Đề tài Lập một quy trình công nghệ, nêu cách tiến hành để xác định các thông số hóa lý kỹ thuật của dầu mỏ

Môn : Hóa học Dầu Mỏ & Khí Tự Nhiên  
Trường Đại Học Hồng Đức  
Khoa kỹ thuật công nghệ  
Môn: Hóa học dầu mỏ & khí tự nhiên  
Đề tài: Lập một quy trình công nghệ,  
nêu cách tiến hành để xác định các thông  
số hóa lý kỹ thuật của dầu mỏ.  
GVHD: Phạm Xuân Núi  
SVTH: Lê Xuân Phúc  
Mã SV: 0964040114  
Thanh Hóa, ngày 5/8/2012  
SVTH : Lê Xuân Phúc  
1
Lớp : K54B Lọc Hóa Dầu – Thanh Hóa  
Môn : Hóa học Dầu Mỏ & Khí Tự Nhiên  
MỞ ĐẦU  
Tại Việt Nam nghành dầu khí là một nghành công nghiệp còn rất non trẻ,  
trong đó nghành công nghiệp lọc hóa dầu là nghành mới bắt đầu sản xuất ở Việt  
Nam, tất cả mọi công đoạn của chế biến dầu mỏ và khí đều rất là phức tạp và  
trải qua nhiều quá trình. Đặc biệt việc nghiên cứu nắm vững những quy trình  
công nghệ trong công đoạn chế biến dầu khí nhằm khai thác và chế biến có hiệu  
quả. Việc tiếp cận và thay thế các phương pháp chế biến dầu khí cũ cũng là một  
vấn đề đang được quan tâm.  
Việc nắm vững các công đoạn trong một quá trình chế biến dầu mỏ là  
một việc vô cùng khó khăn và phức tạp vì ngoài việc nắm vững cách sử dụng  
máy móc còn có phải có sự am hiểu về kiến thức chuyên môn và lòng yêu công  
việc của hệ thống các kĩ sư, các chuyên gia trong nhà máy Lọc Hóa Dầu. Và  
đặc biệt hơn là các sản phẩm của mỗi quá trình phải đạt được các tiêu chuẩn do  
các hoạt động sản xuất kinh tế đề ra, mặc dù việc phân tích và phân tích các  
thông số của một hệ thống là rất phức tạp và khó khăn. Và cũng may mắn một  
điều là các nhà máy Lọc Hóa Dầu bây giờ đã sử dụng các công nghệ thiết bị  
tiên tiến của thế giới, vì chúng có khả năng điều khiển và chỉnh các thông số  
một cách tự động. Nhưng không phải vậy mà chúng em lơ là việc học, là một  
sinh viên nghành hóa dầu em sẽ cố gắng học để có thể nắm được cơ bản các  
quy trình của một phân đoạn chế biến dầu khí.  
Trong bài tiểu luận này em cũng hi vọng với lượng kiến thức mà em đã  
được học ở môn “ Hóa học Dầu mỏ - Khí tự nhiên” và kết hợp với những kiến  
thức mà em đã học và đã tham khảo được ở trên mạng, tìm hiểu qua một số tài  
liệu. Nhưng mà em cũng mạnh dạn trình bày những hiểu biết của mình về “  
Quá trình biến nhiệt ” trong công đoạn chế biến dầu khí, và đây cũng được xem  
là một trong những công đoạn quan trọng trong nhà máy Lọc Hóa Dầu. Và  
trong bài tiểu luận này em tin rằng vẫn còn nhiều chỗ sai sót về kiến thức  
chuyên môn, em mong thầy chỉ cho em biết và hoàn thiện hơn trong các bài làm  
sau để có thể đạt được kết quả cao. Em xin chân thành cảm ơn đã nhiệt tình  
dậy, truyền đạt kiến thức cho hai lớp bọn em trong thời gian Thầy về giảng dạy  
tại Thanh Hóa.  
SVTH : Lê Xuân Phúc  
2
Lớp : K54B Lọc Hóa Dầu – Thanh Hóa  
Môn : Hóa học Dầu Mỏ & Khí Tự Nhiên  
Để hoàn thành bài tiểu luận này em đã sử dụng  
một vài tài liệu của các tác giả :  
1) Hóa học dầu mỏ & khí tự nhiên  
Nhà xuất bản Giao Thông Vận Tải - Tác giả: Phan Tử Bằng  
2) Giáo trình Công nghệ chế biến khí & các sản phẩm lọc dầu  
Nhà xuất bản Hà Nội năm 2004  
3) Công nghệ chế biến dầu mỏ  
Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật - Tác giả: Lê Văn Hiếu  
4) Giáo trình Công nghệ chế biến Dầu & Khí  
Nhà xuất bản xây dựng - Tác giả: Phan Tử Bằng  
5) Giáo trình Cracking xúc tác  
Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội – Tác giả: Gs.Ts Nguyễn Hữu Phú  
SVTH : Lê Xuân Phúc  
3
Lớp : K54B Lọc Hóa Dầu – Thanh Hóa  
Môn : Hóa học Dầu Mỏ & Khí Tự Nhiên  
Mục lục  
I . Giới thiệu về công nghệ chế biến nhiệt  
II . Cơ sở lý thuyết của quá trình chế biến nhiệt  
1 ) Sự biến đổi của các hợp chất parafin  
2 ) Sự biến đổi của các hợp chất olephin  
3 ) Sự biến đổi của các hợp chất naphten  
4 ) Sự biến đổi của các hợp chất thơm  
III . Các quá trình công nghệ chế biến nhiệt  
1 ) Quá trình cracking nhiệt  
2 ) Thông số của quá trình công nghệ  
3 ) Sản phẩm của quá trình cracking nhiệt  
4 ) Quá trình cốc hóa  
SVTH : Lê Xuân Phúc  
4
Lớp : K54B Lọc Hóa Dầu – Thanh Hóa  
Môn : Hóa học Dầu Mỏ & Khí Tự Nhiên  
I . Giới thiệu  
Trong công nghiệp chế biến dầu khí các quá trình chế biến thuần túy bởi  
nhiệt đã được áp dụng từ lâu nhằm chế biến các phân đoạn dầu khác nhau thành  
các sản phẩm lỏng (xăng, FO), khí và cốc. Các sản phẩm khí có chứa nhiều  
olephin rất thích hợp cho công nghệ tổng hợp hóa học và hóa dầu  
Dựa vào nguyên liệu, sản phẩm cần thu và điều kiện chình của quá trình (  
nhiệt độ, áp suất), người ta chia các quá trình chế biến nhiệt thành các quá trình  
cracking nhiệt, vibreking, cốc hóa, cracking hơi.  
Bảng 1. Các quá trình chế biến nhiệt với các điều kiện công nghệ và sản  
phẩm của chúng.  
Quá trình  
Cracking hơi  
Cracking hơi  
Cracking hơi  
Cracking hơi  
Cracking hơi  
Cracking nhiệt  
Cốc hóa  
Nguyên liệu  
Etan  
Sản phẩm chính  
Axetilen  
Nhiệt độ ( C )  
1000 1400  
800 850  
770 800  
720 770  
720 750  
469 510  
480 530  
440 480  
Áp suất kg/cm2  
0,2 0,5  
0,2 2  
Etan  
Etylen  
Propan Butan Etylen Propylen  
0,2 2  
Xăng nhẹ  
Gasoil nhẹ  
Gasoil nhẹ  
Cặn nặng  
Cặn nặng  
Etylen Propylen  
Etylen Propylen  
Xăng  
0,5 2  
0,5 2  
20 70  
1 10  
Cốc  
Vibreking  
Giảm độ nhớt  
20 - 70  
Quá trình cracking nhiệt cho phép thêm xăng và xăng là sản phẩm chính  
của quá trình. Trong khi đó thì quá trình cốc hóa thì cốc dầu mỏ là sản phẩm  
chính. Còn ở quá trình pyrolise thì sản phẩm chính lại là các khí chứa olefin,  
diolefin hay axetilen.  
Các quá trình được tiến hành với các công nghệ khác nhau và nguyên  
liệu dùng cũng khác nhau. Trước khi đi nghiên cứu các quá trình dùng cụ thể,  
chúng ta để cập tới vấn đề chung nhất, đó là cơ sở lý thuyết của các phản ứng  
xảy ra khi chế biến nhiệt với nguyên liệu là hydrocacbon.  
SVTH : Lê Xuân Phúc  
5
Lớp : K54B Lọc Hóa Dầu – Thanh Hóa  
Môn : Hóa học Dầu Mỏ & Khí Tự Nhiên  
II . Cơ sở lý thuyết của quá trình cracking nhiệt  
Quá trình chuyển hóa hóa học các hydrocacbon của một phân đoạn đầu  
dưới tác dụng của nhiệt là một quá trình hết sức phức tạp. Phức tạp trong sự tạo  
thành các cấu tử trong phân đoạn. Vì thế trong quá trình xảy ra nhiều phản ứng  
mà chúng khó cá thể kiểm soát nổi. Do vậy trong các công trình nghiên cứu, đã  
tiến hành nghiên cứu sự biến đổi của từng loại hydrocacbon riêng lẻ. rồi từ các  
kết quả nhận được, cho phép phán đoán, kết luận các ảnh hưởng đặc trưng nhất  
của các thông số công nghệ tới các phản ứng của các hydrocacbon.  
1. Sự biến đổi của các hydrocacbon parafin  
Các hydrocacbon parafin là loại no, trong phân tử chỉ có 2 loại liên kết đó là  
liên kết C-C, và C-H. Liên kết C-C thì kém bền hơn liên kết C-h, nên dưới tác  
dụng của nhiệt ở nhiệt độ cao sẽ xảy ra sự phân hủy, đứt mạch liên kết C-C  
trước. Khi đó hình thành các hydrocacbon có trọng lượng phân tử nhỏ hơn. Ví  
dụ :  
Cn H2n2 Cm H2m Cq H2q2  
Nếu phân tử parafin mới tạo thành có mạch đủ dài, thì nó lại bị phân hủy  
tiếp. Chỉ khi các phân tử trong hydrocacbon nhỏ hơn 4, lúc này parafin khá bền  
và khó bị đứt liên kết C-C nên khi đó có thể xảy ra sự đứt liên kết C-H tạo  
thành hydro. Ví dụ :  
Cq H2q2 Cq H2q H2  
Ví dụ như đứt liên kết C-C phụ thuộc vào nhiều điều kiện tiến hành quá  
trình như : nhiệt độ, áp suất, thời gian lưu của hỗn hợp phản ứng ở nhiệt độ đó.  
Ở nhiệt độ càng cao và áp suất càng thấp, vị trí đứt mạch có xác suất lớn hơn ở  
hai đầu mạch. Do vậy ở điều kiện này thường cho sản phẩm khí nhiều hơn. Như  
vậy muốn cho sản phẩm chứa nhiều olefin, ta phải chọn nhiệt độ cao và áp suất  
0C  
thấp. Nhưng ở nhiệt độ vửa phải 450-530  
và áp suất cao thì vị trí đứt mạch  
lại có xác suất lớn hơn ở giữa mạch. Do vậy ở điều kiện này sẽ tạo điều kiện  
thuận lợi để tăng hiệu suất sản phẩm lỏng, giảm bớt hiệu suất sản phẩm khí. Đó  
là cơ sở quyết định điều kiện công nghệ khác nhau giữa cracking nhiệt và  
pyrolise và nó xảy ra theo cơ chế dây chuyền do Rice đề xướng. Theo thuyết  
này, cơ chế phân hủy của các hydrocacbon parafin xảy ra theo các giai đoạn  
sau:  
a. Tạo gốc tự do  
SVTH : Lê Xuân Phúc  
6
Lớp : K54B Lọc Hóa Dầu – Thanh Hóa  
Môn : Hóa học Dầu Mỏ & Khí Tự Nhiên  
Do liên kết C-C kém bền , ở nhiệt độ cao thì nó bị tách và tạo ra gốc tự  
do :  
R R1 R R1  
.
Ví dụ :  
C7 H16 C3 H7C4 H9  
0C  
H   
Ở điều kiện áp suất thường và nhiệt độ lớn hơn 600 , chỉ có 2 gốc  
hay  
,
CH 3  
C2 H5  
là có khả năng tồn tại trong thời gian ngắn trước khi chúng va  
chạm vào nhau và gây nên phản ứng hóa học, còn các gốc lớn hơn là các gốc rất  
không bền, chúng lập tức phân hủy ra tạo thành các gốc nhỏ và đồng thời tạo  
olefin. Ví dụ :  
C5H11 C4 H8 CH 3  
C H H   
5
10  
Trong khoảng thời gian nhất định ( khoảng phần nghìn giây) nồng độ các  
gốc tự do tăng lên rất nhanh.  
b. Các phản ứng của gốc tự do trong giai đoạn phát triển chuỗi  
Gốc tự do phản ứng với nguyên liệu ban đầu và tạo thành gốc mới:  
RHHH2 R  
R H RRHR  
1
1
Do độ bền của gốc tự do bậc 3 > bậc 2 > bậc 1 mà sự giải thích nguyên tử  
H ở nguyên liệu sẽ ưu tiên trước là các izo-parafin, sau đó mới đến các n-  
parafin.  
Các gốc lớn rất rễ phân hủy thành các gốc nhỏ và do vậy tạo ra hướng  
phản ứng mới. Chính vì vậy mà người ta gọi là phản ứng dây chuyền nhánh.  
Các gốc tự do có khả năng phản ứng lớn hơn nhiều lần khả năng phản  
ứng trực tiếp của hydrocacbon nguyên. Năng lượng hoạt hóa của các phản ứng  
giữa cac gốc tự do chỉ từ 10 đến 20 kcal/kmol. Nghĩa là nhỏ hơn nhiều lần năng  
lượng năng lượng hoạt hóa phân hủy trực tiếp. Các số liệu trong bảng 2 cho ta  
thấy điều này. Chính vì thế mà sản phẩm cuối là hỗn hợp sản phẩm của các  
phản ứng của các gốc tự do với nhau và với nguyên liệu.  
SVTH : Lê Xuân Phúc  
7
Lớp : K54B Lọc Hóa Dầu – Thanh Hóa  
Môn : Hóa học Dầu Mỏ & Khí Tự Nhiên  
Bảng 2: Cơ chế phân hủy nhiệt  
theo Rice  
C2H6  
Phản ứng  
Năng lượng E ( kcal/mol)  
C2 H6 2CH 3  
84  
CH 3C2 H6 CH 4 C2 H5  
8
40  
7
C2 H5C2 H4 H   
H C2 H6 C2 H5H2  
H C2 H5C2 H6  
0
c. Giai đoạn dừng phản ứng  
Khi tốc độ tạo thành bằng tốc độ mất đi của các gốc tự do, phản ứng  
chuỗi coi như kết thúc. Sự mất đi của các gốc tự do có thể do các gốc va chạm  
với nhau, phản ứng với nhau tạo thành phân tử trung hòa:  
RH RH  
RR2R R2  
1
1
2HH2  
Ví dụ với nguyên liệu là etan, phản ứng đứt mạch có thể trình bày như  
H C2 H5C2 H6  
sau:  
2C2 H5C4 H`10  
H CH 3CH 4  
2HH2  
2. Sự biến đổi của các hợp chất olefin  
Trong dầu thô ban đầu, hàm lượng olefin không đáng kể, nhưng dưới tác  
dụng của nhiệt độ cao, các hợp chất olefin sẽ được tạo thành. Chúng có khả  
năng phản ứng cao hơn so với parafin. Hydrocacbon parafin biến đổi đa dạng  
hơn và cũng phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện tiến hành phản ứng( nhiệt độ, áp  
suất). Ở nhiệt độ thấp và áp suất cao, các hydrocacbon olefin có trọng lượng  
phân tử thấp sẽ rễ bị trùng hợp. Phản ứng trùng hợp càng mạnh nếu áp suất  
càng cao. Nhưng nếu tăng nhiệt độ thì tốc độ phản ứng lại giảm xuống, nhường  
chỗ cho phản ứng phân hủy. Và nếu như thời gian lưu trong vùng phản ứng  
càng lâu thì sự phân hủy càng xảy ra mãnh liệt. Cơ chế phân hủy olefin cũng  
giống như cơ chế phân hủy parafin, nhưng phản ứng thuận lợi là đứt mạch liên  
kết C-C ở vị trí β so với nối đôi.  
SVTH : Lê Xuân Phúc  
8
Lớp : K54B Lọc Hóa Dầu – Thanh Hóa  
Môn : Hóa học Dầu Mỏ & Khí Tự Nhiên  
Ngoài phản ứng trùng hợp, phân hủy, các olefin còn tham gia phản ứng  
ngưng tụ, ankyl hóa với các hydrocacbon thơm tạo ra các hợp chất cao phân tử,  
và cuối cùng tạo thành nhựa và cốc.  
4. Sự biến đổi hydrocacbon naphtalen  
RH naphtlen có độ bền nhiệt cao hơn so với parafin có cùng số phân tử  
cacbon trong mạch. Các đặc trưng biến đổi các hydrocacbon naphtlen ở nhiệt  
độ cao thường xảy ra các phản ứng ưu tiên theo thứ tự sau:  
- Khử nhánh ankyl  
- Khử hydro tạo olefin vòng và sau đó tiếp tục tạo hydrocacbon thơm  
- Phân hủy vỏng đối với các naphtlen đa vòng thành naphtlen đơn vòng  
- Khử naphtlen đa vòng thành các naphtlen đơn vòng  
- Khử naphtlen đơn vòng thành parafin, olefin, hay các diolefin  
Như vậy rõ ràng là các naphtlen khi tham gia phản ứng phân hủy nhiệt,  
sản phẩm tạo thành có đặc trưng no hơn so với parafin, và có xu hướng tạo  
thành các phân tử có trọng lượng phân tử trung bình, nghĩa là cho phép tạo  
thành nhiều sản phẩm lỏng hốn với nguyên liệu là parafin.  
4. Sự biến đổi của các hydrocacbon thơm  
Ở nhiệt độ cao, sự biến đổi của các hydrocacbon thơm xảy ra theo quy  
luật sau:  
- Khử nhánh ankyl  
-
Các gốc thơm ngưng tụ với nhau, khử hydro tạo thành gốc mới có  
phân tử lượng lớn hơn, và mang nhiều vòng thơm hơn, cuối cùng phát triển  
thành hợp chất cao phân tử hay còn gọi là cacboit hay là cốc. Như vậy dầu mỏ  
khác với cacbon nguyên tố là chúng ở hệ vòng thơm có độ ngưng tụ cao. Cốc  
tạo ra thường lắng đọng và bám vào thành ống hay thiết bị trao đổi nhiệt, làm  
giảm tốc độ truyền nhiệt cũng như tốc độ truyền của bơm, tăng chi phí vận  
hành. Nếu như quá trình của chúng ta không nhằm mục địch sản suất cốc thì sự  
có mắt của hydrocacbon vòng hoàn toàn không có lợi cho quá trình sản xuất.  
3. Các quá trình công nghệ chế biến nhiệt  
SVTH : Lê Xuân Phúc  
9
Lớp : K54B Lọc Hóa Dầu – Thanh Hóa  
Môn : Hóa học Dầu Mỏ & Khí Tự Nhiên  
Trong công nghệ Lọc hóa dầu người ta thường sư dụng các quá trình  
cracking nhiệt, cốc hóa, vibreking còn gọi là quá trình pyrolise ( quá trình  
cracking hơi) được áp dụng trong công nghệ hóa dầu nhằm sản xuất olefin.  
a. Quá trình cracking nhiệt  
Cracking nhiệt, vibreing, cốc hóa là các quá trình biến đổi nguyên liệu  
dầu mỏ dưới tác dụng của nhiệt độ cao, thành các sản phẩm rắn, lỏng, khí.  
Thành phần về số lượng cũng như chất lượng của sản phẩm cuối được quyết  
định bởi các thông số công nghệ của quá trình như: nhiệt độ, áp suất, thời gian  
phản ứng. Quá trình biến đổi nguyên liệu là một quá trình rất phức tạp, trong đó  
xảy ra hàng loạt các phản ứng vừa nối tiếp vừa song song. Trong quá trình chế  
biến nhiệt khử cấu trúc, có hai vấn đề quan trọng cần giải quyết đó là:  
- Ngăn ngừa sự tạo thành cốc trong phản ứng hay các thiết bị trao đổi  
nhiệt.  
- Đảm bào hiệu quả sử dụng các trang thiết bị sử dụng trong dây  
chuyền  
Muốn vậy, các nghiên cứu đã tập trung nghiên cứu động học và cơ chế  
phản ứng của quá trình. Đồng thời trong các nghiên cứu cũng như các thiết kế  
của quá trình người ta phải sử dụng các nguyên liệu là các cấu tử giả tương  
đương hoặc về thành phần hóa học là về thành phần công nghệ cố thể hạn chế  
bớt sự phức tạp do thành phần của nguyền liệu dầu. Khi đó hình thành 2 nhóm  
lý thuyết và nhóm hóa học.  
Theo quan điểm của nhóm công nghệ, các cấu tử dùng trong tính toán  
thiết kế là các hợp chất: khí, phân đoạn xăng, cặn cracking và cốc. Phương pháp  
nhóm công nghệ sử dụng sơ đồ sau dể miêu tả quá trình cracking nhiệt:  
k
k2  
A B G  
k1  
A R  
Ở đây:  
A – là nguyên liệu cracking  
B – sản phẩm xăng  
G – là sản phẩm khí  
R – là cặn cracking và cốc  
SVTH : Lê Xuân Phúc  
10  
Lớp : K54B Lọc Hóa Dầu – Thanh Hóa  
Môn : Hóa học Dầu Mỏ & Khí Tự Nhiên  
Tốc độ các giai đoạn của quá trình được biểu dienx bằng sơ đồ sau ( với  
giả thiết tất cả các giai đoạn là đơn phân tử ) :  
d(x z)  
k(a [x z y])  
dt  
dy  
k1(a [x z y])  
dt  
dz  
k2 x  
dt  
Trong đó :  
A – là số mol của nguyên liệu ban đầu A  
x,y,z – là số mol của A đã biến đổi thành xăng, cặn cracking, cốc tương  
ứng  
k – là hằng số biến đổi của A thành xăng và khí  
k1 - là hằng số biến đổi của A thành cặn cracking và cốc  
k2 - là hằng số biến đổi của xăng thành khí  
t – là thời gian phản ứng  
Từ các phương trình trên, ta tìm được:  
a.k  
q
x   
y   
(e2kt e(kk )t  
)
k k1 k2  
a.k1  
t e(kk )t  
2
k k1  
xy z a[1e(kk )t  
]
1
Thời gian phản ứng tới khi đạt hiệu suất xăng cực đại là:  
ln(k k1) lnk2  
tmax  
k k1 k2  
Do phương pháp được dùng để miêu tả quá trình cracking nhiệt là  
phương pháp thành phần nhóm hóa học. Khác với phương pháp nhóm công  
nghệ, phương pháp thành phần nhóm hóa học đòi hỏi một số lượng lớn các  
phép phân tích về thành phần hóa học của nguyên liệu và nó được áp dụng khi  
nghiên cứu sâu về quá trình cracking nhiệt. Kết quả nhận được từ phương pháp  
này rất thuận lợi khi miêu tả quá trình cracking cặn dầu.  
SVTH : Lê Xuân Phúc  
11  
Lớp : K54B Lọc Hóa Dầu – Thanh Hóa  
Môn : Hóa học Dầu Mỏ & Khí Tự Nhiên  
a.1. Các thông số công nghệ của quá trình  
a.1.1. Nhiệt độ  
Những thông số công nghệ quan trọng nhất ảnh hưởng đến quá trình  
cracking nhiệt là nhiệt độ, áp xuất, và thời gian phản ứng. Khi tăng nhiệt độ, tốc  
độ cracking tăng lên theo quy luật hàm mũ. Trong khoảng nhiệt độ chọn trước  
sự thay đổi các thông số về nhiệt độ và thời gian phản ứng có tác dụng tương hỗ  
lẫn nhau. Để giữ cho độ sâu biến đổi là như nhau, khi tăng nhiệt độ cần thiết  
phải giảm nhiệt độ phản ứng. Đại lượng nhiệt độ là thông số rất quan trọng. Khi  
tăng tốc độ nhiệt độ lên, tốc độ phân hủy tăng lên và ngược lại tốc độ phân hủy  
tăng lên và ngược lại khi giảm nhiệt độ thì tốc độ trùng hợp lại tăng lên. Giảm  
nhiệt độ cracking sẽ làm giảm nhiệt độ của các phản ứng đa tụ. Như vậy, để  
tăng hiệu suất của các sản phẩm phân hủy( khí, lỏng) và giảm hiệu suất các sản  
phẩm đa tụ (cặn, nhựa, cốc) cần thiết phải sử dụng nhiệt độ phản ứng cao, ứng  
vời thời gian phản ứng thích hợp. Đó là nhiệm vụ chính của quá trình cracking  
nhiệt, còn đối với quá trình cốc hóa, ở đây sản phẩm chính là cốc, thì có hiệu  
suất tốt chỉ khi nhiệt độ phản ứng nằm trong khoảng vừa phải.  
a.1.2. Áp suất  
Áp suất xác định trạng thái pha của hệ cũng như chiều hướng và tốc độ  
của phản ứng. Áp suất khi cracking khi phân đoạn gasoil nhẹ cần phải đảm bảo  
trạng thái lỏng của tác nhân phản ứng bởi vì trạng thái lỏng tạo điều kiện tốt  
cho quá trình trao đổi nhiệt, không xảy ra sự quá nhiệt cục bộ, sự tạo cốc là cực  
tiểu, sự tạo xăng là cực đại. Nếu cracking cặn nặng cần phải giữ cho hỗn hợp ở  
trạng thái pha hơi – lỏng. Nhiệt độ càng cao, áp suất càng thấp thì pha khí sẽ  
càng nhiều tốc độ dòng trong thiết bị phản ứng sẽ càng lớn và cho phép sư lắng  
đọng cốc trong các ống xoắn của lò. Nhưng trong những quá trình vibreking,  
ảnh hưởng của áp suất không lớn, tăng áp suất chỉ có tác dụng làm tăng một  
chút ít năng suất của thiết bị. Áp suất cao thường làm tăng nồng độ của các tác  
nhân tham gia phản ứng trong pha hơi, điều kiện đó sẽ có tạo điều kiện cho các  
phản ứng kết hợp như phản ứng polyme hóa, ankyl hóa, và hydro hóa.  
a.1.3. Nguyên liệu  
Nguyên liệu của cracking nhiệt chủ yếu là phân đoạn mazut của chưng  
cất trực tiếp, phân đoạn gasoil nặng của quá trình cracking xúc tác hay cặn của  
quá trình làm sạch. Chất lượng của cặn là thông số rất quan trọng xác định chất  
SVTH : Lê Xuân Phúc  
12  
Lớp : K54B Lọc Hóa Dầu – Thanh Hóa  
Môn : Hóa học Dầu Mỏ & Khí Tự Nhiên  
lượng của sản phẩm. Khi điều kiện cracking không thay đổi người ta dùng  
nguyên liệu có thành phần cất khác nhau sẽ cho kết quả khác nhau. Khi tăng  
giới hạn nhiệt độ sôi của nguyên liệu, tốc độ của phản ứng cũng tăng. Điều này  
được chỉ ra ở bảng 3 sau đây:  
Bảng 3: Ảnh hưởng giới hạn nhiệt độ sôi của phân đoạn đến hiệu suất  
xăng khi cracking nhiệt  
0C  
Nguyên liệu  
Phân đoạn ligroil  
Phân đoạn kerosen  
Phân đoạn gasoil  
Phân đoạn xola  
Giới hạn sôi  
180 220  
220 270  
270 300  
300 350  
Hiệu suất xăng, %kh.l  
12,1  
14,9  
15,8  
18.0  
Đồng thời, hàm lượng hydrocacbon trong nguyên liệu có ảnh hưởng đến  
chất lượng sản phẩm. Điều này đã được nêu ở phần lý thuyết  
b. Sơ đồ công nghệ  
Sơ đồ công nghệ của quá trình cracking nhiệt phụ thuộc vào mục đích  
của quá trình và các yêu cầu về chất lượng sản phẩm. Phổ biến rộng rãi nhất là  
sơ đồ công nghệ với hai lò đốt, sơ đồ này được trình bày ở hình 1 dưới dây. Sơ  
đồ được dùng linh hoạt để cracking cặn dầu hoặc ở chế độ mềm (vibreking)  
hoặc ở chế độ cũng ( cracking ), hoặc nếu dùng cracking phần cất cùng với mục  
đích vừa nhận xăng vừa nhận phân đoạn gasoil chứa nhiều hydrocacbon thơm  
làm cho nguyên liệu sản xuất cacbon muội ( black carbon)  
Hoạt động của sơ đồ công nghệ như sau:  
Nguyên liệu là phần dầu nặng được bơm 14 cho qua thiết bị trao đổi nhiệt  
12, vào ở phần bên dưới của tháp tinh cất 8, đồng thời cho vào ở phần đỉnh của  
thiết bị bay hơi áp suất thấp 9. Từ thiết bị 9, nguyên liệu được được trộn với  
phân đoạn gasoil nặng và được đưa vào đáy tháp 8. Dòng nguyên liệu và tuần  
hoàn được trộn với nhau và được bơm 18 cho qua lò đốt nguyên liệu nặng 1,  
sau đó được đưa vào buồng phản ứng số 3. Phân gasoil thu được ở đĩa điếc của  
tháp 8 nhờ bơm 19 cho qua lò 2 để cracking sâu và tiếp tục vào thiết bị phản  
ứng 3. Từ thiết bị 3 sản phẩm đi vào thiết bị bay hơi áp suất cao 4, ở đây phần  
nặng cracking được tách ra và được cho vào đáy tháp bay hơi áp suất thấp 9, từ  
thiết bị này sẽ phân đoạn được gasoil. Phần nặng được ngưng tụ và cho quay lại  
SVTH : Lê Xuân Phúc  
13  
Lớp : K54B Lọc Hóa Dầu – Thanh Hóa  
Môn : Hóa học Dầu Mỏ & Khí Tự Nhiên  
tuần hoàn cùng với nguyên liệu, còn phần nhẹ tách ra ở đỉnh tháp 9 được cho  
qua thiết bị trao đổi nhiệt và được đưa ra khỏi dây chuyền.  
Dòng hơi từ đỉnh thiết bị 4 được cho vào tháp 8. Từ đỉnh tháp 8, tách ra  
phần khí và xăng, sau đó được làm lạnh ở thiết bị 5, và tiếp theo được tách ra ở  
thiết bị tách khí 7. Khí tách ra được dẫn đến dây truyền phân tách khí, còn xăng  
được cho vào cột ổn định xăng, cuối cùng vào bể ổn định xăng  
Chế độ của công nghệ của dây truyền cracking nhiệt loại hai lò đốt như  
sau :  
0C  
Nhiệt độ ,  
Áp suất, MPa  
lò đốt 1  
- vào  
- ra  
400 410  
450 590  
4,0 5,5  
2,2 2,7  
lò đốt 2  
- vào  
- ra  
380 390  
540 550  
4,0 4,5  
2,2 2,8  
phản ứng 3  
460 – 500  
1,5 2,5  
thiết bị bay hơi áp suất cao 4 :  
- đỉnh tháp  
415 – 430  
410 420  
- đáy tháp  
tháp tinh cất 8  
- đỉnh tháp  
- giữa tháp  
- đáy tháp  
0,8 – 1,2  
190 – 210  
275 – 320  
380 – 410  
tháp bay hơi áp suất thấp 9 :  
- đỉnh tháp  
0,15 – 0,35  
190 – 195  
290 – 310  
380 – 410  
- giữa tháp  
- đáy tháp  
SVTH : Lê Xuân Phúc  
14  
Lớp : K54B Lọc Hóa Dầu – Thanh Hóa  
Môn : Hóa học Dầu Mỏ & Khí Tự Nhiên  
Trên thế giới phổ biến là các dây chuyền phản ứng cracking với công  
suất đạt từ 600 nghìn tấn/năm đến đến 1800 nghìn tấn/năm theo nguyên liệu.  
Còn với dây chuyền vibreking thì đạt từ 800 nghìn tấn/năm đến 2000 nghìn  
tấn/năm.  
Thiết bị chính của dây chuyền là lò đốt, thiết bị phản ứng và cột tinh cất.  
Sau đây em chỉ trình bày một vài thiết bị chính:  
1. Lò ống  
SVTH : Lê Xuân Phúc  
15  
Lớp : K54B Lọc Hóa Dầu – Thanh Hóa  
Môn : Hóa học Dầu Mỏ & Khí Tự Nhiên  
Trong dây chuyền cracking nhiệt người ta hay dùng lò ống 2 bậc: bức xạ  
đối lưu loại buồng. Sơ đồ cấu trúc của lò gồm có 2 buồng bức xạ, nhiên liệu  
được đốt cháy cấp nhiệt cho lò. Người ta còn bố trí các ống phía trên và phía  
dưới ngọn lửa, để nhận trực tiếp nhiệt bức xạ, còn ở buồng đối lưu là nhận nhiệt  
của khí khói do nhận nhiệt chủ yếu do truyền nhiệt đối lưu. Trong buồng bức xạ  
ở phía trên pha – ken của ngọn lửa người ta bố trí 27 ống với 127 và 10 mm, ở  
phía dưới ngọn lửa, người ta bố trí khoảng 30 ống. Trong buồng đối lưu có  
m2  
khoảng 84 ống, bề mặt đốt nóng có diện tích khoảng 900  
. Để đốt, người ta  
bố trí 19 ống đốt dọc theo chiều dai của luồng bức xạ , được nạp nhiên liệu khí  
hay lỏng.  
2. Cột tinh cất  
Cột tinh cất là một thiết bị hình trụ, thẳng đứng được chế tạo từ thép  
cacbon phía ngoài, còn phía bên trong được lót bằng thép mềm, bên trong tháp  
có bố trí các đĩa, và được chia làm hai phần với một đĩa điếc. Phần phía trên  
làm nhiệm vụ chưng luyện còn phần phía dưới chỉ chưng cất các cấu tử nhẹ  
chứa trong cặn nặng. Vỏ ngoài còn có lớp cách nhiệt và các của để kiểm tra sự  
làm việc của tháp, để làm vệ sinh, lắp ráp và thay thế các đĩa. Khác với cột tinh  
cất dầu tháp tinh cất này làm việc ở áp suất tinh cất cao từ 0,8 1,0 Mpa.  
c. Sản phẩm của quá trình cracking nhiệt  
Sản phẩm khí chứa nhiều hydrocacbon olefin và có thể còn có H2S sẽ  
được dẫn vào khối phân tách để tách riêng hydrocacbon parafin và olefin dùng  
thích hợp cho các mục đích khác nhau, như làm nguyên liệu tổng hợp hay làm  
nhiên liệu.  
Sản phẩm xăng có trị số octan từ 55- 70 ( MON sạch, không pha chì)  
chứa nhiều olefin nên thường phải qua giai đoạn xử lý bằng hydro hóa làm sạch  
và cho qua reforming xúc tác để nhận xăng có trị số octan cao và có độ ổn định  
tốt. Gasoil thường được dùng nguyên liệu chế tạo muội cacbon, hay để làm  
nhiên liệu FO khác nhau. Còn nếu đem hydro háo làm sạch chọn lọc sẽ được  
dùng để chế tạo nhiên liệu diezen. Cặn cracking nhiệt thường được dùng làm  
nguyên liệu FO hay nguyên liệu cho quá trình cốc hóa.  
Cân bằng vật liệu tiêu biểu của quá trình cracking với hai lò đốt như sau:  
SVTH : Lê Xuân Phúc  
16  
Lớp : K54B Lọc Hóa Dầu – Thanh Hóa  
Môn : Hóa học Dầu Mỏ & Khí Tự Nhiên  
Nguyên liệu vào, %  
Cracking nhiệt  
Vibreking  
0C  
0C  
- Phân đoạn > 350  
- Phân đoạn > 460  
100  
100  
100  
- Phân đoạn gasoil của của  
cracking xúc tác  
Sản phẩm ra x , %:  
- Khí hydrocacbon  
- LPG  
- Xăng  
- Keroxen Gasoil  
- Cặn cracking  
100  
3,5  
3,6  
19,7  
5,3  
69,7  
10,7  
2,3  
23,3  
28,5  
35,5  
2,3  
3,0  
6,7  
88,0  
Tổng  
100  
100  
100  
3. Quá trình cốc hóa  
Quá trình cốc hóa nhằm sản xuất dầu mỏ từ các nguyên liệu là cặn nặng  
như cặn gudron, cặn của quá trình cracking nhiệt hay cặn của quá trình cracking  
xúc tác. Quá trình này được tiến hành ở áp suất không cao và nhiệt độ từ 450 -  
0C  
520 . Sản phẩm chính là cốc được dùng cho công nghiệp luyện nhôm, chế tạo  
điện cực, cho các nghành công nghiệp khác, như công nghệ điện tử, viễn  
thông…. Ngoài ra ta cũng thu được các sản phẩm khác như xăng, khí và gasoil  
cốc hóa.  
Quá trình cốc hóa là một dạng của quá trình cracking nhiệt. Sự tạo thành  
cốc là do các phản ứng ngưng tụ các hydrocacbon tạo thành các hợp chất cao  
phân tử có độ ngưng có vòng thơm cao. Như vậy, nếu nguyên liệu có chứa  
nhiều vòng không no, nhiều vòng thơm ngưng tụ có mạch bên dài, là các cấu tử  
dễ tham gia phản ứng ngưng tụ, sẽ cho hiệu suất và chất lượng cốc tốt nhất. Khả  
năng tạo cốc và hiệu suất cốc được đánh giá thông qua đại lượng được gọi là  
cốc Conradson. Độ cốc hóa của nguyên liệu càng cao, càng cho phép nhận  
nhiều cốc hơn.  
a.  
Các công nghệ cốc hóa  
SVTH : Lê Xuân Phúc  
Lớp : K54B Lọc Hóa Dầu – Thanh Hóa  
17  
Môn : Hóa học Dầu Mỏ & Khí Tự Nhiên  
Trong thực tế, các dây truyền công nghệ cốc hóa được phân loại thành:  
cốc hóa gián đoạn, cốc hóa liên tục và cốc hóa bán liên tục trong lớp sôi của cốc  
hóa.  
a.1. Cốc hóa gián đoạn  
Cốc hóa gián đoạn là loại cổ điển nhất. Sơ đồ của loại này rất đơn giản.  
Dây chuyền gồm một thiết bị chính là nồi hơi, thường có dạng hình trụ đặt nằm  
ngang với đường kính từ 2 – 4m và có thể dài từ 10 – 12m. Nguyên liệu được  
cho vào nồi cốc hóa rồi được đốt trực tiếp để nâng nhiệt độ nhằm tách phần nhẹ  
0C  
và tạo cốc. Khi đạt đến nhiết độ khoảng 450 - 460 , lúc này có sự giảm nhiệt  
độ do tách phần nhẹ và kết thúc. Khi đó người ta vẫn tiếp tục cấp nhiệt độ, nhiệt  
0C  
độ ở đáy nồi có thể đạt 700 – 750 . Khi quan sát thấy nhiệt độ bắt đầu giảm,  
người ta dừng cấp nhiệt, tắt vòi đốt, để duy trì thêm một thời gian nữa để hoàn  
thiện quá trình tạo cốc. Sau đó nồi cốc được làm lạnh đến nhiệt độ khoảng  
0C  
250 thì tiến hành tháo cốc. Chu trình làm việc của quá trình có thể kéo dài từ  
25 – 35 giờ, năng suất tối đa của một nồi cốc có thể lên tới 5 tấn cốc.  
a.2. Quá trình cốc hóa chậm  
Loại công nghệ này được sử dụng khá rộng dãi và phổ biến trên khắp thế  
giới. Quá trình có khả năng nhận được lượng cốc lớn hơn so với quá trình trên.  
Trong loại sơ đồ này phải có ít nhất 2 buồng phản ứng một buồng làm nhiệm vụ  
phản ứng, buồng kia trong thời gian tháo dỡ cốc, sau đó lại thay thế cho nhau.  
Nguyên liệu được đốt nóng liên tục trong lò ống đến nhiệt độ từ 480 -  
0C  
cm2  
520 , áp suất đạt tới 2kg/  
rồi được nạp vào buồng cốc hóa. Buồng cốc hóa  
có cấu tạo hình trụ, thẳng đứng. Nguyên liệu được giữ trong buồng cốc hóa với  
thời gian đủ để tách hydrocacbon và tạo cốc. Khi buồng nạp đã được nạp lượng  
cần thiết, nguyên liệu lại được chuyển sang buồng khác. Như vậy sơ đồ được  
hoạt động theo kiểu bán liên tục. Hoạt động của công nghệ dây chuyền như sau:  
Nguyên liệu được chia làm hai dòng, nhờ bơm bơm qua các thiết bị trao  
đổi nhiệt đưa vào lò ống 1 rồi từ đó đưa thẳng vào cột tinh cất. Tại đây nguyên  
liệu được tiếp xúc với sản phẩm hơi khí từ buồng cốc hóa sang với nhiệt độ  
0C  
0C  
khoảng 425 , nguyên liệu được đốt nóng tới 400  
sản phẩm nặng và phần  
tuần hoàn được trộn với nguyên liệu mới taọ thành nguyên liệu cho vào buồng  
cốc hóa. Từ đáy cột 3, nguyên liệu được bơm qua lò cốc 2 để nâng nhiệt độ lên  
0C  
510 và tiếp tục được nạp vào buồng cốc hóa 4 đang ở trạng thái sẵn sàng làm  
SVTH : Lê Xuân Phúc  
18  
Lớp : K54B Lọc Hóa Dầu – Thanh Hóa  
Môn : Hóa học Dầu Mỏ & Khí Tự Nhiên  
việc( trong chu kì nạp nguyên liệu). Các buồng khác đang chứa cốc hoặc đang  
tháo dở cốc.  
Để nhận cốc với hàm lượng chất bốc thấp và độ bền cơ học cao, người ta  
đưa vào buồng một lượng nhiệt nhờ chất tải nhiệt là gasoil nặng. Gasoil nặng từ  
đáy của mỗi cột tách được bơm qua lò đốt 1, ở đây nó được đốt đến nhiệt độ  
0C  
510 - 520 qua van độn với nguyên liệu cốc hóa và được nạp vào buồng cốc  
hóa. Tại đỉnh cột 3, khí và hơi xăng cùng với hơi nước được cho qua thiết bị  
làm lạnh bằng không khí, tiếp theo được làm lạnh bằng nước ở thiết bị 8 tới  
0C  
40 sau đó được đưa tới thiết bị tách khí 9. Nước từ đáy thiết bị tách khí được  
cho vào thiết bị được cho vào bể chứa 10, từ đó được bơm qua các thiết bị trao  
0C  
đổi nhiệt tới nhiệt độ 150  
rồi vào lò 1 và 2. Gasoil nhẹ từ cột tách hơi 11  
được bơm qua thiết bị trao đổi nhiệt, sau đó qua thiết bị làm lạnh rồi ra khỏi dây  
chuyền làm sản phẩm. Phần gasoil nặng từ đáy cột 11 được bơm qua thiết bị  
trao đổi nhiệt cho đáy tháp ổn định rồi cũng được cho qua thiết bị đôt cháy để  
sản xuất hơi nước với áp suất từ 1,0 đến 1,4 Mpa, sau đó được làm lạnh trong  
thiết bị ngưng tụ rồi đưa ra khỏi dây chuyền.  
Khí béo (  
) từ thiết bị phân tách khí 12 cũng được đưa ra ngoài  
C3 C4  
làm sản phẩm. Xăng chưa ổn định được bơm một phần lớn được đưa vào là nhờ  
chất tải nhiệt sau đó cho vào cột ổn định 13. Tại đây, dưới áp suất 0,6Mpa quá  
trình khử butan được thực hiện. Hơi được thoát ra từ đỉnh thiết bị 13 được cho  
qua thiết bị làm lạnh và sau đó hỗn hợp được đưa đi phân tách khí 17 để nhận  
C1 C2 . Khí tách ra ở cột ổn định được đưa ra ngoài. Xăng đã ổn định từ tháp 13  
được cho qua thiết bị trao đổi nhiệt, thiết bị làm lạnh rồi đưa bể chứa.  
0C  
Trước khi dở cốc, buồng cốc được làm lạnh đến 400  
bằng hơi nước.  
Hơi tách ra được đưa vào tháp tách 3, sau đó làm lạnh bằng không khí và bằng  
nước rồi đưa vào bể chứa 16 để tách các hydrocacbon nặng. Tiếp theo buồng  
được tháo dỡ bằng phương pháp thủy lực, nước tách ra khỏi cốc ở thiết bị tách  
16 được đưa trở lại chu trình.  
Chế độ công nghệ của buồng cốc hóa gồm các thông số: nhiệt độ của  
nguyên liệu ra khỏi ống xoắn của lò đốt, áp suất trong buồng cốc. Các thông số  
công nghệ của dây chuyền trình bày ở bảng 5  
a.3. Cốc hóa liên tục  
Cốc hóa liên tục có hai công nghệ đó là :  
SVTH : Lê Xuân Phúc  
19  
Lớp : K54B Lọc Hóa Dầu – Thanh Hóa  
Môn : Hóa học Dầu Mỏ & Khí Tự Nhiên  
Loại cốc hóa với các hạt chuyển động của các hạt cốc trong thiết bị thẳng  
đứng, cốc sản phẩm có hạt cốc lớn. Quá trình này còn gọi là cốc hóa tiếp xúc.  
Loại dùng thiết bị lớp sôi, ở dây chuyền này cốc thường có hạt nhỏ hay ở  
dạng bột.  
Bảng 5 : Chế độ công nghệ ở cốc hóa chậm của Nga và Mỹ  
Nguyên liệu  
Nga  
Mỹ  
Cặn cracking  
Cặn dầu mỏ  
Thông số  
Tỉ trọng  
Hàm lượng S, %  
Độ cốc hóa  
Hiệu suất sản phẩm %  
- khí  
Gudron Dầu Tây xibia Califonia Trung Đông Cracking nhiệt  
0,9540  
0,51  
8,0  
1,040  
2,4  
21,0  
0,9861 0,9840  
1,083  
0,56  
8,6  
1,6  
0,38  
9,6  
11,3  
9,1  
5,0  
3,0  
29,2  
27,8  
35,0  
12,0  
15,7  
35,2  
15,5  
21,6  
6,5  
16,0  
56,5  
18,1  
0,9  
21,1  
- xăng  
10,4  
24,7  
37,8  
18,0  
- gasoil nhẹ  
- gasoil nặng  
- cốc  
21.0  
59,9  
Đkiện làm việc  
0C  
Nhiệt độ  
487  
0,18  
505  
0,4  
496  
0,41  
488  
0,2  
502  
0,34  
Áp suất Mpa  
c.1 Dây chuyền công nghệ của quá trình cốc hóa tiếp xúc  
Dây chuyền loại này được trình bày như hình 5.3 . Hoạt động của dây  
chuyền như sau :  
Nguyên liệu được đốt nóng trong thiết bị trao đổi nhiệt 10,được trộn với  
phần tuần hoàn từ tháp chưng cất 13, rồi được bơm qua ống 9 . Nhiệt độ đốt  
nóng trong lò đạt tới 4000 C. Hỗn hợp nguyên liệu sau khi ra lò đốt được cho  
vào lò phản ứng 1 để tiến hành cốc hóa, người ta nạp liên tục chất tải nhiệt là  
các hạt cốc có nhiệt độ 540-5800 C, kích thước hạt từ 3 đến 12 mm vào lò phản  
SVTH : Lê Xuân Phúc  
20  
Lớp : K54B Lọc Hóa Dầu – Thanh Hóa  
Môn : Hóa học Dầu Mỏ & Khí Tự Nhiên  
ứng. Do tiếp xúc với các hạt cốc có nhiệt độ cao, nguyên liệu sẽ tham gia các  
phản ứng cracking, cốc hóa.  
SVTH : Lê Xuân Phúc  
21  
Lớp : K54B Lọc Hóa Dầu – Thanh Hóa  
Môn : Hóa học Dầu Mỏ & Khí Tự Nhiên  
SVTH : Lê Xuân Phúc  
22  
Lớp : K54B Lọc Hóa Dầu – Thanh Hóa  
Môn : Hóa học Dầu Mỏ & Khí Tự Nhiên  
Cốc tạo thành bám vào các hạt cốc mang nhiệt làm cho kích thước của chúng  
tăng lên. Thời gian lưa của các hạt cốc trong thiết bị phản ứng phụ thuộc vào  
nhiệt độ, áp suất trong thiết bị và thường ở trong khoảng từ 6 đến 10 phúp, khi  
áp suất trong thiết bị là 1,5 at và nhiệt độ bằng 510 - 5200 C. Cốc chuyển động  
xuống ống dẫn 4, rồi cho qua phân loại 6 để tách các hạt có kích thước hơn 12  
mm, vào cột tinh cất 13 và qua các cột tái bốc hơi 16, 17, 18 để phân tách thành  
các sản phẩm : khí, xăng, gasol nhẹ, gasol nặng và cặn. Cặn được cho tuần hoàn  
lại chu trình.  
c.2 Quá trình cốc hóa lớp sôi  
Công nghệ cốc hóa lớp sôi áp dung cho quá trình lớp sôi của các hạt  
cốc có nhiệt độ cao, vào khoảng 480 - 5400 C trong lò phản ứng. Hình 4 trình  
bày sơ đồ công nghệ của quá trình này. Nguyên liệu được phun trộn với cốc  
trong lớp sôi của các hạt cốc mang nhiệt độ cao từ lò đốt sang, khi đó xảy ra các  
phản ứng cracking, cốc hóa. Cốc tạo thành bám vào các hạt làm cho kích thước  
của chúng tăng lên và cốc được tách khỏi hơi hydrocacbon nhờ bộ phận rửa và  
các xyclon. Hơi sản phẩm được cho qua cột tách để phân chia thành các phân  
đoạn : khí, xăng, gasoil nhẹ, gasol nặng và phần tuần hoàn. Còn cốc từ lò phản  
ứng được cho qua lò đốt ( cũng là hoạt động ở lớp sôi ) để nâng nhiệt độ tới 600  
- 6200 C, bằng cách đốt khoảng 15 – 20 % cốc và cho quay lại lò phản ứng. Một  
phần cốc được cho qua thiết bị tách, làm nguội và đi ra ngoài làm cốc sản  
phẩm.  
Quá trình cốc hóa lớp sôi thường đạt được năng suất rất cao, có thể tới  
900 ngàn tấn cốc/năm. Cân bằng vật chất và chế độ công nghệ của quá trình cốc  
hóa liên tục điển hình được trình bày trong bảng 6 và 7  
Bảng 6 : Quá trình cốc hóa tiếp xúc  
Năng suất  
Nguyên liệu  
Tỉ trọng  
Hiệu suất sản phẩm, % kh.l  
Khí Xăng Gasoil Cặn  
Độ cốc  
19  
16 nghìn tấn/ngày  
70 nghìn tấn/ngày  
900 nghìn tấn/năm  
1,011  
1,055  
1,028  
19,8  
11,4  
14,6  
16,2  
12,5  
20  
53,5  
49,6  
43,0  
19,5  
26,5  
22,4  
24  
20  
SVTH : Lê Xuân Phúc  
23  
Lớp : K54B Lọc Hóa Dầu – Thanh Hóa  
Môn : Hóa học Dầu Mỏ & Khí Tự Nhiên  
Bảng 7 : Quá trình cốc hóa lớp sôi  
1 . Chế độ công nghệ  
a. Thiết bị phản ứng :  
Nhiệt độ lớp sôi , o C  
Áp suất , at  
Tốc độ không gian nạp liệu , kg/kg.h  
Thời gian lưu của cốc trong lò phản ứng , phúp  
Thời gian lưu của sản phẩm  
trên lớp sôi , s  
520-540  
1,4-1,6  
0,6-1,0  
6-12  
10-20  
0-0,5  
6,5-8,0  
Tốc độ hơi trên lớp sôi , m/s  
Bội số tuần hoàn cốc , kg/kg nguyên liệu  
b.Thiết bị đốt cốc :  
0
Nhiệt độ lớp sôi , C  
600-620  
1,2-1,6  
6-12  
0,5-0,7  
30-40  
Áp suất , at  
Thời gian lưu của cốc trên lớp sôi , phúp  
Tốc độ khí cháy trên lớp sôi, m/s  
Tốc độ không gian trọng lương kg/kg.h  
Tiêu hao không khí , kg/kg cốc  
11-12  
2.Hiệu suất sản phẩm của quá trình cốc hóa lớp sôi :  
Nguyên liệu : cặn chưng cất chân không có các đặc tính :  
3,20 API ; hàm lượng lưu huỳnh 5,6% kh.l ; độ cốc hóa 28,5%  
Sản phẩm , % kh.l  
- Khí nhẹ  
12,9  
14,4  
10,2  
17,3  
0,05  
- ca - 4300 F  
- 430-6500 F  
- 650-9750 F  
- Cốc tấn / thùng nguyên liệu  
SVTH : Lê Xuân Phúc  
24  
Lớp : K54B Lọc Hóa Dầu – Thanh Hóa  
Môn : Hóa học Dầu Mỏ & Khí Tự Nhiên  
SVTH : Lê Xuân Phúc  
25  
Lớp : K54B Lọc Hóa Dầu – Thanh Hóa  
pdf 25 trang yennguyen 20/10/2024 150
Bạn đang xem tài liệu "Đề tài Lập một quy trình công nghệ, nêu cách tiến hành để xác định các thông số hóa lý kỹ thuật của dầu mỏ", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

File đính kèm:

  • pdfde_tai_lap_mot_quy_trinh_cong_nghe_neu_cach_tien_hanh_de_xac.pdf