đồ án hoàn chỉnh - Copy

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ LỌC DẦU______________________________________________________________________

I. Đặt vấn đề

Một tháp chưng cất có 24 đĩa, làm việc ở áp suất khí quyển

Tháp chưng cất:

Công suất của tháp: 120 m3/h

Số đĩa: 24

Stripping :

- Đáy 6 %

- GO 6%

- Kerosen 5 %

- Xăng nặng 5%

Áp suất tại đỉnh tháp : 1,5 atm

Áp suất gây ra tại mỗi đĩa : 8mm Hg

Vị trí đĩa nạp liệu ở đáy tháp

Được mô tả như Hình1

Dầu thô:

Bảng 1 . Đặc trưng của dầu thô

Tỉ khối d= 0,840, Kw= 12,3

Phần chưng

cất [%V]

Nhiệt độ

[oC]

Tỉ khối tức

thời

Phần chưng

cất [%V]

Nhiệt độ

[oC]

Tỉ khối tức

thời

3 61 0.682 40 272 0.821

5 79 0.706 45 296 0.836

10 120 0.729 50 322 0.849

15 139 0.752 55 349 0.861

20 168 0.767 60 375 0.869

25 196 0.781 65 401 0.877

30 222 0.793 70 427 0.885

35 252 0.807 75 461 0.891

----------------------------------------------------------------------------------------------------------GVHD: Ts.Nguyễn Anh Dũng 1 SV: Mai Tuấn Văn – LHD K53


Dòng hơi bay lên từ dầu thô(Va): 54%

Dòng lỏng chảy xuống từ dầu thô: 46%

Phân tử lượng trung bình của dòng hơi (Va): 153

Sản phẩm chưng cất: Căn cứ vào đường TBP Hình 3 ta có thể chia dầu thô

thành 6 phân đoạn như sau :

Phân đoạn (PĐ) khí: 1 % thể tích

Phân đoạn (PĐ) xăng nhẹ: 12 % thể tích

Phân đoạn (PĐ) xăng nặng: 16 % thể tích

Phân đoạn (PĐ) kerosen: 6 % thể tích

Phân đoạn (PĐ) Gas Oil: 16 % thể tích

Phân đoạn (PĐ) cặn khí quyển AR: 49 % thể tích


Vùng đỉnh tháp

Vùng xăng nặng

Vùng kerosen

Vùng Gas Oil

Vùng nạp liệu

Vùng đáy tháp

Dầu thô

AR

Hơi nước

Kerosen

Xăng nặng

Gas Oil

Nước

Xăng nhẹ

PĐ khí


Hình 1. Sơ đồ tháp chưng cất khí quyển



Những vấn đề cần giải quyết :

1. Xác định vị trí đĩa lấy xăng, kerosen, gas oil khi biết nhiệt độ tại đĩa lấy

xăng, kerosen, gas oil lần lượt tương ứng là: 158 oC, 211 oC, và 251 oC.

2. Xây dựng sờ đồ điều khiển và mô tả quá trình điều khiển tháp chưng cất

trong câu 1 để thay đổi nhiệt độ vùng lấy sản phẩm mà anh chị xác định

tăng lên 10 oC.

II. Giải quyết vấn đề

1. Xác định vị trí đĩa lấy sản phẩm phân đọan xăng nặng

Phân tử lượng trung bình của các phân đoạn được xác định bằng Hình 2

Hình 2.Quan hệ giữa phân tử lượng M , hệ số đặc trưng Kw , nhiệt độ tới

hạn TK , nhiệt độ sôi trung bình phân tử và nhiệt độ sôi trung bình thể

tích .Độ nghiêng đường ASTM ở trục tung phần dưới [oC/%]



Tỉ khối của các phân đoạn được xác định bằng Hình 3

Hình 3.Các đường đặc trưng của dầu thô

(Đường M được tìm nhờ Hình 2. Đường flash được suy ra từ đường TBP)



Cụ thể ta có được bảng số liệu sau:

Bảng 2: Đặc trưng các phân đoạn

(coi số đo tỷ khối bằng số đo khối lượng riêng)

Phân đoạn %VThể tích

(m3/h)

Tỷ khối

d

Khối

lượng

(tấn/h)

Phân tử

lượng M

Số

Kmol/h

Khí 1 1,2 0,667 0,800 64 12,50

Xăng nhẹ 12 14,4 0,722 10,397 99 105,05

Xăng nặng 16 19,2 0,775 14,880 140 106,29

Kerosen 6 7,2 0,806 5,803 183 31,69

Gas Oil 16 19,2 0,837 16,070 220 73,05

∑ 51 61,2 0,783 49,950 146 328,58

AR 49 58,8 0,900 52,850 430 122,91

Dầu thô 100 120 0,840 100,800 223 451,49

a. Sơ đồ vùng lấy sản phẩm Xăng Nặng

Hình 4: Sơ đồ dòng vùng xăng nặng


Tháp stripping

W0 W1

W2

Đĩa lấy xăng nặng

T2 = 211 oC

V3R3

R3

W3

S3

L3

W3

L3’ = 19,2 m3/h

V2R2 Wo R2W1

L2

S2

W2hơi nước

Xăng nặng


Stripping 5% so với lượng xăng nặng lấy ra, Theo hình 3.15 – Tr63 [ 1] cần

42 kg hơi nước để stripping 1m3 xăng nặng .Vậy lượng hơi nước cần dùng để

sripping là:

W3 = 42.19,2 = 806,4 (Kg/h) = 44,8 (Kmol/h)

Ta có: V3 (tổng lượng hơi các phân đoạn từ xăng nặng trở lên) :

V3 = 1,2 + 14,4 +19,2 = 34,8 ( m3/h)

Khối lượng riêng của dòng V3:

(g/cm3)

S3 (dòng hơi stripping từ dòng lỏng L3) : S3 = L3 – L3’.

S3= (m3/h)

Ta coi rằng: S3 có tỷ khối bằng tỷ khối phân đoạn xăng nhẹ : dS3 = 0,718 (g/cm3)

=> mS3 = 1,01.0,718.103 = 725,18 (Kg/h)

Ta có: mL3 = mL3’ + mS3

19,2.0,775+1,01.0,718= (19,2+1,01). ρL3= 20,21. ρL3

=> ρL3 = ρR3 = 0,772 (g/cm3) mL3 = 15602 (kg/h)

Dựa vào các số liệu từ vùng lấy Kerosen và những tính toán bên trên ta có bảng

số liệu :

Bảng 3: Số liệu liên quan tới vùng lấy xăng nặng



(Nhiệt độ T3 = 158 oC)

DòngNhiệt độ

(oC)Tỷ khối

Thể tích

(m3/h)

Khối lượng

(kg/h)

Entanpy

Kcal/kg Kcal/h

Vào

V2(hơi) 211 0.759 42.0 31878 185 5897430

R2 (hơi) 211 0.804 68360 180 12304800

S2(hơi) 211 0.775 0.38 294,5 184 54188

R3 (lỏng) 158 0.772 R3 88 88R3

Wo+W1+ W2 211 8345 691 5766395

Ra

V3 (hơi) 158 0.749 34.8 26065,2 156 4066171

R2+ L2(lỏng) 211 0.804 74458 120 8934960

R3 (hơi) 158 0.772 R3 155 155R3

Wo+W1+W2 158 8345 666 5557770

Cân bằng Entanpy cho bảng số liệu trên, ta có:

5897430+12304800+54188+88R3+5766395=4066171+8934960+155R3+5557770

R3 = 81551 Kg/h

Lưu lượng mol dòng L3’ = 106,29 (kmol/h) (bảng 2)

Lưu lượng mol dòng (kmol/h)

Phân tử lượng dòng

Lưu lượng mol dòng R3 = 81551/137,1 = 594,8 (kmol/h)

Tổng số mol hơi qua đĩa lấy xăng nặng là :

12,5+105,05 +106,29 + 594,8 +8345/18 = 1282,25 (Kmol/h)

Số mol hơi xăng nặng tại đĩa lấy xăng nặng :

R3+L3’ = 594,8+106.29 = 701,1 (Kmol/h)

Áp suất hơi riêng phần : P3’ = . P3 (1)

Gọi x là vị trí đĩa ( tính từ trên xuống ) lấy sản phẩm xăng nặng

Áp suất tại đĩa lấy xăng nặng : P3 = 1,5 .760 + x.8 (2)



Theo bài ra nhiệt độ lấy phân đoạn xăng nặng là 158 oC , từ đó ta vẽ đường flash

của xăng nặng với T0 là 158 oC song song với đường flash của phân đọan xăng

nặng tại 1 atm ( như hình 5). Ta sẽ xác định được T50 của đường flash tại 1 atm

và T50 của đường flash tại 158oC . Sử dụng hình 6 ta sẽ xác định đựợc áp suất

riêng phần của xăng nặng tại 158oC là 644mmHg . P’3 = 644mmHg (3)

Hình 5 . Đường chưng cất của phân đoạn xăng nặng



Hình 6 . Quan hệ T50 đường flash ở các áp suất dưới 760 mmHg

Từ (1) (2) (3) => x = 4,7

Vậy vị trí đĩa lấy xăng nặng là đĩa số 5

TÀI LIỆU THAM KHẢO



[1]. Ts. Phan Tử Bằng, Giáo trình công nghệ lọc dầu, nhà xuất bản xây

dựng Hà Nội, 2002.

[2]. Ts. Phan Tử Bằng, Giáo trình hóa học dầu mỏ và khí tự nhiên, nhà xuất

bản giao thông vận tải Hà Nội, 1999.

[3]. Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất, tập 1, nhà xuất bản

khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, 2004.


Documents

đồ án hoàn chỉnh - Copy