trường đại học bách khoa hà nội viện kỹ thuật hóa học bộ môn công nghệ hữu cơ hóa dầu GVHD: ThS. Phan Thị Tố Nga SVTH : Nguyễn Đình Đạo Trương Hữu Linh Trịnh Thế Tâm Trần Anh Tuấn Chu Kỳ Anh Đỗ Hải Lăng TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU VÀ KHÍ Đề Tài: Các Quá Trình Làm Sạch Trong Nhà Máy Lọc Dầu PHẦN I. MỤC ĐÍCH CỦA QUÁ TRÌNH LÀM SẠCH Trong dầu thô thường chứa một lượng các chất độc hại với môi trường, sức khoẻ con người và máy móc, gây ngộ độc xúc tác như các hợp chất lưu huỳnh, hợp chất Ni-tơ, hợp chất Ô-xy, Benzen và một số kim loại nặng => Vì vậy mà vấn đề làm sạch các sản phẩm là mộ trong những nhiệm vụ quan trọng trong các nhà máy chế biến dầu khí. A.Làm sạch bằng phương pháp hóa học 1. Làm sạch bằng Axit sunfuric 2. Làm sạch bằng dung dịch hấp thụ 3. Làm sạch bằng Hydro 4. Làm sạch bằng kiềm B.Làm sạch bằng phương pháp hóa lý 5. Làm sạch bằng chất hấp phụ 6. Làm sạch lưu huỳnh bằng phương pháp trích ly 7. Quá trình xử lí lưu huỳnh bằng phương pháp oxy hóa PHẦN II. TỔNG QUAN CÁC QUÁ TRÌNH LÀM SẠCH 1.Làm sạch bằng Axit sunfuric  Mục đích: Loại hydrocacbon không no, hợp chất lưu huỳnh, nitơ và nhựa, là những chất khiến cho độ bền của nhiên liệu giảm trong quá trình bảo quản, không bền màu và làm xấu một số tính chất ứng dụng khác.  Tách loại aren Ancal, xycloancan ở nhiệt độ thường không tác dụng với H2SO4 , aren tác dụng với H2SO4 ở mức độ thấp theo phản ứng sau A.Làm sạch bằng phương pháp hóa học 6 6 2 4 6 5 3 2 C H H SO C H SO H H O + → +  Tách loại aren : Ancal, xycloancan ở nhiệt độ thường không tác dụng với H2SO4 , aren tác dụng với H2SO4 ở mức độ thấp.  Tách loại anken: Các hydrocacbon không no phản ứng với axit sulfuric tạo thành các eter axit và sản phẩm polymer hóa 1.Làm sạch bằng Axit sunfuric C R R =CH 2 + H 2 SO 4 C CH 3 OSO 3 H R R C R R =CH 2 + H 2 SO 4 C CH 3 OSO 3 H R R 6 6 2 4 6 5 2 6 5 2 2C H H SO C H C H 2SO H O + → +  Làm sạch H2S :. Hydrosulfur khi tương tác với axit sulfuric tạo thành lưu huỳnh, anhydric lưu huỳnh và nước.  Làm sạch mercaptan bằng axit H2SO4 : Lưu huỳnh hòa tan trong distilat sạch và trong chưng cất thứ cấp sản phẩm làm sạch nó phản ứng với hydrocacbon và lại tạo thành hydrosulfur. 1.Làm sạch bằng Axit sunfuric H 2 S H 2 SO 4 S H 2 SO 3 H 2 O H 2 S H 2 SO 4 SO 2 H 2 O RSH H 2 SO 4 RSSR SO 2 2 H 2 O  Các yếu tố ảnh hưởng  Nhiệt độ : Để nhận được dầu nhờn chất lượng cao xử lý axit cần tiến hành ở nhiệt độ thấp. Tăng nhiệt độ làm độ hòa tan của hợp chất axit và chủ yếu là hợp chất polymer của gudron axit trong dầu nhờn tăng, tuy nhiên tiến hành làm sạch ở nhiệt độ thấp gặp khó khăn  Nồng độ axit : Giảm nồng độ axit làm giảm khả năng hòa tan và khả năng tạo polymer của nó, còn khi tăng nồng độ axit tạo axit sulfor (sau đó chuyển thành axit gudron) tăng  Chi phí axit : Mức độ loại nhựa-asphanten ra khỏi dầu nhờn tăng khi tăng chi phí axit, nhưng không tăng tỷ lệ. Để đạt được mức làm sạch mong muốn đối với dầu nhờn từ các dầu thô khác nhau đòi hỏi chi phí axit khác nhau.  Thời gian tiếp xúc : Tiếp tục khuấy trộn một số thành phần của axit gudron có thể hòa tan vào dầu nhờn, nên làm xấu màu của sản phẩm. Thường chỉ khuấy trộn từ 30 đến 70 phút phụ thuộc vào thể tích thùng trộn và tính chất của distilat 1.Làm sạch bằng Axit sunfuric  Sơ đồ làm sạch nguyên liệu dầu nhờn bằng axit sulfuric trong thùng khuấy : I – Axit; II - d u nh n axit; III -axit gudron cùng mazut; ầ ờ IV- Mazut 1 . Làm sạch bằng Axit sunfuric  Hấp thụ là quá trình hút khí bằng chất lỏng ,khí được hút gọi là chất bị hấp thụ ,chất lỏng để hút gọi là dung môi (hay chất hấp thụ ) khí không bị hấp thụ là khí trơ.  Mục đích: Chủ yếu dùng phương pháp hấp thụ đề làm sạch khí ra khỏi H2S và CO  Các chất hấp thụ cần thỏa mãn yêu cầu  Có tính chọn lọc .  Độ nhớt của chất hấp thụ nhỏ  Nhiệt dung riêng bé  Nhiệt độ đóng rắn thấp  Không tạo thành kết tủa khi hấp thụ  Ít bay hơi, mất mát ít trong quá trình tuần hoàn hấp thụ  Không độc không gây ô nhiễm môi trường , không ăn mòn thiết bị 2.Làm sạch bằng phương pháp hấp thụ Xử lí bằng Amin  Khí dầu mỏ và khí thiên nhiên bên cạnh thành phần chính là hydrocacbon còn chứa các khí chua - khí cacbonic, dihydrosulfur và các hợp chất lưu huỳnh hữu cơ: COS, CS2, mercaptan (RSH), thiophen và các hỗn hợp khác, làm phức tạp quá trình vận chuyển và sử dụng khí trong điều kiện xác định.  Làm sạch H2S, CO2 và các hợp chất phụ chứa lưu huỳnh, oxy trong khí thiên nhiên và khí đồng hành ứng dụng phương pháp hấp thụ.  Quá trình hấp phụ hóa học làm sạch khí bằng các dung môi là dung dịch nước alcanamin: monoetanolamin (MEA), dietanolamin (DEA), diglicolamin (DGE) 2.Làm sạch bằng phương pháp hấp thụ [...]... độc hại cao sang dạng ít độc hại hơn và vẫn tồn tại trong sản phẩm  Sản phẩm sau khi được xử lý có độ ổn định ô-xy hoá, độ ổn định màu cao hơn nhờ loại các tạp chất chứa ô-xy và quá trình no hoá  Nhược điểm - Đầu tư thiết bị, xây dựng cho quá trình này tương đối lớn - Tăng nhu cầu sử dụng khí hydro trong toàn nhà máy 3 .Làm sạch bằng Hydro  Quá trình khử lưu huỳnh  Khử mercaptan: R-SH +  → R-H+... Thiophene:  Quá trình khử Nito Khử Pyridine: C5H5N + 5H2 → C5H12 + NH3 3 .Làm sạch bằng Hydro  Quá trình khử hợp chất ô-xy  Khử hợp chất ô-xy (peoxides): C7H13OOH + 3H2 → C7H16 + H2O  Khử Phenol:  Quá trình no hóa  Bão hoà Olefins: R – CH = CH – R’  + H2 R – CH2 – CH2 – R’ Bão hoà Diolefins: R–CH=CH–CH=CH–R’ + H2 R–CH2–CH2–CH2–CH2–R’ 3 .Làm sạch bằng Hydro  Sơ đồ công nghệ điển hình quá trình xử...2 .Làm sạch bằng phương pháp hấp thụ Hình H-Công nghệ làm ngọt khí bằng MEA 3 .Làm sạch bằng Hydro  Quá trình xử lý bằng hydro là phương pháp ngày càng được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp chế biến dầu khí  Ưu điểm  Chất lượng sản phẩm thu được sạch hơn, các tạp chất bị xử lý triệt để hơn  Loại bỏ tạp chất khỏi dòng sản phẩm... thải  Nhược điểm - Chỉ làm giảm lượng lưu huỳnh trong sản phẩm chứ không triệt để - Không xử lí được các tạp chất khác 4 Làm sạch bằng phương pháp ngọt hóa Hình H-Sơ đồ công nghệ làm sạch sử dụng kiềm 4 Làm sạch bằng phương pháp ngọt hóa 1 Xử lí Kerosen - Phân đoạn Kerosene được tách ra từ tháp chưng cất dầu thô ở áp suất thường chứa nhiều tạp chất có hại như: A-xit Naphtenic, các hợp chất của S, N,... Mercaptans;  Quá trình rửa các tạp chất cuốn theo bằng nước;  Quá trình sấy khô bằng muối;  Quá trình lọc bằng đất sét - Sơ đồ công nghệ ( Hình H-4) 4 Làm sạch bằng phương pháp ngọt hóa a Xử lí Kerosen  Chất lượng Kerosene sau khi xử lý thông thường đạt được như sau:  Hàm lượng Mercaptans tính theo lưu huỳnh tối đa: 20% khối lượng  Chỉ số axit trung hòa tối đa: 0,015 mg KOH/g  Hàm lượng nước tự do trong. .. 4 Làm sạch bằng phương pháp ngọt hóa b Xử lí RFCC naphtha  Phân đoạn Naphtha từ phân xưởng cracking xúc tác cặn (RFCC Naphtha) thường chiếm tới 50% tổng lượng các cấu tử pha xăng thương phẩm của nhà máy  Phân đoạn RFCC Naphtha chứa nhiều tạp chất hình thành trong quá trình bẻ gãy mạch cacbon ( như hợp chất lưu huỳnh (hydro sulfur-H2S, Mercaptans), Phenol…) ⇒ Xử lí các tạp chất này, tạo sản phẩm sạch. ..  Sơ đồ công nghệ 3 .Làm sạch bằng phương pháp trích ly Hình :Làm sạch bằng phương pháp trích ly PHẦN III XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN  Bảo vệ môi trường ngày càng khắt khe, các nguồn gây ô nhiễm môi trường được kiểm soát chặt chẽ, đặc biệt là các nguồn nhiên liệu hoá thạch : than đá và dầu lửa  Tiêu chuẩn dầu khí ngày càng giảm các chất gây ô nhiễm môi trường và sức khoẻ con người có trong sản phẩm  Ở khu... từ 0,25-0,5 mm 1 .Làm sạch bằng phương pháp hấp phụ  Than hoạt tính ‾ Gồm các nguyên tố cacbon ở dạng vô định hình ‾ Bề mặt riêng rất lớn ‾ Dễ xử lí  Zeolit - Là các aluminosilicat tinh thể có kích thước mao quản rất đồng đều - Có thể hấp phụ chọn lọc các cấu tử hữu cơ phức tạp chứa lưu huỳnh và các phi hydrocacbon khác - Zeolit sử dụng phổ biến là Zeolit - Y  Sơ đồ công nghệ 1 .Làm sạch bằng phương... bị  Tạo ra các oxit (SOx, NOx): gây ngộ độc ,ô nhiễm môi trường  Ngộ độc xúc tác, giảm chất lượng sản phẩm ⇒ Xử lí trước khi chế biến - Phương pháp xử lí: Bằng phương pháp ngot hóa 4 Làm sạch bằng phương pháp ngọt hóa a Xử lí Kerosen - Tạp chất trong phân đoạn Kerosen chủ yếu là Mecaptans và A-xit Naphthenic - Bao gồm các công nghệ chính sau:  Quá trình tách A-xít Naphthenic;  Quá trình tách Mercaptans;... ngọt hóa c. Xử lý khí hóa lỏng (LPG)  Các khí hóa lỏng C3, C4 hoặc hỗn hợp khí hóa lỏng được sản sinh ra trong Nhà máy chế biến dầu khí là dạng hydrocacbon nhẹ chứa nhiều hợp chất lưu huỳnh như H2S, Mercaptans, Carbonyl Sulfide (COS)…  Hợp chất của S có trong khí hóa lỏng được xử lí bằng kiềm (NaOH)  Sơ đồ công nghệ (Công nghệ xử lí của Merchem (Hoa kì)) 4 Làm sạch bằng phương pháp ngọt hóa Hình H-6- . Các Quá Trình Làm Sạch Trong Nhà Máy Lọc Dầu PHẦN I. MỤC ĐÍCH CỦA QUÁ TRÌNH LÀM SẠCH Trong dầu thô thường chứa một lượng các chất độc hại với môi trường, sức khoẻ con người và máy móc, gây. nhà máy chế biến dầu khí. A .Làm sạch bằng phương pháp hóa học 1. Làm sạch bằng Axit sunfuric 2. Làm sạch bằng dung dịch hấp thụ 3. Làm sạch bằng Hydro 4. Làm sạch bằng kiềm B .Làm sạch bằng phương. lý 5. Làm sạch bằng chất hấp phụ 6. Làm sạch lưu huỳnh bằng phương pháp trích ly 7. Quá trình xử lí lưu huỳnh bằng phương pháp oxy hóa PHẦN II. TỔNG QUAN CÁC QUÁ TRÌNH LÀM SẠCH 1 .Làm sạch bằng