Tiểu luận Xúc tác cho quá trình isome hóa

cả trong phần nặng của dầu mỏ. d. Các kim loại nặng: Hàm lượng các kim loại nặng có trong dầu thường không nhiều (phần vạn đến phần triệu), chúng có trong cấu trúc của các phức cơ kim, ở dạng porfirin. Trong đó chủ yếu là phức của 2 nguyên tố V, Ni. Ngoài ra còn có một lượng nhỏ các nguyên tố khác như Fe, Cu, Zn, Ca, Mg, Ti…Hàm lượng các kim loại nặng nhiều sẽ gây trở ngại cho quá trình chế biến có sử dụng xúc tác, vì chúng gây ngộ độc xúc tác. Đối với quá trình cracking hay reforming xúc tác yêu cầu các kim loại này không quá 5 ÷ 10 ppm. Ngoài ra, trong phần cặn của dầu mỏ mà chứa nhiều kim loại nặng khi sử dụng làm nhiên liệu đốt lò sẽ có thể xảy ra sự cố thủng lò do tạo hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp. e. Các chất nhựa và asphanten: Nhựa và asphanten là những chất chứa đồng thời các nguyên tố C, H, O, S, N; có phân tử lượng rất lớn (500 ÷ 600 đ.v.C trở lên). Nhìn bề ngoài chúng đều có màu xẫm, nặng hơn nước (tỷ trọng lớn hơn 1), và không tan trong nước. Chúng đều có cấu trúc hệ vòng thơm ngưng tụ cao, thường tập trung nhiều ở phần nặng, nhất là trong cặn dầu mỏ. Tuy nhiên chúng có những đặc điểm khác nhau: - Nhựa, khi tách ra khỏi dầu mỏ chúng là những chất lỏng đặc quánh có khi rắn. Nhựa có màu vàng sẫm, tỷ trọng lớn hơn 1, trọng lượng phân tử 600÷ 1000 đ.v.C. Nhựa dễ tan trong dung môi hữu cơ, khi tan tạo thành dung dịch tỷ số giữa nguyên tử cacbon nằm ở vòng thơm so với tổng số nguyên tử cacbon trong toàn phân tử là 0,14 ÷ 0,25. - Asphanten, khi tách ra khỏi dầu mỏ bề ngoài của chúng có màu sẫm hoặc đen dưới dạng rắn. Đun nóng cũng gây nên chảy mềm chỉ bị phân huỷ nếu nhiệt độ đun cao hơn 300oC tạo thành khí và cốc. Asphanten khó hoà tan trong dung môi hữu cơ. Khi tan tạo thành dung dịch keo, có thể hoà tan trong benzel, clorofooc và sunfua cacbon. Độ thơm hoá 0,2 ÷ 0,7. Đặc biệt đối với loại dầu mang họ parafinic, có rất nhiều hydrocacbon parafinic trong phần nhẹ thì asphanten thường rất ít và nằm dưới dạng phân tán lơ lửng, đôi khi chỉ có dạng vết, ngược lại dầu chứa nhiều hydrocacbon thơm thì thường chứa nhiều asphanten và chúng thường ở dưới dạng dung dịch keo bền vững. Các chất nhựa và các asphanten thường có nhiều ở phần nặng đặc biệt ở phần cặn sau khi chưng cất. Các chất này đều làm xấu đi chất lượng của dầu mỏ. Sự có mặt của chúng trong nhiên liệu sẽ làm cho sản phẩm bị sẫm màu, khi cháy không hết sẽ tạo tàn, tạo cặn. Trong quá trình chế biến chúng dễ gây ngộ độc xúc tác. Tuy nhiên dầu mỏ chứa nhiều nhựa asphanten sẽ là nguồn nguyên liệu tốt để sản xuất nhựa đường. Nhựa và asphanten ở các loại dầu mỏ khác nhau vẫn có thành phần nguyên tố gần giống nhau. Nhựa dễ chuyển thành asphanten khi bị oxy hóa, do đó có thể coi rằng, asphanten là sản phẩm chuyển hóa tiếp theo của nhựa. Vì vậy mà phân tử lượng của asphanten bao giờ cũng cao hơn của nhựa. g. Nước lẫn trong dầu mỏ (nước khoan): Trong dầu mỏ bao giờ cũng lẫn một lượng nước nhất định