Chưng cất dầu thô áp suất thường

Header Page
of nghiệp
161.
Đồ án1 tốt

Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn TS. Lê Văn Hiếu người
đã tận tình hướng 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 được những vấn đề cần thiết và hoàn thành
bản đồ án này đúng thời gian quy định.
Tuy nhiên với khối lượng công việc lớn hoàn thành
trong thời gian có hạn nên em không thể tránh khỏi những
sai sót và vướng 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

Nguyễn Anh Tuấn

Footer Page
1 ofAnh
161.Tuấn
Nguyễn

1

Lớp Hóa Dầu QN-K44


Header Page
of nghiệp
161.
Đồ án2 tốt

Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng
MỤC LỤC
Trang
5

MỞ ĐẦU
Phần I
TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM
I. DẦU THÔ

7
7

1. Các đặc tính quan trọng của dầu thô
2. Thành phần hoá học
3. Phân loại dầu thô

7
12

15

II. XỬ LÝ DẦU THÔ TRƢỚC KHI CHƢNG CẤT

18

1. Tách tạp chất cơ học, nƣớc, muối lẫn trong dầu

19

III. CÁC PHƢƠNG PHÁP CHƢNG CẤT
1. Chƣng đơn giản
2. Chƣng phức tạp

22
26
27

IV. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG

31

1. Chế độ nhiệt của tháp chƣng luyện
2. Yếu tố áp suất của tháp chƣng luyện

31
34

3. Điều khiển, khống chế chế độ làm việc của tháp chƣng cất

34

V. SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH CHƢNG CẤT
1. Phân loại khí hydrocacbon

35
36

2. Phân đoạn xăng
3. Phân đoạn kerosen

36
37

4. Phân đoạn diezen

37

5. Phân đoạn mazut

37

6. Phân đoan dầu nhờn

38

7. Phân đoạn gudron

38
PhÇn II

CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH
I. PHÂN LOẠI SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ
II. DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

39
39
41

1. Chọn chế độ công nghệ và sơ đồ công nghệ

41

2. Chọn sơ đồ công nghệ

42

Footer Page
2 ofAnh
161.Tuấn
Nguyễn

2

Lớp Hóa Dầu QN-K44


Header Page
of nghiệp
161.

Đồ án3 tốt

Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

3. Thuyết minh sơ đồ chƣng cất dầu loại hai tháp

44

4. Ƣu điểm của sơ đồ chƣng cất 2 tháp

44

III. THIẾT BỊ CHÍNH TRONG DÂY CHUYỀN
1. Tháp chƣng cất
2. Các loại tháp chƣng luyện
IV. THIẾT BỊ ĐUN NÓNG

45
45
47
51

1. Thiết bị đun nóng bằng lò ống
V. THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT

51
52

1. Loại vỏ bọc
2. Loại ống

52
53
Phần III

TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ
I. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
I.1. Tại tháp tách sơ bộ
I. 2. Tại tháp tách phân đoạn
I.3. Tổng kết cân bằng vật chất

