Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Phần I: mở đầu
Dầu mỏ được con người biết đến và sử dụng vào thế kỷ 18 với mục đích thắp
sáng. Năm 1853 tại Mỹ xuất hiện giếng khoan dầu đầu tiên đây là bước chuyển
mình và đi lên của ngành khai thác và chế biến dầu mỏ.
Đến năm 1992, thế giới đã có tới 100 loại dầu mỏ khác nhau thuộc sở hữu
của 48 quốc gia trong đó có Việt Nam. Quốc gia có sản lượng dầu mỏ lớn nhất là
Arập Xêút chiếm 26% tổng sản lượng dầu mỏ trên thế giới.
Cho đến nay khi chưa có sự thống nhất nhưng đa số dư luận khoa học cho
rằng: Dầu mỏ có nguồn gốc hữu cơ. Tuỳ thuộc vào tuổi của dầu, độ sâu và tính chất
địa lý mà dầu mỏ có thể khác nhau. Nhưng đặc điểm chung của dầu đều tồn tại ở thể
lỏng sánh và dính. Dầu thô có màu tối hay gặp là màu nâu và đen, có mùi đặc trưng
khó ngửi. Dầu mỏ không tan trong nước nhẹ hơn nước. Thành phần của dầu mỏ là
một hỗn hợp phức tạp chứa chủ yếu là hydrocacbon (80 – 85% C, 10 – 14% H).
Công nghiệp dầu khí là một ngành công nghiệp có những bước thay đổi và
phát triển không ngừng, đặc biệt là những năm cuối thế kỷ 20. Công nghiệp dầu khí
đã và đang trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn, bên cạnh đó là sự phát triển
không ngừng của một số nguyên liệu trong ngành công nghiệp hoá dầu, song không
thể không nhắc đến nguyên liệu Mazut, là một trong những nguyên liệu có đặc tính
quan trọng để sản xuất ra dầu nhờn.
Mazut có tên gọi là dầu cặn, được sử dụng phổ biến cho ngành tổng hợp hoá
dầu và các ngành công nghiệp khác. nguyên liệu Mazut đã góp phần tạo ra sự thay
đổi lớn về cơ cấu phát triển các chủng loại và chất lượng sản phẩm của ngành công
nghiệp hoá dầu.
Ngày nay nguyên liệu Mazut được sử dụng với mục đích chủ yếu là giải
quyết nhu cầu nguyên liệu cho động cơ và nguyên liệu cho công nghiệp. Do có
nhiều tính năng ưu việt trong khi sử dụng, mà các dạng nguyên liệu cổ truyền không
1
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
có được, đó là: Dễ bảo quản và vận chuyển, dễ sử dụng ở quy mô công nghiệp hiện
đại, nên nhu cầu sử dụng nguyên liệu Mazut ngày càng tăng nhanh.
Cùng với sự phát triển đất nước nói chung, cũng như sự phát triển không
ngừng của ngành công nghiệp dầu khí nói riêng, thì nguyên liệu Mazut đã được ứng
dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, công nghiệp sản xuất khác nhau và là nguyên
liệu không thể thiếu của: Lò nung xi măng, gốm, sứ, các lò sấy lương thực, thực
phẩm, các lò hơi nhà máy điện…
Vấn đề được đặt ra hiện nay, đó là phải có sự đầu tư để phát triển khoa học
kỹ thuật và cải tiến dây chuyền công nghệ khi sản xuất nguyên liệu Mazut, ở nước ta
hiện nay, phần lớn các loại nguyên liệu đốt lò được lấy từ dầu mỏ, nguyên liệu lấy
được trong khi chế biến than đá và đá dầu rất ít. Hàng năm nước ta vẫn phải nhập
các nguyên liệu được sản xuất ra từ dầu thô của nước ngoài với giá thành khá cao
trong đó có cả nguyên liệu Mazut. Cho nên vấn đề phát triển khoa học – kỹ thuật,
hoàn thiện dây chuyền công nghệ để sản xuất nguyên liệu Mazut từ những nguyên
liệu sẵn có trong nước là rất cần thiết. Không những đáp ứng được nhu cầu về chất
lượng và số lượng của sản phẩm cho các ngành công nghiệp mà còn đem lại lợi
nhuận cao trong quá trình sản xuất, góp phần đẩy nhanh sự tăng trưởng và phát triển
của nền kinh tế quốc dân.
Song để nguyên liệu Mazut thực sự bước vào vận hội mới và cùng nghành
dầu khí Việt Nam hội nhập với các ngành công nghiệp khác trong khu vực và trên
thế giới, thì vấn đề nghiên cứu triển khai công nghệ sản xuất Mazut từ nguyên liệu
dầu thô sẵn có trong nước là rất cần thiết. Từ đó ta có thể tạo ra những dây chuyền
công nghệ và thiết bị hợp lý và sản xuất ra nguyên liệu Mazut để đáp ứng được
những yêu cầu chất lượng sản phẩm cũng như chỉ tiêu kỹ thuật với những nguyên
liệu sẵn có ở Việt Nam. Nhằm phục vụ những nhu cầu lâu dài trong nước và hướng
tới xuất sang các nước trong khu vực và trên thế giới.
Từ đó góp phần vào công cuộc xây dựng công nghiệp hoá - hiện đại hoá của
đất nước. Nhằm đưa nền kinh tế cũng như nền công nghiệp nước ta tiến lên một kỷ
nguyên mới, kỷ nguyên của sự hội nhập và phát triển.
2
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Phần II: Tổng Quan
Chương I: các tính chất của nguyên liệu và sản phẩm
I. Tính chất của nguyên liệu dầu thô
1. Tính chất lý học của dầu thô
Dầu thô là hỗn hợp chất lỏng có màu nâu sáng hoặc màu đen, tồn tại trong
thiên nhiên, dưới dạng lỏng hoặc dạng lỏng-khí. Nằm trong lòng đất, đáy biển ở độ
sâu từ vài trăm mét đến hàng nghìn kilômet.
Khối lượng riêng của dầu thô là trọng lượng của một lít dầu tính bằng kg. Tỷ
trọng của dầu khí là khối lượng của dầu so với khối lượng của nước ở cùng một thể
tích và ở một nhiệt độ xác định.
Do vậy tỷ trọng sẽ có gía trị đúng bằng khối lượng riêng khi coi trọng lượng
của nước ở 4
0
C bằng 1. Tỷ trọng của dầu mỏ dao động trong khoảng rộng, phụ thuộc
vào loại dầu và có tỷ số từ 0,8 - 0.99.
Trong thiên nhiên dầu mỏ nằm ở dạng lỏng nhờn, dễ bắt cháy. Khi khai thác ở
nhiệt độ thường nó có thể ở dạng lỏng hoặc đông đặc, có màu vàng đến đen. Dầu mỏ
không phải là đơn chất mà là một hỗn hợp phức tạp của nhiều chất (có tới hàng trăm
chất). Sự khác nhau về số lượng cũng như hàm lượng của các hỗn hợp chất có trong
dầu khí dấn đến sự khác nhau về thành phần của dầu so với các mỏ khác nhau và so
với các khoáng cháy khác nhau.
