Quá trình chưng cất

Quá Trình
Chưng Cất
April 1
2008
Written by Pham Nguyen Quoc Cuong_PVGAS’ Petrochemical Eng.

Quá trình chưng cất
Biên soạn: Phạm Nguyễn Quốc Cường Page 2
1. NGUYÊN LÝ CHƯNG CẤT
1.1 Khái niệm về chưng cất:
• Chưng cất là quá trình trong đó sử dụng nhiệt để phân tách một hổn hợp các
chất ra hai hay nhiều sản phẩm tinh khiết hoặc phân đoạn sản phẩm dựa trên
sự khác nhau về nhiệt độ sôi hoặc khoảng nhiệt độ sôi của các cấu tử hay phân
đoạn.
• Chưng cất = Gia nhiệt + Ngưng tụ
• Mức độ tách có thể đo lường đại khái dựa vào điểm sôi khác nhau của các
thành phần khác nhau trong hỗn hợp tại nhiệt độ môi trường.
• Điểm sôi (boiling point) của các hydrocacbon nhẹ như bảng dưới đây:
Thành phần Theo độ F Theo độ C
Propane -43.7 -42.0
Iso butane 10.0 -12.2
N butane 31.1 -0.5
Iso pentane 82.1 27.8
N pentane 96.6 36.0
N hexane 155.7 68.6
• Nhìn vào bảng trên có thể thấy, quá trình tách giữa C3 và iC4 sẽ dễ dàng hơn
so với giữa iC5 và nC5.
• Khả năng tách còn có thể được đo lường chính xác hơn dựa vào đại lượng độ
bay hơi tương đối (anpha_):
 = Kl/Kh Trong đó:
– Kl: Hằng số cân bằng của thành phần nhẹ (light key component)
– Kh: Hằng số cân bằng của thành phần nặng (heavy key component).
– Cả hai được đo ở cùng nhiệt độ và áp suất.
–  càng lớn thì khả năng tách càng dễ.
• Thành phần chính (key component) trong hỗn hợp nhiều thành phần là thành
phần được tách ra. Thành phần này xuất hiện cả ở trên đỉnh và dưới đáy tháp.
Thành phần nhẹ chính hầu như được tách hết lên đỉnh và còn lại rất ít ở dưới
đáy. Khi chúng ở dưới đáy thì chúng sẽ là thành phần nhẹ nhất . Ngược lại đối

với thành phần nặng chính, chúng xuất hiện chủ yếu ở dưới đáy và sẽ là thành
phần nặng nhất ở phần đỉnh tháp.
1.2 Các phương pháp chưng cất:
• Chưng cất đơn giản: tách sơ bộ.
• Chưng cất phức tạp: Tách hoàn toàn hỗn hợp các cấu tử ít hòa tan hoặc hòa
tan vào nhau.
• Chưng cất chân không: Tách hỗn hợp các cấu tử dễ bị phân hủy ở nhiệt độ
cao.
• Chưng cất chân không khi nhiệt độ sôi của hỗn hợp ở áp suất khí quyển
cao hơn nhiệt độ phân hủy cùa chúng (áp suất vận hành nhỏ hơn áp khí
quyển 1 bar). Mục đích của chân không là làm giảm nhiệt độ sôi-->làm
giảm áp suất riêng phần của cấu tử trong hỗn hợp làm cho chúng sôi ở
nhiệt độ thấp hơn.
• Sự phân huỷ khi chưng cất sẽ làm giảm đi tính chất của sản phẩm như
giảm độ nhớt, nhiệt độ bắt cháy cốc kín, giảm độ bền oxyhóa nhưng
quan trọng hơn là chúng tạo thành các hợp chất gây ăn mòn và làm tăng
áp suất của thápchưng cất chân không ứng dụng khi phân đoạn
chưng cất có nhiệt độ sôi cao.
• Quá trình chưng cất chân không ứng dụng với nhập liệu là cặn của quá
trình chưng cất khí quyển AD (atmospheric Distillation)_cặn thô hay
mazut.
• Chưng cất khí quyển: nguyên liệu chủ yếu là dầu thô và mục đích là nhận
được các phân đoạn xăng (naptha nhẹ, naptha nặng), phân đoạn kerosen, phân
đoạn diezel (nhẹ, nặng) và phần cặn gửi tới chưng cất chân không nhằm mục
đích nhận được các phân đoạn năng như gasoil chân không (nguyên liệu cho
quá trình chế biến để nhận thêm xăng bằng quá trình Craking), phân đoạn dầu
nhờn (chế tạo dầu mỡ bôi trơn). Phần cặn của VD (Vacuum Distilllation )
dùng chế tạo bitum, nhựa đường, cốc hoá cho quá trình sản xuất dầu mỏ.
• Chưng cất có phản ứng: Tách hỗn hợp sản phẩm của quá trình phản ứng có
hằng số cân bằng bé.
• Chưng cất bằng hơi nước trực tiếp: Tách hỗn hợp khó bay hơi và chất cần tách
không tan trong nước.
• Chưng cất áp suất cao: Tách các chất có áp suất ngưng cao.
1.3 Điều kiện tiến hành chưng cất:
• Nhiệt độ sôi các cấu tử khác nhau.
• Hỗn hợp ở trạng thái bay hơi một phần.
• Không có điểm đẳng phí.
1.4 Hiệu quả quá trình tách:
• Số đĩa lý thuyết.

