Thiết kế phân xưởng chưng cất dầu thô ít phần nhẹ với năng suất 2,5 triệu tấn/năm

Më ®Çu DÇu má ®­îc con ng­êi biÕn ®æi tõ thêi cæ x­a vµ c«ng nghÖ chÕ biÕn dÇu má ®­îc xem nh­ b¾t ®Çu ra ®êi vµo n¨m 1859 khi mµ Edwis Drake (Mü) khai th¸c ®­îc dÇu th«, lóc bÊy giê l­îng dÇu th« khai th¸c ®­îc cßn rÊt Ýt nã ®­îc sö dông lµm nhiªn liÖu ®Ó ®èt ch¶y th¾p s¸ng. ThÕ kû 19 dÇu ®­îc coi nh­ nguån tµi nguyªn cho mäi ph­¬ng tiÖn giao th«ng vµ cho nÒn kinh tÕ quèc d©n. HiÖn nay dÇu má ®· trë thµnh nguån n¨ng l­îng quan träng nhÊt cña mäi quèc gia trªn thÕ giíi. Kho¶ng 65 ¸ 75% n¨ng l­îng sö dông tõ dÇu má, chØ cã 20 ¸22%. Dùa vµo c¸c qu¸ tr×nh chÕ biÕn nh­: Ch­ng cÊt, hydro crarking, reforming, ankil ho¸, ®ång ph©n ho¸, polyme ho¸ cho ra c¸c s¶n phÈm x¨ng, nhiªn liÖu ph¶n lùc dÇu má b«i tr¬n, cã hiÖu qu¶ tèi ®a vµ mét sè s¶n phÈm kh¸c nh­: s¶n phÈm n¨ng l­îng, phi n¨ng l­îng, butan, cèc vµ khÝ láng d©n dông, lµm khÝ ®èt vµ nhiªn liÖu. Ngµy nay trªn 90% s¶n phÈm h÷u c¬ cã nguån gèc tõ dÇu khÝ vµ tû lÖ dÇu khÝ sö dông vµo môc ®Ých n¨ng l­îng sÏ gi¶m dÇn do ®ã dÇu khÝ trong mét t­¬ng lai l©u dµi vÉn chiÕm d÷ mét vÞ trÝ quan träng trong lÜnh vùc n¨ng l­îng vµ nguyªn liÖu ho¸ häc mµ kh«ng cã mét tµi nguyªn thiªn nhiªn nµo c¹nh tranh næi. DÇu má lµ hçn hîp phøc t¹p trong ®ã cã hµng tr¨m hîp chÊt kh¸c nhau, nh­ng nguyªn tè c¬ b¶n chøa trong dÇu khÝ phÇn lín lµ hy®ro cacbon chiÕm tõ 60 ¸ 90% träng l­îng trong dÇu, cßn l¹i lµ c¸c chÊt oxy, l­u huúnh, n­íc, c¸c phøc chÊt c¬ kim, c¸c chÊt nhùa, asphanten. Trong khÝ cßn chøa c¸c khÝ tr¬ nh­ He, Ar, Xe…. §èi víi ViÖt Nam, coi dÇu khÝ lµ ngµnh kinh tÕ mòi nhän, lµ chç dùa cho ngµnh c«ng nghiÖp ho¸, hiÖn ®¹i ho¸, lµm ®µ thóc ®Èy cho nÒn kinh tÕ quèc d©n. §©y lµ mòi nhän cã tÝnh chiÕn l­îc cña ViÖt Nam, nh­ vËy ngµnh c«ng nghiÖp chÕ biÕn dÇu n­íc ta ®ang b­íc vµo thêi kú míi, thêi kú mµ c¶ n­íc ®ang thùc hiÖn môc tiªu c«ng nghiÖp ho¸, hiÖn ®¹i ho¸ ch¾c ch¾n sù ®ãng gãp cña ngµnh dÇu khÝ trong c«ng cuéc c«ng nghiÖp ho¸ ®Êt n­íc sÏ cã ý nghÜa kh«ng chØ b»ng nh÷ng chØ tiªu kinh tÕ cô thÓ mµ ngµnh c«ng nghiÖp mäi nhän nµy cßn lµ nguån ®éng viªn tinh thÇn cña ®¶ng, toµn d©n vµ nhÊt lµ thµnh viªn ®ang ho¹t ®éng trong ngµnh dÇu khÝ, h¨ng h¸i lao ®éng gãp phÇn x©y dùng ®Êt n­íc ®Ó sau vµi thËp niªn tíi s¸nh vai víi c¸c n­íc trong khu vùc vµ trªn thÕ giíi. C«ng nghiÖp chÕ biÕn dÇu ph¸t triÓn m¹nh lµ nhê c¸c ®Æc tÝnh quý riªng cña nguyªn liÖu dÇu má ma tõ nguyªn liÖu than ®­îc c¸c kho¸ng chÊt kh¸c kh«ng thÓ cã, ®ã lµ qu¸ tr×nh thÊp, thuËn tiÖn cho qu¸ tr×nh tù ®éng ho¸ dÔ khèng chÕ c¸c ®iÒu kiÖn c«ng nghÖ vµ cã c«ng suÊt chÕ biÕn lín, s¶n phÈm thu ®­îc cã chÊt l­îng cao, Ýt t¹p chÊt, dÔ tinh chÕ, dÔ t¹o ra nhiÒu lo¹i s¶n phÈm ®¸p øng mäi nhu cÇu cña ngµnh kinh tÕ quèc d©n. Cïng víi ù ph¸t triÓn m¹nh cña c«ng nghiÖp dÇu khÝ trªn thÕ giíi dÇu khÝ ViÖt Nam còng ®· ®­îc ph¸t hiÖn nh÷ng n¨m 1970 vµ ®ang trªn ®µ ph¸t triÓn, chóng ta ®· t×m ra nhiÒu má chøa dÇu dù tr÷ l­îng t­¬ng ®èi lín nh­ má B¹ch hæ, §¹i hïng má rång Nam c«n s¬n c¸c má khÝ nh­ TiÒn h¶i (Th¸i B×nh) Lan t©y, lan ®á… §©y lµ nguån nguyªn liÖu quý gióp n­íc ta cã thÓ b­íc vµo kû nguyªn míi cña c«ng nghÖ dÇu khÝ. Nhµ m¸y läc dÇu sè 1 Dung QuÊt víi c«ng suÊt 6 triÖu tÊn/n¨m, s¾p hoµn thµnh ®Ó ho¹t ®éng vµ ®ang tiÕn hµnh phª chuÈn nhµ m¸y läc dÇu sè 2 nghi s¬n - Thanh Ho¸ víi c«ng suÊt 7 triÖu tÊn/n¨m. Nh­ vËy ngµnh c«ng nghiÖp chÕ biÕn dÇu khÝ n­íc ta ®ang b­íc vµo thêi kú míi, thêi kú mµ c¶ n­íc ta®ang thùc hiÖn môc tiªu c«ng nghiÖp ho¸, hiÖn ®¹i ho¸. Ch¾c ch¾n sù ®èng gãp cña ngµnh dÇu khÝ sÏ rÊ cã nghÜa. DÇu má lµ mét hçn hîp rÊt phøc t¹p gåm hy®ro cacbon, khÝ thiªnnhiªn, khÝ dÇu má vµ c¸c hîp chÊt kh¸c nh­ CO2, N2, H2S, He…. DÇu má muèn sö dông ®­îc réng r·i, ch­ng cÊt s¬ khai dÇu, ch­ng cÊt ph©n ®o¹n. C¸c ph©n ®o¹n thu ®­îc phï hîp cho c¸c ph­¬ng ph¸p chÕ biÕn kh¸c. Thµnh phÇn ph©n ®o¹n lµ mét chØ tiªu quan träng cÇn x¸c ®Þnh dèi víi c¸c s¶n phÈm tr¾ng nh­ x¨ng, terosen, ®iezen. Theo thµnh phÇn ph©n ®o¹n cã thÓ biÕt ®­îc c¸c lo¹i s¶n phÈm thu ®­îc vµ khèi l­îng cña chóng c¸c ph©n ®o¹n bao giê còng gåm rÊt nhiÒu c¸c ®¬n chÊt kh¸c nhau víi nhiÖt ®é s«i thay ®æi. Do vËy ®Æc tr­ng cho tÝnh bay h¬i cña mét sè ph©n ®o¹n lµ nhiÖt ®é s«i ®Çu vµ nhiÖt ®é s«i cuèi. C¸c ph©n ®o¹n thu ®­îc tõ c¸c qu¸ tr×nh ch­ng cÊt s¬ khai ®­îc chÕ biÐn b»ng c¸c ph­¬ng ph¸p ho¸ häc hay vËt lý ®Ó thu c¸c s¶n phÈm n¨ng l­îng caùc s¶n phÈm phi n¨ng l­îng vµ c¸c s¶n phÈm ho¸ häc. V× thÕ ngµnh khai th¸c chÕ biÕn dÇukhÝ lµ mét ngµnh c«ng nghiÖp mòi nhän, trong t­¬ng lai l©u dµi vÉn chiÕm d÷ mét vÞ trÝ quan träng trong lÜnh vùc n¨ng l­îng vµ nguyªn liÖu ho¸ häc mµ kh«ng cã tµi nguyªn thiªn nhiªn nµo thay thÕ ®­îc. §Ò tµi cña em lµ "ThiÕt kÕ ph©n x­ëng ch­ng cÊt dÇu th« Ýt phÇn nhÑ víi n¨ng suÊt 2,5 triÖu tÊn/n¨m" vµ trªn c¬ së tr×nh bµy c¸c vÊn ®Ò lý thuyÕt cã liªn quan. PhÇn I. Tæng quan vÒ lý thuyÕt Ch­¬ng I. Nguyªn liÖu dÇu th« I.1. Thµnh phÇn ho¸ häc cña dÇu má. Trong thiªn nhiªn dÇu má ë d¹ng chÊt láng nhên, dÔ b¾t ch¸y, khi khai th¸c ë nhiÖt ®é th­êng cã ë d¹ng láng hay ®«ng ®Æc, cã mµu vµng ®Õn ®en lµ nguyªn liÖu chÝnh cho qu¸ tr×nh ch­ng cÊt dÇu th«. I.1.1. Thµnh phÇn nguyªn tè cña dÇu má. DÇu má lµ mét hçn hîp phøc t¹p, trong dÇu cã chøa tíi hµng tr¨m chÊt kh¸c nhau, nh­ng c¸c nguyªn tè c¬ b¶n chøa trong dÇu lµ c¸cbon vµ hy®ro. Trong ®ã C chiÕm 82 ¸ 87%: h chiÕm 0,01 ¸1,8% cßn l¹i lµ c¸c chÊt chøa oxy, l­u huúnh nit¬, c¸c phøc c¬ kim cã chÊt nhùa, aphanten. Trong khÝ cßn chøa c¸c khÝ tr¬ nh­ N2, He, Ar, Xe… Nh×n chung, dÇu má cµng chøa nhiÒu hy®ro c¸cbon cµng Ýt thµnh phÇn dÞ thÓ tè cµng tèt vµ lo¹i dÇu má ®ã cã gi¸ trÞ kinh tÕ cao. I.1.2. Thµnh phÇn hydro cacbon trong dÇu má. Hy®ro cacbon lµ phÇn chÝnh cña dÇu, nh­ tÊt c¶ c¸c lo¹i hy®ro cacbon (trõ olefin) ®Òu cã mÆt trong dÇu má. Chóng ®­îc chia thµnh c¸c nhãm parafin, naphten, aromat, hç hîp raphten - aromat. B»ng c¸c ph­¬ng ph¸p ho¸ lý, ng­êi ta ®· x¸c ®Þnh ®­îc h¬n 400 lo¹i hy®ro cacbon kh¸c nhau. I.1.2.1. hy®ro cacbon parafinic. Hy®rocacbon parafinic cßn häi lµ alkan, lµ lo¹i hy®ro cacbon phæ biÕn nhÊt. VÒ mÆt cÊu tróc, hy®ro cacbon parafin cã hai lo¹i: lo¹i cÊu tróc m¹ch th¼ng gäi lµ n - parafin vµ lo¹i cÊu m¹ch nh¸nh gäi lµ izo - parafin. Chungs cãi sè nguyªn tö cacbon tõ C1 ¸ C45. Trong ®ã n - parafin chiÕm ®a sè (25 ¸ 30% thÓ tÝch) Trong dÇu má chóng tån t¹i ë ba d¹ng: láng,, khÝ vµ r¾n. ë ®iÒu kiÖn th­êng (nhiÖt ®é 250C, ¸p suÊt khÝ quyÓn) c¸c parafin m¹ch th¼ng chøa tõ C1 ¸ C4 ®Òu n»m ë thÓ khÝ. C¸c n - parafin mµ ph©n tö chõa tõ C5 ¸ C17 n»m ë thÓ láng, cßn c¸c n - parafin chøa 18 nguyªn tö cacbon trë lªn n»m ë d¹ng tinh thÓ. Nh­ng hy®ro cacbon parafin tõ C5 ¸ C10 n»m trong phÇn nhÑ cña dÇu víi nh¸nh lµ nh÷ng cÊu tö tèt cña x¨ng, v× cho x¨ng cã kh¶ n¨ng chèng kÝch næ kÐm (nC7 cã trÞ sè octan = 0). Trong chÕ biÕn ho¸ dÇu, nh­ng hy®ro cacbon chøa trong phÇn nhÑ dÇu hay trong khÝ ®ång hµnh l¹i lµ nguyªn liÖu rÊt tèt cho qu¸ tr×nh s¶n xuÊt defin thÊp nh­ etylen, poropylen, butylen vµ toluen ®ã lµ nguyªn liÖu c¬ së cho tæng hîp ho¸ häc ®Ó s¶n xuÊt chÊt dÎ, v¶i, sîi ho¸ häc, t¬ nh©n t¹o. Ph¶i ¸p dông c¸c biÖn ph¸p nh­: gia nhiÖt ®­êng èng cho thªm phô gia, t¸ch bít n - parafin r¾n ngay t¹i n¬i khai th¸c ®Ó t¹i ®iÓm ®«ng ®Æc, c¸c biÖn ph¸p nµy g©y tèn kÐm, lµm t¨ng gi¸ thµnh dÇu th«. Tuy nhiªn, c¸c parafin r¾c t¸ch ra ®­îc tõ dÇu th« l¹i lµ nguyªn liÖu quý cho tæng hîp ho¸ häc ®Ó ®iÒu chÕ chÊt tÈy röa tæng hîp, ph©n tÝch… Cßn c¸c izo - parafin th­êng chØ n»m trong phÇn nhÑ vµ phÇn cã nhiÖt ®é s«i cao th× Ýt. Chóng th­êng cã cÊu tróc ®¬n gi¶n, m¹ch chÝnh dµo, nh¸nh phô Ýt vµ ng¾n, nh¸nh phô th­êng lµ nhãm metyl. C¸c izo - parafin cã cacbon tõ C5 ¸C10 lµ c¸c cÊu tö rÊt quý trong phÇn nhÑ cña dÇu má, chóng lµm t¨ng kh¶ n¨ng chèng kÝch næ cña x¨ng. C¸c izo - parafin so víi n - parafin chóng cã ®é linh ®éng cao h¬n vµ chóng lµm t¨ng trÞ sè octan cña x¨ng. I.1.2.2. Hydro cacbon Naphtenic. Naphteric cßn gäi lµ cyclo parafin, cã c«ng thøc tæng qu¸t lµ CnH2n.Nã lµ mét trong nh÷ng hy®ro cacbon phæ biÕn vµ quan träng dÇu má, hµm l­îng cña chóng cã thÓ thay ®æi tõ 30 ¸ 60% t räng l­îng. C¸c hy®ro cacbon th­êng gÆp lµ lo¹i mét vßng, trong ®ã chiÕm chñ yÕu lµ lo¹i vßng 5,6 c¹nhm lo¹i vßmg 7 c¹nh hoÆc lín hh¬n Ýt gÆp trong dÇu, vµ kh¸c nh÷ng naphten cã tõ 2 ¸ 3 vßng ng­ng tô còng Ýt gÆp, c¸c lo¹i hy®ro cacbon naphten cã mÆt trong ph©n ®o¹n nhÑ (th­êng lµ mét vßng vµ Ýt nh¸nh phô) hoÆc ë phÇn cã nhiÖt ®é s«i trung b×nh vµ cao (khi ®ã lµ nh÷ng cÊu tö cã nhiÒu vßng vµ nh¸nh phô dµi). Mét sè vÝ vÒ c¸c hy®ro cacbon cã trong dÇu má nh­ sau: Hy®ro cacbon naphten lµ thµnh phÇn rÊt quan träng trong nhiªn liÖu ®éng c¬ vµ dÇu nhên. C¸c naphten mét vßng lµm cho x¨ng cã chÊt l­îng cao nh÷ng hy®ro cacbon naphten mét vßng cã m¹ch dµi lµ thµnh phÇn rÊt tèt cña dÇu nhên v× chóng cã ®é nhít cao vµ Ýt thay ®æi theo nhiÖt, ®Æc biÖt chóng lµ c¸c cÊu tö rÊt quý cho nhiªn liÖu ph¶n lùc,do chóng cã nhiÖt ch¸y cao, ®ång thêi gi÷ ®­îc tÝnh linh ®éng ë nhiÖt ®é thÊp, ®iÒu nµy rÊt phï hîp khi ®éng c¬ ph¶i lµm viÖc ë nhiÖt ®é ©m. Ngoµi ra, hy®ro cacbon naphten trong dÇu má cßn lµ nguyªn liÖu quý ®Ó tõ ®ã ®iÒu chÕ c¸c hy®ro cacbon th¬m bezen butaen xylen (BTX) lµ chÊt khëi ®Çu trong s¶n xuÊt t¬ sîi tæng hîp. Nh­ vËy dÇu má chøa nhiÒu hy®ro cacbon naphten th× cµng cã gi¸ trÞ kinh tÕ cao v× tõ ®ã cã thÓ s¶n xuÊt ®­îc c¸c s¶n phÈm nhiªn liÖu vµ phi nhiªn liÖu cã chÊt l­îng tèt, chóng l¹i cã nhiÖt ®é ®«ng ®Æc thÊp nªn gi÷ ®­îc tÝnh linh ®éng kh«ng g©y khã kh¨n tèn kÐm cho qu¸ tr×nh b¬m, vËn chuyÓn phun nhiªn liÖu. I.1.2.3. Hy®ro cacbon aromatic (hy®ro cacbon th¬m). Hy®ro cacbon th¬m th­êng gÆp lµ lo¹i mét vßng no vµ ®ång ®¼ng cña chóng (bezen, toluen xylen…). C¸c chÊt nµy th­êng n»m trong phÇn nhÑ vµ lµ cÊu tö lµm t¨ng kh¶ n¨ng chèng kiÐch næ cña x¨ng. C¸c chÊt ng­ng tô 2,3 hoÆc 4 vßng th¬m cã mÆt trong phÇn cã nhiÖt ®é sè trung b×nh vµ cao cña dÇu má, hµm l­îng c¸c chÊt lo¹i nµy th­êng Ýt h¬n. D­íi ®©y lµ mét sè aromat th­êng gÆp trong dÇu. Kh¸c víi nhiªu liÖu x¨ng ë nhiªn liÖu ph¶n lùc vµ ®iezen, nÕu hµm l­îng aromat cao th× chóng lµm gi¶m chÊt l­îng cña c¸c lo¹i nhiªn liÖu ®ã do khã tù bè ch¸y vµ t¹o cèc, t¹o tµn trong ®éng c¬. Còng nh­ hy®ro cacbon naphtentic, c¸c cÊu tö dromat mét vßng cã nh¸nh phô dµi lµl nguyªn liÖu quý ®Ó s¶n xuÊt dÇu nhên cã ®é nhít vµ chØ sè ®é nhít cao (®é nhít Ýt bÞ biÕn ®æi theo nhiÖt ®é). I.1.2.4. Hy®ro cacbon lo¹i hçn hîp naphten - th¬m. Lo¹i nµy rÊt phæ biÕn trong dÇu, chóng th­êng n»m ë phµn cã ®­îc s«i cao. CÊu tróc cña chóng rÊt gièng víi cÊu tróc trong c¸c vËt liÖu h÷u c¬ ban ®Çu t¹o thµnh dÇu nªn dÇu cµng cã ®é biÕn ®æi chÊt thÊp sÏ cµng cã nhiÒu c¸c hy®ro cacbon lo¹i nµy. Mét sè lo¹i hy®ro cacbon hçn hîp naphten - th¬m th­êng gÆp trong dÇu má cã cÊu tróc nh­ sau: I.1.3. C¸c thµnh phÇn phihydrocacbon. I.1.3.1. C¸c hîp chÊt chøa l­u huúnh Trong thµnh phÇn phi hy®ro cacbon, c¸c chÊt h÷u c¬ chøa l­u huúnh lµ lo¹i hîp chÊt phæ biÕn nhÊt, chóng lµm xÊu ®i chÊt l­îng cña dÇu th«. Ng­êi ta d· x¸c ®Þnh ®­îc trªn 250 lo¹i hîp chÊt cña l­u huúnh. C¸c lo¹i dÇu th« chøa Ýt h¬n 0,5% l­u huúnh lµ lo¹i dÇu tèt, cßn dÇu chøa tõ 1 ®Õn 2% l­u huúnh trë lªn lµ dÇu xÊu. C¸c chÊt chøa l­u huúnh th­êng scã c¸c d¹ng nh­: - Mercaptan R - S - H Disunfua R - S - S - R'. - Sïnua R - S R' Thiophen. - L­u huúnh tù do S, H2S - L­u huúnh d¹ng marcaptan. Mecaptan lµ c¸c hîp chÊt cã nhãm SH liªn kÕt trùc tiÕp víi gèc hy®ro cacbon chóng kh«ng bÒn vµ dÔ ph©n huû ë nhiÖt ®é cao. 2RSH R - S - R + H2S. RSH R' - CH = CH2 + H2S. C¸c chÊt Mecaptan th­êng cã mÆt ë phÇn nhiÖt ®é s«i thÊp cã ph©n ®o¹n x¨ng, víi nhiÖt ®é d­íi 2000C) gèc hy®ro cacbon th­êng tõ C1 ¸ C8. L­u huúnh d¹ng sunfua vµ disunfua. C¸c chÊt nµy cã ë ph©n ®o¹n nhiÖt ®é s«i trung b×nh vµ cao. Gèc hy®ro cacbon cã thÓ lµ m¹ch th¼ng vßng no hoÆc th¬m. VÝ dô: §Æc biÖt ë phÇn cã nhiÖt ®é s«i cao th­êng thÊy nhiÒu l­u huúnh dangj disunfua, cã thÓ lµ do c¸c chÊt mercapten bÞ ph©n huû ®­îc dÏ dµng oxy ho¸ ®Ó t¹o ra disunfua theo ph¶n øng. 2RSH + O2 R - S - S - R + H2O L­u huúnh d¹ng thi ophen. C¸c hîp chÊt chøa l­u huúnh d¹ng thiophen cã cÊu tróc m¹ch vßng nh­: Thiophen lµ b¹c chÊt chøa l­u huúnh phæ biÕn nhÊt (chiÕm tõ 45 ¸ 92 % trong tÊt c¶ c¸c d¹ng hîp chÊt chøa l­u huúnh cña dÇu má) chóng th­êng cã ë phÇnc¬ nhiÖt ®é s«i trung b×nh vµ cao cña dÇu. - L­u huúnh d¹ng tù do. §ã lµ l­u huúnh d¹ng nguyªn tè vµ d¹ng H2S. Dùa vµo hµm l­îng l­u huúnh d¹ng H2S cã trong dÇu mµ ng­êi ta ph©n ra hai lo¹i dÇu : DÇu chua l­îng H2S > 3,7 ml H2S/1lit dÇu ngät l­îng H2S < 3,7ml H2S/ 1lit dÇu. Khi ®un nãng H2S sÏ bay ra, g©y nªn ¨n mßn ®­êng èng, thiÕt bÞ. I.1.3.2. C¸c chÊt chøa Nit¬. C¸c chÊt chøa nit¬ th­êng cã Ýt trong dÇu má (0,01 ¸ 1% träng l­îng) chóng n»m ë phÇn cã nhiÖt ®é s«i cao, th­êng cã 1,2 hoÆc 3 nguyªn tö N, nh÷ng hîp chÊt cã mét nguyªn tö nit¬ th­êng cã tÝnh baz¬ vµ lµ lo¹i chÝnh cßn c¸c chÊt chøa tõ hai nguyªn tö nit¬ trë lªn rÊt Ýt. Còng cã lo¹i chøa tíi bèn nguyªn tö nit¬. Còng cã lo¹i chøa tèi bèn nguyªn tö n­íc. Nh­ng chÊt nµy th­êng cã xu h­íng t¹o phøc víi kim lo¹i nh­ V, Ni (ë d¹ng Porfinin). Mét sè d¹ng hîp chÊt chøa mét nit¬ nh­ sau: I.1.3.3. C¸c chÊt chøa oxy. C¸c chÊt chøa oxy trong dÇu má th­êng tån t¹i d­íi d¹ng axit, xet«n, phªnol, ete, este…Trong ®ã cac axit vµ phenol lµ quan träng h¬n c¶, chóng th­êng n»m ë phÇn cã nhiÖt ®é s«i trung b×nh vµ cao. C¸c axit th­¬ng cã mét chøc n¨ng vµ nhiÒu nhÊt ë phÇn nhiÖt ®é s«i trung b×nh,cßn ë nhiÖt ®é cao h¬n, hµm l­îng axit gi¶m.C¸c phenol th­êng gÆp lµ: I.1.3.4. C¸c kim lo¹i nÆng. Hµm l­îng c¸c kim lo¹i cã trong dÇu th­êng kh«ng nhiÒu (phÇn v¹n ®Õn phÇn triÖu) chóng cã trong cÊu tróc cña c¸c phøc c¬ kim (d¹ng parphirin), chñ yÕu lµ phøc cña hai nguyªn tè V vµ Ni. Ngoµi ra cßn mét l­îng nhá c¸c nguyªn tè kh¸c nh­ Fe, Cu, Zn, Ca, Mg, Ti,… Hµm l­îng kim lo¹i nÆng nhiÒu sÏ g©y trë ng¹i cho c¸c qu¸ tr×nh chÕ biÕn xóc t¸c, do chóng g©y ngé ®éc xóc t¸c. V× vËy ®èi víi qu¸ tr×nh craking vµ reforming, yªu cÇu hµm l­îng c¸c kim lo¹i nµy kh«ng ®­îc qu¸ 5 ®Õn 19 ppm. Ngoµi ra, phÇn cÆn cña dÇu má nÕu chøa nhiÒu kim lo¹i nÆng, khi sö dông lµm nhiÖt ®é ®èt lµ sÏ cã thÓ x¶y ra sù cè thñng lß do t¹o hîp kim cã nhiÖt ®é nãng ch¶y thÊp. I.1.3.5. C¸c chÊt nhùa vµ asphanten. Nhùa vµ asphanten kü thuËt nh÷ng chÊt chøa ®ång thêi c¸c nguyªn tè C, H, O, S, N cã phÇn tö l­îng rÊt lín (500 ¸ 600 ®vC trë lªn) Nh×n bÒ ngoµi chóng ®Òu cã mÇu xÉm nÆng h¬n n­íc (tû träng lín h¬n 1) vµ kh«ng tan trong n­íc chóng ®Òu cã cÊu tróc hÖ vßng ng­ng tô cao, th­êng tËp trung nhiÒu ë phÇn nÆng, nhÊt lµ cÆn trong dÇu má. Tuy nhiªn còng cã thÓ ph©n biÖt ®­îc nhùa vµ asphanten theo c¸c ®Æc ®iÓm: Nhùa Asphanten - Träng l­îng ph©n tö: 600 ¸ 100®vC - DÔ tan trong dung m«i h÷u c¬, khi t¹o dung dÞch thùc - §é th¬m ho¸: 0,14 ¸ 0,25 - träng l­îng ph©n tö 100 ¸ 2500®vC - Khã tan trong dung m«i h÷u c¬, khi tan trong dung dÞch keo. - §é th¬m ho¸: 0,2 ¸ 0,7. C¸c chÊt nhùa vµ asphanten th­êng cã nhiÒu ë phÇn nÆng, ®Æc biÖt lµ phÇn cÆn sau khi ch­ng cÊt, chóng ®Òi lµm xÊu ®i chÊt l­îng cña dÇu má, sù cã mÆt cña chóng trong nhiªn liÖu sÏ lµm cho s¶n phÈm bÞ sÉm mµu, khi ch¸y kh«ng hÕt sÏ t¹o cÆn, t¹o tµn. Trong qu¸ tr×nh chÕ biÕn chóng rÔ g©y ngé ®éc xóc t¸c. Tuy nhiªn, dÇu më nµo chøa nhiÒu nhùa vµ asphaten sÏ lµm nguån nguyªn liÖu tèt ®Ó s¶n xuÊt nhùa ®­êng. Nhùa vµ asphaten ë c¸c lo¹i dÇu má kh¸c nhau vÉn cã thµnh phÇn nguyªn tè gÇn gièng nhau. Nhùa dÔ chuyÓn thµnh asphanten khi bÞ oxy ho¸, do ®ã cã thÓ coi r»ng asphanten lµ s¶n phÈm chuyÓn ho¸ tiÕp theo cña nhùa. V× vËy mµ ph©n tö l­îng cña asphanten bao giê còng cao h¬n cña nhùa. I.1.3.6. N­íc lÉn trong dÇu má (N­íc khoan). Trong dÇu má bao giê còng cã l·n mét l­îng n­íc nhÊt ®Þnh, cóng ®Òu tån t¹i ë d¹ng nhò t­¬ng. C¸c nguyªn tè nh©n dÉn ®Õn sù cã mÆt cña n­íc trong dÇu ®ã lµ: N­íc cã tõ khi h×nh thµnh nªn dÇu khÝ do sù lón ch×m cña c¸c vËt liÖu h÷u c¬ d­íi ®¸y biÓn vµ n­íc tõ khÝ quyÓn (nh­ n­íc m­a) ngÊm vµo c¸c má dÇu. Trong n­íc khoan chøa mét l­îng rÊt lín c¸c mèi kho¸ng c¸c cation vµ anion th­êng gÆp lµ: Na+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, K+, Cl-, CHO-3, SO2-4, SO2-3, Br-, I-… Ngoµi ra cã mét sè oxit kh«ng ph©n ly ë d¹ng keo nh­ H2O3, Fe2O3, SiO2. Khi khai th¸c dÇu, ®Ó l¾ng, n­íc sÏ t¸ch ra khái dÇu. Trong tr­êng hîp n­íc t¹o thµnh hÖ nhò t­¬ng bÒn v÷ng, lóc ®ã muèn t¸ch ®­îc hÕt n­íc th¶i dïng phô gia ph¸ nhò. CÇn chó ý r»ng mét sè muèi kho¸ng trong n­íc bÞ ph©n huû ph©n t¹o ra axit g©y ra ¨n mßn thiÕt bÞ, b¬m, ®­êng èng, theo ph¶n øng. MgCl2 + 2H2O Mg(OH)2 + 2HCl. MgCl2 + H2O Mg(OH)Cl + HCl. V× vËy ph¶i nghiªn cøu kü vÒ n­íc khoan vµ cã biÖn ph¸p ®Ó phßng sù ¨n mßn ®ã. I.2. ChuÈn bÞ nguyªn liÖu dÇu th« tr­íc khi chÕ biÕn. I.2.1. C¸c hîp chÊt cã h¹i trong dÇu th« . DÇu th« võa míi khai th¸c ë më lªn, ngoµi phÇn chñ yÕu lµ hy®ro cacbon, trong dÇu th« cßn chøa khÝ, n­íc muèi, c¸t, ®Êt n»m lÉn trong dÇu th«. Muèi lÉn t rong dÇu th« nh­: NaCl, CaCl2, MgCl2… N­íc lÉn trong dÇu má ë tr¹ng th¸i tù do vµ tr¹ng th¸i nhò t­¬ng. Trong dÇu má cßn lÉn c¸c khÝ h÷u c¬ nh­ CH4, C2H2, C3H8, C4H10 vµ khÝ v« c¬ nh­: H2S, CO2, H2. ViÖc cã mÆt c¸c t¹p chÊt kÓ trªn cã h¹i tíi qu¸ tr×nh vËn chuyÓn vµ tån chøa rÊt lín, ®Æc biÖt lµ khi ch­ng cÊt dÇu, chóng sÏ t¹o cÆn vµ c¸c hîp chÊt ¨n mßn, ph¸ háng thiÕt bÞ lµm gi¶m c«ng suÊt chÕ biÕn v× thÕ tr­íc khi ®­a vµo chÕ biÕn, dÇu th« cÇn ph¶i ®­îc cho qua c¸c b­íc xö lý kh¸c nhau ®Ó t¸ch c¸c t¹p chÊt cã h¹i. I.2.2. æn ®Þnh dÇu khai nguyªn. DÇu nguyªn khai cßn chøa c¸c khÝ hoµ tan nh­ khÝ ®ång hµnh vµ c¸c khÝ phi hy®ro cacbon. §¹i bé phËn chóng dÔ t¸ch ra khi ¸p suÊt trong lóc phun ra khái giÕng khoan. Nh­ng dï sao vÉn cßn l¹i mét l­îng nhÊt ®Þnh lÉn vµo trong dÇu cÇn ph¶i t¸ch tiÕp tr­íc khi ®­a chóng vµo chÕ biÕn nh»m môc ®Ých h¹ thÊp ¸p suÊt h¬i khi ch­ng cÊt cÊt dÇu th« vµ nhËn thªm nguån nguyªn liÖu cho chÕ biÕn ho¸ dÇu, v× r»ng khi c¸c khÝ hy®ro cacbon nhÑ (C1 ¸ C4) lµ nguån nguyªn liÖu quý c ho qu¸ tr×nh s¶n suÊt difin nhÑ. æn ®Þnh dÇu thùc chÊt lµ tÝch bít phÇn nhÑ, nh­ng ®Ó tr¸nh bay h¬i c¶ phÇn x¨ng, tèt nhÊt lµ tiÕn hµnh ch­ng cÊt ë ¸p suÊt cao, khi ®ã chØ cã c¸c cÊu tö nhÑ h¬n C4 bay h¬i cßn c¸c ph©n tö C5 trë lªn vÉn cßn l¹i trong dÇu. I.2.3. T¸ch c¸c t¹p chÊt c¬ häc, n­íc vµ muèi. I.2.3.1. T¸ch b»ng ph­¬ng ph¸p c¬ häc. I.2.3.1.1. L¾ng. B¶n chÊt cña ph­¬ng ph¸p l¾ng lµ dùa vµo sù kh¸c nhau vÓ tû träng dÇu vµ c¸c t¹p chÊt nh­ ®Êt ®¸, n­íc vµ muèi. NÕu dÇu cã t¹p chÊt nµu khi ®Ó l©u ngµy th× t¹p chÊt sÏ t¸ch vµ vµ l¾ng xuèng t¹o thµnh hai líp râ rÖt vµ cã thÓ t¸ch ra dÔ dµng. Tèc ®é l¾ng cña h¹t cã tÝnh theo c«ng thøc Stockes, ¸p dông khi kÝch th­íc h¹t lín h¬n 0,5mm. Trong ®ã: V - VËn tèc l¾ng cm/s r - ®­êng kÝnh cña hat. d1, d2 - tû träng cña h¹t vµ cña dÇu t­¬ng øng. h - ®é nhít ®éng häc cña hçn hîp. Tõ c«ng thøc nµy ta thÊy nÕu kÝch th­íc h¹t cµng bÐ, sù chªnh lÖch vÒ tû träng cµng Ýt, ®é nhít cña hçn hîp cµng lín th× tèc l¾ng cµng nhá vµ nh­ vËy, ®Ó ph©n chia thµnh c¸c líp riªng biÖt ®ßi hái thêi gian cµng lín. §Ó t¨ng thêi gian l¾ng, ng­êi ta th­êng dïng biÖn ph¸p gia nhiÖt ®Ó gi¶m ®é nhít, nhiÖt ®é th­êng ®­îc duy tr× trong kho¶ng 50 ¸ 60%C ®Ó tr¸nh mÊt m¸t do dÇu bay h¬i. NÕu duy tr× ë ¸p suÊt cao, ta cã thÓ n©ng cao nhiÖt ®é l¾ng mµ kh«ng sî mÊt m¸t v× h¬i lóc nµy thÊp h¬n so víi tr­êng hîp dïng ¸p suÊt thÊp. I. 2.3.2.3. Ly t©m. Ly t©m lµ ph­¬ng ph¸p hay ®­îc dïng ®Ó t¸ch n­íc vµ c¸c t¹p chÊt ®Êt ®¸. Lùc ly t©m cµng lín cµng cã kh¶ n¨ng ph©n chia cao vµ c¸c h¹t cã tû träng kh¸c nhau khái dÇu. Lùc ly t©m tû lÖ víi b×nh ph­¬ng sã vßng quay ly t©m cña roto nªn sè vßng quay cµng lín, hiÖu qu¶ t¸ch cµng cao. Trong c«ng nghiÖp th­êng dïng m¸y ly t©m so víi vßng quay tõ 3500 ¸ 50.000 vßng/phót. Nh­ng nÕu sè vßng quay cµng lín th× viÖc chÕ t¹o thiÕt bÞ cµng khã kh¨n vµ kh«ng thÓ chÕ t¹o thiÕt bÞ víi c«ng suÊt lín. Do vËy, lÜnh vùc ¸p dông ¶u ph­¬ng ph¸p nµy còng bÞ h¹n chÕ. I.2.3.1 Ph­¬ng ph¸p läc. §Ó t¸ch n­íc vµ t¹p chÊt ®Êt ®¸ khái dÇu cã thÓ dïng ph­¬ng ph¸p läc khi chóng ta cho thªm vµo dÇu mét chÊt dÔ thÊm n­íc, dÔ d÷ n­íc vµ t¸ch chóng ra. C¸c chÊt nµy thuéc lo¹i c¸c (chÊt läc tr¬". VÝ dô trong thùc tÕ ng­êi ta dïng bong thuû tinh ®Óläc n­íc ra khái dÇu. I.2.3.2. C¸c ph­¬ng ph¸p c¸c . I.2.3.2.1. T¸ch nhò t­¬ng trong dÇu b»ng ph­¬ng ph¸p ho¸ häc. B¶n chÊt cña ph­¬ng ph¸p lµ cho thªm mét chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt ®Ó nhñ t­¬ng cßn gäi lµ chÊt khö nhñ). Khi cac ®iÒu kiÖn thao t¸c nh­ nhiÖt ®é, ¸p suÊt chÊt rung ®éng… ®­îc chän ë chÕ ®é thÝch hîp th× hiÖu cña c¸c ph­¬ng ph¸p còng rÊt cao. Song khã kh¨n lµ ph¶i chän ®­îc chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt thÝch hîp kh«ng g©y hËu qu¶ khã kh¨n cho viÖ chÕ biÕn sau nµy, còng nh­ kh«ng ph©n huû hay t¹o m«i tr­êng ¨n mßn thiÕt bÞ. I.2.3.2.2. Ph­¬ng ph¸p dïng ®iÖn tr­êng. Dïng ®iÖn tr­êng ®Ó ph¸ nhñ t­¬ng, t¸ch muèi khái dÇu lµ mét ph­¬ng ph¸p hiÖn ®¹i, c«ng suÊt lín, quy m« c«ng nghiÖp vµ dÔ tù ®éng ho¸ nªnn c¸c nhµ m¸y chÕ biÕn dÇu cã c«ng suÊt lín ®Òu ¸p dông ph­¬ng ph¸p nµy. V× b¶n th©n c¸c t¹p chÊt ®· kï c¸c h¹t dÔ nhiÔm ®iÖn tÝch, do vËy nÕu ta dïng lùc ®iÖn tr­êng m¹nh sÏ lµm thay ®æi ®iÖn tÝch t¹o ®iÒu kiÖn cho c¸c h¹t ®«ng tô hay ph¸t triÓn lµm cho kÝch th­íc lín lªn vµ nh­ v©þa chóng sÏ dÔ bÞ t¸ch ra khái dÇu. T­¬ng t¸c ®iÖn tr­êng gi÷a c¸c h¹t lµm cho c¸c h¹t tÝch ®iÖn vµ l¾ng xuèng. Nguyªn t¾c nµy ®­îc ¸p dông ®Ó t¸ch muèi, n­íc ra khái dÇu th«. DÇu th« ®­îc gia nhiÖt tr­íc trong cac thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt ®é råi ®­îc trén víi mét l­îng n­íc s¹ch ®Ó t¹o thµnh nhò t­¬ng chøa mèi. Lùc hót gi÷a c¸c h¹t tÝch ®iÖn lµm hco c¸c h¹t lín lªn, ng­ng tô thµnh h¹t cã kÝch th­íc lín vµ chóng dÔ t¸ch thµnh líp n­íc n»m d­íi líp dÇu. Trong thùc tÕ ng­êi ta pha thªm n­íc vµo dÇu víi l­îng tõ 3 ¸ 8% so víi dÇu th« vµ cã thÓ cho thªm ho¸ chÊt råi cho qua van t¹o nhò, sau khi ®· qua thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt ë nhiÖt ®é 130 ¸ 1500C, muèi t rong dÇu th« ®­îc chuyÓn nhò t­¬ng vµ khi ®­îc dÉn vµo kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®iÖn cùc cã hiÖu ®iÖn thÕ tõ 26000 V trë lªn chóng tÝch ®iÖn va vµo nhau vµ t¨ng dÇn kÝch th­íc, cuèi cïng t¸ch thµnh líp n­íc n»m trong thiÕt bÞ t¸ch muèi ®­îc gi÷ ë ¸p suÊt tö 9 ¸ 12 kg/cm2, bé phËn an toµn ®­îc bè trÝ ngay trong thiÕt bÞ, khi t¸ch mté bËc ng­êi ta cã thÓ t¸ch 90 ¸ 95% muèi cßn nÕu ¸p dông t¸ch hai cùc sÏ n©ng hiÖu suÊt muèi lªn 99%. ThiÕt bÞ t¸ch muèi vµ n­íc th­êng cã d¹ng h×nh trô hay h×nh cÇu, d¹ng h×nh trÞ lo¹i ngang ®­îc sö dông phæ biÕn do dÔ chÕ t¹o, l¨p ®Æt vµ tèn Ýt kim lo¹i h¬n. ThiÕt bÞ th­êng cã kÝch th­íc nh­ sau: ®­êng kÝnh 3 ¸ 5m chiÒu dµi 18 ¸ 20 m dung tÝch th­êng tõ 100 ¸ 150m3. vµ cã thÓ chÞu ®­îc ¸p suÊt ®Õn 18 ¸ 20 kg/cm2. Ch­¬ng II. Ch­ng cÊt dÇu th«. II. 1. Môc ®Ých vµ ý nghÜa cña qu¸ tr×nh ch­ng cÊt dÇu th« Trong c«ng nghiÖp chÕ biÕn dÇu, dÇu th« sau khi ®· ®­îc xö lý qua c¸c qu¸ tr×nh t¸ch n­íc, muèi vµ c¸c t¹p chÊt c¬ häc, ®­îc ®­a vµo ch­ng cÊt. C¸c qu¸ tr×nh ch­ng cÊt dÇu ë ¸p suÊt khÝ quyÓn ADCA tmospheric Distillation) vµ ch­ng cÊt trong ch©n kh«ng VD (Vacum Distillation) thuéc vÒ nhãm c¸c qu¸ tr×nh chÕ biÕn vËt lý.Ch­ng cÊt ë ¸p suÊt khÝ quyÓn AD víi nguyªn liÖu lµ dÇu th« ®«i khi cßn gäi lµ qu¸ tr×nh CDU (Caud oil Distitlation Uint) cßn ch­ng cÊt VD dïng nguyªn liÖu lµ cÆn cña qu¸ tr×nh ch­ng cÊt AD, trong thùc tÕ ®«i khi cßn gäi lµ cÆn cña qu¸ t×nh ch­ng cÊt (cÆn th« hay mazut) tuú theo b¶n chÊt cña nguyªn liÖu vµ môc ®Ých cña qu¸ tr×nh mµ chóng ta sÏ ¸p dông ch­ng cÊt AD, VD hay hay kÕt hîp c¶ hai AD - VD (gäi t¾t lµ A - V - D). C¸c nhµ m¸y hiÖn ®¹i lu«n lu«n dïng lo¹i c«ng nghÖ A - V - D. Khi ¸p dông lo¹i h×nh c«ng nghÖ AD chóng ta chØ ch­ng cÊt dÇu th« víi môc ®Ých nhËn c¸c ph©n ®o¹n x¨ng (naphta nhÑ, naphta nÆng) ph©n ®on¹ kerosen, ph©n ®o¹n diezen (nÆng, nhÑ) vµ phÇn cÆn cßn l¹i sau ch­ng cÊt khi muèn ch­ng cÊt s©u thªm phÇn cÆn th« nh»m môc ®Ých nhËn c¸c ph©n ®o¹n gasoil ch©n kh«ng hay ph©n ®o¹n dÇu nhên, ng­êi ta ch­ng cÊt VD. Ph©n ®o¹n gasoil qu¸ tr×nh crarking ph©n ®o¹n dÇu nhên ®­îc dïng ®Ó chÕ t¹o c¸c s¶n phÈm dÇu mì b«i tr¬n. Cßn ph©n ®o¹n cÆn ch­ng cÊt VD gäi lµ ph©n ®o¹n cÆn gurdon, ®­îc dïng ®Ó chÕ t¹o bitum nhùa ®­êng hay lµm nguyªn liÖu cho qu¸ tr×nh cèc ho¸ s¶n xuÊt dÇu má. Nh­ vËy tuú theo thµnh phÇn cña dÇu má, vµ môc ®Ých chÕ biÕn mµ ng­êi ta ¸p dông lo¹i h×nh c«ng nghÖ ch­ng cÊt thÝch hîp. II.1.1. C¸c s¬ ®åp c«ng nghÖ ®­îc tr×nh bµy ë trªn h×nh sau: II.1.2. C¬ së lý thuyÕt cña qu¸ tr×nh ch­ng cÊt dÇu th«. Qu¸ tr×nh ch­ng cÊt dÇu lµ mét qu¸ tr×nh vËt lý ph©n chia dÇu th« thµnh c¸c phÇn gäi lµ c¸c ph©n ®o¹n qu¸ tr×nh nµy ®­îc thùc hiÖn b»ng c¸c biÖn ph¸p kh¸c nhau nh»m t¸ch c¸c phÇn ®Çu theo nhiÖt ®é s«i cña c¸c cÊu tö cã trong dÇu mµ kh«ng lµm ph©n huû chóng. Tuú theo biÖn ph¸p tiÕn hµnh ch­ng cÊt mµ ng­êi ta ph©n chia qu¸ tr×nh ch­ng cÊt thµnh ch­ng cÊt ®¬n gi¶n, chñng phøc t¹p, ch­ng cÊt nhê cÊu tö bay h¬i hay ch­ng cÊt t rong ch©n kh«ng. II.1.2.1. Ch­ng ®¬n gi¶n. Ch­ng ®¬n gi¶n lµ qu¸ tr×nh ch­ng cÊt ®­îc tiÕn hµnh b»ng c¸ch bay h¬i dÇn dÇn, mét lÇn hay nhiÒu lÇn, mét hçn hîp láng cÇn ch­ng. II.1.2.1.1. Ch­ng bay h¬i dÇn dÇn. H×nh 2: Ch­ng c¾t bay h¬i dÇn dÇu 1. B×nh ch­ng. 2. ThiÕt bÞ ®un s«i. 3. ThiÕt bÞ ng­ng tô. 4. B×nh thu s¶n phÈm ThiÕt bÞ (2) ®èt nãng liªn tôc hçn hîp chÊt láng trong b×nh ch­ng (1) tõ nhiÖt thÊp tíi nhiÖt ®é s«i cuèi khi liªn tôc t¸ch h¬i s¶n phÈm vµ ng­ng tô h¬i ra tong thiÕt bÞ ng­ng tô (3) vµ thu ®­îc s¶n phÈm láng trong bÓ chøa (4) ph­¬ng ph¸p nµy ®­îc ¸p dông trong phßng thÝ nghiÖm. II. 1.2.1.2. Ch­ng cÊt bay h¬i mét lÇn. Ph­¬ng ph¸p nµy cßn ®­îc gäi lµ bay h¬i c©n b»ng. H×nh 3: Ch­ng cÊt bay h¬i mét lÇn 1. Th¸p ch­ng. 2. ThiÕt bÞ ®ung s«i. 3. ThiÕt bÞ ng­ng tô. 4. BÓ chøa I. Nhiªn liÖu ban ®Çu. II. PhÇn c¾t. III. PhÇn cÆn Hçn hîp láng ®­îc cho liªn tôc vµo thiÕt bÞ ®un s«i (2) ë ®©y hçn hîp ®­îc ®un nãng ®Õn nhiÖt ®é x¸c ®Þnh vµ ¸p suÊt p cho tr­íc pha láng - h¬i ®­îc t¹o thµnh ®¹t ®Õn tr¹ng th¸i c©n b»ng, ë khuÕch ®¹i ®ã l¹i ®­îc cho vµo thiÕt bÞ ph©n chia mét lÇn trong thiÕt bÞ ®o¹n nhiÖt (1) pha h¬i qua thiÕt bÞ nh­ng tô (3) råi vµo chøa (4), tõ ®ã ta nh¹n ®­îc phÇn c¾t, phÝa d­íi thiÕt bÞ (1) lµ pha láng ®­îc t¸ch ra liªn tôc ta nhËn ®­îc phÇn cÆn. Tû lÖ gi÷a l­îng h¬i ®­îc t¹o thµnh khi bay h¬i mét lÇn víi l­îng chÊt láng nguyªn liÖu ch­ng ban ®Çu ®­îc gäi lµ ch­ng cÊt. Ch­ng cÊt mét lÇn nh­ vËy sÏ cho phÐp nhËn ®­îc phÇn ch­ng cÊt lín h¬n so víi cÊt dÇu. Tuy víi nhiÖt ®é ch­ng bé giíi h¹n, nh­ng vÉn cho phÐp nhËn ®­îc mét l­îng phÇn cÊt lín h¬n. II.1.2.1.3. Ch­ng cÊt bay h¬i nhiÒu lÇn. Lµ qu¸ tr×nh gåm nhiÒu qu¸ tr×nh bay h¬i mét lÇn nèi tiÕp nhau ë nhiÖt ®é t¨ng cao dÇn( hay ë ¸p suÊt thÊp h¬n) ®èi víi phÇn cÆn. H×nh 4: Ch­ng cÊt bay híi nhiÒu lÇn 1. Th¸p ch­ng cÊt nhiÖt ®é thÊp 2. Th¸p ch­ng cÊt nhiÖt ®é cao. 3. ThiÕt bÞ gia nhiÖt. 4. ThiÕt bÞ ng­ng tô. 5. B×nh chøa s¶n phÈm. I. Nhiªn liÖu. II. PhÇn cÊt nhÑ. III CÆn ch­ng cÊt ë nhiÖt ®é thÊp. IV. PhÇn cÊt nÆng. V. CÆn ch­ng cÊt ë nhiÖt ®é cao. Nhiªn liÖu ®­îc cho qu¸ tr×nh thiÕt bÞ gia nhiÖt (3) vµ ®­îc lµm nãng ®Õn nhiÖt ®é cÇn thiÕt, sau ®ã cho vµo th¸p ch­ng ®o¹n nhiÖt (1). ë ®©y phÇn nhÑ ®­îc bay h¬i ë ®Ønh vµ qua thiÕt bÞ lµm alnhj (4). Sau ®ã vµo bÓ chøa (5) phÇn nÆng ë ®¸y th¸p (1) ®­îc gia nhiÖt ë (3) vµ dÉn vµo th¸p ch­ng ®o¹n nhiÖt (2). Th¸p ch­ng nµy cã ¸p suÊt thÊp h¬n so víi ¸p suÊt ch­ng (I) vµ phÇn nhÑ bay h¬i lªn ®Ønh, qua thiÕt bÞ ng­ng tô (4) vµ sau ®ã vµo bÓ (5). Ta chØ thu ®­îc phÇn s¶n phÈm, nÆng IV ë ®¸y thÊp (2) ta thu ®­îc phÇn cÆn cña qu¸ tr×nh ch­ng (V). Ph­¬ng ph¸p ch­ng cÊt dÇu b»ng bay h¬i m«t lÇn vµ bay h¬i nhiÒu lÇn cã ý nghÜa rÊt lín trong thùc tÕ c«ng nghiÖp chÕ biÕn dÇu ë c¸c d©y chuyÒn ho¹t ®éng liªn tôc. Qu¸ tr×nh bay h¬i mét lÇn ®­îc ¸p dông khi ®èt nãng dÇu trong c¸c thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt, t rong lß èng vµ tiÕp theo qu¸ tr×nh tÝch pha h¬i láng ë bé phËn cung cÊp, ph©n phèi cña th¸p tinh luyÖn. Ch­ng ®¬n gi¶n, nhÊt lµ víi lo¹i bay h¬i m«t lÇn, kh«ng ®¹t ®­îc ®é ph©n chia cao khi cÇn ph©n chia râ rµng c¸c cÊu tö cña hçn hîp chÊt láng. II.1.2.2. Ch­ng phøc t¹p. §Ó n©ng cao kh¶ n¨ng ph©n chia mét hçn hîp chÊt láng ph¶i tiÕn hµnh ch­ng cÊt cã hèi l­u hay ch­ng cÊt cã tinh luyÖn ®ã lµ ch­ng cÊt phøc t¹p. II.1.2.2.1. Ch­ng cÊt cã håi l­u Ch­ng cÊt cã håi l­u lµ qu¸ tr×nh ch­ng khi lÊy mét phÇn chÊt láng ng­ng tô tõ h¬i t¸ch ra cho quay l¹i t­íi tõ dßng h¬i bay lªn. Nhê cã sù tiÕp xóc ®ång ®Òu vµ thªm mét lÇn n÷a gi÷a pha láng vµ pha h¬i mµ pha h¬i t¸ch ra khái hÖ thèng l¹i ®­îc lµm giµu thªm cÊu tö nhÑ (cã nhiÖt ®é s«i thÊp h¬n) s¬ víi khi kh«ng cã håi l­u, nhê vËy mµ cã ®é ph©n chia cao h¬n.ViÖc håi l­u láng ®­îc khèng chÕ b»ng bé phËn ®Æc biÖt vµ bè trÝ phÝa trªn thiÕt bÞ ch­ng. H×nh 5: Ch­ng cÊt cã håi l­u 1. Th¸p ch­ng 2. ThiÕt bÞ ®un s«i. 3. BÓ chøa I. Nguyªn liÖu. II. S¶n phÈm cÊt. III PhÇn cÆn. Nguyªn liÖu (I) qua thiÕt bÞ ®ung nãng (2) råi vµo th¸p ch­ng (1) phÇn h¬i ®Ó lªn ®Ønh th¸p sau ®ã qua thiÕt bÞ lµm l¹nh vµ thu ®­îc s¶n phÈm (II) phÇn ®¸y ®­îc th¸o ra lµ phÇn cÆn (III) mét phÇn ®­îc gia nhiÖt håi l­u trë l¹i, ®¸y th¸p trùc tiÕp hiÖn tiÕp qu¸ tr×nh ch­ng cÊt thu ®­îc s¶n phÈm. II.1.2.2.2. Ch­ng cÊt cã tinh luyÖn. Ch­ng cÊt cã tinh luyÖn cho ®é ph©n chia cao h¬n khi kÕt hîp víi håi l­u c¬ së qu¸ tr×nh tinh luyÖn lµ sù trao ®æi nhiÒu lÇn vÒ c¶ hai pha gi÷a pha láng vµ pha h¬i chuyÓn ®éng ng­îc chiÒu nhau. Qu¸ tr×nh nµy thùc hiÖn trong th¸p tinh luyÖn. §Ó qu¸ tr×nh x¶y ra hoµn thiÖn h¬n gi÷a pha láng vµ pha h¬i trong th¸p ®­îc trang bÞ ®Üa ®Öm. §é ph©n chia mét hçn hîp c¸c cÊu tö trong th¸p phô thuéc vµo sè lÇn tiÕp xóc gi÷a c¸c pha vµo l­îng håi l­u ë ®Üa vµ håi l­u ®Ønh th¸p. C¸c qu¸ tr×nh ch­ng cÊt s¬ khëi dÇu th« dùa vµo qu¸ tr×nh ch­ng cÊt mét sè lÇn vµ nhiÒu lÇn cã tinh luyÖn. Qu¸ tr×nh tinh luyÖn x¶y ra trong th¸p ch­ng ph©n ®o¹n trong th¸p bè trÝ c¸c ®Üa , ho¹t ®éng cña th¸p ®­îc m« t¶ nh­ sau: H×nh 6: Nguyªn lý lµm viÖc cña tÇng ®Üa trong th¸p tinh luyÖn Pha h¬i Vn bay lªn tõ ®Üa thø n lªn ®Üa thø n - 1 ®­îc tiÕp xóc víi pha láng Ln - 1 ch¶y tõ ®Üa n - 1 xuèng cßn pha láng ln tõ ®Üa n ch¶y xuèng ®Üa phÝa d­íi n + 1 l¹i tiÕp xóc v¬i pha h¬i Vn + 1 bay h¬i d­íi lªn. Nhê qu¸ tr×nh tiÕp xóc nh­ vËy mµ qu¸ tr×nh trao ®æi chÊt x¶y ra tèt h¬n pha h¬i bay lªn ngµy cµng lµm giµu thªm cÊu tö nhÑ, cßn pha láng ch¶y xuèng phÝa d­íi ngµy cµng nhiÒu cÊu tö nÆng. Sè lµn tiÕp xóc pha cµng nhiÒu, qu¸ tr×nh trao ®æi chÊt cµng ®­îc t¨ng c­êng vµ kÕt qu¶ ph©n tÝch cña th¸p cµng tèt, hay nãi c¸ch kh¸c th¸p cã ®é håi l­u ®¸y nhê cã håi l­u ®Ønh vµ ®¸y mµ lµm cho th¸p ho¹t ®éng liªn tôc, æn ®Þnh vµ cã kh¶ n¨ng ph©n t¸ch cao. Ngoµi ®Ønh vµ ®¸y, nÕu cÇn ng­êi ta thiÕt kÕ håi l­u trung gian, b»ng c¸ch lÊy s¶n phÈm ®¸y c¹nh s­ên th¸p cho trao ®æi nhiÖt lµm l¹nh råi quay l¹i t­íi vµ th¸p. khi lÊy s¶n phÈm c¹nh s­ên cña th¸p, ng­êi ta trang bÞ thªm c¸c bé phËn t¸ch trung._.