Tính công nghệ lọc dầu cho các phân xưởng DA DSV RC FCC EXARO PARA HDS trong nhà máy lọc dầu năng suất 5.2 triệu tấn

Đồ án Công Nghệ HH I

LỜI MỞ ĐẦU
Dầu mỏ được con người biết đến từ thời cổ xưa. Đến thế kỉ XVIII dầu mỏ
được sử dụng làm nhiên liệu để đốt cháy, thắp sáng. Sang thế kỉ XIX dầu được coi
như nguồn nguyên liệu chính cho mọi phương tiện giao thông và cho nền kinh tế
quốc dân. Hiện nay, dầu mỏ đã trở thành nguồn năng lượng quan trọng nhất của
mọi quốc gia trên thế giới, là loại hàng hóa đặc biệt quan trọng, là máu huyết của
nền kinh tế quốc dân và quốc phòng của một đất nước. 56 - 57% năng lượng sử
dụng đi từ dầu mỏ; chỉ có 20 – 25% năng lượng đi từ than; 5 – 6% năng lượng đi từ
nước và 8 – 12% đi từ năng lượng hạt nhân. Bên cạnh đó, hướng sử dụng mạng mẽ
và có hiệu quả nhất của dầu mỏ là làm nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hóa
dầu như: sản xuất cao su, chất dẻo, tơ sợi tổng hợp, phân bón,… Ngoài các sản
phẩm nhiên liệu và sản phẩm hóa học của dầu mỏ, các sản phẩm phi nhiên liệu như
dầu mỏ bôi trơn, nhựa đường, hắc ín,… cũng là một phần quan trọng trong sự phát
triển của công nghiệp. Vì thế dầu mỏ thường được ví như là “vàng đen”.
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp dầu khí trên thế giới, dầu
khí Việt Nam cũng đang trên đà phát triển. Hiệu quả sử dụng dầu mỏ phụ thuộc vào
chất lượng của quá trình chế biến, trong đó các quá trình xúc tác giữ vai trò quan
trọng. Theo các chuyên gia về hóa dầu ở Châu Âu, việc đưa dầu mỏ qua các quá
trình chế biến sẽ nâng cao được hiệu quả sử dụng lên 5 lần, và như vậy tiết kiệm
được nguồn tài nguyên quý hiếm này. Vì vậy mà mô hình nhà máy lọc dầu luôn
thay đổi cải tiến, hoàn thiện quy trình công nghệ đồng thời áp dụng những phương
pháp chế biến sâu trong dây chuyền sản xuất nhằm chuyển hóa dầu thô tới mức tối
ưu thành nhiên liệu và những sản phẩm quan trọng, đáp ứng được nhu cầu thị
trường, để sử dụng nguồn tài nguyên này hiệu quả nhất, đem lại lợi ích tốt nhất cho
chính mình và xã hội.

GVHD: Nguyễn Hồng Sơn

1

SVTH: Nguyễn Hoài Phương


Đồ án Công Nghệ HH I

PHẦN 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
1.1 Dầu thô và các sản phẩm
1.1.1 Dầu thô
Dầu thô có nguồn gốc hữu cơ, là sản phẩm phân huỷ của xác động - thực vật
trong lớp trầm tích dưới đáy biển dưới tác dụng phân huỷ của các vi khuẩn (hiếm
khí, yếu khí) và các tách động của các yếu tố môi trường: áp suất, thời gian dài, bức
xạ do sự phóng xạ trong long đất.
Dầu thô thương ở thể lỏng nhớt, nhưng cũng có loại dầu đông đặc ngay ở
nhiệt độ thường. Nó có màu sắc thay đổi từ màu vàng nhạt đến đen sẩm và có ánh
huỳnh quang. Độ nhớt dầu thô thường rất lớn và thay đổi trong khoảng rộng từ 5 –
1000 cSt và có thể lớn hơn gấp hàng trăm lần so với nước nhưng tỷ trọng lai thấp
hơn.
Về bản chất hoá học, dầu thô là hổn hợp rất phức tạp của các hợp chất
hydrocacbon và các hợp chất phi hydrocacbon, mà thành phần chủ yếu là các
hydrocacbon khác nhau tạo nên dầu thô.
Ngày nay trên thế giới, hầu hết các quốc gia, kể cả nhưng quốc gia không có
dầu cũng đều xây dựng cho mình một ngành công nghiệp lọc dầu nhằm ổn định và
phát triển kinh tế. Ngành công nghiệp này có tầm quan trọng đặc biệt trong nên kinh
tế quốc dân và trong quốc phòng. Các sản phẩm dầu mỏ là nhân tố quyết định cán
cân năng lượng của thế giới và cũng là nguôn nguyên liệu trụ cột cho các ngành
công nghiệp khác, trong đó sản phẩm quan trong nhất là xăng và dầu. Càng ngày
con người tim ra nhiều cách để thu được lượng xăng đáng kể, nhiều hơn lượng xăng
thu được bằng việc nghiên cứu và cải thiện các phương pháp cụ thể là các quá trình
chuyển hoá sâu. Bên cạnh xăng ta còn thu được các sản phẩm khác đáp ứng nhu cầu

năng lượng của các ngành công nghiệp khác như: dầu đốt, dầu nhờn, bitum…

GVHD: Nguyễn Hồng Sơn

2

SVTH: Nguyễn Hoài Phương


Đồ án Công Nghệ HH I

1.1.2 Các sản phẩm
Thành phần hydrocacbon trong dầu thô rất đa dạng từ các hydrocacbon nhẹ
C1, C2… Đến các hydrocacbon rất nặng như các hợp chất đa vòng, lai hợp… Nên
trong quá trình lọc dầu ta sẽ thu được nhiều sản phẩm với các ứng dụng khác nhau
trong sinh hoạt, công nghiệp.
Các sản phẩm này được chia làm hai loại: sản phẩm năng lượng và sản phẩm
phi năng lượng
Sản phẩm năng lượng là các loại nhiên liệu và chất đốt. Các nhiên liệu khi
cháy sẽ chuyển thành động năng cung cấp cho các động cơ như động cơ xăng,
động cơ diesel, phản lực… Còn các chất đốt khi cháy sẽ chuyển thành nhiệt năng sử
dụng trong các nhà máy nhiệt điện, sản xuất hơi nước, lò đốt… Cách phân loại này
chỉ có tính tương đối bởi vì một số sản phẩm vừa là chất đốt lại vừa là nhiên liệu tùy
vào mục đích sử dụng như dầu đốt nặng có thể dùng làm nhiên liệu cho động cơ tàu
thủy…
Các sản phẩm phi năng lượng cũng là các sản phẩm dầu mỏ nhưng không
được sử dung với mục đích sinh năng lượng mà được sử dụng với các mục đích
khác nhau như:
+ Dung môi: là các hydrocacbon nhẹ khoảng từ C4 đến C14, được dùng làm
dung môi pha sơn hay dùng để làm sạch kim loại, vải; bảo vệ kim loại khỏi bị ăn

mòn hoặc có thể dùng làm dung môi hóa học…
+ Dầu nhờn, dầu công nghiệp, các sản phẩm liên quan: là các sản phẩm nặng
thu được sau các sản phẩm năng lượng, được dùng với các mục đích khác nhau
như: bôi trơn động cơ nhằm giảm ma sát, cire đánh giày, nhựa đường cung cấp cho
các công trình giao thông.

GVHD: Nguyễn Hồng Sơn

3

SVTH: Nguyễn Hoài Phương


Đồ án Công Nghệ HH I

+ Các sản phẩm hóa dầu: là các sản phẩm được dùng trong công nghiệp hóa
dầu.
Ngoài ra, nhà máy lọc dầu phải đảm bảo chất lượng cho các sản phẩm sản
xuất từ nhà máy theo các tiêu chuẩn chất lượng đã qui định.
1.2. Chức năng và nhiệm vụ của nhà máy lọc dầu
1.2.1 Nhiệm vụ của nhà máy
1.2.1.1. Tiếp nhận và vận chuyển dầu thô
Có thể tiếp nhận một lượng lớn dầu thô về cả số lượng lẫn chủng
loại, nhằm tránh sự tác động của sự biến động rộng lớn về nguồn nguyên liệu và có
thể cấu thành nguyên liệu phù hợp với chế độ công nghệ của nhà máy nhằm đáp
ứng được yêu cầu về cơ cấu sản phẩm dầu mỏ của thị trường. Có thể tiếp nhận bằng
cầu cảng hoặc đường ống.
1.2.1.2 Chế biến dầu thô
Thực hiện các quá trình chế biến dầu thô thành các sản phẩm dầu mỏ hay
chất nền.

1.2.1.3 Kiểm tra chất lượng
Thực hiện việc kiểm tra chất lượng các nguyên liệu và sản phẩm của nhà
máy nhằm theo dõi các quá trình chế biến và đảm chất lượng cho các sản phẩm tạo
thành.
1.2.2 Chức năng của nhà máy lọc dầu
1.2.2.1 Quá trình phân tách
Tạo ra các phân đoạn cơ sở nhằm đáp ứng mục đích sử dụng cho các quá
trình chế biến tiếp theo (chưng cất, trích ly…).

GVHD: Nguyễn Hồng Sơn

4

SVTH: Nguyễn Hoài Phương


Đồ án Công Nghệ HH I

Chưng cất dầu và sản phẩm dầu với mục đích tách dầu thô thành các phân
đoạn, được thực hiện bằng phương pháp sôi dần hoặc sôi nhiều lần. Chưng cất bay
hơi nhiều lần gồm hai hay nhiều quá trình bay hơi một lần. Trong nhà máy lọc dầu
thường là chưng cất dầu thô ở áp suất khí quyển hay chân không.
1.2.2.2 Nâng cao hiệu suất thu hồi sản phẩm
Nhằm tạo ra các phân tử mới có tính chất phù hợp với sản phẩm sử dụng
thông qua các quá trình chuyển hoá như Alkyl hóa, Isomer hóa, RC, FCC, giảm
nhớt… và quá trình chuyển hoá xúc tác có sự tham gia của hidro như
Hydrocracking, HDS… nhằm loại bỏ các tạp chất không mong muốn có mặt trong
thành phần các phân đoạn và sản phầm, nhằm đáp ứng yêu cầu làm nguyên liệu cho
quá trình chế biến tiếp theo hay đạt chất lượng sản phẩm thương phẩm.
1.2.2.3 Phối trộn các sản phẩm thương phẩm

Các sản phẩm thu được qua quá trình chế biến chưa đảm bảo yêu cầu về các
tiêu chuẩn kỹ thuật, chất lượng. Do vậy, ta phải tiến hành phối trộn các sản phẩm
này với nhau để thu được sản phẩm đảm bảo theo tiêu chuẩn Việt Nam.
Để tính phối liệu sản phẩm dựa vào đặc trưng của từng sản phẩm theo yêu
cầu của đồ án, kết hợp với các yêu cầu đối với từng sản phẩm, chọn cách phối liệu
tối ưu nhất dựa vào máy tính sau đó tính lại cân bằng vật chất của nhà máy theo sơ
đồ công nghệ hợp lý nhất đã chọn.
Ngoài ra trong nhà máy lọc dầu còn có các quá trình xử lí môi trường nhằm
bảo đảm an toàn môi trường làm việc và môi trường tự nhiên xung quanh nhà máy
(bao gồm các quá trình xử lý khí, nước thải, chất thải, khí chua…).
Từ mục đích sản xuất sản phẩm đặc trưng là GAZ, Xăng, Diesel, Dầu nhờn
em xin đưa ra phương án thiết kế nhà máy lọc dầu có 7 phân xưởng DA - DSV RC - FCC- EXARO- PARA - HDS.