chúng tồn tại ở dạng nhũ tương. Nước nằm ở dạng nhũ tương bền nên khó tách. Khi khai thác dầu, để lắng, nước sẽ tách ra khỏi dầu. Trong trường hợp nước tạo thành hệ nhũ tương bền vững, lúc đó muốn tách được hết nước phải dùng phụ gia phá nhũ Có hai nguyên nhân dẫn đến sự có mặt của nước trong dầu, đó là: nước có từ khi hình thành nên dầu khí do sự lún chìm của vật liệu hữu cơ dưới đáy biển; nước từ khí quyển (như nước mưa) ngấm vào các mỏ dầu.Trong nước chứa một lượng rất lớn các muối khoáng khác nhau. Các cation và anion thường gặp là: Na+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, K+, Cl-, HCO3-, SO42-, Br-, I-… ngoài ra còn có một số oxit không phân ly ở dạng keo như là Al2O3, Fe2O3 , SiO2. Trong số các cation và anion trên thì nhiều nhất là Na+ và Cl-. Một số mỏ dầu mà nước khoan có chứa 2 ion này với hàm lượng có khi lên đến 90%. Hàm lượng chung các muối khoáng của nước khoan có thể nhỏ hơn 1% cho đến 20 ÷ 26%. Điều cần chú ý rằng, một số muối khoáng trong nước có thể bị phân huỷ tạo thành axit (dưới tác dụng của nhiệt) Ví dụ: MgCl2 + 2H2O = Mg(OH)2 + HCl MgCl2 + H2O = Mg(OH)Cl + H2O Quá trình phân huỷ các muối khoáng gây tác hại rất lớn như là gây ăn mòn thiết bị, bơm, đường ống… Mặt khác trong nước khoan còn có H2S khi có mặt của H2S và các muối dễ bị thuỷ phân thì thiết bị càng nhanh bị ăn mòn. Vì vậy phải nghiên cứu kỹ về nước khoan và các biện pháp ngăn ngừa sự ăn mòn đó hay nói cách khác vấn đề làm sạch nhũ tương nước trong dầu trước khi đưa vào chế biến là rất quan trọng. I.2.3, Công nghệ khai thác và chế biến dầu hiện nay trong nước và trên thế giới Nghành dầu khí nước ta tuy mới hình thành và phát triển hơn 20 năm nhưng đã và đang có những đóng góp ngày càng to lớn , mạnh mẽ về nhiều mặt cho đất nước . Đăc biệt sự ra đời của nghành dầu khí Việt Nam là tiền đề quang trọng để phát triển nhiều nghành công nghiệp mới , sẽ góp phần ngày càng to lớn thực hiện thành công sự công nghiệp hóa- hiện đại hóa nước nhà Nghành công nghiệp dầu do tăng trưởng nhanh đã trở thành nghành công nghiệp mũi nhọn của thế kỷ XX . Ở Việt Nam dầu khí đã được phát triển vào ngày 26/6/1986 tấn dầu đầu tiên đã được khai thác từ mỏ dầu Bạch Hổ . Tiếp theo nhiều mỏ dầu khí ở thềm lục địa phía Nam đã được đi vào khai thác như mỏ Đại Hùng, mỏ Rạng Đông . Năm 1994 chúng ta đã khai thác được 6,7 triệu tấn dầu , năm 1995 đã khai thác được 7,5 triệu tấn , năm 1997 chúng ta khai thác được 10,1 triệu tấn dầu không kể khí và dự kiến năm tới sản lượng dầu khí sẽ tăng vượt mức . Nhà nước ta bắt đầu tiến hành xây dựng nhà máy chế biến đầu tiên với công suất 6 triệu tấn/năm , đồng thời hàng loạt các dự án về chế biến khí đòng hành cũng như chuấn bị xây dựng nhà máy hai được phê duyệt. Như vậy nghành công nghiệp dầu khí nước ta đang bước vào thời kỳ đổi mới , thời kỳ cả nước đang thực hiện mục tiêu công nghiệp hóa –hiện đại hóa đất nước . Tính đến 31/12/2004 có khoảng 27 mỏ khí được phát hiện chủ yếu ở thềm lục địa dưới 200m nước. Chỉ có mỏ khí Tiền Hải C và D14 ở đất liền . Với mục đích báo cáo trữ lượng khí chỉ đưa vào các mỏ có trữ lượng thu hồi cuối cùng dự tính lớn hơn 0,9 tỷ m3 đối với các mơ ở thềm lục địa có trữ lượng lớn hơn 1,8 tỷ m3 gần các mỏ đã phát triển như mỏ Hoa Mai . Từ năm 1990 có khoảng 370 tỷ m3 khí thiên nhiên có khả năng đưa bổ sung tổng số trữ lượng khí lên 394,7 tỷ m3 . Cũng trong cùng thời gian phát hiện được 23 mỏ khí ngoài khơi và một mỏ khí ở đất liền . Do các phát hiện của hợp đồng khí ký năm 1988 và 1992 mà nhà thầu thực hiện trong các chiến dịch thăm dò khí ( dự kiến thu hồi cơ bản với hệ số thu hồi khí của mỏ khoảng 70% ) tăng đột biến sau khi phát hiện 2 mỏ khí Lan Tây và Lan Đỏ trong năm 1992, mỏ Rồng Đôi 1994 và Hải Thạch năm 1995. Trong số 27 mỏ đáp ứng được điều kiện nêu trên chỉ có 5 mỏ có trữ lượng trên 30 tỷ m3 chiếm khoảng 40% trữ lượng khí. Trong tương lai hình thành và mở rộng các khu công nghiệp sử dụng khí – khu Đông Nam Bộ ( Bà Rịa – Vũng Tàu – Đồng Nai – Thành Phố HCM ) công suất 6-9 tỷ m3/năm. Khu Tây Nam Bộ ( Cà Mau- Kiên Giang- Cần Thơ ) công suất 5-8 tỷ m3 / năm. Khu đồng bằng Bắc Bộ ( Thái Bình ) công suất 1-2 tỷ / năm. Nhu cầu cung cấp khí sẽ tăng nhanh sản lượng khai thác khí sẽ đạt 12-15 m3 / năm ( khoảng 4% trữ lượng ) vào năm 2010 và cũng co thể đạt 15 ty m3/ năm từ 2015. Nếu từ năm 2010 khai thác dầu mỏ ở chế độ giảm áp tự nhiên của khí với nhịp độ 4% thì với trư lượng còn lại thời gian khai thác còn lại có thể kéo dài được khoảng 20 năm kể từ năm 2010. Để đảm bảo tăng cường trữ lượng, duy trì khai thác ổn định lâu dài, đảm bảo an ninh năng lượng cho phát trển kinh tế đất nước luôn là thách thức lớn với nghành dầu khí bởi vậy trong thợi gian tới tập đoàn dầu khí Việt Nam cần phải phát huy nội lực để đẩy mạnh và thăm dò.Dầu khí ở các vùng còn chưa đươc thăm dò đồng thời cần đầu tư nghiên cứu, tìm hiểu các giải pháp kinh tế- công nghệ để phát triển các mỏ được xem là nhỏ và các mỏ khí có hàm lượng CO2 cao mà các nhà thầu đã hoàn trả và có được một tổ hơp các giải pháp, chính sách ưu đãi khuyến khích đàu tư nước ngoài để phát triển, khai thác các mỏ giới hạn kinh tế trên biển là đòi hỏi thực tế cấp bách. Mặt khác cần phối hợp với các nhà thầu thu hồi dầu tại các mỏ đang khai thác.Điều này có nghĩa nền kinh tế rất lớn trong tương lai khi các mỏ dầu khí ngày càng cạn kiệt và phát triển các mỏ ở thềm lục địa và vùng đặc quyền kinh tế ngày càng trở nên phổ biến. Những ngày gần đây, khi giá dầu trung bình vượt mức 100USD/ thùng, tương đương cao hơn khoảng 3% so với mùa hè 2010, với nhịp độ như thế này nó sẽ là cú sốc dầu mỏ đủ để giết chết nền kinh tế toàn cầu. Thế nhưng giá dầu sẽ tăng mạnh hơn và tình trạng đó kéo dài hơn. Khi nguồn cung dầu toàn cầu vốn đã chịu ảnh hưởng bởi việc nhà máy sản xuất dầu tại Libya đóng cửa, rủi ro về cú sốc dầu mỏ đã lớn hơn so với lý thuyết.Theo báo cáo gần đây, khoảng một nửa trong số 1,6 triệu thung dầu sản lượng dầu hang ngày của Lybya đã bị ngừng cung cấp, giá dầu giao trên thị trường thế giới tuần qua lập tức tăng lên 14USD/thùng. CHƯƠNG II: CHƯNG CẤT Chưng cất là một phương pháp tách dùng nhiệt để tách hỗn hợp đồng thể (dung dịch) của các chất lỏng khác nhau. Chất rắn hòa tan, thí dụ như các loại muối, được tách ra khỏi chất lỏng bằng cách kết tinh. Dung dịch muối có thể làm cô đặc bằng cách cho bay hơi. Khi sản phẩm mong muốn chính là hơi bốc lên, thí dụ như khi khử muối ra khỏi nước biển, thì người ta cũng gọi đó là chưng cất, mặc dầu điều này chính xác ra là không đúng. Một khả năng khác để tách dung dịch là đông tụ. Trong các ngôn ngữ châu Âu, từ chưng cất bắt nguồn từ tiếng La tinh destillare có nghĩa là nhỏ giọt xuống. Chưng cất dựa trên nhiệt độ sôi khác nhau của các chất lỏng tham gia. Người ta cũng nói là các chất lỏng có áp suất hơi khác nhau tại cùng một nhiệt độ. Nếu đưa năng lượng vào hệ thống, vì có áp suất hơi khác nhau, chất có áp suất hơi cao hơn (nhiệt độ sôi thấp hơn) bốc hơi nhiều hơn các chất khác. Vì thế mà nồng độ của chất có nhiệt độ sôi thấp hơn trong phần cất cao hơn là ở trong hỗn hợp ban đầu. II.1. Cơ sở lý thuyết của quá trình chưng cất II.1.1 Sự sôi của dung dịch Sự sôi của chất nguyên chất: Một chất lỏng sẽ sôi ở nhiệt độ mà tại đó áp suất hơi bão hoà của nó bằng áp suất môi trường đè lên mặt thoáng. Ví dụ như nước sẽ sôi ở 1000C tại P = 1 atm (760mmHg). Nhiệt độ sôi của Butan Áp suất, atm Nhiệt độ,oC 1 0 3.41 36 4.80 50 Ta gọi chất có áp suất hơi bão hoà lớn, có nhịêt độ sôi thấp là chất dễ sôi. Chất khó sôi có áp suất hơi bão hoà bé, có nhiệt độ sôi cao. Thành phần pha hơi sinh ra khi đun sôi một dung dịch: Pha hơi sinh ra khi chất lỏng nguyên chất sôi là pha hơi đơn chất. Pha hơi sinh ra khi một dung dịch sôi là một hỗn hợp của tất cả các hợp phần của dung dịch và có thành phần phụ thuộc vào thành phần của dung dịch lỏng theo định luật Konovalov. Định luật Konovalov: Khi sôi một dung dịch lỏng cho ra một pha hơi giàu chất dễ sôi hơn so với dung dịch lỏng. II.1.2 Nguyên lý của quá trình chưng cất Chưng cất là quá trình tách một dung dịch bằng cách đun sôi nó, rồi ngưng tụ hơi bay ra để được 2 phần: Phần nhẹ là distillat có nhiệt độ sôi thấp, chứa nhiều chất dễ sôi, còn phần nặng còn lại là cặn chưng cất (redue). Như vậy, phép chưng cất có thể thu được Distillat có thành phần mong muốn bằng cách chưng cất nhiều lần. Nhưng chưng cất nhiều lần như vậy rất phiền phức, tốn thời gian mà không kinh tế. Để khắc phục nhược điểm này ta dùng hệ thống chưng cất có cột chưng cất. Cột chưng cất có số đĩa lý thuyết càng lớn, thì có khả năng cho một distillat có thành phần khác càng nhiều so với dung dịch trong bình đun, tức là distillat rất giàu chất dễ bay hơi. Dùng cột chưng cất có nhiều đĩa lý thuyết có thể thu được distillat là chất dễ bay hơi gần như tinh khiết. II.2. Cơ sở lý thuyết chưng cất dầu mỏ Nhằm phân tách dầu thô thành các phân đoạn thích hợp dựa vào nhịêt độ sôi của các cấu tử và không làm phân huỷ chúng. II,2.1 Chưng cất đơn giản Chưng cất bay hơi dần dần: Chủ yếu dùng trong phòng thí nghiệm để xác định đường cong chưng cất Enghen. Chưng cất bay hơi một lần: Cho phép nhận được phần chưng cất lớn hơn so với bay hơi một lần. Chưng cất bay hơi nhiều lần: Cho phép quá trình tách các phân đoạn theo mong muốn. II.2.2 Chưng cất phức tạp Chưng cất có hồi lưu: Để nâng cao khả năng phân chia hỗn hợp lỏng, người ta tiến hành cho hồi lưu một phần sản phẩm đỉnh. Nhờ sự tiếp xúc thêm mộy lần giữa pha lỏng (hồi lưu) và pha hơi trong tháp được làm giàu thêm cấu tử nhẹ nhờ đó mà độ phân chia cao hơn. Chưng cất có tinh luyện: Dựa vào quá trình trao đổi chất nhiều lần giữa pha lỏng và hơi nhờ vào các đĩa hay đệm. Chưng cất sẽ có độ phân chia cao hơn nếu kết hợp với hồi lưu Sơ đồ tiếp xúc giữa dòng lỏng và hơi trong tháp chưng cất Chưng cất chân không & chưng cất với hơi nước: Độ bền nhiệt các cấu tử trong dầu phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ và thời gian lưu. Đối với các phân đoạn có nhiệt độ sôi cao, người ta cần tránh sự phân huỷ chúng (giảm độ nhớt, độ bền oxy hoá…) bằng cách hạn chế nhiệt độ (320o- 420oC) chưng cất. Nếu nhiệt độ sôi cao hơn nhiệt độ phân huỷ chúng ta dùng chưng cất chân không hay chưng cất hơi nước. Hơi nước làm giảm áp suất hơi riêng phần làm chúng sôi ở nhiệt độ thấp hơn. II.2.3 Đĩa chưng cất (Tray) Trong công nghệ dầu khí, để chưng cất những lượng khổng lồ (hàng triệu tấn/năm). Người ta dùng những thiết bị chưng cất khổng lồ, hoạt động liên tục. Hơi nguyên liệu sẽ bay lên đỉnh tháp và phần lỏng sẽ chảy xuống phần dưới tháp. Sự tiếp xúc giữa hai dòng này được thực hiện một cách đặc biệt nhờ các đĩa. Tại các đĩa xảy ra quá trình trao đổi nhiệt giữa dòng hơi và dòng lỏng. Đồng thời tại đây cũng xảy ra quá trình trao đổi chất, phần nhẹ trong pha lỏng bay hơi theo pha hơi, phần nặng trong pha hơi ngưng tụ theo dòng lỏng. Như vậy, khi dòng hơi lên đến đỉnh thì rất giàu cấu tử nhẹ, còn dòng lỏng đi xuống đáy lại giàu cấu tử nặng hơn. Có rất nhiều dạng đĩa khác nhau được sử dụng tuỳ vào loại nguyên liệu. Nhưng mục đích chung nhằm đảm bảo sự tiếp xúc giữa pha lỏng và pha hơi phải lớn để quá trình phân tách hiệu quả. Hiện nay, sử dụng chủ yếu các dạng đĩa sau: − Đĩa nhiều lỗ (Sieve Trays) − Đĩa chụp (Bubble–Cap Trays) − Đĩa ống khói (Chimmey Trays) − Đĩa Van (Valve Trays) Mâm kiểu van Sự phân bố dòng chảy qua van ảnh hưởng rất lớn đến sự tiếp xúc pha và chất lượng các phân đoạn. Một số kiểu phân bố dòng chảy trong tháp được trình bày như sau: II.2.4 Sự Stripping Đối với chưng cất dầu thô, dòng trích ngang luôn có lẫn sản phẩm đỉnh. Để loại bỏ các cấu tử nhẹ này, người ta thực hiện quá trình tái hoá hơi riêng phần các phần nhẹ. Quá trình này gọi là quá trình stripping. Quá trình này được thực hiện trong những cột nhỏ từ 4-10 đĩa, đặt bên cạnh tháp chưng cất khí quyển và thường dùng hơi nước trực tiếp. Ngoài ra có thể stripping bằng nhiệt (phân đoạn Kerozen). II.2.5 Sự hồi lưu (Relux) Nhằm tạo ra dòng lỏng có nhiệt độ thấp đi từ đỉnh tháp xuống đáy tháp để trao đổi nhiệt với dòng hơi. Từ đó làm cho quá trình trao đổi chất tách phân đoạn được triệt để và thu được chất lượng distillat mong muốn. Tỉ lệ dòng hoàn lưu phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó yếu tố kinh tế là bài toán quyết định. Khi tỉ lệ hoàn lưu tăng, số mâm giảm nhưng đường kính tháp tăng lên. Chủ yếu có 3 dạng sau: − Hồi lưu nóng: Sử dụng dòng hồi lưu ở trạng thái lỏng sôi. − Hồi lưu lạnh: Nhiệt độ dòng hồi lưu ở dưới điểm lỏng-sôi. − Hồi lưu vòng: Lấy các sản phẩm ở các mâm dưới hồi lưu lên các mâm trên CHƯƠNG III: CHƯNG CẤT KHÍ QUYỂN III.1 ,Mục đích, vai trò, ý nghĩa của quá trình chưng cất dầu thô ở áp suất khí quyển 1, định nghĩa: Quá trình chưng cất dầu thô ở áp suất khí quyển là một quá trình vật lý phân chia dầu thô thành các phần gọi là phân đoạn 2, Mục đích, vai trò: Qúa trình chưng cất dầu thô ở áp suất khí quyển được thực hiện bằng các biện pháp khác nhau nhằm tách các phần dầu thô theo nhiệt độ sôi của các cấu tử trong dầu mà không làm phân hủy chúng, hơi nhẹ bay lên ngưng tụ thành phần lỏng Đặc biệt quá trình chưng cất dầu thô ở áp suất khí quyển là để nhận biết các phân đoạn xăng , naphta , phân đoạn karosen , diesel nặng - nhẹ và phần cặn mazut. 3, ý nghĩa: Trong công nghệ chế biến dầu thô , sau khi được xử lý qua các quá trình như tách nước, muối và các tạp chất cơ học , dầu thô được đưa vào tháp chưng cất. Có 2 quá trình chưng cất dầu thô: +Chưng cất dầu thô ở áp suất khí quyển (AD) + Chưng cất dầu thô ở áp suất chân không (VD) Với việc lựa chọn công nghệ là quá trình chưng cất dầu thô ở áp suất khí quyển (AD) nó mang một ý nghĩa quan trọng trong to àn b ộ qu á tr ình chưng cất .Với nguyên liệu là dầu mazut (đôi khi còn gọi l à quá trình CDU) , tùy thuộc vào bản chất nguyên lý và mục đích của quá trình m à ch úng ta áp dụng sự lựa chọn quá trình chưng cất . Khi áp dụng loại hình công nghệ AD chúng ta chỉ chưng cất dầu thô với mục đích nhận các phân đoạn xăng sau khi đã làm lạnh. ( naphta nhẹ, naphta nặng ) phân đọan kerosen , phânđoạn điesel nặng - nhẹ và nặng và phần cặn còn lại sau khi chưng cất. 4, Sản phẩm của quá trình : Trên phương diện tổng quát, 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: a. Một phân đoạn khí (C1-C4) và xăng (C5-C10,11, ts=30-180oC) 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. a.1. Xử lý khí: -tách riêng C1-C2 làm khí đốt dùng trong nhà máy - tách riêng C3 và riêng C4 là các dạng khí hoá lỏng . a.2. Sản xuất xăng: tuỳ thuộc yêu cầu mà phân đoạn xăng có thể được phân đoạn nhằm mục đích sản xuất các sản phẩm sau: + Xăng động cơ ôtô: Phân đoạn xăng lấy trực tiếp từ dầu mỏ có trị số octan rất thấp: từ 30-60, trong khi đó yêu cầu về trị số octan cho xăng động cơ ít nhất phải lớn hơn 70. Do vậy phải dùng 4 biện pháp khác nhau để nâng cao chất lượng xăng như sau: - Dùng các phụ gia chì: tetrametyl chì hoặc tetraetyl chì có tác dụng phá huỷ các hợp chất trung gian hoạt động (peroxyt, hydroperoxyt) và do đó làm giảm khả năng bị cháy kích nổ tức là làm tăng khả năng cháy điều hoà, kết quả là trị số octan của xăng được nâng cao. Tuy nhiên, lượng phụ gia chì khi cho vào xăng cũng chỉ làm tăng nhiều nhất từ 6 đến 12 đơn vị octan, trong khi nó lại rất độc, do vậy biện pháp này hiện nay đã bị loại bỏ. - Dùng các phụ gia không chứa chì như các hợp chất chứa oxy (giải pháp tạm thời): metanol (RON=127-136, rất độc, không dùng nữa), etanol (RON=120-135), MTBE (Metyl Tert-Butyl Ete, RON=115-123), ETBE (Etyl Tert-Butyl Ete, RON=110-119), TAME (Tert-Amyl Metyl Ete, RON=111-116), ... Trong các loại trên, etanol được sử dụng nhiều nhất ở châu Mỹ (10-22%), tiếp đến là MTBE (tới 15%). Ví dụ: chỉ với 10% etanol hoà với 90% một loại xăng có RON=87, sẽ cho hỗn hợp xăng mới có RON=90-92; còn với 15% MTBE hoà với 85% cũng với loại xăng có RON=87, sẽ cho hỗn hợp xăng mới có RON=91-92. - Pha trộn xăng có trị số octan cao như xăng alkyl hoá, izome hoá, ... vào xăng có trị số octan thấp. - Hiện đại hoá các nhà máy lọc dầu (giải pháp lâu dài) bằng việc trang bị các phân xưởng sản xuất xăng có trị số octan cao như phân xưởng RC (xăng tái tạo xúc tác, IO=95),FCC (xăng cracking xúc tác, IO=92) + Xăng động cơ máy bay: đây là loại xăng cao cấp, có trị số octan bằng 100 trở lên . Thường nó là hỗn hợp xăng pha trộn của xăng cracking xúc tác với các thành phần có trị số octan cao. + Xăng làm dung môi: dùng làm dung môi hoà tan trong công nghiệp sơn, cao su, keo dán...; ngoài ra còn dùng làm dung môi trích ly chất béo (dầu mỡ động thực vật) trong công nghiệp hương liệu, dược liệu... Thông thường xăng dung môi được lấy trực tiếp từ dầu mỏ là xăng parafin (hexan, heptan, octan...) có hàm lượng aromatic thấp (<5%). Còn loại xăng dung môi aromatic (benzen, toluen, xylen,... từ 40 đến 99%) phải lấy từ phân đoạn nặng của quá trình reforming. + Xăng làm nguyên liệu cho tổng hợp hoá dầu: gọi là phân đoạn naphta. * Phân đoạn naphta của dầu họ naphtenic (chứa nhiều naphten và aromatic), được dùng để sản xuất các loại hydrocacbon thơm (BTX). 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. * Ngược lại, phân đoạn naphta của dầu họ parafin (chứa nhiều parafin), lại được dùng rất tốt để làm nguyên liệu sản xuất các loại hydrocacbon olefin: etylen, propylen, butadien... b. Một phân đoạn kerosen hoặc dầu hoả (C11-C15,16, ts=180-250oC) Phân đoạn kerosen, tuỳ thuộc mục đích sản xuất loại sản phẩm nào mà khoảng phân đoạn có thể là hẹp hay rất rộng (ts=140-300oC). 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). c. 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. d. Một phân đoạn mazut là cặn của tháp chưng cất khí quyển (C20+, t0s=350oC) 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, hay l à nguyên liệu cho quá trình cracking nhiệt , cracking xúc tác và hyđrocracking. 5, Nguyên liệu: Nguyên liệu được sử dụng trong quá trình là dầu mazut : Dầu mazut ( còn được gọi là dầu đen , dầu cằn hay F.O )là môt chất lỏng thu được ở phần cặn trong khi chưng cất hết phần nhiên liệu sang trong dầu mỏ. Dầu mazut có nhiệt độ sôi ở 350oC trở lên ,có tỷ trọng d=15 từ 0,95 trở lên , độ nhơt ở 480C từ 870C trở lên, tạp chất cơ học từ 0,15% trở xuống, lượng nước từ 0,5 trở xuống được dùng làm nhiên liệu cho động cơ dầu công suất lớn ( máy phát điện, xe tải nặng, xe lửa, tàu hỏa…) là dầu công nghiệp ( luyện kim, sành sứ…) III.2, CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG: 1,H ÀM L ƯỢNG LƯU HUỲNH Nhiên liệ đốt lò thường chứa một lượng lưu huỳnh khá lớn, nồng độ của nó thay đổi tùy theo loại. Lưu huỳnh tồn tại trong nhiên liệu đốt lò dưới nhiều loại khác nhau, thông thường là dưới dạng hợp chất sunfua, disunfua hay dưới dạng dị vòng.Khi bị đốt cháy lưu huỳnh sẽ chuyển thành SO2, khí này cùng với khói thải sẽ được thoát ra ngoài, trong thời gian này chúng có thể tiếp xúc với oxi đẻ chuyển một phần thành khí SO3. Khi nhiệt độ của dòng khí thải xuống thấp thì các khí này sẽ kết hợp với hơi nước để tạo thành các axit tương ứng, đó chính la các axit vô cơ có độ ăn mòn kim loại rất lớn.Thực tế các axit sunfuric sẽ gây ăn mòn các kim loại ở nhiệt độ thấp hơn ở nhiệt độ 100 – 1500C, còn axit sunfuro chỉ gây ăn mòn ở nhiệt độ thấp hơn 40-500C. Để hạn chế sự ăn mòn này thì người ta có thể dung các phương pháp sau: Dùng nhiên liệu đốt lò có hàm lượng lưu huỳnh thấp giảm lượng không khí thừa trong dòng khí giữ cho bề mặt trao đổi nhiệt lớn hơn nhiệt độ điểm sương của các khí dùng một số kim loại hoặc oxit kim loại ( MgO, CaO ) để chuyển SO2 thành các hợp chất không ăn mòn. CaO + SO2 + ½ O2 = CaSO4 Phương pháp này vừa giảm được ăn mòn kim loại vưa giảm được ô nhiễm môi trường do SO2, SO3 trong khói thải. Ngoài vấn đề ăn mòn thì khi hàm lượng lưu huỳnh càng cao càng làm giảm nhiệt trị của nhiên liệu của lò đốt. 2, ĐỘ NHỚT: Cũng giống như nhiên liệu Diesel hay nhiên liệu phản lực, trước khi bị đốt cháy nhiên liệu được phun ra dưới dạng cá hạt sương, từ các hạt sương này nhiên liệu sẽ được bay hơi tạo với không khí thành hỗn hơp cháy. Qúa trình bay hơi nhanh hay chậm phụ thuộc nhiều vào bản chất của nhiên liệu, kích thước của các hạt sương dầu khí phun ra. Ở góc độ của độ nhơt thì ảnh hưởng của nó như sau: Khi độ nhớt lớn thi kích thước của cá hạt sương phun ra lớn, động năng của nó lớn nên không gian trộn lẫn của nhiên liệu với không khí lớn. Tuy nhiên khi kích thước của hạt lớn thì khả năng bay hơi để tạo hỗn hơp cháy kém, điều này sẽ làm cho quá trình cháy không hoàn toàn, làm giảm nhiệt cháy và thải ra nhiều chất ô nhiễm môi trường. Ngoài ảnh hưởng đến quá trình cháy thì khi độ nhớt lớn sẽ làm tăng trở lực ma sát trong hệ thống bơm. 3, TỶ TRỌNG: Tỷ trọng là một đại lượng rất quan trọng đối với nhiên liệu đốt lò bởi nó liên quan đến bản chất của nhiên liệu, độ nhớt, độ bay hơi nghĩa là nó liên quan đến quá trinh cháy của nhiên liêu cháy, tất cả những vấn đề này ta đã đề cập ở trên. Ngoài ra, trong quá trình xử lí nhiên liệu, người ta tách các loại nước bằng phương pháp li tâm do đó yêu