2. Tính chất hoá học của dầu thô
Thành phần hoá học của dầu mỏ và khí nói chung rất phức tạp khi khảo sát
thành dầu mỏ và khí của nhiều mỏ dầu trên thế giới, đều thấy không dầu nào giống
dầu nào, có bao nhiêu mỏ dầu khí thì có bấy nhiêu loại dầu mỏ. Ngay bản thân trong
một lố khoan dầu mỏ ở các tầng chứa dầu khá nhau cũng đều khác nhau.
Vì vậy trong dầu mỏ (và khí) đều có một nét chung là bao giờ thành phần các
hợp chất loại hydrocacbon (tức loại chỉ có C và H trong phân tử ) bao giờ cũng
chiếm phần chủ yếu, nhiều nhất cũng có thể chiếm tới 97-98%, ít nhất cũng trên
50%. Phần còn lại, là những hợp chất khác như các hợp chất của oxy, nito, lưu
3
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
huỳnh, các hợp chất cơ-kim, các chất nhựa và asphanten. Ngoài ra còn có một số
hữu cơ nhủ tương “nước trong dầu” tuy có lẫn vào trong dầu.
2.1. Thành phần nguyên tố của dẩu mỏ
Tuy trong dầu có chứa hàng trăm hợp chất khác nhau, những các nguyên tố cơ
bản chứa trong dầu khí phần lớn là cacbon và hydro (cacbon chiếm tới 82-87%,
hydro chiếm 11-14%). Ngoài các nguyên tố chính trên, trong dầu mỏ còn có nhiều
nhân tố khác như lưu huỳnh chiếm 0,1-7 %; nitơ chiếm từ 0,001-1,8%; oxy chiếm
0,05-1% và một lượng rất nhỏ (tính bằng phần triệu) các nguyên tố khác như
halogen (clo, iod), các kim loại như niken, valadi, volfram so sánh với các khoáng
cháy khác như than đá thì hàm lượng của C và H trong dầu khí cao hơn nhiều.
Thành phần nguyên tố của khoáng chất
Nguyên tố
Khoáng cháy
C% H%
Dầu khí 82 - 87 11 - 14
Đá dầu 70 - 76 9
Than bùn 55 - 60 6
Than nâu 74 - 75 5
Than đá 80 - 81 5,5
2.2. Các hợp chất hydrocacbon của dầu mỏ.
Hydrocacbon là thành phần chính và quan trọng nhất của dầu mỏ.
Các hydrocacbon có trong dầu mỏ thường được chia làm 5 loại sau:
Các parafin cấu trúc mạch thẳng (n-parafin).
Các parafin cấu trúc nhánh (i-parafin).
Các parafin cấu trúc vòng (cycloparafin hay naphten).
Các hydrocacbon thơm.
Các hydrocacbon hỗn hợp (hoặc lai hợp) nghĩa là trong phân tử có
mặt nhiều loại.
4
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Số nguyên tử cacbon của các hydrocacbon trong dầu thường từ C
5
đến C
60
(còn
C
1
đến C
4
nằm trong khí) tương ứng với trọng lượng phân tử khoảng 850 -880.
Các hydrocacbon n -parafin của dầu mỏ là loại hydrocacbon có phổ biến nhất.
Hàm lượng chung các n -Parafin trong dầu mỏ thường từ 25 -30% thể tích. Tuỳ theo
dầu mỏ được tạo thành vào những khoảng thời kỳ địa chất nào và ở những độ sâu
nào, mà sự phân bố n -Parafin trong dầu sẽ khác nhau.
Các Hyđrocacbon i-Paraphinic của dầu mỏ: loại này thường chỉ nằm ở phần
nhẹ và phần có nhiệt độ sôi trung bình của dầu mỏ.
Các i -parafin trong dầu mỏ đều có cấu túc đơn giản, mạch chính dài, và nhành phụ
ít và ngắn.
Các hydrocacbon naphtenic Cycloparafin của dầu mỏ. Hydrocacbon naphtenic
là một trong số hydrocacbon phổ biến và quan trọng của dầu mỏ. Hàm lượng của
chúng trong dầu mỏ có thể thay đổi từ 30 -60% trọng lượng. Hydrocacbon
naphantenic của dầu mỏ thường gặp dưới dạng chính: loại vòng 5 cạnh và 6 cạnh và
loại nhiều vòng ngưng tụ hoặc qua cầu nối.
Các hydrocacbon thơm của dầu mỏ: loại vòng thơm và loại nhiều vòng có cấu
trúc ngưng tụ hoặc qua cầu nối. Loại hydrocacbon thơm một vòng và các đồng đẳng
của loại có phổ biến nhất.
Các hydrocacbon loại hỗn hợp naphten - thơm: là loại trong cấu trúc của nó
vừa có vòng thơm naphten loại rất phổ biến và chiếm đa số trong phần có nhiệt độ
sôi của dầu mỏ.
Các hợp chất không phụ thuộc loại hydrocacbon của dầu mỏ là những hợp
chất mà trong thành phần chúng có chứa O, N, S, tức những hợp chất hữu cơ của
oxy, nitơ, của lưu huỳnh.
II. Thành phần và tính chất của mazut
1. Tính chất lý học
1.1. Đặc tính chung của mazut
5
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Mazut là nhiên liệu lỏng thường gọi là dầu FO có nguồn gốc từ dầu mỏ được
dùng làm “nhiên liệu cho nồi hơi “và nhiên liệu đốt lò của các lò đốt công nghiệp.
Trong những năm gần đây do công nghiệp chế biến dầu mỏ phát triển mạnh và sâu
sắc người ta thu được mazut từ nhiều quá trình chế biến dầu khác nhau, thành phần
và tính chất của các loại mazut này cũng rất khác nhau. Như ta biết khoảng 1/3 trọng
lượng dầu thô cặn nặng, phần quan trọng cặn nặng là cặn cracking có độ nhớt cao.
1.2.Tính chất độ nhớt của mazut.
Độ nhớt là một trong những tính chất quan trọng nhất của nhiên liệu lỏng. độ
nhớt của dầu xác định phương pháp và thời gian của các công đoạn bơm, rót, vận
chuyển dầu. Ngoài ra tốc độ lắng các tạp chất cơ học trong bảo quản dầu tại bể chứa
cũng phụ thuộc nhiều vào độ nhớt của dầu. Độ nhớt ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả
quá trình truyền nhiệt trong đun nóng và làm lạnh dầu, ảnh hưởng đến khả năng tách
nước khỏi dầu.
Đối với mazut và sản phẩm dầu mỏ nặng khác độ nhớt phụ thuộc vào nhiệt độ
theo phương trình của Vante (trang 19)
lg (V. 10
– 6
+ 0,8 ) = A -B lgT
Trong đó:
A, B: các hệ số.
T: nhiệt độ tuyệt đối (
0
K).
V: độ nhớt động cơ ( m
2
/s).
Nếu đặt vế trái là y và lgT là x thì :
Phương trình có dạng: y = ax + b.
Từ phương trình trên ta thấy: tăng nhiệt độ thì độ nhớt của mazut giảm khá
nhanh.
Trong khoáng áp suất từ 1 đến 20 atm, thì áp suất rất ít ảnh hưởng tới độ
nhớt của mazut.
1.3 Mật độ của mazut.
6
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Như đã biết, trong mazut bao giờ cũng chứa một lượng nước nhất định. Mật
độ của dầu càng xa mật độ của nước thì việc tách nước khỏi dầu càng dễ dàng.
Mật độ của mazut phụ thuộc vào nhiệt độ theo công thức:
ủ
u
t
=ủ
u
20
+ ó(20 – t)
Trong đó:
ủ
u
t
: mật độ tương đối mazut ở nhiệt độ t.
ó: hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ, 1/
0
C, ó: được xác định bằng thực
nghiệm tuỳ thuộc vào mật độ của từng loại mazut.
t: nhiệt độ
Mật độ tương đối của mazut thường thay đổi trong phạm vi 0.95 - 0,99.
trong dầu thì nước tồn tại ở dạng nhủ tương khá bên “nước trong dầu “. Sự bền vững
của nhủ tương nước dầu được giải thích bởi độ nhớt của mazut, bởi dầu và nhớt là
sự tồn tại của các chất “chất ổn định nhủ tương”.
Chất ổn định trog mazut craccking là cao vì có hợp chất asphanten, còn trong
mazut chưng cất trực tiếp là hợp chất nhựa.
Phương pháp hiệu quả nhất nhủ tương nước dầu là sử dụng chất chống nhủ
tương. Các chất này làm giảm sức căn bề mặt trên bề mặt tiếp xúc giữa dầu và nước,
do đó thuận lợi cho việc tách nước ra khỏi dầu như phương pháp hoá học và phương
pháp điện trường.
Mật độ và độ nhớt của mazut cũng xác định hiệu quả lắng lọc của các tạp chất
cơ học có trong dầu. Khi nâng cao nhiệt độ thì độ nhớt dầu giảm sự chênh lệch về
mật độ qua tạp chất cơ học và dầu càng lớn hơn do đó tạp chất cơ học dễ lắng hơn.
1.4. Các hợp chất nhựa và asphanten, tạp chất cơ học của mazut
Chất ổn định dầu cặn của cracking thu được trong qúa trình cracking nhiệt của
nguyên liệu dầu mỏ thành phần cơ bản và quan trọng của các loại mazut thương
phẩm. Cặn cracking chữa các hợp chất cao phân tử, chữa các cấu tử của nguyên liệu
ban đầu và chữa các sản phẩm rắn ngưng tụ như các hợp chất asphanten, cacbon và
cacbonit. Cacbonit chứa trong cặn cracking thường gọi là cốc. Hàm lương cốc và tốc
độ cốc hoá phụ thuộc vào nguyên liệu dùng cho quá trình cracking và cũng phụ
7
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
thuộc vào điều kiện cracking. Người ta nhận thấy rằng khi mật độ của nguyên liệu
tăng hoặc khi hàm lượng chất thơm của nguyên liệu mà tăng thì lượng cốc tạo ra
càng nhiều.
Trong cặn Cracking cũng chứa một lượng các hợp chất nhựa và asphanten. Các
hợp chất có thành phần nguyên tố như sau: C = 84,75%; H = 8,4%; S = 2,5%;
O = 4,35% và trọng lượng phân tử M = 555, còn asphanten có mật độ ó
4
20
=1,1477;
M = 821; C = 85,6%; H = 6,4%; S = 4,32% và O =3,68%.
Asphanten là sản phẩm được tạo ra khi oxy hoá nhựa. Trong cặn cracking thì
asphanten tồn tại ở trạng thái keo. Asphanten là dạng bột và định hình và có màu tối
khi đun nóng đến t >300
0
C thì nó bị phân huỷ để tạo ra khí và cốc nhưng không qua
giai đoạn nóng chảy. khi nhiệt độ phân (cracking) thì cốc được tạo ra tới 60% khối
lượng của asphanten. Còn khi nhiệt phân nhựa thì lượng cốc tạo ra là từ 7 – 20%.
Trong nguyên liệu cracking, nếu hàm lượng asphanten và nhựa càng lớn thì lượng
cacbonit tạo ra càng nhiều.
Cacbon cũng là sản phẩm rắn ngưng tụ có trong cặn cracking, về thành phần
nguyên tố thì trong cacbon có một ít oxy. Bề ngoài cacbonit và cacbon có màu tối
hơn asphanten, tuy nhiên độ hoà tan của chúng trong các dung môi hữu cơ thì rất
khác nhau vì:
Cacbonit hoàn toàn không hoà tan bất kỳ dung môi nào.
Cacbon thì hoà tan trong CS
2
Còn asphanten thì hoà tan trong khá nhiều dung môi hữu cơ
Dưới đây là một số tính chất lý hoá của cặn cracking thu được quá trình
cracking nhiệt ở Cộng Hoà Liên Bang Nga.
Nguyên liệu cho cracking nhất là nguyên liệu mazut chưng cất trựuc tiếp có tỷ
trọng 0,917 đến 0,958 với những nguyên liệu ấy thì cặn cracking có các tính chất
hoá lý sau:
Tỷ trọng thay đổi từ 1,005 đến 1,058.
Độ nhớt biểu kiến ở 50
0
C từ 190 đến 2728
0
BY.
8
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Nhiệt độ chớp cháy cốc hở từ 185
0
C đến 243
0
C.
Nhiết độ đông đặc từ 25
0
C đến 34
0
C.
Hàm lượng cacbon từ 0,87% đến 2,33%.
Hàm lượng asphanten 9,3% đến 16,7%.
Hàm lượng nhựa từ 4,9% đến 13,3%.
Độ cốc hoá từ 16,1% đến 25,5%.
Qua các số liệu trên đây thấy rằng: cặn cracking nặng làm 1,005 đến 1,058,
mazut chưng cất trực tiếp (mazut chưng cất 0,917 đến 0,958). Do hàm lượng
cacbonit + asphanten + nhựa trong cặn cracking bẩn dẫn đến độ cốc hoá của nó lớn
( từ 16,2 đến 25,5% ).
Từ 2 tính chất trên nên độ nhớt của cặn cracking rất lớn ( ở 50
0
C từ 190 đến
2728
0
BY ) khi đó cũng ở 50
0
C thì đối mazut chưng cất trực tiếp chỉ là từ 5,6 dến
13,09
0
BY.
Do đó nếu đem trộn mazut chưng cất với cặn cracking thì gọi là mazut
cracking thì người ta thu được mazut thương phẩm với các chỉ tiêu về tính chất hoá
lý khác nhau phù hợp với các đối tượng tiêu thụ khác nhau.
Như đã nói ở trên, trong dầu thì các hạt cacbon và asphanten tồn tại ở trạng
thái keo do các hạt. Lấp phụ hợp chất nhựa lên bề mặt của nó tạo ra lớp bảo vệ của
các hạt keo. ( Nếu vì một lý do nào đó lớp vỏ bảo vệ bị phá huỷ thì các hạt rắn sẽ tự
kết hợp với nhau tạo ra hạt có kích thước lớn gọi là cặn rắn lắng đọng xuống đáy bể
chứa).
* Một vài tính chất hoá lý của cacbonit:
♦ Mật độ: ó
20
4
= 1,2 - 1,25, nặng hơn nước nên lắng đọng khi bảo quản lâu sự
lắng đọng này càng nhanh khi nung nóng dầu đến nhiệt độ cao.
♦ Kích thướt hạt: là một tập hợp các hạt có kích thướt khác nhau 60 đến 250 µ
(1µ = 10
-3
mm). Trong đó các hạt nhỏ hơn 88µ chiếm tới 75%, các hạt 250 µ chiếm
0,7%.
♦ Hàm lượng trơ: thường từ 7 -7,5 trọng lượng = A.
♦ Hàm lượng ảm thường bằng 3 -3,5% = W.
9
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
♦ Hàm lượng chất bốc V= 14 đến 15%, do hàm lượng chất bốc trong cacbonit
cao (14 -15%) do hàm lượng chất bốc trong cacbonit cao (14 -15%) nên gọi cacbonit
là cốc chỉ mang tính chất quy ước, trong khi đó cốc sản xuất từ than chỉ có hàm
lượng chất cốc quá nhỏ v <= 0,5%.
♦ Thành phần nguyên tố: C =87,52%, H = 4,84%, S = 1,17%, N=0,57% .
Nhiệt cháy Q= 3496 kj/kg.
1.5. Thành phần nguyên tố và nhiệt cháy của mazut. ảnh hưởng của hàm lượng
tro, S, và nước đến các tính chất của mazut.
Hàm lượng C trong các loại mazut thương phẩm thường nằm trong phạm vi từ
85 -88%, còn hàm lượng H từ 9,6 -11% trọng lượng. Người ta thấy rằng mật độ và
độ nhớt của mazut càng tăng thì hàm lượng C tăng, còn hàm lượng H giảm so với
mazut thương phẩm, thì hàm lượng C trong cặn cracking cao hơn, theo quy định
hàm lượng tro trong dầu mazut không vượt quá 0,3%, hàm lượng nước trong mazut
không vượt quá 2 -3%.
2. Tính chất hoá học
Phân đoạn gavil nặng ( hay phân đoạn dầu nhờn) là sản phẩm chưng cất trong
chân không của phần cặn dầu mỏ, sau khi đã tách các phân đoạn xăng, kerosen và
gasoil . Ba phân đoạn này thường không màu hoặc có màu nhạt nên được gọi là sản
phẩm trắng. Sản phẩm còn lại có mầu sẫm đến nâu đen gọi là cặn mazut được sử
dụng hoặc trực tiếp làm nhiên liệu lỏng cho các lò công nghiệp, hoặc được chưng
cất tiếp tục trong chân không (để tránh hân huỷ do nhiệt) để thu gasvil nặng và cặn
guđrôn.
Phân đoạn gasvil nặng được sử dụng trong các mục đích sau:
Dùng làm nguyên liệu để sản xuất dầu nhờn
Dùng làm nguyên liệu để sản xuất các sản phẩm trắng.
2.1. Phân đoạn dầu nhờn khi sử dụng để sản Tính chất của xuất dầu nhờn
Mục đích cơ bản nhất của dầu nhờn là sử dụng làm một chất lỏng bôi trơn
giữa các bề mặt tiếp xúc của các chi tiết chuyển động khác nhau nhằm giảm ma sát,
10
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
giảm sự mài mòn, nhờ đó giảm chi tiêu hao năng lượng để thắng lực ma sát sinh ra
khi các chi tiết tiếp xúc làm việc. Khi dầu nhờn được đặt vào bề mặt tiếp xúc, tạo
nên một lớp dầu nhờn rất mỏng đủ sức tách hai bề mặt không cho tiếp xúc nhau và
khi hai bề mặt chuyển động, chỉ có các lớp phân tử trong dầu nhờn tiếp xúc trượt
nên nhau mà thôi. Khi các lớp phân tử dầu nhờn trượt nên nhau, chúng cũng tạo nên
một lực ma sát chống lại lực tác động, ma sát này gọi là ma sát nội tại của dầu nhờn,
Lực ma sát này thường rất nhỏ và không đáng kể so với lực ma sát sinh ra khi hai bề
mặt tiếp xúc nhau chuyển động tương đối với nhau. Nhờ vậy mà làm giảm ma sát
của các chi tiết hoạt động trtong máy móc, động cơ, trong bất kỳ chế độ làm việc
nào cần phải làm sao cho dầu nhờn bám chắt lên bề mặt để không tách ra khỏi bề
mặt tiếp xúc đồng thời phải có một lực ma sát nội tại bé. Tính bám dính của dầu
nhờn phụ thuộc vào thành phần hoá học của chúng.
● Tính độ nhớt:
♦ ỡ = F . X/ S.V
Trong đó:
F: lực tác động, dyn.
S: diện tích mặt tiếp xúc, cm
2
.
.
V: tốc độ chuyển động, cm/sec.
X: khoảng cách giữa 2 lớp tiếp xúc, cm.
ỡ: độ nhớt tuyệt tối bằng Poa (P
0
)
2.2. Tính chất cặn mazut khi được sử dụng sản xuất cốc.
Hiệu suất cốc thu được từ thành phần dầu của cặn mazut chỉ khoảng 1,2-
6,8%, trong khi đó hiệu suất thu được từ các nhựa đến 27-31% và từ các asphanten
là 57-75,5%. Vì vậy sự có mặt của các chất nhựa và asphanten trong cặn càng nhiều,
càng ảnh hưởng tốt đến hiệu suất quá trình cốc hoá.
11
s
V
F
ỏ
X
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Để đánh giá khả năng tạo cốc của cặn, thường sử dụng một đại lượng đặc
trưng, gọi là cốc hoá conradson được biểu hiện bằng phần trăm cốc thu được khi cốc
hoá cặn trong điều kiện thí nghiệm.
12
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
ảnh hưởng thành phần của cặn đến độ cốc hoá conradson
Loại cặn
Hiệu suất
dầu mỏ%
trọng
lương
Thành phần cặn % trọng lượng
Độ cốc
hoá %
Dầu Nhựa Asphanten
Axít
asphanter
Dầu họ paraphinie
(Grosny)
56 84 12,6 13 0,4 4
Dầu họ
Naphenic
Mazut
62 73 18 8 1,0 9,5
Để sản xuất cốc, thì cặn mazut của dầu mỏ họ Aromatic hay họ Paphtenic sẽ
cho hiệu suất cốc hoá cao hơn và chất lượng cốc hoá cao hơn và chất lượng cốc hoá
tốt hơn. Những loai cặn của quá trình chế biến dầu mỏ mà có nhiều hydrocacbon
thơm nhiều vòng ngưng tụ cao (cặn cracking, cặn pyroli) cũng đều là nguyên liệu tốt
để sản xuất cốc.
2.3. Tính chất phần cặn mazut để sử dụng sản xuất bitum
Butum có tính chụi nhiệt tốt, chụi thời tiết tốt và có độ bền cao, thì phải có
khoảng 25% nhựa, 15-18% asphanten, 52-54% dầu.
Tỷ lệ asphanten /nhựa = 0,5 - 0,6%
Nhựa + asphanten / dầu= 0,8- 0,9%
Nói chung cặn của dầu mỏ loại Naphtenic hay Aromatic tức cặn của những
dầu mỏ loại nặng chứa nhiều nhựa và asphanten dùng làm nguyên liệu sản xuất
bitum là tốt nhất.Hàm lượng asphanten trong cặn càng cao, tỷ số asphanten trong
cặn càng cao, chất lượng bitum càng cao, công nghệ chế biến ngày càng đơn giản.
Cặn của dầu mỏ có nhiều paraphin rắn là loại nguyên liệu xấu nhất trong sản
xuất bitum, bitum có độ bền rất thấp và tính gán kết (bám dính) rất kém do nhiều
hydrocacbon không cực.
Để tăng dần hàm lượng asphanten và nhựa, thường tiến hành quá trình oxy hoá
bằng oxy không khí ở nhiệt độ 170 - 260
0
C. Trong quá trình oxy hoá, mỗi bộ phận
13
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
dầu sẽ chuyển sang nhựa, còn một bộ phận nhựa chuyển sang asphanten do xảy ra
các phản ứng ngưng tụ. Do đó hàm lượng dầu sẽ giảm, hàm lượng asphanten sẽ
tăng, nhưng hàm lưọng nhựa thay đổi ít. Tùy theo mức độ cứng dẻo mà qui định
mức độ của quá quá trính này.
2.4. Tính chất phần cặn mazut dùng làm nhiên liệu đốt lò.
Dầu mazut được sử dụng làm nhiên liệu đốt lò làm nhiệt năng của chúng, nhiệt
năng của dầu cặn nằm trong khoảng 10000 Kcal/ kg.
Những thành phần không thuộc loại hydrocacbon trong dầu cặn cũng có ảnh
hưởng rất lớn đến tính chất sử dụng của nó. Các hợp chất của lưu huỳnh trong dầu
mỏ tập chung chủ yếu vào dầu cặn, sự có mặt của lưu huỳnh đã làm giảm bớt nhiệt
năng của dầu cặn. Các hợp chất lưu huỳnh còn kết hợp với kim loại, tăng lượng cặn
bám trong các thiết bị đốt và khói thải của nó gây ô nhiễm môi trường.
Cặn mazut thực chất là một hệ keo cân bằng mà hướng phân tán asphanten và
môi trường phân tán là dầu và nhựa. Trong đó có nhiều chât là những loại cặn có độ
nhớt cao, thường phải gia nhiệt trong quá trình chuyển hóa giữa dầu-nhựa asphanten
sẽ xảy ra và làm cho cân bằng của hệ keo bị phá vỡ gây nên sự kết tủa asphanten.
2.5. Tính chất hydrocacbon naphtenic (cỵcloparaphin)
Hydrocacbon của dầu mỏ thường gặp dưới dạng chính: Loại vòng 5 cạnh, 6
cạnh và loại vòng ngưng tụ hoặc qua cầu nối. Bằng phương pháp phân tích phổ khối,
cho biết số vòng naphten có phần đến từ 10 -12 trong phần có nhiệt độ sôi rất cao
của dầu mỏ, nhưng thực tế chưa tách ra được một hợp chất nào như thế. Chỉ có loại
naphten 5 vòng (đianata C
14
H
2
O và triterpan C
30
H
50
) được xem là loại naphten có số
vòng cao nhất và đã tách ra được từ dầu mỏ.
Trong dầu mỏ, thì loại naphten 1 vòng (5 cạnh và 6 cạnh có các nhánh phụ
xung quanh là loại chiếm phần chủ yếu nhất. Những phần nhẹ của dầu mỏ chủ yếu
là các naphten 1 vòng với các nhánh phụ rất ngắn (chủ yếu là metyl), còn trong
những phần có nhiệt độ sôi cao của dầu mỏ thì có nhánh phụ dài hơn nhiều.
14
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Pentacyclo ( 7, 3, 1, 1
4,12
, 0
2,7
, 0
6,11
)
ở Lideman dùng phưong pháp phổ khối và phổ cộng hưởng từ hạt nhân để xác
định dầu mỏ california những loại có cấu trúc như thế.
Những loại naphten 2 vòng đã thấy có trong dầu mỏ, naphaten 2 vòng thuộc
loại vòng ngưng tụ như: bicyclo(3,3,0) octan( hay pentalan) bicyclo(4,3,0)
noman(hay hidrindan), bicyclo(4,4,0) deocan(decalin, bicyclo(2,2,1) heptan.
Những naphten 3vòng thường gặp là adamantan và những đồng đẳng của nó.
1-metyl,2 -metyl, 1,3dimetyl,1,3,5, trimetyl.
Số nguyên
Tử cácbon
Hydrocacbon naphtenic Dầu mỏ
sốp ca
Dầu mỏ
Pônca
15
CH
3
(CH
3
)
10
-CH
3
CH
3
CH
3
(CH
2
)
11
-CH
3
Bicyclo(3,3,0) octan
Bicyclo(4,3,0)no nan
Bicyclo(2,2,1)haptnan
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
C
8
C
9
C
9
C
9
C
9
C
10
C
10
C
10
C
11
C
11
C
11
C
11
C
12
C
13
Cis-bicyclo ( 3,3,0) octan
1 -Metyl bicyclo ( 3,3,0) octan
1 -Metyl bicyclo ( 3,3,1) octan
Endo -3 Metyl bicyclo ( 3,3,0) octan
Endo -3 Metyl bicyclo ( 3,3,0) octan
Trans -decalin
Cis -decalin
Adamantan
Cis 3 Metyl Trans -decalin
Trans -2 metyl -trans decalin
1 –Metyl -adamantan
2 –Metyl -adamantan
1,3 dimetyl adamatan
1, 3, 5 trimetyl -adamantan
0,017
0,032
0,027
0,018
0,052
0,267
0,020
0,027
0,145
0,147
0,091
0,049
0,076
0,050
0,06
-
-
-
-
0,2
-
-
-
-
-
-
-
-
2.6. Hydrocacbon thơm
Hydrocacbon thơm của dầu mỏ thường gặp là loại vòng thơm và loại nhiều
vòng thơm có cấu trúc ngưng tụ hoặc cầu nối.
Loại Hydrocacbon thơm 1 vòng và các đồng đẳng của nó là benzen, toluen,
xylen, tetra metyl benzen (1,2,3,4 và 1,2,3,5) thường thấy với tỷ lệ cao nhất. Trong
dầu mỏ Aclan (Liên xô) nhận thấy trong Hydrocacbon thơm một vòng với 2,3,4
nhóm thế metyl thì loại 1,3; 1,3,5; 1,2,4,5 chiếm phần chủ yếu, theo Smit thì hàm
lượng tối đa của Toluen trong dầu vào khoảng 2,3%, Xylen và Benzen và ở khoảng
1 - 6%.
Loại Hydrocacbon thơm 2 vòng có cấu trúc ngưng tụ như Naphtalen và đồng
đẳng hoặc cấu trúc cầu nối như: Diphenyl nói chung đều trong dầu mỏ. Trong đó
loại cấu trúc đơn giản kiểu diphenyl thì ít hơn so với cấu trúc 2 vòng ngưng tụ kiểu
Naphtalen, trong các diphenyl này cũng xác định được một số đồng đẳng của nó như
2 metyl, 3 metyl, 4 metyldiphenyl, 3 etyl và iso propydiphenyl, cũng như 2,3 nhóm
thế metyl.
Trong những phần còn lại có độ sôi cao của dầu mỏ có mặt các Hydrocacbon
thơm3 vòng và nhiều vòng ngưng tụ. Trong dầu kuweit đã tách được các đồng đẳng
của phenanten là 2,6 vbà 2,7 Dimetyl; 2,3,6 Trimetyl và tetrametyl – phenantren.
Những Hydrocacbon nhiều vòng như pyzen, crizen, perilen…
cũng tìm thấy trong dầu.
16
Pyren Crizen Perilen
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Phân bố các hydrocacbon thom trong dầu mỏ Pencal ( Mỹ)
Hydrocacbon thơm
Hàm lượng trong dầu
mỏ % trọng lượng
% So với toàn bộ
Hydrocacbon thơm
Hydrocacbon thơm 1 vòng
C
6
– C
9
C
10
C
11
trở lên
Hydrocacbon thơm 2 vòng
Hydrocacbon thơm 3 vòng
2,96
1,02
0,52
1,30
0,60
45
16
9
21
9
6,4 100
2.7. Hydrocacbon loại hỗn hợp naphten -thơm
Hydrocacbon dạng hỗn hợp thơm và naphten ( tức là loại mà trong cấu trúc
của nó vừa có vòng thơm vừa có vòng naphten) lại thấy rất phổ biến và chiếm đa số
trong phần có nhiệt độ sôi cao của dầu mỏ. Cấu trúc Hydrocacbon hỗn hợp này
trong dầu mỏ rất gần với cấu trúc tương tự trong các vật liệu hữu cơ ban đầu tạo
thành dầu, cho nên dầu càng có độ biến chất thấp sẽ càng nhiều hydrocacbon loại
này. Hydrocacbon hỗn hợp dạng đơn giản nhấtlà tetralin, indan đó là loại gồm 1 loại
thơm và một vòng naphten kết hợp.
17
Tatralin
In dan
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Phân bố hydrocacbon hỗn hợp trong dầu mỏ Pencan %
trọng lượng
Loại hydrocacbon C
13
C
14
C
15
C
16
C
17
C
18
C
19
Tổng số loại
C
13
-C
19
1 vòng thơm -
1 vòng naphten
1 vòng thơm -
2 vòng naphten
1 vòng thơm
2
2
4
10
1
12
11
3
10
8
5
7
6
4
5
2
2
2
1
1
1
40
16
40
Những hydrocacbon 1 vòng và 1 vòng naphaten hỗn hợp, ngoài dạng ngưng
tụ, cũng có mặt dạng cầu nối giống như điphênyl:
Loại hydrocacbon hỗn hợp nhiều vòng thơm nhiều vòng naphaten (2,3 vòng )
thơm ngưng tụ với 1, 2, 3 vòng naphaten ), nói chung tổng số vòng tối đa của loại
cấu trúc hỗn hợp cũng có chỉ đến 6 và nhánh phụ có thể từ 2-6.
2.8. Các chất nhựa và asphanten của dầu mỏ
Các hợp chất nhựa và asphanten là những chất mà trong cấu trúc phân tử của nó
ngoài C và H còn có đồng thời những nguyên tố khác như S, O, N và chúng có trọng
lượng phân tử rất lớn M= 500-600 trở lên. Bởi vậy, các chất nhựa asphanten chỉ có
mặt trong những phân đoạn có nhiệt độ sôi cao và cặn dầu mỏ.
2.8.1. Asphanten dầu mỏ.
Asphanten hầu hết có tính chất giống nhau
Các asphanten đều có màu nâu sẫm hoặc đen, dưới dạng rắn hình thù. Đun
nóng cũng không chảy mềm, chỉ bị phân huỷ ở nhiệt độ sôi cao hơn 300
0
C tạo
thành khí và cốc. Asphanten không hòa tan trong rượu, xăng nhẹ ( eterpetrol nhưng
có thể hoà tan trong benzen, dorofor và sunfua cacbon.
18
1-hexyl 2-Phenyletan
CH
2
-CH
2
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Loại dầu có biến chất cao, mang đặc tính paraphinic, rất nhiều hydrocacbon
paraphinic trong dầu nhẹ thì lượng asphanten trong những loại dầu nhẹ thường rất ít
nằm dươí dạng phân tán lơ lửng, đôi khi chỉ có dạng vết. Ngược lại trong những loại
dầu biến chất thấp, tức là dầu nặng nhiều hydrocacbon thơm, thì thường chứa nhiều
asphanten và chúng thường o dạng dung dịch keo bền vững.
Asphanten thường có trị số brom và trị số iod cao, có nghĩa chúng có thể mang
đặc tính không no. Các hologen này ( Brom và iod ) có thể đã kết hợp với ôxy và
lưu huỳnh để tạo thành những hợp chất kiểu ocxori hoặc sunfoni.
Các asphanten có chứa nhiều nguyên tố S, O, N có thể nằng dưới dạng các dị
vòng trong hệ nhiều vòng thơm ngưng tụ cao, các hệ vòng thơm này cũng có thể nối
với nhau qua những cầu nối ngắn để trở thành những phân tử có trọng lượng phân tử
lớn.
2.8.2. Các chất nhựa
Là chất nhựa lỏng đặc quánh đôi khi rắn khi tách ra khỏi dầu mỏ. Chúng có
màu sẫm hoặc nâu. tỷ trọng lớn hơn 1, trọng lượng phân tử từ 500 đến 2000. Nhựa
tan được hoàn toàn trong các dầu nhờn, xăng nhẹ cũng như trong benzen,
cloroformete. Khi nhựa hoà tan trong các dung môi (benzen, cloroformete, dầu
nhờn, xăng nhẹ ) chúng tạo thành một dung dịch thực.
Nhựa có khả năng nhuộm màu rất mạnh, đặc biệt là nhựa từ các phân đoạn
nặng hoặc từ dầu thô, khả năng nhuộm màu của những loại nhựa này gấp 10 -20 lần
so với nhựa của những phân đoạn nhẹ ( kerosen). Những loại dầu mỏ rất ít
asphanten, nhưng vẫn có màu sẫm đến nâu đen ( như dầu Bạch Hổ Việt Nam) chính
vì sự có mặt của các chất nhựa.
Nhựa rất giống với asphanten, nhựa rất dễ chuyển hoá thành asphanten. Vd:
nhựa chỉ cần bị oxy hoá nhẹ khi có sự thâm nhâp oxy của không khí ở nhiệt độ
thường hay đun nóng.
19
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
CHỬỤNG II: CAỰC PHỬỤNG PHAỰP CUỶA CÕNG NGHEỌ
SAỶN XUAỎT MAZUT
Trong cõng nghieọp hieọn nay duứng phoồ bieỏn 2 phửụng phaựp ủeồ saỷn
xuaỏt dầu mazut sau:
- Phửụng phaựp cracking trửùc tieỏp, xuực taực
- Phửụng phaựp chửng caỏt ụỷ aựp suaỏt thửụứng
Cõng ngheọ saỷn xuaỏt mazut baứng cracking trửùc tieỏp ủeồ nhaọn phần
caởn coứn lái sau quaự trỡnh cracking laứ phửụng phaựp coự trieồn vóng ủeồ
saỷn xuaỏt ra mazut vaứ caực saỷn phaồm coự nhieọt ủoọ sõi cao. Trong nhửừng
naờm gần ủãy khi nguyẽn lieọu toỏt ngaứy moọt cán dần vaứ nhaỏt laứ khi
táo ủửụùc chaỏt xuực taứn cracking mụựi vaứ cõng ngheọ mụựi thỡ vieọc sửỷ
dúng nguyẽn lieọu naởng caứng nhiều vỡ quaự trỡnh saỷn xuaỏt tửụng ủoỏi ủụn
giaỷn. Nhửng saỷn phaồm cho chaỏt lửụùng khõng cao, ủồng thụứi khi taờng
nhieọt ủoọ lẽn cao aỷnh hửụỷng trửùc tieỏp cuỷa dãy chuyền cõng ngheọ,
thieỏt bũ phaỷi ủaột tiền, toỏn keựm nẽn chửa ủửụùc aựp dúng ủửụùc roọng raừi.
Hieọn nay trẽn theỏ giụựi dầu mazut ủửụùc saỷn xuaỏt chuỷ yeỏu tửứ dầu
thõ baống caựch chửng caỏt ụỷ aựp suaỏt chãn khõng ủeồ traựch phãn huỷy do
nhieọt, ủeồ thu ủửụùc gasoil naởng vaứ caởn gudron. Nhửừng naờm gần ủãy
cõng ngheọ saỷn xuaỏt baống caựch chửng caỏt ụỷ aựp suaỏt chãn khõng tửứ
dầu thõ ủaừ coự nhửừng ửu theỏ hụn về dãy chuyền cõng ngheọ vaứ chaỏt
lửụùng saỷn phaồm.
I. CỤ SỤỶ LYỰ THUYEỎT CUỶA QUAỰ TRỠNH CHỬNG CAỎT
Quaự trỡnh chửng caỏt dầu thõ laứ moọt quaự trỡnh vaọt lyự phãn chia
dầu thõ thaứnh caực thaứnh phần gói laứ phãn chia ủoán. Quaự trỡnh naứy
ủửụùc thửùc hieọn baống caực bieọn phaựp khaực nhau nhaốm taựch caực phần
dầu theo nhieọt ủoọ sõi cuỷa caực caỏu tửỷ coự trong dầu maứ khõng laứm
20
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
phãn huỷy chuựng, hụi nhé bay lẽn ngửng tú thaứnh caực phần tửỷ loỷng.
Tuứy theo caực bieọn phaựp tieỏn haứnh chửng caỏt maứ ngửụứi ta phãn chia
quaự trỡnh chửng caỏt thaứnh chửng caỏt ủụn giaỷn, chửng caỏt phửực táp, chửng
caỏt nhụứ caỏu tửỷ bay hụi hay chửng caỏt trong chãn khõng.
II. CAỰC PHỬỤNG PHAỰP CHỬNG CAỎT
1. Chửng caỏt ủụn giaỷn
Chửng caỏt ủụn giaỷn laứ moọt quaự trỡnh chửng caỏt ủửụùc tieỏn haứnh
baống caựch bay hụi dần dần, moọt lần hay nhiều lần moọt hn hụùp chaỏt
loỷng cần chửng caỏt.
1.1. Chửng caỏt baống caựch bay hụi ủần dần:
Phửụng phaựp chửng caỏt baống caựch bay hụi ủần dần chổ thửụứng ủửụùc
aựp dúng trong phoứng thớ nghieọm.
Sụ ủồ chửng caỏt baống caựch bay hụi dần dần.
Cấu tạo:
1- Thieỏt bũ chửng caỏt
2- Thieỏt bũ ủun sõi
3- Thieỏt bũ ngửng tú
4- Beồ chửựa
Khi nguyẽn lieọu vaứo thieỏt bũ (1) ủửụùc ủoỏt noựng liẽn túc hn hụùp
chaỏt loỷng tửứ nhieọt ủoọi sõi thaỏp ủeỏn nhieọt ủoọ sõi cuoỏi, liẽn túc taựch
hụi saỷn phaồm vaứ ngửng tú hụi bay ra trong thieỏt bũ ngửng tú (3), cuoỏi cuứng
thu ủửụùc saỷn phaồm trong beồ chửựa (4).
1.2. Chửng caỏt baống caựch bay hụi moọt lần
SỤ ỦỒ CHỬNG CAỎT BAỐNG CAỰCH BAY HỤI MOỌT LẦN ỤỶ AỰP SUAỎT
MOỌT LẦN
21
un nóngĐ
C nặ
S n ph mả ẩ
Ng ng tư ụ
2
n
ó
n
g
1
n
ó
n
g
4
3
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
ỤỶ AỰP SUAỎT THƯờNG
Loái sụ naứy coự ửu ủieồm laứ: Sửù boỏc hụi ủồng thụứi caực phãn
ủoán nhé vaứ naởng, seừ goựp phần laứm giaỷm ủửụùc nhieọt ủoọ boỏc hụi vaứ
nhieọt lửụùng ủun noựng dầu trong loứ. Thieỏt bũ naứy giaỷn ủụn vaứ gón gaứng.
Nhửng loái naứy coự nhiều hán cheỏ vaứ nhửụùc ủieồm nhử sau: ẹoỏi vụựi caực
loái dầu coự chửựa nhiều khớ hoứa tan cuừng nhử chửựa nhiều phãn ủoán
nhé, nhiều táp chaỏt Lửu huyứnh, nửụực thỡ gaởp nhiều khoự khaờn trong
quaự trỡnh chửng.
Khoự khaờn ủoự laứ do aựp suaỏt trong caực thieỏt bũ sụ ủồ cho ủeỏn taọn
loứ ủều lụựn. Vỡ vaọy thieỏt bũ phaỷi coự ủoọ bền lụựn, laứm baống vaọt lieọu
ủaột tiền, ủõi khi coứn gãy hieọn tửụùng noồ, hoỷng thieỏt bũ do aựp suaỏt trong
thaựp taờng ủoọt ngoọt. Vụựi nhửừng lyự do trẽn cụ sụỷ naứy chổ sửỷ dúng cho
loái dầu moỷ chửựa ớt phần nhé (khõng quaự 8 – 10%) ớt nửụực, ớt Lửu
huyứnh.
22
X ngă
Phân o n 1đ ạ
Phân o n 2 đ ạ
Phân o n 3 đ ạ
Mazut
D u thơầ
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
1.3. Chửng caỏt baống caựch bay hụi nhiều lần.
X¨ng
Mazut
Mazut
Ph©n ®o¹n 1
Ph©n ®o¹n 3
Ph©n ®o¹n 2
X¨ng
X¨ng nhĐ
DÇu nãng
DÇu nãng
(a)
(b)
Ph©n ®o¹n 1
Ph©n ®o¹n 2
Ph©n ®o¹n 3
Sơ đồ chưng cất bằng cách bay hơi nhiều lần
Thieỏt bũ trửng caỏt baống caựch bay hụi hai lần theo sụ ủồ (a): Gồm quaự
trỡnh boỏc hụi hai lần vaứ tinh luyeọn hai lần trong 2 thaựp noỏi tieỏp nhau, sụ
ủồ naứy thửụứng aựp dúng ủeồ cheỏ bieỏn caực loái dầu coự nhiều phãn
ủoán nhé vaứ khớ, nhửừng hụùp chaỏt chửựa Lửu huyứnh coự ln trong nửụực.
Nhụứ caực caỏu tửứ nhé, nửụực ủửụùc taựch ra sụ boọ ụỷ thaựp thửự nhaỏt
nẽn trong caực oỏng xoaộn cuỷa loứ vaứ thaựp thửự hai khõng coự hieọn tửụùng
aựp suaỏt lụựn nhử trong trửụứng hụùp trẽn. Maởt khaực caực hụùp chaỏt chửựa
Lửu huyứnh gãy aờn moứn thieỏt bũ ủaừ ủửụùc thoaựt ra ụỷ ủổnh thaựp thửự
nhaỏt. Nẽn trong thaựp chửng chớnh thửự hai khõng cần thieỏt keỏ vaọt lieọu
23
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
ủaột tiền, coự ủoọ bền cao vaứ khõng bũ aờn moứn, coự theồ sửỷ dúng theựp
thửụứng ủeồ cheỏ táo thaựp thửự hai.
Thieỏt bũ chửng caỏt bay hụi hai lần theo sụ ủồ (a): Nhụứ nhửừng
hydrocacbon nhé ủửụùc loái ra ụỷ thaựp thửự nhaỏt cho pheựp ủun dầu laứm
vieọc vụựi heọ soỏ trao ủoồi nhieọt lụựn, giaỷm bụựt ủaựng keồ cõng suaỏt cần
thieỏt keỏ cuỷa loứ ủun chớnh, nhụứ loái boỷ nửụực ụỷ ngay thaựp thửự nhaỏt
nẽn thaựp thửự hai laứm vieọc hoaứn toaứn an toaứn.
Nhửụùc ủieồm cuỷa sụ ủồ naứy laứ phaỷi ủun noựng dần trong loứ vụựi
nhieọt ủoọ cao hụn 5 – 10
0
C so vụựi sụ ủồ trẽn. (Do caực phãn ủoán nhé vaứ
phãn ủoán naởng bay hụi riẽng leỷ) coự theồ hán cheỏ hay giaỷm bụựt hieọn
tửụùng naứy baống caựch cho hụi vaứo nhửừng oỏng cuoỏi cuứng cuỷa loứ ủeồ
giaỷm aựp suaỏt riẽng phần cuỷa hydrocacbon, duứng sụ ủồ naứy coự lụùi nhaỏt
khi cần taựch phần nhé, sụ ủồ naứy ủửụùc duứng phoồ bieỏn trong quaự trỡnh
chửng caỏt hieọn nay.
Sụ ủồ (b) heọ thoỏng thieỏt bũ bay hụi hai lần vaứ tinh luyeọn moọt lần
trong thaựp chửng luyeọn. Sụ ủồ naứy khõng ủửụùc duứng phoồ bieỏn vỡ sửù
tinh luyeọn phần nhé vaứ phần naởng xaỷy ra ủồng thụứi trong cuứng moọt
thaựp chớnh thửự 2, nhử vaọy coự phần naứo laứm giaỷm bụựt ủửụùc nhieọt ủoọ
ủun noựng dầu trong loứ.
2. Chửng caỏt phửực táp
2.1. Chửng caỏt coự hồi lửu
Chửng caỏt coự hồi lửu laứ quaự trỡnh chửng khi laỏy moọt phần chaỏt
loỷng ngửng tú tửứ hụi taựch ra cho quay lái tửụựi vaứo doứng hụi bay lẽn.
Nhụứ coự sửù tieỏp xuực ủồng ủều vaứ thẽm moọt lần nửừa giửừa pha loỷng
vaứ pha hụi maứ pha hụi khi taựch ra khoỷi heọ thoỏng lái ủửụùc laứm giaứu
thẽm caỏu tửỷ nhé (coự nhieọt ủoọ sõi thaỏp hụn ) so vụựi khi khõng coự hồi
lửu, nhụứ vaọy maứ coự ủoọ phãn chia cao hụn. Vieọc hồi lửu lái chaỏt loỷng
ủửụùc khoỏng cheỏ baống boọ phaọn ủaởc bieọt vaứ ủửụùc boỏ trớ phần trẽn
thieỏt bũ chửng.
24
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
2.2. Chửng caỏt coự tinh luyeọn
Chửng caỏt coự tinh luyeọn coứn cho ủoọ phãn chia cao hụn khi keỏt hụùp
vụựi hồi lửu. Cụ sụỷ cuỷa quaự trỡnh tinh luyeọn laứ sửù trao ủoồi chaỏt nhiều
lần về caỷ hai phớa pha loỷng vaứ pha hụi chuyeồn ủoọng ngửụùc chiều nhau.
Quaự trỡnh naứy ủửụùc thửùc hieọn trong thaựp (coọt) tinh luyeọn. ẹeồ ủaỷm baỷo
sửù tieỏp xuực hoaứn thieọn hụn giửừa pha loỷng vaứ pha hụi, trong thaựp ủửụùc
trang bũ “ủúa hay ủeọm”. ẹoọ phãn chia moọt hn hụùp caực caỏu tửỷ trong
thaựp phú thuoọc vaứo soỏ lần tieỏp xuực giửừa caực pha (soỏ ủúa lyự thuyeỏt),
vaứo lửụùng hồi lửu ụỷ mi ủúa vaứ hồi lửu ụỷ ủổnh thaựp.
Cõng ngheọ hieọn ủái chửng caỏt sụ khụỷi dầu thõ dửùa vaứo quaự trỡnh
chửng caỏt moọt lần vaứ nhiều lần coự tinh luyeọn, quaự trỡnh xaỷy ra trong
thaựp chửng caỏt phãn
ủoán coự boỏ trớ caực ủúa.
25