dangvancao
New Member
Download miễn phí Đồ án Tính toán và thiết kế hệ thống sản xuất xăng chất lượng cao từ nguyên liệu là xăng nặng với năng suất 400.000 tấn xăng nặng/năm
Đồ án Quá trình reforming xúc tác xăng nặng
mục lục
mở đầu 3
chương i: vài nét về công nghệ chế biến dầu mỏ 6
1.1 giới thiệu chung về dầu mỏ 6
1.2. xăng và các phương pháp nâng cao chất lượng xăng 7
1.3 vai trò của quá trình reforming và Cr-acking trong công nghệ chế biến dầu mỏ 12
chương ii: quỏ trỡnh reforming xỳc tỏc xăng nặng 14
2.1. nguyên liệu của quá trình 15
2.2. các phản ứng xảy ra trong quá trình 16
2.3. xúc tác trong quá trình reforming xúc tác 21
2.3.1. đặc điểm chung của xúc tác reforming 21
2.3.2. vai trò của xúc tác trong việc cải tiến quá trình 25
2.3.3. sự thay đổi của xúc tác trong quá trình làm việc 25
2.4. các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình reforming xúc tác 30
2.4.1. chất lượng nguyên liệu 30
2.4.2. áp suất 33
2.4.3. ảnh hưởng của nhiệt độ 35
2.4.4. ảnh hưởng của tốc độ thể tích 36
2.4.5. ảnh hưởng của tỷ lệ khí giữa h2 tuần hoàn và nguyên liệu (bội số tuần hoàn khí) 37
2.4.6. ảnh hưởng của hiệu ứng nhiệt 38
2.5. công nghệ reforming xúc tác 39
chương iii: tính thiết bị phản ứng 45
3.1 tính công nghệ 46
3.1.1 cân bằng chất và nhiệt 46
3.1.2 tính các thông số cần thiết: 52
3.1.3 phần viết chương trình bằng ngôn ngữ pascal 54
3.1.4 phần chạy chương trình 59
3.2 tính cơ khí 63
3.2.1 tính thân thiết bị 63
3.2.2. tính đáy (nắp) thiết bị 66
3.2.3 tính tai treo 67
3.2.4 tính bích giữa nắp và đáy (loại bích phẳng hàn) 69
3.2.5 tính bulông lắp nắp-thân. 70
3.2.6 tính hệ thống đỡ xúc tác 72
3.2.7 tính hệ thống phân phối khí 75
3.2.8 tính bích cửa nạp liệu 76
3.2.9 tính ống dẫn sản phẩm và bích nối giữa ống này và cửa ra của sản phẩm 76
chương iv: tính lò đốt 78
4.1 tính công nghệ. 78
4.1.1. tính lượng dầu fo cần đốt. 78
4.1.2. tính chiều dài mỗi ống xoắn, số lượng ống xoắn. 81
4.2. tính cơ khí giàn ống và lò. 89
4.2.1. tính vòi phun. 90
4.2.2 tính lò 96
chương v: an toàn lao động 106
5.1. các biện pháp an toàn đối với thiết bị. 106
5.2. các yêu cầu an toàn đặt ra đối với một kỹ sư thiết kế. 106
kết luận 108
tài liệu tham khảo 109
Chương I: VÀI NÉT VỀ CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU MỎ
1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DẦU MỎ
Dầu mỏ là một hỗn hợp phức tạp gồm hàng trăm cấu tử khác nhau. Mỗi loại dầu mỏ đặc trưng bởi thành phần riêng, song về cơ bản chúng đều chứa các Hydrocabon là thành phần chính, chiếm 60 90% trọng lượng trong dầu còn lại là các chất chứa ôxi, lưu huỳnh, nitơ, các phức kim loại. Trong dầu mỏ còn chứa các khí trơ nh He, Ar …
Nhìn chung dầu mỏ càng chứa nhiều Hydrocabon và càng Ýt các thành phần dị nguyên tố thì chất lượng càng tốt và là loại dầu có giá trị cao.
Hydrocabon là thành phần chính của dầu mỏ, chúng được chia thành các nhóm: parafin, naphten, aromat, hỗn hợp naphen-arcomat. Hydrocabon thơm thường gặp là loại một vòng và đồng đẳng của chúng (benzen, toluen, xyren) các chất này thường nằm trong phần nhẹ là cấu tử làm tăng khả năng chống kích nổ của xăng.
Dầu mỏ muốn ứng dụng được thì phải tiến hành phân chia thành từng phân đoạn. Dầu mỏ khai thác lên từ các mỏ dầu trong lòng đất là một chất lỏng đặc sánh sử dụng được. Trong hỗn hợp dầu thô lấy từ mỏ dầu lên có chứa nước, muối khoáng và các tạp chất khác. Trước lúc đem dầu thô vào chưng luyện người ta phải tiến hành tách nước, muối khoáng và các tạp chất khác. Quá trình chưng luyện trực tiếp phân chia dầu thô thành từng các phân đoạn nhỏ có khoảng nhiệt độ sôi hẹp hơn. Đầu tiên khi khai thác dầu có sự giảm áp nên phân đoạn khí được tách ra thường từ C1 đến C4. Ngoài ra còn một lượng Ýt C5, C6 bay theo. Sau đó tuỳ từng trường hợp vào giới hạn nhiệt độ sôi mà ta thu được các phân đoạn sau:
- Phân đoạn xăng: nhiệt độ nhỏ hơn 1800C bao gồm các thành phần từ C5 đến C10, C11.
- Phân đoạn Kerosen: nhiệt độ sôi từ 180 350 0C chứa các thành phần từ C16 đến C20, C21
- Phân đoạn Gudron với nhiệt độ sôi trên 500 0C gồm các thành phần có số nguyên tố Carbon từ C41 trở lên
Các phân đoạn trên được ứng dụng trong nhiều mục đích khác nhau nhưng chủ yếu được dùng làm nhiên liệu các sản phẩm hoá học.
1.2. XĂNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG XĂNG
Với khoảng nhiệt độ sôi hơn 180 0C, phân đoạn xăng bao gồm các Hydrocabon từ C5 đến C10, C11. Cả ba loại Hydrocabon Parafin, naphtenic, aromatic đều có mặt trong phân đoạn xăng. Tuy nhiên thành phần, số lượng các Hydrocabon rất khác nhau, phụ thuộc vào nguồn gốc dầu thô ban đầu. Chẳng hạn từ họ dầu parafinic ta thu được xăng có chứa parafin. Còn từ dầu naphtenic ta thu được xăng có nhiều cấu tử vòng no. Ngoài Hydrocabon, trong phân đoạn xăng còn chứa hợp chất S, N2 và O2.
Mét trong những tính chất quan trọng nhất của xăng là phải có khả năng chống lại kích nổ. Đặc trưng đó gọi là trị số octan.
Trị sè octan được đo bằng phần trăm thể tích của izooctan (2,2,4 - trimetyl pentan) trong hỗn hợp chuẩn với n - heptan (n – C7H16) tương đương với khả năng chống kích nổ của nhiên liệu ở điều kiện tiêu chuẩn. Sử dụng thang chia từ 0 100 trong đó n - heptan có trị số octan bằng 0, còn izootan được quy ước bằng 100.
Có hai phương pháp xác định trị số octan:
- Phương pháp nghiên cứu (RON): số vòng quay của môtơ thử nghiệm là 600 vòng/phút.
- Phương pháp môtơ (MON): số vòng quay của môtơ thử là 900 vòng/phút.
Thường thì trị số octan tính theo RON thường cao hơn tính theo MON. Mức chênh lệch đó phản ảnh: ở một mức nào đó tính chất của nhiên liệu thay đổi khi chế độ làm việc của động cơ thay đổi. Cho nên mức chênh lệch đó còn gọi là độ nhạy của nhiên liệu đối với chế độ làm việc thay đổi của động cơ. Mức chênh lệch giữa MON và RON càng thấp càng tốt.
Mỗi loại xăng khác nhau có khả năng chống kích nổ cũng khác nhau. Các hydrocarbon phân tử nhỏ nh parafin mạch nhánh, các aromat chỉ cháy được khi điểm hoả nghĩa là loại này có khả năng chống kích nổ tốt. Các n - parafin dễ dàng cháy ngay cả khi mặt lửa chưa truyền tới gây ra sự cháy kích nổ.
Khả năng chống kích nổ của các Hydrocarbon được sắp xếp theo thứ tự giảm dần:
Hydrocarbon thơm > Olefin mạch nhánh > parafin nhánh > naphten có nhánh > olefin mạch thẳng > naphten > parafin mạch thẳng > parafin mạch thẳng lớn.
1. Các phương pháp nghiên cứu chất lượng xăng
Phân đoạn xăng lấy trực tiếp dầu mỏ có rất Ýt izoparafin do đó trị số octan thấp (khoảng 30 60). Trong khi đó yêu cầu về trị số octan của xăng động cơ phải lớn hơn 10. Điều đó có nghĩa là xăng lấy trực tiếp từ chưng cất dầu thô không dùng được cho động cơ mà ta phải sử dụng các phương pháp chế biến hoá học, lý học để biến đổi thành phần của xăng nhằm thu được xăng có trị số octan cao thoả mãn yêu cầu về kỹ thuật của động cơ chạy bằng xăng.
Một số phương pháp phổ biến
a. Phương pháp phụ gia
Mục đích của phương pháp này là dùng một hoá chất cho vào xăng nhằm hạn chế quá trình oxi hoá của các hydrocarbon ở không gian trước buồng lửa khi cháy trong động cơ. Có hai nhóm phụ gia:
+ Phô gia chì: bao gồm các chất nh tetrametyl chì (TML), tetraetyl chì (TEL) có tác dụng phá huỷ các tạp chất trung gian hoạt động do đó giảm khả năng chống kích nổ dẫn đến trị số octan của xăng tăng lên.
+ Phô gia không chì: chì là một phụ gia khi cho vào xăng làm tăng trị số octan lớn nhất (từ 6 đến 12 đơn vị octan) nhưng nếu dùng xăng có pha chì thì lượng chì trong khói thải của các động cơ chạy bằng xăng (xe máy, ôtô…) ảnh hưởng rất xấu tới môi trường vì chì là một chất gây ngộ độc đối với con người. Chính vì sự độc hại của xăng pha chì mà hiện nay nhiều quốc gia trên thế giới trong đó có Việt Nam đã khuyến khích mọi người sử dụng xăng không chì (unlead petrol).
Có mét số giải pháp hữu hiệu để đạt tới trị số octan cao hơn khi không sử dụng chì:
- Pha trộn xăng có trị số octan cao (nh xăng alkyl hoá, izome hoá…) với nhiên liệu có trị số octan thấp.
- Nâng cấp và đưa thêm các thiết bị lọc dầu để sản xuất hỗn hợp xăng có trị số octan cao.
- Sử dụng các chất phụ gia không chữa chì nh các hợp chất chứa oxi: etanol, MTBE, TAME…
b. Phương pháp hoá học
Biện pháp tăng trị số octan của xăng bằng việc sử dụng phụ gia chì là biện pháp tạm thời. Giải pháp lâu dài là phải tìm cách chế biến hoá học mới kinh tế nhất để tăng hiệu suất của xăng. Nguyên tắc chung của các phương pháp hoá học là chuyển hoá các hydrocarbon mạch thẳng thành mạch nhánh hay thành hydrocarbon vòng no, vòng thơm có trị số octan cao hơn.
Các phương pháp hoá học cơ bản
- Cr-acking nhiệt: là quá trình phân huỷ dưới tác dụng của nhiệt thực hiện ở điều kiện nhiệt độ 470 540 0C và áp suất từ 20 70 at
Nguyên liệu cho quá trình Cr-acking nhiệt là phân đoạn xăng nặng đến cặn, chủ yếu hay dùng là gasoil và cặn. Chương 2: Quá trình reforming xúc tác xăng nặng
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Đồ án Quá trình reforming xúc tác xăng nặng
mục lục
mở đầu 3
chương i: vài nét về công nghệ chế biến dầu mỏ 6
1.1 giới thiệu chung về dầu mỏ 6
1.2. xăng và các phương pháp nâng cao chất lượng xăng 7
1.3 vai trò của quá trình reforming và Cr-acking trong công nghệ chế biến dầu mỏ 12
chương ii: quỏ trỡnh reforming xỳc tỏc xăng nặng 14
2.1. nguyên liệu của quá trình 15
2.2. các phản ứng xảy ra trong quá trình 16
2.3. xúc tác trong quá trình reforming xúc tác 21
2.3.1. đặc điểm chung của xúc tác reforming 21
2.3.2. vai trò của xúc tác trong việc cải tiến quá trình 25
2.3.3. sự thay đổi của xúc tác trong quá trình làm việc 25
2.4. các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình reforming xúc tác 30
2.4.1. chất lượng nguyên liệu 30
2.4.2. áp suất 33
2.4.3. ảnh hưởng của nhiệt độ 35
2.4.4. ảnh hưởng của tốc độ thể tích 36
2.4.5. ảnh hưởng của tỷ lệ khí giữa h2 tuần hoàn và nguyên liệu (bội số tuần hoàn khí) 37
2.4.6. ảnh hưởng của hiệu ứng nhiệt 38
2.5. công nghệ reforming xúc tác 39
chương iii: tính thiết bị phản ứng 45
3.1 tính công nghệ 46
3.1.1 cân bằng chất và nhiệt 46
3.1.2 tính các thông số cần thiết: 52
3.1.3 phần viết chương trình bằng ngôn ngữ pascal 54
3.1.4 phần chạy chương trình 59
3.2 tính cơ khí 63
3.2.1 tính thân thiết bị 63
3.2.2. tính đáy (nắp) thiết bị 66
3.2.3 tính tai treo 67
3.2.4 tính bích giữa nắp và đáy (loại bích phẳng hàn) 69
3.2.5 tính bulông lắp nắp-thân. 70
3.2.6 tính hệ thống đỡ xúc tác 72
3.2.7 tính hệ thống phân phối khí 75
3.2.8 tính bích cửa nạp liệu 76
3.2.9 tính ống dẫn sản phẩm và bích nối giữa ống này và cửa ra của sản phẩm 76
chương iv: tính lò đốt 78
4.1 tính công nghệ. 78
4.1.1. tính lượng dầu fo cần đốt. 78
4.1.2. tính chiều dài mỗi ống xoắn, số lượng ống xoắn. 81
4.2. tính cơ khí giàn ống và lò. 89
4.2.1. tính vòi phun. 90
4.2.2 tính lò 96
chương v: an toàn lao động 106
5.1. các biện pháp an toàn đối với thiết bị. 106
5.2. các yêu cầu an toàn đặt ra đối với một kỹ sư thiết kế. 106
kết luận 108
tài liệu tham khảo 109
Chương I: VÀI NÉT VỀ CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU MỎ
1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DẦU MỎ
Dầu mỏ là một hỗn hợp phức tạp gồm hàng trăm cấu tử khác nhau. Mỗi loại dầu mỏ đặc trưng bởi thành phần riêng, song về cơ bản chúng đều chứa các Hydrocabon là thành phần chính, chiếm 60 90% trọng lượng trong dầu còn lại là các chất chứa ôxi, lưu huỳnh, nitơ, các phức kim loại. Trong dầu mỏ còn chứa các khí trơ nh He, Ar …
Nhìn chung dầu mỏ càng chứa nhiều Hydrocabon và càng Ýt các thành phần dị nguyên tố thì chất lượng càng tốt và là loại dầu có giá trị cao.
Hydrocabon là thành phần chính của dầu mỏ, chúng được chia thành các nhóm: parafin, naphten, aromat, hỗn hợp naphen-arcomat. Hydrocabon thơm thường gặp là loại một vòng và đồng đẳng của chúng (benzen, toluen, xyren) các chất này thường nằm trong phần nhẹ là cấu tử làm tăng khả năng chống kích nổ của xăng.
Dầu mỏ muốn ứng dụng được thì phải tiến hành phân chia thành từng phân đoạn. Dầu mỏ khai thác lên từ các mỏ dầu trong lòng đất là một chất lỏng đặc sánh sử dụng được. Trong hỗn hợp dầu thô lấy từ mỏ dầu lên có chứa nước, muối khoáng và các tạp chất khác. Trước lúc đem dầu thô vào chưng luyện người ta phải tiến hành tách nước, muối khoáng và các tạp chất khác. Quá trình chưng luyện trực tiếp phân chia dầu thô thành từng các phân đoạn nhỏ có khoảng nhiệt độ sôi hẹp hơn. Đầu tiên khi khai thác dầu có sự giảm áp nên phân đoạn khí được tách ra thường từ C1 đến C4. Ngoài ra còn một lượng Ýt C5, C6 bay theo. Sau đó tuỳ từng trường hợp vào giới hạn nhiệt độ sôi mà ta thu được các phân đoạn sau:
- Phân đoạn xăng: nhiệt độ nhỏ hơn 1800C bao gồm các thành phần từ C5 đến C10, C11.
- Phân đoạn Kerosen: nhiệt độ sôi từ 180 350 0C chứa các thành phần từ C16 đến C20, C21
- Phân đoạn Gudron với nhiệt độ sôi trên 500 0C gồm các thành phần có số nguyên tố Carbon từ C41 trở lên
Các phân đoạn trên được ứng dụng trong nhiều mục đích khác nhau nhưng chủ yếu được dùng làm nhiên liệu các sản phẩm hoá học.
1.2. XĂNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG XĂNG
Với khoảng nhiệt độ sôi hơn 180 0C, phân đoạn xăng bao gồm các Hydrocabon từ C5 đến C10, C11. Cả ba loại Hydrocabon Parafin, naphtenic, aromatic đều có mặt trong phân đoạn xăng. Tuy nhiên thành phần, số lượng các Hydrocabon rất khác nhau, phụ thuộc vào nguồn gốc dầu thô ban đầu. Chẳng hạn từ họ dầu parafinic ta thu được xăng có chứa parafin. Còn từ dầu naphtenic ta thu được xăng có nhiều cấu tử vòng no. Ngoài Hydrocabon, trong phân đoạn xăng còn chứa hợp chất S, N2 và O2.
Mét trong những tính chất quan trọng nhất của xăng là phải có khả năng chống lại kích nổ. Đặc trưng đó gọi là trị số octan.
Trị sè octan được đo bằng phần trăm thể tích của izooctan (2,2,4 - trimetyl pentan) trong hỗn hợp chuẩn với n - heptan (n – C7H16) tương đương với khả năng chống kích nổ của nhiên liệu ở điều kiện tiêu chuẩn. Sử dụng thang chia từ 0 100 trong đó n - heptan có trị số octan bằng 0, còn izootan được quy ước bằng 100.
Có hai phương pháp xác định trị số octan:
- Phương pháp nghiên cứu (RON): số vòng quay của môtơ thử nghiệm là 600 vòng/phút.
- Phương pháp môtơ (MON): số vòng quay của môtơ thử là 900 vòng/phút.
Thường thì trị số octan tính theo RON thường cao hơn tính theo MON. Mức chênh lệch đó phản ảnh: ở một mức nào đó tính chất của nhiên liệu thay đổi khi chế độ làm việc của động cơ thay đổi. Cho nên mức chênh lệch đó còn gọi là độ nhạy của nhiên liệu đối với chế độ làm việc thay đổi của động cơ. Mức chênh lệch giữa MON và RON càng thấp càng tốt.
Mỗi loại xăng khác nhau có khả năng chống kích nổ cũng khác nhau. Các hydrocarbon phân tử nhỏ nh parafin mạch nhánh, các aromat chỉ cháy được khi điểm hoả nghĩa là loại này có khả năng chống kích nổ tốt. Các n - parafin dễ dàng cháy ngay cả khi mặt lửa chưa truyền tới gây ra sự cháy kích nổ.
Khả năng chống kích nổ của các Hydrocarbon được sắp xếp theo thứ tự giảm dần:
Hydrocarbon thơm > Olefin mạch nhánh > parafin nhánh > naphten có nhánh > olefin mạch thẳng > naphten > parafin mạch thẳng > parafin mạch thẳng lớn.
1. Các phương pháp nghiên cứu chất lượng xăng
Phân đoạn xăng lấy trực tiếp dầu mỏ có rất Ýt izoparafin do đó trị số octan thấp (khoảng 30 60). Trong khi đó yêu cầu về trị số octan của xăng động cơ phải lớn hơn 10. Điều đó có nghĩa là xăng lấy trực tiếp từ chưng cất dầu thô không dùng được cho động cơ mà ta phải sử dụng các phương pháp chế biến hoá học, lý học để biến đổi thành phần của xăng nhằm thu được xăng có trị số octan cao thoả mãn yêu cầu về kỹ thuật của động cơ chạy bằng xăng.
Một số phương pháp phổ biến
a. Phương pháp phụ gia
Mục đích của phương pháp này là dùng một hoá chất cho vào xăng nhằm hạn chế quá trình oxi hoá của các hydrocarbon ở không gian trước buồng lửa khi cháy trong động cơ. Có hai nhóm phụ gia:
+ Phô gia chì: bao gồm các chất nh tetrametyl chì (TML), tetraetyl chì (TEL) có tác dụng phá huỷ các tạp chất trung gian hoạt động do đó giảm khả năng chống kích nổ dẫn đến trị số octan của xăng tăng lên.
+ Phô gia không chì: chì là một phụ gia khi cho vào xăng làm tăng trị số octan lớn nhất (từ 6 đến 12 đơn vị octan) nhưng nếu dùng xăng có pha chì thì lượng chì trong khói thải của các động cơ chạy bằng xăng (xe máy, ôtô…) ảnh hưởng rất xấu tới môi trường vì chì là một chất gây ngộ độc đối với con người. Chính vì sự độc hại của xăng pha chì mà hiện nay nhiều quốc gia trên thế giới trong đó có Việt Nam đã khuyến khích mọi người sử dụng xăng không chì (unlead petrol).
Có mét số giải pháp hữu hiệu để đạt tới trị số octan cao hơn khi không sử dụng chì:
- Pha trộn xăng có trị số octan cao (nh xăng alkyl hoá, izome hoá…) với nhiên liệu có trị số octan thấp.
- Nâng cấp và đưa thêm các thiết bị lọc dầu để sản xuất hỗn hợp xăng có trị số octan cao.
- Sử dụng các chất phụ gia không chữa chì nh các hợp chất chứa oxi: etanol, MTBE, TAME…
b. Phương pháp hoá học
Biện pháp tăng trị số octan của xăng bằng việc sử dụng phụ gia chì là biện pháp tạm thời. Giải pháp lâu dài là phải tìm cách chế biến hoá học mới kinh tế nhất để tăng hiệu suất của xăng. Nguyên tắc chung của các phương pháp hoá học là chuyển hoá các hydrocarbon mạch thẳng thành mạch nhánh hay thành hydrocarbon vòng no, vòng thơm có trị số octan cao hơn.
Các phương pháp hoá học cơ bản
- Cr-acking nhiệt: là quá trình phân huỷ dưới tác dụng của nhiệt thực hiện ở điều kiện nhiệt độ 470 540 0C và áp suất từ 20 70 at
Nguyên liệu cho quá trình Cr-acking nhiệt là phân đoạn xăng nặng đến cặn, chủ yếu hay dùng là gasoil và cặn. Chương 2: Quá trình reforming xúc tác xăng nặng
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: