Thiết kế phân xưởng chưng cất dầu mazut ở áp suất chân không qua việc tính toán chế độ của dây chuyền cũng như tính kinh tế sao cho tối ưu nhất

1. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
PhÇn I: më ®Çu
DÇu má ®îc con ngêi biÕt ®Õn vµ sö dông vµo thÕ kû 18 víi môc ®Ých th¾p
s¸ng. N¨m 1853 t¹i Mü xuÊt hiÖn giÕng khoan dÇu ®Çu tiªn ®©y lµ bíc chuyÓn m×nh
vµ ®i lªn cña ngµnh khai th¸c vµ chÕ biÕn dÇu má.
§Õn n¨m 1992, thÕ giíi ®· cã tíi 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
Xªót chiÕm 26% tæng s¶n lîng dÇu má trªn thÕ giíi.
Cho ®Õn nay khi cha cã sù thèng nhÊt nhng ®a sè d luËn khoa häc cho r»ng:
DÇu má cã nguån gèc h÷u c¬. Tuú thuéc vµo tuæi cña dÇu, ®é s©u vµ tÝnh chÊt ®Þa lý
mµ dÇu má cã thÓ kh¸c nhau. Nhng ®Æc ®iÓm chung cña dÇu ®Òu tån t¹i ë thÓ láng
s¸nh vµ dÝnh. DÇu th« cã mµu tèi hay gÆp lµ mµu n©u vµ ®en, cã mïi ®Æc trng khã
ngöi. DÇu má kh«ng tan trong níc nhÑ h¬n níc. Thµnh phÇn cña dÇu má lµ mét hçn
hîp phøc t¹p chøa chñ yÕu lµ hydrocacbon (80 – 85% C, 10 – 14% H).
C«ng nghiÖp dÇu khÝ lµ mét ngµnh c«ng nghiÖp cã nh÷ng bíc thay ®æi vµ ph¸t
triÓn kh«ng ngõng, ®Æc biÖt lµ nh÷ng n¨m cuèi thÕ kû 20. C«ng nghiÖp dÇu khÝ ®· vµ
®ang trë thµnh ngµnh c«ng nghiÖp mòi nhän, bªn c¹nh ®ã lµ sù ph¸t triÓn kh«ng
ngõng cña mét sè nguyªn liÖu trong ngµnh c«ng nghiÖp ho¸ dÇu, song kh«ng thÓ
kh«ng nh¾c ®Õn nguyªn liÖu Mazut, lµ mét trong nh÷ng nguyªn liÖu cã ®Æc tÝnh quan
träng ®Ó s¶n xuÊt ra dÇu nhên.
Mazut cã tªn gäi lµ dÇu cÆn, ®îc sö dông phæ biÕn cho ngµnh tæng hîp ho¸
dÇu vµ c¸c ngµnh c«ng nghiÖp kh¸c. nguyªn liÖu Mazut ®· gãp phÇn t¹o ra sù thay
®æi lín vÒ c¬ cÊu ph¸t triÓn c¸c chñng lo¹i vµ chÊt lîng s¶n phÈm cña ngµnh c«ng
nghiÖp ho¸ dÇu.
Ngµy nay nguyªn liÖu Mazut ®îc sö dông víi môc ®Ých chñ yÕu lµ gi¶i quyÕt
nhu cÇu nguyªn liÖu cho ®éng c¬ vµ nguyªn liÖu cho c«ng nghiÖp. Do cã nhiÒu tÝnh
n¨ng u viÖt trong khi sö dông, mµ c¸c d¹ng nguyªn liÖu cæ truyÒn kh«ng cã ®îc, ®ã
lµ: DÔ b¶o qu¶n vµ vËn chuyÓn, dÔ sö dông ë quy m« c«ng nghiÖp hiÖn ®¹i, nªn nhu
cÇu sö dông nguyªn liÖu Mazut ngµy cµng t¨ng nhanh.
1

2. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
Cïng víi sù ph¸t triÓn ®Êt níc nãi chung, còng nh sù ph¸t triÓn kh«ng ngõng
cña ngµnh c«ng nghiÖp dÇu khÝ nãi riªng, th× nguyªn liÖu Mazut ®· ®îc øng dông
réng r·i trong nhiÒu lÜnh vùc, c«ng nghiÖp s¶n xuÊt kh¸c nhau vµ lµ nguyªn liÖu
kh«ng thÓ thiÕu cña: Lß nung xi m¨ng, gèm, sø, c¸c lß sÊy l¬ng thùc, thùc phÈm, c¸c
lß h¬i nhµ m¸y ®iÖn…
VÊn ®Ò ®îc ®Æt ra hiÖn nay, ®ã lµ ph¶i cã sù ®Çu t ®Ó ph¸t triÓn khoa häc kü
thuËt vµ c¶i tiÕn d©y chuyÒn c«ng nghÖ khi s¶n xuÊt nguyªn liÖu Mazut, ë níc ta
hiÖn nay, phÇn lín c¸c lo¹i nguyªn liÖu ®èt lß ®îc lÊy tõ dÇu má, nguyªn liÖu lÊy ®îc
trong khi chÕ biÕn than ®¸ vµ ®¸ dÇu rÊt Ýt. Hµng n¨m níc ta vÉn ph¶i nhËp c¸c
nguyªn liÖu ®îc s¶n xuÊt ra tõ dÇu th« cña níc ngoµi víi gi¸ thµnh kh¸ cao trong ®ã
cã c¶ nguyªn liÖu Mazut. Cho nªn vÊn ®Ò ph¸t triÓn khoa häc – kü thuËt, hoµn thiÖn
d©y chuyÒn c«ng nghÖ ®Ó s¶n xuÊt nguyªn liÖu Mazut tõ nh÷ng nguyªn liÖu s½n cã
trong níc lµ rÊt cÇn thiÕt. Kh«ng nh÷ng ®¸p øng ®îc nhu cÇu vÒ chÊt lîng vµ sè lîng
cña s¶n phÈm cho c¸c ngµnh c«ng nghiÖp mµ cßn ®em l¹i lîi nhuËn cao trong qu¸
tr×nh s¶n xuÊt, gãp phÇn ®Èy nhanh sù t¨ng trëng vµ ph¸t triÓn cña nÒn kinh tÕ quèc
d©n.
Song ®Ó nguyªn liÖu Mazut thùc sù bíc vµo vËn héi míi vµ cïng nghµnh dÇu
khÝ ViÖt Nam héi nhËp víi c¸c ngµnh c«ng nghiÖp kh¸c trong khu vùc vµ trªn thÕ
giíi, th× vÊn ®Ò nghiªn cøu triÓn khai c«ng nghÖ s¶n xuÊt Mazut tõ nguyªn liÖu dÇu
th« s½n cã trong níc lµ rÊt cÇn thiÕt. Tõ ®ã ta cã thÓ t¹o ra nh÷ng d©y chuyÒn c«ng
nghÖ vµ thiÕt bÞ hîp lý vµ s¶n xuÊt ra nguyªn liÖu Mazut ®Ó ®¸p øng ®îc nh÷ng yªu
cÇu chÊt lîng s¶n phÈm còng nh chØ tiªu kü thuËt víi nh÷ng nguyªn liÖu s½n cã ë
ViÖt Nam. Nh»m phôc vô nh÷ng nhu cÇu l©u dµi trong níc vµ híng tíi xuÊt sang c¸c
níc trong khu vùc vµ trªn thÕ giíi.
Tõ ®ã gãp phÇn vµo c«ng cuéc x©y dùng c«ng nghiÖp ho¸ - hiÖn ®¹i ho¸ cña
®Êt níc. Nh»m ®a nÒn kinh tÕ còng nh nÒn c«ng nghiÖp níc ta tiÕn lªn mét kû
nguyªn míi, kû nguyªn cña sù héi nhËp vµ ph¸t triÓn.
2

3. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
PhÇn II: Tæng Quan
Ch¬ng I: c¸c tÝnh chÊt cña nguyªn liÖu vµ s¶n phÈm
I. TÝnh chÊt cña nguyªn liÖu dÇu th«
1. TÝnh chÊt lý häc cña dÇu th«
DÇu th« lµ hçn hîp chÊt láng cã mµu n©u s¸ng hoÆc mµu ®en, tån t¹i trong thiªn
nhiªn, díi d¹ng láng hoÆc d¹ng láng-khÝ. N»m trong lßng ®Êt, ®¸y biÓn ë ®é s©u tõ
vµi tr¨m mÐt ®Õn hµng ngh×n kil«met.
Khèi lîng riªng cña dÇu th« lµ träng lîng cña mét lÝt dÇu tÝnh b»ng kg. Tû träng
cña dÇu khÝ lµ khèi lîng cña dÇu so víi khèi lîng cña níc ë cïng mét thÓ tÝch vµ ë
mét nhiÖt ®é x¸c ®Þnh.
Do vËy tû träng sÏ cã gÝa trÞ ®óng b»ng khèi lîng riªng khi coi träng lîng cña
níc ë 40
C b»ng 1. Tû träng cña dÇu má dao ®éng trong kho¶ng réng, phô thuéc vµo
lo¹i dÇu vµ cã tû sè tõ 0,8 - 0.99.
Trong thiªn nhiªn dÇu má n»m ë d¹ng láng nhên, dÔ b¾t ch¸y. Khi khai th¸c ë
nhiÖt ®é thêng nã cã thÓ ë d¹ng láng hoÆc ®«ng ®Æc, cã mµu vµng ®Õn ®en. DÇu má
kh«ng ph¶i lµ ®¬n chÊt mµ lµ mét hçn hîp phøc t¹p cña nhiÒu chÊt (cã tíi hµng tr¨m
chÊt). Sù kh¸c nhau vÒ sè lîng còng nh hµm lîng cña c¸c hçn hîp chÊt cã trong dÇu
khÝ dÊn ®Õn sù kh¸c nhau vÒ thµnh phÇn cña dÇu so víi c¸c má kh¸c nhau vµ so víi
c¸c kho¸ng ch¸y kh¸c nhau.
2. TÝnh chÊt ho¸ häc cña dÇu th«
Thµnh phÇn ho¸ häc cña dÇu má vµ khÝ nãi chung rÊt phøc t¹p khi kh¶o s¸t
thµnh dÇu má vµ khÝ cña nhiÒu má dÇu trªn thÕ giíi, ®Òu thÊy kh«ng dÇu nµo gièng
dÇu nµo, cã bao nhiªu má dÇu khÝ th× cã bÊy nhiªu lo¹i dÇu má. Ngay b¶n th©n trong
mét lè khoan dÇu má ë c¸c tÇng chøa dÇu kh¸ nhau còng ®Òu kh¸c nhau.
V× vËy trong dÇu má (vµ khÝ) ®Òu cã mét nÐt chung lµ bao giê thµnh phÇn c¸c
hîp chÊt lo¹i hydrocacbon (tøc lo¹i chØ cã C vµ H trong ph©n tö ) bao giê còng
chiÕm phÇn chñ yÕu, nhiÒu nhÊt còng cã thÓ chiÕm tíi 97-98%, Ýt nhÊt còng trªn
50%. PhÇn cßn l¹i, lµ nh÷ng hîp chÊt kh¸c nh c¸c hîp chÊt cña oxy, nito, lu huúnh,
3

4. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
c¸c hîp chÊt c¬-kim, c¸c chÊt nhùa vµ asphanten. Ngoµi ra cßn cã mét sè h÷u c¬ nhñ
t¬ng “níc trong dÇu” tuy cã lÉn vµo trong dÇu.
2.1. Thµnh phÇn nguyªn tè cña dÈu má
Tuy trong dÇu cã chøa hµng tr¨m hîp chÊt kh¸c nhau, nh÷ng c¸c nguyªn tè c¬
b¶n chøa trong dÇu khÝ phÇn lín lµ cacbon vµ hydro (cacbon chiÕm tíi 82-87%,
hydro chiÕm 11-14%). Ngoµi c¸c nguyªn tè chÝnh trªn, trong dÇu má cßn cã nhiÒu
nh©n tè kh¸c nh lu huúnh chiÕm 0,1-7 %; nit¬ chiÕm tõ 0,001-1,8%; oxy chiÕm
0,05-1% vµ mét lîng rÊt nhá (tÝnh b»ng phÇn triÖu) c¸c nguyªn tè kh¸c nh halogen
(clo, iod), c¸c kim lo¹i nh niken, valadi, volfram...so s¸nh víi c¸c kho¸ng ch¸y kh¸c
nh than ®¸ th× hµm lîng cña C vµ H trong dÇu khÝ cao h¬n nhiÒu.
Thµnh phÇn nguyªn tè cña kho¸ng chÊt
Nguyªn tè
Kho¸ng ch¸y
C% H%
DÇu khÝ 82 - 87 11 - 14
§¸ dÇu 70 - 76 9
Than bïn 55 - 60 6
Than n©u 74 - 75 5
Than ®¸ 80 - 81 5,5
2.2. C¸c hîp chÊt hydrocacbon cña dÇu má.
Hydrocacbon lµ thµnh phÇn chÝnh vµ quan träng nhÊt cña dÇu má.
C¸c hydrocacbon cã trong dÇu má thêng ®îc chia lµm 5 lo¹i sau:
 C¸c parafin cÊu tróc m¹ch th¼ng (n-parafin).
 C¸c parafin cÊu tróc nh¸nh (i-parafin).
 C¸c parafin cÊu tróc vßng (cycloparafin hay naphten).
 C¸c hydrocacbon th¬m.
 C¸c hydrocacbon hçn hîp (hoÆc lai hîp) nghÜa lµ trong ph©n tö cã
mÆt nhiÒu lo¹i.
Sè nguyªn tö cacbon cña c¸c hydrocacbon trong dÇu thêng tõ C5 ®Õn C60 (cßn C1
®Õn C4 n»m trong khÝ) t¬ng øng víi träng lîng ph©n tö kho¶ng 850 -880.
4

5. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
C¸c hydrocacbon n -parafin cña dÇu má lµ lo¹i hydrocacbon cã phæ biÕn nhÊt.
Hµm lîng chung c¸c n -Parafin trong dÇu má thêng tõ 25 -30% thÓ tÝch. Tuú theo
dÇu má ®îc t¹o thµnh vµo nh÷ng kho¶ng thêi kú ®Þa chÊt nµo vµ ë nh÷ng ®é s©u nµo,
mµ sù ph©n bè n -Parafin trong dÇu sÏ kh¸c nhau.
C¸c Hy®rocacbon i-Paraphinic cña dÇu má: lo¹i nµy thêng chØ n»m ë phÇn nhÑ
vµ phÇn cã nhiÖt ®é s«i trung b×nh cña dÇu má.
C¸c i -parafin trong dÇu má ®Òu cã cÊu tóc ®¬n gi¶n, m¹ch chÝnh dµi, vµ nhµnh phô
Ýt vµ ng¾n.
C¸c hydrocacbon naphtenic Cycloparafin cña dÇu má. Hydrocacbon naphtenic
lµ mét trong sè hydrocacbon phæ biÕn vµ quan träng cña dÇu má. Hµm lîng cña
chóng trong dÇu má cã thÓ thay ®æi tõ 30 -60% träng lîng. Hydrocacbon
naphantenic cña dÇu má thêng gÆp díi d¹ng chÝnh: lo¹i vßng 5 c¹nh vµ 6 c¹nh vµ
lo¹i nhiÒu vßng ngng tô hoÆc qua cÇu nèi.
C¸c hydrocacbon th¬m cña dÇu má: lo¹i vßng th¬m vµ lo¹i nhiÒu vßng cã cÊu
tróc ngng tô hoÆc qua cÇu nèi. Lo¹i hydrocacbon th¬m mét vßng vµ c¸c ®ång ®¼ng
cña lo¹i cã phæ biÕn nhÊt.
C¸c hydrocacbon lo¹i hçn hîp naphten - th¬m: lµ lo¹i trong cÊu tróc cña nã
võa cã vßng th¬m naphten lo¹i rÊt phæ biÕn vµ chiÕm ®a sè trong phÇn cã nhiÖt ®é
s«i cña dÇu má.
C¸c hîp chÊt kh«ng phô thuéc lo¹i hydrocacbon cña dÇu má lµ nh÷ng hîp
chÊt mµ trong thµnh phÇn chóng cã chøa O, N, S, tøc nh÷ng hîp chÊt h÷u c¬ cña
oxy, nit¬, cña lu huúnh.
II. Thµnh phÇn vµ tÝnh chÊt cña mazut
1. TÝnh chÊt lý häc
1.1. §Æc tÝnh chung cña mazut
Mazut lµ nhiªn liÖu láng thêng gäi lµ dÇu FO cã nguån gèc tõ dÇu má ®îc
dïng lµm “nhiªn liÖu cho nåi h¬i “vµ nhiªn liÖu ®èt lß cña c¸c lß ®èt c«ng nghiÖp.
Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y do c«ng nghiÖp chÕ biÕn dÇu má ph¸t triÓn m¹nh vµ s©u
s¾c ngêi ta thu ®îc mazut tõ nhiÒu qu¸ tr×nh chÕ biÕn dÇu kh¸c nhau, thµnh phÇn vµ
5

6. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
tÝnh chÊt cña c¸c lo¹i mazut nµy còng rÊt kh¸c nhau. Nh ta biÕt kho¶ng 1/3 träng l-
îng dÇu th« cÆn nÆng, phÇn quan träng cÆn nÆng lµ cÆn cracking cã ®é nhít cao.
1.2.TÝnh chÊt ®é nhít cña mazut.
§é nhít lµ mét trong nh÷ng tÝnh chÊt quan träng nhÊt cña nhiªn liÖu láng. ®é
nhít cña dÇu x¸c ®Þnh ph¬ng ph¸p vµ thêi gian cña c¸c c«ng ®o¹n b¬m, rãt, vËn
chuyÓn dÇu. Ngoµi ra tèc ®é l¾ng c¸c t¹p chÊt c¬ häc trong b¶o qu¶n dÇu t¹i bÓ chøa
còng phô thuéc nhiÒu vµo ®é nhít cña dÇu. §é nhít ¶nh hëng rÊt lín ®Õn hiÖu qu¶
qu¸ tr×nh truyÒn nhiÖt trong ®un nãng vµ lµm l¹nh dÇu, ¶nh hëng ®Õn kh¶ n¨ng t¸ch
níc khái dÇu.
§èi víi mazut vµ s¶n phÈm dÇu má nÆng kh¸c ®é nhít phô thuéc vµo nhiÖt ®é
theo ph¬ng tr×nh cña Vante (trang 19)
lg (V. 10– 6
+ 0,8 ) = A -B lgT
Trong ®ã:
A, B: c¸c hÖ sè.
T: nhiÖt ®é tuyÖt ®èi ( 0
K).
V: ®é nhít ®éng c¬ ( m2
/s).
NÕu ®Æt vÕ tr¸i lµ y vµ lgT lµ x th× :
Ph¬ng tr×nh cã d¹ng: y = ax + b.
Tõ ph¬ng tr×nh trªn ta thÊy: t¨ng nhiÖt ®é th× ®é nhít cña mazut gi¶m kh¸
nhanh.
Trong kho¸ng ¸p suÊt tõ 1 ®Õn 20 atm, th× ¸p suÊt rÊt Ýt ¶nh hëng tíi ®é nhít
cña mazut.
1.3 MËt ®é cña mazut.
Nh ®· biÕt, trong mazut bao giê còng chøa mét lîng níc nhÊt ®Þnh. MËt ®é cña
dÇu cµng xa mËt ®é cña níc th× viÖc t¸ch níc khái dÇu cµng dÔ dµng.
MËt ®é cña mazut phô thuéc vµo nhiÖt ®é theo c«ng thøc:
ρu
t
=ρu
20
+ γ(20 – t)
Trong ®ã:
ρu
t
: mËt ®é t¬ng ®èi mazut ë nhiÖt ®é t.
6

7. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
γ: hÖ sè hiÖu chØnh nhiÖt ®é, 1/ 0
C, γ: ®îc x¸c ®Þnh b»ng thùc
nghiÖm tuú thuéc vµo mËt ®é cña tõng lo¹i mazut.
t: nhiÖt ®é
MËt ®é t¬ng ®èi cña mazut thêng thay ®æi trong ph¹m vi 0.95 - 0,99.
trong dÇu th× níc tån t¹i ë d¹ng nhñ t¬ng kh¸ bªn “níc trong dÇu “. Sù bÒn v÷ng cña
nhñ t¬ng níc dÇu ®îc gi¶i thÝch bëi ®é nhít cña mazut, bëi dÇu vµ nhít lµ sù tån t¹i
cña c¸c chÊt “chÊt æn ®Þnh nhñ t¬ng”.
ChÊt æn ®Þnh trog mazut craccking lµ cao v× cã hîp chÊt asphanten, cßn trong
mazut chng cÊt trùc tiÕp lµ hîp chÊt nhùa.
Ph¬ng ph¸p hiÖu qu¶ nhÊt nhñ t¬ng níc dÇu lµ sö dông chÊt chèng nhñ t¬ng.
C¸c chÊt nµy lµm gi¶m søc c¨n bÒ mÆt trªn bÒ mÆt tiÕp xóc gi÷a dÇu vµ níc, do ®ã
thuËn lîi cho viÖc t¸ch níc ra khái dÇu nh ph¬ng ph¸p ho¸ häc vµ ph¬ng ph¸p ®iÖn
trêng.
MËt ®é vµ ®é nhít cña mazut còng x¸c ®Þnh hiÖu qu¶ l¾ng läc cña c¸c t¹p chÊt
c¬ häc cã trong dÇu. Khi n©ng cao nhiÖt ®é th× ®é nhít dÇu gi¶m sù chªnh lÖch vÒ
mËt ®é qua t¹p chÊt c¬ häc vµ dÇu cµng lín h¬n do ®ã t¹p chÊt c¬ häc dÔ l¾ng h¬n.
1.4. C¸c hîp chÊt nhùa vµ asphanten, t¹p chÊt c¬ häc cña mazut
ChÊt æn ®Þnh dÇu cÆn cña cracking thu ®îc trong qóa tr×nh cracking nhiÖt cña
nguyªn liÖu dÇu má thµnh phÇn c¬ b¶n vµ quan träng cña c¸c lo¹i mazut th¬ng
phÈm. CÆn cracking ch÷a c¸c hîp chÊt cao ph©n tö, ch÷a c¸c cÊu tö cña nguyªn liÖu
ban ®Çu vµ ch÷a c¸c s¶n phÈm r¾n ngng tô nh c¸c hîp chÊt asphanten, cacbon vµ
cacbonit. Cacbonit chøa trong cÆn cracking thêng gäi lµ cèc. Hµm l¬ng cèc vµ tèc ®é
cèc ho¸ phô thuéc vµo nguyªn liÖu dïng cho qu¸ tr×nh cracking vµ còng phô thuéc
vµo ®iÒu kiÖn cracking. Ngêi ta nhËn thÊy r»ng khi mËt ®é cña nguyªn liÖu t¨ng hoÆc
khi hµm lîng chÊt th¬m cña nguyªn liÖu mµ t¨ng th× lîng cèc t¹o ra cµng nhiÒu.
Trong cÆn Cracking còng chøa mét lîng c¸c hîp chÊt nhùa vµ asphanten. C¸c
hîp chÊt cã thµnh phÇn nguyªn tè nh sau: C = 84,75%; H = 8,4%; S = 2,5%;
O = 4,35% vµ träng lîng ph©n tö M = 555, cßn asphanten cã mËt ®é γ4
20
=1,1477; M
= 821; C = 85,6%; H = 6,4%; S = 4,32% vµ O =3,68%.
7

8. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
Asphanten lµ s¶n phÈm ®îc t¹o ra khi oxy ho¸ nhùa. Trong cÆn cracking th×
asphanten tån t¹i ë tr¹ng th¸i keo. Asphanten lµ d¹ng bét vµ ®Þnh h×nh vµ cã mµu tèi
khi ®un nãng ®Õn t >3000
C th× nã bÞ ph©n huû ®Ó t¹o ra khÝ vµ cèc nhng kh«ng qua
giai ®o¹n nãng ch¶y. khi nhiÖt ®é ph©n (cracking) th× cèc ®îc t¹o ra tíi 60% khèi l-
îng cña asphanten. Cßn khi nhiÖt ph©n nhùa th× lîng cèc t¹o ra lµ tõ 7 – 20%.
Trong nguyªn liÖu cracking, nÕu hµm lîng asphanten vµ nhùa cµng lín th× lîng
cacbonit t¹o ra cµng nhiÒu.
Cacbon còng lµ s¶n phÈm r¾n ngng tô cã trong cÆn cracking, vÒ thµnh phÇn
nguyªn tè th× trong cacbon cã mét Ýt oxy. BÒ ngoµi cacbonit vµ cacbon cã mµu tèi
h¬n asphanten, tuy nhiªn ®é hoµ tan cña chóng trong c¸c dung m«i h÷u c¬ th× rÊt
kh¸c nhau v×:
Cacbonit hoµn toµn kh«ng hoµ tan bÊt kú dung m«i nµo.
Cacbon th× hoµ tan trong CS2
Cßn asphanten th× hoµ tan trong kh¸ nhiÒu dung m«i h÷u c¬
 Díi ®©y lµ mét sè tÝnh chÊt lý ho¸ cña cÆn cracking thu ®îc qu¸ tr×nh
cracking nhiÖt ë Céng Hoµ Liªn Bang Nga.
Nguyªn liÖu cho cracking nhÊt lµ nguyªn liÖu mazut chng cÊt trùuc tiÕp cã tû
träng 0,917 ®Õn 0,958 víi nh÷ng nguyªn liÖu Êy th× cÆn cracking cã c¸c tÝnh chÊt
ho¸ lý sau:
Tû träng thay ®æi tõ 1,005 ®Õn 1,058.
§é nhít biÓu kiÕn ë 50 0
C tõ 190 ®Õn 2728 0
BY.
NhiÖt ®é chíp ch¸y cèc hë tõ 1850
C ®Õn 2430
C.
NhiÕt ®é ®«ng ®Æc tõ 25 0
C ®Õn 34 0
C.
Hµm lîng cacbon tõ 0,87% ®Õn 2,33%.
Hµm lîng asphanten 9,3% ®Õn 16,7%.
Hµm lîng nhùa tõ 4,9% ®Õn 13,3%.
§é cèc ho¸ tõ 16,1% ®Õn 25,5%.
Qua c¸c sè liÖu trªn ®©y thÊy r»ng: cÆn cracking nÆng lµm 1,005 ®Õn 1,058,
mazut chng cÊt trùc tiÕp (mazut chng cÊt 0,917 ®Õn 0,958). Do hµm lîng cacbonit +
8

9. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
asphanten + nhùa trong cÆn cracking bÈn dÉn ®Õn ®é cèc ho¸ cña nã lín ( tõ 16,2
®Õn 25,5% ).
Tõ 2 tÝnh chÊt trªn nªn ®é nhít cña cÆn cracking rÊt lín ( ë 50 0
C tõ 190 ®Õn
2728 0
BY ) khi ®ã còng ë 50 0
C th× ®èi mazut chng cÊt trùc tiÕp chØ lµ tõ 5,6 dÕn
13,09 0
BY.
Do ®ã nÕu ®em trén mazut chng cÊt víi cÆn cracking th× gäi lµ mazut cracking
th× ngêi ta thu ®îc mazut th¬ng phÈm víi c¸c chØ tiªu vÒ tÝnh chÊt ho¸ lý kh¸c nhau
phï hîp víi c¸c ®èi tîng tiªu thô kh¸c nhau.
Nh ®· nãi ë trªn, trong dÇu th× c¸c h¹t cacbon vµ asphanten tån t¹i ë tr¹ng th¸i
keo do c¸c h¹t. LÊp phô hîp chÊt nhùa lªn bÒ mÆt cña nã t¹o ra líp b¶o vÖ cña c¸c
h¹t keo. ( NÕu v× mét lý do nµo ®ã líp vá b¶o vÖ bÞ ph¸ huû th× c¸c h¹t r¾n sÏ tù kÕt
hîp víi nhau t¹o ra h¹t cã kÝch thíc lín gäi lµ cÆn r¾n l¾ng ®äng xuèng ®¸y bÓ
chøa).
* Mét vµi tÝnh chÊt ho¸ lý cña cacbonit:
♦ MËt ®é: γ20
4 = 1,2 - 1,25, nÆng h¬n níc nªn l¾ng ®äng khi b¶o qu¶n l©u sù
l¾ng ®äng nµy cµng nhanh khi nung nãng dÇu ®Õn nhiÖt ®é cao.
♦ KÝch thít h¹t: lµ mét tËp hîp c¸c h¹t cã kÝch thít kh¸c nhau 60 ®Õn 250 µ
(1µ = 10-3
mm). Trong ®ã c¸c h¹t nhá h¬n 88µ chiÕm tíi 75%, c¸c h¹t 250 µ chiÕm
0,7%.
♦ Hµm lîng tr¬: thêng tõ 7 -7,5 träng lîng = A.
♦ Hµm lîng ¶m thêng b»ng 3 -3,5% = W.
♦ Hµm lîng chÊt bèc V= 14 ®Õn 15%, do hµm lîng chÊt bèc trong cacbonit cao
(14 -15%) do hµm lîng chÊt bèc trong cacbonit cao (14 -15%) nªn gäi cacbonit lµ
cèc chØ mang tÝnh chÊt quy íc, trong khi ®ã cèc s¶n xuÊt tõ than chØ cã hµm lîng
chÊt cèc qu¸ nhá v <= 0,5%.
♦ Thµnh phÇn nguyªn tè: C =87,52%, H = 4,84%, S = 1,17%, N=0,57% . NhiÖt
ch¸y Q= 3496 kj/kg.
1.5. Thµnh phÇn nguyªn tè vµ nhiÖt ch¸y cña mazut. ¶nh hëng cña hµm lîng tro,
S, vµ níc ®Õn c¸c tÝnh chÊt cña mazut.
9

10. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
Hµm lîng C trong c¸c lo¹i mazut th¬ng phÈm thêng n»m trong ph¹m vi tõ 85
-88%, cßn hµm lîng H tõ 9,6 -11% träng lîng. Ngêi ta thÊy r»ng mËt ®é vµ ®é nhít
cña mazut cµng t¨ng th× hµm lîng C t¨ng, cßn hµm lîng H gi¶m so víi mazut th¬ng
phÈm, th× hµm lîng C trong cÆn cracking cao h¬n, theo quy ®Þnh hµm lîng tro trong
dÇu mazut kh«ng vît qu¸ 0,3%, hµm lîng níc trong mazut kh«ng vît qu¸ 2 -3%.
2. TÝnh chÊt ho¸ häc
Ph©n ®o¹n gavil nÆng ( hay ph©n ®o¹n dÇu nhên) lµ s¶n phÈm chng cÊt trong
ch©n kh«ng cña phÇn cÆn dÇu má, sau khi ®· t¸ch c¸c ph©n ®o¹n x¨ng, kerosen vµ
gasoil . Ba ph©n ®o¹n nµy thêng kh«ng mµu hoÆc cã mµu nh¹t nªn ®îc gäi lµ s¶n
phÈm tr¾ng. S¶n phÈm cßn l¹i cã mÇu sÉm ®Õn n©u ®en gäi lµ cÆn mazut ®îc sö dông
hoÆc trùc tiÕp lµm nhiªn liÖu láng cho c¸c lß c«ng nghiÖp, hoÆc ®îc chng cÊt tiÕp tôc
trong ch©n kh«ng (®Ó tr¸nh h©n huû do nhiÖt) ®Ó thu gasvil nÆng vµ cÆn gu®r«n.
Ph©n ®o¹n gasvil nÆng ®îc sö dông trong c¸c môc ®Ých sau:
Dïng lµm nguyªn liÖu ®Ó s¶n xuÊt dÇu nhên
Dïng lµm nguyªn liÖu ®Ó s¶n xuÊt c¸c s¶n phÈm tr¾ng.
2.1. Ph©n ®o¹n dÇu nhên khi sö dông ®Ó s¶n TÝnh chÊt cña xuÊt dÇu nhên
Môc ®Ých c¬ b¶n nhÊt cña dÇu nhên lµ sö dông lµm mét chÊt láng b«i tr¬n gi÷a
c¸c bÒ mÆt tiÕp xóc cña c¸c chi tiÕt chuyÓn ®éng kh¸c nhau nh»m gi¶m ma s¸t, gi¶m
sù mµi mßn, nhê ®ã gi¶m chi tiªu hao n¨ng lîng ®Ó th¾ng lùc ma s¸t sinh ra khi c¸c
chi tiÕt tiÕp xóc lµm viÖc. Khi dÇu nhên ®îc ®Æt vµo bÒ mÆt tiÕp xóc, t¹o nªn mét líp
dÇu nhên rÊt máng ®ñ søc t¸ch hai bÒ mÆt kh«ng cho tiÕp xóc nhau vµ khi hai bÒ mÆt
chuyÓn ®éng, chØ cã c¸c líp ph©n tö trong dÇu nhên tiÕp xóc trît nªn nhau mµ th«i.
Khi c¸c líp ph©n tö dÇu nhên trît nªn nhau, chóng còng t¹o nªn mét lùc ma s¸t
chèng l¹i lùc t¸c ®éng, ma s¸t nµy gäi lµ ma s¸t néi t¹i cña dÇu nhên, Lùc ma s¸t nµy
thêng rÊt nhá vµ kh«ng ®¸ng kÓ so víi lùc ma s¸t sinh ra khi hai bÒ mÆt tiÕp xóc
nhau chuyÓn ®éng t¬ng ®èi víi nhau. Nhê vËy mµ lµm gi¶m ma s¸t cña c¸c chi tiÕt
ho¹t ®éng trtong m¸y mãc, ®éng c¬, trong bÊt kú chÕ ®é lµm viÖc nµo cÇn ph¶i lµm
sao cho dÇu nhên b¸m ch¾t lªn bÒ mÆt ®Ó kh«ng t¸ch ra khái bÒ mÆt tiÕp xóc ®ång
10

11. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
thêi ph¶i cã mét lùc ma s¸t néi t¹i bÐ. TÝnh b¸m dÝnh cña dÇu nhên phô thuéc vµo
thµnh phÇn ho¸ häc cña chóng.
● TÝnh ®é nhít:
♦ μ = F . X/ S.V
Trong ®ã:
F: lùc t¸c ®éng, dyn.
S: diÖn tÝch mÆt tiÕp xóc, cm2
..
V: tèc ®é chuyÓn ®éng, cm/sec.
X: kho¶ng c¸ch gi÷a 2 líp tiÕp xóc, cm.
μ: ®é nhít tuyÖt tèi b»ng Poa (P0)
2.2. TÝnh chÊt cÆn mazut khi ®îc sö dông s¶n xuÊt cèc.
HiÖu suÊt cèc thu ®îc tõ thµnh phÇn dÇu cña cÆn mazut chØ kho¶ng 1,2-6,8%,
trong khi ®ã hiÖu suÊt thu ®îc tõ c¸c nhùa ®Õn 27-31% vµ tõ c¸c asphanten lµ 57-
75,5%. V× vËy sù cã mÆt cña c¸c chÊt nhùa vµ asphanten trong cÆn cµng nhiÒu, cµng
¶nh hëng tèt ®Õn hiÖu suÊt qu¸ tr×nh cèc ho¸.
§Ó ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng t¹o cèc cña cÆn, thêng sö dông mét ®¹i lîng ®Æc trng,
gäi lµ cèc ho¸ conradson ®îc biÓu hiÖn b»ng phÇn tr¨m cèc thu ®îc khi cèc ho¸ cÆn
trong ®iÒu kiÖn thÝ nghiÖm.
11
s
V
F
α
X

12. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
¶nh hëng thµnh phÇn cña cÆn ®Õn ®é cèc ho¸ conradson
Lo¹i cÆn
HiÖu suÊt
dÇu má%
Thµnh phÇn cÆn % träng lîng
DÇu Nhùa Asphanten
AxÝt
asphanter
DÇu hä paraphinie
(Grosny) 56 84 12,6 13 0,4 4
DÇu hä
Naphenic
Mazut
62 73 18 8 1,0 9,5
§Ó s¶n xuÊt cèc, th× cÆn mazut cña dÇu má hä Aromatic hay hä Paphtenic sÏ
cho hiÖu suÊt cèc ho¸ cao h¬n vµ chÊt lîng cèc ho¸ cao h¬n vµ chÊt lîng cèc ho¸ tèt
h¬n. Nh÷ng loai cÆn cña qu¸ tr×nh chÕ biÕn dÇu má mµ cã nhiÒu hydrocacbon th¬m
nhiÒu vßng ngng tô cao (cÆn cracking, cÆn pyroli) còng ®Òu lµ nguyªn liÖu tèt ®Ó s¶n
xuÊt cèc.
2.3. TÝnh chÊt phÇn cÆn mazut ®Ó sö dông s¶n xuÊt bitum
Butum cã tÝnh chôi nhiÖt tèt, chôi thêi tiÕt tèt vµ cã ®é bÒn cao, th× ph¶i cã
kho¶ng 25% nhùa, 15-18% asphanten, 52-54% dÇu.
Tû lÖ asphanten /nhùa = 0,5 - 0,6%
Nhùa + asphanten / dÇu= 0,8- 0,9%
Nãi chung cÆn cña dÇu má lo¹i Naphtenic hay Aromatic tøc cÆn cña nh÷ng dÇu
má lo¹i nÆng chøa nhiÒu nhùa vµ asphanten dïng lµm nguyªn liÖu s¶n xuÊt bitum lµ
tèt nhÊt.Hµm lîng asphanten trong cÆn cµng cao, tû sè asphanten trong cÆn cµng cao,
chÊt lîng bitum cµng cao, c«ng nghÖ chÕ biÕn ngµy cµng ®¬n gi¶n.
CÆn cña dÇu má cã nhiÒu paraphin r¾n lµ lo¹i nguyªn liÖu xÊu nhÊt trong s¶n
xuÊt bitum, bitum cã ®é bÒn rÊt thÊp vµ tÝnh g¸n kÕt (b¸m dÝnh) rÊt kÐm do nhiÒu
hydrocacbon kh«ng cùc.
§Ó t¨ng dÇn hµm lîng asphanten vµ nhùa, thêng tiÕn hµnh qu¸ tr×nh oxy ho¸
b»ng oxy kh«ng khÝ ë nhiÖt ®é 170 - 260 0
C. Trong qu¸ tr×nh oxy ho¸, mçi bé phËn
dÇu sÏ chuyÓn sang nhùa, cßn mét bé phËn nhùa chuyÓn sang asphanten do x¶y ra
12

13. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
c¸c ph¶n øng ngng tô. Do ®ã hµm lîng dÇu sÏ gi¶m, hµm lîng asphanten sÏ t¨ng, nh-
ng hµm läng nhùa thay ®æi Ýt. Tïy theo møc ®é cøng dÎo mµ qui ®Þnh møc ®é cña
qu¸ qu¸ trÝnh nµy.
2.4. TÝnh chÊt phÇn cÆn mazut dïng lµm nhiªn liÖu ®èt lß.
DÇu mazut ®îc sö dông lµm nhiªn liÖu ®èt lß lµm nhiÖt n¨ng cña chóng, nhiÖt
n¨ng cña dÇu cÆn n»m trong kho¶ng 10000 Kcal/ kg.
Nh÷ng thµnh phÇn kh«ng thuéc lo¹i hydrocacbon trong dÇu cÆn còng cã ¶nh h-
ëng rÊt lín ®Õn tÝnh chÊt sö dông cña nã. C¸c hîp chÊt cña lu huúnh trong dÇu má
tËp chung chñ yÕu vµo dÇu cÆn, sù cã mÆt cña lu huúnh ®· lµm gi¶m bít nhiÖt n¨ng
cña dÇu cÆn. C¸c hîp chÊt lu huúnh cßn kÕt hîp víi kim lo¹i, t¨ng lîng cÆn b¸m
trong c¸c thiÕt bÞ ®èt vµ khãi th¶i cña nã g©y « nhiÔm m«i trêng.
CÆn mazut thùc chÊt lµ mét hÖ keo c©n b»ng mµ híng ph©n t¸n asphanten vµ
m«i trêng ph©n t¸n lµ dÇu vµ nhùa. Trong ®ã cã nhiÒu ch©t lµ nh÷ng lo¹i cÆn cã ®é
nhít cao, thêng ph¶i gia nhiÖt trong qu¸ tr×nh chuyÓn hãa gi÷a dÇu-nhùa asphanten
sÏ x¶y ra vµ lµm cho c©n b»ng cña hÖ keo bÞ ph¸ vì g©y nªn sù kÕt tña asphanten.
2.5. TÝnh chÊt hydrocacbon naphtenic (cþcloparaphin)
Hydrocacbon cña dÇu má thêng gÆp díi d¹ng chÝnh: Lo¹i vßng 5 c¹nh, 6 c¹nh
vµ lo¹i vßng ngng tô hoÆc qua cÇu nèi. B»ng ph¬ng ph¸p ph©n tÝch phæ khèi, cho biÕt
sè vßng naphten cã phÇn ®Õn tõ 10 -12 trong phÇn cã nhiÖt ®é s«i rÊt cao cña dÇu
má, nhng thùc tÕ cha t¸ch ra ®îc mét hîp chÊt nµo nh thÕ. ChØ cã lo¹i naphten 5
vßng (®ianata C14H2O vµ triterpan C30H50) ®îc xem lµ lo¹i naphten cã sè vßng cao
nhÊt vµ ®· t¸ch ra ®îc tõ dÇu má.
Trong dÇu má, th× lo¹i naphten 1 vßng (5 c¹nh vµ 6 c¹nh cã c¸c nh¸nh phô
xung quanh lµ lo¹i chiÕm phÇn chñ yÕu nhÊt. Nh÷ng phÇn nhÑ cña dÇu má chñ yÕu lµ
c¸c naphten 1 vßng víi c¸c nh¸nh phô rÊt ng¾n (chñ yÕu lµ metyl), cßn trong nh÷ng
phÇn cã nhiÖt ®é s«i cao cña dÇu má th× cã nh¸nh phô dµi h¬n nhiÒu.
13

14. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
Pentacyclo ( 7, 3, 1, 14,12
, 02,7
, 06,11
)
ë Lideman dïng phong ph¸p phæ khèi vµ phæ céng hëng tõ h¹t nh©n ®Ó x¸c
®Þnh dÇu má california nh÷ng lo¹i cã cÊu tróc nh thÕ.
Nh÷ng lo¹i naphten 2 vßng ®· thÊy cã trong dÇu má, naphaten 2 vßng thuéc
lo¹i vßng ngng tô nh: bicyclo(3,3,0) octan( hay pentalan) bicyclo(4,3,0) noman(hay
hidrindan), bicyclo(4,4,0) deocan(decalin, bicyclo(2,2,1) heptan.
Nh÷ng naphten 3vßng thêng gÆp lµ adamantan vµ nh÷ng ®ång ®¼ng cña nã.
1-metyl,2 -metyl, 1,3dimetyl,1,3,5, trimetyl.
Sè nguyªn
Tö c¸cbon
Hydrocacbon naphtenic DÇu má
sèp ca
DÇu má
P«nca
14
CH3
(CH3
)10
-CH3
CH3
CH3
(CH2
)11
-CH3
Bicyclo(3,3,0) octan Bicyclo(4,3,0)no nan Bicyclo(2,2,1)haptnan

15. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
C8
C9
C9
C9
C9
C10
C10
C10
C11
C11
C11
C11
C12
C13
Cis-bicyclo ( 3,3,0) octan
1 -Metyl bicyclo ( 3,3,0) octan
1 -Metyl bicyclo ( 3,3,1) octan
Endo -3 Metyl bicyclo ( 3,3,0) octan
Endo -3 Metyl bicyclo ( 3,3,0) octan
Trans -decalin
Cis -decalin
Adamantan
Cis 3 Metyl Trans -decalin
Trans -2 metyl -trans decalin
1 –Metyl -adamantan
2 –Metyl -adamantan
1,3 dimetyl adamatan
1, 3, 5 trimetyl -adamantan
0,017
0,032
0,027
0,018
0,052
0,267
0,020
0,027
0,145
0,147
0,091
0,049
0,076
0,050
0,06
-
-
-
-
0,2
-
-
-
-
-
-
-
-
2.6. Hydrocacbon th¬m
Hydrocacbon th¬m cña dÇu má thêng gÆp lµ lo¹i vßng th¬m vµ lo¹i nhiÒu
vßng th¬m cã cÊu tróc ngng tô hoÆc cÇu nèi.
Lo¹i Hydrocacbon th¬m 1 vßng vµ c¸c ®ång ®¼ng cña nã lµ benzen, toluen,
xylen, tetra metyl benzen (1,2,3,4 vµ 1,2,3,5) thêng thÊy víi tû lÖ cao nhÊt. Trong
dÇu má Aclan (Liªn x«) nhËn thÊy trong Hydrocacbon th¬m mét vßng víi 2,3,4
nhãm thÕ metyl th× lo¹i 1,3; 1,3,5; 1,2,4,5 chiÕm phÇn chñ yÕu, theo Smit th× hµm l-
îng tèi ®a cña Toluen trong dÇu vµo kho¶ng 2,3%, Xylen vµ Benzen vµ ë kho¶ng 1
- 6%.
Lo¹i Hydrocacbon th¬m 2 vßng cã cÊu tróc ngng tô nh Naphtalen vµ ®ång
®¼ng hoÆc cÊu tróc cÇu nèi nh: Diphenyl nãi chung ®Òu trong dÇu má. Trong ®ã lo¹i
cÊu tróc ®¬n gi¶n kiÓu diphenyl th× Ýt h¬n so víi cÊu tróc 2 vßng ngng tô kiÓu
Naphtalen, trong c¸c diphenyl nµy còng x¸c ®Þnh ®îc mét sè ®ång ®¼ng cña nã nh 2
metyl, 3 metyl, 4 metyldiphenyl, 3 etyl vµ iso propydiphenyl, còng nh 2,3 nhãm thÕ
metyl.
Trong nh÷ng phÇn cßn l¹i cã ®é s«i cao cña dÇu má cã mÆt c¸c Hydrocacbon
th¬m3 vßng vµ nhiÒu vßng ngng tô. Trong dÇu kuweit ®· t¸ch ®îc c¸c ®ång ®¼ng cña
phenanten lµ 2,6 vbµ 2,7 Dimetyl; 2,3,6 Trimetyl vµ tetrametyl – phenantren.
Nh÷ng Hydrocacbon nhiÒu vßng nh pyzen, crizen, perilen…
còng t×m thÊy trong dÇu.
15
Pyren Crizen Perilen

16. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
Ph©n bè c¸c hydrocacbon thom trong dÇu má Pencal ( Mü)
Hydrocacbon th¬m
Hµm lîng trong dÇu
má % träng lîng
% So víi toµn bé
Hydrocacbon th¬m
Hydrocacbon th¬m 1 vßng
C6 – C9
C10
C11 trë lªn
Hydrocacbon th¬m 2 vßng
Hydrocacbon th¬m 3 vßng
2,96
1,02
0,52
1,30
0,60
45
16
9
21
9
6,4 100
2.7. Hydrocacbon lo¹i hçn hîp naphten -th¬m
Hydrocacbon d¹ng hçn hîp th¬m vµ naphten ( tøc lµ lo¹i mµ trong cÊu tróc
cña nã võa cã vßng th¬m võa cã vßng naphten) l¹i thÊy rÊt phæ biÕn vµ chiÕm ®a sè
trong phÇn cã nhiÖt ®é s«i cao cña dÇu má. CÊu tróc Hydrocacbon hçn hîp nµy trong
dÇu má rÊt gÇn víi cÊu tróc t¬ng tù trong c¸c vËt liÖu h÷u c¬ ban ®Çu t¹o thµnh dÇu,
cho nªn dÇu cµng cã ®é biÕn chÊt thÊp sÏ cµng nhiÒu hydrocacbon lo¹i nµy.
Hydrocacbon hçn hîp d¹ng ®¬n gi¶n nhÊtlµ tetralin, indan ®ã lµ lo¹i gåm 1 lo¹i
th¬m vµ mét vßng naphten kÕt hîp.
16
Tatralin In dan

17. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
Ph©n bè hydrocacbon hçn hîp trong dÇu má Pencan %
träng lîng
Lo¹i hydrocacbon C13 C14 C15 C16 C17 C18 C19
Tæng sè lo¹i
C13 -C19
1 vßng th¬m -
1 vßng naphten
1 vßng th¬m -
2 vßng naphten
1 vßng th¬m
2
2
4
10
1
12
11
3
10
8
5
7
6
4
5
2
2
2
1
1
1
40
16
40
Nh÷ng hydrocacbon 1 vßng vµ 1 vßng naphaten hçn hîp, ngoµi d¹ng ngng tô,
còng cã mÆt d¹ng cÇu nèi gièng nh ®iphªnyl:
Lo¹i hydrocacbon hçn hîp nhiÒu vßng th¬m nhiÒu vßng naphaten (2,3 vßng )
th¬m ngng tô víi 1, 2, 3 vßng naphaten ), nãi chung tæng sè vßng tèi ®a cña lo¹i cÊu
tróc hçn hîp còng cã chØ ®Õn 6 vµ nh¸nh phô cã thÓ tõ 2-6.
2.8. C¸c chÊt nhùa vµ asphanten cña dÇu má
C¸c hîp chÊt nhùa vµ asphanten lµ nh÷ng chÊt mµ trong cÊu tróc ph©n tö cña nã
ngoµi C vµ H cßn cã ®ång thêi nh÷ng nguyªn tè kh¸c nh S, O, N vµ chóng cã träng l-
îng ph©n tö rÊt lín M= 500-600 trë lªn. Bëi vËy, c¸c chÊt nhùa asphanten chØ cã mÆt
trong nh÷ng ph©n ®o¹n cã nhiÖt ®é s«i cao vµ cÆn dÇu má.
2.8.1. Asphanten dÇu má.
Asphanten hÇu hÕt cã tÝnh chÊt gièng nhau
C¸c asphanten ®Òu cã mµu n©u sÉm hoÆc ®en, díi d¹ng r¾n h×nh thï. §un nãng
còng kh«ng ch¶y mÒm, chØ bÞ ph©n huû ë nhiÖt ®é s«i cao h¬n 300 0
C t¹o thµnh khÝ
vµ cèc. Asphanten kh«ng hßa tan trong rîu, x¨ng nhÑ ( eterpetrol nhng cã thÓ hoµ
tan trong benzen, dorofor vµ sunfua cacbon.
17
1-hexyl 2-Phenyletan
CH2
-CH2

18. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
Lo¹i dÇu cã biÕn chÊt cao, mang ®Æc tÝnh paraphinic, rÊt nhiÒu hydrocacbon
paraphinic trong dÇu nhÑ th× lîng asphanten trong nh÷ng lo¹i dÇu nhÑ thêng rÊt Ýt
n»m d¬Ý d¹ng ph©n t¸n l¬ löng, ®«i khi chØ cã d¹ng vÕt. Ngîc l¹i trong nh÷ng lo¹i
dÇu biÕn chÊt thÊp, tøc lµ dÇu nÆng nhiÒu hydrocacbon th¬m, th× thêng chøa nhiÒu
asphanten vµ chóng thêng o d¹ng dung dÞch keo bÒn v÷ng.
Asphanten thêng cã trÞ sè brom vµ trÞ sè iod cao, cã nghÜa chóng cã thÓ mang
®Æc tÝnh kh«ng no. C¸c hologen nµy ( Brom vµ iod ) cã thÓ ®· kÕt hîp víi «xy vµ lu
huúnh ®Ó t¹o thµnh nh÷ng hîp chÊt kiÓu ocxori hoÆc sunfoni.
C¸c asphanten cã chøa nhiÒu nguyªn tè S, O, N cã thÓ n»ng díi d¹ng c¸c dÞ
vßng trong hÖ nhiÒu vßng th¬m ngng tô cao, c¸c hÖ vßng th¬m nµy còng cã thÓ nèi
víi nhau qua nh÷ng cÇu nèi ng¾n ®Ó trë thµnh nh÷ng ph©n tö cã träng lîng ph©n tö
lín.
2.8.2. C¸c chÊt nhùa
Lµ chÊt nhùa láng ®Æc qu¸nh ®«i khi r¾n khi t¸ch ra khái dÇu má. Chóng cã
mµu sÉm hoÆc n©u. tû träng lín h¬n 1, träng lîng ph©n tö tõ 500 ®Õn 2000. Nhùa tan
®îc hoµn toµn trong c¸c dÇu nhên, x¨ng nhÑ còng nh trong benzen, cloroformete.
Khi nhùa hoµ tan trong c¸c dung m«i (benzen, cloroformete, dÇu nhên, x¨ng nhÑ )
chóng t¹o thµnh mét dung dÞch thùc.
Nhùa cã kh¶ n¨ng nhuém mµu rÊt m¹nh, ®Æc biÖt lµ nhùa tõ c¸c ph©n ®o¹n nÆng
hoÆc tõ dÇu th«, kh¶ n¨ng nhuém mµu cña nh÷ng lo¹i nhùa nµy gÊp 10 -20 lÇn so
víi nhùa cña nh÷ng ph©n ®o¹n nhÑ ( kerosen). Nh÷ng lo¹i dÇu má rÊt Ýt asphanten,
nhng vÉn cã mµu sÉm ®Õn n©u ®en ( nh dÇu B¹ch Hæ ViÖt Nam) chÝnh v× sù cã mÆt
cña c¸c chÊt nhùa.
Nhùa rÊt gièng víi asphanten, nhùa rÊt dÔ chuyÓn ho¸ thµnh asphanten. Vd:
nhùa chØ cÇn bÞ oxy ho¸ nhÑ khi cã sù th©m nh©p oxy cña kh«ng khÝ ë nhiÖt ®é th-
êng hay ®un nãng.
18

19. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
CHÖÔNG II: CAÙC PHÖÔNG PHAÙP CUÛA COÂNG NGHEÄ
SAÛN XUAÁT MAZUT
Trong coâng nghieäp hieän nay duøng phoå bieán 2 phöông phaùp ñeå saûn xuaát daàu
mazut sau:
- Phöông phaùp cracking tröïc tieáp, xuùc taùc
- Phöông phaùp chöng caát ôû aùp suaát thöôøng
Coâng ngheä saûn xuaát mazut baøng cracking tröïc tieáp ñeå nhaän phaàn caën coøn laïi
sau quaù trình cracking laø phöông phaùp coù trieån voïng ñeå saûn xuaát ra mazut vaø caùc
saûn phaåm coù nhieät ñoä soâi cao. Trong nhöõng naêm gaàn ñaây khi nguyeân lieäu toát
ngaøy moät caïn daàn vaø nhaát laø khi taïo ñöôïc chaát xuùc taøn cracking môùi vaø coâng
ngheä môùi thì vieäc söû duïng nguyeân lieäu naëng caøng nhieàu vì quaù trình saûn xuaát
töông ñoái ñôn giaûn. Nhöng saûn phaåm cho chaát löôïng khoâng cao, ñoàng thôøi khi
taêng nhieät ñoä leân cao aûnh höôûng tröïc tieáp cuûa daây chuyeàn coâng ngheä, thieát bò
phaûi ñaét tieàn, toán keùm neân chöa ñöôïc aùp duïng ñöôïc roäng raõi.
Hieän nay treân theá giôùi daàu mazut ñöôïc saûn xuaát chuû yeáu töø daàu thoâ baèng
caùch chöng caát ôû aùp suaát chaân khoâng ñeå traùch phaân huûy do nhieät, ñeå thu ñöôïc
gasoil naëng vaø caën gudron. Nhöõng naêm gaàn ñaây coâng ngheä saûn xuaát baèng caùch
chöng caát ôû aùp suaát chaân khoâng töø daàu thoâ ñaõ coù nhöõng öu theá hôn veà daây
chuyeàn coâng ngheä vaø chaát löôïng saûn phaåm.
I. CÔ SÔÛ LYÙ THUYEÁT CUÛA QUAÙ TRÌNH CHÖNG CAÁT
Quaù trình chöng caát daàu thoâ laø moät quaù trình vaät lyù phaân chia daàu thoâ thaønh
caùc thaønh phaàn goïi laø phaân chia ñoaïn. Quaù trình naøy ñöôïc thöïc hieän baèng caùc
bieän phaùp khaùc nhau nhaèm taùch caùc phaàn daàu theo nhieät ñoä soâi cuûa caùc caáu töû coù
19

20. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
trong daàu maø khoâng laøm phaân huûy chuùng, hôi nheï bay leân ngöng tuï thaønh caùc
phaàn töû loûng. Tuøy theo caùc bieän phaùp tieán haønh chöng caát maø ngöôøi ta phaân chia
quaù trình chöng caát thaønh chöng caát ñôn giaûn, chöng caát phöùc taïp, chöng caát nhôø
caáu töû bay hôi hay chöng caát trong chaân khoâng.
II. CAÙC PHÖÔNG PHAÙP CHÖNG CAÁT
1. Chöng caát ñôn giaûn
Chöng caát ñôn giaûn laø moät quaù trình chöng caát ñöôïc tieán haønh baèng caùch bay
hôi daàn daàn, moät laàn hay nhieàu laàn moät hoãn hôïp chaát loûng caàn chöng caát.
1.1. Chöng caát baèng caùch bay hôi ñaàn daàn:
Phöông phaùp chöng caát baèng caùch bay hôi ñaàn daàn chæ thöôøng ñöôïc aùp duïng
trong phoøng thí nghieäm.
Sô ñoà chöng caát baèng caùch bay hôi daàn daàn.
 CÊu t¹o:
1- Thieát bò chöng caát
2- Thieát bò ñun soâi
3- Thieát bò ngöng tuï
4- Beå chöùa
Khi nguyeân lieäu vaøo thieát bò (1) ñöôïc ñoát noùng lieân tuïc hoãn hôïp chaát loûng
töø nhieät ñoäi soâi thaáp ñeán nhieät ñoä soâi cuoái, lieân tuïc taùch hôi saûn phaåm vaø ngöng
tuï hôi bay ra trong thieát bò ngöng tuï (3), cuoái cuøng thu ñöôïc saûn phaåm trong beå
chöùa (4).
20
§un nãng CÆn
S¶n phÈm
Ng­ng tô
2
n
ã
n
g
1
n
ã
n
g
4
3

21. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
1.2. Chöng caát baèng caùch bay hôi moät laàn
SÔ ÑOÀ CHÖNG CAÁT BAÈNG CAÙCH BAY HÔI MOÄT LAÀN ÔÛ AÙP SUAÁT MOÄT LAÀN
ÔÛ AÙP SUAÁT TH¦êNG
Loaïi sô naøy coù öu ñieåm laø: Söï boác hôi ñoàng thôøi caùc phaân ñoaïn nheï vaø
naëng, seõ goùp phaàn laøm giaûm ñöôïc nhieät ñoä boác hôi vaø nhieät löôïng ñun noùng daàu
trong loø. Thieát bò naøy giaûn ñôn vaø goïn gaøng. Nhöng loaïi naøy coù nhieàu haïn cheá vaø
nhöôïc ñieåm nhö sau: Ñoái vôùi caùc loaïi daàu coù chöùa nhieàu khí hoøa tan cuõng nhö
chöùa nhieàu phaân ñoaïn nheï, nhieàu taïp chaát Löu huyønh, nöôùc thì gaëp nhieàu khoù
khaên trong quaù trình chöng.
Khoù khaên ñoù laø do aùp suaát trong caùc thieát bò sô ñoà cho ñeán taän loø ñeàu lôùn.
Vì vaäy thieát bò phaûi coù ñoä beàn lôùn, laøm baèng vaät lieäu ñaét tieàn, ñoâi khi coøn gaây
hieän töôïng noå, hoûng thieát bò do aùp suaát trong thaùp taêng ñoät ngoät. Vôùi nhöõng lyù do
treân cô sôû naøy chæ söû duïng cho loaïi daàu moû chöùa ít phaàn nheï (khoâng quaù 8 –
10%) ít nöôùc, ít Löu huyønh.
21
X¨ng
Ph©n ®o¹n 1
Ph©n ®o¹n 2
Ph©n ®o¹n 3
Mazut
DÇu th«

22. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
1.3. Chöng caát baèng caùch bay hôi nhieàu laàn.
X¨ng
Mazut
Mazut
Ph©n ®o¹n1
Ph©n ®o¹n3
Ph©n ®o¹n2
X¨ng
X¨ngnhÑ
DÇunãng
DÇunãng
(a)
(b)
Ph©n®o¹n 1
Ph©n®o¹n2
Ph©n®o¹n 3
S¬ ®å chng cÊt b»ng c¸ch bay h¬i nhiÒu lÇn
Thieát bò tröng caát baèng caùch bay hôi hai laàn theo sô ñoà (a): Goàm quaù trình
boác hôi hai laàn vaø tinh luyeän hai laàn trong 2 thaùp noái tieáp nhau, sô ñoà naøy thöôøng
aùp duïng ñeå cheá bieán caùc loaïi daàu coù nhieàu phaân ñoaïn nheï vaø khí, nhöõng hôïp chaát
chöùa Löu huyønh coù laãn trong nöôùc.
Nhôø caùc caáu töø nheï, nöôùc ñöôïc taùch ra sô boä ôû thaùp thöù nhaát neân trong caùc
oáng xoaén cuûa loø vaø thaùp thöù hai khoâng coù hieän töôïng aùp suaát lôùn nhö trong tröôøng
hôïp treân. Maët khaùc caùc hôïp chaát chöùa Löu huyønh gaây aên moøn thieát bò ñaõ ñöôïc
thoaùt ra ôû ñænh thaùp thöù nhaát. Neân trong thaùp chöng chính thöù hai khoâng caàn thieát
22

23. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
keá vaät lieäu ñaét tieàn, coù ñoä beàn cao vaø khoâng bò aên moøn, coù theå söû duïng theùp
thöôøng ñeå cheá taïo thaùp thöù hai.
Thieát bò chöng caát bay hôi hai laàn theo sô ñoà (a): Nhôø nhöõng hydrocacbon
nheï ñöôïc loaïi ra ôû thaùp thöù nhaát cho pheùp ñun daàu laøm vieäc vôùi heä soá trao ñoåi
nhieät lôùn, giaûm bôùt ñaùng keå coâng suaát caàn thieát keá cuûa loø ñun chính, nhôø loaïi boû
nöôùc ôû ngay thaùp thöù nhaát neân thaùp thöù hai laøm vieäc hoaøn toaøn an toaøn.
Nhöôïc ñieåm cuûa sô ñoà naøy laø phaûi ñun noùng daàn trong loø vôùi nhieät ñoä cao
hôn 5 – 100
C so vôùi sô ñoà treân. (Do caùc phaân ñoaïn nheï vaø phaân ñoaïn naëng bay
hôi rieâng leû) coù theå haïn cheá hay giaûm bôùt hieän töôïng naøy baèng caùch cho hôi vaøo
nhöõng oáng cuoái cuøng cuûa loø ñeå giaûm aùp suaát rieâng phaàn cuûa hydrocacbon, duøng
sô ñoà naøy coù lôïi nhaát khi caàn taùch phaàn nheï, sô ñoà naøy ñöôïc duøng phoå bieán trong
quaù trình chöng caát hieän nay.
Sô ñoà (b) heä thoáng thieát bò bay hôi hai laàn vaø tinh luyeän moät laàn trong thaùp
chöng luyeän. Sô ñoà naøy khoâng ñöôïc duøng phoå bieán vì söï tinh luyeän phaàn nheï vaø
phaàn naëng xaûy ra ñoàng thôøi trong cuøng moät thaùp chính thöù 2, nhö vaäy coù phaàn
naøo laøm giaûm bôùt ñöôïc nhieät ñoä ñun noùng daàu trong loø.
2. Chöng caát phöùc taïp
2.1. Chöng caát coù hoài löu
Chöng caát coù hoài löu laø quaù trình chöng khi laáy moät phaàn chaát loûng ngöng
tuï töø hôi taùch ra cho quay laïi töôùi vaøo doøng hôi bay leân. Nhôø coù söï tieáp xuùc ñoàng
ñeàu vaø theâm moät laàn nöõa giöõa pha loûng vaø pha hôi maø pha hôi khi taùch ra khoûi heä
thoáng laïi ñöôïc laøm giaøu theâm caáu töû nheï (coù nhieät ñoä soâi thaáp hôn ) so vôùi khi
khoâng coù hoài löu, nhôø vaäy maø coù ñoä phaân chia cao hôn. Vieäc hoài löu laïi chaát loûng
ñöôïc khoáng cheá baèng boä phaän ñaëc bieät vaø ñöôïc boá trí phaàn treân thieát bò chöng.
2.2. Chöng caát coù tinh luyeän
23

24. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
Chöng caát coù tinh luyeän coøn cho ñoä phaân chia cao hôn khi keát hôïp vôùi hoài
löu. Cô sôû cuûa quaù trình tinh luyeän laø söï trao ñoåi chaát nhieàu laàn veà caû hai phía
pha loûng vaø pha hôi chuyeån ñoäng ngöôïc chieàu nhau. Quaù trình naøy ñöôïc thöïc
hieän trong thaùp (coät) tinh luyeän. Ñeå ñaûm baûo söï tieáp xuùc hoaøn thieän hôn giöõa pha
loûng vaø pha hôi, trong thaùp ñöôïc trang bò “ñóa hay ñeäm”. Ñoä phaân chia moät hoãn
hôïp caùc caáu töû trong thaùp phuï thuoäc vaøo soá laàn tieáp xuùc giöõa caùc pha (soá ñóa lyù
thuyeát), vaøo löôïng hoài löu ôû moãi ñóa vaø hoài löu ôû ñænh thaùp.
Coâng ngheä hieän ñaïi chöng caát sô khôûi daàu thoâ döïa vaøo quaù trình chöng caát
moät laàn vaø nhieàu laàn coù tinh luyeän, quaù trình xaûy ra trong thaùp chöng caát phaân
ñoaïn coù boá trí caùc ñóa.
nguyªn lý lµm viÖt cña c¸ctÇng®Üa
trongth¸p tinh luyÖn
ChÊtláng
M¸ngch¶y truyÒn Th©nth¸p
Tíith¸p bay h¬iphô
Håi l­u trung gian
§Üachôp
Cöa th¸ohåil­u
H¬i
♦ Nguyeân lyù laøm vieäc:
24

25. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
Pha hôi Vn bay töø ñóa thöù n ñeán ñóa thöù n-1. Ñöôïc tieáp xuùc vôùi pha loûng
Ln-1 chaûy töø ñóa thöù n-1 xuoáng pha loûng Ln töø ñóa n, chaûy xuoáng ñóa phía döôùi n+1
tieáp xuùc vôùi pha hôi Vn+1 bay töø döôùi leân. Nhôø quaù trình tieáp xuùc nhö vaäy maø quaù
trình trao ñoåi chaát xaûy ra toát hôn, pha hôi bay leân ngaøy caøng ñöôïc giaøu theâm. Caáu
töû nheï, coøn pha loûng chaûy xuoáng phía döôùi ngaøy caøng chöùa nhieàu caáu töû naëng. Soá
laàn tieáp xuùc caøng nhieàu, quaù trình trao ñoåi chaát caøng ñöôïc taêng cöôøng caøng nhieàu
vaø keát quaû phaân taùch cöûa thaùp caøng toát, hay noùi caùch khaùc thaùp coù ñoä phaân taùch
caøng cao. Ñóa treân cuøng coù hoài löu ñænh, coøn ñóa döôùi coù hoàøi löu ñaùy, nhôø coù hoài
löu ñænh vaø ñaùy maø laøm cho thaùp hoaït ñoäng lieân tuïc, oån ñònh vaø coù khaû naêng
phaân taùch cao. Ngoaøi ñænh vaø ñaùy, neáu caàn ngöôøi ta coøn thieát keá hoài löu trung
gian, baèng caùch laáy saûn phaåm loûng ôû caïnh söôøn thaùp cho qua trao ñoåi nhieät laøm
laïnh roài quay laïi töôùi vaøo thaùp. Khi laáy saûn phaåm caïnh söôøn ngöôøi ta trang bò
theâm caùc boä phaän taùch trung gian caïnh söôøn thaùp. Nhö vaäy theo chieàu cao cuûa
thaùp tinh luyeän, ta seõ nhaän ñöôïc caùc phaân ñoaïn coù giôùi haïn soâi khaùc nhau tuøy
thuoäc vaøo cheá ñoä coâng ngheä chöng vaø daàu thoâ nguyeân lieäu ban ñaàu.
3. Chöng caát chaân khoâng
Hoãn hôïp caùc caáu töû coù trong daàu thoâ thöôøng khoâng beàn, deã bò phaân huûy khi
taêng nhieät ñoä. Trong khi caùc hôïp chaát deã bò phaân huûy nhieät, nhaát laø caùc hôïp chaát
chöùa Löu huyønh vaø chaát cao phaân töû nhö nhöïa...caùc hôïp chaát parafin keùm beàn
nhieät hôn caùc hôïp chaát naphten vaø caùc naphten keùm beàn nhieät hôn caùc hôïp chaát
thôm (aromatic).
Ñoä beàn nhieät cuûa caùc caáu töû taïo thaønh khoâng chæ phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä maø
coøn phuï thuoäc vaøo caû thôøi gian tieáp xuùc ôû nhieät ñoä ñoù. Trong thöïc teá chöng caát,
ñoái vôùi caùc phaân ñoaïn coù nhieät ñoä soâi cao, ngöôøi ta caàn traùch söï phaân huûy nhieät
chuùng khi ñoát noùng. Tuøy theo loaïi daàu thoâ, trong thöïc teá khoâng neân ñoát noùng quaù
25

26. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
400 - 420 0
C vôùi daàu khoâng coù hay coù chöùa raát ít Löu huyønh vaø khoâng quaù 320 -
340 0
C vôùi daàu coù nhieàu Löu huyønh.
Söï phaân huûy khi chöng caát seõ laøm xaáu ñi tính chaát cuûa saûn phaåm, nhö laøm
giaûm thaáp ñoä nhôùt vaø nhieät ñoä baét chaùy coát kín cuûa chuùng, giaûm ñoä beàn oâxi hoùa.
Nhöng quan troïng hôn laø chuùng gaây nguy hieåm cho quaù trình chöng caát vì chuùng
taïo thaønh caùc hôïp chaát aên moøn vaø laøm taêng aùp suaát cuûa thaùp.
Ñeå giaûm möùc ñoä phaân huûy, thôøi gian löu cuûa nguyeân lieäu ôû nhieät ñoä cao
cuõng caàn phaûi haïn cheá.
♦ Cô sôû cuûa phöông phaùp
Khi nhieät ñoä soâi cuûa hoãn hôïp ôû aùp suaát khí quyeån cao hôn nhieät ñoä phaân huûy
nhieät cuûa chuùng, ngöôøi ta phaûi chöng caát trong chaân khoâng (VD) hay chöng caát
vôùi hôi nöôùc ñeå traùnh phaân huûy nhieät. Chaân khoâng laøm giaûm nhieät ñoä soâi, coøn hôi
nöôùc cuõng coù taùc duïng töông töï nhö duøng chaân khoâng laøm giaûm aùp suaát rieâng
phaàn cuûa caáu töû hoãn hôïp laøm cho chuùng soâi ôû nhieät ñoä thaáp hôn. Hôi nöôùc duøng
ngay caû trong chöng caát khí quyeån. Khi tinh luyeän noù ñöôïc duøng ñeå taùi bay hôi
phaân ñoaïn coù nhieät ñoä soâi thaáp. Coøn chöùa trong mazut vaø goudron, trong nhieân
lieäu vaø daàu nhôøn. Keát hôïp chaân khoâng vaøhôi nöôùc khi chöng caát phaàn caën seõ cho
pheùp ñaûm baûo hieäu quaû taùch saâu hôn phaân ñoaïn daàu nhôøn (coù theå ts
0
= 550 –
600o
C).
26

27. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
CHÖÔNG III: SAÛN PHAÅM CUÛA QUAÙTRÌNH CHÖNG CAÁT
Khi tieán haønh chöng caát sôû khôûi daàu moû, chuùng ta nhaän ñöôïc nhieàu phaân
ñoaïn vaø saûn phaåm daàu. Chuùng ñöôïc phaân bieät vôùi nhau bôûi giôùi haïn nhieät ñoä soâi
(hay khoaûng nhieät ñoä chöng caát), bôûi thaønh phaàn hydrocacbon, ñoä nhôùt, nhieät ñoä
chaát chaùy nhieät ñoä ñoâng ñaëc vaø bôûi tính chaát khaùc coù lieân quan ñeán vieäc söû duïng
chuùng. Töøø chöng caát chuùng ta nhaän ñöôïc caùc saûn phaåm nhö:
I. PHAÂN ÑOAÏN DAÀU NHÔØN
Phaân ñoaïn daàu nhôùt vôùi khoaûng nhieät ñoä soâi 300 – 500 o
C, 350 – 540 o
C
(580o
C) ñöôïc goïi laø gasoil chaân khoâng, ñoù laø nguyeân lieäu cho quaù trình cracking
xuùc taùc hay hydrocracking. Bao goàm nhöõng hydrocacbon coù soá nguyeân töû cacbon
trong phaân töû töø C21-C35 (hoaëc C40 ) nhöõng hydrocacbon trong phaân ñoaïn naøy coù
troïng löôïng phaân töû lôùn, caáu truùc phöùc taïp, ñaëc bieät daïng hoãn hôïp taêng leân raát
nhanh.
Nhöõng Hydrocacbon paraphinic daïng thaúng, daïng nhaùnh, noùi chung coù ít
hôn so vôùi nhöõng Hydrocacbon loaïi naphtenic, thôm hay hoãn hôïp, ngay caû trong
nhöõng loaïi daàu moû thuoäc loaïi paraphinic cuõng theá.
Ví duï: trong phaân ñoaïn daàu nhôøn cuûa daàu moû poncacity (hoï paraphinic) söï
phaân boá Hydrocacbon nhaän ñöôïc coù % veà theå tích trong phaân ñoaïn daàu nhôøn
khaùc nhau.
Coøn trong moät soá loaïi daàu California laïi hoaøn toaøn khoâng coù loaïi n-
paraphin. Vì vaäy daàu moû ôû moãi nôi khaùc nhau chuùng ñeàu coù nhöõng tính chaát khaùc
nhau khoâng chæ veà tính chaát lyù hoïc maø caû veà tính chaát hoùa hoc.
27

28. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
PHAÂN BOÁ HYDROCACBON CAÙC LOAÏI TRONG PHAÂN ÑOAÏN DAÀU NHÔØN CUÛA
DAÀU MOÛ PONCACITY
Loaïi Hydrocacbon
% theå tích trong phaân
ñoaïn cuûa daàu nhôøn.
n-paraphin
Paraphin
Naphten 1 voøng
Naphten 2 voøng
Naphten 3 voøng trôû leân
Hydrocacbon thôm 1 voøng naphten
Hydrocacbon thôm 2 voøng + voøng naphten
Hydrocacbon 3 voøng naphten
Hydrocacbon thôm nhieàu voøng ngöng tuï hçn
hôïp vôùi chaát khoâng Hydrocacbon
13,7
8,3
18,4
9,9
16,5
10,5
8,1
6,6
8,0
Caùc iso paraphin thöôøng ít hôn caùc n - paraphin. Caùc isoparaphin thöôøng coù
caáu truùc maïch daøi, ít nhaùnh vaø nhaùnh phuï thöôøng chuû yeáu laø goác metyl. Caùc
Hydrocacbonl loaïi naphten coù leõ laø loaïi chieám ña phaàn trong phaân ñoaïn naøy soá
voøng caùc naphten coù töø 1 ñeán 5 ñoâi khi coù 9 ñoâi. Nhöõng voøng naphten laïi thöôøng
coù raát nhieàu nhaùnh phuï, nhöõng loaïi naphten 1 voøng thöôøng coù nhaùnh phuï daøi vaø
caáu truùc cuûa nhaùnh phuï naøy thuoäc loaïi thaúng ít nhaùnh.
Söï phaân boá Hydrocacbon lo¹i Naphten vaø iso paraphin trong phaân ñoaïn daàu
nhôøn caùc loaïi n-paraphin vaø Hydrocacbon thôm cuûa moät loaïi daàu moû thuoäc loaïi
trung gian, cho thaáy caùc Naphten chieám phaàn lôùn, trong ñoù nhieàu nhaát laø nhöõng
loaïi 2, 3, 4 vaø 5 voøng.
28

29. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
THAØNH PHAÀN RAPHTEN VAØ ISO - PARAPHIN TRONG PHAÂN ÑOAÏN DAÀU
ÑAÕ KHÖÛ N- PARAPHIN VAØ THÔM CUÛA DAÀU MOÛ HOÏ TRUNG GIAN.
Loaïi Hydrocacbon Theå tích ( %)
i- Paraphin
Naphten 1 voøng
Naphten 2 voøng
Naphten 3 voøng
Naphten 4 voøng
Naphten 5 voøng
Naphten 6 voøng
Naphten 7 voøng
Naphten 8 voøng
Naphten 9 voøng
26
8
15
15
13
11
7
3
1
1
Caùc Hydrocacbon thôm ôû phaân ñoaïn daàu nhôøn laø nhöõng loaïi coù 1, 2 vaø 3
voøng thôm, coøn laïi 5 voøng thôm trôû leân coù raát ít. Ñaïi boä phaän caùc Hydrocacbon
thôm trong phaân ñoaïn daàu nhôøn ñeàu naèm döôùi daïng hoãn hôïp vôùi voøng naphten.
Trong phaân ñoaïn daàu nhôøn, caùc hôïp chaát khaùc ngoaøi Hydrocacbon cuõng
chieám phaàn ñaùng keå. Caùc hôïp chaát cuûa löu huyønh trong phaân ñoaïn naøy chuû yeáu
laø caùc Sunfua, Disunfua, caùc Sunfua dò voøng hoaëc sunfua noái vôùi caùc voøng thôm
moät voøng hay nhieàu voøng ngöng tuï vôùi voøng Naphten, caùc Tiophen, vaø Tiophen
nhieàu voøng.
Nhöõng hôïp chaát cuûa Nitô, neáu nhö trong caùc phaân ñoaïn tröôùc chuû yeáu laø
daïng piridin vaø quinodin, thì trong ñoaïn naøy caùc ñoàng ñaúng cuûa piridin vaø
29

30. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
quinodin, coøn coù caû caùc pirol, cacbozol vaø nhöõng ñoàng ñaúng cuûa chuùng vôùi soá
löôïng khaù lôùn.
Trong phaân ñoaïn daàu nhôøn, coøn coù maët caùc hôïp chaát cô kim, chöùa caùc kim
loaïi nhö: V, Ni, Cu, Fe... Tuy nhieân caùc phöùc chaát naøy thöôøng taäp trung ñaïi boä
trong phaàn caën Gaudron.
Caùc hôïp chaát coù chöùa Oxy naèm trong phaân ñoaïn daàu nhôøn laø caùc axit
Naphtenic, caùc axit asphentic. Soá löôïng caùc axit naphtenic trong phaân ñoaïn naøy ít
hôn so vôùi trong phaân ñoaïn gasvil. Tuy nhieân daïng axit asphentic thöôøng naèm
chuû yeáu trong phaàn caën gaudron.
C¸c chÊt nhùa cã mÆt víi sè lîng ®¸ng kÓ vµ t¨ng rÊt nhanh vª cuèi ph©n ®o¹n
dÇu nhên.
Möùc ñoä taêng haøm löôïng nhöïa töø phaân ñoaïn gasvil sang caùc phaân ñoaïn daàu
nhôøn cuûa daàu moû Grosny.
HAØM LÖÔÏNG TRONG CAÙC PHAÂN ÑOAÏN DAÀU MOÛ GROSNY
II. CAËN GOUDRON
Caën goudron laø phaàn coøn laïi, coù nhieät ñoä soâi treân 500o
C. ÔÛ ñaây taäp trung
nhöõng Hydrocacbon coù soá nguyeân töû cacbon trong phaân töû laø töø C41 trôû leân, coù theå
ñeán C50 – C60, thaäm chí cuõng coù theå giôùi haïn cuoái cuøng laø C80. Vì theá caáu truùc caùc
Hydrocacbon naøy raát phöùc taïp, nhöng caáu truùc chuû yeáu cuûa caùc Hydrocacbon coù
theå coù ôû ñaây laø loaïi voøng thôm vaø raphten nhieàu voøng, ngöng tuï cao. Nhöõng
Hydrocacbon coù trong caën goudron hôïp thaønh moät nhoùm goïi laø nhoùm nhôøn naëng
( coù theå goïi taéc nhoùm daàu ) trong caën goudron.
30
0
I. Phaân ñoaïn kerosen
II. Phan ñoaïn gasvil
III.Phaân ñoaïn daàu nhôøn (nheï)
IV.Paan ñoaïn daàu nhôøn(naëng)
V.Goudron
5
10
15
20

31. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
Caùc chaát nhöïa vaø asphanten trong caën goudron cuõng ñoàng thôøi coù chöa raát
nhieàu caùc nguyeân toá O, N, S cho neân chính nhöïa vaø asphanten laø nhöõng hôïp chaát
coù chöùa O, N, S cuûa phaân ñoaïn naøy. Ngoaøi ra trong caën coøn taäp trung caùc phöùc
chaát cô-kim. Haàu nhö taát caû kim loaïi coù chöùa trong daàu moû ñeàu naèm laïi trong caën
goudron.
Ngoaøi 3 nhoùm quan troïng (daàu, nhöïa, asphanten ), trong caën goudron cuûa
daàu moû thu ñöôïc khi chöng caát, coøn thaáy moät soá chaát khaùc: Cacbon vaø Cacboid...
Trong daàu moû nguyeân khai, cacben vaø cacboid khoâng coù, nhöng khi ñem daàu moû
chöng caát, trong phaàn caën goudron cuûa noù xuaát hieän caùc chaát Cacbon vaø Cacboid,
soá löôïng caùc chaát naøy khoâng nhieàu. Tuy nhieân neáu caën goudron ñöôïc oâxi hoùa
baèng caùch thoåi khoâng khí, thì löôïng Cacbon vaø Cacboid taïo raát nhieàu. Cacben vaø
Cacboid gioáng nhö asphanten nhöng raén vaø gioáng nhö coác maøu saãm hôn vaø
khoâng tan trong caùc dung moâi thoâng thöôøng, ngay nhö dung moâi coù theå hoøa tan
asphanten nhö bezen, teraclorua Cacbon, cacben cuõng khoâng hoøa tan noù cuõng
hoøa tan raát ít trong sunfuacacbon vaø chæ tan trong pyridin coøn Cacboid thì gioáng
nhö moät soá lieäu Cacbon trong thieân nhieân (Graphit, than ) noù khoâng tan trong baát
kyø dung moâi naøo. Cacbon vaø Cacboid vì theá ñöôïc xem nhö saûn phaåm ngöng tuï
saâu theâm cuûa asphanten döôùi aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä vaø oxy.
III. CAÙC AÛNH HÖÔÛNG CUÛA NGUYEÂN LIEÄU ÑEÁN SAÛN PHAÅM
1. Aûnh höôûng cuûa thaønh phaàn Hydrocacbon phaân ñoaïn daàu nhôùt ñeán tính
chaát boâi trôn cuûa daàu nhôùt
Caùc Hydrocacbon trong phaân ñoaïn daàu nhôøn coù aûnh höôûng raát lôùn ñeán ñoä
nhôùt cuûa daàu nhôøn. Caùc hydrocacbon ( loaïi maïch thaúngvaø maïch nhaùnh ) noùi
31

32. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
chung ñeàu coù ñoä nhôùt thaáp hôn, so vôùi caùc loaïi hydrocacbon khaùc. Tuy nhieân,
neáu chieàu daøi cuûa maïch caøng lôùn, thì ñoä nhôùt cuõng taêng theo, ñoàng thôøi ñoä phaân
nhaùnh caøng nhieàu thì ñoä nhôùt cuõng taêng theo.
Caùc Hydrocacbon naphten hoaëc thôm coù moät hoaëc hai voøng naèm trong phaân
ñoaïn daàu nhôøn coù cuøng moät nhieät ñoä soâi nhö nhau thì ñoä nhôùt cuõng gaàn nhö nhau.
Nhöng neáu caùc naphten vaø Hydrocacbon thôm coù 3 voøng trôû leân thì ñoä nhôùt cuûa
chuùng khaùc nhau. Caùc Hydrocacbon naphtenic nhieàu voøng vaø caùc hydrocacbon
hoãn hôïp nhieàu voøng cuûa naphten- thôm laïi coù ñoä nhôùt cao nhaát. Neáu caùc
Hydrocacbon loaïi hoãn hôïp naphten-thôm ñöôïc thay theá taát caû voøng thôm trong ñoù
baèng voøng naphten, thì ñoä nhôùt cuûa loaïi sau ( töùc chæ toaøn voøng naphten ) seõ taêng
leân cao.
Neáu caùc Hydrocacbon thôm hoaëc naphten coù nhaùnh phuï thì chieàu daøi nhaùnh
phuï caøng lôùn, ñoä nhôùt caøng taêng, maët khaùc neáu nhaùnh phuï coù caáu truùc nhaùnh, thì
®oä nhôùt cuûa noù cuõng taêng cao hôn ñoä nhôùt cuûa loaïi coù nhaùnh phuï maïch thaúng coù
cuøng moät soá nguyeân töû Cacbon.
Nhö vaäy: Moät ñaëc tính ñaùng chuù yù laø ñoä nhôùt thay ñoåi theo söï thay ñoåi cuûa
nhieät ñoä. Tính chaát naøy cuûa daàu nhôùt cuõng phuï thuoäc raát lôùn vaøo thaønh phaàn
Hydrocacbon. Caùc Hydrocacbon paraphinic, ñaêïc bieät laø loaïi maïch thaúng khoâng
32
C
C
C
C
C
C
§é nhít ë 50o
C = 78 Centipao
C
C
C
C
C
C
§é nhít ë 50o
C = 444 Centipao

33. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
coù nhaùnh, ít bò thay ñoåi ñoä nhôùt theo nhieät ñoä. Maïch caøng daøi, tính chaát naøy caøng
ñöôïc caûi thieän.
Caùc Hydrocacbon thôm vaø naphten coù nhaùnh phuï caøng daøi, vaø caøng coù soá
löôïng nhaùnh phuï caøng nhieàu so vôùi soá löôïng voøng thôm hay nhieät ñoä. Ngöôïc laïi
caùc Hydrocacbon thôm hay naphten nhieàu voøng, coù nhaùnh phuï ngaén laø loaïi coù ñoä
nhôùt thay ñoåi raát nhaïy vôùi nhieät ñoä.
Caùc Hydrocacbon hoån hôïp naphten-thôm coù ñoä nhôùt thay ñoåi nhieàu theo
nhieät ñoä, trong ñoù caùc naphten nhieàu voøng thì ñoä nhôùt laïi ít bò thay ñoåi hôn khi
nhieät ñoä thay ñoåi.
CHÆ SOÁ NHÔÙT CUÛA CAÙC NAPHTEN COÙ NHAÙNH PHUÏ
Soá voøng naphten
trong phaân töû
Soá nguyeân töû coù
trong nhaùnh phuï
Coâng thöùc phaân
töû
Chæ soá nhôùt
4 5 C23H40 -300
4 7 C25H44 -150
3 14 C29H52 +40
2 18 C28H54 +144
1 18 C24H48 +160
Nhö vaäy, trong tröôøng hôïp caàn saûn xuaát daàu nhôøn coù chæ soá nhôùt cao, phaûi
tieán haønh loaïi tröø caùc Hydrocacbon khoâng thích hôïp ra khoûi phaân ñoïan daàu nhôøn,
chuû yeáu laø loaïi töø caùc Hydrocacbon nhieàu voøng ( hoaëc naphten, thôm hoaëc hoãn
hôïp naphten thôm ) coù nhaùnh phuï ngaén. Nhöõng Hydrocacbon naphtenic hay thôm
ít voøng nhöng laïi coù nhaùnh phuï daøi laø loaïi chæ soá nhôùt cao
Caùc Hydrocacbon paraphinic cuõng goùp phaàn laøm taêng chæ soá nhôùt, tuy vaäy
vaãn khoâng phaûi laø caáu töø quan troïng trong daàu nhôøn coù chæ soá nhôùt cao, vì söï coù
maët chuùng trong daàu nhôøn seõ laøm cho daàu maát tính linh ñoäng vaø ñoâng ñaëc ôû nhieät
ñoä thaáp do chuùng raát deã bò keát tinh, cho neân caùc Hydrocacbon paraphinic cuõng bò
loaïi boû ra khoûi phaân ñoaïn daàu nhôøn chæ moät phaàn, sau ñoù cho theâm vaøo daàu moät
soá chaát phuï da coù taùc duïng laøm giaûm bôùt nhieät ñoä ñoâng ñaëc cuûa daàu nhöõng chaát
33

34. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
naøy thöôøng duøng laø parafloi hoaëc Santopua, chuùng khoâng aûnh höôûng gì ñeán söï
taïo thaønh tinh theå paraphin khi ôû nhieät ñoä thaáp maø chæ ngaên caûn söï phaùt trieån
thaønh caùc boä khung tinh theå lôùn, do ñoù vaãn giöõ ñöôïc daàu coù tính linh ñoäng ôû nhieät
ñoä thaáp coù khaû naêng haï nhieät ñoä ñoâng ñaëc xuoáng 20- 300
C.
Coâng thöùc cuûa parafloi vaø Santopua nhö sau:
Nhöõng phaân ñoaïn daàu nhôøn cuûa daàu moû hoï paraphinic, naphtenic
paraphinic, paraphinic-naphtenic ñeàu coù khaû naêng saûn xuaát ñöôïc daàu nhôøn coù chæ
soá nhôùt cao vì raèng trong thaønh phaàn cuûa chuùng chöùa nhieàu Hydrocacbon naphten
vaø thôm ít voøng nhöng laïi coù nhaùnh phuï raát daøi. Ngöôïc laïi nhöõng phaân ñoaïn daàu
nhôøn cuûa daàu moû hoï naphtenic hoaëc naphtenic-aromatic coù khaû naêng saûn xuaát
caùc loaïi daàu nhôøn coù chæ soá nhôùt cao, vì trong thaønh phaàn cuûa chuùng chöùa raát
nhieàu caùc Hydrocacbon naphtenic vaø thôm nhieàu voøng, vôùi nhöõng nhaùnh phuï raát
ngaén, neáu muoán laøm taêng chæ soá nhôùt cuûa daàu nhôøn ngöôøi ta cuõng coù theå duøng
caùc chaát phuï da coù taùc duïng caûi thieän chæ soá nhôùt .
Nhöõng chaát naøy thöôøng laø caùc Polime nhö Poliiso butylen, Polimetacrilat
(acriloid ), Polime cuûa estervinylic ( vinypol ), Poliakyl Stirel ( santodex )
Poliisobutylen Polimetacrilat Vinyprol
2. Aûnh höôûng cuûa thaønh phaàn khoâng Hydrocacbon trong phaân ñoaïn cuûa daàu
nhôøn ñeán caùc tính chaát boâi trôn cuûa daàu nhôøn
Trong phaân ñoaïn daàu nhôøn beân caïnh thaønh phaàn chính laø caùc Hydrocacbon
coøn laïi haàu heát taäp trung vaøo ñaây ñaïi boä phaän caùc hôïp chaát cuûa S, N, O vaø caùc
chaát nhöïa cuûa daàu moû.
34
CH3
CH3
(CH2
)24
-CH3
Parafloi
0
O
II
C
C 0
O
II
C
C
R R R R
Santopua
CH3
- (CH2
)24
CH3
CH2
C
CH3 n
CH3
CH2
C
COOR n
CH3
CH2
C
OC4
H9 n

35. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
Caùc hôïp chaát nhöïa naèm trong phaân ñoaïn daàu nhôøn laø nhöõng hôïp chaát maø
phaàn caáu truùc chuû yeáu cuûa noù laø nhöõn voøng thôm vaø naphten ngöng tuï cao.
Vì vaäy caùc hôïp chaát nhöïa coù ñoä nhôùt lôùn, maët khaùc coù chæ soá nhôùt raát thaáp.
Maët khaùc, caùc chaát nhöïa laïi coù khaû naêng nhuoäm maàu raát maïnh, neân söï coù maët
cuûa chuùng trong daàu laøm cho maàu cuûa daàu bò saåm vaø toái. Trong quaù trình baûo
quaûn, söû duïng, tieáp xuùc vôùi oxy khoâng khí ôû nhieät ñoä thöôøng hoaëc nhieät ñoä cao,
nhöïa ñeàu raát deã bò oxy hoùa taïo neân caùc saûn phaåm coù troïng löôïng phaân töû lôùn hôn
tuøy theo möùc ñoä bò oxy hoùa nhö asphanten hoaëc Cacbon, Caacboid. Nhöõng chaát
naøy laøm cho daàu taêng cao ñoä nhôùt vaø ñoàng thôøi taïo caën khoâng tan ñoïng laïi trong
daàu, khi ñöa vaøo boâi trôn laïi laøm taêng maøi moøn caùc loaïi chi tieát tieáp xuùc. Vì vaäy
vieäc loaïi boû caùc chaát nhöïa ra khoûi phaân ñoaïn daàu nhôøn, khi duøng chuùng ñeå saûn
xuaát daàu nhôøn laø moät khaâu coâng ngheä raát quan troïng.
Caùc hôïp chaát cuûa löu huyønh, nitô, oxi coù trong phaân ñoaïn daàu nhôøn döôùi
taùc duïng cuûa oxi hoùa cuõng deã taïo ra nhöõng chaát gioáng nhö nhöïa. Ngoaøi ra nhöõng
hôïp chaát cuûa löu huyønh naèm laïi trong daàu nhôøn chuû yeáu laø Löu huyønh ôû daïng
sunfua, nhöõng hôïp chaát cuûa oxy chuû yeáu laø axit naphtenic coù trong daàu gaây aên
moøn caùc ñöôøng oáng daãn daàu, thuøng chöùa laøm baèng caùc hôïp kim cuûa Pb, Cu, Zn,
Sn, Fe. Nhöõng saûn phaåm aên moøn naøy laïi laéng ñoïng laïi trong daàu, laøm baån daàu vaø
ñoàng thôøi goùp phaàn taïo caën baùm ôû caùc chi tieát ñoäng cô.
Tuy nhieân söï coù maët cuûa caùc hôïp chaát axit höõu cô vaø moät soá chaát coù cöïc
khaùc cuõng coù taùc duïng laøm taêng ñoä baùm dính ( hay coøn goïi laø ñoä nhôøn ) cuûa daàu
leân beà maët kim loaïi. Nguyeân nhaân coù theå do söï haáp thuï hoùa hoïc cuûa phaàn coù cöïc
cuûa chuùng neân beà maët kim loaïi, trong quaù trình ñoù caùc axit coù theå taïo leân vôùi lôùp
kim loaïi beà maët moät hôïp chaát kieåu xaø phoøng vaø nhôø ñoù baùm chaéc vaøo beà maët
kim loaïi. Trong tröôøng hôïp daàu nhôøn duøng ñeå boâi trôn nhöõng chi tieát laøm ñöôïc
vôùi taûi troïng lôùn, nhöng toác ñoä chuyeån ñoäng cuõng lôùn phaûi söû duïng nhöõng chaát
phuï da laø caùc hôïp chaát cuûa clo, cuûa löu huyønh, cuûa phoátphaùt ( nhö caùc
35

36. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
Hydrocacbon thôm clo hoùa caùc paraphin clo hoùa dibenzin sunfua, terpen
sunfuahoas, triczezyl phorphat... ). Caùc hôïp chaát naøy seõ taùc duïng vôùi clorua,
sunfua, photphat cuûa caùc kim loaïi töông öùng, vaø nhôø vaäy döõ vöõng cho maøng daàu
ñöôïc toàn taïi khoâng bò ñaåy vaø ñöùt vôõ ra.
AÛNH HÖÔÛNG CUÛA PHUÏ GIA ÑEÁN ÑOÄ BEÀN ÑÖÙT CUÛA MAØNG DAÀU
Chaát phuï gia Coâng thöùc
Ñoä beà ñöùt maïnh cuaû
maøng daàu ( kg / cm2
)
Daàu saïch, khoâng phuï gia - 280
Triphenylcarbinol C6H5OH 1050
Tricrezy photphat ( C6H4CH3O )PO4 430
DibenzindiSunphua ( C6H5.CH2 )2S2 1050
2, 4, 5- Triclotuluenr CL3.C6H2.CH3 630
Trong baûng treân ta thaáy ñoä beàn cuûa maøng daàu ñöôïc taêng cao khi cho caùc
phuï gia noùi treân vaøo daàu nhôøn, ñoù cuõng nhôø vaøo bieát ñöôïc caáu truùc thaønh phaàn
hoùa hoïc cuûa chuùng maø ta coù coù caùc chaát phuï gia khaùc cho moãi loaïi daàu nhôùt khaùc
nhau.
36

37. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
CHÖÔNG IV: CHEÁ ÑOÄ COÂNG NGHEÄ VAØ SÔ ÑOÀ COÂNG NGHEÄ
CUÛA CHÖNG CAÁT DAÀU
I.2.1.1.1.1. CAÙC THOÂNG SOÁ COÂNG NGHEÄ AÛNH HÖÔÛNG TÔÙI QUAÙ TRÌNH CHÖNG
CAÁT
Caùc thoâng soá coâng ngheä aûnh höôûng tröïc tieáp tôùi hieâu suaát vaø chaát löôïng
cuûa quaù trình chöng caát laø nhieät ñoä, aùp suaát vaø phöông phaùp chöng caát.
Cheá ñoä coâng ngheä chöng caát phuï thuoäc raát nhieàu vaøo chaát löôïng daàu thoâ
ban ñaàu, vaøo muïc ñích vaø yeâu caàu cuûa quaù trình coâng ngheä,vaøo chuûng loaïi saûn
phaåm caàn thu vaø phaûi coù daây chuyeàn coâng ngheä hôïp lyù. Vì vaäy khi thieát keá quaù
trình chöng caát chuùng ta caàn phaûi xeùm kyõ vaø keát hôïp ñaày ñuû caùc yeáu toá ñeå quaù
trình chöng caát ñaït ñöôïc kinh teá cao nhaát.
1. Cheá ñoä nhieät cuûa thaùp chöng luyeän
Nhieät ñoä laø thoâng soá quan troïng nhaát cuûa thaùp chöng caát. Baèng caùch thay
ñoåi nhieät ñoä cuûa thaùp, seõ ñieàu chænh chaát löôïng vaø hieäu suaát cuûa saûn phaåm. Cheá
ñoä nhieät cuûa thaùp goàm nhieät ñoä cuûa nguyeân lieäu vaøo thaùp, nhieät ñoä ñænh thaùp,
nhieät ñoä trong thaùp vaø nhieät ñoä ñaùy thaùp.
Nhieät ñoä cuûa nguyeân lieäu ( daàu thoâ ) vaøo thaùp chöng ñöôïc khoáng cheá tuøy
theo baûn chaát cuûa loaïi daàu thoâ, möùc ñoä caàn phaân taùch saûn phaåm, aùp suaát trong
thaùp vaø löôïng hôi nöôùc ñöa vaøo ñaùy thaùp, chöng chuû yeáu laø phaûi taùch ñöôïc söï
phaân huûy nhieät cuûa nguyeân lieäu ôû nhieät ñoä cao. Do vaäy, nhieät ñoä loø oáng ñoát
noùng phaûi ñöôïc khoáng cheá chaët cheõ.
Nhieät ñoä ñaùy thaùp chöng luyeän phuï thuoäc vaøo phöông phaùp bay hôi vaø
phaàn hoài löu ñaùy. Neáu bay hôi phaàn hoài löu ñaùy baèng moät thieát bò ñoát noùng rieâng
bieät (reboiller ), thì nhieät ñoä ñaùy thaùp seõ öùng duïng hôi nöôùc quaù nhieät thì nhieät
ñoä ñaùy thaùp seõ thaáp hôn nhieät ñoä vuøng naïp lieäu.
37

38. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
Nhieät ñoä ñaùy thaùp phaûi choïn toái öu, traùch söï phaân huûy caùc caáu töû naëng,
nhöng laïi phaûi ñuû ñeå taùch heát hôi nheï khoûi phaàn caïn ñaùy.
Nhieät ñoä ñænh thaùp ñöôïc khoáng cheá nhaèm ñaûm baûo ñöôïc söï bay hôi hoaøn
toaøn saûn phaåm ñænh maø khoâng gaây ra söï cuoán theo caùc naëng khaùc. Muoán vaäy
ngöôøi ta phaûi duøng hoài löu ñænh thaùp.
Nhieät ñoä ñænh thaùp khi ñöôïc chöng caát chaân khoâng thì: AÙp suaát chöng caát laø
töø 10 – 70 mm Hg vaø t0
= 120 0
C. Ñeå taùch heát phaàn gasoil nheï coøn laãn trong
nguyeân lieäu.
Duøng hoài löu seõ taïo ñieàu kieän phaân taùch toát hôn. Hoài löu ñænh thaùp thöôøng
coù 2 daïng: hoài löu noùng vaø hoài löu nguoäi.
2. C¸c ph¬ng ph¸p håi lu
2.1. Hoài löu noùng
Quaù trình hoài löu noùng thöïc hieän baèng caùch cho ngöng tuï moät phaàn hôi saûn
phaåm ñænh ôû nhieät ñoä soâi cuûa noù, sau ñoù cho töôùi trôû laïi ñænh thaùp, vaø chæ caàn caáp
moät löôïng nhieät ñuû ñeå boác hôi. Taùc nhaân laøm laïnh coù theå duøng nöôùc hay chính
saûn phaåm laïnh.
t2
t1
(1)
(2)
* Xaùc ñònh hoài löu noùng theo coâng thöùc:
i
Q
n
G = [ II.37 ]
Gn: löôïng hoài löu noùng, kg/h
Q: nhieät löôïng hoài löu caàn laáy ñeå boác hôi, kcal/h
38
H2
O
H2
O
CÊu t¹o:
1.Th¸p ch­ng
2.ThiÕt bÞ

39. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
i: nhieät ngöng tuï cuûa saûn phaåm loûng, kcal/h
Thieát bò ngöng tuï hoài löu noùng khoù laép raùp vaø khoù veä sinh, neân loaïi naøy
ngaøy nay ít duøng.
2.2. Hoài löu nguoäi
Quaù trình hoài löu nguoäi ñöôïc thöïc hieän baèng caùch laøm nguoäi vaø ngöng tuï
toaøn boä saûn phaåm ñænh roài töôùi trôû laïi ñænh thaùp. Khi ñoù nhieät löôïng caàn thieát ñeå
caáp cho phaàn hoài löu bao goàm nhieät caàn ñeå ñung noùng noù ñeán nhieät ñoä soâi vaø
nhieät löôïng caàn ñeå hoùa hôi.
t2
t1
(1)
(2)
s¬ ®å: håi l­u nguéi
(3)
♦ Xaùc ñònh löôïng hoài löu nguoäi theo coâng thöùc:
( )C
t
t
l
Q
q
q
Q
G l
t
h
t
ng
1
2
2
2
−
+
=
−
= [ ]
100
.
III
Gng: löôïng hoài löu nguoäi, kg/h
Q: löôïng nhieät hoài löu caàn, kcal/h
Qt2
h
: haøm nhieät cuûa hôi kcal/kg
Ql
t1: haøm nhieät cuûa pha loûng löôïng hoài löu nguoäi vôùi nhieät ñoä t1 vaøo
thaùp, kcal/kg
C: tyû nhieät cuûa hoài löu
l: nhieät löôïng phaàn tinh caát, kcal/kg
t1,t2: nhieät ñoä cuûa hôi vaø loûng töông öùng
39
H2
O
H2
O
CÊu t¹o:
1.Th¸p ch­ng
2.ThiÕt bÞ ng­ng tô
3.BÓ chøa håi l­u

40. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
Töø coâng thöùc treân ta thaáy: löôïng hoài löu nguoäi caøng nhoû thì nhieät ñoä cuûa hoài
löu vaøo thaùp t1 caøng thaáp. Thöôøng nhieät ñoä t1 hoài löu töôùi vaøo khoaûng 30- 400
C.
noùi chung hoài löu ñöôïc söû duïng roäng raõi trong coâng ngheä cheá bieán daàu moû.
2.3. Hoài löu trung gian
(1)
2
3
H¬i s¶n phÈm
s¬ ®å : håi l­u trung gian
t0
t1
Quaù trình hoài löu trung gian thöïc hieän baèng caùch: laáy moät phaàn saûn phaåm
loûng naèm treân caùc ñóa coù nhieät ñoä laø t1 ñöa ra ngoaøi laøm nguoäi ñeán t0. Roài töôùi hoài
löu trôû laïi thaùp. Khi ñoù chaát loûng hoài löu caàn thu moät löôïng nhieät ñeå ñun noùng töø
nhieät ñoä t0-t1.
Xaùc ñònh löôïng hoài löu trung gian theo coâng thöùc:
r
t
r
t
tr
q
q
Q
G
0
1
−
= [ III.101]
Trong ñoù: GTr: löôïng hoài löu trung gian
Q: löôïng nhieät laáy ñi, kcal/h
qr
t1, qr
t0: haøm nhieät cuûa hoài löu ôû pha loûng öùng vôùi nhieät ñoä t1, t0,
kcal/kg.
40
CÊu t¹o:
1. Th¸p chng
2. ThiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt
3. B¬m

41. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
II. SÔ ÑOÀ NGUYEÂN LYÙ LAØM VIEÄC CUÛA THAÙP CHÖNG CAÁT
1. Nguyeân lyù laøm vieäc thaùp chöng caát
Phaàn ôû phía treân ñóa naïp lieäu cuûa thaùp thöïc hieän quaù trình laøm taêng noàng
ñoä cuûa caùc caáu töû nheï trong pha hôi neân ñöôïc goïi laø phaân tích luyeän. Coøn phaàn
phía döôùi ñóa naïp lieäu cuûa thaùp thöïc hieän quaù trình taùch pha hôi khoûi pha loûng vaø
laøm taêng noàng ñoä cuûa caáu töû naëng trong caën chöng neân ñöôïc goïi laø caën chöng,
do vaäy ñaùy thaùp phaûi cung caáp theâm nhieät hay ñöa theâm taùc nhaân bay hôi vaøo.
Möùc ñoä phaân chia toát hay xaáu phuï thuoäc vaøo soá ñóa ñöôïc boá trí trong thaùp vaø
löôïng hoài löu. Neáu soá ñóa lyù thuyeát quaù ít thì taùch khoâng roõ raøng, nhöng neáu soá
ñóa quaù lôùn thì daãn ñeán chieàu cao cuûa thaùp quaù lôùn gaây khoù khaên cho cheá taïo raép
raùp, taêng voán ñaàu tö, trong khi chæ caàn ñaït ñuû ñoä phaân chia ñeå nhaän caùc phaân
ñoaïn daàu.
2. Caùc loaïi thaùp chöng
41
H2
O
S¶n phÈm
H2
O
Nguyªn liÖu
CÆn ®¸y
ThiÕt bÞ
®un s«i

42. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
Muoán coù hieäu quaû phaân taùch toát, quaù trình tieáp xuùc pha trong thaùp tinh
luyeän phaûi ñöôïc xaûy ra ñoàng ñeàu, trieät ñeå. Do vaäy ngöôøi ta phaûi trang bò caùc thieát
bò beân trong thaùp nhaèm ñaït ñöôïc muïc ñích naøy. Trong thöïc teá thöôøng cheá taïo
thaùp vôùi caùc loaïi ñóa khaùc nhau nhö ñóa chuïp, ñóa löôùi, ñóa ñeäm, ñóa loøng maùng
hay ñóa xupap...
2.1. Thaùp ñeäm
Trong thaùp ñeäm ngöôøi ta boá trí caùc ngaên coù chöùa ñeäm vôùi hình daïng hoaëc
laø hình vaøng khuyeân hoaëc hình truï coù taám chaén ñeå taêng dieän tích maët tieáp xuùc
qua 2 pha loûng.
Nhöôïc ñieåm cuûa thaùp ñeäm laø quaù trình tieáp xuùc giöõa 2 pha loûng hôi khoâng
toát, khoâng ñoàng ñeàu ôû toaøn boä ñeäm theo tieát dieän ngang cuûa thaùp nhöng neáu
ñöôøng kình thaùp nhoû hôn moät meùt, thaùp ñeäm cuõng coù hieäu quaû töông nhö caùc
thaùp khaùc. Vaø vaäy loïai thaùp ñeäm hay ñöôïc duøng trong caùc daây chuyeân coù coâng
suaát thaáp, do deã cheá taïo vaø voán daàu tö khoâng cao.
II.2. Thaùp ñóa chuïp
Loaïi thaùp naøy ñöôïc söû duïng roäng raõi trong chöng caát daàu moû vaø saûn phaåm
daàu moû. Caùc ñóa chuïp coù nhieàu daïng khaùc nhau bôûi caáu taïo cuûa chuïp vaø caáu tao
caáu boä phaän chaát loûng, nhaèm taêng cöôøng söï tieáp xuùc pha trong theùp nhö ñóa hình
chöõ S, ñóa xupap...
42
VI
3
2
I
IV
II
II
I
5
CÊu t¹o:
Thµnh th¸p
Bé phËn ph©n phèi chÊt láng
Líp ®Öm
Bé phËn phèi h¬i
Vßng ®Öm cã tÊm ch¾n

43. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
 Ñóa hình choùp laø caùc ñóa kim loaïi maø trong ñoù caáu taïo nhieàu loå loã ñeå cho
hôi ñi qua. Theo chu vi caùc loå ngöôøi ta boá trí caùc oáng nhaùnh coù ñoä cao xaùc ñònh
goïi laø coác, nhôø coù oáng nhaùnh naøy giöõ möùc chaát loûng xaùc ñònh. Phía treân caùc oáng
nhaùnh laø caùc chuïp, khoaûng giöõa oáng noái vaø chuïp coù vuøng khoâng gian che hôi ñi
qua, ñi töø ñóa döôùi leân ñóa treân.
SÔ ÑOÀ NGUYEÂN LYÙ CAÁU TAÏO ÑÓA CHUÏP
• Caáu taïo:
1. Taám
2. OÁng chaûy truyeàn
3. Chuïp
4. OÁng nhaùnh
5. Loå trong chuïp cho hôi di qua
6. Khoâng gian bieân
7. Taám chaén ñeå giöõ möùc chaát loûng treân ñóa
8. Thaønh thaùp
• Nguyeân lyù:
Möùc chaát loûng ôû caùc ñóa ñöôïc giöõ nhôø taám chaén, phaàn chaát loûng thöøa qua
taám chaén seõ theo oáng chaûy chuyeàn cho oáng ñóa döôùi.
 Ñóa chuïp hình maùng coù caáu taïo ñôn giaûn vaø raát veä sinh, loaïi naøy coù nhöôïc
ñieåm cô baûn laø coù dieän tích suûi boït beù( chæ khoaûng 30% dieän tích cuûa ñóa), ñieàu
ñoù laøm taêng toác ñoä bay hôi, vaø söï cuoán chaát loûng ñi.
SÔ ÑOÀ THAÙP ÑÓA CHUÏP HÌNH MAÙNG
• Caáu taïo:
1. Chuïp
2. Maùng
3. Taâm ñieàu chænh chaùy
4. Taâm chaûy
5. Tuùi chaûy
6. Vuøng ñöôïc
43
7
2
3
8
1
1 4
5
3
2
6

44. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
2.3. Thaùp long maùng, ñóa löôùi hay ñóa saøng
Caùc loaïi thaùp naøy raát thích hôïp cho chöng caát caùc caën naëng hay saûn phaåm coù
ñoä nhôùt cao. Veà caáu taïo vaø hình daïng chi tieát caùc loaïi ñóa.
CHÖÔNG V: CAÙC LOAÏI SÔ ÑOÀ CHÖNG LUYEÄN DAÀU MOÛ
TRONG COÂNG NGHIEÄP CHEÁ BIEÁN DAÀU
Coâng suaát quaù trình chöng caát coù theå 3 trieäu taán 1 naêm vaø coù theå ñaït töø 6- 8
trieäu taán/ naêm. Hieän nay moät soá nöôùc ñaõ coù sô ñoà ñaït 12 trieäu taán/ naêm
Trong coâng nghieäp cheá bieán daàu moû thöôøng söû duïng caùc heä thoâng chöng caát
sau:
+ Chöng caát ôû aùp suaát thöôøng
+ Chöng caát ôû aùp suaát chaân khoâng
+ Chöng caát keát hôïp aùp suaát thöôøng vaø aùp suaát chaân khoâng
I. CHÖNG CAÁT CHAÂN KHOÂNG (VD)
Nhieät ñoä, 0
C:
Caáp lieäu: 395
Ñænh coät: 125
Taïi cöûa ra cuûa gasoil nheï: 195
Taïi cöûa ra cuûa phaân ñoaïn daàu nhôøn roäng: 260
Taïi cöûa ra cuûa phaân ñoaïn daàu toái maøu: 300
Taïi ñaùy thaùp: 352
AÙp suaát chaân khoâng ôû ñænh thaùp, KPa 8
II. SÔ ÑOÀ CHÖNG CHAÂN KHOÂNG MAZUT
Goàm hai loaïi:
44

45. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
+ Loaïi sô ñoà boác hôi moät laàn
+ Loaïi sô ñoà boác hôi hai laàn
1. Sô ñoà boác hôi moät laàn
ch©n kh«ng
ph©n ®o¹n 1
ph©n ®o¹n 2
ph©n ®o¹n 3
mazut
h¬i n­íc
gudron
Loaïi sô ñoà boác hôi moät laàn thöôøng duøng ñeå cheá bieán mazut thaønh caùc phaân
ñoaïn laøm nguyeân lieäu saûn xuaát nhieân lieäu.
2. Sô ñoà boác hôi 2 laàn
45

46. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
ph©n ®o¹n 3
ph©n®o¹n 2
ph©n®o¹n 1
mazut h¬i n­íc gudron
ch©n kh«ng
ch©n kh«ng
Loaïi sô ñoà boác hôi hai laàn duøng ñeå cheá bieán mazut thaønh caùc phaân ñoaïn daàu
nhôøn. Hieän nay trong coâng ngheä cheá bieán daàu moû ngöôøi ta thöôøng keát hôïp chöng
caát thöôøng vaø aùp suaát chaân khoâng trong moät sô ñoà lieân tuïc keát hôïp chöng caát aùp
suaát thöôøng vaø aùp suaát chaân khoâng, veà maët kinh teá tieát kieäm ñöôïc caùc beå chöùa,
dieän tích maët baèng taêng coâng suaát cuûa quaù trình cuøng moät daây chuyeàn ñieàu khieån
töï ñoäng noùi chung veà maët hieäu quaû kinh teá coù lôïi nhieàu.
Coâng suaát quaù trình chöng caát coù theå 3 trieäu taán/ naêm vaø coù theå ñaït 6 - 8
trieäu taán/naêm hieän nay ñaõ coù sô ñoà ñaït 12 trieäu taán/ naêm.
46

47. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
PhÇn III: phÇn c«ng nghÖ
Ch¬ng I: X©y dùng d©y chuyÒn c«ng nghÖ
I. Lùa chän s¬ ®å c«ng nghÖ vµ chÕ ®é c«ng nghÖ cña qu¸ tr×nh
chng cÊt
ViÖc lùa chän s¬ ®å c«ng nghÖ vµ chÕ ®é c«ng nghÖ chng cÊt hoµn toµn phô
thuéc tríc hÕt vao c¸c ®Æt tÝnh cña qu¸ tr×nh chÕ biÕn.
Dùa trªn c¬ së s¬ ®å c«ng nghÖ chng luyÖn dÇu má vµ s¬ ®å chng cÊt ë ¸p suÊt
ch©n kh«ng ®Ó nhËn c¸c ph©n ®o¹n cã nhiÖt ®é cao qua tham kh¶o c¸c d©y chuyÒn
c«ng nghÖ s¶n xuÊt dÇu nhên.
Em thiÕt kÕ: d©y chuyÒn chng cÊt ch©n kh«ng dÇu mazut ®Ó nhËn c¸c ph©n ®o¹n dÇu
nhên. Víi c«ng suÊt 2,2 triÖu tÊn/ n¨m.
1. D©y chuyÒn c«ng nghÖ
1.1. ThiÕt bÞ
1. BÓ chøa
2. B¬m
3. ThiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt
4. Sinh hµn kh«ng khÝ
5. ThiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt “èng lång èng”
6. ThiÕt bÞ ph©n riªng
7. Lß ®èt
8. Th¸p chng ch©n kh«ng
9,17. Th¸p t¸i bay h¬i
10.ThiÕt bÞ ngng tô vµ lµm l¹nh
11. BÓ chøa ch©n kh«ng
12. BÓ chøa gasoil
13. BÓ chøa ph©n ®o¹n dÇu nhÑ
14. BÓ chøa ph©n ®äan dÇu nÆng
15. BÓ chøa cÆn goudron
16. HÖ thèng t¹o ch©n kh«ng
47

48. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
1.2. S¶n phÈm
Gasoil nhÑ
Ph©n ®o¹n dÇu nhên nhÑ.
Ph©n ®o¹n dÇu nhên nÆng
CÆn gudron
Níc ngng tô
2. ThuyÕt minh s¬ ®å c«ng nghÖ
Nguyªn liÖu mazut tõ bÓ chøa (1) ®îc b¬m li t©m (2)vµ chia lµm 2 ®êng: Mét ®-
êng ®i qua c¸c thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt lo¹i èng chïm (3) vµ èng lßng (5), gÆp dßng
nguyªn liÖu thø 2. Sau khi qua bé phËn trao ®æi nhiÖt (3) vµ lµm l¹nh (4) ë håi lu
trung gian ®îc ®a ®Õn lß ®èt (7) ®èt nãng ®Õn nhiÖt ®é kho¶ng 400-4200
C, hçn hîp
chÊt h¬i láng ®i ra tõ lß ®èt cho vµo th¸p chng ch©n kh«ng (8), t¹i th¸p nµy ta cho
h¬i níc vµo t¸c nh©n bay h¬i, gióp viÖc bay h¬i ®îc dÔ dµng. ë ®Ønh th¸p ta thu ®îc
c¸c s¶n phÈm dÇu nhên I thuéc lo¹i nhÑ nhÊt, ®é nhít thÊp nhÊt. Sau khi ®îc lµm
l¹nh, ngng tô tíi trë l¹i ®Ønh th¸p ®Ó æn ®Þnh chÕ ®é nhiÖt ®Ønh th¸p.
Hçn hîp hydrocacbon, h¬i níc vµ s¶n phÈm dÇu ®i ra ®Ønh th¸p chng ch©n
kh«ng (8) cho qua thiÕt bÞ lµm l¹nh vµ ngng tô (10) råi ®îc ®a vµo thiÕt bÞ t¸ch níc
vµ khÝ. T¹i ®©y níc vµ khÝ ®îc t¸ch ra, phÇn khÝ ®îc hót ra nhê m¸y phun tia h¬i níc
ë phÇn t¹o ch©n kh«ng.cßn phÇn láng theo ®êng èng cho vµo bÓ khÝ ¸p kÕ (14), ®Ó
t¸ch dÇu ra khái níc. PhÇn h¬i kh«ng ngng tô ®i ra ngoµi nhê th¸p t¸i bay h¬i (13).
S¶n phÈm c¹nh sên sau khi ®i qua th¸p t¸i bay h¬i (9) ta thu ®îc c¸c ph©n ®o¹n dÇu
nhên (350 - 4500
C) vµ (450 - 5000
C) ®i ra cho qua thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt vµ thiÕt bÞ
lµm l¹nh b»ng kh«ng khÝ cho vµo bÓ chøa (13) vµ (14).
PhÇn ®¸y th¸p chng cÊt ch©n kh«ng thu ®îc phÇn cÆn gudr«n. t¹i ®¸y th¸p chng
ch©n kh«ng cho h¬i níc qu¸ nhiÖt vµo lµm t¸c nh©n bay h¬i.
48
Tải bản FULL (99 trang): https://bit.ly/3ge1AeY
Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net

49. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
§Ó ®¶m b¶o cho th¸p chng cÊt kh«ng ho¹t ®éng ®îc hiÖu suÊt cao,mét phÇn s¶n
phÈm cña c¸c ph©n ®o¹n ®îc cho håi lu quay trë l¹i ®¸y th¸p, ®Ó ®iÒu chØng nhiÖt ®é
®¸y th¸p. MÆt kh¸c ®Ó ®¶m b¶o cho th¸p ho¹t ®éng b×nh thêng ph¶i cã håi lu trung
gian.
 Nhîc ®iÓm cña c«ng nghÖ:
Sö dông th¸p chng cÊt ch©n kh«ng ®Ó chng cÊt mazut s¶n xuÊt dÇu nhên ®¸p
øng ®îc yªu cÇu vÒ mÆt c«ng nghÖ: Kh«ng lµm ph©n hñy nguyªn liÖu khi chng cÊt
do h¹ thÊp ®îc nhiÖt ®é s«i cña hydrocacbon do ®ã cho phÐp chng cÊt cã nhiÖt ®é s«i
®Õn 500 0
C mµ kh«ng cÇn ph¶i chng ®Õn 500 0
C. Ngoµi viÖc lµm gi¶m ¸p suÊt h¬i
riªng phÇn cña dÇu, nã cßn t¨ng cêng khuÊy trén chÊt láng, tr¸nh tÝch nhiÖt côc bé,
t¨ng diÖn tÝch bÒ mÆt bay h¬i do t¹o thµnh c¸c tia vµ c¸c bong bãng h¬i. H¬i níc ®èt
nãng cÆn dÇu trong lß èng khi chng cÊt ch©n kh«ng. Khi ®ã ®¹t ®îc møc ®é bay h¬i
lín cho nguyªn liÖu dÇu, tr¸nh qu¸ tr×nh ng¨n ngõa t¹o cèc trong c¸c èng ®èt nãng.
S¬ ®å c«ng nghÖ sö dông th¸p t¸i bay h¬i lµm cho hiÖu suÊt ph©n t¸ch cao thu
®îc c¸c ph©n ®o¹n dÇu nhên mµ kh«ng cÇn ph¶i sö dông s¬ ®å hai th¸p ch©n kh«ng
do ®ã gi¶m ®îc chi phÝ thiÕt kÕ vµ gi¶m hao tæn n¨ng lîng. Víi viÖc sö dông hÖ
thèng ngng tô vµ lµm l¹nh ba bËc mµ lµm gi¶m ®îc ¸p suÊt trong th¸p chng cÊt ch©n
kh«ng vµ lµm gi¶m ®îc hµm lîng s¶n phÈm dÇu lÉn trong níc th¶i ra ngoµi.
Víi hÖ thèng trao ®æi nhiÖt hîp lý ta cã thÓ tËn dông nhiÖt cña s¶n phÈm ®Ó gia nhÖt
cho nguyªn liÖu ë ®Çu vµo. HÖ thèng lµm m¸t s¶n phÈm ta sö dông sinh hµn kh«ng
khÝ ®Ó lµm m¸t ®¹t ®îc hiÖu qu¶ mong muèn mµ l¹i gi¶m ®îc chi phÝ thiÕt kÕ. Ngoµi
ra nã cßn dÔ khèng chÕ nhiÖt ®é cña lîng håi lu mang quay trë l¹i th¸p.
49
Tải bản FULL (99 trang): https://bit.ly/3ge1AeY
Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net

50. §å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
II. ChÕ ®é c«ng nghÖ cña th¸p chng kh«ng
NhiÖt ®é, 0
C:
§Ønh: 80 - 100
§¸y: 340 - 365
¸p suÊt ë ®Ønh:
Kpa 5,3 - 8,0
mm Hg 40 - 60
Tiªu tèn h¬i níc:
% khèi lîng 0,85 - 0,9
1. Qu¸ tr×nh chng cÊt ch©n kh«ng dÇu Mazut
§Ó nhËn c¸c ph©n ®o¹n dÇu nhên, qu¸ tr×nh ®Çu tiªn ®Ó ®i vµo s¶n xuÊt dÇu
nhên lµ qu¸ tr×nh chng cÊt ch©n kh«ng dÇu Mazut ®Ó nhËn c¸c ph©n ®o¹n dÇu nhên
cÊt vµ cÆn Gudron. Sau khi khö asphanten trong gudron ®Ó nhËn ph©n ®o¹n dÇu nhên
cÆn.
2. Môc ®Ých cña qu¸ tr×nh
Lµ nh»m chia hoµn thiÖn c¸c ph©n ®o¹n dÇu nhên cã giíi h¹n nhiÖt ®é s«i hÑp
vµ t¸ch triÖt ®Ó c¸c chÊt nhùa asphanten ra khái c¸c ph©n ®o¹n dÇu nhên chng cÊt vµ
cÆn goudron.
NÕu ph©n chia ph©n ®o¹n kh«ng triÖt ®Ó th× sÏ lµm xÊu ®i c¸c tÝnh chÊt cña dÇu
nhên vµ lµm gi¶m c¸c chØ tiªu kü thuËt – kinh tÕ c¸c qu¸ tr×nh lµm s¹ch trong hÖ
thèng s¶n xuÊt dÇu nhên chung.
NÕu trng cÊt mµ kh«ng chia ph©n ®o¹n kÐm th× lµm gi¶m hiÖu suÊt raphinat vµ
gi¶m hiÖu suÊt qu¸ tr×nh khö parafin.
Lµm t¨ng tèc ®é cña ph©n xëng khö parafin vµ cßn lµm t¨ng sù t¹o cèc trªn xóc
t¸c ë qu¸ tr×nh lµm s¹ch b»ng hydro ho¸. VÝ dô nÕu ph©n chia kh«ng triÖt ®Ó lµm lÉn
c¸c cÊu tö cã nhiÖt ®é s«i thÊp vµo c¸c ph©n ®o¹n dÇu nhên th× lµm gi¶m ®é bay h¬i
vµ kh¶ n¨ng b«i tr¬n cña dÇu nhên. NÕu lµm lÉn c¸c cÊu tö cã nhiÖt ®é s«i cao qu¸
giíi h¹n cÇn ph©n chia th× lµm t¨ng kh¶ n¨ng t¹o nÕn trong ®éng c¬ m¸y mäc khi
lµm viÖc.
HiÖu suÊt c¸c ph©n ®o¹n dÇu nhên cÊt vµ cÆn gudron phô thuéc vµo thµnh phÇn
chÊt lîng dÇu má ban ®Çu, vµ con phô thuéc vµo sù ph©n chia triÖt ®Ó hay kh«ng.
50
3553564