Quá trình chưng cất dầu thô trong công nghiệp dầu khí
Chưng cất dầu trong công nghiệp hoạt động giải trí liên tục ở nhiệt độ không quá 370 oC – nhiệt độ hydrocarbon mở màn phân hủy – cracking. Từ dầu thô nhận được những sản phẩm sáng như xăng, dầu hỏa, diesel. Sau khi chưng cất khí quyển ( AR ) cặn mazut được đưa sang cụm chưng cất chân không ( VR ) trong phối hợp chưng cất khí quyển – chân không ( AVR ). Nhờ chưng cất chân không nhận được thêm những phân đoạn dầu nhờn và cặn gudron .
1. Cơ sở lý thuyết của quá trình chưng cất
1.1 Sự sôi của dung dịch
Bạn đang đọc: Quá trình chưng cất dầu thô trong công nghiệp dầu khí
Sự sôi của chất nguyên chất : Một chất lỏng sẽ sôi ở nhiệt độ mà tại đó áp suất hơi bão hoà của nó bằng áp suất môi trường tự nhiên đè lên mặt thoáng. Ví dụ như nước sẽ sôi ở 1000C tại P = 1 atm ( 760 mmHg ) .
| Nhiệt độ sôi của Butan | |
| Áp suất, atm | Nhiệt độ,oC |
| 1 | 0 |
| 3.41 | 36 |
| 4.80 | 50 |
Ta gọi chất có áp suất hơi bão hoà lớn, có nhịêt độ sôi thấp là chất dễ sôi. Chất khó sôi có áp suất hơi bão hoà bé, có nhiệt độ sôi cao .
Thành phần pha hơi sinh ra khi đun sôi một dung dịch : Pha hơi sinh ra khi chất lỏng nguyên chất sôi là pha hơi đơn chất. Pha hơi sinh ra khi một dung dịch sôi là một hỗn hợp của tổng thể những hợp phần của dung dịch và có thành phần phụ thuộc vào vào thành phần của dung dịch lỏng theo định luật Konovalov .
Định luật Konovalov : Khi sôi một dung dịch lỏng cho ra một pha hơi giàu chất dễ sôi hơn so với dung dịch lỏng .
1.2 Nguyên lý của quá trình chưng cất
Chưng cất là quy trình tách một dung dịch bằng cách đun sôi nó, rồi ngưng tụ hơi bay ra để được 2 phần : Phần nhẹ là distillat có nhiệt độ sôi thấp, chứa nhiều chất dễ sôi, còn phần nặng còn lại là cặn chưng cất ( redue ) .
Như vậy, phép chưng cất hoàn toàn có thể thu được Distillat có thành phần mong ước bằng cách chưng cất nhiều lần .
Nhưng chưng cất nhiều lần như vậy rất phiền phức, tốn thời hạn mà không kinh tế tài chính. Để khắc phục điểm yếu kém này ta dùng mạng lưới hệ thống chưng cất có cột chưng cất. Cột chưng cất có số đĩa kim chỉ nan càng lớn, thì có năng lực cho một distillat có thành phần khác càng nhiều so với dung dịch trong bình đun, tức là distillat rất giàu chất dễ bay hơi. Dùng cột chưng cất có nhiều đĩa kim chỉ nan hoàn toàn có thể thu được distillat là chất dễ bay hơi gần như tinh khiết .
2. Cơ sở lý thuyết chưng cất dầu mỏ
Nhằm phân tách dầu thô thành những phân đoạn thích hợp dựa vào nhịêt độ sôi của những cấu tử và không làm phân huỷ chúng .
2.1 Chưng cất đơn giản
Chưng cất bay hơi từ từ : Chủ yếu dùng trong phòng thí nghiệm để xác lập đường cong chưng cất Enghen. Chưng cất bay hơi một lần : Cho phép nhận được phần chưng cất lớn hơn so với bay hơi một lần .
