www.ebook.edu.vn Vũ Quang Chỉnh Hoá dầu 1_K48 33
II.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình chưng cất:
Các yếu tố cơng nghiệp có ảnh hưởng trực tiếp tới hiệu suất và chất lượng của quá trình chưng cất là nhiệt độ, áp suất và phương pháp chưng cất. Chế độ công nghệ chưng cất phụ thuộc nhiều vào chất lượng dầu thô ban đầu, vào mục đích và u cầu của q trình, vào chủng loại và sản phẩm cần thu và phải có dây chuyền cơng nghệ hợp lý. Vì vậy khi thiết kế quá trình chưng cất, ta phải xét kỹ và kết hợp đầy đủ tất cả các yếu tố để quá trình chưng cất đạt hiệu quả cao nhất. Các yếu tố cơng nghệ chưng cất dầu chính là các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình làm viẹc của tháp chưng cất. II.2.1.Chế độ nhiệt của tháp chưng luyện . Nhiệt độ là thông số quan trọng nhất của tháp chưng cất. Bằng cách thay đổi nhiệt độ của tháp sẽ điều chỉnh được nhiệt độ và hiệu suất của sản phẩm. Chế độ nhiệt của tháp gồm nhiệt độ của nguyên liệu vào tháp, nhiệt độ đỉnh tháp, nhiệt độ trong tháp và nhiệt độ đáy tháp. Nhiệt độ của nguyên liệu dầu thô vào tháp chưng phụ thuộc vào bản chất của loại dầu thô, mức độ phân tách của sản phẩm, áp suất trong tháp và lượng hơi nước đưa vào đáy tháp, nhưng chủ yếu phải tránh sự phân huỷ nhiệt ở nhiệt độ cao. Nếu dầu thô thuộc loại dầu nặng mực độ phân chia lấy sản phẩm ít thì nhiệt độ vào tháp chưng luyện sẽ không cần cao. Trong thực tế sản phẩm khi chưng cất ở áp suất khí quyển, nhiệt độ nguyên liệu vào tháp chưng luyện thường trong giới hạn 320 ÷ 360 C còn nhiệt độ ngun liệu mazut vào tháp chưng ở áp suất chân không thường khoảng 400 ÷ 440 C. Nhiệt độ đáy tháp chưng luyện phụ thuộc vào phương pháp bay hơi và hồi lưu đáy. Nếu bay hơi phần hồi lưu đáy bằng thiết bị đốt nóng riêng biệt thì nhiệt độ đáy tháp sẽ ứng với nhiệt độ bốc hơi cân bằng ở áp suất tại đáy tháp, nếu bốc hơi bằng cách dung hơi nước quá nhiệt thì nhiệt độ đáy tháp sẽ thấp hơn vùng nạp liệu. Nhiệt độ đáy tháp phải chọn tối ưu, tránh sự phân huỷ các cấu tử nặng, nhưng lại phải đủ để tách hết hơi nhẹ khỏi phần nặng. www.ebook.edu.vn Vũ Quang Chỉnh Hoá dầu 1_K48 34 Nhiệt độ đỉnh tháp được khống chế nhằm đảm bảo sự bay hơi. Nhiệt độ đỉnh tháp chưng luyện ở áp suất thường để tách xăng ra khỏi dầu thơ thường là 110 ÷ 130 C, còn đối với tháp chưng chân khơng, khi áp suất chưng la 10 ÷ 70 mmHg thường nhiệt độ khơng q 120 C. Với mục đích để giảm bớt mất mát Gasoil chân không hay mất mát các cấu tử trong phân đoạn dầu nhờn. Để bảm bảo chế độ nhiệt của tháp, cũng như đã phân tích ở trên là để phân chia các q trình hồn thiện thì phải có hồi lưu. Các dạng hồi lưu: Ở đỉnh tháp có hai dạng hồi lưu: Hồi lưu nóng và hồi lưu nguội. Hồi lưu nóng: Q trình hồi lưu nóng được thực hiện bằng cách ngưng tụ một phần hơi sản phẩm đỉnh ở nhiệt độ sơi của nó. Khi tưới trở lại tháp, chúng chỉ cần thu nhiệt để bốc hơi. Tác nhân lạnh có thể dùng là nước hay chính sản phẩm lạnh. Xác định lượng hồi lưu nóng theo cơng thức: R n i Q \= Trong đó: • R n - lượng hồi lưu nóng, kgh. • Q - Nhiệt hồi lưu cần lấy để bốc hơi, Kcalh • i - Nhiệt ngưng tụ của sản phẩm lỏng, Kcalh Do thiết bị hồi lưu nóng khó lắp ráp và khó cho việc vệ sinh, đặc biệt khi công suất của tháp lớn, nên ít phổ biến và bị hạn chế. Hồi lưu nguội: Được thực hiện bằng cách làm nguội và ngưng tụ sản phẩm đỉnh rồi tưới trở lại tháp chưng. Khi đó lượng hồi lưu cần thu lại một lượng nhiệt cần thiết để đun nóng nó đến nhiệt độ sơi cần thiết để đun nóng nó đến nhiệt độ sơi và nhiệt độ cần để hố hơi. www.ebook.edu.vn Vũ Quang Chỉnh Hố dầu 1_K48 35 Xác định hồi lưu nguội theo cơng thức: R n c t t i Q q q Q t j t h . 1 2 2 1 − + \= + Trong đó: • R ng : Nhiệt hồi lưu nguội, kgh. • Q: Nhiệt lượng hồi lưu lấy đi, Kcalh. • q h t1 : Hàm nhiệt của hơi phần tinh cất với nhiệt độ t 1 đi ra khỏi đỉnh tháp chưng, Kcalh. • q l t2 : Hàm nhiệt của pha lỏng lượng hồi lưu nguội với nhiệt độ t 2 vào tháp chưng, Kcalh. • i: Nhiệt lượng phần hơi • c: Nhiệt dung riêng của sản phẩm hồi lưu. • t 1, t 2 : Nhiệt độ của hơi và lỏng tương ứng Từ công thức trên ta thấy lượng hồi lưu nguội càng nhỏ thì nhiệt độ hồi lưu vào tháp t 1 càng thấp. Thường nhiệt độ hồi lưu t 1 tưới vào tháp chưng khoảng 30÷40
- Hồi lưu nguội sử dụng rộng rãi vì lượng hồi lưu thường ít, làm tăng rõ ràng chất lượng mà khơng giảm nhiều năng suất của tháp chưng. Hồi lưu trung gian: Quá trình hồi lưu trung gian thực hiện bằng cách lấy một phần sản phẩm lỏng nằm trên các đĩa có nhiệt độ là t 1 , đưa ra ngồi làm lạnh đến t rồi tưới trở lại tháp, khi đó chất lỏng hồi lưu cần thu một lượng nhiệt để đun nóng từ nhiệt độ t ÷t 2 . Xác định hồi lưu trung gian qua công thức: R tg 2 t t t t q q Q − \= www.ebook.edu.vn Vũ Quang Chỉnh Hố dầu 1_K48 36 Trong đó: • Q: Lượng hồi lưu lấy đi, Kcalh. • q t t2 , q t t0 : Hàm nhiệt của hồi lưu ở pha lỏng với nhiệt độ t 2 và t , Hồi lưu trung gian có nhiều ưu điểm như: Giảm lượng hơi đi ra ở đỉnh tháp, tận dụng được một lượng nhiệt thừa rất lớn của tháp chưng để đun nóng ngun liệu ban đầu, tăng cơng suất làm việc của tháp. Người ta thường kết hợp hồi lưu trung gian với hồi lưu lạnh cho phép điều chỉnh chính xác nhiệt độ chưng dẫn đến đảm bảo được hiệu suất và chất lượng sản phẩm của quá trình.
II.2.2. Áp suất của tháp chưng: