Tải bản đầy đủ (.docx) (16 trang)

Kỹ thuật phân tích dầu thô và sản phẩm dầu mỏ

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (137.08 KB, 16 trang )

KỸ THUẬT PHÂN TÍCH DẦU THÔ VÀ SẢN PHẨM DẦU MỎ
CHƯƠNG 2 : PHỔ TỬ NGOẠI KHẢ KIẾN
Vùng sóng: Tử ngoại (UV) 200-400 nm
Khả kiến (VIS) 400-800 nm
1. SỰ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV-VIS
Các phân tử ở điều kiện bình thường tồn tại ở trạng thái cơ bản bền vững
có năng lượng thấp. Khi chúng được cung cấp năng lượng, ví dụ như có
nguồn sáng kích thích tần số thích hợp, thì các điện tử hóa trị (liên kết)
trong phân tử sẽ hấp thụ năng lượng của nguồn sáng và chuyển lên trạng
thái kích thích có năng lượng cao hơn.
Theo cơ học lượng tử, trong phân tử ở trang thái cơ bản, các điện tử được
xếp đầy vào các orbitan liên kết  ,  hoặc các cặp electron hóa trị chưa
tham gia liên kết n có mức năng lượng thấp. Nếu chiều vào chúng chùm
sáng có bước sóng v thích hợp thì chúng sẽ chuyển lên các orbitan phản
liên kết có mức năng lượng cao hơn như  �  ,  �  , n �  , n �  .
Trạng thái này gọi là trạng thái kích thích, nó không bền chỉ tồn tại trong
khoảng thời gian rất ngắn (cỡ phần triệu giây)
Năng lượng hv của photon đúng bằng hiệu của hai mức năng lượng của
hai orbitan. Sự dịch chuyển của một electron giữa 2 orbitan được gọi là
sự dịch chuyển điện tử và quá trình hấp thụ được gọi là sự hấp thụ điện
tử.
*

*

*

*

*
*


n




Sơ đồ bước
năng lượng
các electron
 (nmcủa
) Năng
Bước chuyển
dời chuyển
năng lượng
lượng kích thích (E,kcal/mol)
*
 �
120
230
*
 �
160
184
*
n �
180
162
*
n �
280
82

Hiệu số mức năng lượng giữa hai orbitan chính là năng lượng hấp thụ
E  hv 

hc


từ nguồn sáng kích thích từ bên ngoài:
Do đó chiều dài bước sóng của các cực đại hấp thụ sẽ ngược lại:


 � *   � *  n� *  n� *
Giả sử năng lượng của một phân tử ở trạng thái cơ bản được biểu diễn là Eo ,
còn ở trạng thái kích thích là En thì hiệu hai mức năng lượng của phân tử ở
hai trạng thái này đúng bằng năng lượng hv của photon:
E  En  Eo  hv 

hc


Sự hấp thụ phân tử trong vùng tử ngoại khả kiến gồm những dải hấp thụ
được tạo do rất nhiều vạch có khoảng cách rất gần nhau, dẫn đến phổ UVVIS không phải là phổ vạch như phổ phát xạ hoặc hấp thụ nguyên tử mà là
phổ đám.
Như vậy, phổ hấp thụ phân tử UV-VIS là phổ xuất hiện do sự tương tác của
các điện tử hóa trị trong phân tử hay nhóm phân tử với chùm sáng kích thích
có bước sóng nằm trong vùng UV-VIS tạo ra.
2. ĐỊNH LUẬT BEER
Nếu ta chiếu một chùm sáng đơn sắc có cường độ I o vào một cuvet chưa
dung dịch chất mẫu có độ dài là l thì một phần chùm sáng đi qua cuvet,
một phần phản xạ và tán xạ ra các phương do va đập vào thành cuvet và
một phần bị các phân tử trong cuvet hấp thụ. Trong đó, phần được hấp

thụ bởi các phân tử chất màu trong cuvet là chính.
Theo định luật Beer : D   LC
Trong đó:  là hệ số hấp thu phân tử
L là chiều dài dung dịch ánh sáng đi qua
C là nồng độ của chất hấp thu
Các yếu tố ảnh hưởng đến định luật Beer:
- Ảnh hưởng nồng độ: định luật Beer chỉ đúng trong trường hợp
nồng độ chất phân tích tương đối thấp
- Độ lệch của định luật Beer do các quá trình hóa học
- Sai lệch do bức xạ đa sắc: giới hạn nghiêm ngặt của định luật Beer
là chỉ đúng cho ánh sáng truyền quá thực sự đơn sắc

3. NGUYÊN TẮC VÀ TRANG THIẾT BỊ CỦA PHÉP ĐO PHỔ UVVIS
Nguyên tắc: Phổ UV-VIS là phổ hấp thụ của chất phân tích ở trạng thái
dung dịch đồng thể với một trong các dung môi như nước, methanol,
benzen, CCl4… Như vậy các bước đo có thể như sau:


- Hòa tan chất phân tích trong một dung môi phù hợp nếu chất đó có
phổ hấp thụ nhạy trong vùng tử ngoại khả kiến, hoặc cho chất đó
(thường là kim loại) tác dụng với một thuốc thử trong một dung
môi thích hợp để tạo ra một hợp chất có phổ hấp thụ UV-VIS nhạy
- Chiếu vào dung dịch mấu chứa hợp chất cần phân tích 1 chùm
sáng có bước sóng phù hợp để cho chất phân tích hay sản phẩm
của nó hấp thu bức xạ để tạo ra phổ hấp thu UV-VIS của nó. Vì thế
chất phân tích cùng dung môi cần được chưa trong ống đo (cuvet)
có chiều dày xác định
- Thu, phân ly phổ đó và chọn sóng cần đo rồi ghi lại các giá trị mất
độ quang A của phổ, nghĩa là đo cường độ chùm sáng sau khi đi
qua dung dịch mẫu nghiên cứu

Trang thiết bị:
- Nguồn sáng: nguồn sáng cần có năng lượng đủ lớn trong vùng
bước sóng hấp thụ để sẵn sàng dò tìm và đo, ngoài ra nó cần phải
ổn định trong suốt thời gian đo. Nguồn sáng phố biến để tạo ra bức
xạ khả kiến và cận hồng ngoại là đèn dây tóc vonfram từ 380nm
đến 2500nm.
- Hệ quang học: Trong các máy có độ phân giải cao và độ nhạy cao,
các bộ đơn sắc hóa là các bộ cách tử phản xạ
Bộ cách tử phản xạ là một bệ thủy tinh được phủ lên trên bề mặt
của nó một lớp nhôm mỏng và khắc các vạch có khoảng cách đều
nhau.
Số lượng vạch trên một đơn vị chiều dài (mm) càng lớn thì độ
phân giải càng cao và các tia tách ra càng đơn sắc. Các máy UVVIS hiện nay có bộ cách tử có số vạch từ khoảng 1200-1800
vạch/mm, có khi lên đến 2400 vạch/mm đối với những máy có độ
phân giải rất cao.

4. PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG ?
Phổ hấp thụ phân tử dựa trên bức xạ UV-VIS là một trong những công cụ
hữu hiệu để phân tích định lượng. Những đặc trưng cơ bản của phương
pháp phân tích đo quang là :
- Khả năng áp dụng rộng


- Độ phân giải cao: giới hạn dò tìm của phổ hấp thụ phân tử trong
4

5

6


7

khoảng 10  10 m , khoảng này có thể mở rộng đến 10  10 m với
những thủ tục bổ sung
- Độ chọn lọc từ trung bình đến cao
- Độ chính xác cao: sai số tương đối về nồng độ trong phổ UV-VIS
tiêu biểu nằm trong khoảng từ 1%-5%
- Dễ thao tác và thực hiện nhanh chóng với các máy hiện đại
5. PHÂN GIẢI PHỔ UV-VIS
Ưu điểm của phương pháp quang phổ tử ngoại và khả kiến trong phân
tích định lượng là có độ nhạy cao, có thể phát hiện được một lượng nhỏ
chất hữu cơ hoặc ion vô cơ trong dung dịch, sai số tương đối nhỏ chỉ 1%3%
Ngoài ra, nó còn được sử dụng để xác định hằng số cân bằng, hằng số
phân lo và nghiên cứu động.
Dưa vào
-

max

có thể biết được loại liên kết :

max < 150nm: chỉ có loại liên kết  của hợp chất no
max >150nm: có liên kết bội

max quanh vùng 200-260nm : có thể có benzen và benzen thế
max >280nm : hệ liên hợp

max càng lớn thì hệ liên hợp càng dài

6. TẠI SAO NGƯỜI TA GỌI PHỔ HẤP THU UV-VIS LÀ PHỔ ĐIỆN

TỬ ?
Vì phổ UV-VIS gắn liền với bước chuyển electron giữa mức năng lượng
electron trong phân tử khi các electron chuyển từ obitan liên kết hoặc
không liên kết lên các obitan phản liên kết có mức năng lượng cao hơn.
7. TRÌNH BÀY HIỆN TƯỢNG CHUYỂN VỊ XANH VÀ ĐỎ TRONG
PHỔ HẤP THU UV-VIS
- Chuyển vị xanh: là hiện tượng hấp thụ bức xạ của các hợp chất
hữu cơ có bước sóng ngắn hơn trong những dung môi có tính phân
cực cao hơn
*
Hiện tượng tìm thấy ở quá trình chuyển n �  của các nhóm
cacboxyl


Nguyên nhân : do sự làm bền trạng thái n của dung môi
- Chuyển vị đỏ : là hiện tượng hấp thu những bức xạ của các hợp
chất hưu cơ có bước sóng dài hơn trong những dung môi có độ
phân cực cao hơn
Hiện tượng tìm thấy ở những phân tử hữu cơ có cấu trúc có sự liên
hợp
Nguyên nhân: + Khi mạch C càng dài thì hiện tượng liên hợp càng
tăng dẫn tới độ lệch năng lượng của 2 trạng thái giảm
+ Trong phân tử hữu cơ có hiệu ứng liên hợp càng dài
thì bước sóng hấp thu càng lớn
8. SỰ KHÁC NHAU GIỮA PHỔ NGUYÊN TỬ - PHỔ PHÂN TỬ ?
- Phổ nguyên tử: hấp thụ bước sóng của một nguyên tử và cho biết
sự có mặt của một nguyên tử nào đó. Sử dụng để tìm thấy sự có
mặt của kim loại.
Ứng dụng chủ yếu trong phân tích chất vô cơ
- Phố phân tử: hấp thụ bước sóng của những nguyên tử trong một

chất nào đó và cho biết sự có mặt của các nhóm chức, nhóm hợp
chất nào đó qua các màu biết lập. Phân biệt được sự có mặt của các
liên kết  �  , n �  trong phân tử
Ứng dụng chủ yếu trong phân tích chất hữu cơ
*

*

TA B L E 2 . 3
A SIMPLIFIED CORRELATION CHART
Type of Vibration

Page
Reference

Frequency
Intensity (cm–1)

C-H

(stretch)

3000–2850

s

-CH3

(bend)


1450 and 1375

m

CH2

(bend)
1465

m

Alkanes

Alkenes

(stretch)

31


m
s

33

(stretch)

3100–3000
1000–650


(out-of-plane bend)

3150–3050

s

43

(stretch)

900–690

s

ca. 3300

s

35

2900–2800

w

56

2800–2700

w


(out-of-plane bend)
Aromatics

Alkyne
Aldehyde

Alkane
C-C
C=C

Alkene
Aromatic
Alkyne

1680–1600

m–w

33

1600 and 1475

m–w

43

2250–2100

m–w


35

1740–1720

s

56

1725–1705

s

58

1725–1700

s

62

1750–1730

s

64

1680–1630

s


70

1810 and 1760

s

73

Free

1800

s

72

H-bonded

1300–1000

s

47, 50,

Aldehyde
Ketone

C �C
C=O


Carboxylic acid
Ester
Amide
Anhydride
Acid chloride
Alcohols, ethers, esters, carboxylic acids, anhydrides

Alcohols, phenols

C-O

Not interpretatively useful

Carboxylic acids
O-H

62, 64,
and 73

Primary and secondary amines and amides
(stretch)
3650–3600

m

47

3400–3200

m


47

3400–2400

m

62

3500–3100

m

74

1640–1550

m–s

74

1350–1000

m–s

74

1690–1640

w–s


77

2260–2240

m

77

(bend)
Amines
Imines and oximes
N-H

Nitriles
Allenes, ketenes, isocyanates, isothiocyanates
Nitro (R-NO2)

C-N
C=N
C �N

Mercaptans
Sulfoxides
Sulfones, sulfonyl chlorides, sulfates, sulfonamides


X=C=
Y


Fluoride

2270–1940

m–s

77

1550 and 1350

s

79

S-H

2550

w

81

S=O

1050

s

81


1375–1300 and

s

82

1350–1140
1400–1000

s

85

785–540

s

85

 667

s

85

N=O

C-X

Chloride

Bromide, iodide

CHƯƠNG 3 : PHỔ HỒNG NGOẠI
1. CÁC NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA PHỔ HỒNG NGOẠI ?
Khi các phân tử hấp thụ năng lượng từ bên ngoài có thể dẫn đến quá trình
quay, dao động xung quanh vị trí cân bằng của nó. Tùy theo năng lượng kích
thích lớn hay nhỏ có thể xảy ra quá trình quay, dao động hay cả quay và dao
động đồng thời. Để kích thích các quá trình trên có thể sử dụng tia sáng
vùng hồng ngoại (phổ hồng ngoại) hoặc tia khuếch tán Raman (phổ raman)
Bức xạ hồng ngoại liên quan đến phổ điện tử nằm giữa vùng khả kiến và
vùng vi sóng có bước sóng nằm trong vùng hồng ngoại gần: 13000-4000
1/cm, vùng hồng ngoại trung bình: 4000-200 1/cm, vùng hồng ngoại xa:
200-10 1/cm
2. CÁC LOẠI DAO ĐỘNG ?
- Dao động quay của phân tử và quang phổ quay (phổ hồng ngoại
xa)
- Dao động điều hòa
- Dao động không điều hòa
- Dao động chuẩn của phân tử
- Dao động nhóm (hay còn gọi là dao động nhóm chức)
3. DAO ĐỘNG CHUẨN CỦA PHÂN TỬ ?
- Dao động chuẩn của phân tử: các phân tử có từ 3 nguyên tử trở lên,
ngoài dạo động kéo dãn và nén dọc, còn có dao động làm thay đổi
góc liên kết.
- Phân tử có N nguyên tử sẽ có 3N-6 dao động cơ bản. Các dao động
cơ bản không suy biến sẽ có tần số khác nhau.
- Đối với phân tử có nhiều nguyên tử thì tổng số dao động sẽ là :
3N-5 đối với phân tử thẳng



3N-6 đối với phân tử không thẳng
- Người ta phân tử dao động chuẩn thành 2 loại
 Dao động hóa trị (kí hiệu là v): là những dao động làm thay
đổi chiều dài liên kết của các nguyên tử trong phân tử nhưng
không làm thay đổi góc liên kết.
 Dao động biến dạng (kí hiệu là  ): là những dao động làm
thay đổi góc liên kết nhưng không làm thay đổi chiều dài
liên kết của các nguyên tử trong phân tử.
- Điều kiện kích thích dao động: không phải khi nào có ánh sáng
chiếu vào phân tử cũng có phổ hồng ngoại. Khi ánh sáng chiều vào
phân tử, phân tử dao động, trong quá trình dao động momen lưỡng
cực của phân tử khác 0 và độ phân cực  của phân tử không đổi
mới xuất hiện phổ. Nếu momen lưỡng cực bằng 0 và độ phân cực
khác 0 thì phổ hồng ngoại không hoạt động.
4. MÁY ĐO PHỔ HỒNG NGOẠI ?
Phổ kế hồng ngoại hiện nay gồm các loại: phổ kế hồng ngoại một chùm tia
dùng kính lọc, phổ kết hồng ngoại hai chùm tia tán sắc và phổ kế hồng ngoại
biến đổi Fourier (FT-IR)
- Phổ kế hồng ngoại một chùm tia dùng kính lọc là loại đơn giản
dùng cho phân tích định lượng khí. Trong máy có hệ hống quang
học và một bơm để hút mẫu khí dùng nguồn pin
- Phổ kế hồng ngoại hai chùm tia tán sắc là loại phổ biến trước đây,
máy ghi phổ quét cả vùng từ 4000-200 1/cm có nồi với bộ tự ghi
hay máy vi tính.
Sơ đồ phổ kế hồng ngoại hai chùm tia tán sắc:
 Nguồn sáng: đèn Nernst (hỗn hợp 85% ZrO2 và 15%
Y2O3), đèn Globa (silic cacbua SiC2), đèn Nicrom (dây đốt
niken-crom). Nhiệt độ đốt nóng khoảng 700-800 độ C.
 Lăng kính: gồm 3 cái được chế tạo từ các vật liệu KBr, NaCl
và Li vì mỗi loại chỉ cho một vùng ánh sáng hồng ngoại đi

qua. Cách tử chế tạo bằng thủy tinh, trên mỗi milimet được
vạch từ 200-300 vạch cách đều nhau
 Detecto: thường dùng loại detecto tế bào nhân quang, cặp
nhiệt điện hỏa tỏa nhiệt.
- Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR): là loại hiện đại phổ biến,
chỉ khác loại phổ kế tán sắc cũ là thay bộ đơn sắc (lăng kinh hoặc
cách tử) bằng một giao thoa kế Michelson.


Cấu tạo của giao thoa kế: gồm gương phẳng di dộng M1, một
gương cố định M2 và một tấm kính phân tách ánh sáng S.

LỌC TÁCH VẬT LÝ
1. MỤC ĐÍCH VÀ VAI TRÒ CỦA QUÁ TRÌNH TÁCH MUỐI ?
- Ngăn đóng cặn trên các thiết bị trao đổi nhiệt và lò đốt
- Ngăn sự ăn mòn đỉnh tháp
- Ngăn ngộ độc xúc tác của quá trình cracking xúc tác khi xử lý nguyên
liệu nặng
2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG
ĐẾN QUÁ TRÌNH TÁCH MUỐI ?
Quá trình tách muối gồm 3 giai đoạn :
- Khuếch tán muối trong dầu thô vào trong nước (quá trình rửa)
- Kết tụ các giọt nước (bằng thiết bị kết tụ tĩnh điện)
- Gạn lắng (bằng trọng trường)
Các thông số của quá trình tách muối : 7 thông số
- Mức bề mặt tiếp xúc nước/dầu thô: Mực nước lắng thường nằm dưới tấm
điện cực có điện kế 0 kết hợp với điện cực thấp nhất của thiết bị trở thành
1 điện trường sơ cấp E1. Mọi dao động đáng kể của mức nước sẽ làm
thay đổi điện trường sơ cấp và làm rối loạn sự kết tụ điện. Vì vậy nên giữ
mức bề mặt tiếp xúc nước/dầu thô luôn không đổi theo quy định của nhà

chế tạo
- Nhiệt độ tách muối:
- Tỉ lệ nước rửa: thay đổi theo bản chất của dầu thô và nhiệt độ của quá
trình tách muối
- Điểm phun nước rửa:
- Bản chất của nước rửa:
- Độ giảm áp trong van trộn
- Bản chất và tỷ lệ chất phá nhũ tương


3. PHÂN BIỆT CÁC PHÂN ĐOẠN THU ĐƯỢC TỪ THÁP CHƯNG CẤT
KHÍ QUYỂN VÀ TỪ PHÂN XƯỞNG CCKQ. CÁC PHÂN ĐOẠN
NÀY CÓ KHOẢNG NHIỆT ĐỘ SÔI BAO NHIÊU VÀ DÙNG ĐỂ
LÀM GÌ ?

-

-

-

-

Từ nguyên liệu là dầu thô, qua phân xưởng chưng cất khí quyển, ta sẽ thu
được các phân đoạn sản phẩm dầu thô như sau:
Phân đoạn khí (C1-C4) và xăng (C5-C10), nhiệt độ sôi = 30-180 độ C
Phân đoạn hỗn hợp khí-xăng này, thông thường sau khi được xử lý
hydro (để tách S, N, O...), và sau khi được tách riêng khí ra khỏi
xăng, chúng sẽ là nguyên liệu cho các công đoạn:
 Xử lý khí: tách riêng C1-C2 làm khí đốt dùng trong nhà

máy, tách riêng C3 và riêng C4 là các dạng khí hóa lỏng.
 Sản xuất xăng: tùy thuộc yêu cầu mà phân đoạn xăng có thể
được phân đoạn nhằm sản xuất các sản phẩm như Xăng
động cơ ôtô, Xăng máy bay, Xăng làm dung môi.
Phân đoạn Naphta: của dầu họ naphtenic (chứa nhiều naphten và
aromatic), được dùng để sản xuất các hidrocacbon thơm và làm nguyên
liệu cho tổng hợp hóa dầu.
Thông thường naphta là các phân đoạn hẹp để sản xuất một chất tinh
khiết:
 Phân đoạn 60-85oC chứa nhiều metyl cyclopentan, cyclohexan sẽ
cho hiệu suất thu benzen cao nhất.
 Phân đoạn 80-100oC chứa nhiều naphten C7 sẽ cho hiệu suất thu
toluen cao nhất.
 Phân đoạn 105-140oC chứa nhiều naphten C8 sẽ cho hiệu suất thu
xylen cao nhất
Phân đoạn kerosene hoặc dầu hỏa (C11-C15,16 nhiệt độ sôi = 180-250 độ
C)
Thông thường nó được sử dụng chủ yếu cho 2 mục đích:
 Dùng làm nguyên liệu sản xuất nhiên liệu phản lực (ts=160-300oC,
C11-C17,18, là ứng dụng chính)
 Dầu hoả dân dụng (ts=144-277oC, loại ít lưu huỳnh).
Một hoặc hai phân đoạn gasoil hay diesel (C16-C20,30, ts=250-350oC)


Tuỳ thuộc mục đích sản xuất loại sản phẩm nào mà khoảng phân đoạn
có thể là hẹp hay rất rộng (ts=230-380oC). Thông thường nó được sử
dụng chủ yếu cho 2 mục đích:
 Dùng làm nguyên liệu sản xuất nhiên liệu cho động cơ diesel
(ts=230-310oC, C15-C20,21 cho diesel nhẹ. Với diesel
nặng,ts=310-380oC, có thể lên tới C30).

 Ngoài ra còn dùng làm nhiên liệu dầu đốt dân dụng FOD.
- Phân đoạn mazut là cặn của tháp chưng cất khí quyển (C20+, ts=350+
oC) tách ở dưới đáy tháp
Phân đoạn này có thể được sử dụng:
 Hoặc làm nhiên liệu đốt trực tiếp cho các lò đốt công nghiệp,
 Hoặc làm nguyên liệu cho tháp chưng cất chân không tiếp theo
với mục đích tách triệt để phân đoạn gasoil nặng ra khỏi phân
đoạn gudron.
4. MÔ TẢ CÁU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA THÁP CCKQ DẦU THÔ ?
CẤU TẠO:
 Tháp chưng cất khí quyển (tháp chính) cao khoảng 50m, thường được
thiết kế với các đĩa cổ điển kiểu chóp.
 Có khoảng từ 20-50 đĩa (vì có cả phần đĩa đệm), còn thiết bị strippeur
có từ 4-10 đĩa cùng loại với tháp chính. Đĩa thường được chế tạo từ
thép hợp kim (12% Crom).
 Đa số thiết bị đều được chế tạo từ thép carbone thường, ngoại trừ các
vùng bị đốt nóng ở nhiệt độ cao phải chế tạo bằng hợp kim. Một phần
của tháp thông thường được phủ lớp thép có 12% crom. Trong các
vùng chịu ăn mòn ở trạng thái lạnh như đỉnh tháp, thiết bị hồi lưu phải
chế tạo bằng vật liệu quý hoặc phải phủ các hợp kim đặc biệt.
 Đường kính của tháp thay đổi tùy theo từng vùng xem xét. Vùng đỉnh
và đáy tháp có đường kính nhỏ nhất còn các vùng trao đổi nhiệt
thưởng có đường kính lớn nhất để đảm bảo có 1 lượng lỏng lớn cho
bơm và cho hồi lưu. Đường kính trung bình khoảng 9m đối với tháp
xử lý 1000 tấn/h (tương ứng 8 triệu tấn/năm với 11 tháng hoạt động).
5. PHÂN TÍCH Ý NGHĨA CỦA CÁC KHÁI NIỆM : ĐỘ QUÁ BỐC HƠI,
ĐỘ PHÂN TÁCH, HỒI LƯU TUẦN HOÀN ?
- Độ quá bốc hơi: là tỉ lệ giữa lưu lượng lỏng chảy từ đĩa trên xuống dưới
đĩa nạp liệu và lưu lượng nguyên liệu, thường có giá trị từ 3%-6%.
- Độ phân tách:



- Hồi lưu tuần hoàn: nhằm thu hồi nhiệt độ, điều khiển khả năng phân tách
của 2 phân đoạn.
6. TÍNH CHẤT VÀ TÁC HẠI CỦA MUỐI ?
TÍNH CHẤT: Muối trong dầu thô chủ yếu là muối Clorua mà sự phân bố
của chúng gần đúng như sau:
NaCl: 70-80% khối lượng
MgCl2: 10-20% khối lượng
CaCl2: 10% khối lượng
Các muối này hiện diện dưới dạng tinh thể hoặc dưới dạng ion hóa trong
nước có trong dầu thô (khi đến nhà máy lọc dầu, hàm lượng nước trong dầu
thô là <1% khối lượng)
Bằng cách lắng gạn đơn giản có thể thải được tất cả các muối bị ion hóa,
nhưng do độ nhớt của 1 vài loại dầu thô, 1 phần muối sẽ vẫn tồn tại trong
dầu sau khi lắng gạn.
Đối với muối tinh thể, việc tác chúng có thể tiến hành bằng cách rửa nước:
các tinh thể sẽ bị ion hóa sau đó bị hydrat hóa, thuận lợi của các muối bị
hydrat hóa là ở chỗ chúng có độ hòa tan cao trong nước. Điều này chứng tỏ
tầm quan trọng của việc thêm nước khi ta muốn tách muối trong dầu thô.
TÁC HẠI:
- Muối làm đóng cặn các thiết bị trao đổi nhiệt sơ bộ. Khi hàm lượng muối
vượt quá 40ppm, sau khi ra khỏi thiết bị tách muối và vào các thiết bị
trao đổi nhiệt, có thể quan sát thấy sự gia tăng hệ số tạo cặn trong các
chùm ống hay tăng tiêu thụ của các phân xưởng phụ trợ
- Các muối Clorua của kim loại kiềm thổ (MgCl2, CaCl2) tự thủy phân tạo
thành HCl ,gây nên hiện tượng ăn mòn trong đường ống phía đỉnh tháp
chưng cất khí quyển. Nồng độ Cl trong nước ở đỉnh tháp vượt quá 10ppm
sẽ bị ăn mòn mạnh. Quá trình tách muối sẽ là quá trình chính loại trừ sự
ăn mòn thiết bị, quá trình này không tốt sẽ làm cặn chưng cất khí quyển

chứa nhiều natri (natri có mặt do bơm thêm NaOH vào để trung hòa).
Dẫn đến các hậu quả như:
 Gia tăng vận tốc đóng cặn ở lò đốt của cụm chưng chân không và
trong các phân xưởng cracking nhiệt, làm giảm thời gian hoạt
động.
 Đầu độc chất xúc tác trong các quá trình xúc tác, đặc biệt khi
cracking các nguyên liệu nặng


- Nếu xử lý tách muối không tốt sẽ làm thất thoát một lượng lớn
hydrocacbon vào trong nước thải của thiết bị tách muối, gây ô nhiễm môi
trường
7. CHẤT LƯỢNG CỦA PHÂN TÁCH SẢN PHẨM ?
Chất lượng của việc phân tách sản phẩm thường được tính dựa vào các khái
niệm ‘gap’ hay ‘overlap’ của các sản phẩm. Nếu việc phân tách lý tưởng, sẽ
không có hiện tượng một cấu tử phân bố trong 2 phân đoạn liền nhau. Điểm
cuối TBP của phân đoạn nhẹ trùng với điểm đâu TBP của phân đoạn nặng.
Khi đó, chênh lệch giữa hai giá trị này trên đường cong chưng cất ATSM lớn
hơn không và được gọi là ‘gap’. Trong trường hợp ngược lại, giá trị này nhỏ
hơn 0, gọi là ‘overlap’.
Tuy nhiên việc xác định điểm đầu và điểm cuối của đường cong chưng cất
thường không chính xác, do đó, các điểm ở 5% (hay 10%) và 95% (hay
90%) thường dùng để xác định chất lượng của quá trình tách sản phẩm.
- Chất lượng của quá trình chưng cất dầu thô còn được kiểm soát bới các
tính chất của các phân đoạn dưới đây :
 Điểm chớp cháy của phân đoạn kerosene và gasoil
 Điểm cuối của đường cong chưng cất ASTM D86 của phân đoạn
xăng nặng, thường thấp hơn 185 độ C để đảm bảo điểm cuối của
đường cong chưng cất của xăng reforming đáp ứng tiêu chuẩn
thương mại.

 Điểm vẩn đục của gasoil nặng
 Điểm chớp cháy của cặn chưng cất khí quyển
8.


9. CÁC CÔNG THỨC

c
hc
Tan.so : v  , Nang.luong : E  hv 


Do.hap.thu : D   LC  log( I / I o )

 : he.so.hap.thu .phan . tu(L.mol 1 .cm1 )
L : chieu.dai.cua.dung .dich.anh.sang .di.qua (cm)
C : nong.do.cua.chat.hap.thu (mol / L)
I
Do.truyen .qua : T  .100%
Io
D  log( I / I o )


Nang .luong .quay
h2
Eq  nhv 
( J  1)
2
8.I .
J : so.luong.tu .quay.co.gia .tri.0.1.2.3...

I : momen .quan .tinh  Mr 2
m1.m2
M : khoi.luong.rut .gon . 
m1  m2
r : khoang .cach .giua .2.nguyen .tu .trong.phan .tu
Luc.dan.hoi.F .ty.le.thuan.voi.do.lech.x
F   k .x
k : hang.so.luc
x : do.lech
Tan.so.dao.dong .dc.bieu .dien .qua .phtrinh .sau :
1
k
v
2 M
M : khoi.luong .rut.gon
k : phu.thuoc.vao.do.ben .lien .ket .giua .cac.nguyen .tu .
v : phu .thuoc.vao.hang.so.luc.va .khoi.luong.nguyen .tu


Nang .luong .dao.dong .dieu.hoa :
1
Ed  h.vd .(n  )
2
n : so.luong.tu .dao.dong.co.gia .tri.0.1.2.3.4.5....



×