báo cáo thực tập tìm hiểu công nghệ sản xuất cồn nhiên liệu

28 717 0
báo cáo thực tập tìm hiểu công nghệ sản xuất cồn nhiên liệu

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ LỌC HÓA DẦU 4 1.1. Giới thiệu chung 4 1.2. Lĩnh vực hoạt động 4 1.3. Sơ đồ tổ chức 5 1.4. Hoạt động nghiên cứu và chuyển giao công nghệ 7 1.4.1. Nghiên cứu công nghệ sản xuất bioethanol 7 1.4.2. Nghiên cứu công nghệ sản xuất biobutanol 7 1.4.3. Nghiên cứu công nghệ sản xuất Biodiesel 7 1.4.4. Nghiên cứu tổng hợp xúc tác quang hóa xử lý môi trường 7 1.4.5. Nghiên cứu tổng hợp bạc nano 8 1.4.6. Nghiên cứu tổng hợp TiO2 8 1.4.7. Nghiên cứu tổng hợp Zeolite 8 1.4.8. Nghiên cứu công nghệ và thiết bị sản xuất cồn nhiên liệu 8 CHƯƠNG 2. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỒN NHIÊN LIỆU 9 2.1. Mục đích 9 2.2. Ưu điểm của xăng pha cồn so với xăng truyền thống 9 2.3. Yêu cầu về chất lượng 10 2.4. Tính chất và ứng dụng ethanol 11 2.4.1. Tính chất vật lý 11 2.4.2. Ứng dụng 12 2.5. Các phương pháp sản xuất cồn nhiên liệu 12 2.5.1. Phương pháp chưng luyện 13 2.5.2. Phương pháp bay hơi thẩm thấu qua màng 13 2.5.3. Phương pháp hấp phụ 14 2.6. Phân tích ưu nhược điểm của từng phương pháp 16 2.6.1. Phương pháp chưng luyện đẳng phí 16 2.6.2. Phương pháp chưng luyện trích ly với muối khan 16 2.6.3. Phương pháp hấp phụ 17 2.7. Lựa chọn phương pháp làm khan cồn bằng phương pháp hấp phụ bằng zeolite 17 2.8. Hệ thống công nghệ chính của phân xưởng: 18 2.8.1. Hệ thống chưng cất: 22 2.8.2. Hệ thống hấp phụ giải hấp 22 2.8.3. Hệ thống thu hồi cồn thải 24 2.8.4. Hệ thống phụ trợ 24 2.9. Các bước kiểm tra nồng độ cồn tinh luyện 25 KẾT LUẬN 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO 28

THỰC TẬP TỐT NGHIỆP MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Cuộc sống đại ngày khiến cho phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu hóa thạch như: Dầu mỏ, than, khí đốt…Dầu mỏ ln giữ vai trò quan trọng chiến lược phát triển kinh tế quốc gia Hơn 90% lượng dầu mỏ khai thác phục vụ cho nhu cầu lượng xăng nhiên liệu, nhiên liệu phản lực, diesel, nhiên liệu đốt lị… Có thể nói dầu mỏ tảng tăng trưởng phát triển kinh tế quốc gia Trong năm gần đây, với leo thang giá xăng dầu gây nhiều tác động Khoa Hóa học & CNTP – ĐH Bà Rịa Vũng Tàu Trang THỰC TẬP TỐT NGHIỆP tiêu cực đến kinh tế giới Vì việc tìm kiếm nguồn lượng sạch, giảm phụ thuộc vào tài nguyên thiên nhiên trở thành vấn đề cấp thiết nhiều quốc gia quan tâm Một hướng hiệu sử dụng ethanol để pha vào xăng vừa làm tăng số octane, vừa làm giảm ô nhiễm môi trường vừa giảm đáng kể giá thành nên xăng pha cồn ngày trở nên phổ biến toàn giới Hơn nữa, nước ta nước nơng nghiệp có nguồn nguyên liệu để sản xuất ethanol phong phú Việt Nam sở hữu hai đồng rộng lớn đồng Sông Hồng đồng Sông Cửu Long Đây vùng nguyên liệu lí tưởng, tiền đề cho đời nhà máy sản xuất ethanol từ cellulose (rơm rạ) Với lí trên, đề tài “Tìm hiểu cơng nghệ sản xuất cồn nhiên liệu” bước quan trọng cho việc ứng dụng ethanol vào pha xăng nhiên liệu phục vụ cho nhu cầu lượng ngày gia tăng nước ta CHƯƠNG TỔNG QUAN TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ LỌC HÓA DẦU 1.1 Giới thiệu chung Trung tâm Nghiên cứu Cơng nghệ Lọc Hóa Dầu (RPTC) trực thuộc Trường Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh thành lập vào tháng năm 2000 theo định Giám đốc Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, hoạt động theo giấy phép đăng ký số A-432 Khoa học & Công nghệ cấp ngày 06/10/2010 1.2 Lĩnh vực hoạt động Khoa Hóa học & CNTP – ĐH Bà Rịa Vũng Tàu Trang THỰC TẬP TỐT NGHIỆP Nghiên cứu khoa học triển khai ứng dụng công nghệ đại lĩnh vực hóa học, lọc dầu, hóa dầu, chế biến khí thiên nhiên, nhiên liệu sinh học nhiên liệu tái tạo; Sản xuất kinh doanh sản phẩm, triển khai xây dựng pilot cho sản phẩm mới, sản xuất loại xúc tác số sản phẩm từ dầu mỏ, khí thiên nhiên sở kết nghiên cứu Dịch vụ Khoa học & Công nghệ: Thiết kế quy trình, cơng nghệ chế tạo thiết bị sở khai thác, lọc dầu, hóa dầu, chế biến khí, sản xuất xúc tác, phụ gia, nhiên liệu sinh học nhiên liệu tái tạo; Xây dựng dự án tiền khả thi, khả thi, thiết kế sở, thiết kế chi tiết, quản lý dự án cơng trình; Phân tích đánh giá chất lượng dầu thơ, khí thiên nhiên sản phẩm từ chúng; Phân tích, thiết kế, chế tạo, lắp đặt, kiểm định cơng trình thiết bị; Tư vấn đánh giá tác động môi trường di dời sở gây ô nhiễm, thẩm định tổ chức giám sát thực dự án đầu tư; Tư vấn sản xuất sử dụng hiệu quả, tiết kiệm lượng; Thiết kế chế tạo lắp đặt hệ thống thiết bị thí nghiệm cơng nghệ hóa học, thực phẩm, sinh học dầu khí; Thơng tin, tư vấn, chuyển giao công nghệ, đào tạo bồi dưỡng nghiệp vụ chuyên môn lĩnh vực nghiên cứu nêu 1.3 Sơ đồ tổ chức BAN GIÁM ĐỐC HỘI ĐỒNG KHOA HỌC PHÒNG PHÒNG NGHIÊN CỨU NGHIÊN CỨU PHÒNG KỸ THUẬT Khoa Hóa học & CNTP – ĐH Bà Rịa Vũng Tàu PHỊNG KẾ TỐN Trang THỰC TẬP TỐT NGHIỆP Giám đốc: TS Huỳnh Quyền • • Kỹ sư cao cấp Trường Đại học Quốc gia Dầu mỏ Động – Viện Dầu khí CH Pháp • • (ESPM – IFP – FRANCE) Tiến sỹ chuyên ngành Công nghệ hóa học Dầu khí Viện nghiên cứu xúc tác môi trường – Trung tâm Nghiên cứu KHoa học Quốc gia, trường Đại học Claude Bernard – CH Pháp (IRC-CNRSFRANCE) Bảng 1.1: Hội đồng tư vấn khoa học T T Họ tên Chuyên ngành Cơ quan công tác PGS.TS Phan Minh Tân Sở KH&CN TP.HCM GS-TSKH Lưu Cẩm Lộc PGS.TS Phan Đình Tuấn ThS-GVC Hồng Minh Nam PSG.TS Ngơ Mạnh Thắng TS Nguyễn Đình Thọ ThS-GVC Vũ Bá Minh TS Bùi Văn Ngọc Cơng nghệ Hóa học Cơng nghệ Hóa học Cơng nghệ Hóa học Cơng nghệ Hóa học Cơng nghệ Hóa học Cơng nghệ Hóa học Cơng nghệ Hóa học Cơng nghệ dầu Khoa Hóa học & CNTP – ĐH Bà Rịa Vũng Tàu Viện Công nghệ Hóa học ĐH Bách Khoa TP.HCM ĐH Bách Khoa TP.HCM ĐH Bách Khoa TP.HCM ĐH Bách Khoa TP.HCM ĐH Bách Khoa TP.HCM Technip Trang THỰC TẬP TỐT NGHIỆP khí & xúc tác  CƠ SỞ VẬT CHẤT Phịng thí nghiệm phịng làm việc, diện tích 160m (8x20m) Xưởng thí nghiệm kho chứa hóa chất, diện tích 100m (5x20) Xưởng sản xuất thử nghiệm liệu, sản xuất nano titanium, diện tích 100m (5x20).Xưởng sản xuất thực nghiêm tinh dầu tràm trà ấp Mỹ Trường, xã Phước Mỹ, huyện Tân Phước, tỉnh Tiền Giang, diện tích 1,2 (40x300) Xưởng sản xuất nhiên liệu biodiesel từ dầu ăn phế thải phường Linh Trung, quận Thủ Đức 1.4 Hoạt động nghiên cứu chuyển giao công nghệ 1.4.1 Nghiên cứu công nghệ sản xuất bioethanol Nghiên cứu công nghệ sản xuất bioethanol từ nguồn biomass phế thải nông nghiệp như: Rơm rạ, võ trấu, bã mía… Sản phẩm ứng dụng vào mục đích làm nhiên liệu cho động xăng Dự án thực với hợp tác với viện Công nghiệp Tokyo (IIS) Sở khoa học công nghệ Tp.HCM 1.4.2 Nghiên cứu công nghệ sản xuất biobutanol Nghiên cứu công nghệ sản xuất biobutanol từ nguồn biomass, cụ thể bả mía Sau q trình nổ hơi, bã mía thủy phân với hàm lượng enzim cao thu dịch thủy phân hàm lượng glucose cao Mức độ chuyển hóa Cellulose đạt > 36,3 % Butanol sản xuất phương pháp lên men với chủng vi sinh Clostridium Beijerinckii theo quy trình ABE 1.4.3 Nghiên cứu công nghệ sản xuất Biodiesel Nghiên cứu công nghệ sản xuất biobutanol từ nguồn dầu ăn phế thải Sản phẩm ứng dụng làm nhiên liệu cho động đốt thay cho dầu Khoa Hóa học & CNTP – ĐH Bà Rịa Vũng Tàu Trang THỰC TẬP TỐT NGHIỆP diesel làm nhiên liệu cho lò đốt công nghiệp Dự án triển khai với nhà máy sản xuất Biodiesel suất tấn/ ngày Thủ Đức 1.4.4 Nghiên cứu tổng hợp xúc tác quang hóa xử lý mơi trường Nghiên cứu tổng hợp xúc tác quang hóa TiO chất mang đá bọt khai thác Khánh Hòa Ứng dụng xử lý nước thải cho nhà máy nhuộm KCN Hòa Khánh, Liên Chiểu, Đà Nẵng Nghiên cứu triển khai thử nghiệm chất ô nhiễm khác như: Thuốc trừ sâu … 1.4.5 Nghiên cứu tổng hợp bạc nano Nghiên cứu tổng hợp bạc nano từ dung dịch AgNO phương pháp khử hóa học chiếu xạ, sản xuất dung dịch diệt khuẩn sở bạc nano 1.4.6 Nghiên cứu tổng hợp TiO2 Nghiên cứu chế biến sâu tinh quặng Titan từ nguồn nguyên liệu Rutill Ilmenite để tổng hợp TiO pigment theo phương pháp Clo Các phương pháp nghiên cứu theo hướng bao gồm: Tinh chế sản xuất TiCl tinh khiết, sản xuất TiO2 pigment, TiO2 nano powder, TiO2 nano thinfilm coat… 1.4.7 Nghiên cứu tổng hợp Zeolite Dự án nghiên cứu tổng hợp Zeolite 3A từ nguồn cao lanh nước Sản phẩm ứng dụng làm rây phân tử phục vụ chủ yếu cho công nghệ sản xuất cồn tuyệt đối phương pháp rây phân tử Chuyển giao hợp tác sản xuất phụ gia tẩy rửa dầu mỡ sở chất hấp phụ Zeolite Hợp tác nghiên cứu chuyển giao công nghệ sản xuất loại zelolite phục vụ cho cơng nghệ hóa lọc dầu zeolite Y modun cao, ZSM-5… Khoa Hóa học & CNTP – ĐH Bà Rịa Vũng Tàu Trang THỰC TẬP TỐT NGHIỆP 1.4.8 Nghiên cứu công nghệ thiết bị sản xuất cồn nhiên liệu Công nghệ thiết bị tự động tinh luyện cồn để sản xuất xăng pha cồn, cơng suất tối thiểu 2000 lít cồn (99,5%) / ngày Cơng nghệ vận hành hồn tồn tự động, điều khiển hệ thống SCADA Năng suất đạt 4000 lít cồn tuyệt đối/ngày Công nghệ tiết kiệm lượng, thân thiện với môi trường Sản phẩm cồn tinh luyện đạt tiêu chuẩn xăng pha cồn, nồng độ tối thiểu 99,5% CHƯƠNG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỒN NHIÊN LIỆU 2.1 Mục đích Mục đích xưởng sản xuất cồn nhiên liệu sản xuất thử nghiệm cồn nhiên liệu dùng để pha xăng Nguồn nguyên liệu từ cồn nồng độ thấp (72%) cung cấp từ nhà máy sản xuất cồn công nghiệp 2.2 Ưu điểm xăng pha cồn so với xăng truyền thống Cồn sử dụng làm nhiên liệu cho vào động nhiều dạng khác nhau, cụ thể pha lẫn với xăng với tỷ lệ sử dụng 100% cồn Qua việc thử nghiệm loại động với nhiên liệu có cồn người ta thấy tỉ lệ cồn khơng q 10% khơng cần thay đổi kết cấu động Hiện thị trường lưu hành loại xăng pha cồn E5, E7, E10, E15, E20, E85, E95, E100 Ký hiệu E có nghĩa xăng pha cồn cịn số có nghĩa phần trăm thể tích cồn xăng Khoa Hóa học & CNTP – ĐH Bà Rịa Vũng Tàu Trang THỰC TẬP TỐT NGHIỆP Ethanol có số octane cao RON = 120 – 135, MON = 100 – 106 thường pha với tỷ lệ 10% – 15% Khi pha vào xăng thân ethanol có số octane cao nên làm tăng số octane chung xăng Mặt khác, thân trình cháy động cháy cưỡng điều kiện thiếu oxy nên số chất khơng cháy hồn tồn sinh CO gây độc hại Khi đưa ethanol vào có ưu điểm sau: - Đốt cháy hoàn toàn chất hỗn hợp cháy nhờ có thêm oxy - ethanol giảm tiêu hao lượng cháy không hết Oxy hóa chất độc hại q trình cháy nên số oxy hóa cao độc hại với mơi trường Bên cạnh sử dụng ethanol pha xăng có nhược điểm: - - 2.3 Ethanol khan háo nước q trình bảo quản khó khăn Ethanol khó bay phần nhẹ xăng nên nhiệt độ xuống thấp khó khăn khởi động Giá cồn tương đối cao Yêu cầu chất lượng Thực cồn hợp chất cacbuahydro dầu mỏ nên có tính cháy nổ tốt Vì nguyên tắc với cồn khan 99.5% trở lên cho vào động chạy được, nhiên cồn có nhiều đặc tính ăn mòn kim loại, làm hư chi tiết cao su hay nhựa động nên không cải tiến động khơng thể thay hồn toàn xăng cồn khan để chạy động Đối với ôtô, xe gắn máy thông thường sử dụng xăng pha cồn với nồng độ tối đa 10% (xăng E10) Với xăng E10 không cần cải tiến hay thay đổi động mà chạy hồn tồn bình thường so với việc dùng 100% xăng Cồn pha xăng ngày tiêu chuẩn hóa chất lượng, tùy theo quốc gia quy định, sau số tiêu chuẩn điển hình Khoa Hóa học & CNTP – ĐH Bà Rịa Vũng Tàu Trang THỰC TẬP TỐT NGHIỆP Bảng 2.1: Yêu cầu kĩ thuật cồn nhiên liệu STT Tên tiêu Giới hạn Ethanol, % thể tích,min 92.1 Methanol, % thể tích, max 0.5 Hàm lượng nhựa rửa qua dung môi, mg/100ml, 5.0 max Hàm lượng nước, % thể tích, max 1.0 Hàm lượng chất biến tính (xăng, naphta), % thể tích, 1.96 – 5.0 - max Hàm lượng Clorua vô cơ, mg/l, max 32 Hàm lượng đồng, mg/kg, max 0.1 Độ acid (acid acetic), mg/l, max Độ pH, – max 10 Lưu huỳnh, mg/kg, max 30 11 Sulfat, mg/kg,max 12 Khối lượng riêng 150C, kg/m3 - 13 Ngoại quan Khoa Hóa học & CNTP – ĐH Bà Rịa Vũng Tàu 0.007 6.5 – 9.0 Trong Trang THỰC TẬP TỐT NGHIỆP 2.4 Tính chất ứng dụng ethanol 2.4.1 Tính chất vật lý Ethanol chất lỏng khơng màu , mùi thơm , dễ cháy Hút ẩm, có độ phân cực mạnh Ethanol hịa tan nhiều chất vô hữu nên sử dụng làm dung mơi tốt Ethanol dễ cháy tạo hỗn hợp nổ với khơng khí Ethanol tạo hỗn hợp đẳng phí với nước 96 o, nhiệt độ sôi hỗn hợp atm 78,4 0C Nhiệt độ ethanol nguyên chất 78,39 0C, tỷ trọng d154 = 0,794, nhiệt dung riêng đẳng áp Cp(160C – 210C) = 2,42 J.g-1.K-1, nhiệt cháy 1370,82 kJ/mol 2.4.2 Ứng dụng Cồn hỗn hợp ethanol nước có ứng dụng nhiều lĩnh vực đời sống xã hội: + Cồn pha với nước thành đồ uống, chế biến thức ăn, chế biến loại hương + Trong y tế cồn nguyên liệu trung gian để sản xuất nhiều loại thuốc , cồn làm chất sát trùng + Trong ngành công nghiệp sơn cồn dung làm dung mơi + Trong hóa học cồn chất trung gian sản xuất chất khác : axit acetic, andehyt acetic, etyl acetat… + Dùng làm nhiên liệu pha xăng E10, E20, E 85, E100… 2.5 Các phương pháp sản xuất cồn nhiên liệu Ethanol thường sản xuất trình lên men tinh bột, xenlulo có nồng độ khoảng 10% tt – 12% tt Để thu cồn có nồng độ lớn nồng độ điểm đẳng phí thơng thường phải trải qua giai đoạn sau:  Giai đoạn 1: Sử dụng phương pháp chưng cất thông thường để nâng cao độ cồn tới gần điểm đẳng phí (96,4% tt) Khoa Hóa học & CNTP – ĐH Bà Rịa Vũng Tàu Trang THỰC TẬP TỐT NGHIỆP 2.5.3.1.2 Lựa chọn loại zeolite làm khan cồn Xuất phát từ đặc tính Zeolite làc hỉ giữ lại chất có kích thước nhỏ mao quản Zeolite cịn chất có kích thước lớn qua mà ta lựa chọn loại Zeolite phù hợp Kích thước động học ethanol nước biết là: o o Kích thước động học nước 2,57 Ao Kích thước động học ethanol 4,46 Ao Do vật liệu hấp phụ có kích thước mao quản nằm khoảng 2,57 Ao – 4,46 Ao có khả làm khan cồn người ta thường dùng Zeolite 3A 4A để làm chất hấp phụ Tuy chưa có kết luận cuối cho thấy Zeolit 3A hay 4A có khả làm khan cồn tốt Khi nhả hấp phụ dùng khí Nito nóng dùng trực tiếp cồn khan để nhả hấp … Trong công nghệ làm khan cồn chất hấp phụ lại thực nhiều cách: Hấp phụ cồn dạng hơi, cồn dạng lỏng, thực hấp phụ hai hay ba tháp, tháp tầng cố định tầng sơi … 2.6 Phân tích ưu nhược điểm phương pháp 2.6.1 Phương pháp chưng luyện đẳng phí  Ưu điểm: - Là phương pháp tách hiệu hai hay nhiều cấu tử có tạo thành điểm đẳng phí tiến hành chưng điều kiện thường - Với việc lựa chọn dung môi hớp lý trình chưng cất đơn giản dễ vận hành  Nhược điểm: - Bằng việc thêm vào Benzen, Cyclohexane sản phẩm lại