LUẬN văn CÔNG NGHỆ hóa cải TIẾN THÁP CHƯNG cất CONDENSATE và THIẾT kế PHÂN XƯỞNG CHƯNG cất PHÂN đoạn BOTTOM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
------------

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CẢI TIẾN THÁP CHƢNG CẤT
CONDENSATE VÀ THIẾT KẾ PHÂN
XƢỞNG CHƢNG CẤT PHÂN ĐOẠN
BOTTOM

CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Ths. Hoàng Minh Nam

Vƣơng Trần Sĩ Hiệp

Ks. Nguyễn Minh Nhựt

MSSV: 2072151

Ks. Đỗ Khắc Đạm

Ngành: Công Nghệ Hóa Học-Khóa 33

Tháng 04/2011

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

Cần Thơ, ngày 17 tháng 4 năm 2011

PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Năm học 2010 – 2011

1. Họ và tên cán bộ hƣớng dẫn
Ths.Hoàng Minh Nam
Ks. Nguyễn Minh Nhựt
Ks. Đỗ Khắc Đạm
2. Tên đề tài
Cải tiến năng suất tháp chƣng cất condensate và thiết kế phân xƣởng chƣng
cất phân đoạn bottom.
3. Địa điểm thực hiện
Khoa công nghệ trƣờng Đại học Cần Thơ.
4. Số lƣợng sinh viên thực hiện: 01 sinh viên.
5. Họ và tên sinh viên thực hiện
Vƣơng Trần Sĩ Hiệp
MSSV: 2072151
Ngành: Công nghệ Hóa học – Khóa 33
6. Mục đích của đề tài

Khảo sát qui trình chƣng cất condensate, đƣa ra phƣơng án cải tiến, từ đó đề
xuất thiết kế phân xƣởng chƣng cất phân đoạn bottom thu thêm các phân đoạn sản
phẩm gồm kerosen, diesel và FO.
7. Các nội dung chính và giới hạn của đề tài
Khảo sát và phân tích qui trình công nghệ nhà máy chế biến condensate
Nêu ƣu điểm, nhƣợc điểm và đề xuất hƣớng cải tiến.
Tính toán thiết kế phân xƣởng chƣng cất phân đoạn bottom


Tính toán các thiết bị phụ trợ.
Thiết kế mặt bằng xây dựng phân xƣởng.
Tính toán kinh tế cho phân xƣởng.
Đánh giá phân xƣởng về mặt xây dựng và kinh tế
8. Các yêu cầu hỗ trợ cho việc thực hiện đề tài
Nguồn tài liệu và số liệu thực tế nguồn nguyên liệu.

DUYỆT CỦA CÁN BỘ TẠI CƠ SỞ

DUYỆT CỦA CBHD

Ths. Hoàng Minh Nam
DUYỆT CỦA BỘ MÔN

DUYỆT CỦA HĐLV & TLTN


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
NAM

CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT

KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc


NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
NAM

CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT

KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc


NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................


LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cám ơn tập thể quý Thầy, Cô trong bộ môn Công nghệ
Hóa học, khoa Công nghệ, trƣờng Đại học Cần Thơ đã tận tình truyền đạt kiến thức
và tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt Luận văn tốt nghiệp.
Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cám ơn thạc sĩ Hoàng Minh
Nam đã tận tình chỉ bảo, truyền đạt cho em kiến thức và kinh nghiệm trong suốt
thời gian em thực hiện luận văn.
Em xin chân thành cám ơn thầy Nguyễn Minh Nhựt và kĩ sƣ Đỗ Khắc Đạm
đã nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện và hƣớng dẫn em thực hiện tốt Luận văn tốt
nghiệp.
Một lần nữa, con xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình đã luôn ở bên
động viên con, giúp con hoàn thành tốt luận văn này.
Cuối cùng, xin cám ơn các bạn đã nhiệt tình hỗ trợ, giúp đỡ tôi trong suốt
thời gian thực hiện Luận văn tốt nghiệp.

Sinh viên thực hiện
Vƣơng Trần Sĩ Hiệp


TÓM TẮT LUẬN VĂN
Khảo sát qui trình chế biến condensate và đánh giá thông số công nghệ, đồng
thời cải tiến tăng năng suất tháp chƣng cất và đánh giá lại các thông số công nghệ,
tăng cƣờng cho các thiết bị phụ trợ đảm bảo năng suất cải tiến.
Tiến hành cân bằng vật chất và năng lƣợng cho tháp cải tiến và tháp thiết kế,

đảm bảo năng suất đầu ra đạt chỉ tiêu thiết kế.
Tính toán thiết cơ khí thiết bị chính và các thiết bị phụ trợ khác nhƣ tháp nhả,
thiết bị phân ly và đƣa ra bản vẽ tƣơng ứng.
Tính toán sơ bộ các thiết bị nhiệt và bơm ứng với năng suất tính toán.
Tính toán và đánh giá phân xƣởng về xây dựng và kinh tế.


LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, cùng với sụ phát triển về xã hội, nhu cầu về sử dụng năng lƣợng
nhƣ xăng, dầu, … ngày càng mạnh. Các sản phẩm này có nguồn gốc từ nguồn
nguyên liệu hóa thạch nhƣ dầu thô, condensate đƣợc khai thác tại các giếng nhƣ
Vũng Tàu, Đà Nẵng, và nhập ở nƣớc ngoài.
Chƣng cất condensate cho ra các sản phẩm chủ yếu nhƣ xăng, khí đốt cung
cấp cho nhu cầu xã hội, KO và DO cho các động cơ chạy bằng dầu, sản phẩm FO
cho các nhà máy nhiệt điện.
Sản phẩm dầu mỏ đóng vai trò rất quan trọng cho sản xuất và phục vụ đời
sống xã hội. Nếu chỉ thu các sản phẩm nhƣ xăng thì sẽ gây tiêu phí cho hiệu suất sử
dụng nguyên liệu, vì thế tôi chọn đề tài “Cải tiến tháp chƣng cất condensate và thiết
kế phân xƣởng chƣng cất phân đoạn bottom” cải tiến để đáp ứng một phần nhu cầu
thị trƣờng, cải tiến để thu thêm các sản phẩm phân đoạn khác mang lợi ích về mặt
kinh tế và cũng giải quyết về nhu cầu của thị trƣờng.


MỤC LỤC
Trang
PHỤ LỤC HÌNH ....................................................................................................... ix
PHỤ LỤC BẢNG ..................................................................................................... xi
TÓM TẮT LUẬN VĂN ......................................................................................... xiv
LỜI MỞ ĐẦU .......................................................................................................... xv
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM

1.1 Nguyên liệu condensate............................................................................... 2
1.1.1 Bản chất của condensate...................................................................... 2
1.1.2 Phân loại condensate ........................................................................... 2
1.1.3 Các tính chất lí hóa cjua3 condensate ................................................. 2
1.1.3.1 Tỉ trọng ........................................................................................ 3
1.1.3.2 Phân tử lƣợng .............................................................................. 3
1.1.3.3 Độ nhớt ........................................................................................ 3
1.2 Các phân đoạn sản phẩm của condensate.................................................... 4
1.2.1 Phân đoạn khí hydrocarbon .................................................................. 4
1.2.2 Phân đoạn xăng ................................................................................... 5
1.2.3 Phân đoạn kerosen ............................................................................... 5
1.2.4 Phân đoạn diesel .................................................................................. 5
1.2.5 Phân đoạn FO ...................................................................................... 6
1.3 Chuẩn bị condensate cho quá trình chƣng cất .............................................. 6
1.3.1 Các phƣơng pháp loại nƣớc từ condensate ......................................... 6
1.3.2 Các phƣơng pháp tách muối từ condensate ......................................... 7

CHƢƠNG 2 LỰA CHỌN PHƢƠNG PHÁP CHƢNG CẤT
2.1 Lý thuyết về chƣng cất ................................................................................ 9
2.1.1 Phƣơng pháp chƣng cất ....................................................................... 9
2.1.2 Thiết bị chƣng cất .............................................................................. 10
i


2.2 Lựa chọn phƣơng án chƣng cất tối ƣu ....................................................... 11
2.2.1 Lựa chọn mâm thích hợp ................................................................... 11
2.2.2 Lựa chọn công nghệ chƣng cất .......................................................... 13

CHƢƠNG 3 CẢI TIẾN THÁP CHƢNG CONDENSATE
3.1 Tính cân bằng vật chất.............................................................................. 19

3.1.1 Các thông số ban đầu........................................................................ 19
3.1.2 Chuyển đổi số liệu ASTM – TBP – EFV ......................................... 21
3.1.2.1 ASTM sang TBP ...................................................................... 22
3.1.2.2 ASTM sang EFV ...................................................................... 23
3.1.2.3 TBP sang ASTM ...................................................................... 25
3.1.2.4 ASTM sang EFV ...................................................................... 25
3.1.3 Chuẩn bị số liệu ................................................................................ 26
3.1.4 Tính toán cho khu vực nhập liệu ...................................................... 28
3.1.4.1 Xác định điểm hội tụ F ............................................................. 29
3.1.4.2 Cân bằng khu vực nhập liệu ..................................................... 33
3.1.5 Tính toán khu vực đáy tháp .............................................................. 35
3.1.6 Tính toán khu vực trích ngang phân đoạn xăng ............................... 36
3.1.7 Tính toán khu vực đỉnh tháp............................................................. 41
3.2 Tính cân bằng năng lƣợng ........................................................................ 44
3.2.1 Cân bằng năng lƣợng lò đốt ............................................................. 44
3.2.2 Cân bằng nhiệt cho toàn tháp ........................................................... 45
3.2.3 Cân bằng năng lƣợng cho thiết bị ngƣng tụ ..................................... 45

CHƢƠNG 4 CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƢỢNG
4.1 Tính cân bằng vật chất.............................................................................. 48
4.1.1 Các thông số ban đầu........................................................................ 48
4.1.2 Chuyển đổi số liệu ASTM – TBP – EFV ......................................... 49
ii


4.1.2.1 ASTM sang TBP ...................................................................... 50
4.1.2.2 ASTM sang EFV ...................................................................... 51
4.1.3 Chuẩn bị số liệu ................................................................................. 51
4.1.4 Tính toán cho khu vực nhập liệu ....................................................... 54
4.1.4.1 Xác định điểm hội tụ F ............................................................. 54

4.1.4.2 Cân bằng khu vực nhập liệu ..................................................... 58
4.1.5 Tính toán khu vực đáy tháp .............................................................. 60
4.1.6 Tính toán khu vực trích ngang phân đoạn DO ................................. 62
4.1.7 Tính toán khu vực đỉnh tháp............................................................. 67
4.2 Tính số mâm lý thuyết và thực tế ............................................................. 70
4.2.1 Chuẩn bị dữ kiện và các giả thiết ..................................................... 70
4.2.2 Xác định số mâm lý thuyết tối thiểu Nmin ........................................ 74
4.2.3 Xác định tỷ số hồi lƣu tối thiểu Rmin ................................................ 76
4.2.4 Xác định số mâm lý thuyết Nlt ......................................................... 78
4.2.5 Xác định số mâm thực tế Ntt............................................................. 81
4.3 Cân bằng năng lƣợng ................................................................................ 84
4.3.1 Cân bằng năng lƣợng lò đun nhập liệu............................................. 84
4.3.2 Cân bằng nhiệt cho toàn tháp ........................................................... 86
4.3.3 Cân bằng năng lƣợng cho thiết bị ngƣng tụ ..................................... 86

CHƢƠNG 5 TÍNH THIẾT BỊ CHÍNH
5.1 Đƣờng kính tháp ....................................................................................... 89
5.1.1 Xác định tải trọng đĩa ....................................................................... 89
5.1.2 Kiểm tra đƣờng kính trong của tháp ở đĩa kiểm tra ......................... 91
5.2 Tính mâm xuyên lỗ và kích thƣớc cơ bản trên mâm ................................ 93
5.2.1 Cấu tạo mâm lỗ................................................................................. 93
5.2.2 Tính toán cho vách ngăn .................................................................. 93
5.3 Bề dày mâm .............................................................................................. 95
iii


5.4 Chiều cao tháp .......................................................................................... 97
5.5 Trở lực của tháp ........................................................................................ 97
5.5.1 Trở lực của đĩa khô........................................................................... 98
5.5.2 Trở lực của chất lỏng trên đĩa........................................................... 98

5.6 Tính thân thiết bị chính ............................................................................ 98
5.7 Tính đáy và nắp thiết bị .......................................................................... 101
5.7.1 Tính toán cho nắp thiết bị .............................................................. 101
5.7.2 Tính toán cho đáy thiết bị ............................................................... 103
5.8 Tính bề dày lớp cách nhiệt ..................................................................... 104
5.9 Tính đƣờng kính các loại ống dẫn .......................................................... 106
5.9.1 Đƣờng kính ống dẫn hỗn hợp đầu vào đĩa tiếp liệu ....................... 106
5.9.2 Đƣờng kính ống dẫn từ thiết bị ngƣng tụ hồi lƣu về tháp .............. 106
5.9.3 Đƣờng kính ống dẫn hơi ra khỏi đỉnh tháp .................................... 107
5.9.4 Đƣờng kính ống dẫn sản phẩm đáy ................................................ 108
5.9.5 Đƣờng kính ống dẫn hơi sản phẩm đáy hồi lƣu ............................. 108
5.9.6 Đƣờng kính ống dẫn hơi quá nhiệt để lôi cuốn các cấu tử ............. 109
5.9.7 Đƣờng kính ống dẫn sản phẩm trích ngang DO ............................. 109
5.10 Chọn bích ............................................................................................... 110
5.10.1 Bích nối thân thiết bị với nắp và đáy ............................................. 110
5.10.2 Bích nối ống dẫn với thiết bị .......................................................... 113
5.11 Tính cửa ngƣời và các ống phụ trợ ......................................................... 116
5.11.1 Cửa ngƣời ....................................................................................... 116
5.11.2 Ống dẫn hơi nƣớc quá nhiệt ........................................................... 117
5.11.3 Cửa thông trên đỉnh tháp ................................................................ 118
5.11.4 Cửa tháo cặn ở đáy ......................................................................... 119
5.12 Tính tải trọng của tháp............................................................................ 121
5.12.1 Khối lƣợng của thân tháp ............................................................... 121
5.12.2 Khối lƣợng của đáy và nắp elip có gờ ............................................ 121
iv


5.12.3 Khối lƣợng chất lỏng trong tháp .................................................... 121
5.12.4 Khối lƣợng của các đĩa ................................................................... 122
5.12.5 Khối lƣợng lớp cách nhiệt .............................................................. 122

5.12.6 Khối lƣợng thanh đỡ đĩa ................................................................. 122
5.13 Tính thiết bị chịu tải trọng gió ................................................................ 123

CHƢƠNG 6 TÍNH THIẾT BỊ PHỤ
6.1 Tính toán cho cột nhả tại khu vực trích ngang ....................................... 129
6.1.1 Xác định tải trọng của đĩa............................................................... 129
6.1.2 Kiểm tra đƣờng kính trong của tháp ở đĩa kiểm tra ....................... 130
6.1.3 Cấu tạo mâm lỗ............................................................................... 132
6.1.4 Tính toán cho vách ngăn ................................................................ 133
6.1.5 Bề dày mâm .................................................................................... 134
6.1.6 Chiều cao cột nhả ........................................................................... 136
6.1.7 Trở lực của cột nhả ......................................................................... 137
6.1.8 Trở lực của đĩa khô......................................................................... 137
6.1.9 Trở lực của chất lỏng trên đĩa......................................................... 137
6.1.10 Tính thân thiết bị ............................................................................ 138
6.1.11 Tính toán cho nắp thiết bị ............................................................... 140
6.1.12 Tính toán cho đáy thiết bị .............................................................. 142
6.1.13 Tính bề dày lớp cách nhiệt ............................................................. 143
6.1.14 Tính đƣờng kính ống dẫn sản phẩm DO ........................................ 145
6.1.15 Chọn bích ....................................................................................... 145
6.1.15.1 Bích nối thân thiết bị với nắp và đáy...................................... 146
6.1.15.2 Bích nối ống dẫn với thiết bị .................................................. 149
6.1.16 Tính cửa ngƣời và các thiết bị phụ trợ ........................................... 151
6.1.16.1 Cửa ngƣời ............................................................................... 151
6.1.16.2 Ống dẫn hơi nƣớc quá nhiệt ................................................... 152
v


6.1.16.3 Cửa tháo cặn ở đáy ................................................................. 153
6.1.17 Tính tải trọng của cột nhả ............................................................... 154

6.1.17.1 Khối lƣợng của thân tháp ....................................................... 155
6.1.17.2 Khối lƣợng của đáy và nắp elip có gờ .................................... 155
6.1.17.3 Khối lƣợng chất lỏng trong tháp ............................................ 155
6.1.17.4 Khối lƣợng của các đĩa ........................................................... 155
6.1.17.5 Khối lƣợng lớp cách nhiệt ...................................................... 156
6.1 Tính toán cho thiết bị phân ly ba pha ..................................................... 157
6.2.1 Đánh giá pha phân bố ..................................................................... 157
6.2.2 Tính toán thiết kế cho thiết bị ......................................................... 158
6.2.3 Tính toán thiết kế cho botte ............................................................ 160
6.2.4 Tính toán kiểm tra quá trình lắng ................................................... 161
6.2.5 Tính thân thiết bị ............................................................................ 163
6.2.6 Tính toán cho đáy và nắp thiết bị ................................................... 166
6.2.7 Tính bề dày lớp cách nhiệt ............................................................. 168
6.2.8 Tính đƣờng kính ống dẫn sản phẩm KO và nƣớc .......................... 169
6.2.9 Chọn bích và cửa ngƣời ................................................................. 171
6.2.9.1 Bích nối thân thiết bị với nắp và đáy....................................... 171
6.2.9.2 Bích nối ống dẫn với thiết bị ................................................... 171
6.2.9.3 Cửa ngƣời ................................................................................ 173
6.2.10 Tính tải trọng của thiết bị ............................................................... 174
6.2.10.1 Khối lƣợng của thân thiết bị tính luôn botte .......................... 174
6.2.10.2 Khối lƣợng của đáy và nắp elip có gờ .................................... 175
6.2.10.3 Khối lƣợng chất lỏng trong tháp ............................................ 175
6.2.10.4 Khối lƣợng lớp cách nhiệt ...................................................... 175
6.3 Tính chọn sơ bộ cho thiết bị trao đổi nhiệt............................................. 176
6.3.1 Thiết bị tận dụng nhiệt dòng KO .................................................... 176
6.3.2 Thiết bị ngƣng tụ dòng sản phẩm đỉnh ........................................... 177
vi


6.3.3 Thiết bị tận dụng nhiệt dòng DO .................................................... 178

6.3.4 Thiết bị tận dụng nhiệt dòng FO .................................................... 179
6.3.5 Thiết bị đun sôi đáy tháp ................................................................ 180
6.3.6 Thiết bị làm lạnh sản phẩm đỉnh .................................................... 181
6.3.7 Thiết bị làm lạnh sản phẩm trích ngang ......................................... 182
6.4 Tính chọn bơm ....................................................................................... 183
6.4.1 Chọn bơm cho nhập liệu................................................................. 183
6.4.2 Chọn bơm cho dòng hồi lƣu đỉnh ................................................... 184
6.4.3 Chọn bơm cho dòng trích ngang DO ............................................. 185
6.4.4 Chọn bơm cho dòng sản phẩm đáy ................................................ 186

CHƢƠNG 7 TÍNH XÂY DỰNG
7.1 Xác định địa điểm xây dựng nhà máy .................................................... 189
7.1.1 Những cơ sở xác định địa điểm xây dựng ...................................... 189
7.1.2 Đặc điểm của địa điểm xây dựng ................................................... 189
7.2 Các yêu cầu khi thiết kế xây dựng ......................................................... 190
7.3 Giải pháp thiết kế xây dựng ................................................................... 191
7.3.1 Sơ đồ khối biểu diễn dây chuyền trong phân xƣởng ...................... 191
7.3.2 Tính toán xây dựng ......................................................................... 191
7.3.2.1 Phân xƣởng chƣng cất ............................................................. 191
7.3.2.2 Trạm năng lƣợng ..................................................................... 191
7.3.2.3 Phân xƣởng phụ trợ sửa chữa .................................................. 192
7.3.2.4 Nhà kho nguyên liệu, tồn trữ và bảo quản .............................. 193
7.3.2.5 Khu hành chính sinh hoạt và phục vụ ..................................... 194
7.3.2.6 Các công trình cấp, thoát nƣớc trong nhà máy........................ 195
7.3.2.7 Các công trình thiết bị phụ trợ................................................. 196
7.3.2.8 Phòng bảo vệ, gara xe, cổng nhà máy và cây xanh ................. 196

vii

CHƢƠNG 8 TÍNH KINH TẾ
8.1 Mục đích ................................................................................................. 200
8.2 Chế độ công tác của phân xƣởng ........................................................... 200
8.2.1 Sản phẩm khí .................................................................................. 200
8.2.2 Sản phẩm xăng ............................................................................... 200
8.2.3 Sản phẩm KO ................................................................................. 201
8.2.4 Sản phẩm DO ................................................................................. 201
8.2.5 Sản phẩm FO .................................................................................. 202
8.3 Nhu cầu về nguyên liệu và năng lƣợng .................................................. 203
8.3.1 Nguyên liệu .................................................................................... 203
8.3.2 Năng lƣợng ..................................................................................... 204
8.4 Xác định nhu cầu công nhân cho phân xƣởng ....................................... 205
8.5 Tính khấu hao cho phân xƣởng .............................................................. 206
8.6 Chi phí khác cho một thùng sản phẩm ................................................... 207
8.7 Xác định hiệu quả kinh tế ....................................................................... 208

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
ĐỀ CƢƠNG CHI TIẾT

viii


PHỤ LỤC HÌNH
Hình 2.1 Sơ đồ chƣng cất phân đoạn bottom loại hai tháp .................................... 13
Hình 2.2 Sơ đồ chƣng cất phân đoạn bottom loại một tháp ................................... 14
Hình 2.3 Qui trình công nghệ chƣng cất condensate và phân đoạn bottom .......... 15
Hình 3.1 Quan hệ TBP, ASTM và EFV ................................................................ 23
Hình 3.2 Quan hệ TBP, ASTM và EFV ................................................................ 26
Hình 3.3 Nhiệt độ TBP biến thiên theo phần trăm phân đoạn ............................... 27

Hình 3.4 Tỉ trọng phân đoạn biến thiên theo phần trăm thể tích ........................... 27
Hình 3.5 Điểm hội tụ F ứng với khu vực nhập liệu ............................................... 31
Hình 3.6 Nhiệt độ EFV các phân đoạn ở áp suất 1 – 7,21 atm .............................. 33
Hình 3.7 Điểm hội tụ F ứng với khu vực trích xăng .............................................. 39
Hình 3.8 Quan hệ TBP và EFV ở 1 atm với EFV ở 7,14 atm ............................... 40
Hình 3.9 Điểm hội tụ F của hơi dầu ở đỉnh tháp .................................................... 42
Hình 3.10 Quan hệ EFV ở 1 atm với EFV ở 7,1 atm............................................... 43
Hình 4.1 Quan hệ TBP, ASTM và EFV ................................................................ 51
Hình 4.2 Nhiệt độ TBP biến thiên theo phần trăm phân đoạn ............................... 52
Hình 4.3 Tỉ trọng phân đoạn biến thiên theo phần trăm thể tích ........................... 52
Hình 4.4 Điểm hội tụ F ứng với khu vực nhập liệu ............................................... 56
Hình 4.5 Nhiệt độ EFV các phân đoạn ở áp suất 760 – 960 mmHg ...................... 58
Hình 4.6 Điểm hội tụ F ứng với khu vực trích DO ................................................ 65
Hình 4.7 Quan hệ TBP và EFV ở 1 atm với EFV ở 0,4205 atm ........................... 66
Hình 4.8 Điểm hội tụ F của hơi dầu ở đỉnh tháp .................................................... 69
Hình 4.9 Quan hệ TBP và EFV ở 1atm với EFV ở 0,93 atm ................................ 70
Hình 4.10 Đồ thị xác định R thích hợp .................................................................... 80
Hình 5.1 Phân phối vùng trên một mâm ................................................................ 91
Hình 5.2 Phân vùng hoạt động theo hình học cho một mâm ................................. 93
Hình 5.3 Bulông M16 .......................................................................................... 114
ix


Hình 5.4 Bulông M20 .......................................................................................... 115
Hình 5.5 Bulông M48 .......................................................................................... 115
Hình 5.6 Bulông M27 .......................................................................................... 117
Hình 5.7 Bulông M16 .......................................................................................... 118
Hình 5.8 Bulông M16 .......................................................................................... 119
Hình 5.9 Bulông M20 .......................................................................................... 120
Hình 6.1 Phân phối vùng trên một mâm .............................................................. 130

Hình 6.2 Phân phối hình học trên mâm ............................................................... 133
Hình 6.3 Bulông M36 .......................................................................................... 150
Hình 6.4 Bulông M20 .......................................................................................... 150
Hình 6.5 Bulông M27 .......................................................................................... 152
Hình 6.6 Bulông M16 .......................................................................................... 153
Hình 6.7 Bulông M16 .......................................................................................... 154
Hình 6.8 Thiết bị phân ly ba pha .......................................................................... 157
Hình 6.9 Phân bố hình học thiết bị phân ly ba pha ............................................. 158
Hình 6.10 Khoang botte của thiết bị phân ly ......................................................... 160
Hình 6.11 Phân bố vị tri cho thiết bị phân ly ba pha ............................................. 161
Hình 6.12 Mối quan hệ cho vận tốc lắng ............................................................... 161
Hình 6.13 Bulông M20 .......................................................................................... 172
Hình 6.14 Bulông M16 .......................................................................................... 172
Hình 6.15 Bulông M32 .......................................................................................... 174

x


PHỤ LỤC BẢNG
Trang
Bảng 2.1

Bảng so sánh các loại mâm.................................................................... 12

Bảng 3.1

Số liệu nhiệt độ ASTM và tỷ trọng cho từng phân đoạn ....................... 19

Bảng 3.2

Số liệu nhiệt độ ASTM và tỷ trọng phân đoạn xăng ............................. 20

Bảng 3.3

Kết quả phân đoạn theo phần trăm thể tích ........................................... 21

Bảng 3.4

Kết quả chuyển đổi ASTM – TBP – EFV của condensate.................... 21

Bảng 3.5

Kết quả chuyển đổi ASTM – TBP – EFV của xăng.............................. 24

Bảng 3.6

Kết quả cho từng phân đoạn sản phẩm .................................................. 28

Bảng 3.7

Nhiệt độ thực tế ứng với áp suất 760 mmHg ......................................... 30

Bảng 3.8

Kết quả chuyển đổi nhiệt độ ở 7,21 atm ................................................ 32

Bảng 3.9

Kết quả khu vực nhập liệu ..................................................................... 34

Bảng 3.10 Kết quả cân bằng nhiệt khu vực đáy tháp .............................................. 36
Bảng 3.11 Kết quả cân bằng nhiệt tại bình trung gian ............................................ 37
Bảng 3.12 Kết quả cân bằng nhiệt khu vực trích ngang xăng ................................ 38
Bảng 3.13 Kết quả phân đoạn xăng ở 7,14 atm ...................................................... 40
Bảng 3.14 Kết quả cân bằng nhiệt khu vực đỉnh tháp ............................................ 41
Bảng 3.15 Kết quả nhiệt độ đỉnh ở 7,1 atm ............................................................ 43
Bảng 3.16 Kết quả cân bằng nhiệt cho lò đốt ......................................................... 44
Bảng 3.17 Kết quả cân bằng nhiệt toàn tháp........................................................... 45
Bảng 3.18 Kết quả cho dòng ra sản phẩm đỉnh ...................................................... 46
Bảng 4.1

Số liệu nhiệt ASTM và tỷ trọng cho từng phân đoạn ............................ 48

Bảng 4.2

Kết quả phân đoạn theo phần trăm thể tích ........................................... 49

Bảng 4.3

Kết quả chuyển đổi ASTM – TBP – EFV ............................................ 49

Bảng 4.4

Kết quả cho từng phân đoạn sản phẩm .................................................. 53

Bảng 4.5

Nhiệt độ thực tế ứng với áp suất 760 mmHg ......................................... 55

Bảng 4.6

Kết quả chuyển đổi nhiệt độ ở 960 mmHg ............................................ 57
xi


Bảng 4.7

Kết quả khu vực nhập liệu ..................................................................... 59

Bảng 4.8

Kết quả cân bằng nhiệt khu vực đáy tháp .............................................. 60

Bảng 4.9

Kết quả cân bằng nhiệt cột nhả khu vực DO ......................................... 63

Bảng 4.10 Kết quả cân bằng nhiệt khu vực trích ngang DO .................................. 64
Bảng 4.11 Kết quả phân đoạn DO ở 0,4205 atm .................................................... 66
Bảng 4.12 Kết quả cân bằng nhiệt khu vực đỉnh tháp ............................................ 67
Bảng 4.13 Kết quả nhiệt độ đỉnh ở 0,83 atm .......................................................... 69
Bảng 4.14 Số liệu giả thiết sự phân bố các cấu tử .................................................. 71
Bảng 4.15 Độ bay hơi tƣơng đối ứng với khu vực F .............................................. 71
Bảng 4.16 Độ bay hơi tƣơng đối ứng với khu vực W ............................................. 72
Bảng 4.17 Độ bay hơi tƣơng đối ứng với khu vực D.............................................. 73
Bảng 4.18 Số liệu  i trung bình ............................................................................. 74
Bảng 4.19 Kết quả giả thiết phân phối số mol các cấu tử ....................................... 75
Bảng 4.20 Phân bố kết quả nồng độ tính toán đƣợc ............................................... 76
Bảng 4.21 Kết quả dạng nhập liệu theo dạng lỏng và hơi ...................................... 77
Bảng 4.22 Giá trị giả thiết xác định R thích hợp .................................................... 78

Bảng 4.23 Kết quả ứng với khu vực nhập liệu........................................................ 81
Bảng 4.24 Kết quả ứng với khu vực đáy tháp ......................................................... 82
Bảng 4.25 Kết quả ứng với khu vực đỉnh tháp ....................................................... 83
Bảng 4.26 Kết quả cân bằng nhiệt cho lò đốt ......................................................... 84
Bảng 4.27 Kết quả cân bằng nhiệt toàn tháp........................................................... 86
Bảng 4.28 Kết quả cho dòng ra sản phẩm đỉnh ...................................................... 87
Bảng 5.1

Bảng đƣờng kính tiêu chuẩn theo năng suất ......................................... 89

Bảng 5.2

Kết quả phân mol các cấu tử.................................................................. 90

Bảng 5.3

Số liệu cho bích liền không cổ............................................................. 112

Bảng 5.4

Số liệu của bích loại liền có cổ ............................................................ 114

Bảng 5.5

Số liệu của bích loại liền có cổ ............................................................ 116

Bảng 5.6

Số liệu của bích loại liền có cổ ............................................................ 118
xii

Bảng 5.7

Số liệu của bích loại liền có cổ ............................................................ 119

Bảng 5.8

Số liệu của bích loại liền có cổ ............................................................ 120

Bảng 6.1

Kết quả phân mol các cấu tử................................................................ 129

Bảng 6.2

Số liệu cho bích liền không cổ............................................................. 147

Bảng 6.3

Số liệu của bích loại liền có cổ ............................................................ 149

Bảng 6.4

Số liệu của bích loại liền có cổ ............................................................ 151

Bảng 6.5

Số liệu của bích loại liền có cổ ............................................................ 152

Bảng 6.6

Số liệu của bích loại liền có cổ ............................................................ 154

Bảng 6.7

Phân bố cấu tử sản phẩm đỉnh ............................................................. 162

Bảng 6.8

Số liệu của bích loại liền có cổ ............................................................ 171

Bảng 6.9

Số liệu của bích loại liền có cổ ............................................................ 173

Bảng 6.10 Các thông số kĩ thuật ứng với loại bơm   3 .............................. 184
Bảng 6.11 Các thông số kích thƣớc bơm   3 ............................................. 184
Bảng 6.12 Các thông số kĩ thuật ứng với loại bơm 4  2 ............................. 185
Bảng 6.13 Các thông số kích thƣớc bơm 4  2 ............................................ 185
Bảng 6.14 Các thông số kĩ thuật ứng với loại bơm   3 .............................. 186
Bảng 6.15 Các thông số kích thƣớc bơm   3 ............................................. 186
Bảng 6.16 Các thông số kĩ thuật ứng với loại bơm ICP ....................................... 187
Bảng 6.17 Các thông số kích thƣớc bơm ICP ....................................................... 187
Bảng 7.1

Kết quả diện tích sử dụng đất .............................................................. 198

Bảng 8.1

Kết quả cho các sản phẩm ................................................................... 203

Bảng 8.2

Chi phí cho nguyên liệu và năng lƣợng ............................................... 204

Bảng 8.3

Phân phối lao động, công việc và mức lƣơng ..................................... 205

Bảng 8.4

Các khoản chi phí cho 1 thùng sản phẩm ............................................ 207

Bảng 8.5

Quy định giá bán các sản phẩm của phân xƣởng ................................ 208

xiii


CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN
VỀ NGUYÊN LIỆU
VÀ SẢN PHẨM


Chương 1: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm

1.1 Nguyên liệu condensate
1.1.1 Bản chất của condensate
Condensate là sản phẩm lỏng bị lôi cuốn theo khí đồng hành hay khí thiên
nhiên trong quá trình khai thác dầu khí, đƣợc ngƣng tụ và thu hồi sau khi qua các
bƣớc xử lí, tách khí bằng các phƣơng pháp làm lạnh ngƣng tụ, chƣng cất nhiệt độ
thấp, hấp phụ và hấp thụ và nhiều phƣơng pháp khác.
Thành phần chính của condensate là các hydrocarbon no nhƣ pentane,
hexane, heptane, …Ngoài ra còn có các hydrocarbon mạch vòng, các nhân thơm và
một số tạp chất khác
Condensate đƣợc sử dụng chủ yếu để pha xăng, dung môi pha sơn, dung môi
trong công nghiệp, dầu DO và dầu FO.

1.1.2 Phân loại condensate
Những nguồn condensate ở Việt Nam.
Condensate Bạch Hổ là sản phẩm lỏng của nhà máy xử lí khí Dinh Cố thuộc
PVGas, đƣợc dẫn bằng đƣờng ống đến kho cảng Thị Vải. Tại đây condensate đƣợc
chứa trong hai bồn có dung tích 6500 m3, toàn bộ condensate Bạch Hổ hiện nay
đƣợc bán cho tổng công ty dầu khí Việt Nam PV Oil để sản xuất xăng A92, A83.
Condensate Nam Côn Sơn đƣợc bán cho các doanh nghiệp trong và ngoài
nƣớc, loại này tƣơng đối nặng nên phải trải qua quá trình chế biến để thu đƣợc
xăng, KO, DO và FO.
Condensate Bạch Hổ nhẹ hơn so với Nam Côn Sơn, nên đƣợc phối trộn trực
tiếp với Reformate và phụ gia để chế biến xăng A83
Ngoài ra còn một số loại condensate nhập ở nƣớc ngoài nhƣ condensate
Thailand, philipine, …

1.1.3 Các tính chất lí hóa của condensate
Các quá trình chế condensate và sử dụng condensate đều dựa vào các quá
trình lí hóa. Kiểm soát các quá trình này đòi hỏi phải có những hiểu biết sâu sắc về
tính chất lí hóa của condensate, phân đoạn condensate và các hợp chất hữu cơ của

nguyên liệu condensate. Sau đây là các tính chất lí hóa cơ bản của condensate.

2


Chương 1: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm

1.1.3.1 Tỉ trọng
Là tỉ lệ khối lƣợng riêng của condensate ở nhiệt độ cụ thể so vối nhiệt độ của
nƣớc ở 15°C.
Tỉ trọng có ý nghĩa thực tế to lớn, cùng với các chỉ số lí hóa khác, tỉ trọng là
thông số đặc trƣng cho bản chất hóa học, nguồn gốc và chất lƣợng của condensate
hoặc sản phẩm phân đoạn.

1.1.3.2 Phân tử lƣợng
Đây là một trong những chỉ số quan trọng, đƣợc sử dụng rộng rãi trong tính
toán nhiệt hóa hơi, thể tích hơi, áp suất riêng phần, …Condensate và sản phẩm
condensate là hỗn hợp các hydrocarbon và một số hợp chất, do đó chúng đƣợc đặc
trƣng bằng phân tử lƣợng trung bình.
Phân tử lƣợng của phân đoạn condensate càng lớn khi nhiệt độ sôi của chúng
càng cao. Bên cạnh đó các phân đoạn có cùng khoảng nhiệt độ sôi lấy từ các
condensate khác nhau, thì phân tử lƣợng cũng khác nhau do thành phần
hydrocarbon của các phân đoạn này khác nhau.
Trong tính toán thực tế, phân tử lƣợng thƣờng xác định theo phƣơng trình
kinh nghiệm hay đồ thị thực nghiệm.

1.1.3.3 Độ nhớt
Đây là một trong những đặc tính quan trọng của condensate và sản phẩm
condensate. Nó đặc trƣng cho sự chảy của dầu khi vận chuyển nó trong đƣờng ống,
bơm nhiên liệu trong động cơ đốt trong.

Độ nhớt đƣợc chia làm độ nhớt động lực và độ nhớt động học, và nó phụ
thuộc rất nhiều vào nhiệt độ và áp suất

3


Chương 1: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm

1.2 Các phân đoạn sản phẩm của condensate
Condensate có thể chia thành nhiều phân đoạn, nhƣng thƣờng chia thành ba
phân đoạn chính:
Phân đoạn nhẹ gồm các hợp chất có nhiệt độ sôi đến 200°C, đƣợc gọi là
phân đoạn xăng hay naphtha. Phân đoạn này gồm các hydrocarbon từ C2 đến C10.
Chúng đƣợc sử dụng chủ yếu để chế tạo xăng động cơ, dung môi nhẹ và nguyên
liệu cho công nghiệp hóa dầu.
Phân đoạn trung bình phân đoạn có nhiệt độ sôi trong khoảng 200 – 350°C,
trong phân đoạn này chứa các hydrocarbon từ C10 đến C20. Phân đoạn này đƣợc
dùng để sản xuất dầu hỏa, nhiên liệu phản lực (phân đoạn kerosen), nhiên liệu
diesel (phân đoạn gasoil) và nguyên liệu sản xuất xăng thông qua quá trình
cracking.
Phân đoạn nặng có nhiệt độ sôi trên 350°C, bao gồm các hydrocarbon từ
C20 đến C50, đƣợc sử dụng để điều chế nhiên liệu nặng nhƣ dầu FO (Fuel Oil), dầu
nhờn, bitum hoặc làm nhiên liệu cho quá trình cracking và hydrocracking.
Đối với tháp chƣng cất phân đoạn condensate ở áp suất khí quyển, ngƣời ta
chia phân đoạn nhƣ sau:
Phân đoạn khí từ C1 đến C4 và có lẫn một ít C5.
Phân đoạn naphtha nhẹ từ C5 đến C7 nhiệt độ sôi 95°C.
Phân đoạn naphtha nặng từ C7 đến C10 có nhiệt độ sôi từ 95 – 175°C.
Phân đoạn kerosen từ C11 đến C15 có nhiệt độ sôi từ 149 – 232°C.
Phân đoạn diesel từ C16 đến C20 có nhiệt độ sôi từ 232 đến 342°C.

Cặn chƣng cất khí quyển FO từ C21 đến C35 có nhiệt độ sôi trên 350°C.

1.2.1 Phân đoạn khí hydrocarbon
Khí hydrocarbon chủ yếu từ C3 đến C4, đối với tháp chƣng cất khí quyển thì
phân đoạn này ở dạng thể khí. Phân đoạn này thƣờng đƣợc dùng làm nguyên liệu
cho quá trình chia khí để nhận các khí riêng biệt cho công nghệ chế biến tiếp theo
thành những hóa chất cơ bản hay đƣợc dùng làm nhiên liệu dân dụng.

4