57
57
58
58
59

II. THIẾT LẬP ĐƢỜNG CÂN BẰNG (VE) CHO CÁC SẢN
PHẨM

60

II.1. Đƣờng cân bằng (VE) sản phẩm xăng

60

II.2. Đƣờng cân bằng (VE) sản phẩm kerosen

62

II.3. Đƣờng cân bằng (VE) cho sản phẩm gazoil

63

III. XÁC ĐỊNH CÁC ĐẠI LƢỢNG TRUNG BÌNH CỦA SẢN
PHẨM

64

III.1. Tỷ trọng trung bình

64

III.2. Xác định nhiệt độ sôi trung bình

65

III.3. Tính phân tử lƣợng trung bình của các sản phẩm

65

IV. TÍNH TIÊU HAO HƠI NƢỚC

66

IV.1. Tính tiêu hao hơi cho tháp phân đoạn

66

IV.2. Tính tiêu hao nƣớc cho các tháp tách

66

V. TÍNH CHẾ ĐỘ CỦA THÁP CHƢNG CẤT

67

V.1. Tính áp suất của tháp

Footer Page
3 ofAnh
161.Tuấn
Nguyễn

67

3

Lớp Hóa Dầu QN-K44


Header Page
of nghiệp
161.
Đồ án4 tốt

Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

V.2. Tính nhiệt độ của tháp

68

V.3. Tính chỉ số hồi lƣu đỉnh tháp

76

VI. TÍNH KÍCH THƢỚC CỦA THÁP CHƢNG CẤT

77

VI.1. Tính đƣờng kính tháp

77

VI.2. Tính chiều cao của tháp

79

VI.3. Tính số chóp và đƣờng kính chóp

79

Phần IV
81

Xây dựng
I. Xác định địa điểm xây dựng nhà máy

81

II. Các yêu cầu khi thiết kế xây dựng

82

III. Giải pháp thiết kế xây dựng

84

Phần V
88

TÍNH TOÁN KINH TẾ
I. Mục đích

88

II. Chế độ công tác của phân xƣởng

88

III. Nhu cầu về nguyên liệu và năng lƣợng

90

IV. Xác định nhu cầu công nhân cho phân xƣởng

91

V. Tính khấu hao cho phân xƣởng

93

VI. Chi phí khác cho 1 thùng sản phẩm

93

VII. Xác định hiệu quả kinh tế

94

Phần VI
AN toàn

96

I. An toàn lao động trong phân xƣởng chƣng cất khí quyển

96

II. Tự động hoá.

100

III. Một số dụng cụ tự động hoá

102

Footer Page
4 ofAnh
161.Tuấn

Nguyễn

KẾT LUẬN

106

TÀI LIỆU THAM KHẢO

107

4

Lớp Hóa Dầu QN-K44


Header Page
of nghiệp
161.
Đồ án5 tốt

Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng
MỞ ĐẦU

Dầu mỏ đƣợc con ngƣời biết đến từ thời cổ xƣa, đến thế kỷ 18,
dầu mỏ đƣợc sử dụng làm nhiên liệu để đốt cháy, thắp sáng. Sang thế
kỷ19, dầu đƣợc coi nhƣ là nguồn nhiên liệu chính cho mọi phƣơng
tiện giao thông và cho nền kinh tế quốc dân.
Hiện nay, dầu mỏ đã trở thành nguồn năng lƣợng quan trọng nhất
của mọi quốc gia trên thế giới. Khoảng 65  70% năng lƣợng sử dụng
đi từ dầu mỏ, chỉ có 20  22% năng lƣợng đi từ than, 5  6% từ năng

lƣợng nƣớc và 8  12% từ năng lƣợng hạt nhân.
Bên cạnh đó hƣớng sử dụng mạnh mẽ và có hiệu quả nhất của dầu
mỏ là làm nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hoá dầu nhƣ: sản
xuất cao su, chất dẻo, tơ sợi tổng hợp, các chất hoạt động bề mặt, phân
bón, thậm chí cả protêin.
Ngoài các sản phẩm nhiên liệu và sản phẩm hoá học của dầu mỏ,
các sản phẩm phi nhiên liệu nhƣ dầu mỡ bôi trơn, nhựa đƣờng, 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 đƣợc có chất lƣợng 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 đƣợc phát hiện từ những năm 1970 và
đang trên đà phát triển. Chúng ta đã tìm ra nhiều mỏ chứa dầu trữ
lƣợng tƣơng đối lớn nhƣ mỏ Bạch Hổ, Đại Hùng, mỏ Rồng vùng Nam
Côn Sơn; các mỏ khí nhƣ Tiền Hải (Thái Bình), Lan Tây, Lan Đỏ...
Đây là nguồn tài nguyên quí để giúp nƣớc ta có thể bƣớc vào kỷ
nguyên mới của công nghệ dầu khí. Nhà máy lọc dầu số 1 Dung Quất

Footer Page
5 ofAnh
161.Tuấn
Nguyễn

5

Lớp Hóa Dầu QN-K44


Header Page
of nghiệp
161.
Đồ án6 tốt

Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

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. Nhƣ vậy ngành công
nghiệp chế biến dầu khí nƣớc ta đang bƣớc vào thời kỳ mới, thời kỳ
mà cả nƣớc ta đang thực hiện mục tiêu công nghiệp hoá và hiện đại
hoá.
Hiệu quả sử dụng dầu mỏ phụ thuộc vào chất lƣợng của các quá
trình chế biến. Theo các chuyên gia về hoá dầu ở châu Âu, việc đƣa
dầu mỏ qua các quá trình chế biến sẽ nâng cao đƣợc hiệu quả sử dụng
của dầu mỏ lên 5 lần, và nhƣ vậy tiết kiệm đƣợc 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 nhƣ CO 2 , N 2, H2 S, N 2, He,
Ar... Dầu mỏ muốn sử dụng đƣợc thì phải tiến hành phân chia thành
từng phân đoạn nhỏ. Sự phân chia đó dựa vào phƣơng pháp chƣng cất
ở các khoảng nhiệt độ sôi khác nhau. Quá trình chƣng cất dầu là một
quá trình vật lý phân chia dầu thô thành các thành phần gọi là các
phân đoạn. Quá trình này đƣợc 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 chƣng cất mà ngƣời ta phân chia quá trình chƣng cất thành
chƣng đơn giản, chƣng phức tạp, chƣng cất nhờ cấu tử bay hơi hay
chƣng cất trong chân không. Trong các nhà máy lọc dầu, phân xƣởng
chƣng cất dầu thô cho phép ta thu đƣợc 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 và lựa chọn dây chuyền chƣng cất
dầu thô nhiều phần nhẹ. Đồng thời xem xét để thiết kế dây mặt bằng
phân xƣởng và vấn đề an toàn lao động.

Footer Page
6 ofAnh
161.Tuấn
Nguyễn

6

Lớp Hóa Dầu QN-K44


Header Page
of nghiệp
161.
Đồ án7 tốt

Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Phần I
TỔNG QUAN LÝ THUYẾT

I. DẦU THÔ
Dầu mỏ là một nguyên liệu hydrocacbon có trong thiên nhiên, có
thành phần hóa học rất phức tạp, có những đặc tính vật lý thay đổi
trong giới hạn rất rộng nhƣ 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  1, độ nhớt cũng thay đổi trong giới hạn từ 1  50 cst
ở 20 0C.
Thành phần hoá học của dầu mỏ là một hỗn hợp phức tạp, gồm
rất nhiều hydrocacbon. Các hydrocacbon thƣờng 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 lƣợng sản phẩm.
1. Các đặc tính vật lý quan trọng của dầu thô [1, 2].
a- Tỷ trọng :
Khối lƣợng riêng của dầu là khối lƣợng của 1 lít dầu tính bằng
kilôgam. Tỷ trọng của dầu là khối lƣợng của dầu so với khối lƣợng
của nƣớc ở cùng một thể tích và ở nhiệt độ xác định. Do vậy tỷ trọng
sẽ có giá trị đúng bằng khối lƣợng riêng khi coi khối lƣợng riêng của
nƣớc ở 4 oC bằng 1.Trong thực tế, tồn tại các hệ thống đo tỷ trọng sau :
d 4 20, d 415, d1515,,66, ( 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 dƣới là nhiệt độ của
nƣớc khi thử nghiệm. Tỷ trọng của dầu dao động trong khoảng rộng,