lượng dư lượng nhỏ chất này, chất độc với thể người - Yêu cầu lượng nhiệt cao - Giá thành sản phẩm tương đối cao Khoa Hóa học & CNTP – ĐH Bà Rịa Vũng Tàu Trang THỰC TẬP TỐT NGHIỆP 2.6.2 Phương pháp chưng luyện trích ly với muối khan  Ưu điểm: - Chưng luyện trích ly tạo độ cao tháp làm thông thường Cả vốn đầu tư chi phí vận hành giảm - Phương pháp sử dụng tác nhân muối tương đối dễ kiếm rẻ tiền, thiết bị vận hành đơn giản, nồng độ sản phẩm cao  Nhược điểm: - Riêng với cồn nhiên liệu người ta đỏi hỏi hàm lượng chất rắn hịa tan phải có cơng đoạn tách muối - Sự có mặt muối dẫn đến độ ăn mòn vật liệu cao, phải chế tạo thiết bị chiu ăn mòn tốt 2.6.3 Phương pháp hấp phụ  Ưu điểm: - Có thể nâng cao độ cồn lên tới 99.9% tt với phương pháp hấp phụ phù hợp - Có thể thay thơng số vận hành khoảng rộng - Khơng có tác nhân độc hại - Có thể sử dụng chất hấp phụ sau nhiều lần tái sinh - Thiết bị cấu tạo đơn giản dễ vận hành  Nhược điểm - Phương pháp áp dụng với nồng độ đầu vào cồn cao, thường gần điểm đẳng phí Bởi lượng nước chứa hỗn hợp cịn nhiều làm cho lớp hấp phụ nhanh chóng bị bão hịa suất thấp, q trình tái sinh tốn nhiều lượng 2.7 Lựa chọn phương pháp làm khan cồn phương pháp hấp phụ zeolite Mỗi phương pháp làm khan cồn nêu có ưu nhược điểm kèm em thấy cồn có nồng độ thấp qua q trình Khoa Hóa học & CNTP – ĐH Bà Rịa Vũng Tàu Trang THỰC TẬP TỐT NGHIỆP chưng cất khí đạt tới trạng thái đẳng phí (96.4% tt) Nồng độ cồn lúc thích hợp cho q trình hấp phụ Zeolite Việc sử dụng zeolite để hấp phụ hiệu kinh tế phương pháp ngun nhân sau: • Quy trình đơn giản thực tự động hóa sản xuất • q trình diễn liên tục Zeolite sau thực q trình hấp phụ tiến hành giải hấp để thực hấp phụ trở lại nên hiệu kinh • tế Thời hạn sử dụng zeolite sau nhiều lần hấp phụ giải hấp tương đối lâu nên xây dựng phân xưởng sản xuất với quy mô lớn tránh tượng phải thay chất làm khan cồn sau vài • lần vận hành ảnh hưởng đến công việc sản xuất Công nghệ sản xuất zeolite dần phổ biến nên cỏ sở sản xuất hồn tồn tự chủ công nghệ sản xuất zeolite phục vụ cho việc sản xuất cồn nhiên liệu giúp hạ giá thành sản phẩm 2.8 Hệ thống cơng nghệ phân xưởng: Sơ đồ công nghệ hệ thống sản xuất cồn nhiên liệu( Xem hình) Khoa Hóa học & CNTP – ĐH Bà Rịa Vũng Tàu Trang THỰC TẬP TỐT NGHIỆP Bảng 2.1: Bảng liệt kê thiết bị phụ trợ STT Tên thiết bị Kiểu thiết bị Ghi Tháp chưng cất : C-01 Có ống chảy chuyền Tháp đĩa xuyên lỗ Trao đổi nhiệt : E-01 Gia nhiệt dạng ống chùm đặt thẳng đứng Hơi ống Trao đổi nhiệt : E-02 Truyền nhiệt ống Hơi ống chùm đặt thẳng đứng Trao đổi nhiệt : E-03 Ngưng tụ ngược chiều Nước giải nhiệt ống dạng ống chùm đặt nằm ngang Bơm ly tâm Bơm : EP-00 Bơm : EP-01 Bơm bánh Van tuyến tính: VCV-00 Điều khiển tuyến tính Điều khiển khí nén Van đóng mở: BV-00, Điều khiển đóng mở Điều khiển khí nén Điều khiển điện BV-01, BV-06, BV-07 Van đóng mở: BV-02 Điều khiển đóng mở 10 Cảm biến nhiệt độ Pt-100 11 TIC:00,01,02,TI:00,01,02 Cảm biến mức LIC:00, Đo mức lỏng 01, LI:00 Khoa Hóa học & CNTP – ĐH Bà Rịa Vũng Tàu Trang THỰC TẬP TỐT NGHIỆP 12 Cảm biến lưu lượng lỏng FI:00, FI:01 13 Bồn trung gian B:01,02 Đo vận tốc dòng lỏng kiểu cánh quạt Bồn trụ nằm ngang Vật liệu SUS 304 Bảng 2.2: Bảng liệt kê thông số công nghệ tháp chưng STT Thông số làm việc Giá trị Nhiệt độ đáy 101oC Nhiệt độ đỉnh 78,170C Áp suất 1,3bar Lưu lượng nhập liệu 150lit/h Vị trí mâm nhập liệu Số Nồng độ nhập liệu 80%V Nồng độ đỉnh 95%V Nồng độ đáy 1%V Nồng độ nhập liệu Ghi 80,540C Áp suất tuyệt đối Bảng 2.3: Đặc tính chi tiết tháp chưng cất STT Chi tiết Loại Số lượng Đặc tính kỹ thuật DT(mm) Thân Hình trụ Vật liệu H(mm) Bề dày (mm) SUS 304 500 Đáy- Ellipise tiêu chuẩn 2900 D(mm) ht (mm) Bề dày Khoa Hóa học & CNTP – ĐH Bà Rịa Vũng Tàu (mm) SUS Trang THỰC TẬP TỐT NGHIỆP nắp Mâm Chữ U Chân đế 10 ĐK lỗ Bề dày (mm) (mm) (mm) SUS 250 Xuyên lỗ 150 Kc mâm 500 10 304 Chiều cao Bề dày CT38 (mm) (mm) Bảng 2.4 Bảng đặc tính chi tiết tháp hấp phụ STT Chi tiết (mm) Loại Số lượng Đặc tính kỹ thuật Dt (mm) Thân Hình trụ H (mm) Vật liệu Bề dày (mm) 800 304 Đáy-nắp Chân đế ht (mm) Bề dày (mm) Chữ U DT (mm) Ellipise tiêu chuẩn 1800 800 200 SUS 304 SUS 304 Chiều cao B ề dày Thép (mm) CT38 (mm) 996 10 Bảng 2.5 Bảng liệt kê thiết bị cụm thu hồi cồn sau trình giải hấp STT Tên thiết bị Dạng thiết bị Ghi Thiết bị tách lỏng B-03 Hình trụ đứng SUS 304 Thiết bị làm lạnh E-05 Thiết bị truyền nhiệt ngược chiều dạng ống chùm đặt ngang Khoa Hóa học & CNTP – ĐH Bà Rịa Vũng Tàu Trang THỰC TẬP TỐT NGHIỆP Bơm chân không VP-00 Bơm cánh quạt (Rotary vane) Cảm biến mức LIC-02 Đo mức lỏng thông qua độ chênh áp so với mặt Bơm EP-03 thoáng Bơm bánh 2.8.1 Hệ thống chưng cất: Bơm EP-00 chạy, bơm cồn nguyên liệu từ bồn B-00 qua trao đổi nhiệt E-00 E-01 đạt nhiệt độ ổn định 80,8 0C trước vào tháp C-01 Nhiệt độ dòng nhập liệu điều khiển TIC-00 thông qua việc đóng mở van BV-00 để cấp nước bão hịa gia nhiệt cho dòng nhập liệu đạt 80,8 0C Nồi đun E-02 hoạt động để tạo dòng tháp chưng Nhiệt độ lỏng đáy tháp điều khiển thơng qua việc đóng mở van BV-01 cấp nước bão hòa vào E-02 Mức chất lỏng nồi đun (đo LIC-00) trì cách điều khiển đóng/mở van xả BV-06 Thiết bị trao đổi nhiệt E-03 hoạt động để ngưng tụ dòng đỉnh Đỉnh tháp kiểm sốt thơng qua áp suất đỉnh (Đo PIC-00) nhiệt độ đỉnh (Đo TIC-02) Dòng đỉnh ngưng tụ trao đổi nhiệt E-03 chảy vào bồn trung gian B-01 Áp suất đỉnh ổn định khoảng atm cách đóng mở van BV-02 để cấp nước lạnh vào E-03 Cồn bồn trung gian B-01 chia làm phần: phần hoàn lưu tháp bơm EP-01 để điều chỉnh nhiệt độ làm việc tháp, lưu lượng hoàn lưu điều chỉnh độ mở van VCV-00 thơng qua tín hiệu nhiệt độ từ TIC-02 đỉnh tháp; phần đưa qua bồn trung gian B-02 van xả BV01 (Lấy tín hiệu từ cảm biến mức LIC-01) để ổn định mức chất lỏng bồn B-01 Khoa Hóa học & CNTP – ĐH Bà Rịa Vũng Tàu Trang THỰC TẬP TỐT NGHIỆP 2.8.2 Hệ thống hấp phụ / giải hấp Khi tháp chưng cất đạt đến trạng thái làm việc ổn định, cồn bồn trung gian B-02 có nồng độ khoảng 92% wt Bơm EP-02 chạy, bơm cồn từ bồn trung gian B-02 qua thiết bị trao đổi nhiệt E-04 để hóa hơi/quá nhiệt trước vào tháp hấp phụ, nhiệt độ dòng cồn đạt khoảng 130 oC áp suất atm Nhiệt độ cồn ổn định cách lấy tín hiệu từ TIC-03 để đóng mở van BV-03 cấp nước vào E-04 Lưu lượng cồn vào tháp hấp phụ điều chỉnh nhờ tín hiệu từ FIC-00 để điều chỉnh độ mở van VCV-01 Áp suất dòng cồn nhập liệu ổn định nhờ hệ thống gồm bình tích áp van điều áp PRV-00 đặt sau E-04 Áp suất bình tích áp vào khoảng 3,5 – atm trì điều khiển áp suất PIC-01 điều chỉnh đóng mở van BV-06 hồi lưu dòng cồn nhập liệu bồn B-02 Hệ thống hấp phụ gồm tháp A-01 A-02 hoạt động luân phiên Khi tháp A-01 thực trình hấp phụ tháp A-02 thực trình giải hấp Nhiệt độ trì tháp khoảng 130 oC Lúc van ngã BV09 mở hướng tháp A-01, dòng cồn 92% wt thổi vào tháp A-01, nước hỗn hợp zeolite 4A tháp hấp phụ gần hồn tồn, dịng cồn tuyệt đối đạt nồng độ tối thiểu 99,5% wt Sản phẩm cồn tuyệt đối chia thành phần: - Phần thứ dẫn qua tháp A-02 để thực trình giải hấp Tại tháp A-02, cồn sản phẩm bơm chân khơng hút ngồi qua van ngã BV-10 mở hướng tháp A-02 - Phần lại qua thiết bị trao đổi nhiệt với dòng nguyên liệu E-00 thiết bị ngưng tụ/làm mát E-06 để ngưng tụ hoàn toàn thành lỏng 35 oC chứa bồn sản phẩm trung gian để phân tích nồng độ Khoa Hóa học & CNTP – ĐH Bà Rịa Vũng Tàu Trang THỰC TẬP TỐT NGHIỆP Ở bồn sản phẩm trung gian B-04 có gắn cảm biến nồng độ (AIC-00) để xác định chất lượng sản phẩm Nếu cồn chưa đạt yêu cầu (< 99,5% wt) van BV-12 mở, van BV-11 đóng cồn bơm trở bồn B-02 để đưa vào hấp phụ lại Ngược lại, cồn đạt yêu cầu (≥ 99,5% wt) van BV-12 đóng lại, van BV-11 mở dòng cồn bơm bồn chứa sản phẩm Sau chu kỳ hoạt động (khoảng 16 phút) zeolit tháp A-01 bị bão hịa cịn zeolit tháp A-02 hoàn nguyên, lúc van BV-09, BV-10 TIMER tác động chuyển hướng Quá trình xảy ngược lại: tháp A-02 thực trình hấp phụ cịn tháp A-01 giải hấp Q trình xảy luân phiên 2.8.3 Hệ thống thu hồi cồn thải Thiết bị trao đổi nhiệt E-05 hoạt động để ngưng tụ cồn sau giải hấp Khi hệ thống làm việc, trình giải hấp xảy dịng cồn giải hấp bơm chân không hút qua thiết bị ngưng tụ E-05 để ngưng tụ làm nguội trước vào cấu tách lỏng Áp suất chân không hệ thống trì 0,8 atm điều khiển PIC-02 lấy tín hiệu áp suất bồn tách lỏng B-03 để điều chỉnh tốc độ bơm chân không VP-00 Nhiệt độ bồn tách lỏng B-03 trì 35 0C điều khiển nhiệt độ TIC-04 lấy tín hiệu nhiệt độ dịng lỏng ngưng tụ để đóng mở van BV-04 cấp nước lạnh vào E-05 Mực chất lỏng bồn tách lỏng ổn định nhờ điều khiển mức LIC-02 Khi mực lỏng vượt giới hạn trên/dưới bồn LIC-02 truyền tín hiệu chạy/dừng bơm EP-03 hút cồn lỏng bồn nguyên liệu để phối trộn 2.8.4 Hệ thống phụ trợ  Hệ thống làm mát : Hệ thống nước làm mát cung cấp nước làm mát cho hệ thống cơng nghệ (các thiết bị ngưng tụ cồn E-03, E-05, E-06) Khoa Hóa học & CNTP – ĐH Bà Rịa Vũng Tàu Trang THỰC TẬP TỐT NGHIỆP Hệ thống nước làm mát bao gồm tháp giải nhiệt nước khơng khí,  bơm nước, quạt gió, đường ống PVC dẫn nước, van chặn, van by pass… Hệ thống nước bão hòa: Hệ thống nước bão hòa cung cấp gia nhiệt cho hệ thống cơng nghệ chính(các thiết bị đun nóng, hóa cồn E01, E-02, E-04) Hệ thống nước bão hòa bao gồm lò đốt dầu DO, đường ống dẫn hơi, đường ống dẫn nước ngưng, bể chứa nước, thiết bị xử  lý nước, bơm nước cao áp Hệ thống khí nén điều khiển: Hệ thống khí nén điều khiển gồm thiết bị cung cấp khí cho tất thiết bị điều khiển Máy nén khí chạy điện đảm nhiệm việc cung cấp khí điều khiển Áp suất đầu bình  khí 5-7 kg/cm2 Hệ thống khí Nitơ: Khí Nitơ dùng cho việc cách ly cồn với khơng khí, làm thiết bị cần thiết.Khí Nitơ dẫn từ bình chứa khí cao áp, qua van giảm áp đến bồn chứa trì áp suất cố định 2.9 Các bước kiểm tra nồng độ cồn tinh luyện Nồng độ cồn tinh luyện kiểm tra theo phương pháp xác định tỷ trọng RPTC – HCMUT kiểm tra phù hợp với phương pháp đo nồng độ cồn sắc ký Trung Tâm Kỹ Thuật Tiêu Chuẩn Đo Lường Chất Lượng Quy trình đo nồng độ cồn theo phương pháp xác định tỷ trọng thực cách so sánh với đường chuẩn xây dựng Dụng cụ: - Ống đựng mẫu khoảng 50ml Cân với độ xác 0.0001g Nhiệt kế với thang đo 1000C Piconmeter 25ml Các bước tiến hành: - Bước 1: Kiểm tra nhiệt độ cồn ống đựng mẫu điều chuẩn cho phù hợp với khoảng nhiệt độ khảo sát Khoa Hóa học & CNTP – ĐH Bà Rịa Vũng Tàu Trang THỰC TẬP TỐT NGHIỆP - Bước 2: Rửa piconmeter mẫu cồn cần đo sau - cho cồn vào piconmeter Bước 3: Lau bề mặt piconmeter Giữ cho cồn ống mao quản không bị hụt Nếu hụt cần bổ sung thêm - cồn Bước 4: Cân khối lượng cồn piconmeter m(g) Bước 5: Tiến hành đo nhiệt độ cồn t 0C thời điểm với đo khối lượng để tránh sai số Bước 6: Nếu nhiệt độ nằm khoảng khảo sát, từ m(g) t0C dụa vào đường chuẩn xác định nồng độ cồn Khoa Hóa học & CNTP – ĐH Bà Rịa Vũng Tàu Trang THỰC TẬP TỐT NGHIỆP KẾT LUẬN Qua thời gian thực tập Trung tâm Nghiên cứu Cơng nghệ Lọc Hóa Dầu chúng em đã: • • Nắm rõ sơ đồ tổ chức cách thức hoạt động Trung tâm Tham gia trực tiếp vào số công việc như: Chiết tách tinh chế tinh dầu tràm trà; Tạo viên ZnO…phục vụ cơng tác nghiên cứu qua nâng • cao hiểu biết thân Qua trình tham quan tìm hiểu chúng em vẽ sơ đồ công nghệ phân xưởng sản xuất cồn nhiên liệu cách thức hoạt động • Nắm hiệu việc ứng dụng zeolite vào sản xuất cồn nhiên liệu so với phương pháp khác Khoa Hóa học & CNTP – ĐH Bà Rịa Vũng Tàu Trang THỰC TẬP TỐT NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO Trung tâm Nghiên cứu Cơng nghệ Lọc Hóa Dầu Sổ tay vận hành bảo dưỡng xưởng sản xuất cồn nhiên liệu, 46tr Lê Văn Trung (2008) “Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế xưởng sản xuất cồn tuyệt đối phương pháp hấp phụ”, Đại học Bách Khoa Hà Nội, 122tr Nguyễn Văn Chín (2009) “Luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu sản xuất ứng dụng ethanol, 117tr Khoa Hóa học & CNTP – ĐH Bà Rịa Vũng Tàu Trang ... Sản phẩm cồn tinh luyện đạt tiêu chuẩn xăng pha cồn, nồng độ tối thiểu 99,5% CHƯƠNG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỒN NHIÊN LIỆU 2.1 Mục đích Mục đích xưởng sản xuất cồn nhiên liệu sản xuất thử nghiệm cồn. .. khan cồn sau vài • lần vận hành ảnh hưởng đến công việc sản xuất Công nghệ sản xuất zeolite dần phổ biến nên cỏ sở sản xuất hoàn tồn tự chủ cơng nghệ sản xuất zeolite phục vụ cho việc sản xuất cồn. .. khí thiên nhiên, nhiên liệu sinh học nhiên liệu tái tạo; Sản xuất kinh doanh sản phẩm, triển khai xây dựng pilot cho sản phẩm mới, sản xuất loại xúc tác số sản phẩm từ dầu mỏ, khí thiên nhiên sở

