đồ án hh1. thuyết kế và tính toán các phân xưởng trong nhà máy lọc dầu

ĐỒ ÁN HÓA HỌC 1

CHƯƠNG 1 :TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT
KHÍ QUYỂN (DA)
1.1.lý thuyết chung của quá trình:
Chưng cất khí quyển là phân xưởng đầu tiên và quan trọng nhất của nhà máy lọc dầu
bởi vì lượng nguyên liệu xử lý là lớn nhất và sản phẩm của phân xưởng này sẽ quyết
định đến chế độ hoạt động phân xưởng khác trong nhà máy.
Mục đích: nhằm tách dầu thô thành các phân đoạn khác nhau , các phân đoạn này có
nhiệt độ xôi xấp xỉ nhiệt độ xôi của các phân đoạn sản phẩm thương phẩm và không
làm phân hủy chúng.
Dầu thô trước khi vào tháp ở nhiệt độ 340 đến 350 oC để giẩm tiêu tốn nhiệt lượng do
lò cung cấp cho dầu thô để đạt nhiệt độ để đưa vào tháp chưng cất , cần thiết kế các tiết
bị trao đổi nhiệt nhằm thu hồi lượng nhiệt từ hơi đỉnh tháp , các dòng hồi lưu tuần hoàn
và các sản phẩm trích ra từ thân tháp để gia nhiệt cho dầu thô.
Áp xuất làm việc của tháp tùy thuocj vào điều kiên làm lạnh của thuyết bị , thừng 1 đến
3bar (thiết bị làm lạnh có nhiệt độ 40oC).
Tháp chưng cất có chiều cao khoảng 50m . số đĩa trong tháp từ 30 đến 50 đĩa và phụ
thuộc vào năng xuất của nhà máy.
Sản phẩm của chưng cất khí quyển ở đỉnh tháp ta thu được khí và phần xăng nhẹ , thân
tháp thu được sản phẩm nhẹ ( GAS) và các sản phẩm khác như BZN , KER , GOL ,
GOH và ở đáy ta thu được cặn chưng chưng cất khí quyển .
1.2.tính toán công nghê:
-Tính cân bằng vật liệu cho một nhà máy lọc dầu với dầu thô với các số liệu như sau:
+ Năng xuất : 4000kt/năm
+ Nhiệt độ cuối của phân đoạn từ DA(oC):

SVTH:LÊ VĂN TƯ

Trang 1

ĐỒ ÁN HÓA HỌC 1

Bảng 1.1
Phân đoạn
GAZ: Khí (tổng)
GAS: Xăng nhẹ
BZN: Xăng nặng
KER: Kerosen
GOL: Gasoil nhẹ
GOH: Gasoil nặng
RDA: Cặn khí quyển
Dầu thuộc loại
Loại dung môi
Trích PC
1.2.1.tính thể tích dầu thô nguyên liệu:

20
65
178
205
308
367
569
T
C1
100

-Độ API của dầu thô Arabian light trung: 34.2
và tỷ trọng của dầu: 0.8522

+ Từ công thức o
Suy ra : =
Thể tích dầu thô cần xử lý:

1.2.2.Xác định nhiệt độ trung bình của phân đoạn:
Nhiệt độ trung bình của phân đoạn: . 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
là nhiệt độ trung bình của phân đoạn được tính theo công thức sau:

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

SVTH:LÊ VĂN TƯ

Trang 2


ĐỒ ÁN HÓA HỌC 1

Bảng 1.2
Phân đoạn
T đầu T cuối
T t.bình
GAZ: Khí (tổng)
0
20
GAS: Xăng nhẹ
20
65
42,5
BZN: Xăng nặng

65
178
121,5
KER: Kerosen
178
205
191,5
GOL: Gasoil nhẹ
205
308
256,5
GOH: Gasoil nặng
308
367
337,5
RDA: Cặn khí quyển
367
569
468
1.2.3. Tính hiệu suất (hay %m) của các phân đoạn thu được từ tháp chưng cất khí
quyển DA
Theo bảng đường cong điểm sôi thực TBP của dầu thô Arabian light, và phương pháp
nội suy ta sẽ tính được % m cho các phân đoạn như sau:
+ Phân đoạn khí thu được qua tháp DA là phân đoạn gồm Hydrocacbon C 2-,
C3, và i+nC4.
+ Tra %m và d của khí từ C2- đến C4, theo bảng đường cong điểm sôi thực
TBP của dầu thô Arabian light ta thu được kết quả ở bảng 1.1.
Tính d của tổng C4 theo phương pháp cộng tính, theo %V:

SVTH:LÊ VĂN TƯ

Trang 3


ĐỒ ÁN HÓA HỌC 1

Bảng 1.3:
d
Tính được
Hydrocacbon %m
%vol
p.đoạn di+nC4
C2
0,01
0,02 0,374
C3
0,21
0,36 0,5079
iC4
0,14
0,21 0,5631
nC4
0,74
1,08 0,584
Tổng nC4
0,88
1,29
0,580597674
GAZ
1,1

1,67
+ Tính %mcuối, %mthực và %mcộng tính của các phân đoạn lỏng.
-

Tính %mcuối, ta dùng phương pháp nội suy tra BTH theo công thức sau:
%mcuối = %m1 + ABS(%m2 - %m1)*

- Tính %m cuối cho phân đoạn GAS: 20÷65oC
T1 =20 oC → %m20 =1.1%
T2 =65 oC →%m65 =4.73%
Vậy: %mthực = %mcuối - %mđầu = 4.73 – 1.10 =3.63
%mcộng tính = 3.63
Tương tự tính các phân đoạn BZN , KER , GOL , GOH . 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 – (1.10+3.63+15.05+3.9+16.35+11.21) = 48.76

SVTH:LÊ VĂN TƯ

Trang 4


ĐỒ ÁN HÓA HỌC 1

Bảng 1.4
t sôi
t sôi
%m
%m
Phân đoạn

đầu
cuối
đầu
cuối
GAZ: Khí (tổng)
20
1,1
GAS: Xăng nhẹ
20
65
1,1
4,73
BZN: Xăng
nặng
65
178
4,73 19,78
KER: Kerosen
178
205 19,78 23,68
GOL: Gasoil
nhẹ
205
308 23,68 40,03
GOH: Gasoil
nặng
308
367 40,03 51,24
RDA: Cặn khí
quyển

367
569 51,24 80,12
Tổng lượng lỏng
100
Tổng lượng lỏng
& khí
100
1.2.4. Tính tỷ khối của các phân đoạn lỏng.

%m %m
thực c.tính
1,1
0
3,63
3,63
15,05
3,9

18,68
22,58

16,35

38,93

11,21

50,14

48,76

98,9

98,9

100

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.
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 = 3.63
Tra đồ thị D57, ta được:
Theo phương pháp cộng tính, suy ra:

SVTH:LÊ VĂN TƯ

Trang 5


ĐỒ ÁN HÓA HỌC 1

SVTH:LÊ VĂN TƯ

Trang 6

ĐỒ ÁN HÓA HỌC 1

=> d3.63 = 0.6478
dBZN = d18.68 = 0.7130
dKER = d22.58 = 0.7306
dGOL = d38.94 = 0.7665
dGOH = d50.15 = 0.7825
•

Với phân đoạn RDA phải tra theo bảng D62
dRDA = 0.9564

Tính d phân đoạn FOR
+ Với phân đoạn GAS: dGAS = 0.6478
+ Với phân đoạn BZN
DBZN =

Tương tự tính d phân đoạn KER , GOL , GOH
+ Với phân đoạn RDA
dRDA= 0.9564
Tính S:

S = 1.002*dphân đoạn
+ Với phân đoạn GAS.
SGAS = 1.002*0.6478 = 0,649096

Tính tương tự với các phân đoạn BZN, GOL, GOH, RDA :
Tính độ API

SVTH:LÊ VĂN TƯ

Trang 7


ĐỒ ÁN HÓA HỌC 1

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

API = 86,49562

Tính tương tự cho các phân đoạn BZN, KER, GOL, GOH ta được kết quả ở
Bảng 1.5

Phân đoạn
GAS: Xăng
nhẹ
BZN: Xăng
nặng

%m
p.đoạn
3,63
15,05

%m
c.tính

d cộng

tính
d FOR

3,63 0,6478
18,68

0,713

0,6478
0,72872
6
0,81489
9
0,81607
9
0,83806
5

Tính S
0,64909
6
0,73018
3
0,81652
9
0,81771
1
0,83974
1
0,95831

3

Độ API
86,49562
62,28692

KER: Kerosen
3,9 22,58 0,7306
41,79446
GOL: Gasoil
nhẹ
16,35 38,93 0,7665
41,54392
GOH: Gasoil
nặng
11,21 50,14 0,7825
37,00438
RDA: Cặn khí
quyển
48,76
98,9 0,9564
0,9564
16,15534
Tổng
98,9
1.2.5. Tính lưu lượng khối lượng, lưu lượng thể tích và % thể tích phân đoạn
1.2.5.1. Xác định lưu lượng khối lượng (Fm)
Theo công thức sau:
Fmi = %mi * m
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)
SVTH:LÊ VĂN TƯ

Trang 8


ĐỒ ÁN HÓA HỌC 1

+ Với phân đoạn GAZ
Fm = 1.10* = 44 (Kt/năm)
Tương tự tính phân đoạn BZN , KER , GOL , GOH , RDA ta có ở bảng 1.4
1.2.5.2. Xác định lưu lượng thể tích (Fv)
Theo công thức sau:
Fvi =
Với: Fvi : Lưu lượng thể tích của phân đoạn I (km 3/năm)
Fmi : Lưu lượng khối lượng của phân đoạn I (kt/năm)
di : Tỷ trọng của phân đoạn thứ i
+ Với phân đoạn GAS

Tương tự tính phân đoạn BZN , KER , GOL , GOH , RDA ta có bảng 1.4
1.2.5.3. 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 = = 4,768446
Tương tự tính phân đoạn BZN , KER , GOL , GOH , RDA ta có bảng 1.6

Phân đoạn
C2

SVTH:LÊ VĂN TƯ

%m
%m
Fm,
d
Fv,100m
p.đoạn c.tính 1000t ph.đoạn 3
%vol
0,01 0,01 0,425
0,374 1,136364 0,02417

Trang 9


ĐỒ ÁN HÓA HỌC 1

C3

0,21

0,22

8,925

I + nC4

0,88

1,1

37,4

GAZ: Khí (tổng)

1,1

1,1

46,75

GAS: Xăng nhẹ

3,63

3,63

145,2

15,05 18,68

602

3,9 22,58

156

GOL: Gasoil nhẹ

16,35 38,93

654

GOH: Gasoil nặng

11,21 50,14

RDA: Cặn khí quyển

48,76

448,4
1950,
4

BZN: Xăng nặng
KER: Kerosen

98,9

0,5079
0,58059
8

17,57236
64,41638
83,1251

0,6478
0,72872
6
0,81489
9
0,81607
9
0,83806
5

224,1433

0,9564

2039,314

826,0993
191,4347
801,3927
535,0422

Tổng lượng lỏng
98,9 98,9 3956
4617,426
Tổng lượng lỏng &
khí
100
100 4000
4700,551

1.2.6. Tính khối lượng phân tử trung bình (M) của các phân đoạn

5
0,37383
6
1,37040
1
1,76841
2
4,76844
6
17,5745
2
4,0726
17,0489
1
11,3825
4
43,3845
7
98,2315
9
100

1.2.6.1. Tính M các phân đoạn khí:
Bảng 1.7
M khí
C2C3

30

i+nC4

58

44

1.2.6.2. Tính M các phân đoạn lỏng:

SVTH:LÊ VĂN TƯ

Trang 10


ĐỒ ÁN HÓA HỌC 1

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.
- %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 = 3.63, đã có ở bảng 1.4
%m1 = 3, PM = 76.7
%m2 = 4, PM = 77.4

 M3.63 =75.9 +ABS (78-75.9) * = 77,141
Với các phân đoạn BZN, KER, GOL, GOH cũng tính tương tự như GAS ta được kết
quả sau:
1.2.6.3. Tính M phân đoạn FOR
+ Với phân đoạn GAS
MGAS = 77,141
+ Với phân đoạn BZN
MBZN = = 114,9218

SVTH:LÊ VĂN TƯ

Trang 11


ĐỒ ÁN HÓA HỌC 1

Với các phân đoạn KER, GOL, GOH cũng tính tương tự như phân đoạn GAS
được các kết quả sau:
Bảng 1.8:
%m
pđoạn
%m
c.tính

%m
c.tính

M theo M
%
ph.đoạn

Phân đoạn
GAS: Xăng
nhẹ
3,63
3,63 77,141
77,141
BZN: Xăng
114,921
nặng
15,05 18,68 107,58
8
KER:
112,42 135,613
Kerosen
3,9 22,58
2
9
GOL: Gasoil
135,60 167,631
nhẹ
16,35 38,93
9
2
GOH: Gasoil
206,283
nặng
11,21 50,14 151,41
6
RDA: Cặn

khí quyển
48,76
98,9
1.2.7. 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.

SVTH:LÊ VĂN TƯ

Trang 12


ĐỒ ÁN HÓA HỌC 1

- %mi là phần trăm khối lượng cộng tính của phân đoạn thứ i.
1.2.7.1. Tính %S theo %m cộng tính
Tra bảng D59, ta được
+ Với phân đoạn GAS
Ta có: %mcộng tính = 3.63
%m1 = 3, %S = 0.024
%m1 = 4, %S = 0.024
 %S3.63 = 0.024 + ABS(0.024-0.024)* =0.024
Với các phân đoạn BZN, KER, GOL, GOH cũng tính tương tự như phân đoạn GAS ta

được kết quả ở bảng 1.6.
1.2.7.2. Tính %S phân đoạn FOR
+ Với phân đoạn GAS
%S = 0.024
+ Với phân đoạn BZN
%SBZN = = = 0,034153

Với các phân đoạn KER, GOL, GOH, RDA cũng tính tương tự như phân đoạn GAS
được kết quả ở bảng 1.6.

SVTH:LÊ VĂN TƯ

Trang 13


ĐỒ ÁN HÓA HỌC 1

Bảng 1.9:
%m
pđoạn
%m
c.tính

%m
c.tính

%S
c.tính

%S

p.đoạn

Phân đoạn
GAS: Xăng
nhẹ
3,63
3,63
0,024
0,024
BZN: Xăng
0,03415
nặng
15,05 18,68 0,03218
3
KER:
0,03899
Kerosen
3,9 22,58
2 0,07162
GOL: Gasoil
0,23807 0,51301
nhẹ
16,35 38,93
5
7
GOH: Gasoil
1,64385
nặng
11,21 50,14 0,55237
1

RDA: Cặn
khí quyển
48,76
98,9
3,12
3,12
TOTAL
98,9
98,9
1.2.8. 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.
1.2.8.1. Xác định áp suất hơi Reid (TVR) ở 37.8oC
+ Xác định dựa theo đồ thị D58
• Xác định TVR của GAS: %m = 3.63
 TVR3.363 = 0,835
• Với phân đoạn xăng nặng (BZN): %m = 18.68
 TVR18,68=
 Xác định TVR theo %m FOR
TVRGAS = 0.835
TVRBZN = = = 0,138689

SVTH:LÊ VĂN TƯ

Trang 14


ĐỒ ÁN HÓA HỌC 1

1.2.8.2. 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
- TVR: áp suất hơi Reid.
 Với phân đoạn GAS

TVV = 1.06*0.835 = 0.885
 Với phân đoạn BZN

TVV = 1.02*0,138689= 0,141463
Bảng 1.10:
%m
%m
p.đoạn c.tính

TVR
%m

TVR
FOR

Phân đoạn
R
TVV
GAS: Xăng
nhẹ
3,63
3,63 0,835

0,835
1,06
0,8851
BZN: Xăng
0,13868
0,14146
nặng
15,05 18,68 0,274
9
1,02
3
1.2.9. 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
SVTH:LÊ VĂN TƯ

Trang 15


ĐỒ ÁN HÓA HỌC 1

nổ của nhiên liệu ở điều kiện tiêu chuẩn. Sử dụng thang chia từ 0 đến 100, trong đó nheptan 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 = 3.63
%m1 = 3,

RONclair = 66.2,

%m2 = 4,

RONclair = 63,

RONethyle =82.5
RONethyle = 80

RONclair = 66.2 +ABS (66.2-63) * = 63,525
RONethyle = 82.5 +ABS (80-82.5) * = 80,914
+ Với phân đoạn BZN xác định RON theo đường ethylen 0.5%:
%m = 18.68
%m1 = 18,

RONethyle = 59.1

%m2 = 19,

RONethyle = 57.6

RONethyle = 57.6 +ABS (57.6-59.1) * = 63,525
RONethyleFOR = = 51,97676
RONclair = 51,97676-10 = 41,97676

SVTH:LÊ VĂN TƯ

Trang 16

ĐỒ ÁN HÓA HỌC 1

Bảng 1.11:
%m
p.đoạ
n

%m
RONcla RONeth RONclair RONethy
Phân đoạn
c.tính ir
y
F
F
GAS:
Xăng nhẹ
3,63
3,63
70,587 80,914
70,587
BZN:
Xăng nặng 15,05 18,68
63,525 41,97676 51,97676
1.2.10. 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 * (oK)
SVTH:LÊ VĂN TƯ

Trang 17


ĐỒ ÁN HÓA HỌC 1

Trong đó: a = 1.10755
b = 0.9827
+ Với phân đoạn KER: d = 0,814899
T50 = 1.10755 * 464.50.9827 = 462.6049oK = 189.6049oC
NC = 454.74 - 1641.416 * 0,814899+ 774.74 * 0,8148992 - 0.554 * 189,6049+
97.083 * (log189,6049)2 = 30,30929
Với phân đoạn GOL, GOH ta tính tương tự như phân đoạn KER được kêt quả cho ở
bảng 1.12sau:
T TBP
oC
oK
191,5
464,5
256,5

529,5

Phân đoạn

T ASTM
oK
462,6049
526,1462

oC
189,6049
253,1462

NC
p.đoạn
0,814899 30,30929
0,816079 51,70717
d15

KER: Kerosen
GOL: Gasoil nhẹ
GOH: Gasoil
nặng
337,5
610,5 605,1411 332,1411 0,838065 56,42477
1.2.11.Xác định hằng số Watson,Kw cho các phân đoạn
Hằng số Kw cho biết dầu mỏ mang đặc tính của loại hydrocacbon nào là chủ yếu.
Xác định hằng số Kw theo công thức như sau:

Kw =

(1,8*T50TBP )1/3
S

Trong đó:
Kw hằng số Watson

T

TBP
50

= TTB0K: Nhiệt độ trung bình của phân đoạn

SVTH:LÊ VĂN TƯ

Trang 18


ĐỒ ÁN HÓA HỌC 1

S = 1,002*d: Tỷ trọng tiêu chuẩn của phân đoạn
Nguyên tắc phân loại dầu theo Kw
Dầu mỏ họ parafinic

Kw>12,15:

P

Dầu mỏ họ trung gian parafinic-naphtenic Kw > 11,5 :

Dầu mỏ họ naphtenic Kw> 10,5 :

N

Dầu mỏ họ aromatic

A

Kw ≤ 10,5:

P-N

Tính toán ta được kết quả như sau:
Bảng 1.13
Phân đoạn

T TBP 50%V
oC
oK

d15

GAS: Xăng nhẹ

42,5

315,5

BZN: Xăng nặng

121,5

394,5

KER: Kerosen

191,5

464,5

GOL: Gasoil nhẹ
GOH: Gasoil
nặng
RDA: Cặn khí
quyển

256,5

529,5

337,5

610,5

0,6478
0,72872
6
0,81489
9
0,81607

9
0,83806
5

468

741

0,9564

Giá trị theo
Kw

Kw
12,7579
8
12,2182
2
11,5375
7

P
P-N

12,035
12,2887
4
11,4865
5

P-N
P-N
P-N

µ

N

1.2.12. Xác định độ nhớt động học ở 200C, 37.8oC 1000C( ) và chỉ số phối trộn độ
nhớt (Ivis)
Độ nhớt là tính chất của một chất lỏng, được xem là ma sát nội của chất lỏng và cản
trở sự chảy của chất lỏng. Độ nhớt của dầu mỏ có liên quan đến quá trình vận chuyển,
sự bôi trơn, sự phun nhiên liệu trong động cơ. Độ nhớt phụ thuộc vào nhiệt độ.