Chưng cất bay hơi nhiều lần : Cho phép quy trình tách những phân đoạn theo mong ước .
2.2 Chưng cất phức tạp
Chưng cất có hồi lưu : Để nâng cao năng lực phân loại hỗn hợp lỏng, người ta triển khai cho hồi lưu một phần sản phẩm đỉnh. Nhờ sự tiếp xúc thêm mộy lần giữa pha lỏng ( hồi lưu ) và pha hơi trong tháp được làm giàu thêm cấu tử nhẹ nhờ đó mà độ phân loại cao hơn .
Chưng cất có tinh luyện : Dựa vào quy trình trao đổi chất nhiều lần giữa pha lỏng và hơi nhờ vào những đĩa hay đệm. Chưng cất sẽ có độ phân loại cao hơn nếu tích hợp với hồi lưu
Sơ đồ tiếp xúc giữa dòng lỏng và hơi trong tháp chưng cất
Chưng cất chân không và chưng cất với hơi nước : Độ bền nhiệt những cấu tử trong dầu nhờ vào đa phần vào nhiệt độ và thời hạn lưu. Đối với những phân đoạn có nhiệt độ sôi cao, người ta cần tránh sự phân huỷ chúng ( giảm độ nhớt, độ bền oxy hoá … ) bằng cách hạn chế nhiệt độ ( 320 o – 420 oC ) chưng cất. Nếu nhiệt độ sôi cao hơn nhiệt độ phân huỷ tất cả chúng ta dùng chưng cất chân không hay chưng cất hơi nước. Hơi nước làm giảm áp suất hơi riêng phần làm chúng sôi ở nhiệt độ thấp hơn .
2.3 Đĩa chưng cất (Tray)
Trong công nghệ tiên tiến dầu khí, để chưng cất những lượng khổng lồ ( hàng triệu tấn / năm ). Người ta dùng những thiết bị chưng cất khổng lồ, hoạt động giải trí liên tục .
Hơi nguyên vật liệu sẽ bay lên đỉnh tháp và phần lỏng sẽ chảy xuống phần dưới tháp. Sự tiếp xúc giữa hai dòng này được triển khai một cách đặc biệt quan trọng nhờ những đĩa .
Tại những đĩa xảy ra quy trình trao đổi nhiệt giữa dòng hơi và dòng lỏng. Đồng thời tại đây cũng xảy ra quy trình trao đổi chất, phần nhẹ trong pha lỏng bay hơi theo pha hơi, phần nặng trong pha hơi ngưng tụ theo dòng lỏng .
Như vậy, khi dòng hơi lên đến đỉnh thì rất giàu cấu tử nhẹ, còn dòng lỏng đi xuống đáy lại giàu cấu tử nặng hơn .
Có rất nhiều dạng đĩa khác nhau được sử dụng tuỳ vào loại nguyên vật liệu. Nhưng mục tiêu chung nhằm mục đích bảo vệ sự tiếp xúc giữa pha lỏng và pha hơi phải lớn để quy trình phân tách hiệu suất cao .
Hiện nay, sử dụng hầu hết những dạng đĩa sau :
− Đĩa nhiều lỗ ( Sieve Trays )
− Đĩa chụp ( Bubble – Cap Trays )
− Đĩa ống khói ( Chimmey Trays )
− Đĩa Van ( Valve Trays )
Mâm kiểu van
Sự phân bố dòng chảy qua van ảnh hưởng rất lớn đến sự tiếp xúc pha và chất lượng các phân đoạn. Một số kiểu phân bố dòng chảy trong tháp được trình bày như sau:
2.4 Sự Stripping
Đối với chưng cất dầu thô, dòng trích ngang luôn có lẫn sản phẩm đỉnh .
Để vô hiệu những cấu tử nhẹ này, người ta triển khai quy trình tái hoá hơi riêng phần những phần nhẹ. Quá trình này gọi là quy trình stripping .