• Nếu các chất cần tách có nhiệt độ sôi khác nhau càng bé thì số đĩa lý thuyết
của tháp chưng cất càng lớn.
Chênh lệch nhiệt độ sôi của cấu tử cần tách Số đĩa lý thyết
108 1
54 3
20 10
7 30
4 50
2 100
1.5 Cân bằng pha:
• Tất cả các tính toán đều dựa vào lý thuyết cân bằng pha.
• Dòng hơi đi vào vùng tương tác từ phía dưới đi lên với nhiệt độ cao hơn, dòng
lỏng đi vào vùng tương tác từ phía trên đi xuống với nhiệt độ thấp hơn. Tại
điểm tương tác, có sự trao đổi nhiệt và khối lượng diễn ra, tồn tại một hỗn hợp
với lỏng ở điểm bong bóng và hơi ở điểm sương tại cùng nhiệt độ và áp suất.
• Thành phần của các pha này liên hệ với nhau qua phương trình cân bằng: yi =
K.xi , với K là hằng số cân bằng.
• Mối quan hệ trên, cùng với việc xem xét về cân bằng nhiệt và cân bằng vật
chất chính là căn cứ trong quá trình thiết kế tháp chưng cất.
1.6 Lựa chọn tháp chưng cất:
• Việc chọn số lượng cũng như loại tháp chưng cất phụ thuộc vào số lượng sản
phẩm được chế biến và thành phần của nguyên liệu đầu vào.
• Thí dụ: Quá trình chưng cất LNG sẽ cho các loại sản phẩm sau:
– Demethanized Product_C2+
– Deethanized Product_C3+
– Ethane/Propane mixtures_EP
– Comercial Propane_C3
– Propane/Butane mixtures_LPG
– Butanes
– Butane/Gasoline mixtures
– Natural Gasoline
– Mixtures with a vapor pressure specification
• Một thí dụ về dây chuyền chưng cất sản xuất 03 sản phẩm:

– Dòng nhập liệu (1) chứa nhiều C2 nên tháp đầu tiên là tháp
Deethanizer. Dòng hơi đi lên đỉnh (2) gồm C1, C2 và một ít C3 bị lôi
cuốn theo. Dòng này có thể cho quay lại đầu vào dây chuyền sản xuất
để tận thu lượng C3 hoặc dùng làm khí nhiên liệu (Fuel gas). Sản phẩm
lỏng dưới đáy tháp này có thể được sử dụng như là sản phẩm
deethanized (deethanized product).
– Nếu muốn tiếp tục chưng cất sản phẩm deethanized thì tháp tiếp theo
trong dây truyền sẽ là tháp Depropanizer. Tại đây, ta sẽ có được sản
phẩm Propane lấy ra ở đỉnh tháp. Đáy tháp ta sẽ có hỗn hợp sản phẩm
butane-gasoline (C4+) có thể dùng làm thương phẩm hoặc tiếp tục chế
biến.
– Nếu tiếp tục chế biến sản phẩm C4+ thì tháp thứ ba trong dây chuyền là
tháp Debutanizer. Tháp này sẽ tách riêng butane (C4) ở phần đỉnh và
gasoline (C5+) ở dưới đáy. Quá trình tách sẽ được điều khiển để ổn
định áp suất hơi của gasoline. Sản phẩm đỉnh Butane có thể dùng làm
thương phẩm như là hỗn hợp của ibutane và nbutane hoặc nếu cần thì
tiếp tục tách riêng ibutane và nbutane.
1.7 Đặc tính sản phẩm:

• Để tính toán cân bằng vật chất, thì thành phần của các dòng sản phẩm phải
được xác định.
• Thành phần của các dòng sản phẩm có thể được xác định dựa vào 3 cách sau:
– Tỷ lệ thu hồi của một chất trong dòng sản phẩm đỉnh và đáy.
– Tỷ lệ thu hồi của cấu tử trong dòng sản phẩm đỉnh và đáy.
– Thành phần của cấu tử trong các sản phẩm.
– Hay một tính chất vật lý đặc trưng (như áp suất hơi) cho sản phẩm.
• Các chỉ tiêu tỷ lệ thu hồi, thành phần cấu tử có thể được sử dụng trực tiếp khi
tính toán cân bằng vật chất.
• Tuy nhiên, các đặc tính riêng thì được sử dụng một cách gián tiếp. Thí dụ như
nếu áp suất hơi được dùng để xác định đặc tính sản phẩm thì cân bằng vật chất
được tính gián tiếp thông qua một thành phần cấu tử giả định. Áp suất hơi
được tính sau đó so sánh với giá trị mong muốn và cân bằng vật chất sẽ được
tính toán cho đến khi nào thỏa yêu cầu.
• Trong hỗn hợp nhiều thành phần, thường sẽ có hai thành phần được xem là
thành phần chính để tách. Được gọi là thành phần nhẹ và thành phần nặng
“chính/chủ yếu”_chiếm một tỷ lệ lớn nhất trong hỗn hợp (light key/heavy key
component).
• Hai thành phần này thường nằm kề nhau trong hỗn hợp.
• Trong tính toán cân bằng vật chất, thường giả định rằng, các thành phần nhẹ
hơn thành phần nhẹ chính sẽ được tách hoàn toàn lên đỉnh và những thành
phần nặng hơn thành phần nặng chính sẽ được tách hoàn toàn xuống đáy. Còn
các thành phần chính sẽ được phân phối giữa các dòng sản phẩm.
• Thí dụ: Thành phần dòng nhập liệu cho trước, xác định thành phần cho các
dòng sản phẩm đỉnh/đáy với giả thiết 98% propane được thu hồi ở dòng sản
phẩm đỉnh và hàm lượng iso butane lớn nhất trong dòng sản phẩm đỉnh là 1%.
Feed: C2 2.4
C3 162.8
C2 2.4
C3 162.8
iC4 31.0
nC4 76.7
C5 76.5
349.4 moles
• Các bước giải quyết:
Cho Propane (light key):
Moles in overhead = (0.98).162.8 = 159.5
Moles in bottoms = 162-159.5 = 3.3.
Cho Ethane:
Moles in overhead = 2.4 (100% to overhead)
Khi Iso butane (the heavy key) là 1% trên đỉnh thì tổng hàm lượng C3 và C2
phải là 99% (Tất cả nC4 và C5+ ở dưới đáy), ta có:

Tổng số moles của dòng đỉnh = (159.5+2.4)/0.99 = 163.5
Suy ra:
Moles of iC4 = 163.5-161.9 = 1.6
Thành phần các dòng như sau:
Components Feed Overhead Bottom
Moles Moles Mole% Moles Mole%
C2 2.4 2.4 1.5 - -
C3 162.8 159.5 97.5 3.3 1.8
iC4 31.0 1.6 1 29.4 15.8
nC4 76.7 - - 76.7 41.2
C5 76.5 - - 76.5 41.2
Total 349.4 163.5 100 185.9 100
• Trong thực tế vận hành, các thành phần non-key seperations (lighter than light
key/heavier than heavy key) sẽ không hoàn toàn được tách hết.
• Chỉ tiêu chất lượng chủ yếu của các sản phẩm chưng cất chính là độ thuần
khiết hay giới hạn hàm lượng các tạp chất. Ví dụ: Đối với sản phẩm LPG, chỉ
tiêu chất lượng chủ yếu chính là hàm lượng C2- và C5+ có trong LPG thương
phẩm. Theo qui định, thường các hàm lượng này không vượt quá 2% mol.
Hoặc theo TCVN, chỉ tiêu chất lượng chủ yếu của LPG là áp suất hơi LPG
không vượt quá 1430 KpaG.
1.8 Các thông số chính:
• Hai điểm quan trọng có ảnh hưởng đến kích cỡ và giá trị của tháp chưng cất
cần xem xét là mức độ tách và khả năng bay hơi của hỗn hợp cần tách.
• Mức độ tách hay độ thuần khiết của sản phẩm có tác động trực tiếp đến kích
cỡ tháp chưng cất và các thiết bị đi kèm.
• Mức độ thuần khiết cao hơn sẽ yêu cầu tháp chưng cất phải có nhiều mâm
hơn, lượng hồi lưu lớn hơn, đường kính tháp lớn hơn hay thậm chí nhiều khi
còn phải chấp nhận giảm lượng sản phẩm thu được.
• Khả năng bay hơi của hỗn hợp cần tách thường được đánh giá dựa vào đại
lượng độ bay hơi tương đối:
 = Kl/Kh Trong đó:
• Kl: Hằng số cân bằng của thành phần nhẹ (light key component)
• Kh: Hằng số cân bằng của thành phần nặng (heavy key component).
• Cả hai được đo ở cùng nhiệt độ và áp suất.
•  càng lớn thì khả năng tách càng dễ.
2. HOẠT ĐỘNG THÁP CHƯNG CẤT:
2.1 Sơ đồ hệ thống chưng cất:

• Mô tả:
– Nhiệt được cung cấp cho reboiler ở đáy tháp để tạo ra dòng khí
stripping đi từ đáy tháp lên đỉnh tháp.
– Trong quá trình đi từ đáy tháp lên đỉnh tháp, dòng khí stripping sẽ
tương tác với dòng lỏng đang đi xuống lôi cuốn các thành phần nhẹ có
trong dòng lỏng đi lên.
– Khi lên đến đỉnh tháp, dòng khí sẽ qua một thiết bị ngưng tụ
(condenser), được làm nguội (tác nhân làm nguội phụ thuộc vào loại
condenser) và ngưng tụ thành lỏng sau đó được chứa tại bình chứa sản
phẩm ngưng tụ.
– Lỏng tại bình chứa sản phẩm ngưng tụ (sản phẩm đỉnh) sẽ được bơm
một phần (tỷ lệ hồi lưu) về tháp đóng vai trò như dòng hồi lưu của tháp
tháp chưng cất để làm tinh khiết sản phẩm đỉnh bằng cách hạn chế
thành phần nặng có trong sản phẩm đỉnh nằm trong giới hạn cho phép.
– Pha lỏng sau khi tương tác với dòng khí sẽ đi xuống đáy tháp và là sản
phẩm đáy.
– Dòng hơi đi lên đỉnh tháp có thể ngưng tụ hoàn toàn hoặc một phần.
Phần hơi không được ngưng tụ sẽ nằm cân bằng với phần lỏng ngưng
tụ.
2.2 Chuyển động của lưu chất trong đĩa tháp:

– Lỏng từ đĩa trên chảy xuống đĩa dưới qua ống chảy chuyển
– Vách ngăn (weir) có chức năng đảm bảo trên đĩa tháp chưng luôn luôn
có lỏng(holdup)
– Dòng hơi từ dưới tháp chưng đi lên đỉnh tháp thông qua các lỗ trên các
đĩa tháp. Vùng không gian các lỗ trên đĩa cho hơi đi qua gọi là vùng
hoạt động của đĩa tháp (active tray area).
2.3 Phân loại Tháp chưng cất:
– Phân loại theo đặc điểm nguyên liệu đầu vào:
• Tháp chưng cất 2 cấu tử (binary column) - nguyên liệu đầu vào
chỉ chứa 2 cấu tử.
• Tháp chưng cất nhiều cấu tử - nguyên liệu đầu vào chứa nhiều
hơn 2 cấu tử hay một hỗn hợp các cấu tử.
– Phân loại theo cấu tạo bên trong:
• Tray column.
• Packed column.
– Phân loại theo áp suất làm việc:
• Chưng cất ở áp suất thấp.
• Chưng cất ở áp suất cao: sử dụng đối với các chất có áp suất
ngưng cao như: LPG...
• Chưng cất chân không: tách hỗn hợp các chất dễ bị phân hủy ở
nhiệt độ cao: chưng cất mazut...
2.4 Các phương pháp điều chỉnh nhiệt độ tháp chưng cất:
– Điều chỉnh nhiệt độ nguyên liệu.
– Điều chỉnh tỷ số hồi lưu đỉnh.
– Điều chỉnh nhiệt độ reboilers.
2.5 Ảnh hưởng của tỷ số hồi lưu:
• Ảnh hưởng của tỷ số hồi lưu đỉnh:
Các thông số khác của
tháp không thay đổi
Tỷ số hồi lưu
Tăng Giảm
Nhiệt độ tháp Giảm Tăng
Áp suất tháp Giảm Tăng
Sản phẩm Nhẹ hơn Nặng hơn
• Ảnh hưởng của tỷ số hồi lưu đáy:
Các thông số khác của
tháp không thay đổi
Tỷ số hồi lưu
Tăng Giảm
Nhiệt độ tháp Tăng Giảm
Áp suất tháp Tăng Giảm

Sản phẩm Nặng hơn Nhẹ hơn
2.6 Các hiện tượng bất thường trên đĩa:
• Hiện tượng tạo bọt: Vhơi >> Vlỏng
• Hiện tượng ngập lỏng:
Nguyên nhân:
• Pha khí tách lỏng không hiệu quả
• Diện tích vùng làm việc của đĩa không đảm bảo.
• Tổn thất áp suất pha hơi quá lớn.
• Khoảng cách giữa hai đĩa không phù hợp.
• Ống chảy chuyền quá bé.
• Hiện tượng khô đĩa:
• Xuất hiện khi cân bằng lỏng hơi trong tháp không đảm bảo.
• Tiếp xúc pha lỏng - pha hơi kém.
• Ngoài ra còn có hiện tượng nghẽn tháp khi nước ngưng tụ trên đĩa.
3. CÁC THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN THÁP CHƯNG CẤT:
3.1 Column internals:
• Quan trọng nhất là các mâm/đĩa chưng cất, vật liệu đệm.
• Đối với Tháp mâm (Trayed column): Có 03 loại mâm
• Dạng Bubble Caps (Bubble cap trays).
• Dạng valve (Valve trays).
• Dạng Sieve (Sieve trays).

• Đối với bubble cap trays:
• Dòng hơi đi lên xuyên qua phần mũ chụp và các rãnh nhỏ thông với
phần lỏng.
• Dạng mâm này hạn chế tối đa sự xâm nhập của pha lỏng vào pha hơi.
• Đảm bảo độ kín giữa hai tầng đĩa, trên đĩa luôn có lỏng.
• Hiệu suất đĩa không cao nhưng độ linh động lớn.
• Số lượng chóp nhiều nên diện tích hoạt động trên đĩa giảm.
• Năng suất bé do lượng lỏng qua đĩa bị hạn chế.
• Đối với valve trays:
• Là lọai đĩa sử dụng phổ biến nhất hiện nay vì chi phí thấp hơn, công
suất cao hơn so vơi dạng bubble cap trays khi có cùng đường kính tháp.
• Hạn chế được tối đa các sự cố trong vận hành như: Khô tháp, ngập
tháp.
• Cho phép điều chỉnh lưu lượng lỏng hơi bên trong tháp một cách tối ưu
nhất.
• Valve đóng mở phụ thuộc vào lưu lượng, tóc độ của pha hơi đi từ dưới
lên.
• Đối với Sieve trays (hay Perforated trays):
• Có cấu tạo đơn giản như là một tấm đục lỗ cho pha hơi đi qua.

• Đây là dạng đơn giản nhất trong ba loại mâm kể trên. Do đó chúng có
chi phí đầu tư thấp nhất.
• Mặc dù đây là dạng mâm có công suất tương đối cao nhưng nhược
điểm là pha lỏng rất dễ xâm nhập vào pha hơi khi tốc độ, lưu lượng của
pha hơi thấp. Dễ xuất hiện hiện tượng khô tháp, ngập tháp trong quá
trình vận hành
• Không sử dụng với nguyên liệu có độ ăn mòn và mài mòn lớn
• Hiệu suất mâm:
• Trong chưng cất, nếu sử dụng một đĩa thì sẽ không đạt được cân bằng
vì thời gian tiếp xúc lỏng-hơi bị giới hạn. Thực tế một thấp chưng cất
có rất nhiều đĩa để đạt được quá trình tách như mong muốn. Hiệu suất
mâm được xác định như sau:
•  = số đĩa lý thuyết/số đĩa thực tế
• Nếu các chất cần tách có nhiệt độ sôi khác nhau càng bé thì số đĩa lý
thuyết của tháp chưng cất càng lớn.
Chênh lệch nhiệt độ sôi của cấu tử cần tách Số đĩa lý thyết
108 1
54 3
20 10
7 30
4 50
2 100
• Tháp đệm: Thay vì sử dụng các mâm, tháp đệm sử dụng các loại vật liệu đệm
khác nhau. Đối với tháp đệm, khả năng tiếp xúc pha lỏng-hơi đạt được rất cao.

Đệm có cấu trúc.

Đệm không cấu trúc.
– Ưu nhược điểm của tháp mâm và tháp đệm:

Tháp đĩa Tháp đệm
Ưu điểm
– Lưu lượng lỏng hơi lớn – Tổn thất áp suất thấp
– Chịu được các lưu chất có tạp chất
cao, ít đóng cặn.
– Chiếm ưu thế trong các tháp
chưng cất có áp suất thấp và áp
suất chân không.
– Có thể chế tạo dễ dàng từ rất nhiều
loại vật liệu khác nhau. Có thể là
kim loại, sứ nhựa, plastic, các vật
liệu có tính năng chịu ăn mòn tốt.
– Ít nguy cơ xuất hiện hiện tượng
tạo bọt.
Nhược điểm
– Tổn thất áp suất cao – Lưu lượng lỏng hơi trong tháp
thấp, khó phân phối đều các dòng
lỏng hơi.
– Xu hướng tạo bọt lớn – Chỉ áp dụng cho các lưu chất ít tạp
chất, rất dễ bị đóng cặn và tắt
nghẽn khi lưu chất bẩn.
– Khó ứng dụng đối với các lưu chất
có tính ăn mòn.
– Cần rất nhiều bộ phân phối lỏng
hơi trong toàn bộ tháp.
– Vật liệu chế tạo bị giới hạn.
3.2 Condensers:
• Condenser có thể là loại làm nguội bằng không khí (quạt làm mát), nước hoặc
bằng chính dòng công nghệ trong dây chuyền (lưu chất nhiệt độ thấp).
• Thông dụng nhất trong công nghiệp dầu khí là condenser bằng không khí hay
quạt làm mát, nhiệt độ làm nguội có thể đạt xấp xỉ 40-45 độ C.
• Tùy loại sản phẩm cần ngưng tụ để lựa chọn condenser thích hợp.

3.3 Reboilers:
• Reboiler là thiết bị trao đổi nhiệt được sử dụng để cung cấp lượng nhiệt cần
thiết cho dòng lỏng tại đáy tháp chưng đến nhiệt độ bay hơi.
• Phụ thuộc vào đặc điểm của nguyên liêu, sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy
reboiler cũng có nhiều loại khác nhau:

2.4 Liên hệ với GPP:
Xem xét các tháp chưng cất tại Nhà máy Xử lý Khí Dinh Cố.
Tháp Condenser Reboiler No. Tray
C-01 Không 02 Kettle 32
C-02 Air Cooler 01 Kettle 30
C-03 Air Cooler 01 Kettle 30
C-04 Không Không 06
C-05 Không Không 12

3. QUI TRÌNH VẬN HÀNH, ĐIỀU KHIỂN THÁP CHƯNG CẤT:
Quá trình khởi động, vận hành, điều khiển tháp chưng cất bao gồm các phần sau đây:
3.1 Chuẩn bị khởi động tháp:
Phần này nhằm mục đích mở thông tất cả các van tay, các SDV trên các đường vào
và ra của tháp, bao gồm:
– Đảm bảo tất cả các van an toàn (PSV, Rupture Disk) của cụm tháp không
bị cô lập và hoạt động bình thường nhằm bảo vệ quá áp cho thiết bị.
– Nếu trên đỉnh tháp có các van xả bảo vệ áp cho tháp (PV,…) thì phải đảm
bảo rằng chúng đang được để ở chế độ Auto và được cài đặt áp suất
setpoint đúng. Đồng thời các van tay upstream và downstream của các PV
này đang mở hoàn toàn. Bên cạnh đó phải kiểm tra và đảm bảo các thiết bị
đo lường áp suất (PT, PIC,…) hoạt động bình thường.
– Mở thông (line-up) các van tay, SDV trên các đường nhập liệu về tháp
nhằm thông đường nhập liệu cho tháp. Đảm bảo tất cả các thiết bị đo
lường nhiệt độ, dòng,…hoạt động tốt.
– Mở thông đường lỏng/khí từ tháp đến các reboilers (nếu có), cũng như từ
các reboilers đến bình chứa sản phẩm đáy.
– Mở thông đường cấp hot oil (hay dạng cấp nhiệt khác) cho các reboilers.
– Mở thông đường sản phẩm đáy.

