Thiết kế dây chuyền chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ

më ®Çu DÇu má d­îc t×m thÊy vµo n¨m 1859 t¹i Mü. Lóc bÊy giê l­îng dÇu th« khai th¸c ®­îc cßn rÊt Ýt, chØ phôc vô cho môc ®Ých ®èt ch¸y vµ th¾p s¸ng. Nh­ng chØ mét n¨m sau ®ã, kh«ng chØ riªng ë Mü mµ c¸c n­íc kh¸c ng­êi ta còng ®· t×m thÊy dÇu. Tõ ®ã s¶n l­îng dÇu ®­îc khai th¸c ngµy cµng t¨ng lªn rÊt nhanh. §©y lµ b­íc chuyÓn m×nh ®i lªn cña nghµnh khai th¸c vµ chÕ biÕn dÇu má. §Õn n¨m 19982 thÕ giíi ®· cã 100 lo¹i dÇu má kh¸c nhau thuéc së h÷u cña 48 quèc gia, trong ®ã cã ViÖt Nam. Quèc gia cã s¶n l­îng dÇu má lín nhÊt lµ ArËp xª ót. ChiÕm kho¶ng 26% tæng s¶n l­îng dÇu má trªn thÕ giíi. Ngµnh c«ng nghiÖp ®Çu do t¨ng tr­ëng nhanh ®· trë thµnh ngµnh c«ng nghiÖp mòi nhän cña hÇu hÕt c¸c quèc gia trªn thÕ giíi . Kho¶ng 65 (70% n¨ng l­îng sö dông ®i tõ dÇu má, chØ cã 20(22% n¨ng l­îng ®i tõ than, 5(6% tõ n¨ng l­îng n­íc vµ 8(12% tõ n¨ng l­îng h¹t nh©n. Ngµy nay trªn 90% s¶n phÈm h÷u c¬ cã nguån gèc tõ dÇu khÝ vµo môc ®Ých ®èt ch¸y sÏ gi¶m dÇn. Do ®ã dÇu khÝ trong t­¬ng lai vÉn chiÕm gi÷ mét vÞ trÝ quan träng trong lÜnh vùc n¨ng l­îng vµ nguyªn liÖu ho¸ häc mµ kh«ng cã tµi nguyªn thiªn nhiªn nµo cã thÓ thay thÕ ®­îc. Bªn c¹nh ®ã l­îng sö dông m¹nh mÏ vµ cã hiÖu qu¶ nhÊt cña dÇu má lµ lµm nguyªn liÖu cho c«ng nghiÖp tæng hîp ho¸ dÇu nh­ : s¶n xuÊt cao su, v¶i, nhùa ®Õn c¸c lo¹i thuèc nhuém, c¸c ho¸ chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt, ph©n bãn. DÇu má lµ mét hæn hîp rÊt phøc t¹p trong ®ã c¶ hµng tr¨m cÊu tö kh¸c nhau. Mçi lo¹i dÇu má ®­îc ®Æc tr­ng bëi thµnh phÇn riªng song vÒ b¶n chÊt chóng ®Òu cã c¸c hi®rocacbon lµ thµnh phÇn chÝnh, c¸c hi®rocacbon ®ã chiÕm 60(90% träng l­îng trong dÇu, cßn l¹i lµ c¸c chÊt oxy, l­u huúnh, nit¬, c¸c phøc chÊt c¬ kim, nhùa, asphanten. Trong khÝ cßn cã c¸c khÝ tr¬ nh­ : He, Ar, Xe, Nz…. Cïng víi sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña c«ng nghiÖp dÇu khÝ trªn thÕ giíi, dÇu khÝ ViÖt Nam còng ®· ®­îc ph¸t hiÖn tõ nh÷ng n¨m 1970 vµ ®ang trªn ®µ ph¸t triÓn.Chóng ta ®· t×m ra nhiÒu má tr÷ dÇu víi tr÷ l­îng t­¬ng ®èi lín nh­ má B¹ch Hæ, §¹i Hïng, má Rång, má R¹ng §«ng, c¸c má khÝ nh­ Lan T©y, Lan §á…§©y lµ nguån nhiªn liÖu quý ®Ó gióp n­íc ta cã thÓ b­íc vµo kû nguyªn míi cña c«ng nghÖ dÇu khÝ. Nhµ m¸y sè mét Dung QuÊt víi c«ng suÊt 6 triÖu tÊn /n¨m ®ang triÓn khai x©y dùng ®Ó ho¹t ®éng vµ ®ang tiÕn hµnh phª chuÈn nhµ m¸y läc dÇu, sè 2 Nghi S¬n- Thanh Ho¸ víi c«ng suÊt 7 triÖu tÊn/n¨m. §èi víi ViÖt Nam dÇu khÝ ®­îc coi lµ nghµnh c«ng nghiÖp ho¸, hiÖn ®¹i ho¸, t¹o thÕ m¹nh cho nÒn kinh tÕ quèc d©n. Nh­ vËy nghµnh c«ng nghiÖp chÕ biÕn dÇu khÝ n­íc ta ®ang b­íc vµo thêi kú míi, thêi kú c«ng nghiÖp ho¸ hiÖn ®¹i ho¸ ®Êt n­íc. Sù ®ãng gãp cña nghµnh dÇu khÝ kh«ng chØ mang l¹i thÕ m¹nh cho nÒn kinh tÕ n­íc nhµ mµ cßn lµ nguån ®éng viªn tinh thÇn toµn ®¶ng toµn d©n ta vµ nhÊt lµ c¸c thµnh viªn ®ang lµm viÖc trong nghµnh dÇu khÝ h¨ng h¸i lao déng, s¸ng t¹o gãp phÇn x©y dùng ®Êt n­íc ®Ó sau nµy vµo thËp niªn tíi s¸nh vai c¸c n­íc tiªn tiÕn trong khu vùc vµ trªn thÕ giíi. C«ng nghiÖp chÕ biÕn dÇu ph¸t triÓn m¹nh lµ nhê c¸c ®Æc tÝnh quý riªng mµ c¸c d¹ng nhiªn liÖu kh¸c nh­ than hoÆc c¸c kho¸ng chÊt kh¸c kh«ng thÓ cã, ®ã lµ gi¸ thµnh thÊp, dÓ vËn chuyÓn vµ b¶o qu¶n, dÔ hiÖn ®¹i ho¸ vµ tù ®éng ho¸ trong sö dông, Ýt t¹p chÊt vµ cã nhiÖt n¨ng cao, dÓ t¹o ra lo¹i s¶n phÈm ®¸p øng mäi nhu cÇu cña c¸c nghµnh kinh tÕ quèc d©n. HiÖu qu¶ sö dông dÇu má phô thuéc vµo chÊt l­îng cña qu¸ tr×nh chÕ biÕn. Theo c¸c chuyªn gia vÒ ho¸ dÇu cña ch©u ©u, viÖc ®­a dÇu má qua c¸c qu¸ tr×nh chÕ biÕn sÏ n©ng cao ®­îc hiÖu qu¶ sö dông lªn 5 lÇn, vµ nh­ vËy tiÕt kiÖm ®­îc nguån tµi nguyªn quý hiÕm nµy. DÇu má lµ hçn hîp rÊt phøc t¹p gåm hi®rocacbon,khÝ thiªn nhiªn,khÝ dÇu má vµ c¸c t¹p chhÊt kh¸c nh­ CO2 ,H2S, N2 …..DÇu má muèn sñ dông ®­îc th× ph¶i tiÕn hµnh ph©n chia thµnh tõng ph©n ®o¹n. Mçi thµnh phÇn ph©n ®o¹n cho ta biÕt d­îc lo¹i s¶n phÈm thu vµ khèi l­îng cña chóng. Qu¸ tr×nh ch­ng cÊt dÇu th« lµ mét qu¸ tr×nh vËt lý ph©n chia dÇu th« thµnh c¸c giai ®o¹n. Qu¸ tr×nh nµy ®­îc thùc hiÖn b»ng c¸c ph­¬ng ph¸p kh¸c nhau nh»m t¸ch c¸c cÊu tö cã trong dÇu th« theo tõng kho¶ng thêi gian kh¸c nhau mµ kh«ng lµm ph©n huû chóng. Tuú theo biÖn ph¸p ch­ng cÊt mµ ta chia qu¸ tr×nh ch­ng cÊt thµnh ch­ng ®¬n gi¶n, ch­ng phøc t¹p ch­ng cÊt nhê cÊu tö bay h¬i hay ch­ng cÊt trong ch©n kh«ng. Trong c¸c nhµ m¸y läc dÇu, ph©n x­ëng ch­ng cÊt dÇu th« cho phÐp ta cã thÓ thu ®­îc c¸c ph©n ®o¹n dÇu má ®Ó thùc hiÖn c¸c qu¸ tr×nh tiÕp theo. Trong ®å ¸n nµy ®Ò cËp ®Õn c¸c vÊn ®Ò lý thuyÕt cã liªn quan, trªn c¬ së ®ã thiÕt kÕ d©y chuyÒn ch­ng cÊt dÇu th« nhiÒu phÇn nhÑ. §ång thêi xem xÐt thiÕt kÕ mÆt b»ng ph©n x­ëng vµ vÊn ®Ò an toµn lao ®éng. PHÇN I: TæNG QUAN I. Xö Lý DÇU TH« Tr¦íc khi ch­ng cÊt DÇu th« ®­îc khai th¸c tõ c¸c má dÇu vµ chuyÓn vµo c¸c nhµ m¸y chÕ biÕn. Tr­íc khi chÕ biÕn ph¶i tiÕn hµnh lµm æn ®Þnh dÇu v× trong dÇu cßn chøa c¸c khÝ hoµ tan nh­ khÝ ®ång hµnh vµ c¸c khÝ hi®rocacbon. Khi phun dÇu ra khái giÕng khoan th× ¸p suÊt gi¶m, nh­ng dï sao vÉn con l¹i mét l­îng nhÊt ®Þnh lÉn vµo trong dÇu vµ ph¶i t¸ch tiÕp tr­íc khi chÕ biÕn môc ®Ých lµ h¹ thÊp ¸p suÊt h¬i khi ch­ng cÊt dÇu th« vµ nhËn thªm nguån nguyªn liÖu cho chÕ biÕn dÇu. V× trong c¸c khÝ hi®rocacbon nhÑ tõ C1(C4 lµ nguån nguyªn liÖu quý cho qu¸ tr×nh nhËn olefin. Xö lý dÇu thùc chÊtlµ ch­ng t¸ch bít phÇn nhÑ nh­ng ®Ó tr¸nh bay h¬i c¶ phÇn x¨ng, tèt nhÊt lµ tiÕn hµnh ch­ng cÊt ë ¸p suÊt cao khi ®ã chØ cã c¸c cÊu tö nhÑ h¬n C4 bay h¬i , cßn phÇn tö C5 trë lªn vÈn cßn l¹i trong dÇu. Muèn xö lý dÇu th« tr­íc khi ®­a vµo ch­ng cÊt chóng ta ph¶i tr¶i qua nh÷ng b­íc t¸ch c¬ b¶n. 1. T¸ch t¹p chÊt c¬ häc, n­íc , muèi lÉn trong dÇu N­íc lÉn trong dÇu ë d­íi d¹ng má chØ ë d¹ng tù do kh«ng cã d¹ng nhò t­¬ng. Khi khai th¸c, b¬m, phun dÇu, c¸c qu¸ tr×nh khuÊy trén th× n­íc cïng víi dÇu vµ c¸c t¹p chÊt t¹o thµnh nhò t­¬ng. N­íc n»m d­íi d¹ng nhò t­¬ng th× rÊt bÒn v÷ng vµ khã t¸ch. Cã 2 d¹ng nhò t­¬ng : + D¹ng nhò t­¬ng n­íc ë trong dÇu. + Dang nhò t­¬ng dÇu ë trong n­íc. L­îng n­íc ë trong dÇu nhiÒu hay Ýt ë trong nhò t­¬ng dÇu ë má khai th¸c b»ng c¸ch nh×n mµu s¾c, qua thùc nghiÖm ng­êi ta kiÓm tra thÊy nÕu dÇu chøa 10% n­íc th× mµu còng t­¬ng tù dÇu kh«ng chøa n­íc. NÕu nhò t­¬ng dÇu chøa 15(20% n­íc, cã mµu ghi ®Õn vµng, nhò t­¬ng chøa 25% n­íc chøa mµu vµng. DÇu má cã lÉn n­íc ë d¹ng nhò t­¬ng ®­a ®i chÕ biÕn th× kh«ng thÓ ®­îc mµ ph¶i khö chóng ra khái dÇu. Khö n­íc vµ muèi ra khái dÇu ®Õn d­íi h¹n cho phÐp, cÇn tiÕn hµnh khö ngay ë n¬i khai th¸c lµ tèt nhÊt. TiÕn hµnh t¸ch n­íc ë d¹ng nhò t­¬ng cã 3 ph­¬ng ph¸p : ph­¬ng ph¸p c¬ häc ( l¾ng- läc – ly t©m). t¸ch nhò t­¬ng trong dÇu b»ng ph­¬ng ph¸p ho¸ häc. T¸ch b¨ng ph­¬ng ph¸p dïng ®iÖn tr­êng. 1.1. T¸ch b»ng ph­¬ng ph¸p c¬ häc (l¾ng- läc- ly t©m). Khi dÇu vµ n­íc trong dÇu ch­a bÞ khuÊy trén m¹nh vµ n­íc lÉn trong dÇu ë d¹ng tù do víi hµm l­îng lín cã thÓ gÇn 50% vµ cao h¬n. + ph­¬ng ph¸p l¾ng: ph­¬ng ph¸p nµy dïng khi dÇu míi khai th¸c ë giÕng khoan lªn, dÇu vµ n­íc ch­a bÞ khuÊy trén nhiÒu vµ nªn nhò t­¬ng míi t¹o Ýt vµ nhò t­¬ng ch­a bÒn v÷ng, n­íc ë d¹ng tù do cßn t­¬ng ®èi lín. DÇu má nµy ng­êi ta ®­a ®i l¾ng, nhê cã tû träng n­íc nÆng h¬n dÇu nªn n­íc sÏ ®­îc l¾ng s¬ bé vµ th¸o ra ngoµi Tèc ®é l¾ng cña c¸c h¹t n­íc tÝnh theo c«ng thøc Stockes nÕu kÝch th­íc h¹t lín h¬n 0,5 V=
(1) Trong ®ã: V=tèc ®é l¾ng , cm/s r: ®­êng kÝnh h¹t  d1,d2:tû träng n­íc trong dÇu t­¬ng øng , g/cm g: gia tèc träng tr­êng,cm/s2
:®é nhít ®éng häc cñahçn hîp c«ng thøc (1) ta thÊy kÝch th­íc h¹t cña pha ph©n t¸n cµng nhá vµ tû träng cña n­íc vµ Tõ dÇu kh¸c nhau cµng Ýt . §é nhít cña m«i tr­êng cµng lín th× sù ph©n líp vµ l¾ng x¶y ra cµng chËm. ViÖc t¸ch n­íc vµ t¹p chÊt thùc hiÖn ë n¬i khai th¸c th­êng l¾ng vµ gia nhiÖt ë thiÕt bÞ ®èt nãng . ë c¸c nhµ m¸y chÕ biÕn dÇu t¸ch n­íc th­êng gia nhiÖt dÓ l¾ng , khèng chÕ nhiÖt ®é 120( 1600C vµ p=8(15at ®Ó cho n­íc kh«ng bay h¬i . Qóa tr×nh l¾ng th­êng x¶y ra trong thêi gian 2(3 giê. +ph­¬ng ph¸p ly t©m : ph­¬ng ph¸p ly t©m t¸ch n­íc ra khái dÇu nhê t¸c dông cña lùc ly t©m ®Ó t¸ch riªng biÖt c¸c chÊt láng cã tû träng kh¸c nhau . Gi¸ trÞ lùc ly t©m x¸c ®Þnh theo ph­¬ng tr×nh sau: f=k.m.r.n2 k=
trong ®ã: m: khèi l­îng h¹t n­íc(g) r: b¸n kÝnh quay(cm) n: sè l­îng vßng quay cña m¸y ly t©m (phót) Lùc ly t©m vµ tèc ®é t¸ch n­íc thay ®æi tû lÖ thuËn víi b¸n kÝnh quay vµ tû víi b×nh ph­¬ng sè vßng quay cña r«to. Trong c«ng nghiÖp th­êng dïng m¸y ly t©m cã sè vßng quay tõ 3500(5000 vßng trong mét phót. Sè vßng quay th× kh¶ n¨ng chÕ t¹o thiÕt bÞ cµng khã kh¨n vµ kh«ng thÓ chÕ t¹o thiÕt bÞ víi c«ng suÊt lín . Nh­îc ®iÓm cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ c«ng suÊt m¸y bÐ, kh¶ n¨ng ph©n chia kh«ng cao, vèn chi tiªu lín v× vËy ph­¬ng ph¸p nµykh«ng phæ biÕn trong c«ng nghÖ t¸ch n­íc vµ t¹p chÊt. + ph­¬ng ph¸p läc: Lµ t¸ch n­íc ra khái dÇu sö dông khi mµ hçn hîp nhò t­¬ng dÇu, n­íc ®· bÞ ph¸ vì nh­ng n­íc vÉn ë d¹ng l¬ löng trong dÇu mµ ch­a ®­îc l¾ng xuèng ®¸y. Dïng ph­¬ng ph¸p nµy lµ nhê lîi dông tÝnh chÊt thÊm ­ít chon läc cña c¸c chÊt láng kh¸c nhau lªn c¸c chÊt läc kh¸c. ph­¬ng ph¸p läc ®¹t hiÖu qu¶ rÊt cao vµ cã thÓ t¸ch ®ång thêi c¶ n­íc lÉn muèi. 1.2. T¸ch nhò t­¬ng n­íc trong dÇu b»ng ph­¬ng ph¸p ho¸ häc. B¶n chÊt cña ph­¬ng ph¸p ho¸ häc lµ cho thªm mét chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt ®Ó ph¸ nhò t­¬ng. Khi c¸c ®iÒu kiÖn thao t¸c nh­ nhiÖt ®é, ¸p suÊt chän ë chÕ ®é thÝch hîp th× hiÖu qu¶ cña ph­¬ng ph¸p còng rÊt cao nh­ng khã kh¨n nhÊt lµ ph¶i chän ®­îc chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt thÝch hîp kh«ng g©y hËu qu¶ khã kh¨n cho chÕ biÕn sau nµy còng nh­ kh«ng ph©n huû hay t¹o m«i tr­êng ¨n mßn thiÕt bÞ. 1.3. T¸ch b»ng ph­¬ng ph¸p dïng ®iÖn tr­êng. Ph­¬ng ph¸p dïng ®iÖn tr­êng ®Ó ph¸ nhò, t¸ch muèi khái dÇu lµ mét ph­¬ng ph¸p hiÖn ®¹i c«ng suÊt lín, quy m« c«ng nghiÖp vµ dÔ tù ®éng ho¸ nªn c¸c nhµ m¸y chÕ biÕn dÇu lín ®Òu ¸p dông ph­¬ng ph¸p nµy. V× b¶n th©n c¸c t¹p chÊt ®· lµ c¸c h¹t dÔ nhiÔm ®iÖn tÝch nÕu ta dïng lùc ®iÖn tr­êng m¹nh sÏ lµm thay ®æi ®iÖn tÝch,t¹o ®IÒu kiÖn choc¸c h¹t ®«ng tô hay ph¸t triÓn lµm cho kÝch th­íc lín lªn do vËy chóng dÔ t¸ch ra khái dÇu . Sù t­¬ng t¸c gi÷a ®iÖn tr­êng vµ c¸c h¹t tÝch ®iÖn lµm cho c¸c h¹t tÝch ®iÖn l¾ng xuèng. Nguyªn t¾c nµy ®­îc ¸p dông ®Ó t¸ch muèi n­íc ra khái dÇu th«. DÇu th« ®­îc ®èt nãng trong c¸c thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt råi trén víi mét l­îng n­íc s¹ch ®Ó t¹o thµnh nhò t­¬ng chøa muèi. Lùc hót gi÷a c¸c h¹t tÝch ®iÖn lµm chóng lín lªn ng­ng tô thµnh h¹t cã kÝch th­íc lín, chóng dÔ t¹o thµnh líp n­íc n¨m d­íi dÇu. Trªn thùc tÕ ng­êi ta pha thªm n­íc vµo dÇu mét l­îng tõ 3(8% sovíi dÇu th« vµ cã thÓ pha thªm ho¸ chÊt råi råi cho qua van t¹o nhò t­¬ng sau khi qua thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖtë nhiÖt ®é tõ 130(1500C muèi trong dÇu th« ®­îc chuyÓn vµo nhò t­¬ng. Khi dÉn vµo kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®iÖn cùc cã hiÖu ®iÖn thÕ tõ 20.000 v«n trë lªn chóng tÝch ®iÖn vµo nhau t¨ng dÇn kÝch th­íc , cuèi cïng t¸ch thµnh líp n­íc n»m ë d­íi dÇu. Tr¸nh sù bay h¬i dÇu do tiÔp xóc ë nhiÖt ®é cao, ¸p suÊt ë trong thiÕt bÞ t¸ch muèi ®­îc gi÷ ë ¸p suÊt 9(12kg/ cm2 , bé phËn an toµn ®­îc bè trÝ ngay trong thiÕt bÞ. Khi t¸ch mét bËc ng­êi ta cã thÓ t¸ch 90(95% muèi, cßn t¸ch 2 bËc hiÖu suÊt muèi lªn tíi 99%. II. nguyªn liÖu cña qu¸ tr×nh. DÇu má lµ mét nguyªn liÖu hydrocacbon cã trong thiªn nhiªn cã thµnh phÇn ho¸ häc rÊt phøc t¹p, cã nh÷ng ®Æc tÝnh vËt lý thay ®æi trong giíi h¹n rÊt réng nh­ ®é nhít, mµu s¾c vµ tû träng. Mµu s¾c cña dÇu má nguyªn khai cã thÓ mµu s¸ng n©u ®en. Tû träng cã thÓ thay ®æi tõ 0,7(1, ®é nhít còng thay ®æi theo giíi h¹n tõ 1(50% cst ë 200C. Thµnh phÇn ho¸ häc cña dÇu má lµ mét hçn hîp phøc t¹p gåm rÊt nhiÒu hi®rocacbon . C¸c hi®rocacbon th­êng thuéc vµo 3 hä : hä parafinic, hä naphtenic, hä aromatic hay con gäi hi®rocacbon th¬m. Víi møc ®é phøc t¹p kh¸c nhau, trong cÊu tróc dÇu má ®ång thêi còng cã mÆt hi®rocacbon lo¹i cÊu tróc hçn hîp cña c¶ 3 lo¹i trªn. Trong dÇu má nguyªn khai kh«ng cã hi®rocacbon hä Olephinic vµ sù ph©n bè cña c¸c hi®rocacbon kÓ trªn trong dÇu má quyÕt ®Þnh c«ng nghÖ chÕ biÕn, hiÖu suÊt vµ chÊt l­îng s¶n phÈm . 1. Ph©n lo¹i dÇu má Nh­ ta ®· biÕt c¸c lo¹i dÇu má trªn thÕ giíi ®Òu kh¸c nhau vÒ thµnh phÇn ho¸ häc vÒ ®Æc tÝnh. Do ®ã ®Ó ph©n lo¹i chóng thµnh tõng nhãm cã tÝnh chÊt gièng nhau rÊt khã. Trong dÇu má phÇn dÇu má chñ yÕu vµ quan träng nhÊt quyÕt ®Þnh c¸c ®Æc tÝnh c¬ b¶n cña dÇu má chÝnh lµ c¸c hîp chÊt hi®rocacbon chøa trong ®ã cho nªn dÇu má th«ng th­êng ®­îc chia theo nhiªu lo¹i. Ngoµi hi®rocacbon cßn cã nh­ng thµnh phÇn kh«ng ph¶i hi®rocacbon, tuy Ýt nh­ng kh«ng kÐm phÇn quan träng. Do ®ã ch­a cã sù ph©n lo¹i nµo bao trïm c¸c tÝnh chÊt kh¸c nhau vµ v× vËy cho ®Õn nay còng ch­a cã sù ph©n lo¹i nµo ®­îc hoµn toµn. 2. Ph©n lo¹i dÇu má theo hi®rocacbon . Ph©n lo¹i dÇu má theo hä hi®rocacbon lµ ph­¬ng ph¸p ph©n lo¹i phæ biÕn nhÊt. Theo c¸ch ph©n lo¹i nµy dÇu má nãi chung sÏ mang ®Æc tÝnh cñalo¹i hi®rocacbon nµo chiÕm ­u thÕ trong nã nhÊt. Nh­ vËy trong dÇu má cã 3 lo¹i hi®rocacbon chÝnh: parafin, naphten vµ Ar, cã nghÜa lµ sÏ cã 3 lo¹i dÇu má t­¬ng øng lµ dÇu má parafinic , dÇu má Naphtenic, dÇu má Aromatic, nÕu mét trong tõng lo¹i trªn lÇn l­ît chiÕm ­u thÕ vÒ sè l­îng trong dÇu má . DÇu má parafinic sÏ mang tÝnh chÊt ho¸ häc vµ vËt lý ®Æc tr­ng cña c¸c hi®rocacbon hä parafinic , t­¬ng tù dÇu má Naphtenic sÏ mang tÝnh chÊt ho¸häc vµ vËt lý ®Æc tr­ng cña hä hi®rocacbon Naphtenic. DÇu má Aromatic sÏ mang tÝnh chÊt ho¸ häc vµ vËt lý ®Æc tr­ng cña hi®rocacbon hä th¬m. Tuy nhiªn trong phÇn nÆng trªn 3500C c¸c hi®rocacbon kh«ng cßn n»m ë d¹ng thuÇn chñng n÷a mµ bÞ hçn hîp lÉn nhau, lai ho¸ lÉn nhau. Do ®ã ®Ó ph©n lo¹i th­êng ph¶i xÐt sù ph©n bè tõng hä hi®rocacbon trong c¸c ph©n ®o¹n ch­ng cÊt. Trong thùc tÕ nh÷ng hä dÇu thuÇn chñng th­êng rÊt Ýt gÆp ®Æc biÖt lµ hä dÇu Aromatic hÇu nh­ trªn thÕ giíi kh«ng cã. V× vËy nh÷ng tr­êng hîp mµ hi®rocacbon trong ®ã chiÕm tû lÖ kh«ng chªnh lÖch nhau nhiÒu dÇu má sÏ mang ®Æc tÝnh hçn hîp trung gian gi÷a nh÷ng lo¹i hi®rocacbon ®ã. Nh­ vËy 3 hä dÇu chÝnh sÏ gÆp nh÷ng hä dÇu hçn hîp trung gian gi÷a parafenic –naphtenic –aromatic . B»ng c¸ch râ rµng nh­ vËy dÇu má cã thÓ ph©n thµnh c¸c hä sau : Cã 3 hä chÝnh : Hä parafinic Hä Naphtenic Hä Aromatic . - Cã 6 hä ®Çu trung gian : Hä Naphtenic - parafinic Hä parafinic - Naphtenic Hä Aromatic - Naphtenic Hä Naphtenic - Aromatic Hä Aromatic - parafinic Hä parafinic -Aromatic Cã 6 lo¹i dÇu hæn hîp : Hä parafinic – Aromatic – Naphtenic Hä Aromatic – parafinic – Naphtenic Hä Naphtenic – parafinic – Aromatic Hä parafinic – Naphtenic – Aromatic Hä Naphtenic – Aromatic – parafinic Hä Aromatic – Naphtenic – parafinic . Trong thùc tÕ, dÇu hä Aromatic , dÇu hä Aromatic – parafinic , parafinic – Aromatic hÇu nh­ kh«ng cã ,cßn nh÷ng hä dÇu hçn hîp chiÕm tû lÖ còng rÊt Ýt. Chñ yÕu lµ c¸c hä dÇu trung gian. §Ó cã thÓ ph©n lo¹i dÇu má theo hä hi®rocacbon nh­ trªn th­êng sö dông c¸c th«ng sè vËt lý nh­ ®o tû träng, nhiÖt ®é s«i …v….v…. Ph©n lo¹i dÇu má theo hi®rocacbon b»ng c¸ch ®o tû träng mét sè ph©n ®o¹n chän lùa. Ph­¬ng ph¸p nµy thùc hiÖn b»ng c¸ch ®o tû träng cña 2 ph©n ®o¹n dÇu má t¸ch ra trong giíi h¹n sau : Ph©n ®o¹n 1 : B»ng c¸ch ch­ng cÊt dÇu má ë ¸p suÊt th­êng lÊy ra ph©n ®o¹n cã nhiÖt ®é s«i tõ 250(270 0C Ph©n ®o¹n 2 : B»ng c¸ch ch­ng cÊt phÇn cßn l¹i trong ch©n kh«ng (ë 40 mm Hg) lÊy ra ph©n ®o¹n s«i ë 275(300 0C ë ¸p suÊt ch©n kh«ng ( t­¬ng øng 390(41500C ë ¸p suÊt th­êng). C¨n cø vµo gi¸ trÞ tû träng ta ®o ®­îc 2 ph©n ®o¹n vµ ®èi chiÕu vµo giíi h¹n quy ®Þnh cho tõng lo¹i dÇu trong tõng b¶ng d­íi ®©y mµ xÕp dÇu thuéc hä nµo . Hä dÇu má  Ph©n ®o¹n 1  Ph©n ®o¹n 2   Hä parafenic  ≤0.8251  ≤ 0.8762   Hä parafino – trung gian  ≤0.8251  ≤ 0.8767(0.334   Hä trung gian-parafinic  0.8256 ( 0.8597  ( 0.8762   Hä trung gian  0.8256 ( 0.8597  ( 0.8767 ( 0.9334   Hä trung gian-Naphtenic  0.8205 ( 0.8597  ≥ 0.9340   Hä Naphteno- trung gian  ≥ 0.8602  0.8767 ( 0.9334   Hä Naphtenic  ≥ 0.8602  ≥ 0.9304   3. Thµnh phÇn ho¸ häc. 3.1. Hi®rocacbon hä parafinic . Hi®rocacbon hä parafinic tõ C1 (C 4 ®Òu lµ ë thÓ khÝ n»m trong dÇu má d­íi d¹ng hoµ tan trong dÇu má tr­íc khi ®­a vµo c¸c thiÕt bÞ chÕ biÕn dÇu ®Òu ph¶i qua giai ®o¹n lo¹i bá khÝ nµy trong c¸c thiÕt bÞ ®Æc biÖt : C¸c thiÕt bÞ æn ®Þnh thµnh phÇn ph©n ®o¹n dÇu má. Nh÷ng hi®rocacbon hä parafin tõ C15(C16 ®Òu lµ nh÷ng hi®rocacbon ë d¹ng láng chóng n»m trong c¸c ph©n ®o¹n x¨ng, ph©n ®o¹n kerosen, ph©n ®o¹n gasoil cña dÇu má . VÒ cÊu tróc chóng cã nh÷ng d¹ng ®ång ph©n ë d¹ng ph©n nh¸nh kh¸c nhau. Trong dÇu má cã 2 lo¹i parafin :n-parafin vµ iso parafin, trong ®ã n-parafin chiÕm ®a sè(25( 30% thÓ tÝch ), chóng cã sè nguyªn tö c¸cbon tõ C1( C 45 Mét ®iÓm cÇn chó ý lµ c¸c n-parafin cã sè c¸cbon ≥18, ë nhiÖt ®é th­êng chóng ®· lµ chÊt r¾n. Chóng cã thÓ hoµ tan trong dÇu hoÆc t¹o thµnh c¸c tinh thÓ trong dÇu. NÕu hµm l­îng cña c¸c parafin r¾n nµy cao, dÇu cã thÓ bÞ ®«ng ®Æc l¹i g©y khã kh¨n cho qu¸ tr×nh vËn chuyÓn. Do vËy, c¸c chÊt parafin r¾n cã liªn quan ®Õn ®é linh ®éng cña dÇu má. Hµm l­îng chóng cµng cao nhiÖt ®é ®«ng ®Æc cña chóng cµng lín. Tuy nhiªn c¸c parafin r¾n t¸ch ra tõ dÇu th« l¹i lµ nguyªn liÖu quý ®Ó tæng hîp ho¸ häc, nh­ ®Ó ®iÒu chÕ chÊt tÈy röa hçn hîp, t¬ sîi, ph©n bãn, chÊt dÎo…… C¸c iso parafin th­êng chØ n»m ë phÇn nhÑ vµ phÇn cã nhiÖt ®é s«i trung b×nh cña dÇu chóng th­êng cã cÊu tróc ®¬n gi¶n : m¹ch chÝnh dµi, m¹ch phô Ýt vµ ng¾n , nh¸nh phô th­êng lµ nhãm metyl . C¸c iso parafincã sè C 5(C10 lµ c¸c cÊu tö rÊt quý trong phÇn nhÑ cña dÇu má. Chóng lµm t¨ng kh¶n n¨ng chèng kÝch næ cña x¨ng. So víi n-farafin th× iso parafin cã ®é linh ®éng cao h¬n . Thµnh phÇn vµ cÊu tróc cña c¸c hi®rocacbon hä parafinic nµy trong c¸c ph©n ®o¹n cña dÇu má quyÕt ®Þnh rÊt nhiÒu ®Õn hiÖu suÊt vµ chÊt l­îng cña s¶n phÈm thu ®­îc. Nh÷ng hi®rocacbon hä parafinic tõ C17 trë lªn cã cÊu tróc th¼ng n- parafin trong dÇu má lµ nh÷ng hi®rocacbon r¾n, chóng th­êng n»m d­íi d¹ng tinh thÓ lÉn lén víi c¸c hîp chÊt kh¸c tong dÇu má. C¸c parafin nµy cã cÊu tróc tinh thÓ d¹ng tÊm hoÆc d¹ng dµi cã nhiÖt ®é nãng ch¶y tõ 40(700C chóng th­êng cã trong c¸c ph©n ®o¹n dÇu nhên. Sù cã mÆt cña c¸c hi®rocacbon parafin lo¹i nµy trong dÇu má tuú theo møc ®é nhiÒu Ýt mµ sÏ ¶nh h­ëng lín nhá ®Õn tÝnh chÊt l­u biÕn cña dÇu má nguyªn khai. C¸c hi®rocacbon parafenic trong dÇu má (d¹ng khÝ vµ láng) lµ mét nguyªn liÖu ban ®Çu rÊt quý ®Ó tæng hîp ho¸ häc. V× vËy th­êng sö dông hoÆc c¶ ph©n ®o¹n (ph©n ®o¹n khÝ vµ x¨ng hay cßn gäi lµ khÝ Naphten hoÆc t¸ch ra khái ph©n ®o¹n d­íi d¹ng c¸c hi®rocacbon riªng lÎ b»ng c¸ch ch­ng cÊt, hÊp thô qua d·y ph©n tö, kÕt tinh ë nhiÖt ®é thÊp ….Nh÷ng parafin r¾n th­êng ®­îc t¸ch ra sö dông trong c«ng nghiÖp s¶n xuÊt giÊy nÐn, giÊy c¸ch ®iÖn. 3.2. Hi®rocacbon hä Naphtenic . Hi®rocacbon hä Naphtenic trong dÇu má lµ nh÷ng hi®rocacbon vßng no (xyclo parafin ) , th­êng ë d¹ng vßng 5,6 c¹nh cã thÓ ë d¹ng ng­ng tô 2(3 vßng, víi sè vßng tõ 1(4 lµ chñ yÕu. Naphtenic lµ mét trong sè hi®rocacbon phæ biÕn vµ quan träng trong dÇu má. Hµm l­îng cña chóng cã thÓ thay ®æi tõ 30(60 träng l­îng. Hi®rocacbon Naphtenic lµ c¸c thµnh phÇn rÊt quan träng cña nhiªn liÖu m« t¬ vµ dÇu nhên. Cã naphtenic lµ mét vßng cã m¹ch nh¸nh dµi thµnh phÇn rÊt tèt cña dÇu nhên v× chóng cã ®é nhít cao vµ ®é nhít Ýt thay ®æi theo nhiÖt ®é. §Æc biÖt , chóng lµ c¸c cÊu tö rÊt quý cho nhiªn liÖu ph¶n lùc, v× chóng cho nhiÖt ch¸y cao, ®ång thêi gi÷ ®­îc tÝnh linh ®éng ë nhiªt ®é thÊp, ®iÒu nµy rÊt phï hîp khi ®éng c¬ lµm viÖc ë nhiÖt ®é ©m. Ngoµi ra nh÷ng naphtenic n»m trong dÇu má cßn lµ nguyªn liÖu quý ®Ó tõ ®ã chÕ ®­îc c¸c hi®rocacbon th¬m: benzen, toluen, xylen (BTX), lµ c¸c chÊt khëi ®Çu ®Ó ®iÒu chÕ t¬ sîi tæng hîp vµ chÊt dÎo. Nh­ vËy , dÇu má cµng chøa nhØÒu hi®rocacbon naphtenic th× cµng cã gi¸ trÞ kinh tÕ cao,v× tõ ®ã cã thÓ s¶n xuÊt ®­îc s¶n phÈm nhiªn liÖu cã chÊt l­îng tèt. Chóng l¹i cã nhiÖt ®é ®«ng ®Æc thÊp nªn gi­ ®­îc tÝnh linh ®éng, kh«ng g©y khã kh¨n tèn kÐm cho qu¸ tr×nh b¬m, vËn chuyÓn, phun nhiªn liÖu. 3.3. C¸c hi®rocacbon hä Aromatic (hi®rocacbon th¬m). Hi®rocacbon hä Aromatic trong dÇu má th­êng chiÕm tû lÖ Ýt h¬n hai lo¹i trªn kho¶ng 5(30% , chungs th­êng lµ nh÷ng lo¹i vßng th¬m. ¶nh h­ëng cña hi®rocacbon lo¹i nµy trong thµnh phÇn c¸c s¶n phÈm dÇu má thay ®æi kh¸c nhau. Lo¹i hi®rocacbon Aromatic th­êng gÆp lµ lo¹i mét vßng vµ ®ång ®¼ng cña chóng(BTX….). C¸c chÊt nµy th«ng th­êng n»m trong phÇn nhÑ vµ lµ cÊu tö lµm t¨ng kh¶n n¨ng chèng kÝch næ cña x¨ng. C¸c chÊt ng­ng tô 2,3 hoÆc 4 vßng th¬m cã mÆt trong phÇn cã nhiÖt ®é s«i trung b×nh vµ cao cña dÇu má, hµm l­îng c¸c chÊt lo¹i nµy th­êng Ýt h¬n. Trong thµnh phÇn c¸c lo¹i dÇu má ®Òu tËp trung hi®rocacbon lo¹i th¬m ng­ng tô cao song cÊu tróc ®· bÞ lai hîp víi c¸c møc ®é kh¸c nhau gi÷a 3 lo¹i th¬m –naphten-parafin . Ngoµi thµnh phÇn c¸c hi®rocacbon kÓ trªn trong dÇu má bao giê còng chøa c¸c hîp chÊt phi hi®rocacbon : O, N, S vµ c¸c lim lo¹i , trong ®ã ®¸ng kÓ nhÊt lµ hîp chÊt chøa l­u huúnh vµ nhùa asphanten. 3.4. C¸c hîp chÊt chøa l­u huúnh. C¸c hîp chÊt chøa l­u huúnh chøa dÇu má cã thÓ ë d¹ng khÝ hoµ tan trong dÇu (H2S ) hoÆc ë d¹ng láng ph©n bè hÇu hÕt trong c¸c ph©n ®o¹n dÇu má. Ph©n ®o¹n cµng nÆng c¸c hîp chÊt chøa l­u huúnh cµng nhiÒu so víi c¸c ph©n ®o¹n nhÑ . C¸c chÊt h­u c¬ cã chøa l­u huúnh lµ hîp chÊt phæ biÕn nhÊt, lµm xÊu ®i chÊt l­îng cña dÇu th«, g©y ¨n mßn thiÕt bÞ khi chÕ biÕn, g©y « nhiÔm m«i tr­êng. V× vËy dÇu má chøa nhiÒu hîp chÊt chøa l­u huúnh ph¶i sö dông c¸c biÖn ph¸p xö lý tèn kÐm. Do vËy mµ hµm l­îng cña hîp chÊt l­u huúnh ®­îc coi lµ mét chØ tiªu ®¸nh gi¸ chÊt l­îng dÇu th« vµ s¶n phÈm dÇu. 3.5.C¸c hîp chÊt nhùa –asphanten. C¸c hîp chÊt nhùa –asphanten th­êng n»m trong phÇn cÆn cña dÇu má ë nhiÖt ®é s«i 3500C. §ã lµ nh÷ng hîp chÊt h÷u c¬ cã träng l­îng ph©n tö lín, trong cÊu tróc cã c¶ vßng th¬m, vßng asphanten c¸c m¹ch th¼ng ®Ýnh chung quanh ®ång thêi cßn chøa c¸ nguyªn tè C, H, O, S, N d­íi d¹ng dÞ vßng hay d¹ng cÇu nèi . Hµm l­îng vµ thµnh phÇn ho¸ häc c¸c chÊt nµy quyÕt ®Þnh ®Õn viÖc chän lùa c¸c ph­¬ng ph¸p , ®Õn hiÖu suÊt vµ chÊt lîng cña s¶n phÈm . Ngoµi ra trong nhãm chÊt phi hi®rocacbon cña dÇu má cÇn ph¶i kÓ ®Õn c¸c hîp chÊt chøa nit¬, oxy, c¸c hîp chÊt c¬ kim chøa kim lo¹i nh­ Ni, Fe, Cu… TÊt c¶ c¸c hîp chÊt nµy®Òu g©y c¶n trë cho viÖc chÕ biÕn dÇu má . Iii. c¬ së lý thuyÕt cña qu¸ tr×nh ch­ng cÊt. Qu¸ tr×nh ch­ng cÊt dÇu th« lµ mét qu¸ tr×nh t¸ch ph©n ®o¹n. Qu¸ tr×nh nµy ®­îc thùc hiÖn b¨ng c¸c biÖt ph¸p kh¸c nhau nh»m t¸ch nh»m t¸ch c¸c phÇn dÇu theo nhiÖt ®é s«i cña c¸c cÊu tö trong dÇu mµ kh«ng lµm ph©n huû chóng. H¬i nhÑ bay lªn vµ ng­ng tô thµnh phÇn láng. Tuú theo biÖn ph¸p tiÕn hµnh ch­ng cÊt mµ ng­êi ta ph©n chia ra qu¸ tr×nh ch­ng cÊt thµnh ch­ng ®¬n gi¶n, ch­ng phøc t¹p, ch­ng nhê cÊu tö bay h¬i hay ch­ng cÊt trong ch©n kh«ng. 1. Ch­ng ®¬n gi¶n . Ch­ng ®¬n gi¶n lµ qu¸ tr×nh ch­ng cÊt ®­îc tiÕn hµnh b»ng c¸ch bay h¬i dÇn dÇn, mét lÇn hay nhiÒu lÇn, mét hçn hîp chÊt láng cÇn ch­ng ®­îc m« t¶ trªn h×nh 1(a,b,c). 1.1. Ch­ng bay h¬i dÇn dÇn. S¬ ®å ch­ng cÊt b»ng c¸ch bay h¬i dÇn dÇn ®­îc tr×nh bµy trªn (h×nh 1a) gåm thiÕt bÞ ®èt nãng liªn tôc, mét hæn hîp chÊt láng trong b×nh ch­ng 1. Tõ nhiÖt ®é thÊp tíi nhiÖt ®é s«i cuèi khi liªn tôc t¸ch h¬i s¶n phÈm vµ ng­ng tô h¬i bay trong thiÕt bÞ ng­ng tô 3 vµ thu s¶n phÈm trong bÓ chøa 4. Ph­¬ng ph¸p nµy th­êng ®­îc ¸p dông trong phßng thÝ nghiÖm 1.2. Ch­ng cÊt b»ng c¸ch bay h¬i 1lÇn S¬ ®å ch­ng cÊt b»ng c¸ch bay h¬i mét lÇn d­îc tr×nh bµy trªn h×nh 1b, ph­¬ng ph¸p nµy gäi lµ ph­¬ng ph¸p bay h¬i c©n b¨ng. Ph­¬ng ph¸p nµy ng­êi ta tiÕn hµnh ë nhiÖt ®é nhÊt ®Þnh cho tr­íc vµ ¸p suÊt cè ®Þnh. ¦u ®iÓm : cña qu¸ tr×nh ch­ng cÊt cho phÐp ¸p dông trong ®iÒu kiÖn thùc tÕ ch­ng cÊt dÇu. Nh­îc ®iÓm : cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ nhiÖt ®é ch­ng l¹i bÞ giíi h¹n vµ kh«ng t¸ch ®­îc s¶n phÈm tr¾ng ra riªng. 1.3.Ch­ng cÊt b»ng c¸ch b©y h¬i nhiÒu lÇn. §©y lµ qu¸ tr×nh gåm nhiÒu qu¸ tr×nh ch­ng bay h¬i mét lÇn nèi tiÕp nhau nhiÖt ®é t¨ng dÇn hay ë ¸p suÊt thÊp h¬n ®èi víi phÇn cÆn cña ch­ng lÇn mét lµ nguyªn liÖu cho ch­ng lÇn hai. Sau khi ®­îc ®èt nãng ®Õn nhiÖt ®é cao h¬n tõ ®Ønh cña thiÕt bÞ ch­ng lÇn mét, ta nhËn ®­îc s¶n phÈm tõ ®Ønh cßn ®¸y ch­ng lÇn hai ta nhËn ®­îc s¶n phÈm cÆn. Ph­¬ng ph¸p ch­ng cÊt b»ng dÇu bay h¬i mét lÇn vµ bay h¬i nhiÒu lÇn cã ý nghÜa rÊt lín trong c«ng nghiÖp chÕ biÕn dÇu, ë ®©y c¸c d©y chuyÒn ho¹t ®éng liªn tôc. Qu¸ tr×nh bay h¬i mét lÇn ®­îc ¸p dông khi ®èt nãng dÇu trong c¸c thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt, trong lß èng vµ qu¸ tr×nh t¸ch pha h¬i khái pha láng ë bé phËn cung cÊp, ph©n phèi cña th¸p tinh luyÖn. Ch­ng cÊt ®¬n gi¶n nhÊt lµ lo¹i bay h¬i mét lÇn kh«ng ®¹t ®­îc ®é ph©n chia cao khi cÇn ph©n chia râ rµng c¸c cÊu tö thµnh phÇn cña hçn hîp chÊt láng. Ng­êi ta ph¶i tiÕn hµnh ch­ng cÊt cã tinh luyÖn ®ã lµ ch­ng phøc t¹p. 3 2 Lß ®èt (a) 3 1 2 (b) 1 2 3 (c) H×nh 1: S¬ ®å ch­ng cÊt dÇu th« 1. thïng ; 2 .lß ®èt nãng ; 3 . thiÕt bÞ lµm l¹nh 2 . Ch­ng cÊt phøc t¹p. 2.1. Ch­ng cÊt cã håi l­u. Qu¸ tr×nh ch­ng cÊt cã håi l­u lµ qu¸ tr×nh ch­ng khÝ lÊy mét phÇn chÊt láng ng­ng tô tõ h¬i t¸ch ra cho quay l¹i t­íi vµo dßng h¬i bay lªn. Nhê cã sù tiÕp xóc ®ång ®Òu vµ thªm mét lÇn n÷a gi÷a pha láng vµ pha h¬i mµ khi pha h¬i t¸ch ra khái hÖ thèng l¹i ®­îc lµm giµu thªm cÊu tö nhÑ (cã nhiÖt ®é s«i thÊp h¬n )so víi khi kh«ng cã håi l­u, nhê vËy cã ®é ph©n chia cao h¬n. ViÖc håi l­u l¹i chÊt láng ®­îc khèng chÕ b»ng bé phËn ®Æc biÖt vµ ®­îc bè trÝ ë phÝa trªn thiÕt bÞ ch­ng. 2.2. Ch­ng cÊt cã tinh luyÖn . Ch­ng cÊt cã tinh luyÖn cßn cho ®é ph©n chia cao h¬n khi kÕt hîp víi håi l­u . C¬ së cña qu¸ tr×nh tinh luyÖn lµ sù trao ®æi chÊt nhiÒu lÇn vÒ c¶ phÝa hai phÝa gi÷a pha láng vµ pha h¬i chuyÓn ®éng ng­îc chiÒu nhau. Qu¸ tr×nh nµy ®­îc thùc hiÖn trong th¸p tinh luyÖn. §Ó ®¶m b¶o sù tiÕp xóc hoµn thiÖn gi÷a pha h¬i vµ pha láng, trong th¸p ®­îc trang bÞ c¸c ®Üa hay ®Öm. §é ph©n chia c¸c hçn hîp trong th¸p phô thuéc vµo sè lÇn tiÕp xóc gi÷a c¸c pha, vµo l­îng håi l­u ë ®Ønh th¸p. C«ng nghÖ hiÖn ®¹i ch­ng cÊt dÇu th« dùa vµo qu¸ tr×nh ch­ng cÊt 1 lÇn vµ nhiÒu lÇn cã tinh luyÖn x¶y ra trong th¸p ch­ng cÊt ph©n lo¹i trong th¸p cã bè trÝ c¸c ®Üa. S¬ ®å nguyªn lý lµm viÖc cña th¸p ch­ng cÊt . Pha h¬i Vn bay lªn tõ ®Üa thø n lªn ®Üa thø n-1 ®­îc tiÕp xóc víi pha láng Ln1 ch¶y tõ ®Üa n-1 xuèng, cßn pha láng Ln tõ ®Üa n ch¶y xuèng ®Üa phÝa d­íi n+1 l¹i tiÕp xóc víi pha h¬i Vn+1 bay tõ d­íi lªn. Nhê qu¸ tr×nh qu¸ tr×nh tiÕp xóc nh­ vËy mµ qu¸ tr×nh trao ®æi chÊt x¶y ra tèt h¬n. Pha h¬i bay lªn ngµy cµng ®­îc lµm giµu thªm cÊu tö nhÑ cßn pha láng ch¶y xuèng phÝa d­íi ngµy cµng chøa nhiÒu cÊu tö nÆng. Sè lÇn tiÕp xóc cµng nhiÒu, qu¸ tr×nh trao ®æi chÊt cµng ®­îc t¨ng c­êng vµ kÕt qu¶ ph©n t¸ch cña th¸p cµng tèt, hay nãi cach kh¸c,th¸p cã ®é ph©n chia cµng cao. §Üa trªn còng cã håi l­u ®Ønh vµ ®Üa d­íi còng cã håi l­u ®¸y. Nhê cã håi l­u ë ®Ønh vµ ®¸y lµm cho th¸p ho¹t ®éng liªn tôc æn ®Þnh vµ cã kh¶n n¨ng ph©n t¸ch cao. Ngoµi ®Ønh vµ ®¸y ng­êi ta con thiÕt kÕ håi l­u trung gian b»ng c¸ch lÊy s¶n phÈm láng ë c¹nh s­ên th¸p cho qua trao ®æi nhiÖt lµm l¹nh råi quay l¹i t­íi vµo th¸p, con khi lÊy s¶n phÈm c¹nh s­ên cña th¸p ng­êi ta trang bÞ thªm c¸c bé phËn t¸ch trung gian c¹nh s­ên th¸p. 2.3. Ch­ng cÊt trong ch©n kh«ng vµ ch­ng cÊt víi h¬i n­íc. Hçn hîp c¸c cÊu tö cã trong dÇu th« kh«ng bÒn, dÔ bÞ ph©n huû nhiÖt nhÊt lµ c¸c hîp chÊt chøa l­u huúnh vµ c¸c chÊt cao ph©n tö nh­ nhùa …..C¸c hîp chÊt Parafin kÐm bÒn nhiÖt h¬n c¸c hîp chÊt Naphten vµ c¸c Naphten l¹i kÐm bÒn nhiÖt h¬n c¸c hîp chÊt th¬m. §é bÒn nhiÖt cña c¸c cÊu tö t¹o thµnh dÇu kh«ng chØ phô thuéc vµo nhiÖt ®é mµ cßn phô thuéc c¶ vµo thêi gian tiÕp xóc ë nhiÖt ®é ®ã. Trong thùc tÕ ch­ng cÊt, ®èi víi c¸c ph©n ®o¹n cã nhiÖt ®é s«i cao, ng­êi ta cÇn tr¸nh sù ph©n huû nhiÖt chóng khi ®èt nãng. Tuú theo loai dÇu th«, tong thùc tÕ kh«ng nªn ®èt nãng qu¸ 4200C víi dÇu kh«ng cã hay chøa rÊt Ýt l­u huúnh, vµ kh«ng qu¸ 320(3400C víi dÇu cã vµ nhiÒu l­u huúnh. Sù ph©n huû khi ch­ng sÏ lµm xÊu ®i tÝnh chÊt cña s¶n phÈm , nh­ lµm gi¶m ®é nhít vµ nhiÖt b¾t ch¸y cèc kÝn cña chóng, gi¶m ®é bÒn «xy ho¸. Nh­ng quan träng h¬n lµ chóng g©y nguy hiÓm cho qu¸ tr×nh ch­ng ch­ng cÊt vµ chóng t¹o thµnh c¸c hîp chÊt ¨n mßn vµ lµm t¨ng n¨ng suÊt cña th¸p. §Ó gi¶m sù ph©n huû thêi gian l­u cña nguyªn liÖu ë nhÞªt ®é cao còng cÇn ph¶i h¹n chÕ. Khi nhiÖt ®é s«i cña hçn hîp ë ¸p suÊt khÝ quÓn cao h¬n nhiÖt ®é ph©n huû nhiÖt cña chóng, ng­êi ta ph¶i dïng ch­ng cÊt ch©n kh«ng VD hay ch­ng cÊt h¬i n­íc ®Ó tr¸nh sù ph©n huû nhiÖt. Ch©n kh«ng lµm gi¶m nhiÖt ®é s«i , gi¶m ¸p suÊt riªng phÇn cña cÊu tö hçn hîp lµm cho chóng s«i ë nhiÖt ®é thÊp h¬n. H¬i n­íc ®­îc dïng ngay c¶ trong ch­ng cÊt khÝ quyÓn. Khi tinh luyÖn h¬i n­íc ®­îc dïng ®Ó t¸i bay h¬i ph©n ®o¹n cã nhiÖt ®é thÊp cßn chøa trong mazut hay chøa trong gludron, trong nhiªn liÖu dÇu nhên. KÕt hîp dïng ch©n kh«ng vµ h¬i n­íc khi ch­ng cÊt phÇn cÆn sÏ cho phÐp ®¶m b¶o t¸ch s©u h¬n ph©n ®o¹n dÇu nhên. Tuy nhiªn, t¸c dông cña h¬i n­íc lµm t¸c nh©n bay h¬i cßn sù h¹n chÕ , v× nhiÖt l­îng bay h¬i kh¸c xa so víi nhiÖt ®é ®èt nãng chÊt láng. V× thÕ nÕu t¨ng l­îng h¬i th× nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt h¬i b¶o hoµ cña dÇu gi¶m xuèng vµ sù t¸ch h¬i còng gi¶m theo. Do vËy l­îng h¬i n­íc cã hiÖu qu¶ tèt nhÊt chØ trong kho¶ng tõ 2(3 so víi nguyªn liÖu ®em ch­ng cÊt khi mµ sè cÊp tiÕp xóc lµ 3 hoÆc 4 . Trong ®iÒu kiÖn nh­ vËy l­îng h¬i dÇu t¸ch ra tõ ph©n ®o¹n mazut ®¹t tíi 14(23%. Khi ch­ng cÊt h¬i n­íc, sè l­îng ph©n ®o¹n t¸ch ra ®­îc cã thÓ tÝnh theo ph­¬ng tr×nh sau: G =
*
*Z Trong ®ã : G vµ Z : sè l­îng h¬i dÇu t¸ch ®­îc vµ l­îng h¬i n­íc. Mf : ph©n tö l­îng cña h¬i dÇu 18 : ph©n tö l­îng cña h¬i n­íc P : ¸p suÊt tæng céng cña hÖ pf : ¸p suÊt riªng cña dÇu ë nhiÖt ®é ch­ng . NhiÖt ®é h¬i n­íc cÇn ph¶i kh«ng thÊp h¬n nhiÖt ®é cña h¬i dÇu ®Ó t¸ch s¶n phÈm dÇu ngËm n­íc. Do vËy, ng­êi ta th­êng dïng h¬i n­íc cã nhiÖt ®é 380(4500C, ¸p suÊt h¬i tõ 0,2(0,5 mpa. H¬i n­íc dïng trong c«ng nghÖ ch­ng cÊt dÇu cã nhiÒu ­u ®iÓm lµm gi¶m ¸p suÊt riªng phÇn cña dÇu,t¨ng c­êng khuÊy trén chÊt láng tr¸nh tÝch ®iÖn côc bé, t¨ng diÖn tÝch bÒ mÆt bay h¬i do t¹o thµnh c¸c tia vµ bong bãng h¬i. Ng­êi ta còng dïng h¬i n­íc ®Ó t¨ng c­êng ®èt nãng cÆn dÇu trong lß èng khi ch­ng cÊt ch©n kh«ng. Khi ®ã ®¹t møc ®é bay h¬i lín cho nguyªn liÖu dÇu, tr¸nh vµ ng¨n gi÷a qu¸ tr×nh t¹o cèc trong c¸c lß èng ®èt nãng. Tiªu hao h¬i n­íc trong tr­êng hîp nµy kho¶ng 0,3(0,5% so v¬i nguyªn liÖu . IV. s¶n phÈm cña qu¸ tr×nh. Khi tiÕn hµnh ch­ng cÊt s¬ khëi dÇu má chóng ta nhËn ®­îc nhiÒu ph©n ®o¹n vµ s¶n phÈm dÇu má. Chóng ®­îc ph©n biÖt víi nhau bëi giíi h¹n nhiÖt ®é s«i ( hay nhiÖt ®é ch­ng ), bëi thµnh phÇn hi®rocacbon, ®é nhít, nhiÖt ®é chíp ch¸y vµnhiÒu tÝnh chÊp kh¸c liªn quan ®Õn viÖc sö dông. S¶n phÈm cña qu¸ tr×nh ch­ng cÊt bao gåm: 1. KhÝ hi®rocacbon . KhÝ hi®rocacbon thu ®­îc chñ yÕu lµ C3, C4. Tuú thuéc c«ng nghÖ ch­ng cÊt ph©n ®o¹n C3 , C4 nhËn ®­îc ë thÓ khÝ hay ®· nÐn ho¸ láng. Ph©n ®o¹n nµy th­êng ®­îc dïng cho qu¸ tr×nh ph©n t¸ch khÝ ®Ó nhËnc¸c khÝ riªngbiÖtcho c¸c qu¸ tr×nh tiÕp theothµnh c¸c ho¸ chÊp c¬ b¶n VÝ dô: Thùc hiÖn c¸c ph¶n øng oxi ho¸ kh«ng hoµn toµn metan thu ®­îc metanol ®­îc sö dông lµm phô gia rÊt tèt ®Ó pha vµo x¨ng n©ng cao hÖ sè octan. Ph¶n øng xÈy ra theo c¬ chÕ chuçi: CH4• ( C’H3• + H• ; CH3 + [ O’ ] ( CH3O• CH3O• ( HCHO + H• CH3O• + CH4 ( CH3OH + CH3• . 2. Ph©n ®o¹n x¨ng Ph©n ®o¹n nµy cßn gäi lµ dÇu löa cã nhiÖt ®é s«i tõ 30(350C ®Õn 1800C, ph©n ®o¹n x¨ng bao gåm c¸c hi®rocacbon tõ C5 (C10 ,C11 .C¶ ba lo¹i hi®r«cacbon parafin,naphten,aromatic ®Òu cã mÆt trong ph©n ®o¹n.Tuy nhiªn thµnh phÇn sè l­îng c¸c hi®rocacbon ®Òu kh¸c nhau, phô thuéc vµo nguån gèc dÇu th« ban ®Çu. Ch¼ng h¹n,tõ hä dÇu parafin sÏ thu ®­îc x¨ng chøa nhiÒu parafin,cßn dÇu parafinic sÏ thu ®­îc nhiÒu vßng no h¬n c¸c hidrocacbon th¬m th­êng cã Ýt trong x¨ng. Ngoµi hidrocacbon,trong ph©n ®o¹n cßn cã c¸c hîp chÊt S, N vµ O . C¸c chÊt chøa S th­êng ë d¹ng hîp chÊt kh«ng bÒn nh­ mercaptan (RSH). C¸c chÊt chøa N Chñ yÕu ë d¹ng pyridin; cßn chÊt chøa oxy rÊt Ýt th­êng ë d¹ng phenol vµ ®ång ®¼ng.C¸c chÊt nhùa vµ asphanten ®Òu ch­a cã. øng dông: ph©n ®o¹ng x¨ng ®­îc sö dông vµo 3 môc ®Ých chñ yÕu sau: - Lµm nguyªn liÖu cho ®éng c¬ x¨ng - Lµm nguyªn liÖu cho c«ng nghiÖp ho¸ dÇu - Lµm dung m«i cho c«ng nghiÖp s¬n, cao su, keo d¸n. Ngoµi ra ®­îc sö dông lµm trÝch ly chÊt bÐo trong c«ng nghiÖp h­¬ng liÖu,d­îc liÖu. Ph©n ®o¹n x¨ng (cßn gäi lµ ph©n ®o¹n naphta) cßn ®­îc sö dông vµo môc ®Ých s¶n xuÊt nguyªn vËt liÖu ho¸ dÇu,chñ yÕu lµ s¶n xuÊt c¸c hydrocacbon th¬m(bezen,toluen,xylen) vµ lµm nguyªn liÖu cho cracking xóc t¸c nh»m s¶n xuÊt c¸c olephin thÊp nh­ etylen , propylen , butylen vµ butadien. 3. Ph©n ®o¹n kerosen Ph©n ®o¹n nµy cßn gäi lµ dÇu löa,nhiÖt ®é s«i tõ 120(2400C, bao gåm c¸chydrocacbon cã sè cacbon tõ C11(C15 ,C16. 3.1. Thµnh phÇn ho¸ häc. Trong ph©n ®o¹n nµy hÇu hÕt c¸c n-parfin rÊt Ýt iso parafin. C¸c hi®rocacbon naphtenic vµ th¬m, ngoµi cã cÊu tróc m¹ch vßng vµ nhiÒu nh¸nh phô, cßn cã mÆt raphten vµ th¬m hai vßng chiÕm phÇn lín. Trong Kerosen b¾t ®Çu cã mÆt c¸c hîp chÊt hi®rocacbon cã cÊu tróc hçn hîp gi÷a vßng th¬m vµ vßng naphten nh­ tetralin vµ ®ång ®¼ng cña chóng. C¸c hîp chÊt chøa S, N, O t¨ng dÇn. L­u huúnh d¹ng mercaptan gi¶m dÇn, xuÊt hiÖn l­u huúnh d¹ng sunfua. C¸c chÊt Nit¬ víi hµm l­îng nhá d¹ng quirolin, pyrol, indol. 3.2. øng dông: Ph©n ®o¹n Kerosen ®­îc dïng lµm nguyªn liÖu ph¶n lùc vµ dÇu ho¶ d©n dông, trong ®ã dïng lµm nhiªn liÖu ph¶n lùc lµ øng dông chÝnh. Nhiªn liÖu dïng cho ®éng c¬ ph¶n lùc ®­îc chÕ t¹o tõ ph©n ®o¹n Kerosen hoÆc tõ hçn hîp ph©n ®o¹n Kerosen víi ph©n ®o¹n x¨ng. Do ®Æc ®iÓm c¬ b¶n nhÊt cña nhiªn liÖu dïng trong ®éng c¬ ph¶n lùc lµ lµm sao cã tèc ®é ch¸y lín, dÔ dµng tù bèc ch¸p ë bÊt kú nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt nµo, ch¸y ®Òu hoµ kh«ng bÞ t¾t trong dßng kh«ng khÝ cã tèc ®é ch¸y lín nghÜa lµ qu¸ tr×nh ch¸y ph¶i cã ngän löa æn ®Þnh. §Ó ®¸p øng yªu cÇu trªn ng­êi ta thÊy trong thµnh ph©n c¸c hi®rocacbon cña ph©n ®o¹n kerosen th× c¸c hi®ro Naphten vµ parafin thÝch hîp nhÊt víi nh÷ng ®Æc ®iÓmcña qu¸ tr×nh ch¸y trong ®éng c¬ ph¶n lùc. V× vËy ph©n ®o¹n Kerosen vµ ph©n ®o¹n x¨ng cña dÇu má hä Naphtenparafin hoÆc Parafinnaphten loµ nguyªn liÖu tèt nhÊt ®Ó s¶n xuÊt nhiªn liÖu cho ®éng c¬ ph¶n lùc. Trong khi ®ã sù cã mÆt cña hi®rocacbon th¬m kh«ng thÝch hîp cho qu¸ tr×nh ch¸y, do vËy nÕu hµm l­îng cña chóng qu¸ lín, cÇn ph¶i lo¹i bít chóng n»m trong giíi h¹n d­íi 20(25%. Hµm l­îng hi®rocacbon parafin trong nhiªn liÖu ph¶n lùc trong kho¶ng 30 ( 60% nÕu cao h¬n ph¶i tiÕn hµnh lo¹i bá nh»m ®¶m b¶o tÝnh linh ®éng tèt cña nhiªn liÖu ë nhiÖt ®é thÊp. Ph©n ®o¹n Kerosen dïng ®Ó s¶n xuÊt dÇu ho¶ d©n dông (th¾p s¸ng hoÆc ®un nÊu) mµ kh«ng cÇn mét qu¸ tr×nh biÕn ®æi thµnh phÇn b»ng ph­¬ng ph¸p ho¸ häc phøc t¹p v× nã ®¸p øng ®­îc yªu cÇu cña dÇu ho¶ lµ ngän löa xanh, cã mµu vµng ®á, kh«ng t¹o nhiÒu khãi ®en, kh«ng t¹o nhiÒu tµn ®äng ë ®Çu bÊc vµ dÇu ph¶i dÔ dµng bèc h¬i lªn phÝa trªn ®Ó ch¸y. 4. Ph©n ®o¹n diezel. Ph©n ®o¹n diezel hay cßn gäi lµ ph©n ®o¹n gasoil nhÑ, cã kho¶ng nhiÖt ®é tõ 250(350 0C, chøa c¸c hi®rocacbon cã sè C¸cbon tõ C16 ( C20, C21. 4.1. Thµnh phÇn ho¸ häc: PhÇn lín trong ph©n ®o¹n nµy lµ c¸c n_parafin, iso parafin, cßn hi®rocacbon th¬m rÊt Ýt. ë cuèi ph©n ®o¹n cã nh÷ng n_parafin cã nhiÖt ®é kÕt tinh cao, chóng lµ nh÷ng thµnh phÇn g©y mÊt tÝnh linh ®éng cña ph©n ®o¹n ë nhiÖt ®é thÊp. Trong gasoil ngoµi naphatenvµ th¬m hai vßng lµ chñ yÕu, nh÷ng chÊt cã ba vßng t¨ng lªn vµ cßn cã c¸c hîp chÊt cã cÊu tróc hçn hîp (gi÷a naphten vµ th¬m). Hµm l­îng c¸c chÊt chøa S, N, O t¨ng nhanh. L­u huúnh chñ yÕu ë d¹ng disunfua dÞ vßng. C¸c chÊt chøa oxi (d¹ng axit naphtenic) cã nhiÒu vµ ®¹t cùc ®¹i ë ph©n ®o¹n nµy. ngoµi ra cßn cã c¸c chÊt d¹ng phenol nh­ dimetylphenol. Trong gasoil ®· xuÊt hiÖn nhùa, song cßn Ýt, trong l­îng ph©n tö nhùa cßn rÊt thÊp (300 ( 400 ®vc). 4.2. øng dông Ph©n ®o¹n gasoil nhÑ cña dÇu má chñ yÕu ®­îc sö dông lµm nguyªn liÖu cho ®éng c¬ diezel. Do ®éng c¬ diezel nhiªn liÖu ph¶i cã chØ sè xetan cao ( cã tÝnh chÊt dÔ oxi ho¸ ®Ó tù bèc ch¸y tèt). Do ph©n ®o¹n gasoil (cña dÇu má d¹ng parafin) lÊy trùc tiÕp tõ qu¸ tr×nh ch­ng cÊt s¬ khëi th­êng cã trÞ sè xetan rÊt cao v× vËy chóng th­êng sö dông trùc tiÕp lµm nhiªn liÖu diezel thÝch hîp nhÊt mµ kh«ng ph¶i qua mét qu¸ tr×nh chÕ biÕn ho¸ häc nµo. Tuy nhiªn khi cÇn lµm t¨ng trÞ sè xetan cña nhiªn liÖu diezel, ng­êi ta còng cã thÓ cho thªm vµo mét sè chÊt phô gia thóc ®Èy qu¸ tr×nh o xi ho¸. Víi sè l­îng kho¶ng 15% V ta cã thÓ t¨ng chØ sè xetan lªn ®Õn 15 ( 20 ®¬n vÞ so víi trÞ sè ban ®Çu cña nã lµ 40 ®¬n vÞ. 5. Ph©n ®o¹n mazut. Ph©n ®o¹n cÆn mazut lµ ph©n ®o¹n cÆn ch­ng cÊt khÝ quyÓn, ®­îc dïng lµm nhiªn liÖu ®èt cho c¸c lß c«ng nghiÖp hay ®­îc dïng lµm nhiªn liÖu cho qu¸ tr×nh ch­ng cÊt ch©n kh«ng ®Ó nhËn c¸c cÊu tö dÇu nhên hay nhËn nguyªn liÖu cho c¸c qu¸ tr×nh Crackinh nhiÖt, Crackinh xóc t¸c hay hi®rocrackinh. 6. Ph©n ®o¹n dÇu nhên. Víi nhiÖt ®é 350(5000C, ph©n ®o¹n nµy bao gåm c¸c hi®rocacbon tõ C21(C25, cã thÓ lªn tíi C40. 6.1. Thµnh phÇn ho¸ häc Do ph©n tö l­îng lín, thµnh phÇn ho¸ häc cña ph©n ®o¹n dÇu nhên rÊt phøc t¹p c¸c n vµ iso parafin Ýt, naphtalen vµ th¬m nhiÒu. Hµm l­îng c¸c hîp chÊt cña S, N, O t¨ng lªn m¹nh h¬n 50% l­îng l­u huúnh cã dÇu má tËp trung ë ph©n ®o¹n nµy gåm c¸c d¹ng disunfua , thiophen, sunfua vßng … c¸c hîp chÊt Nit¬ th­êng ë d¹ng ®ång ®¼ng pyridin, pyrol vµ cacbazol. C¸c hîp chÊt cña oxi ë d¹ng axÝt, c¸c kim lo¹i nÆng nh­ V, Ni , Cu , Pb…c¸c chÊt nhùa, asphanten ®Òu cã mÆt trong ph©n ®o¹n. Th«ng th­êng ng­êi ta t¸ch ph©n ®o¹n dÇu nhên b»ng c¸ch ch­ng cÊt ch©n kh«ng phÇn cÆn dÇu má, ®Ó tr¸nh ph©n huû ë nhiÖt ®é cao. 6.2. øng dông. C¸c ph©n ®o¹n dÇu nhên hÑp tõ 320(4000C, 400(4500C, 420(4500C, 450(5000C ®­îc dïng ®Ó s¶n xuÊt c¸c lo¹i dÇu nhên b«i tr¬n kh¸c nhau. Ngoµi ra ph©n ®o¹n nµy cßn ®­îc dïng ®Ó s¶n xuÊt s¶n ph©m tr¾ng, c¸c s¶n phÈm tr¾ng lµ tªn gäi cña ba lo¹i nhiªn liÖu x¨ng, kerosen vµ diezel, ®ã lµ c¸c lo¹i nhiªn liÖu ®­îc sö dông nhiÒu nhÊt, quan träng nhÊt. §Ó lµm t¨ng sè l­îng c¸c nhiªn liÖu nµy cã thÓ tiÕn hµnh ph©n huû gasoil nÆng b»ng ph­¬ng ph¸p cracking hoÆc hydrocracking, víi c¸ch nµy cã thÓ biÕn c¸c cÊu tö C21( C40 thµnh x¨ng (C5(C11); kerosen(C11( C16), diezel(C16( C20) nh­ vËy n©ng cao ®­îc hiÖu suÊt sö dông cña dÇu má. 7. Ph©n ®o¹n Gudron. 7.1. Thµnh phÇn ho¸ häc Gudrol lµ thµnh phÇn cßn l¹i sau khi ®· ph©n t¸ch c¸c ph©n ®o¹n kª trªn, cã nhiÖt ®é s«i lín h¬n 5000C gåm c¸c hydrocacbon lín h¬n C41 giíi h¹n cuèi cïng cã thÓ lªn ®Õn C80. Thµnh phÇn cña ph©n ®o¹n nµy phøc t¹p cã thÓ chia thµnh 3 nhãm chÝnh sau: nhãm chÊt dÇu; nhãm chÊt nhùa; nhãm asphanten. Ngoµi 3 nhãm chÊt chÝnh trªn, trong cÆn gudrol cßn cã c¸c hîp chÊt c¬ kim cña kim lo¹i nÆng, c¸c chÊt cacbon, cacboxit r¾n gièng nh­ cèc, mµu sÉm, kh«ng tan trong c¸cdung m«i th«ng th­êng, chØ tan trong pyridin. 7.2. øng dông. Ph©n ®o¹n cÆn gudrol ®­îc sö dông cho nhiÒu môc ®Ých kh¸c nhau nh­: s¶n xuÊt bitum, than cèc, bå hãng, nhiªn liÖu lß.Trong c¸c øng dông trªn, ®Ó s¶n xuÊt bitum lµ øng dông quan träng nhÊt. V. C¸c lo¹i s¬ ®å c«ng nghÖ . 1. Ph©n lo¹i s¬ ®å c«ng nghÖ. C¸c lo¹i s¬ ®å c«ng nghÖ ch­ng luyÖn dÇu má ë ¸p suÊt th­êng gåm: S¬ ®å bèc h¬i 1 lÇn vµ tinh luyÖn 1 lÇn trong cïng mét th¸p ch­ng luyÖn. Ph©n ®o¹n 1 Ph©n ®o¹n 2 Ph©n ®o¹n 3 Mazut H×nh 3. Lo¹i s¬ ®å nµy cã ­u ®iÓm lµ sù bèc h¬i ®ång thêi c¸c ph©n ®o¹n nhÑ vµ nÆng sÏ gãp phÇn lµm nÆng sÏ gãp phÇn lµm gi¶m ®­îc nhiÖt ®é bèc h¬i vµ n¨ng l­îng®un nãng trong dÇu lß. ThiÕt bÞ lo¹i nµy ®¬n gi¶n vµ gän gµng. Nh÷ng lo¹i nµy cã nh­îc ®iÓm : ®èi víi dÇu chøa nhiÒu khÝ hoµ tan còng nh­ chøa nhiÒu ph©n ®o¹n nhÑ, nhiÒu t¹p chÊt l­u huúnh, n­íc th× gÆp nhiÒu khã kh¨n trong qu¸ tr×nh ch­ng, ®ã lµ do ¸p suÊt trong c¸c thiÕt bÞ trong s¬ ®å ®Òu lín, nªn thiÕt bÞ ph¶i cã ®é bÒn lín, lµm b»ng vËt liÖu ®¾t tiÒn ®«i khi cßn cã hiÖn t­îng næ háng thiÕt bÞ do ¸p suÊt trong th¸p t¨ng ®ét ngét. Do vËy chØ dïng lo¹i dÇu má chøa Ýt phÇn nhÑ (kh«ng qu¸ 8(10%). S¬ ®å bèc h¬i 2 lÇn vµ tinh luyÖn 2 lÇn trong 2 th¸p nèi tiÕp nhau. Lo¹i nµy cã 2 s¬ ®å : s¬ ®å 1 (h×nh 4); s¬ ®å 2 ( h×nh 5) H×nh 4 H×nh 5 ThiÕt bÞ ch­ng cÊt theo s¬ ®å 1 ( h×nh 4 ) gåm 2 th¸p nèi tiÕp nhau , qu¸ tr×nh bèc h¬i 2 lÇn vµ tinh luyÖn 2 lÇn trong 2 th¸p nèi tiÕp nhau. Lo¹i nµy th­êng ¸p dông ®Ó chÕ biÕn nh÷ng lo¹i dÇu cã chøa nhiÒu ph©n ®o¹n nhÑ, nh÷ng hîp chÊt chøa l­u huúnh vµ n­íc. ¦u ®iÓm : nhê cÊu tö nhÑ n­íc ®­îc t¸ch ra s¬ bé ë th¸p thø nhÊt, nªn trong c¸c èng xo¾n cña lß vµ th¸p thø 2 kh«ng cã hiÖn t­îng t¨ng ¸p suÊt ®ét ngét nh­ trong s¬ ®å trªn. MÆt kh¸c c¸c hîp chÊt chøa l­u huúnh g©y ¨n mßn thiÕt bÞ ®· ®­îc tho¸t ra ë ®Ønh th¸p thø nhÊt. Do vËy trong th¸p ch­ng thø 2 kh«ng cÇn dïng vËt liÖu ®¾t tiÒn, cã thÓ sö dông th¸p th­êng. Nh÷ng hi®rocacbon nhÑ ®­îc lo¹i ra ë th¸p thø nhÊt cho phÐp ®un dÇu lµm viÖc víi hÖ sè trao ®æi nhiÖt lín, gi¶m ®¸ng kÓ c«ng suÊt cÇn thiÕt cña lß ®un dÇu chÝnh. Nhê lo¹i nµy lo¹i bá ®­îc n­íc ngay ë th¸p thø nhÊt nªn th¸p chÝnh thø 2 lµm viÖc an toµn h¬n. Nh­îc ®iÓm cña s¬ ®å nµy lµ ph¶i ®un nãng dÇu trong lß víi nhiÖt ®é cao h¬n 5(100C so víi s¬ ®å trªn. Cã thÓ h¹n chÕ kh¾c phôc hiÖn t­îng nµy b»ng c¸ch cho h¬i n­íc vµo nh÷ng èng cuèi cïng cña lß ®Ó gi¶m ¸p suÊt riªng cña c¸c hi®rocacbon. S¬ ®å 2 ( h×nh 5) lµ hÖ thèng bèc h¬i 2 lÇn vµ tinh luyÖn 1 lÇn trong th¸p ch­ng luyÖn . S¬ ®å nµy dïng phæ biÕn, ë s¬ ®å nµy cã tinh luyÖn phÇn nhÑ vµ phÇn nÆng x¶y ra ®ång thêi trong cïng mét th¸p chÝnh thø 2. Nh­ vËy cã phÇn nµo gi¶m bít nhiÖt ®é ®un nãng dÇu trong lß. S¬ ®å ch­ng cÊt ¸p suÊt thuêng vµ ¸p suÊt ch©n kh«ng . HiÖn nay trong c«ng nghÖ chÕ biÕn dÇu má ng­êi ta th­êng kÕt hîp ch­ng cÊt th­êng vµ ¸p suÊt ch©n kh«ng trong 1 s¬ ®å liªn tôc kÕt hîp gi÷a ch­ng ¸p suÊt th­êng vµ ¸p suÊt ch©n kh«ng. VÒ mÆt kinh tÕ, t¨ng c«ng suÊt cña qu¸ tr×nh cïng mét trung t©m ®iÒu khiÓn tù ®éng. Cã hiÖu qu¶ vÒ kinh tÕ rÊt nhiÒu. 2. C¸c yÕu tè ¶nh h­ëng. C¸c yÕu tè ¶nh h­ëng trùc tiÕp lªn hiÖu suÊt vµ chÊt l­îng cña s¶n phÈm thu cña qu¸ tr×nh ch­ng luyÖn lµ nhiÖt ®é, hiÖu suÊt vµ ph­¬ng ph¸p håi l­u….. ChÕ ®é vµ c«ng nghÖ ch­ng cÊt phô thuéc vµo chÊt l­îng dÇu th« ban ®Çu, vµo môc ®Ých vµ yªu cÇu cña qu¸ tr×nh, chñng lo¹i s¶n phÈm cÇn thu vµ ph¶i cã d©y chuyÒn c«ng nghÖ hîp lý. V× v©y khi thiÕt kÕ qu¸ tr×nh ch­ng cÊt chóng ta ph¶i xÐt kü vµ kÕt hîp ®Çy ®ñ tÊt c¶ c¸c yÕu tè ®Ó qu¸ tr×nh ch­ng cÊt ®¹t hiÖu qu¶ kinh tÕ cao. 2.1. ChÕ ®é nhiÖt cña th¸p ch­ng luyÖn. NhiÖt ®é lµ mét th«ng sè c¬ b¶n cña qu¸ tr×nh ch­ng luyÖn. B»ng c¸ch thay ®æi chÕ ®é nhiÖt ®é cña th¸p sÏ ®IÒu chØnh ®­îc chÊt l­îng vµ hiÖu suÊt cña s¶n phÈm. ChÕ ®é nhiÖt ®é cña th¸p lµ nhiÖt ®é cña nguyªn liÖu vµo, nhiÖt ®é ®Ønh th¸p vµ nhiÖt ®é ®¸y th¸p. NhiÖt ®é cña nguyªn liÖu (dÇu th«) khi vµo th¸p ch­ng ®­îc khèng chÕ tuú theo b¶n chÊt cña lo¹i dÇu th«, møc ®é ph©n chia s¶n phÈm, ¸p suÊt trong th¸p vµ l­îng h¬i n­íc ®­a vµo ®¸y th¸p nh­ng ph¶i tr¸nh ®­îc sù ph©n huû cña nguyªn liÖu ë nhiÖt ®é cao, do vËy nhiÖt ®é cña lß èng ®èt nãng ph¶i ®­îc khèng chÕ chÆt chÏ. NhiÖt ®é ®¸y th¸p ch­ng luyÖn phô thuéc vµo ph­¬ng ph¸p bay h¬i vµ phÇn håi l­u ®¸y b»ng mét thiÕt bÞ ®èt nãng riªng th× nhiÖt ®é ®¸y th¸p sÏ øng víi nhiÖt ®é bèc h¬i c©n b»ng ë ¸p suÊt t¹i ®¸y th¸p. NÕu bèc h¬i b»ng c¸ch dïng h¬i n­íc th× nhiÖt ®é ®¸y th¸p sÏ thÊp h¬n nhiÖt ®é vïng n¹p liÖu. NhiÖt ®é ®¸y th¸p ph¶i chän tèi ­u tr¸nh sù ph©n huû c¸c cÊu tö nÆng nh­ng ph¶i ®ñ ®Ó t¸ch hÕt h¬i nhÑ khái phÇn cÆn ®¸y. NhiÖt ®é ®Ønh th¸p ph¶i ®­îc khèng chÕ nh»m ®¶m b¶o ®­îc sù bay h¬i hoµn toµn s¶n phÈm ®Ønh mµ kh«ng g©y nªn sù bay h¬i c¸c phÇn kh¸c. Muèn vËy ng­êi ta ph¶i dïng håi l­u ®Ønh th¸p ®Ó t¸ch x¨ng ra khái ph©n ®o¹n kh¸c. NhiÖt ®é ®Ønh th¸p ch­ng khi ®ang ch­ng cÊt ë ¸p suÊt khÝ quyÓn cÇn gi÷ trong kho¶ng 100(1200C. Cßn víi th¸p ch­ng ë ¸p suÊt ch©n kh«ng th­êng gi÷ nhiÖt ®é ®Ønh th¸p kh«ng qu¸ 1000C vµ ¸p suÊt ch­ng tõ 10(70 mm Hg ®Ó t¸ch hÕt phÇn gasoil nhÑ cßn lÉn trong nguyªn liÖu . Dïng håi l­u sÏ t¹o ®iÒu kiÖn ph©n chia tèt. Håi l­u ®Ønh th¸p th­êng cã 2 d¹ng: + Håi l­u nãng ®­îc thùc hiÖn b¨ng c¸ch cho ng­ng tô mét phÇn h¬i s¶n phÈm ®Ønh ë nhiÖt ®é s«i cña nã, sau ®ã cho t­íi trë l¹i ®Ønh th¸p. Nh­ vËy chØ cÇn cÊp mét l­îng nhiÖt ®Ó bèc h¬i .T¸c nh©n lµm l¹nh cã thÓ dïng n­íc hay chÝnh s¶n phÈm l¹nh. C«ng thøc l­îng nhiÖt håi l­u nãng : Rn=
Trong ®ã : Rn lµ l­îng håi l­u nãng ( kg/h) Q lµ l­îng nhiÖt håi l­u cÇ lÊy ®Ó bèc h¬i (kcal/h) L lµ l­îng nhiÖt ng­ng tô cña s¶n phÈm láng ( kcal/h) Do thiÕt bÞ håi l­u nãng khã l¾p r¸p vµ cã nhiÒu khã kh¨n cho viÖc vÖ sinh, ®Æc biÖt c«ng suÊt cña th¸p lín ngµy cµng Ýt dïng. + Håi l­u nguéi lµ qu¸ tr×nh lµm nguéi hoÆc ng­ng tô s¶n phÈm ®Ønh råi t­íi trë l¹i ®Ønh th¸p. Khi ®ã l­îng nhiÖt ®Ó cÊp cho phÇn håi l­u cÇn thu l¹i mét luîng nhiÖt cÇn thiÕt ®Ó ®un nãng nã ®Õn nhiÖt ®é s«i vµbay h¬i, do vËy håi l­u nguéi tÝnh b»ng c«ng thøc:
Trong ®ã : Rng lµ l­îng håi l­u nguéi.