Quá trình này được thực thi trong những cột nhỏ từ 4-10 đĩa, đặt bên cạnh tháp chưng cất khí quyển và thường dùng hơi nước trực tiếp .
Ngoài ra hoàn toàn có thể stripping bằng nhiệt ( phân đoạn Kerozen ) .
2.5 Sự hồi lưu (Relux)
Nhằm tạo ra dòng lỏng có nhiệt độ thấp đi từ đỉnh tháp xuống đáy tháp để trao đổi nhiệt với dòng hơi. Từ đó làm cho quy trình trao đổi chất tách phân đoạn được triệt để và thu được chất lượng distillat mong ước .
Tỉ lệ dòng hoàn lưu phụ thuộc vào vào nhiều yếu tố, trong đó yếu tố kinh tế tài chính là bài toán quyết định hành động .
Khi tỉ lệ hoàn lưu tăng, số mâm giảm nhưng đường kính tháp tăng lên. Chủ yếu có 3 dạng sau :
− Hồi lưu nóng: Sử dụng dòng hồi lưu ở trạng thái lỏng sôi.
− Hồi lưu lạnh: Nhiệt độ dòng hồi lưu ở dưới điểm lỏng-sôi.
− Hồi lưu vòng: Lấy các sản phẩm ở các mâm dưới hồi lưu lên các mâm trên sau khi đã làm lạnh.
3. Chưng cất dầu thô ở áp suất khí quyển
Trong chưng cất sôi dần hơi tạo thành thoát ra khỏi thiết bị chưng cất ngay lập tức, ngưng tụ trong thiết bị làm lạnh – ngưng tụ và được tịch thu dưới dạng distillat. Ngược lại, trong sôi một lần hơi tạo thành trong quy trình nung nóng không thoát ra khỏi thiết bị cất cho đến khi đạt đến nhiệt độ nào đó, khi đó có một lượng pha hơi tách ra chất lỏng. Nhưng cả hai giải pháp chưng cất này đều không hề phân tách dầu và sản phẩm dầu thành những phân đoạn hẹp vì có một lượng thành phần có nhiệt sôi cao rơi vào ohần cất ( distillat ) và một phần phân đoạn nhiệt độ sôi thấp ở lại trong pha lỏng. Do đó phải triển khai ngưng tụ hồi lưu hoặc tinh cất. Với quy trình này, dầu và sản phẩm dầu được nung nóng trong bình cầu. Hơi tạo thành khi chưng cất phần nhiều không chứa thành phần sôi cao, được làm lạnh trong thiết bị ngưng tụ hồi lưu và chuyển sang thể lỏng – phần hồi lưu. Chất hồi lưu chảy xuống dưới, lại gặp hơi tạo thành. Nhờ trao đổi nhiệt thành phần sôi thấp của phần hồi lưu hóa hơi, còn phần có nhiệt độ sôi cao trong hơi sẽ ngưng tụ. Trong quy trình tiếp xúc này sự phân tách sẽ tốt hơn .
Tinh cất là sự tiếp xúc giữa dòng hơi bay lên và dòng lỏng chảy xuống – phần hồi lưu. Để tinh cất tốt phải tạo điều kiện kèm theo tiếp xúc giữa pha hơi và pha lỏng. Sự tiếp xúc này thực thi được nhờ vào thiết bị tiếp xúc phân bổ trong tháp ( đệm, mâm .. ). Mức phân tách của những thành phần phụ thuộc nhiều vào số bậc tiếp xúc và lượng hồi lưu chảy xuống gặp hơi .
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 ) .
Hình trên là sơ đồ nguyên tắc cụm chưng cất dầu ở áp suất khí quyển. 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 thiết yếu và được dẫn vào khoang bay hơi ( vùng cấp ) của tháp chưng cất ( 2 ). Trong quy 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 những 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 vật liệu ở dưới tháp người ta đưa nhiệt vào mâm ở đầu cuối. 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 ở đầu cuối và tiếp xúc với pha lỏng chảy xuống và khiến cho pha lỏng giàu những chất có nhiệt độ sôi cao .
3.1 Chưng cất dầu có tác nhân bay hơi
Một trong những chiêu thức tăng hàm lượng những chất có nhiệt độ sôi cao trong cặn chưng cất là đưa vào phần dưới của tháp chưng cất tác nhân bay hơi. Tác nhân bay hơi được ứng dụng là hơi nước, khí trơ ( nitơ, khí cacbonic, khí dầu ), hơi xăng, ligroin hoặc kerosel .
Tác nhân bay hơi được sử dụng thoáng đãng nhất là hơi nước. Khi có hơi nước trong tháp chưng cất, áp suất riêng phần của hydrocarbon giảm và dẫn tới nhiệt độ sôi giảm. Nhờ đó, hydrocarbon có nhiệt độ sôi thấp nhất còn lại trong pha lỏng sau khi cất một lần sẽ chuyển sang pha hơi và bay lên. Hơi nước hoạt động dọc theo tháp chưng cất và bay ra cùng sản phẩm đỉnh, làm giảm nhiệt độ trong tháp xuống 10 ÷ 20 oC. Nên sử dụng hơi quá nhiệt và đưa nó vào tháp với nhiệt độ bằng nhiệt độ của nguyên vật liệu nạp vào tháp hoặc cao hơn đôi chút. Thường hơi nước sau khi qua máy bơm hơi và turbin có áp suất tăng đến 2 ÷ 3 atm, được nung nóng trong ống ruột gà của lò nung dạng ống
và nạp vào tháp với nhiệt độ 350 ÷ 450 oC .
3.2 Sơ đồ 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 45 oC, 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 những dòng dầu từ lò L-1 nhập lại và được bơm trở lại đáy tháp K-1 bằng 2 dòng .
Sơ đồ công nghệ tiên tiến cụm chưng cất khí quyển 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 .
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 tịch thu 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 80 oC, sau đó đi vào thiết bị làm lạnh bằng nước T-7a. Phần ngưng ( nhiệt độ 45 oC ) được đưa vào bể chứa E-3, trong đó nước được tách ra khỏi xăng ( nước thải ra mạng lưới hệ thống thải ). Xăng từ bể chứa E-3 được bơm bằng máy bơm H-4 vào trên tháp K-2 để kiểm soát và điều chỉnh nhiệt độ trên tháp, phần xăng dư qua van kiểm soát và 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 ÷ 280 oC, dòng thứ hai – vào dưới cửa trích phân đoạn 280 ÷ 350 oC. 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 ÷ 220 oC được máy bơm H-18 bơm qua mạng lưới hệ thống trao đổi nhiệt và làm lạnh ( T-22, T-22a ) vào mạng lưới hệ thống làm sạch .
Phân đoạn 220 ÷ 280 oC 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 kiểm soát và điều chỉnh lưu lượng và đi vào ống dẫn của nguyên vật liệu diesel. Từ mâm thứ 30 hoặc 32 của tháp K-2 phân đoạn nguyên vật liệu diesel ( 280 ÷ 350 oC ) 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 .
Từ đáy tháp K-9 phân đoạn 280 ÷ 350 oC được máy bơm H-20 bơm qua mạng lưới hệ thống trao đổi nhiệt T-11 để nung nóng phân đoạn xăng trước tháp không thay đổi K – 8 và được đưa vào ống dẫn chung của nguyên vật liệu diesel. Mazut từ đáy tháp K – 2 được máy bơm H-21 bơm sang cụm chưng cất chân không .
3.3 Chế độ công nghệ
Dưới đây là chính sách công nghệ tiên tiến đặc trưng của cụm chưng cất khí quyển :
Tháp K-1 Ngưỡng cho phép
Lưu lượng nguyên vật liệu, m3 / h ≤ 1.250
Nhiệt độ, oC
– Dầu thô vào tháp ≥ 200
– Dòng hồi lưu ≤ 340
– Đỉnh tháp theo chất lượng của phân đoạn sôi đầu – 85 oC
– Đáy tháp ≤ 240 oC
Áp suất tháp ( trên ), atm ≤ 6,0
Ngân sách chi tiêu hơi, m3 / h 90
Tháp K-2
Nhiệt độ, oC
– Nguyên liệu vào tháp ≥ 360
– Dòng hồi lưu :
+ thứ I tại cửa ra khỏi tháp 170
+ thứ II tại cửa ra khỏi tháp 260
+ thứ I tại cửa vào tháp 70
+ thứ II tại cửa vào tháp 80
Lò nung
Nhiệt độ, oC
– tại cửa ra khỏi lò ≤ 800
– khí khói trên vách ngăn ≤ 800
– Đỉnh tháp theo chất lượng của phân đoạn sôi đầu – 85 oC
– Đáy tháp ≤ 240 oC
Áp suất tháp ( trên ), atm ≤ 6,0
4. Chưng cất dầu thô ở áp suất chân không
Sau khi chưng cất dầu dưới áp suất khí quyển ở nhiệt độ 350 ÷ 370 oC, để chưng cất tiếp cặn còn lại cần chọn điều kiện kèm theo để loại trừ năng lực cracking và tạo điều kiện kèm theo thu được nhiều phần cất nhất. Phụ thuộc vào nguyên vật liệu từ cặn chưng cất khí quyển ( mazut ) hoàn toàn có thể thu được distilat dầu nhờn cho cụm sản xuất dầu nhờn, hoặc gasoil chân không – là nguyên vật liệu cho cracking xúc tác. Phương pháp phổ cập nhất để tách những phân đoạn ra khỏi mazut là chưng cất trong chân không. Chân không hạ nhiệt độ sôi của hydrocarbon và được cho phép lấy được distilat có nhiệt độ sôi 500 oC ở nhiệt độ 410 ÷ 420 oC. Tất nhiên khi gia nhiệt cặn dầu đến 420 oC thì sẽ diễn ra cracking 1 số ít hydrocarbon, nhưng nếu distilat nhận được sau đó được chế biến thứ cấp thì sự hiện hữu của những hydrocarbon không no không có tác động ảnh hưởng đáng kể. Để điều chế distilat dầu nhờn thì phân hủy cặn phải tối thiểu bằng cách tăng hơi nước, giảm chênh lệch áp suất trong tháp chân không. Nhiệt độ sôi của hydrocarbon giảm mạnh nhất khi áp suất dư thấp hơn 50 mmHg. Do đó cần ứng dụng chân không sâu nhất mà chiêu thức được cho phép .
Ngoài ra, để tăng hiệu suất distilat từ mazut đưa vào tháp chân không hơi nước quá nhiệt hoặc chưng cất cặn chân không ( gudron ) với tác nhân bay hơi ( phân đoạn ligroin – kerosen ) .
Chân không tạo thành nhờ thiết bị ngưng tụ khí áp hoặc máy bơm chân không ( bơm piston, bơm rotary, bơm phun hoặc bơm tia ) mắc tiếp nối đuôi nhau với nhau .
4.1 Hệ thiết bị ngưng tụ khí áp – bơm phun.
Trong hệ này hơi thoát ra từ đỉnh tháp chân không, ngưng tụ ngay lập tức trong thiết bị ngưng tụ khí áp và sau đó được hút bằng máy bơm chân không ( thường bơm phun hơi ). Áp suất dư trong thiết bị ngưng tụ khí áp nhờ vào vào nhiệt độ nước thải, nhưng không thấp hơn áp suất hơi nước bão hòa ở nhiệt độ nào đó. Nước từ thiết bị ngưng tụ khí áp bị nhiễm sản phẩm dầu và hợp chất lưu huỳnh ( thường 5,5 % so với mazut ). Vì vậy để giảm dòng nước nhiễm bẩn trong xí nghiệp sản xuất nước thải được sử dụng lại. Tuy nhiên, khi đó nhiệt độ nước đổ vào thiết bị ngưng tụ khí áp sẽ tăng đôi chút và phải trang bị thêm phụ kiện cho hệ cấp nước .
Trong sơ đồ tạo chân không bằng hệ thiết bị ngưng tụ khí áp – bơm phun. Sản phẩm dầu ngưng tụ trong thiết bị ngưng tụ không hòa loãng bằng nước lạnh, nhờ đó nó thuận tiện tách ra khỏi condensat, được thu gom vào bể lắng và giếng khí áp .
4.2 Hệ bơm phun – thiết bị ngưng tụ khí áp.
Trong sơ đồ này hơi từ trên tháp chân không đưa trực tiếp vào bơm phun, còn độ sâu của chân không không phụ thuộc vào vào nhiệt độ của nước thoát ra từ thiết bị ngưng tụ khí áp. Nhờ đó hoàn toàn có thể tạo chân không sâu hơn ( áp suất dư đạt 5 ÷ 10 mmHg ). Độ sâu chân không phụ thuộc vào vào đối áp tại cửa ra của bơm phun, vì thế để tạo chân không sâu cần mắc tiếp nối đuôi nhau vài bơm phun .
4.3 Đặc điểm chưng cất trong tháp chân không
Đặc điểm chưng cất trong tháp chân không tương tự như như trong tháp chưng cất khí quyển. Tuy nhiên nó cũng có 1 số ít đặc thù riêng tương quan với áp suất dư trong tháp thấp, điều kiện kèm theo nung nóng nguyên vật liệu có thành phần phân đoạn nặng. Trong tháp chân không cần tạo điều kiện kèm theo để cất được nhiều nhất và phân hủy tối thiểu. Để làm được điều này cần sử dụng thiết bị tạo chân không để có được áp suất chân không thấp nhất trong hệ. Để giảm thời hạn lưu của mazut trong lò nung và giảm trở lực nên sử dụng lò nung hai chiều, đưa hơi nước vào ống xoắn của lò, giảm thiểu khoảng cách giữa cửa nhập liệu vào tháp và cửa ra khỏi lò nung, tăng đường kính ống dẫn nguyên vật liệu, giảm thiểu những chỗ uốn góc, dạng chữ S .
Cấu tạo của tháp chân không khác với tháp chưng cất khí quyển nhằm mục đích giảm thời hạn lưu của cặn trong tháp để tránh phân hủy nó dưới công dụng của nhiệt độ cao. Do lưu lượng những dòng hơi trong tháp chân không lớn, nên đường kính của những tháp này lớn hơn nhiều so với tháp cất khí quyển ( 8 ÷ 12 m ). Do sự phân bổ của chất lỏng và bọt sủi không giống hệt nên hiệu suất cao của mâm không cao. Để phân bổ chất lỏng đồng đều trên những mâm nên sử dụng cấu trúc mâm đặc biệt quan trọng ( mâm lưới, van ( xupap ) và sàng ) .
4.4 Sơ đồ công nghệ cụm chưng cất chân không
Sơ đồ nguyên tắc cụm chưng cất chân không trình diễn trong hình .
Mazut từ dưới tháp K-2 được máy bơm H-21 ( không vẽ trong sơ đồ ) bơm vào ống xoắn của lò nung L-3 và sau khi nung nóng đến 400 ÷ 410 oC được dẫn vào tháp chưng cất chân không K-10. Để giảm sự phân hủy của mazut khi nung nóng ở nhiệt độ cao và tạo cốc trong những ống lò nung và tăng phần cất, thêm hơi nước quá nhiệt vào từng dòng chảy qua lò nung tại cửa vào tháp K-1. Ở đỉnh tháp chưng cất chân không K-10 giữ áp suất không quá 50 mmHg. Khí sinh ra khi phân hủy mazut cùng hơi nước được dẫn sang thiết bị ngưng tụ T-35, trong đó hơi nước ngưng tụ, còn khí được hút bằng máy bơm chân không – phun ba cấp H-1. Phần ngưng tụ từ T-35 được đưa vào bể chứa E-22, từ đó vào bể chứa B, nước từ đó được thải ra còn sản phẩn dầu tích tụ trong bể lắng được máy bơm H-40 bơm vào cửa nạp của máy bơm nguyên vật liệu .
Từ mâm 15 của tháp chân không K-10 dòng hồi lưu trên được máy bơm H-24 hút ra và bơm qua những thiết bị trao đổi nhiệt T-25, thiết bị ngưng tụ bằng không khí T-25a, máy lạnh T-28 và với nhiệt độ 50 oC được đưa trở lại mâm 18 của tháp K-10. Phân đoạn có nhiệt độ sôi dưới 350 oC dư được máy bơm H-24 bơm vào tháp K-2 hoặc vào đường ống nguyên vật liệu diesel. Cũng hoàn toàn có thể đưa dòng hồi lưu nóng vào mâm 14 nhờ máy bơm H-24 .
Từ mâm 9 trích phân đoạn 350 ÷ 500 oC ra dưới dạng sản phẩm trung gian, sau đó nó được máy bơm H-25 bơm qua thiết bị trao đổi nhiệt T-16 ( dòng nóng ), sau đó lượng phân đoạn 350 ÷ 500 oC thiết yếu quay trở lại tháp như dòng hồi lưu sau khi đã qua máy làm lạnh T-30, phần dư qua thiết bị trao đổi nhiệt T-1 và lấy ra ngoài .
Từ mâm thứ 9 của tháp K-10 dòng hồi lưu dưới được máy bơm H-26 bơm vào thiết bị trao đổi nhiệt T-18 và thiết bị làm lạnh T-31, trong đó nó được làm lạnh đến 170 oC và trở lại mâm số 6, còn phần dư quay trở lại tháp chưng cất khí quyển K-2. Từ bơm H-25 và H-26 hai dòng nóng trở lại tương ứng tại mâm thứ 8 và thứ 4 .
Từ đáy tháp K-10 gudron ( nhựa đường ) được máy bơm H-27 bơm qua thiết bị trao đổi nhiệt T-4, T-3, T-34, máy lạnh T-24 và với nhiệt độ không quá 100 oC được đưa vào bể chứa .
4.5 Chế độ công nghệ
Sơ đồ công nghệ tiên tiến cụm chưng cất chân không được phong cách thiết kế với mục tiêu nhận được phân đoạn 350 ÷ 500 oC ( nguyên vật liệu cho cracking xúc tác ) và nhựa đường ( gudron ) .
Tháp chân không được trang bị mâm van. Tất cả những mâm đều dạng hai dòng. Tổng số mâm là 18. Trên mâm nạp liệu và dưới mâm suất dòng hồi lưu giữa có lắp ráp lưới chặn. Dưới đây là chính sách công nghệ tiên tiến của cụm chân không :
Nhiệt độ, oC
Chế độ tối ưu Ngưỡng được cho phép
– Mazut tại cửa ra lò L-3 400 ≤ 420
– Vách ngăn lò L-3 700 ≤ 450
– Đỉnh tháp K-10 90 ≤ 100
– Đáy tháp 345 ≤ 350
– Hơi quá nhiệt 420 ≤ 440
Áp suất dư trong tháp K-10, mm Hg 60 ≥ 50
Áp suất hơi vào máy phun chân không, atm 11,0 ≥ 10,0
Nguồn Congnghedaukhi.com
Đánh giá bài viết
Source: https://thevesta.vn
Category: Sản Phẩm