– Chuyển các loop điều khiển (dòng, mức, nhiệt độ,…) về đúng trạng thái
hoạt động (Auto/manual) và đặt setpoint đúng giá trị.
– Chú ý: Nếu sản phẩm đáy tháp là thương phẩm, thì ban đầu lúc khởi động
phải chọn bồn chứa sản phẩn offspec để chứa sản phẩm đáy offspec. Sau
khi tháp hoạt động ổn định, sản phẩm đáy đạt chất lượng yêu cầu thì mới
chứa sản phẩm đáy vào bình chứa sản phẩm thương phẩm.
3.2 Quá trình khởi động tháp:
– Mở từ từ các van điều khiển dòng để đưa dòng nhập liệu vào tháp. Cần
theo dõi mức tại các thiết bị chứa nhập liệu, khi các mức này ổn định thì
chuyển loop điều khiển sang auto và đặt setpoint phù hợp.
– Quan sát mức lỏng tại các reboilers, khi mức lỏng tại reboilers tăng dần lên
khoảng 15% thì tiến hành gia nhiệt đưa dòng khí lên đỉnh tháp.
– Quan sát mức lỏng tại bình chứa sản phẩm ngưng tụ, khi mức lỏng tăng
dần lên 25% thì tiến hành cho dòng hồi lưu về tháp với tỷ lệ phù hợp.
– Ổn định mức tại các thiết bị chứa nhập liệu để ổn định dòng nhập liệu vào
tháp.
– Điều chỉnh nhiệt độ đáy tháp ổn định tại giá trị yêu cầu.
– Đưa dòng sản phẩm đáy tháp đến bồn chứa hoặc đến tháp chưng cất tiếp
theo với lưu lượng phù hợp để ổn định mức lỏng đáy tháp.
– Xử lý và ổn định dòng khí trên đỉnh tháp để ổn định áp suất làm việc cho
tháp.
– Sau khi thực hiện các bước trên, tháp chưng cất dần đi vào hoạt động ổn
định.
3.3 Vận hành ổn định tháp:
Trong quá trình vận hành và ổn định tháp, cần lưu ý các điểm sau:
– Điều chỉnh nhiệt độ đáy tháp để đảm bảo chất lượng sản phẩm đỉnh đáy
theo qui định cũng như ổn định dòng sản phẩm đỉnh.
– Tránh để mức lỏng đáy tháp quá cao. Khi mức lỏng đáy tháp báo cao, phải
mở lớn van trên đường sản phẩm đáy để tránh gây ngập tháp, làm giảm
hiệu quả làm việc (truyền nhiệt, truyền khối) của tháp.
4. CÁC TÌNH HUỐNG VẬN HÀNH BÌNH THƯỜNG:
Các tình huống vận hành bình thường:
– Nhiệt độ, áp suất dao động trong khoảng cho phép.
– Chất lượng sản phẩm đạt yêu cầu.
– Mức lỏng đáy tháp ổn định.
– Dòng nhập liệu ổn định.
– Lưu lượng sản phẩm đỉnh, đáy ổn định.
5. CÁC TÌNH HUỐNG VẬN HÀNH BẤT THƯỜNG:
Các tình huống vận hành bất thường:

– Dòng khí đỉnh tháp quá cao gây quá áp cho tháp. Khắc phục bằng cách
giảm nhiệt độ đáy tháp, giảm dòng nhập liệu.
– Chất lượng sản phẩm đỉnh, đáy không đạt. Khắc phục bằng cách điều
chỉnh lại nhiệt độ đáy tháp, lưu lượng dòng hồi lưu.
– Dòng nhập liệu giảm đột ngột làm khả năng tương tác lỏng hơi kém. Khắc
phục bằng cách giữ ổn định dòng nhập liệu, giữ ổn định mức tại các bình
chứa nhập liệu.
– Khi lưu lượng pha hơi lớn, tốc độ gia nhiệt quá nhanh làm cho lỏng không
thể chảy xuống downcomer, gây ngập lụt đĩa chưng cất. Khắc phục bằng
cách gia nhiệt từ từ, tránh nóng vội gia nhiệt quá nhanh, chú ý đến độ trễ
khi gia nhiệt.
– Mức tại các bồn chứa quá thấp gây đóng van cấp dòng, ảnh hưởng đến dây
chuyền công nghệ. Khắc phục bằng cách giữ ổn định mức cho các bồn
chứa.
– Khi lưu lượng pha lỏng cao, vượt quá công suất của downcomer, có khả
năng gây ngập lụt tháp. Khắc phục bằng cách ổn định dòng nhập liệu,
tránh nhập liệu quá nhanh đồng thời kết hợp gia nhiệt ở đáy tháp.
– Mức lỏng đáy tháp quá cao, có khả năng gây ngập lụt tháp. Khắc phục
bằng cách điểu khiển mức lỏng đáy tháp ở chế độ auto với setpoint phù
hợp, đồng thời thường xuyên giám sát, đảm bảo thiết bị đo mức hoạt động
tốt.

Quá trình chưng cất

More Related Content

What's hot

Similar to Quá trình chưng cất

More from Bảo Dưỡng Cơ Khí

Quá trình chưng cất