GVHD: Nguyễn Hồng Sơn

5

SVTH: Nguyễn Hoài Phương


Đồ án Công Nghệ HH I

1.3. Nhiệm vụ của đồ án và hướng giải quyết
1.3.1 Nhiệm vụ của đồ án
Dựa và các dữ liệu ban đầu của dầu thô Ariban Light, tiến hành tính toán các
đặc trưng của từng phân đoạn, từng phân xưởng của nhà máy lọc dầu.
1.3.2 Hướng giải quyết
Từ các dữ liệu ban đầu, dựa trên các khoảng phân đoạn đã biết tiến hành xác
định các tính đặc trưng của các phân đoạn thu được trong chưng cất khí quyển,
chưng cất chân không, reforming xúc tác, cracking xúc tác, khử lưu huỳnh. Tính

cân bằng vật liệu cho từng phân xưởng và cho toành nhà máy. Cần tính toán và xử
lý sao cho mỗi quá trình đều đạt tôi ưu chất lượng và sản phẩm.
Ứng với mỗi công đoạn, mỗi phân xưởng cần lập bảng tổng kết riêng, cuối
cùng là bảng cân bằng vật liệu (CBVL) chung cho toàn nhà máy.
Để phối liệu cho sản phẩm dựa vào đặc trưng của từng sản phẩm theo yêu
cầu của đồ án, kết hợp với các yêu cầu đối với từng sản phẩm, chọn các phối liệu tối
ưu nhất dựa vào máy tính sao cho tính cân bằng vật chất của nhà máy theo sơ đồ
công nghệ hợp lý nhất đã chọn.

GVHD: Nguyễn Hồng Sơn

6

SVTH: Nguyễn Hoài Phương


55,640 kt/năm

GAZ

SƠ ĐỒ NHÀ MÁY LỌC DẦU

162,760 kt/năm

GAS

5200 kt/năm

D
A

802,360 kt/Năm

BZN
600,600 kt/năm

RC
802,360 kt/Năm

200.2 kt/năm

HDS

KER
705,640 kt/năm

537.16 kt/năm

GOL

HDS

480.644 kt/năm
EFCC

537,160 kt/năm

121.382 kt/năm

GOH

1482,00 kt/năm

DSV

2335,840 kt/năm

RDA

D
S
V

F
C
C

LCO

121.382 kt/năm

HDS

269.394 kt/năm
HCO
360.99 kt/năm
72.23 kt/năm

LUB

1165 kt/năm
COKE

EXRARO
515.7 kt/năm
853,84 kt/năm

RSV

P
A
R
A

154.71 kt/năm

PARAFIN


Đồ án Công Nghệ HH I

PHẦN 2: TÍNH CÔNG NGHỆ CÁC PHÂN XƯỞNG
CHƯƠNG 1: TÍNH CÔNG NGHỆ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT
KHÍ QUYỂN (DA)
1.1 Cơ sở lý thuyết của quá trình chưng cất khí quyển
Đây là phân xưởng quan trọng nhất trong nhà mấy lọc dầu bởi lượng nguyên
liêu nó xử lý là lớn nhất và sản phẩm của phân xưởng này sẽ quyết định đến chế độ
làm việc của các phân xưởng khác trong nhà máy.
Mục đích: Nhằm phân tách dầu thô thành các phân đoạn khác nhau, các phân
đoạn này có nhiệt độ sôi sắp xấp xỉ khoảng nhiệt độ cảu các phân đoạn sản phẩm và

không làm phân hủy chúng.
Nguyên liệu: Dầu thô đã tách muối, nước. Dầu thô được đưa vào có nhiệt độ
từ 340-350oC.
Sản phẩm của phân xưởng gồm:
+ Phân đoạn khí (C1-C4) và xăng (C5-C10,11, ts =30-1800C)
+ Phân đoạn kerosen hoặc dầu hoả (C11-C15,16, ts =180-2500C)
+ Phân đoạn Gasoil nhẹ và Gasoil nặng (C16-C20,30, ts =250-3500C)
+ Phân đoạn mazut là cặn của tháp chưng cất khí quyển (C20+, ts =350+0C)
tách ở dưới đáy tháp.
Áp suất làm việc của tháp tùy thuộc vào điều kiện làm lạnh của thiết bị,
thường thì từ 1-3bar. Phân xưởng DA là phân xưởng đầu tiên trong nhà máy lọc
dầu. Tháp DA có chiều cao khoảng 50m. Số đĩa trong tháp từ 30-50 đĩa (thường là
đĩa van) phụ thuộc vào năng suất nhà máy.

GVHD: Nguyễn Hồng Sơn

8

SVTH: Nguyễn Hoài Phương


Đồ án Công Nghệ HH I

1.2. Tính toán công nghệ phân xưởng DA
Các số liệu ban đầu
- Năng suất của nhà máy: 5200*1.000 tấn/năm
- Nhiệt độ cuối của phân đoạn từ DA, oC.
- Độ API của dầu thô Arabian light trung: 36.2
và tỷ trọng của dầu: 0.8421
Từ công thức: oAPI=

Suy ra : d

=

.
.

∗

- 131.5

.
.

∗(

=

. )

.
.

∗(

.

. )

= 0.8421

Thể tích dầu thô cần xử lý:
V=

=

= 6175,1525 (Km3/năm)

.

Nhiệt độ trung bình của phân đoạn: (t

) . Khi ta chưng cất theo

%

phương pháp đường cong điểm sôi thực (TBP) đến khi thu được 50%V tương ứng
ở đó chính là t

t

%

%

là nhiệt độ trung bình của phân đoạn được tính theo công thức sau:

t

=

%

(

)

Bảng 1.1: Các phân đoạn thu được từ tháp DA với các số liệu như sau:
Phân đoạn

Nhiệt độ đầu

Nhiệt độ cuối

Nhiệt độ trung bình của

o

o

phân đoạn t

C

C

%

GAZ: Khí

0

23

GAS: Xăng nhẹ

23

60

41.5

BZN: Xăng nặng

60

173

116.5

KER: Kerosene

173

250

211.5

GOL: Gasoil nhẹ

250

323

286.5

GOH: Gasoil nặng

323

380

351.5

RDA: Cặn khí quyển

380

563

471.5

GVHD: Nguyễn Hồng Sơn

9

SVTH: Nguyễn Hoài Phương


Đồ án Công Nghệ HH I

1.2.1. Tính hiệu
u suất
su (hay %m) của các phân đoạn
n thu đư
được từ tháp
chưng cất khí quyển
n DA
Theo bảng đường
ng cong điểm
đi sôi thực TBP của dầuu thô Arabian light, và
phương pháp nộii suy ta sẽ
s tính được % m cho các phân đoạnn như sau:


Phân đoạạn khí thu được qua tháp DA là phân đoạnn ggồm Hydrocacbon

C2-, C3, và i+nC4.


Tra %m và d của khí từ C2- đến C4, theo bảng đường
ng cong đi
điểm sôi

thực TBP của dầu
u thô Arabian light ta thu được
đư kết quả ở bảng
ng 1.
1.2.
Tính d của tổng

ng C4 theo phương pháp cộng
ng tính, theo %V:

d

=

∗
∗%

∗%

%

=

%

( .

∗ . ) ( .
.
.

∗ .

)

= 0,584

Bảng 1.2: Thông số phân đoạn khí
Hydrocacbon

%m

%V

Tính được

d

C2-

0,010

0,020

0,374

C3

0,200

0,350

0,508

iC4

0,130

0,200

0,563

nC4

0,730

1,060

0,584

Tổng nC4

0,860

1,260

Toal Gaz

1,070

1,630

0,581

Theo bảng đường
ờng cong điểm sôi thực
ực TBP của dầu ARIBIAN LIGHT và

phương pháp nội
ội suy ta được %m cho phân đoạn như sau:
- Tính %mcuối, ta dùng phương pháp nội
n i suy tra BTH theo công th
thức sau:
%m 23oC = 1.07
%m 60oC = 4.20

GVHD: Nguyễn Hồng
ng Sơn

10

SVTH: Nguy
Nguyễn Hoài Phương


Đồ án Công Nghệ HH I

o

Suy ra: %m23-60 C = 4.20 – 1.07 = 3.13
%mcộng tính = 3.278
- Tính %m cuối cho phân đoạn BZN: 60÷173oC
%m173 = 19.63 (BTH)
%mthực = %mcuối - %mđầu = 19.63 – 4.2 = 15.43
%mcộng tính = %mcộng tính GAS + %mthực BZN = 3.278+14.314 = 17.592
- Với các phân đoạn KER, GOL, GOH tính tương tự, ta được kết quả ở bảng
1.3 dưới
- Với phân đoạn cặn chưng cất RDA thì tính theo định luật cân bằng

khối lượng:
%mthực RDA = 100 – (%mGAZ+ %mGAS+ %mBZN+ %mKER+ %mGOL+ %mGOH)
= 100 – (1.07+3.13+15.43+11.55+13.57+10.33) = 44.92
Bảng 1.3: %m của các phân đoạn
Phân đoạn Nhiệt độ đầu Nhiệt độ cuối %mđầu
GAZ

23

%mcuối

%mthực

1,070

1,070

%mcộng tính

GAS

23

60

1,070

4,200

3,130

3,130

BZN

60

173

4,200

19,630

15,430

18,560

KER

173

250

19,630

31,180

11,550

30,110

GOL

250

323

31,180

44,750

13,570

43,680

GOH

323

380

44,750

55,080

10,330

54,010

RDA

380

563

55,080

83,350

44,920

98,930

Total lỏng

100

98,930

TOTAL

100

100

1.2.2. Tính tỷ khối của các phân đoạn lỏng.
Tỷ khối là tỷ số giữa khối lượng riêng của một vật ở một nhiệt độ nhất định
và khối lượng riêng của một vật khác được chọn là chuẩn, xác định ở cùng vị trí.

GVHD: Nguyễn Hồng Sơn

11

SVTH: Nguyễn Hoài Phương


Đồ án Công Nghệ HH I

Dựa theo đồ thị MOB – 57, đối với phân đoạn khí thì xác định theo phương
pháp cộng thể tích, còn với các phân đoạn lỏng thì xác định theo phương pháp cộng
tính theo khối lượng.


Tính d cộng tính theo %m cộng tính D57&67.

 Với phân đoạn GAS: %m = 3.13
Tra đồ thị D57, ta được:
Theo phương pháp cộng tính, suy ra:
=> d3.13 = 0.642
Với phân đoạn BZN, KER, GOL, GOH tính tương tự ta có kết quả sau:
dBZN = 0.719
dKER = 0.746
dGOL = 0.773
dGOH = 0.792
 Với phân đoạn RDA phải tra theo bảng D-62
dRDA = 0.932
 Tính d phân đoạn FOR
 Với phân đoạn GAS: dGAS = 0.642
 Với phân đoạn BZN
dBZN =

(%

∗

) (%

∗

%
(

.

∗ .

) ( .

∗ .

.

)

)

=

= 0.735

Với phân đoạn KER, GOL, GOH tính tương tự ta được
dKER = 0.789
dGOL = 0.833
dGOH = 0.872
 Với phân đoạn RDA
dRDA= 0.932


Tính S: S = 1.002*dphân đoạn

GVHD: Nguyễn Hồng Sơn

12

SVTH: Nguyễn Hoài Phương


Đồ án Công Nghệ HH I

 Với phân đoạn GAS.
SGAS = 1.002*0.642 = 0.643
 Tính tương tự với các phân đoạn BZN, GOL, GOH, RDA ta được
SBZN = 0.736
SKER = 0.791
SGOL = 0.835
SGOH = 0.874
SRDA = 0.934


Tính độ API

Độ API là biểu thị tỷ trọng của một số nước.
 Với phân đoạn GAS
o

API =

.

– 131.5 =

.
.

-131.5 = 88.456

Tính tương tự cho các phân đoạn BZN, KER, GOL, GOH ta được kết quả ở
bảng sau:
Bảng 1.4: d, S, oAPI của các phân đoạn lỏng
Phân đoạn

%mPhân đoạn

%mCộng tính

dCộng tính

dPhân đoạn

S

o

API

GAS

3,130

3,130

0,642

0,642

0,643

88,465

BZN

15,430

18,560

0,719

0,735

0,736

60,732

KER

11,550

30,110

0,746

0,789

0,791

47,395

GOL

13,570

43,680

0,773

0,833

0,835

38,047

GOH

10,330

54,010

0,792

0,872

0,874

30,383

RDA

44,920

98,930

0,932

0,932

0,934

20,049

1.2.3. Tính lưu lượng khối lượng, lưu lượng thể tích và % thể tích phân

đoạn
1.2.3.1. Xác định lưu lượng khối lượng (Fm)
Theo công thức sau:
Fmi = %mi * m

GVHD: Nguyễn Hồng Sơn

13

SVTH: Nguyễn Hoài Phương


Đồ án Công Nghệ HH I

Với: - %mi : phần trăm khối lượng phân đoạn (%m).
- m : lưu lượng dầu thô cần xử lý (kt/năm)
- Fmi : lưu lượng khối lượng của phân đoạn i (kt/năm)


Với phân đoạn GAZ

Fm = 1.07*


= 55.64 (Kt/năm)

Với phân đoạn GAS, BZN, KER, GOL, GOH, RDA cũng tính tương

tự như phân đoạn GAZ, ta được kết quả ở bảng 1.5
1.2.3.2. Xác định lưu lượng thể tích (Fv)

Theo công thức sau:
Fvi =
Với: Fvi : Lưu lượng thể tích của phân đoạn I (km3/năm)
Fmi : Lưu lượng khối lượng của phân đoạn I (kt/năm)
di : Tỷ trọng của phân đoạn thứ i
 Với phân đoạn GAS
FvGAS =

=

.

= 253.52

.

 Với phân đoạn BZN, KER, GOL, GOH, RDA tính tương tự phân
đoạn GAS.
1.2.3.3. Xác định %V của phân đoạn
Theo công thức sau:
%Vi =
Với: Fvi : Lưu lượng thể tích của phân đoạn thứ i (km3/năm)
Fvtotal : Lưu lượng thể tích tổng cộng các phân đoạn (kt/năm)


Với phân đoạn GAS

%Vi =

=

.
.

* 100 = 4.105%

 Với các phân đoạn BZN, KER, GOL, GOH, RDA tính tương tự như
phân đoạn GAS.

GVHD: Nguyễn Hồng Sơn

14

SVTH: Nguyễn Hoài Phương


Đồ án Công Nghệ HH I

Bảng 1.5: Khối lượng và thêt tích cá phân đoạn
Phân đoạn

%mphân

%mcộng

đoạn

tính

Fm, KT

d phân

Fv, Km3

đoạn

%Vol
phân đoạn

C2-

0,010

0,010

0,520

0,374

1,390

0,023

C3

0,200

0,210

10,400

0,508

20,476

0,332

i + nC4

0,860

1,070

44,720

0,581

77,013

1,247

Total GAZ

1,070

1,070

55,640

-

98,880

1,601

GAS

3,130

3,130

162,760

0,642

253,520

4,105

BZN

15,430

18,560

802,360

0,735

1092,212

17,687

KER

11,550

30,110

600,600

0,789

760,844

12,321

GOL

13,570

43,680

705,640

0,833

847,199

13,719

GOH

10,330

54,010

537,160

0,872

615,769

9,972

RDA

44,920

98,930

2335,840

0,932

2506,730

40,594

Total lỏng

98,930

98,930

5144,360

-

6076,273

98,399

100

100

5200

0,842

6175,153

100

TOTAL

1.2.4. Tính khối lượng phân tử trung bình (M) của các phân đoạn
1.2.4.1. Tính M các phân đoạn khí:

Bảng 1.6: Khối lượng phân tử phân đoạn khí
Phân đoạn

M khí

C2C3
i+nC4

30
44
58
1.2.4.2. Tính M các phân đoạn lỏng:
M được xác định dựa vào đồ thị D59 và phương pháp cộng tính, sử dụng

công thức cộng tính sau:
M hh *%mhh = ∑(Mi *%mi)
Với:

- Mhh: khối lượng phân tử trung bình của phân đoạn.

GVHD: Nguyễn Hồng Sơn

15

SVTH: Nguyễn Hoài Phương


Đồ án Công Nghệ HH I

- %mhh: phần trăm khối lượng cộng tính của hỗn hợp.

- Mi: khối lượng phân tử trung bình của phân đoạn thứ i.
- mi: phần trăm cộng tính của phân đoạn thứ i.


Với phân đoạn GAS

Ta có : %mGAS = 3.13, đã có ở bảng 1.5
%m1 = 3, PM = 75.9
%m2 = 4, PM = 78
( .

)



M3.13 =75.9 +ABS (78-75.9) *



Với các phân đoạn BZN, KER, GOL, GOH cũng tính tương tự như

(

)

= 76.173

GAS ta được kết quả ở bản 1.7
1.2.4.3. Tính M phân đoạn FOR


Với phân đoạn GAS

MGAS = 76.173

MBZN =

%



Với phân đoạn BZN
∗

%

∗

.

=

%

.

.
.

.

= 112.06

Với các phân đoạn KER, GOL, GOH cũng tính tương tự như

phân đoạn GAS được các kết quả sau:
Bảng 1.7: Khối lượng phân tử trung bình các phân đoạn lỏng
Phân đoạn

%mphân đoạn

%mcộng tính

GAS

3,130

3,130

76,173

76,173

BZN

15,430

18,560

106,008

112,060

KER

11,550

30,110

122,865

149,953

GOL

13,570

43,680

142,388

185,707

GOH

10,330

54,010

155,817

212,601

RDA

44,920

98,930

Total

98,930

100

GVHD: Nguyễn Hồng Sơn

16

M; %mcộng tính

Mphân đoạn

SVTH: Nguyễn Hoài Phương


Đồ án Công Nghệ HH I

1.2.5. Tính hàm lượng lưu huỳnh %S cho các phân đoạn
Hàm lượng lưu huỳnh được xác định dựa theo đồ thị MOB-57 và 62 kết

hợp với phương pháp cộng tính ta sẽ được %S cho các phân đoạn.
Sử dụng công thức cộng tính như sau:
%Shh *%mhh = ∑(%Si *%mi)
Với:

- %Shh: là hàm lượng lưu huỳnh cộng tính của hỗn hợp.
- %Si là hàm lượng lưu huỳnh của phân đoạn thứ i.
- %mhh là phần trăm khối lượng cộng tính của hỗn hợp.
- %mi là phần trăm khối lượng cộng tính của phân đoạn thứ i.

1.2.5.1. Tính %S theo %m cộng tính
Tra bảng D-59, ta được


Với phân đoạn GAS

Ta có: %mcộng tính = 3.13
%m1 = 3, %S = 0.024
%m1 = 4, %S = 0.024
( .

)



%S3.13 = 0.024 + ABS(0.024-0.024)*



Với các phân đoạn BZN, KER, GOL, GOH cũng tính tương tự như

(

)

=0.024

phân đoạn GAS ta được kết quả ở bảng 1.8

1.2.5.2. Tính %S phân đoạn FOR


Với phân đoạn GAS
%S = 0.024


%SBZN =

Với phân đoạn BZN
%

∗%

%
%

∗%

=

.

∗ .

.
.

∗ .

= 0.034

Với các phân đoạn KER, GOL, GOH, RDA cũng tính tương tự như phân
đoạn GAS được kết quả ở bảng 1.8

GVHD: Nguyễn Hồng Sơn

17

SVTH: Nguyễn Hoài Phương


Đồ án Công Nghệ HH I

Bảng 1.8: %S của cá phân đoạn lỏng
Phân đoạn

%m phân đoạn

%m cộng tính

%S cộng tính

%S phân đoạn

GAS

3,130

3,130

0,024

0,024

BZN

15,430

18,560

0,032

0,034

KER

11,550

30,110

0,079

0,154

GOL

13,570

43,680

0,348

0,946

GOH

10,330

54,010

0,681

2,090

RDA

44,920

98,930

3,120

3,120

TOTAL

98,930

98,930

1.2.6. Xác định áp suất hơi của phân đoạn xăng
Áp suất hơi bảo hoà là áp suất sinh ra khi một chất lỏng ở thể cân bằng với
hơi tại một nhiệt độ nhất định. Áp suất hơi bão hoà của xăng được xác định bằng áp
suất hơi Reid ở 37.8oC.
1.2.6.1. Xác định áp suất hơi Reid (TVR) ở 37.8oC


Xác định dựa theo đồ thị D58

 Xác định TVR của GAS: %m = 3.13


TVR3.13 = 0.845

 Với phân đoạn xăng nặng (BZN): %m = 18.56


TVR18.56 = 0.262



Xác định TVR theo %m FOR

TVRGAS = 0.845
TVRBZN =

%

∗

%

∗

=

%

.

∗ .

.
.

∗ .

= 0.144

1.2.6.2. Xác định áp suất thực (TVV) của xăng

Áp suất hơi thực được xác định theo công thức sau:
TVV = R* TVR
Trong đó: - TVV: áp suất hơi bão hoà.
- R: hệ số được tra theo TVR ở bảng PB-P.162

GVHD: Nguyễn Hồng Sơn

18

SVTH: Nguyễn Hoài Phương


Đồ án Công Nghệ HH I

- TVR: áp suất hơi Reid.


Với phân đoạn GAS

TVV = 1.06*0.845 = 0.862


Với phân đoạn BZN

TVV = 1.02*0.144 = 0.152
Bảng 1.9: Áp suất hơn của phân đoạn Xăng
Phân đoạn

%mphân đoạn

%mcộng tính

TVR

TVR

theo %m

theo FOR

R

TVV

GAS

3,130

3,130

0,845

0,845

1,020

0,862

BZN

15,430

18,560

0,262

0,144

1,060

0,152

1.2.7. Xác định chỉ số RON cho phân đoạn xăng
Chỉ số RON dùng để xác định trị số octan theo phương pháp nghiên cứu. Trị
số octan là một đơn vị đo quy ước dùng để đặc trưng cho khả năng chống kích nổ
của nhiên
liệu, được đo bằng phần trăm thể tích của izo-octan (2,2,4-trimetylpentan
C8H8) trong hỗn hợp chuẩn với n-heptan (n-C7H14), tương đương với khả năng
chống kích nổ của nhiên liệu ở điều kiện tiêu chuẩn. Sử dụng thang chia từ 0 đến
100, trong đó n-heptan có trị số octanbằng không và izo-octan được quy ước bằng
100, có khả năng chống kích nổ tốt.
Chỉ số RON của phân đoạn xăng được xác định dựa theo đồ thị D59, kết
hợp với phương pháp cộng tính.