SVTH:LÊ VĂN TƯ

Trang 19


ĐỒ ÁN HÓA HỌC 1

Độ nhớt động học là tỷ số giữa độ nhớt động lực học và tỷ trọng của nó ở cùng
nhiệt độ và áp suất.
Xác định độ nhớt động học (

µ

) dựa vào bảng 72, bảng số liệu thực về độ nhớt động

học của các phân đoạn của tháp DA.

Kết hợp với việc xác định chỉ số độ nhớt theo đồ thị D81 ta có kết quả như bảng sau:
Bảng 1.14:
cSt=mm Visc
Visc,
Phân đoạn 2
37.8
mm
KER
(178-205)
1,98
1,51
0,7
GOL
(205-308)
2,35
1,65
0,76
GOH
(308-367)
5,7
5,52
1,67
RDA
(367-569)
635
28,5
1.2.13. Xác định điểm chớp cháy (TFP) và chỉ số điểm chớp cháy (IFP) cho 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 Pb-164 như sau:

T=

1
2,84947
−0, 02421 +
+ 0, 0034254 * ln T10
T10

SVTH:LÊ VĂN TƯ

Trang 20


ĐỒ ÁN HÓA HỌC 1

Trong đó:

T

ASTM
10

: Nhiệt độ tại điểm 10% chưng cất theo phương pháp ASTM, 0K.

Được xác định theo công thức sau:

T

T

TBP
10

ASTM
10

=1,71243*(T

TBP
10

0,91743

)

:Nhiệt độ ứng với 10% thể tích chưng cất xác định theo phương pháp

TBP, 0K.
Xác định theo công thức như sau:

T

TBP
10

=td+10%

Với KER ta có: t

→T

TBP
KER

TBP
KER

∆

t

=178+0,1*(205-178)=180.7 0C

=204.5+273= 453,70K

Tính toán điểm chớp cháy cho các phân đoạn theo công thức trên, dựa theo đồ thị D82
xác định được IFP kết quả cho ở bảng 1.15 sau:
Phân
đoạn
KER:
Kerose
n
GOL:

T

đầu
oC
178
205

T
cuối
, oC
205
308

SVTH:LÊ VĂN TƯ

Delt
at

27
103

T 10%V

T FP
T 10

oC

oK

180,
7

215,

453,
7
488,

468,826
6
501,527

I FP
oK

oC

328,419
7
347,276

55,4196
9
74,2764

2,7
7
0,8

Trang 21

ĐỒ ÁN HÓA HỌC 1

Gasoil
nhẹ
3
3
4
GOH:
Gasoil
313, 586, 593,713
nặng
308 367
59
9
9
1
RDA:
Cặn khí
387, 660, 661,405
quyển
367 569 202
2
2
4
1.2.13.1.tính điểm chảy tPE của các phân đoạn :

4

5

1

388,294
1

115,294
1

0

407,496
4

134,496
4

0

Áp dụng công thức : TPE = 130.17 * S2.971 * M(0.612-0.474S) U100(0.31-0.333S)
Trong đó :+ S= 1.002 * d : tỷ trọng tiêu chuẩn
+ D15 : tỷ trọng ở 15oC
+ M : khối lượng phân tử ở từng phân đoạn
+ U100 : độ nhớt động học ở 100oC
Phân đoạn KER: d = 0,814899 suy ra : S=0,814899*1.002=0,816529
M=135,6139
TPE=130.17 * 0,8165292.971 * 135,6139 (0.612-0.474*0,816529) *0.7(0.31-0.333*0,816529)= 9,4
Với phân đoạn GOL, GOH ta tính tương tự như phân đoạn KER được kêt quả cho ở
bảng 1.16 sau:
Phân đoạn
KER:

Kerosen
GOL: Gasoil
nhẹ
GOH: Gasoil

D
0,81489
9
0,81607
9
0,83806

SVTH:LÊ VĂN TƯ

S
0,81652
9
0,81771
1
0,83974

M
135,613
9
167,631
2
206,283

Visco
100F

0,7
0,76
1,67

t PE
oK

oC

T
PE

212,702
1

60,297
9

9,4

224,134 -48,866 13,5
246,671
- 25,2

Trang 22


ĐỒ ÁN HÓA HỌC 1

nặng

SVTH:LÊ VĂN TƯ

5

1

6

4

26,328
6

Trang 23


ĐỒ ÁN HÓA HỌC 1
BẢNG CÂN BẰNG VẬT LIỆU CỦA PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT KHÍ QUYỂN ( DA)
%m pđ

%m ct

nhẹ+nặn
g

1

2

3

C2

0,01

0,01

0,425

0,374

C3

0,21

0,22

8,925

I + nC4
GAZ: Khí
(tổng)
GAS: Xăng
nhẹ
BZN: Xăng
nặng

0,88

1,1

37,4

0,5079
0,58059
8

7
1,13636
4
17,5723
6
64,4163
8

1,1

1,1

46,75

3,63

3,63

15,05

18,68

3,9

83,1251
224,143
3
826,099
3
191,434
7
801,392
7

Phân đoạn
0

KER: Kerosen
GOL: Gasoil
nhẹ
GOH: Gasoil
nặng
RDA: Cặn khí
quyển
Tổng lượng
lỏng

%từ
GAS
4

N.suất

t

d
ph.đoạn

5

6

3,63

145,2

18,68

602

22,58

22,58

156

16,35

38,93

38,93

654

0,6478
0,72872
6
0,81489
9
0,81607
9

11,21

50,14

11,21

50,14

448,4

0,83806
5

48,76

98,9

48,76

98,9

1950,4

0,9564

98,9

98,9

Tổng lượng
lỏng & khí
SVTH:LÊ VĂN TƯ

100

100

15,05

98,9

N.suất
m3

%V p.đ
8
0,02417
5
0,37383
6
1,37040

1
1,76841
2
4,76844
6
17,5745
2
4,0726
17,0489
1

3956

535,042
2
2039,31
4
4617,42
6

11,3825
4
43,3845
7
98,2315
9

4000

4700,55

1

100

Trang 24

M

%S
9

10

30
44
58

77,141
114,921
8
135,613
9
167,631
2

0,024
0,03415
3

206,283

6

1,64385
1

0,07162
0,51301
7

3,12

5,40664


ĐỒ ÁN HÓA HỌC 1

CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN ÔNG NGHỆ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT
CHÂN KHÔNG (DSV)
2.1.Giới thiệu chung về phân xưởng:
Phân xưởng chưng cất chân không là phân xưởng thứ 2 của quá trình tách
suwrdungj nguyên liệu là cặn của quá trình chưng cất khí quyển. Nhiệt đọ tháp
thường 380 đến 400oC
Chưng cất chân không nhằm mục đích phân riêng phần cặn chưng cất khí
quyển ở đáy tháp chưng cất khí quyển thành:
Các phân đoạn cất dùng làm nguyên liệu cho các quá trình chuyển hoá khác,
sản xuất các sản phẩm có giá trị cao hơn( xăng FCC).
Ngoài ra, với mục đích đặc biệt, chưng cất chân không dầu thô cho phép thu
được các dầu cơ sở để sản xuất dầu nhờn.
Do không có các quá trình chuyển hoá phía hạ nguồn, các phân đoạn này được
dùng làm nhiên liệu Fuel nặng, ngoại trừ phần nhẹ nhất được đưa về các kho chứa

để phối trộn sản phẩm gazol, còn phần cặn chưng cất chân không có thể được dùng
làm nguyên liệu sản xuất bitum
Số phân đoạn sản phẩm trích ra từ tháp chưng cất chân không phụ thuộc vào
sự có mặt của phân xưởng phía sau.
Thông thường , để thu hồi một lượng nhiệt đáng kể , phần cất gồm hai phân
đoạn là phần cất chân không nhẹ (MVGO) và phần cất chân không năng (HVGO)
Nếu muốn thu hồi để sản xuất gasol thì phần cất gồm 3 phân đoạn là gasol
chân không (LVGO ) , MVGO và HVGO. Trong đó phân đoạn LVGO sẽ được phối
trộn để sản xuất gasol. MVGO và HVGO là nguyên liệu cho các phân xưởng thứ
cấp.
Trường hợp để sản xuất dầu nhờn thì phần cất chia làm 4 phân đoạn.
SVTH:LÊ VĂN TƯ

Trang 25