầu thô nhiều phần nhẹ

Đờng kính của tháp chng cất đợc xác định theo công thức :
D=
S = (m2)

(m)

[47, 58 - 5]

Vmax cho phép = C . - 1
(m/s)
[48, 58 - 5]
Trong đó : dl tỷ trọng của sản phẩm ở trạng thái lỏng
Dv tỷ trọng của sản phẩm ở trạng thái hơi.
S : tiết diện tháp (m2)
Nh vậy để xác định đợc đờng kính của tháp ta lần lợt xác định các đại lợng có liên quan.
Chọn khoảng cách giữa hai đĩa là 0,75m (750mm) và độ đóng thuỷ lực
là 2,5 theo biểu đồ [46, 78] ta tìm đợc hệ số C = 0,06.
Mặt khác ta có dl = 0,68 theo tài liệu các sản phẩm dầu mỏ và hoá dầu.
Tỷ trọng của H.naphta ở trạng thái hơi đợc xác định theo công thức :
dv = [5]
Trong đó :
M : phân tử trọng trung bình

P : áp suất trên đĩa đầu tiên (at)
R : hằng số khi R = 0,082 (L.at/g.0C)
T : nhiệt độ (0K)
M=
[5]
69, 4 1438
86x1656,977 + 86 ì 4008, 446 + 181291,667 + 4695 ì 644 ì 86 ì
126,59
M=
69, 4 14,38
1656,977 + 4008, 446 + 1291,667 + 4695,644
126,59
= 76,2385
912x76,2385
Vậy d =
= 2,741
760x0,082(273 + 13)
Vmax cho phép = C .

dL
- 1 = 0,06 x
dV

680
- 1 = 0,943 (m/s)
2,741

Lợng hồi lu lớn nhất :
V=

[5]

Sinh viên: Lê Văn Định

68

Lớp Hoá dầu - QN - K45


Đồ án tốt nghiệp

Chng cất dầu thô nhiều phần nhẹ

66,8 14,38
126,59

Trong đó : n = Vh.nớc + VH.naphta + Vhl + Vhl .
n = 8616,958
Suy ra :
V= =
S=

8616,958x0,082x760x407
= 66,57 (m3/s)
912x3600

66,57
= 70,593 (m2)
0,943

Suy ra : D =

4x70,593
= 9,48 (m)
3,14

Quy chuẩn : D = 10 (m)
2. Tính chiều cao của tháp :
Chiều cao của tháp cất đợc xác định theo công thức :
H = (n - 2).h + 2a + b (m)

[51,59 - 5]

Trong đó :
H : chiều cao toàn tháp
h : khoảng cách giữa 2 đĩa (chọn h = 1000mm)
N : số đĩa trong tháp
a : chiều cao ở đỉnh tháp chọn bằng chiều cao đáy tháp (chọn a = 5m)
b : khoảng cách giữa đĩa tiếp liệu (chọn b = 3m)
Chọn từ đỉnh đến đĩa lấy L.naphta và H.naphta là 10 đĩa, từ đĩa lấy
H.naphta đến đĩa lấy Kerosen là 9 đĩa, từ đĩa lấy Kerosen đến đĩa lấy diezel là
9 đĩa, từ đĩa diezel đến đĩa nạp liệu là 10 đĩa và từ đĩa nạp liệu cho đến đĩa
cuối cùng là 17 đĩa. Số đĩa trong tháp là 55 đĩa.
Vậy chiều cao của tháp là :
H = (55 - 2) x 1 + 2 x 5 + 3 = 6,6 (m)
3. Tính số chóp và đờng kính chóp :
Trong quá trình chng cất thờng tổng tiết diện của ống hơi chiếm khoảng
10% so với tổng tiết diện của tháp chọn đờng kính ống hơi dn = 250mm khi đó
số chóp trên đĩa đợc xác định theo công thức :

Sinh viên: Lê Văn Định

69

Lớp Hoá dầu - QN - K45


Đồ án tốt nghiệp

Chng cất dầu thô nhiều phần nhẹ
2

9,48x103
n = 0,1 x
= 143,793 (chóp) [236 - 6]
250
Chọn n = 167 (chóp)
Đờng kính chóp trên đĩa :
dch =
dch = = 360 (mm)
Khoảng cách từ mặt đĩa đến chân chóp chọn bằng 25 (mm)
Chiều cao chóp trên ống hơi bằng :
0,25.dh = 0,25 x 250 = 62,5 (mm)
Chọn = 65 mm
Chiều dày chóp chọn = 3mm
Khoảng cách từ chân ống chảy chuyền đến đĩa là 150mm
Đờng kính ống chảy chuyền
dch = 600mm
Đờng kính ống nạp liệu
Dnl = 1,2m (1 ống)

Đờng kính ống hồi lu đỉnh
DđỉnhH.naphta = 0,8m (1 ống)
Đờng kính ống hồi H.Naphta DH.naphta = 0,8m (1 ống)
Đờng kính ống hồi lu Kerosen DKerosen = 0,8m (1 ống)
Đờng kính ống hồi lu Gazoil DGazoil = 0,8m (1 ống)
Đờng kính ống dẫn sản phẩm đỉnh Dd.đỉnh = 1,4m (1 ống )
Đờng kính ống dẫn sản phẩm đáy Dd.đáy = 1,4m (1 ống )

Sinh viên: Lê Văn Định

70

Lớp Hoá dầu - QN - K45