Với phân đoạn GAS: %m = 3.13

%m1 = 3, RONclair = 66.2, RONethyle =82.5
%m2 = 4, RONclair = 63,

RONethyle = 80

RONclair = 66.2 +ABS (66.2-63) *

( .
(

)

( .

RONethyle = 82.5 +ABS (80-82.5) *


)

(

= 62.304
)

)

= 80.325

Với phân đoạn BZN xác định RON theo đường ethylen 0.5%:

GVHD: Nguyễn Hồng Sơn

19

SVTH: Nguyễn Hoài Phương


Đồ án Công Nghệ HH I

%m = 18.56
%m1 = 18,

RONethyle = 59.5

%m2 = 19,

RONethyle = 58.3
(

RONethyle = 58.3 +ABS (58.3-59.5) *
.

RONethyleFOR =

∗

.

.

∗

.

)

(
.

)

= 58.972

= 54.641

.

RONclair = 54.641-10 = 44.641
Bảng 1.10: Chỉ số RON của Xăng
Phân đoạn

%mphân

%mcộng

RON

RON

RONclairFOR RONehtylesFOR

đoạn

tính

clair

ethyles

GAS

3,130

3,130

62,304

80,325

67.01

BZN

15,430

18,560

58,972

44,641

54,641

1.2.8. Xác định chỉ số NC cho các phân đoạn KER, GOL, GOH
Chỉ số NC là khả năng tự bốc cháy của nhiên liệu là một đặc trưng của nhiên
liệu diesel, nó phụ thuộc vào bản chất của các hydrocacbon có trong nhiên liệu. Xác
định chỉ số cetan (NC) của nhiên liệu diesel nào đó nghía là so sánh khả năng tự bốc
cháy của nhiên liệu này với hỗn hợp hai hydrocacbon tinh khiết được chọn theo quy
ước chung là n -cetan có IC = 100, có khả năng tự bốc cháy tốt và α methyl
naphtan IC = 0, có khả năng tự bốc cháy kém.
Theo công thức:
NC = 454.74 - 1641.416 * ρ + 774.74 * ρ2 - 0.554 * T50 + 97.083 * (logT50)2
Trong đó: -NC : là chỉ số cetan tính toán.
-ρ : là tỷ trọng của phân đoạn
-T50. ASTM : nhiệt độ ASTM tương ứng với 50% thể tích của phân
đoạn hay nhiệt độ trung bình.
Tính T50. ASTM theo công thức sau:
T50 = α * T

(oK)

Trong đó: a = 1.10755

GVHD: Nguyễn Hồng Sơn

b = 0.9827

20

SVTH: Nguyễn Hoài Phương


Đồ án Công Nghệ HH I



Với phân đoạn KER: d = 0.789

T50 = 1.10755 * 484.50.9827 = 482.172oK = 209.172oC
2

NC = 454.74 - 1641.416 * 0.789 + 774.74 * 0.789 - 0.554 * 209.172 +
2

97.083 * (log209.172) = 48.678
Với phân đoạn GOL, GOH ta tính tương tự như phân đoạn KER được kêt
quả cho ở bảng sau:
Bảng 1.11: Chỉ số NC của phân đoạn KER, GOL, GOH
TTBP

Phân đoạn

TASTM

o

o

C

K

o

o

K

C

d

NCphân đoạn

KER

211,5

484,5

482,172

209,172

0,789

48,678

GOL

286,5

559,5

555,426

282,426

0,833

51,763

GOH

351,5

624,5

618,775

345,775

0,872

46,613

1.2.9. Xác định hằng số Kw cho các phân đoạn
Hằng số đặc trưng Kw được dùng để phân loại dầu thô, tính toán thiết kế hay
chọn điều kiện công nghệ chế biến thích hợp. Cũng như nhiệt độ sôi trung bình, Kw
có quan hệ với các thông số vật lý quan trọng khác như tỷ trọng, trọng lượng phân
tử và cả trị số octan hay cetan của sản phẩm dầu.
Xác định hằng số Kw theo công thức sau:
KW =

( . ∗

Trong đó:

) /
- Kw: hằng số Waston
- TTBP (oK): nhiệt độ trung bình của phân đoạn
- S = 1.002*d: tỷ trọng tiêu chuẩn của phân đoạn

Nguyên tắc phân loại dầu theo Kw:
- Dầu mỏ họ parafin

Kw > 12.15 P

- Dầu mỏ họ trung gian parafinc-naphtenic

Kw > 11.5 P-N

- Dầu mỏ họ naphtenic

Kw > 10.5 N

GVHD: Nguyễn Hồng Sơn

21

SVTH: Nguyễn Hoài Phương

Đồ án Công Nghệ HH I

- Dầu mỏ họ aromatic

Kw =


Kw ≤ 10.5 A

Với phân đoạn GAS
. ) /

( . ∗
.

= 12.86 > 12.15. Dầu thuộc họ paraffin (P)

Với các phân đoạn BZN, KER, GOL, GOH, RDA cũng tính tương tự

như phân đoạn GAS ta được kết quả ở bảng sau:
Bảng 1.12: Hằng số Kw và Họ dầu của các phân đoạn lỏng
TTBP 50%V

Phân đoạn

o

C

o

K

S

Kw

Giá trị theo Kw

GAS

41,5

314,5

0,643

12,860

P

BZN

116,5

389,5

0,736

12,069

P–N

KER

211,5

484,5

0,791

12,079

P–N

GOL

286,5

559,5

0,835

12,010

P–N

GOH

351,5

624,5

0,874

11,895

P–N

RDA

471,5

744,5

0,934

11,808

P–N

1.2.10. Xác định độ nhớt động học ở 20oC, 100oC(  ) và chỉ số phối
trộn độ nhớt (Visc)
Độ nhớt đặc trưng cho tính lưu biến của dầu cũng như ma sát nội tại của
dầu. Do vậy, độ nhớt cho phép đánh giá khả năng bơm vận chuyển và chế biến
dầu. Quan t rọng hơn, độ nhớt của sản phẩm đánh giá khả năng bôi trơn, tạo mù
sương nhiên liệu khi phun vào động cơ, lò đốt. Độ nhớt thường được đo bằng
dụng cụ chuẩn riêng và có hai loại phổ biến là độ nhớt biểu kiến (oE) và độ nhớt
động học (cSt).
Xác định độ nhớt động học (  ) dựa vào bảng 72, bảng số liệu thực về

độ nhớt động học của các phân đoạn của tháp DA.