Ngày đăng: 09/01/2015, 18:21

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • Lời mở đầu

  • CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ LỌC HÓA DẦU

    • 1.1. Giới thiệu chung

    • 1.2. Lĩnh vực hoạt động

    • 1.3. Sơ đồ tổ chức

    • 1.4. Hoạt động nghiên cứu và chuyển giao công nghệ

      • 1.4.1. Nghiên cứu công nghệ sản xuất bioethanol

      • 1.4.2. Nghiên cứu công nghệ sản xuất biobutanol

      • 1.4.3. Nghiên cứu công nghệ sản xuất Biodiesel

      • 1.4.4. Nghiên cứu tổng hợp xúc tác quang hóa xử lý môi trường

      • 1.4.5. Nghiên cứu tổng hợp bạc nano

      • 1.4.6. Nghiên cứu tổng hợp TiO2

      • 1.4.7. Nghiên cứu tổng hợp Zeolite

      • 1.4.8. Nghiên cứu công nghệ và thiết bị sản xuất cồn nhiên liệu

      • Chương 2. Công nghệ sản xuất cồn nhiên liệu

        • 2.1. Mục đích

        • 2.2. Ưu điểm của xăng pha cồn so với xăng truyền thống

        • 2.3. Yêu cầu về chất lượng

        • 2.4. Tính chất và ứng dụng ethanol

          • 2.4.1. Tính chất vật lý

          • 2.4.2. Ứng dụng

          • 2.5. Các phương pháp sản xuất cồn nhiên liệu

            • 2.5.1. Phương pháp chưng luyện

              • 2.5.1.1. Phương pháp chưng luyện đẳng phí

              • 2.5.1.2. Phương pháp trích ly với muối rắn

              • 2.5.2. Phương pháp bay hơi thẩm thấu qua màng

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan