Chung cat khi quyen

Thành viên nhóm 1.Lê Văn Tiến 2. Nguyễn Văn Trưởng 3.Lê Sỹ Thuận 4.Trịnh Thị Viên 5.Trần Văn Tuệ 6.Nguyễn Văn Triệu 7.Nguyễn Văn Tuyên 8.Nguyễn Thị Yến 9.Lê Thị Yến 10.Phạm Huy Xang 11.Nguyễn Thành Công PHÚ THỌ 11/2011 BÀI TRÌNH BÀY NHÓM:6 Hình ảnh tháp chưng cất NỘI DUNG TRÌNH BÀY Chưng cất là gì? Giới thiệu chưng cất Chưng cất khí quyển Chưng cất…. Là quá trình dùng để tách các cấu tử trong 1 hỗn hợp lỏng, khí – lỏng thành các cấu tử riêng biệt Nguyên tắc: dựa vào độ bay hơi khác nhau của các cấu tử Sản phẩm: + Đỉnh: cấu tử có độ bay hơi lớn – nhiệt độ sôi thấp + Đáy: cấu tử có độ bay hơi kém – nhiệt độ sôi cao Tại sao phải chưng cất ???... Công đoạn xử lý vật lý Công đoạn phản ứng hóa học Công đoạn xử lý vật lý Nguyên liệu Sản phẩm Qui trình công nghệ hóa học tổng quát Hoàn lưu Phương pháp chưng cất Chưng cất đơn giản Chưng cất bay hơi dần dần Chưng cất bay hơi một lần Phương pháp chưng cất Chưng cất bay hơi nhiều lần Chưng cất phức tạp Chưng cất có hồi lưu: Để nâng cao khả năng phân chia hỗn hợp lỏng, người ta tiến hành cho hồi lưu một phần sản phẩm đỉnh Chưng cất có tinh luyện: Dựa vào quá trình trao đổi chất nhiều lần giữa pha lỏng và hơi nhờ vào các đĩa hay đệm CHƯNG CẤT KHÍ QUYỂN Mục đích, vai trò, ý nghĩa của quá trình chưng cất dầu thô ở áp suất khí quyển 1, định nghĩa: Quá trình chưng cất dầu thô ở áp suất khí quyển là một quá trình vật lý phân chia dầu thô thành các phần gọi là phân đoạn 2, Mục đích, vai trò: Qúa trình chưng cất dầu thô ở áp suất khí quyển được thực hiện bằng các biện pháp khác nhau nhằm tách các phần dầu thô theo nhiệt độ sôi của các cấu tử trong dầu mà không làm phân hủy chúng, hơi nhẹ bay lên ngưng tụ thành phần lỏng Quá trình chưng cất dầu thô ở áp suất khí quyển là để nhận biết các phân đoạn xăng , naphta , phân đoạn karosen , diesel nặng - nhẹ và phần cặn mazut. ý nghĩa: Trong công nghệ chế biến dầu thô , sau khi được xử lý qua các quá trình như tách nước, muối và các tạp chất cơ học , dầu thô được đưa vào tháp chưng cất. Có 2 quá trình chưng cất dầu thô: +Chưng cất dầu thô ở áp suất khí quyển (AD) + Chưng cất dầu thô ở áp suất chân không (VD) Sản phẩm của quá trình : Trên phương diện tổng quát, từ nguyên liệu là dầu thô, qua phân xưởng chưng cất khí quyển, ta sẽ thu được các phân đoạn sản phẩm dầu thô như sau: a, Một phân đoạn khí (C1-C4) và xăng (C5-C10,11, ts=30-180oC) a.1. Xử lý khí a.2. Sản xuất xăng : + Xăng động cơ ôtô +Xăng động cơ máy bay + Xăng làm dung môi + Xăng làm nguyên liệu cho tổng hợp hoá dầu Sản phẩm của quá trình : b. Một phân đoạn kerosen hoặc dầu hoả (C11-C15,16, ts=180-250oC) Dùng làm nguyên liệu sản xuất nhiên liệu phản lực (ts=160-300oC, C11-C17,18, là ứng dụng chính) Dầu hoả dân dụng (ts=144-277oC, loại ít lưu huỳnh). c. Một hoặc hai phân đoạn gasoil hay diesel (C16-C20,30, ts=250-350oC) - Dùng làm nguyên liệu sản xuất nhiên liệu cho động cơ diesel - Ngoài ra còn dùng làm nhiên liệu dầu đốt dân dụng FO. Nguyên liệu: Nguyên liệu được sử dụng trong quá trình là dầu mazut: Dầu mazut ( còn được gọi là dầu đen , dầu cặn hay F.O )là môt chất lỏng thu được ở phần cặn trong khi chưng cất hết phần nhiên liệu sang trong dầu mỏ. Dầu mazut có nhiệt độ sôi ở 350oC trở lên ,có tỷ trọng d=15 từ 0,95 trở lên , độ nhơt ở 480C từ 870C trở lên, tạp chất cơ học từ 0,15% trở xuống, lượng nước từ 0,5 trở xuống được dùng làm nhiên liệu cho động cơ dầu công suất lớn ( máy phát điện, xe tải nặng, xe lửa, tàu hỏa…) là dầu công nghiệp ( luyện kim, sành sứ…) Ứng dụng của chưng cất trong cuộc sống và công nghiệp Quá trình chưng cất đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp hóa học, thực phẩm, sinh học…. Và trong đời sống. Trong nhiều trường hợp, quá trình chưng cất là quá trình đơn giản nhất, kinh tế nhất để tách, làm sạch tinh khiết sản phẩm Quá trình chưng cất có mặt ở hầu hết các quá trình công nghiệp Trong công nghiệp lọc hóa dầu Quá trình chưng cất được ứng dụng để tách, tinh chế các sản phẩm dầu mỏ. Dầu mỏ (petroleum), dầu thô (crude oil) là một hỗn hợp Hydro carbon thiên nhiên rất phức tạp (từ C1 đến Cn) CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG: Hàm lượng lưu huỳnh Độ nhớt Tỷ trọng Hàm lượng nước Cặn cacbon Hàm lượng tro Nhiệt trị Điểm chớp cháy CÔNG NGHỆ Sơ đồ nguyên tắc chưng cất dầu ở áp suất khí quyển 1- Lò nung dạng ống, 2- tháp chưng cất, 3- thiết bị làm lạnh, 4- bộ trao đổi nhiệt. I- Dầu thô; II- sản phẩm trên (xăng); III- Kerosel; IV- dầu diesel; V- cặn chưng cất khí quyển (mazut); VI- hồi lưu; VII- chất cấp nhiệt ( hơi nước). Thuyết minh sơ đồ Dầu thô được bơm vào bộ trao đổi nhiệt 4, trong đó nó được gia nhiệt, sau đó đưa vào lò nung (1) và dầu được nung nóng đến nhiệt độ cần thiết và được dẫn vào khoang bay hơi (vùng cấp) của tháp chưng cất (2). Trong quá trình nung nóng, một phần dầu chuyển sang pha hơi. Dầu ở thể hai pha lỏng - hơi được đưa vào tháp cất, trong đó do giảm áp một phần hơi nước được tạo thành, pha hơi tách ra khỏi pha lỏng và bay lên trên dọc theo tháp, còn pha lỏng chảy xuống dưới. Trong tháp chưng cất có các mâm chưng cất, trên đó có sự tiếp xúc giữa pha hơi bay từ dưới lên và pha lỏng chảy từ trên xuống. Để cất phần lỏng của nguyên liệu ở dưới tháp người ta đưa nhiệt vào mâm cuối cùng. Nhờ đó phần nhẹ của sản phẩm đáy chuyển sang pha hơi và do đó tạo hồi lưu hơi. Hơi hồi lưu này bay lên từ mâm cuối cùng và tiếp xúc với pha lỏng chảy xuống và khiến cho pha lỏng giàu các chất có nhiệt độ sôi cao công nghệ cụm chưng cất khí quyển Trong sơ đồ chưng cất khí quyển, dầu đã loại nước và loại muối trong cụm EDS được bơm vào mâm số 16 của tháp bay hơi K-1 bằng hai dòng. Từ đỉnh tháp K-1 sản phẩm đỉnh trong pha hơi được dẫn vào thiết bị ngưng tụ bằng không khí T-5, sau đó vào thiết bị làm lạnh bằng nước T-5a và được làm lạnh đến 45oC, rồi đi vào bể chứa E-1. Nước tách từ bể E-1 được dẫn vào kênh thải. Xăng từ bể E-1 được bơm vào tháp K-1 bằng máy bơm H-5 làm dòng hồi lưu, xăng còn lại chảy vào bể E-12. Chế độ nhiệt ở dưới tháp K-1 được duy trì nhờ “dòng nóng”, là phần dầu thô đã loại xăng của tháp K-1 được bơm vào lò nung L-1 bằng 6 dòng nhờ máy bơm H-7. Tất cả các dòng dầu từ lò L-1 nhập lại và được bơm trở lại đáy tháp K-1 bằng 2 dòng. Sơ đồ công nghệ cụm chưng cất khí quyển Chú thích K-1- Tháp bay hơi trước; K-2- Tháp chưng cất khí quyển chính; K-6, K-7, K-9- Tháp bay hơi; E-1, E-12, E-3- bể hồi lưu; T-5, T-7, T-22, T-23- thiết bị ngưng tụ bằng không khí; T-2, T-33, T-17, T-19, T-11- thiết bị trao đổi nhiệt “dầu thô- sản phẩm”; T-5a, T-7a, T-22a, T-20- Thiết bị làm lạnh; L-1 – lò nung dạng ống; H-3, H-21- Máy bơm. Thuyết minh sơ đồ công nghệ Sản phẩm đáy của tháp K-1 là dầu loại xăng được lấy ra bằng máy bơm H- 3 và được nung nóng tiếp trong lò L-1 và từ đây được đưa vào tháp chưng cất chính K-2 dưới mâm thứ 38. Để tăng thu hồi sản phẩm sáng từ mazut người ta bơm hơi nước quá nhiệt vào phía dưới tháp K-2. Từ đỉnh tháp K-2 hơi xăng và hơi nước được dẫn vào thiết bị ngưng tụ bằng không khí T-7, trong đó chúng được ngưng tụ và làm lạnh đến 80oC, sau đó đi vào thiết bị làm lạnh bằng nước T-7a. Phần ngưng (nhiệt độ 45oC) được đưa vào bể chứa E-3, trong đó nước được tách ra khỏi xăng (nước thải ra hệ thống thải). Xăng từ bể chứa E-3 được bơm bằng máy bơm H-4 vào trên tháp K-2 để điều chỉnh nhiệt độ trên tháp, phần xăng dư qua van điều chỉnh lưu lượng theo mức chất lỏng trong bể E-3 vào bể chứa E-12 . Để lấy nhiệt trong tháp K2 sử dụng 2 dòng hồi lưu: dòng thứ nhất vào dưới cửa trích phân đoạn 220 ÷ 280oC, dòng thứ hai - vào dưới cửa trích phân đoạn 280 ÷ 350oC. Thuyết minh sơ đồ công nghệ Phần hồi lưu thứ nhất được lấy ra từ mâm thứ 12 của tháp K-2 bằng bơm H-22 và qua thiết bị điều chỉnh lưu lượng rồi bơm vào trao đổi nhiệt T-2, thiết bị làm lạnh T-19 và với nhiệt độ 65 ÷ 70oC quay trở lại mâm 11 của tháp K-2, từ mâm thứ 10 phân đoạn 180 ÷ 220oC được bơm lên mâm trên của tháp K-6. Hơi nước quá nhiệt được đưa vào đáy tháp bay hơi K-6. Trong tháp K-6 diễn ra sự bay hơi của phân đoạn xăng, hơi này quay trở lại mâm thứ 9 của tháp K-2. Từ đáy tháp K-6 phân đoạn 180 ÷ 220oC được máy bơm H-18 bơm qua hệ thống trao đổi nhiệt và làm lạnh (T-22, T-22a) vào hệ thống làm sạch. Phân đoạn 220 ÷ 280oC từ đáy tháp bay hơi K-7 nhờ máy bơm H-19 được bơm qua thiết bị làm lạnh bằng không khí T-23, bằng nước T-20, qua bộ điều chỉnh lưu lượng và đi vào ống dẫn của nhiên liệu diesel. Từ mâm thứ 30 hoặc 32 của tháp K-2 phân đoạn nhiên liệu diesel (280 ÷ 350oC) được lấy ra và đưa qua tháp bay hơi K-9. Dưới tháp K-9 hơi nước quá nhiệt cũng được đưa vào. Phân đoạn bay hơi của tháp K-9 quay lại mâm thứ 24 của tháp K-2. Thuyết minh sơ đồ công nghệ Từ đáy tháp K-9 phân đoạn 280 ÷ 350oC được máy bơm H-20 bơm qua hệ thống trao đổi nhiệt T-11 để nung nóng phân đoạn xăng trước tháp ổn định K- 8 và được đưa vào ống dẫn chung của nhiên liệu diesel. Mazut từ đáy tháp K- 2 được máy bơm H-21 bơm sang cụm chưng cất chân không. Chế độ công nghệ Dưới đây là chế độ công nghệ đặc trưng của cụm chưng cất khí quyển: - Tháp K-1 Ngưỡng cho phép - Lưu lượng nguyên liệu,( m3/h ) ≤1.250 - Nhiệt độ, ( 0C ) - Dầu thô vào tháp ≥ 200 - Dòng hồi lưu ≤ 340 - Đỉnh chất lượng tháp theo của phân đoạn sôi đầu + 85oC - Đáy tháp ≤ 240oC - Áp suất tháp (trên), atm ≤ 6,0 Chi phí hơi,( m3/h) 90 Chế độ công nghệ + Tháp K-2 Nhiệt độ, ( 0C ) Nguyên liệu vào tháp ≥ 3600C Dòng hồi lưu: + thứ I tại cửa ra khỏi tháp 1700C + thứ II tại cửa ra khỏi tháp 2600C + thứ I tại cửa vào tháp 700C + thứ II tại cửa vào tháp 800C Lò nung Nhiệt độ, ( 0C ) - tại cửa ra khỏi lò ≤ 8000C khí khói trên vách ngăn ≤ 8000C Đỉnh tháp theo chất lượng của phân đoạn sôi đầu - 85oC - Đáy tháp ≤ 240oC Áp suất tháp ( trên), atm ≤ 6,0 Nhiệt độ: nhiệt độ là thông số quan trọng nhất của chưng cất, bằng cách thay đổi chế độ nhiệt độ của tháp ta sẽ điều chỉnh được hiệu suất và chất lượng của sản phẩm. + Nhiệt độ nguyên liệu + Nhiệt độ đáy tháp chưng cất + Nhiệt độ đỉnh tháp Áp Suất Áp suất trong tháp chưng cất được khống chế băng bộ điều chỉnh áp suất đặc biệt ở thiết bị ngưng tụ,sự làm việc ổn định của tháp chưng cất phụ thuộc nhiều vào áp suất trong tháp. Điều chỉnh áp suất trong tháp sẽ làm thay đổi điểm sôi của chất lỏng Nếu áp suất tăng lên chất lỏng sẽ sôi ở nhiệt độ cao hơn,nếu áp suất tăng cao quá lượng trong tháp sẽ nhiều và như vậy sẽ dẫn tới hiện tượng “sặc” tháp làm giảm hiệu quả phân tách. Kết Luận Quá trình chưng cất khí quyển là quá trình phân tách vật lý để tách các cấu tử trong hỗn hợp. Quá trình chưng cất khí quyển được tìm hiểu và phát triển từ rất lâu, ngày nay đóng vai trò rất quan trọng trong sản xuất và đời sống