GVHD: Nguyễn Hồng Sơn

22

SVTH: Nguyễn Hoài Phương


Đồ án Công Nghệ HH I



Đối với phân đoạn KER: 173÷250oC, ta dựa vào bảng 72 ta lấy 

tại nhiệt đột=190-250oC.


Đối với phân đoạn GOL: 250÷323oC, ta dựa vào bảng 72 ta lấy 

tại nhiệt độ t=205-265oC.


Đối với phân đoạn GOH: 323÷380oC, ta dựa vào bảng 72 ta lấy 

tại nhiệt độ t=310-343oC.

tại nhiệt độ

Đối với phân đoạn RDA: 380÷563oC, ta dựa vào bảng 72 ta lấy 

t ≥ 370oC.
Bảng 1.11: Độ nhớt các phân đoạn KER, GOL, GOH, RDA
cSt=mm2/s

Phân đoạn

Visc 37.8oC, cSt

Visc, mm/s3

KER (173÷250oC)
GOL (250÷323oC)

1.98

1.52

0.73

2.35

1.67

0.83

GOH (323÷380oC)
RDA (380÷563oC)

5.7

5.65

1.69

635

28.5

1.2.11. Xác định điểm chớp cháy (TFP) của các phân đoạn
Nhiệt độ chớp cháy là nhiệt độ tại đó, khi phân đoạn dầu mỏ được đốt nóng,
hơi hydrocacbon sẽ thoát ra tạo với không khí xung quanh một hỗn hợp mà nếu đưa
ngọn lửa đến gần chúng sẽ bùng cháy rồi phụt tắt như một tia chớp.
Nhiệt độ chớp cháy có liên quan đến hàm lượng các sản phẩm nhẹ có trong
phân đoạn. Dầu càng có nhiều cấu tử nhẹ, nhiệt độ chớp cháy càng thấp.
Dựa theo công thức:
TFP =

.

.

.

= 328.4oK = 55.43 oC

∗

Trong đó: - T10: nhiệt độ ASTM tại điểm 10% chưng cất theo phương pháp
ASTM, oK.
Được xác định theo công thức sau:

GVHD: Nguyễn Hồng Sơn

23

SVTH: Nguyễn Hoài Phương


Đồ án Công Nghệ HH I

)0.91743

T10 =1.71243*(T
- T

:

nhiệt độ ứng với 100% thể tích chưng cất xác định theo

phương pháp TBP, oK
Theo công thức:
= td + 10% Δt

t


Với phân đoạn KER
= 173+0.1*30=180.7oC = 453.7 oK

t

T10 = 1.71243 *453.70.91743 = 468.83 oK



Vậy TFP = 55.43 oC


Với các phân đoạn GOL, GOH, RDA ta cũng tính tương tự như phân

đoạn KER ta được kết quả sau:
Tính điểm chớp cháy (IFP) cho các phân đoạn, dựa theo đồ thị D82 xác



định được IFP ta có kết quả sau:
Bảng 1.12: Điểm chớp cháy của các phân đoạn KER, GOL, GOH, RDA
Phân

T

T

đoạn

đầu cuối

Δt

T10

%V
o

TFP

o

C

o

K

K

IFP
o

C

KER

173 250

77

180.7 453.7 453,7 468,827 328,420 55,420

7,53

GOL

250 323

73

257.3 530.3 530,3 540,967 367,022 94,022

0,64

GOH

323 380

57

328.7 601.7 601,7 607,434 392,894 119,894 0,01

RDA

380 563

183 398.3 671.3 671,3 671,600 409,667 136,667 0,00

1.2.12. Xác định điểm chảy (TPE) của các phân đoạn
Theo công thức sau:
(0.612-0.474*S)

TPE = 130.47*S2.971 *M

*μ

( .

.

∗ )

Trong đó: -S = 1.002*d: tỷ trọng tiêu chuẩn
-d : tỷ khối ở 15oC.
-M: khối lượng phân tử trung bình của các phân đoạn.

GVHD: Nguyễn Hồng Sơn

24

SVTH: Nguyễn Hoài Phương


Đồ án Công Nghệ HH I

-μ100: độ nhớt động học ở 100oC


Với phân đoạn KER

TPE =130.47*0.7912.971*149.953 (0.612-0.474*0.791)*0.73(0.31-0.33*0.791)
= 209.953


Với các phân đoạn GOL, GOH cũng tính tương tự như phân đoạn

KER ta được kết quả ở bảng 1.13


Đối với phân đoạn RDA:

%m = 44.92
T

Tra đồ thị D-63

=44.92 => TPE = 11.3

Bảng 1.13: Nhiệt độ điểm chảy IPE của phân đoạn KER, GOL, GOH, RDA
Phân đoạn

d

S

M

KER

0,789

0,791

149,953

GOL

0,833

0,835

GOH

0,872

0,874

GVHD: Nguyễn Hồng Sơn

Visco,
100oF

TPE

IPE

o

o

0,730

209,953

-63,047

8,800

185,707

0,830

234,631

-38,369

14,600

212,601

1,690

255,211

-17,789

23,200

25

SVTH: Nguyễn Hoài Phương

K

C