Footer Page

7 ofAnh
161.Tuấn
Nguyễn

7

Lớp Hóa Dầu QN-K44


Header Page
of nghiệp
161.
Đồ án8 tốt

Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

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 lƣợng dầu thô. Sở dĩ nhƣ vậy vì tỷ
trọng có liên quan đến bản chất hoá học cũng nhƣ 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. Ngƣợc 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 nhƣ
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 nhƣ
các chất nhựa, asphaten, các hợp chất chứa lƣu huỳnh, chứa Nitơ,chứa
kim loại lại thƣờng tập trung trong các phần nặng, các nhiệt độ sôi cao
vì vậy dầu thô có tỷ trọng cao, chất lƣợng càng giảm.

b- Độ nhớt của dầu và sản phẩm dầu :
Độ nhớt đặc trƣng cho tính lƣu biến của dầu cũng nhƣ 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 sƣơng 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 ƣớc (độ nhớt biểu kiến) còn gọi là độ nhớt Engler (0E)
c - 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

Footer Page
8 ofAnh
161.Tuấn
Nguyễn

8

Lớp Hóa Dầu QN-K44


Header Page
of nghiệp
161.
Đồ án9 tốt

Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

đặc trƣng nhƣ mọi đơn chất khác. Ở nhiệt độ nào cũng có những hợp
chất có nhiệt độ sôi tƣơng ứng thoát ra, và sự khác nhau của từng loại
dầu thô chính là sự khác nhau về lƣợng chất thoát ra ở các nhiệt độ
tƣơng ứng khi chƣng cất. Vì thế, để đặc trƣng cho từng loại dầu thô,
thƣờng đánh giá bằng đƣờng cong chƣng cất, nghĩa là các đƣờng cong
biểu diễn sự phân bố lƣợng các sản phẩm chƣng cất theo nhiệt độ sôi.
Những điều kiện chƣng cất khác nhau sẽ cho các đƣờng cong chƣng
cất khác nhau.
Đƣờng cong chƣng cất là đƣờng cong biểu diễn tƣơng quan giữa
thành phần cất và nhiệt độ sôi.
Để đặc trƣng cho từng loại dầu thô thƣờng xác định bằng 2
đƣờng cong chƣng cất sau :
* Đƣờng cong chƣng cất Engler :
Hay còn gọi là đƣờng cong chƣng cất đơn giản, hay là đƣờng
cong chƣng cất Engler. Các đặc tính bốc hơi của dầu mỏ đƣợc xác
định bằng cách chƣng đơn giản trong thiết bị chƣng kiêủ Engler
(chƣng cất dầu trong một bình cầu đơn giản, không có tinh luyện và
hồi lƣu) ở đó sự phân chia rất yếu thƣờng tƣơng ứng từ 1  2 đĩa lý
thuyết.
Đƣờng cong thu đƣợc qua quan hệ % thể tích chƣng cất đƣợc và
nhiệt độ chƣng cất. Đƣờng cong này cho biết sơ bộ và nhanh sự phân
bố các hợp chất có nhiệt độ sôi khác nhau trong dầu thô.

Footer Page
9 ofAnh
161.Tuấn
Nguyễn

9

Lớp Hóa Dầu QN-K44


Header Page
161.
Đồ án10tốtofnghiệp

Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

1- Đƣờng cong Engler của
hỗn hợp 3 cấu tử
2- Đƣờng cong Engler của hỗn
hợp phức tạp

100%Vchƣng cất

Hình 1 : Đƣờng cong chƣng cất Engler
* Đường cong điểm sôi thực :
Đƣờng cong này còn gọi là đƣờng cong chƣng cất có tinh luyện.
Đƣờng cong chƣng cất nhận đƣợc khi chƣng cất dầu thô trong thiết bị
chƣng cất có trang bị phần tinh luyện và hồi lƣu, có khả năng phân
chia tƣơng ứng với số đĩa lý thuyết trên 10 với tỷ số hồi lƣu sản phẩm
khoảng 5. Về lý thuyết trong chƣng cất điểm sôi thực đã sử dụng hệ
chƣng cất có khả năng phân chia rất triệt để nhằm làm các cấu tử có
mặt trong hỗn hợp sẽ đƣợc phân chia riêng biệt ở chính nhiệt độ sôi
của từng cấu tử và với số lƣợng đúng bằng số lƣợng có trong hỗn hợp.
Đƣờng cong này phản ánh chính xác hơn sự phân bố từng hợp chất
theo nhiệt độ sôi thực của nó trong dầu thô.

t
t
tB t
B
2

tA
tA

Footer Page
10 of
161.
Nguyễn
Anh
Tuấn

1
10

Lớp Hóa Dầu QN-K44
%V


Header Page
161.
Đồ án11tốtofnghiệp

Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Hình 2. Đường cong điểm sôi thực của hỗn hợp 2 cấu tử A và B

1. Đƣờng cong điểm sôi thực lý thuyết .
2. Đƣờng cong điểm sôi thực thực tế.
Trên hình (2) trình bày đƣờng 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 dƣới áp suất chung của hệ
khi chƣng cất .
Đƣờng biểu diễn bậc thang chính là đƣờng 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 đƣờng cong đứt khúc chính là đƣờng 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 thƣờng chỉ sử dụng dụng cụ
chƣng cất với số đĩa lý thuyết từ 10-20 đĩa.
Đây là đƣờng cong rất quan trọng đƣợc sử dụng để đặc trƣng
cho từng loại dầu thô. Trên thực tế, không có loại dầu thô nào có
đƣờng cong chƣng cất điểm sôi thực giống nhau hoàn toàn cả.
Nói chung dầu thô có thể chia thành nhiều phân đoạn nhƣng
thƣờng phân chia 3 phân đoạn chính nhƣ 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 thƣờng đến 200 0 C, còn gọi là phân đoạn xăng

Footer Page
11 of
161.
Nguyễn
Anh
Tuấn

11

Lớp Hóa Dầu QN-K44


Header Page
161.
Đồ án12tốtofnghiệp

Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

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
đƣợc sử dụng chủ yếu để chế tạo xăng cho động cơ, chế tạo các dung
môi nhẹ, cũng nhƣ 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
2003500 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 đƣợc sử dụng để chế tạo dầu hoả, nhiên liệu phản
lực, nhiên liệu diezel, cũng nhƣ làm nguyên liệu để sản xuất nhờ vào
quá trình biến đổi hoá học (cracking)
Phân đoạn nặng có nhiệt độ sôi trên 350 0C 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, đƣợc sử dụng để chế tạo các loại nhiên

liệu nặng nhƣ dầu FO (Fuel Oil), chế tạo nhớt (dầu nhờn) cho máy
móc cơ khí và động cơ, chế tạo nhựa đƣờng (bium) hoặc làm nguyên
liệu cho quá trình cracking hoặc hydrocracking.
2. Thành phần hoá học [2].
a) Hydrocacbon họ parafinic
Hydrocacbon họ parafinic trong dầu mỏ có từ C l  C 4 hoặc cao
hơn. Nhƣng hydrocacbon họ parafinic từ C l  C 4 đều là ở thể khí nằm
trong dầu mỏ dƣới dạng hoà tan trong dầu mỏ trƣớc khi đƣa 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

Footer Page
12 of
161.
Nguyễn
Anh
Tuấn

12

Lớp Hóa Dầu QN-K44


Header Page
161.
Đồ án13tốtofnghiệp

Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

mỏ. Những hydrocacbon họ parafinic từ C 5  C16 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 izoparafin. trong đó n-parafin chiếm đa số (25  30% thể tích), chúng có
số nguyên tử cacbon từ C 1  C 45 . Một điểm cần chú ý là các n-parafin
có số cacbon  18, ở nhiệt độ thƣờng chúng đã là chất rắn. Chúng có
thể hoà tan trong dầu hoặc tạo thành các tinh thể lơ lửng trong dầu.
Nếu hàm lƣợng 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 parafin rắn có
liên quan đến độ linh động của dầu mỏ. Hàm lƣợng 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, nhƣ để điều chế:
chất tẩy rửa hỗn hợp, tơ sợi, phânbón, chất dẻo...
Các izo-parafin thƣờng chỉ nằm ở phần nhẹ và phần có nhiệt độ
sôi trung bình của dầu. Chúng thƣờng có cấu trúc đơn giản: mạch
chính dài, nhánh phụ ít và ngắn, nhánh phụ thƣờng là nhóm metyl.
Các izo-parafin có số cacbon từ C 5  C10 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 lƣợng của các sản phẩm thu đƣợc. Những hydrocacbon họ
parafinic từ C 17 trở lên có cấu trúc thẳng n-parafin, trong dầu mỏ là
những hydro-cacbon rắn, chúng thƣờng nằm dƣới 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  70 0 C
chúng thƣờng 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 hƣởng lớn nhỏ đến tính chất lƣu 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 thƣờng

Footer Page
13 of
161.
Nguyễn
Anh
Tuấn

13

Lớp Hóa Dầu QN-K44


Header Page
161.
Đồ án14tốtofnghiệp

Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

sử dụng hoặc cả phân đoạn (phân đoạn khí và xăng hay còn gọi là
naphta hoặc tách ra khỏi phân đoạn dƣới dạng các hydrocacbon riêng
lẻ bằng cách chƣng cất, hấp thụ qua rây phân tử, kết tinh ở nhiệt độ
thấp... Những parafin rắn thƣờng đƣợc 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), thƣờng ở dạng vòng 5, 6 cạnh có thể ở dạng
ngƣng tụ 2  3 vòng, với số vòng từ 1  4 là chủ yếu. Naphtenic là

một trong số hydrocacbon phổ biến và quan trọng trong dầu mỏ. Hàm
lƣợng của chúng có thể thay đổi từ 30  60% trọng lƣợng.
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 lƣợng cao, 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 đƣợc 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 đƣợc 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, hàm
lƣợng, cấu trúc và sự phân bố của chúng trong các phân đoạn có ảnh
hƣởng rất lớn đến hiệu suất và chất lƣợng sản phẩm thu đƣợc.
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 hydrocacbon thơm nhận đƣợc qua phản ứng khử hydro
naphten của quá trình reforming xúc tác.
c) Các hydrocacbon họ aromatic (hydrocacbon thơm)

Footer Page
14 of
161.
Nguyễn
Anh
Tuấn

14

Lớp Hóa Dầu QN-K44


Header Page
161.
Đồ án15tốtofnghiệp

Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Hydrocacbon họ aromatic trong dầu mỏ thƣờng chiếm lỷ lệ ít hơn
hai loại trên khoảng 5  30%, chúng thƣờng là những loại vòng thơm.
Ảnh hƣởng của hydrocacbon loại này trong thành phần các sản phẩm
dầu mỏ thay đổi khác nhau. Loại hydrocacbon aromatic thƣờng gặp là
loại một vòng và đồng đẳng của chúng (BTX...). Các chất này thƣờng
nằm trong phần nhẹ và là cấu tử làm tăng khả năng chống kích nổ của
xăng. Các chất ngƣng tụ 2, 3 hoặc 4 vòng thơm có mặt trong phần có
nhiệt độ sôi trung bình và cao của dầu mỏ; hàm lƣợng các chất loại
này thƣờng ít hơn.
Trong thành phần cặn các loại dầu mỏ đều tập trung hydrocacbon
loại thơm ngƣng 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 hợp chất phi hydrocacbon trong đó đáng kể nhất là
các hợp chất chứa S và nhựa asphanten.
d) Các hợp chất chứa lưu huỳnh
Các hợp chất chứa lƣu huỳnh của dầu mỏ có thể ở dạng khí hoà

tan trong dầu (H2 S) hoặc ở dạng lỏng phân bố hầu hết trong các phân
đoạn dầu mỏ. Phân đoạn càng nặng các hợp chất chứa lƣu huỳnh càng
nhiều so với các phân đoạn nhẹ. Các chất hữu cơ có chứa lƣu huỳnh là
loại hợp chất phổ biến nhất, làm xấu đi chất lƣợng của dầu thô.
Ảnh hƣởng của các hợp chất chứa lƣu 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 S gây ô nhiễm môi trƣờng. Vì vậy dầu mỏ chứa
nhiều các hợp chất chứa lƣu huỳnh phải sử dụng nhiều quá trình công
nghệ phụ thêm để làm sạch các sản phẩm cũng nhƣ sử dụng các thiết
bị công nghệ với các vật liệu chịu ăn mòn (tháp chƣng sở khởi) do đó
giá thành hạ các sản phẩm khi chế biến dầu mỏ nhiều S, rất nhiều sản
phẩm cũng không đạt chất lƣợng mong muốn.
e) Các hợp chất nhựa  asphanten

Footer Page
15 of
161.
Nguyễn
Anh
Tuấn

15

Lớp Hóa Dầu QN-K44


Header Page
161.
Đồ án16tốtofnghiệp

Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Các hợp chất nhựa  asphanten thƣờng nằm trong phần cặn của
dầu mỏ ở nhiệt độ sôi 3500 C. Đó là những hợp chất hữu cơ có trọng
lƣợng phân tử lớn, 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 dƣới dạng dị vòng hay dạng cầu nối. Hàm lƣợng và
thành phần hoá học các chất này trong dầu mỏ quyết định đến việc
chọn lựa các phƣơng pháp, đến hiệu suất và chất lƣợng 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
nhƣ Ni, Fe, Cu...
Tất cả các hợp chất này đều gây cản trở cho việc chế biến dầu mỏ.
3. Phân loại dầu mỏ [2].
Nhƣ 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
thƣờng đƣợc chia theo nhiều loại. Tuy nhiên bên cạnh hydrocacbon
còn có những thành phần không phải hydrocacbon, tuy ít nhƣng chúng
không kém phần quan trọng. Do đó chƣa có một sự phân loại bao trùm
các tính chất khác nhau và vì vậy cho đến nay cũng chƣa có cách phân
loại nào đƣợc hoàn hảo.
* Phân loại dầu mỏ theo họ hydrocacbon
Phân loại dầu mỏ theo họ hydrocacbon là phƣơng pháp phân loại
thông dụng nhất. Theo cách phân loại này dầu mỏ nói chung sẽ mang
đặc tính của loại hydrocacbon nào chiếm ƣu thế trong đó nhất. Nhƣ
vậy trong dầu mỏ có 3 loại hydrocacbon chính: parafin, naphten và
hydrocacbon thơm, có nghĩa là sẽ có 3 loại dầu mỏ tƣơng ứng là dầu

mỏ parafinic, dầu mỏ naphtenic, dầu mỏ aromatic, nếu một trong từng
loại trên lần lƣợt chiếm ƣu thế về số lƣợng trong dầu mỏ.
Dầu mỏ parafinic sẽ mang tính chất hoá học và vật lý đặc trƣng
của các hydrocacbon họ parafinic, tƣơng tự dầu mỏ naphtenic sẽ mang

Footer Page
16 of
161.
Nguyễn
Anh
Tuấn

16

Lớp Hóa Dầu QN-K44


Header Page
161.
Đồ án17tốtofnghiệp

Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

tính chất hoá học và vật lý đặc trƣng của hydrocacbon họ naphtenic.
Dầu mỏ aromatic sẽ mang tính chất hoá học và vật lý đặc trƣng của
hydrocacbon họ thơm.
Tuy nhiên trong phần nặng trên 350 0 C các hydrocacbon thƣờng
không còn nằm ở dạng thuần chủng nữa mà bị hỗn hợp lẫn nhau, lai
hoá lẫn nhau. Do đó để phân loại thƣờng phải xét sự phân bố từng họ
hydrocacbon chỉ trong các phân đoạn chƣng cất. Trong thực tế những

họ dầu thuần chủng rất ít gặp đặc biệt là họ dầu aromatic hầu nhƣ trên
thế giới không có. Vì vậy những trƣờng 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.
Nhƣ vậy 3 họ dầu chính sẽ gặp những họ dầu hỗn hợp trung gian
giữa parafinic  naphtenic  aromatic.
Bằng cách nhƣ vậy rõ ràng dầu 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.
Có 6 loại dầu hỗn hợp:
Họ parafino  aromato  naphtenic
Họ aromato  parafino  naphtenic
Họ naphteno  parafino  aromatic
Họ parafino  naphteno  aromatic

Footer Page
17 of
161.
Nguyễn
Anh
Tuấn

17

Lớp Hóa Dầu QN-K44


Header Page
161.
Đồ án18tốtofnghiệp

Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Họ naphteno  aromato  parafinic
Họ aromato  naphteno  parafinic.
Trong thực tế, dầu họ aromatic, dầu họ aromato  parafinic,
parafino  aromatic hầu nhƣ 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 nhƣ trên có thể
sử dụng phƣơng 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 nhƣ vậy rất phức tạp. Ngày nay để đơn giản
hoá việc phân loại, thƣờng sử dụng các thông số vật lý nhƣ 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.
Phƣơng 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 chƣng cất dầu mỏ áp suất thƣờng lấy ra
phân đoạn có giới hạn nhiệt độ sôi từ 250  270 0C.
 Phân đoạn 2: Bằng cách chƣng cất phần còn lại trong chân

không (ở 40 mmHg) lấy ra phân đoạn sôi ở 275  3000 C ở áp suất
chân không (tƣơng ứng 390  4150 C ở áp suất thƣờng).
Căn cứ vào giá trị tỷ trọng đo của 2 phân đoạn và đối chiếu vào
giới hạn quy định cho từng loại dầu trong bảng dƣới đây mà xếp dầu
thuộc họ nào.
Phân đoạn 1

Phân đoạn 2

Họ parafinic

 0,8251

 0,8762

Họ parafino  trung gian

 0,8251

 0,8767  0,334

Họ trung gian  parafinic

0,8256  0,8597

< 0,8762

Họ trung gian

0,8256  0,8597

< 0,8767  0,9334

0,8265  0,8597

 0,9340

 0,8602

0,8767  0,9334

Họ dầu mỏ

Họ
trung
naphtenic

gian

Họ



naphteno

Footer Page
18 of
161.
Nguyễn
Anh

Tuấn


trung

18

Lớp Hóa Dầu QN-K44


Header Page
161.
Đồ án19tốtofnghiệp
gian

Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng
 0,8602

 0,9304

Họ naphtenic
II. XỬ LÝ DẦU THÔ TRƢỚC KHI CHƢNG CẤT [1].
Dầu thô đƣợc khai thác từ các mỏ dầu và chuyển vào các nhà máy
chế biến. Trƣớc khi chế biến phải tiến hành làm ổn định dầu vì trong
dầu còn chứa các khí hoà tan nhƣ khí đồng hành và các khí phi
hydrocacbon. Khi dầu phun ra khỏi giếng khoan thì áp suất giảm,
nhƣng dù sao vẫn còn lại một lƣợng nhất định lẫn vào trong dầu và
phải tách tiếp trƣớc khi chế biến mục đích là hạ thấp áp suất hơi khi
chƣng cất dầu thô và nhận thêm nguồn nguyên liệu cho chế biến dầu.
Vì trong các khí hydrocacbon nhẹ từ C l  C 4 là nguồn nguyên liệu quý

cho quá trình nhận olefin. Xử lý dầu thực chất là chƣng tách bớt phần
nhẹ nhƣng để tránh bay hơi cả phần xăng, tốt nhất là tiến hành chƣng
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 trƣớc khi đƣa vào chƣng cất chúng ta phải
trải qua những bƣớc tách cơ bản
1. Tách tạp chất cơ học, nƣớc, muối lẫn trong dầu
Nƣớc lẫn trong dầu ở dƣới mỏ chỉ ở dạng tự do không có dạng
nhũ tƣơng. Khi khai thác, bơm, phun dầu, các quá trình khuấy trộn thì
nƣớc cùng với dầu và các tạp chất tạo thành ở dạng nhũ tƣơng.
Nƣớc nằm dƣới dạng nhũ tƣơng thì rất bền vững và rất khó tách.
Có 2 dạng nhũ tƣơng:
+ Dạng nhũ tƣơng nƣớc ở trong dầu
+ Dạng nhũ tƣơng dầu ở trong nƣớc
Lƣợng nƣớc ở trong dầu nhiều hay ít trong nhũ tƣơng dầu ở mỏ
khai thác bằng cách nhìn màu sắc, qua thực nghiệm ngƣời ta kiểm tra
thấy nếu dầu chứa 10% nƣớc thì màu cũng tƣơng tự dầu không chứa
nƣớc. Nếu nhũ tƣơng dầu chứa 15  20% nƣớc, có màu ghi đến vàng,
nhũ tƣơng chứa 25% nƣớc có màu vàng.

Footer Page
19 of
161.
Nguyễn
Anh
Tuấn

19

Lớp Hóa Dầu QN-K44

Header Page
161.
Đồ án20tốtofnghiệp

Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Dầu mỏ có lẫn nƣớc ở dạng nhũ tƣơng đƣa đi chế biến thì không
thể đƣợc mà phải khử chúng ra khỏi dầu. Khử nƣớc 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 nƣớc ở dạng nhũ tƣơng có 3 phƣơng pháp:
 Phƣơng pháp cơ học (lắng  lọc  ly tâm).
 Tách nhũ tƣơng nƣớc trong dầu bằng phƣơng pháp hoá học
 Tách bằng phƣơng pháp dùng điện trƣờng.
a) Tách bằng phương pháp cơ học (lắng  lọc  ly tâm)
Khi dầu và nƣớc trong dầu chƣa bị khuấy trộn mạnh và nƣớc lẫn
trong dầu ở dạng tự do với hàm lƣợng lớn có thể gần 50% và cao hơn.
* Phương pháp lắng: phƣơng pháp này dùng khi dầu mới khai
thác ở giếng khoan lên, dầu và nƣớc chƣa bị khuấy trộn nhiều nên nhũ
tƣơng mới tạo ít và nhũ tƣơng chƣa bền vững, nƣớc ở dạng tự do còn
tƣơng đối lớn. Dầu mỏ này ngƣời ta đƣa đi lắng, nhờ có tỷ trọng nƣớc
nặng hơn dầu nƣớc sẽ đƣợc lắng sơ bộ và tháo ra ngoài.
Tốc độ lắng của các hạt nƣớc tính theo công thức Stockes nếu
kích thƣớc hạt lớn hơn 0,5 m.

r 2 d1  d2 g
V 
18.

(1)

Trong đó:
V: tốc độ lắng, cm/s
r: đƣờng kính của hạt, cm
d 1, d2 : tỷ trọng nƣớc và dầu tƣơng ứng, g/cm3
g: gia tốc trọng trƣờng, cm/s 2
: độ nhớt động học của hỗn hợp.
Từ công thức (1) ta thấy kích thƣớc hạt của pha phân tán càng
nhỏ và tỷ trọng của nƣớc và dầu khác nhau càng ít. Độ nhớt của môi
trƣờng càng lớn thì sự phân lớp và lắng càng xảy ra chậm.
Việc tách nƣớc và tạp chất thực hiện ở nơi khai thác thƣờng lắng
và gia nhiệt ở thiết bị đốt nóng.

Footer Page
20 of
161.
Nguyễn
Anh
Tuấn

20

Lớp Hóa Dầu QN-K44


Header Page
161.
Đồ án21tốtofnghiệp

Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Ở các nhà máy chế biến dầu tách nƣớc thƣờng gia nhiệt để lắng,
khống chế nhiệt độ 120  160 0 C và p = 8  15at để cho nƣớc không
bay hơi. Quá trình lắng thƣờng xảy ra trong thời gian 2  3 giờ.
* Phương pháp ly tâm: phƣơng pháp ly lâm tách nƣớc ra khỏi dầu
nhờ tác dụng của lực ly tâm để tách riêng các chất lỏng có tỷ trọng
khác nhau.
Giá trị lực ly tâm xác định theo phƣơng trình sau:
f = K.m.r.n 2

 2 
K   
 60 

2

Trong đó:
m: khối lƣợng hạt nƣớc (g)
r: bán kính quay (cm)
n: số lƣợng vòng quay của máy ly tâm (phút).
Lực ly tâm và tốc độ tách nƣớc thay đổi tỷ lệ thuận với bán kính
quay và tỷ lệ với bình phƣơng số vòng quay của rôto.Trong công
nghiệp thƣờng dùng máy ly tâm có số vòng quay từ 3500  5000 vòng
trong một phút. Số vòng quay càng lớn thì khả năng chế tạo thiết bị
càng khó khăn và không thể chế tạo thiết bị với công suất lớn.
Nhƣợc điểm của phƣơng pháp này là công suất máy bé, khả năng
phân chia không cao, vốn chi tiêu lớn vì vậy phƣơng pháp này không
phổ biến trong công nghệ tách nƣớc và tạp chất.

* Phương pháp lọc:
Là tách nƣớc ra khỏi dầu sử dụng khi mà hỗn hợp nhũ tƣơng dầu,
nƣớc đã bị phá vỡ nhƣng nƣớc vẫn ở dạng lơ lửng trong dầu mà chƣa
đƣợc lắng xuống đáy. Dùng phƣơng pháp này là nhờ lợi dụng tính chất
thấm ƣớt chọn lọc của các chất lỏng khác nhau lên các chất lọc.
Phƣơng pháp lọc đạt hiệu quả rất cao và có thể tách đồng thời cả nƣớc
lẫn muối.
b) Tách nhũ tương nước trong dầu bằng phương pháp hoá học
Bản chất của phƣơng pháp hoá học là cho thêm một chất hoạt
động bề mặt để phá nhũ tƣơng.
Khi các điều kiện thao tác nhƣ nhiệt độ, áp suất đƣợc chọn ở chế
độ thích hợp thì hiệu quả của phƣơng pháp cũng rất cao nhƣng khó

Footer Page
21 of
161.
Nguyễn
Anh
Tuấn

21

Lớp Hóa Dầu QN-K44


Header Page
161.
Đồ án22tốtofnghiệp

Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

khăn nhất là phải chọn đƣợc chất hoạt động bề mặt thích hợp không
gây hậu quả khó khăn cho chế biến sau này cũng nhƣ không phân huỷ
hay tạo môi trƣờng ăn mòn thiết bị.
c) Tách bằng phương pháp dùng điện trường
Phƣơng pháp dùng điện trƣờng để phá nhũ, tách muối khỏi dầu là
một phƣơng pháp hiện đại công suất lớn, quy mô công nghiệp và dễ
tự động hoá nên các nhà máy chế biến dầu lớn đều áp dụng phƣơng
pháp này.
Vì bản thân các tạp chất đã là các hạt dễ nhiễm điện tích nếu ta
dùng lực điện trƣờng mạnh sẽ làm thay đổi điện tích, tạo điều kiện cho
các hạt đông tụ hay phát triển làm cho kích thƣớc lớn lên do vậy
chúng dễ tách ra khỏi dầu.
Sự tƣơng tác giữa điện trƣờng và các hạt làm cho các hạt tích
điện lắng xuống. Nguyên tắc này đƣợc áp dụng để tách muối nƣớc ra
khỏi dầu thô. Dầu thô đƣợc đốt nóng trong các thiết bị trao đổi nhiệt
rồi trộn với một lƣợng nƣớc sạch để tạo thành nhũ tƣơng chứa muối.
Lực hút giữa các hạt tích điện làm chúng lớn lên ngƣng tụ thành hạt có
kích thƣớc lớn, chúng dễ tách thành lớp nƣớc nằm dƣới dầu.
Trên thực tế ngƣời ta pha thêm nƣớc vào dầu một lƣợng từ 3  8% so
với dầu thô và có thể pha thêm hoá chất rồi cho qua van tạo nhũ tƣơng
sau khi qua thiết bị trao đổi nhiệt ở nhiệt độ từ 130  l50 0 C muối trong
dầu thô đƣợc chuyển vào nhũ tƣơng. Khi dẫn vào khoảng cách giữa
hai điện cực có hiệu điện thế từ 20.000 vôn trở lên chúng tích điện vào
nhau tăng dần kích thƣớc cuối cùng tách thành lớp nƣớc nằm ở dƣới
dầu. Tránh sự bay hơi dầu do tiếp xúc ở nhiệt độ cao, áp suất ở trong
thiết bị tách muối đƣợc giữ ở áp suất 9  12 kG/cm2 , bộ phận an toàn
đƣợc bố trí ngay trong thiết bị. Khi tách một bậc ngƣời ta có thể tách
90  95% muối, còn tách 2 bậc hiệu suất tách muối lên lới 99%.
III. CÁC PHƢƠNG PHÁP CHƢNG CẤT [1].

Ý nghĩa của quá trình chƣng cất: Trong công nghiệp chế biến dầu,
dầu thô sau khi đã qua xử lý nhƣ: tách nƣớc, muối và tạp chất cơ học
đƣợc đƣa vào chƣng cất, các quá trình chƣng cất dầu ở áp suất khí
quyển AD và chƣng cất chân không VD thuộc về nhóm các quá trình
chế biến vật lý.

Footer Page
22 of
161.
Nguyễn
Anh
Tuấn

22

Lớp Hóa Dầu QN-K44


Header Page
161.
Đồ án23tốtofnghiệp

Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Chƣng cất ở áp suất khí quyển AD với nguyên liệu là dầu thô đôi
khi còn gọi là CDU. Còn chƣng cất VD dùng nguyên liệu là cặn của
quá trình chƣng cất AD. Trong thực tế đôi khi còn gọi là cặn chƣng
cất. Tùy theo bản chất của nguyên liệu và mục đích của quá trình
chúng ta áp dụng chƣng cất AD, VD hay kết hợp cả hai AD và VD.
Các nhà máy hiện đại ngày nay luôn dùng loại hình công nghệ AVD.

Khi áp dụng loại hình công nghệ AD chúng ta chỉ chƣng cất dầu thô
để nhận các phân đoạn: xăng (naphata nhẹ, naphta nặng), phân đoạn
kerosen, phân đoạn diezen và phần cặn còn lại sau khi chƣng cất. Nhƣ
vậy tuỳ thuộc vào thành phần dầu mỏ nguyên liệu và mục đích chế
biến mà ngƣời ta áp dụng một trong các loại hình công nghệ chƣng cất
(hình 3: a, b, c, d).
 Cơ sở lý thuyết của quá trình chƣng cất
Quá trình chƣng cất dầu thô là một quá trình phân đoạn. Quá trình
này đƣợc thực hiện bằng các biện pháp khác nhau nhằm tách các phần
dầu theo nhiệt độ sôi của các cấu tử trong dầu mà không xảy ra sự
phân huỷ. Hơi nhẹ bay lên và ngƣng tụ thành phần lỏng tuỳ theo biện
pháp tiến hành chƣng cất mà ngƣời ta phân chia quá trình chƣng cất
thành chƣng đơn giản, chƣng phức tạp, chƣng nhờ cấu tử bay hơi hay
chƣng cất trong chân không.
III

3

6
II
4

5

1

3

V
3

IV

1

1
V

VI
1

1

2

3

V

3
VII

1

3
VIII

V1

3

IX

Footer Page
23 of
161.
Nguyễn
Anh
Tuấn

23

Lớp Hóa Dầu QN-K44


Header Page
161.
Đồ án24tốtofnghiệp

Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Hình 3.a)

1

3
VIII

7
XI
1

2

IX

XII

Hình 3.b)

X
1

3
VIII
1 3

1

XIII

V
1 3

XIV

V
1

2
V

1 3
XV

V
1 3

XII

Hình 3.c)

3

III

X

6
II
4

V

324 of
1 161.
Footer Page
Nguyễn
Anh
Tuấn

V

1

2

V

5

13
VIII
1

3

24

1

Lớp Hóa Dầu QN-K44

7

V

5

XIII

Header Page
161.
Đồ án25tốtofnghiệp

Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Hình 3.d)
Chú thích: 1. Thiết bị trao đổi nhiệt; 2. Lò đốt; 3. Làm lạnh; 4.
Tháp chƣng cất; 5. Tháp tái sinh hơi; 6. Bể chứa; 7. Tháp chƣng cất
chân không; I. Dầu thô; II.Xăng; III. Khí; IV. Xăng nặng; V. Hơi
nƣớc; VI. Kerosen; VII. Gazoil nẹ; VIII. Gazoil nặng; IX. Cặn AD; X
 XV. Dầu nhờn (các loại dầu nhờn).
3
Sản phẩm chƣng
phần cất đƣợc
1
Dầu thô

Thùng bay hơi dần dần
2

Sản phẩm đáy

Lò đốt nóng
3

1

a)

Sản phẩm chƣng
(lỏng)

Thùng bay hơi một lần
2

Dầu thô
Sản phẩm đáy
(cặn)

Footer Page
25 of
161.
Nguyễn
Anh
Tuấn

Lò đốt

25

b)

Lớp Hóa Dầu QN-K44