Đang tải... (xem toàn văn)
tổng hợp các câu hỏi ôn tập môn công nghệ chế biến dầu mỏ
CHẾ BIẾN DẦU MỎ Câu 1: Trình bày đặc tính vật lý của phân đoạn dầu mỏ: Trị số octan, thành phần chưng cất phân đoạn, áp suất hơi bão hòa, tỷ trọng, độ nhớt, đường cong điểm sôi thực? - Trị số octan: + Đại lượng đặc trưng cho khả năng chống cháy nổ của nhiên liệu + Là đại lượng quy ước được tính bằng % thể tích của iso octan trong hỗn hợp của nó với n-heptan khi hỗn hợp này có khả năng chống kích nổ tương đương với xăng đang xét. - Thành phần chưng cất phân đoạn: + Dầu mỏ là hỗn hợp phức tạp của nhiều chất nên không có nhiệt độ sôi cố định. + Ứng với mỗi loại dầu thô, thành phần thoát ra ở các nhiệt độ tương ứng khi chưng cất khác nhau + Đường cong tương quan giữa thành phần cất và nhiệt độ gọi là đường cong chưng cất. - Áp suất hơi bão hòa: + Là áp suất hơi mà tại đó hơi nằm cân bằng với thể lỏng trong nhiệt độ nhất định. + Đặc trưng cho phần nhẹ trong dầu thô cũng như các phân đoạn dầu mỏ, đối với xăng nguyên liệu ảnh hưởng đến khả năng khởi động. - Tỷ trọng: + Là tỷ số giữa khối lượng của nó với khối lượng của chất chuẩn được đo trong điều kiện xác định. + Tỷ trọng của dầu là khối lượng của dầu so với nước ở cùng thể tích và nhiệt độ xác định. + Lấy nước cất +4 0 C, 760mmHg - Độ nhớt: 1 + Đặc trưng cho tính lưu biến của dầu cũng như ma sát nội tại của dầu phụ thuộc vào nhiệt độ. - Điểm sôi thực: + Đường cong nhận được khi tiến hành trong thiết bị chưng có tinh luyện và hồi lưu chính xác hơn, sự phân bố từng chất, nhiệt độ sôi, những chất trong cùng 1 nhiệt độ sôi thành 1 phân đoạn. Câu 2: Trình bày các đặc tính vật lý của phân đoạn dầu mỏ sau: Trị số octan, nhiệt độ chớp cháy, nhiệt độ đông đặc và điểm vẫn đục, các tính chất nhiệt, hàm lượng nước trong các phân đoạn dầu mỏ? -Trị số octan: + Đại lượng đặc trưng cho khả năng chống cháy nổ của nhiên liệu + Là đại lượng quy ước được tính bằng % thể tích của iso octan trong hỗn hợp của nó với n-heptan khi hỗn hợp này có khả năng chống kích nổ tương đương với xăng đang xét. - Nhiệt độ chớp cháy: Là nhiệt độ tại đó, khi phân đoạn dầu mỏ được đốt nóng, hơi Hydro cacbon sẽ thoát ra tạo ra không khí xung quanh 1 hỗn hợp mà nếu đưa ngọn lửa đến chúng sẽ bùng cháy rồi tắt. - Nhiệt độ đông đặc, điểm vẫn đục: + Nhiệt độ đông đặc là nhiệt độ cao nhất mà sản phẩm dầu lỏng đem làm lạnh trong điều kiện nhất định không cháy được nữa. + Điểm vẩn đục: Nhiệt độ khi làm lạnh bắt đầu vẫn đục do 1 số cấu tử kết tinh. - Tính chất nhiệt: + Nhiệt dung: Nhiệt độ cần thiết cung cấp cho 1 đơn vị trong lượng nhiên liệu tăng lên 1 0 C,Kcal/kg + Nhiệt hóa hơi: Nhiệt độ cần thiết cho 1 đơn vị trong lượng nhiên liệu biến thành hơi, nhiệt độ, áp suất nào đó. 2 + Hàm nhiệt: Toàn bộ nhiệt lượng chứa trong 1 HC riêng lẽ, 1 phân đoạn dầu mỏ, ở 1 trạng thái xác định, thường trạng thái tiêu chuẩn(0 0 C , 1at) + Nhiệt cháy là lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháy một lượng nhiên liệu với điều kiện là nhiệt độ của nhiên liệu trước khi đốt và sản phẩm là 20 0 C - Hàm lượng nước: Nước không tan trong dầu mỏ và các phân đoạn dầu mỏ, sự có mặt của nước trong 1 số phân đoạn dầu gây nguy hiểm cho quá trình sử dụng. Câu 3: Trình bày thành phần nguyên tố và thành phần hóa học của dầu khí? * Thành phần nguyên tố: - Nguyên tố cơ bản: C và H( C: 82-87%, H: 11-14%) - Các nguyên tố khác: S(0,1-7%), N(0,01-1,8%) O(0,05-1%) phần nhỏ halogen, kim loại. * Thành phần hóa học: - HC parafin (RH p ): n-parafin và iso paraffin - n-parafin: thể khí C 1 -C 4 , thể lỏng C 5 -C 18 , thể rắn >=C 18 . Khí đồng hành: metan, etan, propan… . Khí thiên nhiên: C 1 (C 2 -C 4 ) - HC naphtenic(RH n ) cycloparafin. . Chủ yếu 1 vòng: C 5 ,C 6 ,C 7 , naphten 2,3 vòng ít gặp. . Một vòng: quan trọng nhiên liệu động cơ. . một, hai vòng có mạch nhánh paraffin dài. - HC thơm: C n H 2n-6 . Benzen và dẫn xuất có mạch alkyl đính kèm. . Trị số octan cao: cấu tử quý cho xăng * Những thành phần khác: 3 - Các hợp chất chứa S - Các hợp chất chứa N,O - Hợp chất cao phân tử. Câu 4: Trình bày quá trình chuẩn bị nguyên liệu dầu khí trước khi chế biến( ổn định dầu nguyên khai,tách các tạp chất cơ học, nước, muối)? * Ổn định dầu nguyên khai: Còn chứa các khí hòa tan như khí đồng hành và các khí phi HC lúc phun ra khỏi giếng khoan. - Chưng cất áp suất cao. * Tách các tạp chất cơ học muối, nước: - Tách bằng phương pháp cơ học: + Lắng: Bản chất dựa vào sự khác nhau về tỷ trọng của dầu và tạp chất đất đá, muối, nước. + Ly tâm: Dùng để tách nước và tạp chất, lực ly tâm càng lớn càng có khả năng phân chia cao các hạt có tỷ trọng khác khỏi dầu. + Phương pháp lọc: Cho thêm vào dầu 1 chất dễ thấm nước để giữ nước tách chúng ra. * Phương pháp khác: - Tách nhũ tương trong dầu bằng phương pháp hóa học: . Cho thêm các chất hoạt động về mặt . Chọn chất khử nhũ; không ăn mòn; không phân hủy. - Phương pháp dùng điện trường. Câu 5: Trình bày các sản phẩm của quá trình chưng cất? - Khí hydro cacbon: C 3 , C 4 . Khi khai thác dầu sự giảm áp suất khí được tách ra . Nguyên liệu quá trình phân tích khí nhận các khí riêng cho các quá trình chế biến tiếp. 4 - Phân đoạn xăng: C 5 - C 10 ,C 11 Nhiệt độ sôi: 30,35180 0 C, Nguyên liệu cho quá trình izome hóa, reforming xúc tác để tạo thành xăng, HC thơm. - Phân đoạn kerosene: C 11 - C 15 ,C 16 Nhiệt độ sôi 140-360(380) 0 C, Nguyên liệu diesel, sản xuất paraffin lỏng. - Phân đoạn mazut: Nhiệt độ sôi 250-350 0 C, nguyên liệu đốt lò công nghiệp, nguyên liệu quá trình chưng cất chân không. - Phân đoạn dầu nhờn: Nhiệt độ sôi 350-500 0 C, nguyên liệu của quá trình cracking xúc tác, hydro cracking, bôi trơn. - Phân đoạn gudron: C 41 trở lên C 80 : Nhiệt độ sôi lớn hơn 1500 0 C, nguyên liệu cho quá trình cốc hóa, chế tạo bitum… Câu 6: Trình bày ảnh hưởng của chế độ nhiệt, áp suất của quá trình làm việc tới tháp chưng? Những điều cần chú ý khi điều chỉnh, khống chế chế độ làm việc của tháp chưng? - Chế độ nhiệt: + Nguyên liệu đi vào tháp phụ thuộc bản chất dầu thô( nhiệt độ không phân hủy) + Ở đáy tháp có thiết bị đun sôi để các sản phẩm có thể sôi và bay hơi nhưng đảm bảo các sản phẩm nhẹ bay hơi các sản phẩm nặng lắng xuống cặn đáy. + Phụ thuộc phương pháp bay hơi và phần hồi lưu ở đáy. Nhiệt độ đỉnh tháp đảm bảo sự bay hơi ( 100-120 0 C) đến thiết bị làm lạnh(ngưng tụ) sản phẩm 1 phần hồi lưu(Các sản phẩm nặng chưng) phương pháp triệt để hơn. - Áp suất: + Khi chưng cất dầu mỏ ở áp suất khí quyển, áp suất tuyệt đối trong tháp thường cao hơn so với áp suất khí quyển. + Áp suất chưng không < áp suất khí quyển(760amt) từ 10-70mmHg + Nếu áp suất quá thấp sẽ khó chế tạo thiết bị với công suất lớn. 5 - Những điều cần chú ý: + Điều chỉnh áp suất nhiệt độ sôi của chất lỏng. + Tăng áp suất, nhiệt độ sôi cao. Áp suất tăng lượng chất lỏng nhiều “sặc” tháp , giảm hiểu quả. + Điều kiện cố định, sản phẩm đỉnh, đáy, cạnh sường nhẹ hơn, áp suất tăng. + Nhiệt độ đáy giảm sản phẩm đáy nhiều phần nhẹ. + Nhiệt độ cấp liệu giảm lượng hơi các khay giảm lỏng nhiều chảy xuống dưới vào bộ phận chưng. + Nhiệt độ reboiler giảm không tách hết phần nhẹ trong cặn tăng lượng cặn. + Nhiệt độ dầu thô nặng > dầu thô nhẹ. + Nhiệt độ đỉnh tháp tăng làm lạnh không đủ thay đổi chế độ hồi lưu chất lượng sản phẩm. Câu 7: Trình bày thành phần và tính chất của phân đoạn dầu nhờn, nêu các quá trình chính sản xuất dầu nhờn gốc và sơ đồ công nghệ sản xuất dầu nhờn gốc? * Thành phần và tính chất của phân đoạn dầu nhờn: + Parafin nhánh và không nhánh. + Hydrocacbon naphten đơn,đa vòng + Hydrocacbon thơm đơn,đa vòng + Hợp chất lai hợp naphten và paraffin + Hợp chất dị nguyên tố. - Tính chất quan trọng: Độ nhớt và tính chất nhớt nhiệt của nó. Nguyên liệu: Cặn phân đoạn sau chưng cất khí quyển, nhiệt độ sôi 350 0 C C 21 -C 25 , Loại HC naphten(1-4) HC thơm 1,2,3 thường gặp, n-parafin, iso paraffin, số lượng 6 ít hơn, hợp chất phi hidrocacbon chiếm phần lớn trong phân đoạn dầu nhờn, các hợp chất chứa kim loại thường gặp. * Các quy trình chính: + Chưng cất không nguyên liệu cặn mazut + Chiết tách, trích ly bằng dung môi + Tách hidrocacbon rắn + Làm sạch lần cuối bằng hydro hóa. * Sơ đồ công nghệ: 7 Câu 8: Trình bày thành phần hóa học của phân đoạn xăng và các ứng dụng chính của phân đoạn này? - Thành phần hóa học: Nhiệt độ sôi 180 0 C, thành phần số lượng các hydrocacbon khác, thuộc nguồn gốc dầu thô ban đầu. Phân đoạn xăng còn có các hợp chất lưu huỳnh, nito, oxi. Các chất chứa lưu huỳnh thường ở dạng hợp chất không bền như mer captem. Chất chứa nito chủ yếu ở dạng pyridine, còn các chất chứa oxy rất ít, thường dạng phenol và đồng đẳng. - Ứng dụng: + Xăng: Làm nhiên liệu, Động cơ xăng, Xăng máy bay… + Xăng làm dung môi + Xăng làm nguyên liệu cho tổng hợp hóa dầu. Câu 9: Trình bày thành phần hóa học của phân đoạn kerosene và các ứng dụng chính của phân đoạn này? - Thành phần hóa học: là n-parafin, ít iso paraffin. Các hydrocacbon naphtenic và thơm, cấu trúc 1 vòng và nhiều nhánh phụ, hợp chất 2,3 vòng đặc biệt là naphten và thơm 2 vòng. Có hydrocacbon cấu trúc hỗn hợp giữa vòng thơm và vòng naphten như tetralin và đồng đẳng. hợp chất chứa S,N, O tăng dần. Hợp chất N với hàm lượng nhỏ, dạng quinidin pyrol,indol - Ứng dụng: + Kerosene làm nhiên liệu phản lực. + Kerosene làm dầu hỏa dân dụng Câu 10: Trình bày thành phần hóa học của phân đoạn gasoil nhẹ và các ứng dụng chính của phân đoạn này? - Thành phần hóa học: Là các n-parafin, iso-parafin còn hydrocacbon thơm rất ít. Cuối phân đoạn có những n-parafin có nhiệt độ kết dính cao. Trong gasoil ngoài naphten và thơm 2 vòng là chủ yếu. 8 Hàm lượng các chất chứa S, N , O tăng lên. S ở dạng disunfua, dị vòng. Các chất chứa oxy có nhiều và cực đại, trọng lượng của nhựa còn thấp. - Ứng dụng: + Động cơ điezel + Nhiên liệu điezel Câu 11: Trình bày thành phần hóa học của phân đoạn gasoil nặng và các ứng dụng chính của phân đoạn này? - Thành phần hóa học: n-parafinl, izo paraffin ít gặp, naphten 1,2,3 vòng và HC thơm nhiều hơn 1,2,3 naphten. Hàm lượng các hợp chất S,N,O tăng mạnh. Hợp chất S có disunfua, thiophen, sunfua. Chất N đồng đẳng của pyridine, pyrol, cacbonol. Hợp chất oxi dạng axit. Kim loại nặng V; Ni; cu; Pb. Các nhựa, asphaten - Ứng dụng: + Dầu bôi trơn: giảm ma sát, làm mát, làm sạch, làm kín, bảo vệ kim loại. Câu 12: Trình bày thành phần hóa học của phân đoạn cặn dầu mỏ và các ứng dụng chính của phân đoạn này? - Thành phần hóa học: Nhiệt độ sôi > 500 0 C C 41 -C 80 , chia ra làm 3 nhóm: + Nhóm chất dầu: HC phân tử trọng lượng lớn: HC thơm nhiều vòng và naphten, hòa tan trong xăng, n-pentan…không tan trong cồn. Chiếm 45-46% + Nhóm chất nhựa(molten) có 2 nhóm Chất trung tính, chất axit. . Chất trung tính: đen hoặc nâu, nhiệt độ hóa mềm <100 0 C, hòa tan trong xăng, naphten,tạo nhựa có tính dẻo dai và kết dính khoảng 10-15% . Các chất axit(-COOH) màu nâu sẩm, hòa tan trong clorofon rượu etylic, axit tạo nhựa có tính hoạt động bề mặt chiếm 1%. + Nhóm asphanten: Chất rắn màu đen, cấu tạo tinh thế, chứa phần lớn HC dị vòng, hòa tan trong cacbon disunfua. Còn có hợp chất cơ kim của kim loại nặng, các chất cacben,… tan trong pyridine. 9 - Ứng dụng: . Sản xuất bitum . Làm nhiên liệu lò đốt. Câu 13: Trình bày sự biến đổi của Hydrocacbon paraffin, hydrocacbon naphten, hydrocacbon thơm trong quá trình chế biến nhiệt? - HC parafin: xảy ra theo cơ chế cracking C-C đứt mạch trước ( kém bền) C-H đứt sau. C n H 2n+2 C n H 2n + C p H 2q + H 2 Cracking mạch ngắn: C p H 2p+2 C q H 2q + H 2 Nhiệt độ cao, áp suất thấp vị trí đứt mạch ở 2 đầu mạch sản phẩm khí. Nhiệt độ thấp, áp suất cao vị trí đứt mạch ở giữa mạch sản phẩm lỏng(xăng) Cơ chế phân huy parafin xảy ra 3 giai đoạn: + Tạo gốc tự do + Phát triển chuỗi + Dừng phản ứng. - Biến đổi của HC naphten . Khử alkyl . Khử hydro tạo ra olefin vòng HC thơm . Phân hủy vòng đối với naphten đa vòng thành naphten đơn . Khử naphten đơn vòng parafin và olefin hay diolefin Tạo ra sản phẩm lỏng. - Biến đổi của HC thơm Ở nhiệt độ cao khử alkyl, các gốc thơm ngưng tụ, khử hydro tạo gốc mới tăng cacboit(cốc) 10 [...]... số làm việc tối ưu bằng công nghệ điều khiển và kỹ thuật tiên tiến, hiện đại - Cải tiến thiết bị cùng với công nghệ phát triển, chất lượng sản phẩm cho phép kết hợp sản xuất nhiên liệu cho quá trình tổng hợp hóa dầu Câu 20: Trình bày khái niệm reforming, mục đích của quá trình reforming, cho ví dụ về các loại phản ứng xảy ra trong quá trình reforming? - Khái niệm: Là quá trình biến đổi hydrocacbon n-parafin... cao hơn 1950C Câu 19: Trình bày hướng phát triển và cải tiến của công nghệ xúc tác lớp sôi (FCC) trong lọc dầu? * Nhiệm vụ chính: - Cải tiến công nghệ để thích ứng với nguyên liệu có chất lượng xấu mà hiệu suất xăng hay phần cất vẫn đạt cực đại, giảm cốc, tăng chất lượng xăng - Chế tạo và cải tiến chất xúc tác có độ bền nhiệt cao, ổn định, dễ tái sinh, thời gian làm việc lâu - Lựa chọn thông số làm việc.. .Câu 14: Cracking xúc tác gasoil chưng cất chân không cho sản phẩm gì? Nguyên nhân hình thành cốc và các giai đoạn của quá trình cracking xúc tác về mặt động học? Sản phẩm phụ là LCO và HCO, chuyển hóa thành xăng, hạn chế tạo khí và cốc * Nguyên nhân hình thành cốc: - Bản chất nguyên liệu cracking - Do chất xúc tác độ chọn lọc không cao - Chế độ công nghệ chưa tối ưu * Các giai đoạn quá... tố Câu 26: Trình bày cơ sở hóa lý của quá trình hydrocracking? 18 - Cộng hidro để bẽ gãy liên kết, làm no hóa sản phẩm tạo thành: Xảy ra các phản ứng: - Hydrogenolyse các loại hợp chất dị nguyên tố (O,S,N) - Cắt mạch các parafin và mạch nhánh alkyl - Hydro hóa các hydrocacbon thơm - Cắt vòng naphten - alkyl hóa hợp chất vòng -izome hóa các mạch phân tử vừa được tạo ra - Bão hòa hydro các liên kết không... + Độc tố như NH3, CO2, các hợp chất S và đặc biệt H2S ở nhiệt độ cao 12 + Sự tích tụ các kim loại nặng dưới dạng các oxyt làm thay đổi chức năng xúc tác + Sự tác động nhiệt độ cao và hơi nước các yếu tố đó làm che tâm hoạt tính không phản ứng được giảm độ hoạt tính và độ chọn lọc của xúc tác tái sinh xúc tác( thổi 1 ít hơi nước ở nhiệt độ không cao lắm, rửa bề mặt xúc tác) Câu 17: Vì sao xúc tác... vòng hóa các hydrocacbon parafin, đồng phân hóa và hydrocracking - Ngoài ra còn có phản ứng phụ: + Phản ứng phân hủy và khử các hợp chất chưa O, N, S thành H2S, NH3, H2O + Phân hủy các hợp chất chứa kim loại và halogen + Phản ứng ngưng tụ của hợp chất trung gian kém bền VD: - Dehydro hóa naphaten thành HC thơm: OH OH + 3H2O - Dehydro vòng n-parafin NH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 NH2 + 4H2 Câu 21: Trình... Nhả hấp phụ Câu 15: Trình bày đặc điểm của zeolite và xúc tác chứa zeolite trong cracking xúc tác? - Hợp chất của alumino silic: 11 + Oxit kim loại để bù trừ điện tích, Na nhiều làm giảm hoạt tính xúc tác thay bằng CaO + Al2O3.SiO2 nối với axit kim loại + Độ bền nhiệt tăng theo kích thước của kim loại, cấu trúc mạng lỗ hổng, rách, nhỏ thông với nhau + Các chất zeolit được chế tạo cùng với các xúc tác... đổi tính chất: - Sự gây độc của các độc tố, các hợp chất hữu cơ chứa S, N , O hay kim loại nặng khác là những độc tố đối với xúc tác reforming + Sự gây độc của hợp chất S + Sự gây độc của hợp chất N + ảnh hưởng của nước + Ảnh hưởng của kim loại nặng khác + ảnh hưởng của hàm lượng olefin và cốc - Thay đổi tính chất: + Những thay đổi HC tạm thời là có thể khôi phục lại các tính chất ban đầu bằng quá trình... nguyên nhân, hơi nước tạo cốc độc tố kim loại nặng, che tâm hoạt tính không phản ứng được giảm độ hoạt tính và độ chọn lọc của xúc tác tái sinh xúc tác( thổi 1 ít hơi nước ở nhiệt độ không cao lắm, rửa bề mặt xúc tác) - Độc tố như NH3, CO2 các hợp chất S và đặc biệt H2S ở nhiệt độ cao - Sự tích tụ các kim loại nặng dưới dạng các oxyt làm thay đổi chức năng xúc tác - Nhiệt độ cao và hơi nước * Quá... hay AlBr3 + xúc tác hydro hóa trên chất mang axit Pt/Al22O3 Câu 33: Trình bày đặc trưng về nhiệt động học, cơ chế của phản ứng izome hóa n-parafin trong quá trình izome hóa? - Đặc trưng về nhiệt động học: Tăng nhiệt độ không tốt cho quá trình izome hóa(khống chế nhiệt độ thấp) Còn có phản ứng cracking, trùng hợp phản ứng tỏa nhiệt nhẹ - Cơ chế phản ứng isome hóa n-parafin: phản ứng xảy ra ở tâm axit