Giáo trình Vận hành phân xưởng chưng cất dầu thô (Nghề: Vận hành thiết bị chế biến dầu khí - Trình độ: Trung cấp) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí (năm 2020)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:86

Thêm vào BST

Báo xấu

31
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Vận hành phân xưởng chưng cất dầu thô cung cấp các kiến thức về quá trình chưng cất dầu thô: đặc tính nguyên liệu, sản phẩm, sơ đồ hệ thống và thiết bị, cấu tạo các bộ phận chính…và kỹ năng vận hành phân xưởng chưng cất dầu thô trên mô hình ô phỏng (Khởi động, ngừng hoạt động…). Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Vận hành phân xưởng chưng cất dầu thô (Nghề: Vận hành thiết bị chế biến dầu khí - Trình độ: Trung cấp) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí (năm 2020)

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ  GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN : VẬN HÀNH PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU THÔ NGHỀ : VẬN HÀNH THIẾT BỊ CHẾ BIẾN DẦU KHÍ TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số: 191/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 3 năm 2020 của Trường Cao Đẳng Dầu Khí) Bà Rịa-Vũng Tàu, năm 2020 (Lưu hành nội bộ)
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. Trang 1
LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình “Vận hành phân xưởng chưng cất dầu thô” được biên soạn theo chương trình đào tạo nghề “Vận hành thiết bị chế biến dầu khí” của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội. Các kiến thức trong toàn bộ giáo trình có mối liên hệ lôgic chặt chẽ. Tuy vậy, giáo trình cũng chỉ là một phần trong nội dung của chuyên ngành đào tạo cho nên người dạy, người học cần tham khảo thêm các giáo trình có liên quan đối với ngành học để việc sử dụng giáo trình có hiệu quả hơn. Khi biên soạn giáo trình chúng tôi đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới liên quan đến mô đun “Vận hành phân xưởng chưng cất dầu thô” phù hợp với đối tượng sử dụng cũng như cố gắng gắn những nội dung lý thuyết với những vấn đề thực tế thường gặp trong sản xuất, đời sống để giáo trình có tính thực tiễn cao. Nội dung của giáo trình được biên soạn gồm 4 bài: Bài 1: Một số khái niệm Bài 2: Nguyên lý hoạt động và cấu tạo tháp chưng cất dầu thô Bài 3: Thông số kỹ thuật trong vận hành phân xưởng chưng cất dầu thô Bài 4: Vận hành phân xưởng chưng cất dầu thô trên mô hình thực hành Giáo trình sẽ phục vụ tốt cho việc giảng dạy và học tập của giáo viên và học sinh trong Trường trong việc tìm hiểu cấu tạo, quy trình vận hành, xử lý sự cố khi vận hành tháp chưng cất. Xin chân thành cảm ơn các giáo viên Khoa dầu khí của trường Cao đẳng Dầu khí đã giúp đỡ tôi hoàn thành giáo trình “Vận hành phân xưởng chưng cất dầu thô”. Trân trọng cảm ơn./. Bà rịa - Vũng Tàu, tháng 3 năm 2020 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: GV Lưu Trà My 2. Ths. Phạm Tuấn Linh 3. Th.S Ngô Thị Bích Thu 4. TS. Nguyễn Huỳnh Đông 5. Ks. Phạm Công Quang Trang 2
MỤC LỤC TRANG TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN ............................................................................................... 1 LỜI GIỚI THIỆU .............................................................................................................. 2 MỤC LỤC .......................................................................................................................... 3 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ........................................................................................... 5 DANH MỤC CÁC BẢNG................................................................................................. 7 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN ................................................................................................... 8 BÀI 1: MỘT SỐ KHÁI NIỆM ....................................................................................... 14 1.1. NHIỆT CẢM (SENSIBLE HEAT) .................................................................. 15 1.2. ẨN NHIỆT (LATENT HEAT) ......................................................................... 15 1.3. ĐIỂM SÔI ĐẦU (INITIAL BOILING POINT - IBP) ..................................... 15 1.4. ĐIỂM SÔI CUỐI (END BOILING POINT - EBP) ......................................... 16 1.5. ĐIỂM SƯƠNG ................................................................................................. 17 1.6. ĐIỂM BỌT ....................................................................................................... 17 1.7. ÁP SUẤT HƠI .................................................................................................. 17 1.8. ÁP SUẤT HƠI RIÊNG PHẦN ......................................................................... 19 1.9. CÂN BẰNG LỎNG HƠI.................................................................................. 20 1.10. DÒNG HỒI LƯU ............................................................................................. 20 BÀI 2: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ CẤU TẠO THÁP CHƯNG CẤT DẦU THÔ ........................................................................................................................................... 22 2.1. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG THÁP CHƯNG CẤT DẦU THÔ .................... 23 2.1.1. Mục đích của quá trình chưng cất dầu thô ........................................................ 23 2.1.2. Ý nghĩa của quá trình chưng cất dầu thô .......................................................... 23 2.1.3. Nguyên lý của quá trình chưng cất ................................................................... 24 2.1.4. Sản phẩm của quá trình chưng cất dầu thô ....................................................... 26 2.1.5. Chuẩn bị nguyên liệu trước khi chưng cất ........................................................ 27 2.2. CẤU TẠO THÁP CHƯNG CẤT DẦU THÔ .................................................. 29 2.2.1. Giới thiệu hệ thống chưng cất dầu thô .............................................................. 29 2.2.2. Các loại tháp chưng cất ..................................................................................... 35 2.2.3. Cấu tạo các đĩa và một số bộ phận trong tháp .................................................. 36 BÀI 3: THÔNG SỐ KỸ THUẬT TRONG VẬN HÀNH PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU THÔ ............................................................................................................... 44 3.1. MÔ TẢ CÔNG NGHỆ TRÊN MÔ HÌNH ....................................................... 45 Trang 3
3.1.1. Tổng quan về phân xưởng chưng cất dầu thô trên mô hình ............................. 45 3.1.2. Mô tả công nghệ................................................................................................ 46 3.2. ĐỌC SƠ ĐỒ TRÊN MÔ HÌNH ....................................................................... 59 3.3. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT TRONG VẬN HÀNH ................................... 59 3.4. TÁC ĐỘNG CỦA CÁC THÔNG SỐ TRONG VẬN HÀNH ......................... 64 3.4.1. Vận hành thông thường..................................................................................... 65 3.4.2. Những điểm cần chú ý khi thay đổi chế độ làm việc của tháp chưng .............. 66 BÀI 4: VẬN HÀNH PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU THÔ TRÊN MÔ HÌNH THỰC HÀNH .................................................................................................................. 68 4.1. QUY TRÌNH KHỞI ĐỘNG PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU THÔ. ..... 69 4.2. QUY TRÌNH NGỪNG HOẠT ĐỘNG BÌNH THƯỜNG PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU THÔ ................................................................................................. 72 4.3. CÁC TÌNH HUỐNG SỰ CỐ THƯỜNG GẶP ................................................ 74 4.3.1. Sự cố ở bộ điều khiển không khí ...................................................................... 74 4.3.2. Sự cố mất điện................................................................................................... 74 4.3.3. Nguồn cung cấp hơi bị hỏng ............................................................................. 74 4.3.4. Không có nhiên liệu cung cấp tới lò gia nhiệt .................................................. 74 4.3.5. Sự cố ở van điều khiển mức ở đáy tháp chưng ................................................. 74 4.3.6. 1 Van điều khiển dòng công nghệ vào lò đốt bị hỏng ...................................... 75 4.3.7. Máy nén khí hỏng ............................................................................................. 75 4.3.8. Van điều khiển mức của thiết bị tách muối bị hỏng ......................................... 75 4.3.9. Rò rỉ dòng công nghệ trong lò đốt .................................................................... 75 4.3.10. Ống dẫn trong lò đốt bị bám cốc....................................................................... 75 PHỤ LỤC 1: HỆ THỐNG TIỀN GIA NHIỆT I VÀ TÁCH MUỐI........................... 78 PHỤ LỤC 2: HỆ THỐNG TIỀN GIA NHIỆT II ......................................................... 79 PHỤ LỤC 3: LÒ GIA NHIỆT ........................................................................................ 80 PHỤ LUC 4: THÁP CHƯNG CẤT ............................................................................... 81 PHỤ LỤC 5: HỆ THỐNG BƠM TUẦN HOÀN .......................................................... 82 PHỤ LỤC 6: HỆ THỐNG TÁCH VÀ THU HỒI SẢN PHẨM .................................. 83 PHỤ LỤC 7: HỆ THỐNG ỔN ĐINH NAPHTHA ....................................................... 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................... 85 Trang 4
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ chưng cất theo tiêu chuẩn ASTM D86............................................... 15 Hình 1.2: Sơ đồ chưng cất trong phòng thí nghiệm ..................................................... 16 Hình 1.3: Sơ đồ chưng cất trong phòng thí nghiệm – Xác định điểm sôi cuối ............ 16 Hình 1.4: Áp suất hơi của chất lỏng ............................................................................. 17 Hình 1.5: Áp suất hơi của propan và octan .................................................................. 18 Hình 1.6: Áp suất hơi của một số hydrocacbon ........................................................... 18 Hình 1.7: Áp suất hơi riêng phần ................................................................................. 19 Hình 1.8: Ảnh hưởng của áp suất hơi ........................................................................... 19 Hình 2.1: Quá trình bay hơi ngưng tụ xảy ra bên trong tháp chưng cất ....................... 25 Hình 2.2: Tách hỗn hợp butan – hexan bằng phương pháp chưng............................... 26 Hình 2.3: Sơ đồ công nghệ của quá trình tách muối .................................................... 28 Hình 2.4: Sơ đồ chưng cất dầu thô ............................................................................... 30 Hình 2.5: Tháp chưng cất dầu thô ................................................................................ 31 Hình 2.6: Tháp Stripping .............................................................................................. 32 Hình 2.7: Tháp chưng cất chân không .......................................................................... 33 Hình 2.8: Thu hồi khí không ngưng bằng bơm chân không......................................... 34 Hình 2.9: Thu hồi khí không ngưng bằng ejector ........................................................ 34 Hình 2.10: Quá trình tiếp xúc pha trên đĩa ................................................................... 36 Hình 2.11: Cách sắp xếp ống chảy truyền .................................................................... 37 Hình 2.12: Tấm ngăn trên đĩa ....................................................................................... 37 Hình 2.13: Các lỗ nhỏ trên đĩa...................................................................................... 38 Hình 2.14: Cấu tạo đĩa tại vùng trích sản phẩm ........................................................... 38 Hình 2.15: Đĩa lỗ .......................................................................................................... 39 Hình 2.16: Đĩa hình chữ S ............................................................................................ 39 Hình 2.17: Đĩa van........................................................................................................ 40 Hình 2.18: Bộ phận lọc ................................................................................................. 41 Hình 2.19: Tấm chắn hồi lưu ........................................................................................ 41 Hình 2.20: Bộ phận tách sương .................................................................................... 42 Hình 4.1: Hệ thống tiền gia nhiệt I và thiết bị thiết bị tách muối ................................. 47 Trang 5
Hình 4.2: Hệ thống tiền gia nhiệt II .............................................................................. 49 Hình 4.3: Lò gia nhiệt ................................................................................................... 51 Hình 4.4: Tháp chưng cất chính ................................................................................... 53 Hình 4.5: Tháp tách sản phẩm ...................................................................................... 54 Hình 4.6: Hệ thống bơm tuần hoàn .............................................................................. 56 Hình 4.7: Hệ thống ổn định .......................................................................................... 58 Trang 6
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1: Thông số trong điều kiện vận hành ổn định................................................. 59 Trang 7
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN 1. Tên mô đun: VẬN HÀNH PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU THÔ 2. Mã mô đun: CNH19MĐ22 3. Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: 3.1. Vị trí: Là mô đun thuộc các môn học, mô đun chuyên ngành của chương trình đào tạo. Môn đun này được dạy trước mô đun vận hành phân xưởng chế biến dầu I và sau các môn học, mô đun như: Sản phẩm dầu mỏ, Vận hành lò gia nhiệt, thiết bị nhiệt... 3.2. Tính chất: Mô đun này trang bị những kiến thức, kỹ năng về thiết bị và các thông số kỹ thuật, kỹ năng vận hành phân xưởng chưng cất dầu thô và xử lý sự cố thường gặp trong vận hành… 3.3. Ý nghĩa và vai trò của môn học: Là môn học cung cấp các kiến thức về quá trình chưng cất dầu thô: đặc tính nguyên liệu, sản phẩm, sơ đồ hệ thống và thiết bị, cấu tạo các bộ phận chính…và kỹ năng vận hành phân xưởng chưng cất dầu thô trên mô hình ô phỏng (Khởi động, ngừng hoạt động…). 4. Mục tiêu mô đun: - Về kiến thức: A 1. Liệt kê được các khái niệm chính liên quan đến quá trình chưng cất dầu thô. A 2. Giải thích được nguyên lý hoạt động và cấu tạo của tháp chưng cất dầu thô. A 3. Mô tả được sơ đồ phân xưởng chưng cất dầu thô trên mô hình A 4. Liệt kê được các thông số công nghệ trên mô hình A 5. Giải thích được tác động của các thông số công nghệ trong vận hành phân xưởng chưng cất dầu thô. - Về kỹ năng: B 1. Khởi động và ngừng hoạt động thành thạo theo đúng quy trình vận hành phân xưởng chưng cất dầu thô trên mô hình B 2. Xử lý thành thạo các sự cố thường gặp theo đúng quy trình. - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: C 1. Tuân thủ tuyệt đối các qui định về an toàn, pccc, nội quy phòng học/phòng mô hình và quy chế của nhà trường. C 2. Tuân thủ các qui trình vận hành các thiết bị điện, tự động hóa có liên quan. C 3. Xác định được công việc phải thực hiện, hoàn thành các công việc theo yêu cầu, không để xảy ra sự cố, hư hỏng đối với hệ thống thiết bị. 5. Nội dung mô đun: Trang 8
5.1. Chương trình khung Thời gian đào tạo (giờ) Số Thực hành Kiểm Mã MH/MĐ/HP Tên môn học/ mô đun tín Tổng Lý tra thí nghiệ chỉ số thuyết m bài tập thảo luận LT TH Các môn học chung/ đại I 12 255 94 148 8 5 cương MHCB19MH01 Giáo dục chính trị 2 30 15 13 2 0 MHCB19MH03 Pháp luật 1 15 9 5 1 0 MHCB19MH05 Giáo dục thể chất 1 30 4 24 0 2 Giáo dục quốc phòng và MHCB19MH07 2 45 21 21 1 2 An ninh MHCB19MH09 Tin học 2 45 15 29 0 1 TA19MH01 Tiếng Anh 4 90 30 56 4 0 Các môn học, mô đun II. 49 1220 372 764 27 57 chuyên môn ngành, nghề Các môn học, mô đun kỹ II.1. 9 165 88 68 6 3 thuật cơ sở ATMT19MH01 An toàn vệ sinh lao động 2 30 23 5 2 0 CK19MH01 Vẽ kỹ thuật - 1 2 45 15 28 0 2 KTĐ19MH10 Điện kỹ thuật 2 3 45 36 6 3 0 Cơ sở điều khiển quá TĐH19MĐ12 2 45 14 29 1 1 trình Các môn học, mô đun II.2. 40 1055 284 696 21 54 chuyên môn ngành, nghề CNH19MH14 Sản phẩm dầu mỏ 3 45 42 0 3 Vận hành hệ thống đường CNH19MĐ17 6 150 28 106 3 13 ống và bể chứa CNH19MĐ18 Vận hành máy thuỷ khí I 6 150 28 106 2 14 Vận hành lò gia nhiệt, CNH19MĐ20 3 75 21 50 2 2 thiết bị nhiệt Vận hành phân xưởng CNH19MĐ22 6 145 42 94 3 6 chưng cất dầu thô Vận hành phân xưởng chế CNH19MĐ23 6 145 42 94 3 6 biến dầu I Vận hành các phân xưởng CNH19MĐ25 6 150 36 108 2 4 chế biến khí CNH19MĐ26 Thực tập sản xuất 4 195 45 138 3 9 Tổng cộng 61 1475 466 912 35 62 Trang 9
5.2. Chương trình chi tiết môn học Thời gian (giờ) Thực Tổng số Số hành, thí Nội dung tổng quát Tổng Lý nghiệm, TT số thuyết thảo LT TH luận, bài tập 1 Bài 1: Một số khái niệm 2.0 2.0 1.1 Nhiệt cảm 0.2 0.2 1.2 Ẩn nhiệt 0.2 0.2 1.3 Điểm sôi đầu 0.2 0.2 1.4 Điểm sôi cuối 0.2 0.2 1.5 Điểm sương 0.2 0.2 1.6 Điểm bọt 0.2 0.2 1.7 Áp suất hơi 0.2 0.2 1.8 Áp suất hơi riêng phần 0.2 0.2 1.9 Cân bằng lỏng hơi 0.2 0.2 1.10 Dòng hồi lưu 0.2 0.2 Bài 2: Nguyên lý hoạt động và cấu tạo 2 17 16 1 tháp chưng cất dầu thô Nguyên lý hoạt động tháp chưng cất dầu 2.1 6 6 thô. 2.2 Cấu tạo tháp chưng cất dầu thô. 11 10 1 Bài 3: Thông số kỹ thuật trong vận 3 26 24 2 hành phân xưởng chưng cất dầu thô 3.1 Mô tả công nghệ trên mô hình 2 2 3.2 Đọc sơ đồ trên mô hình 2 2 3.3 Các thông số kỹ thuật trong vận hành. 9 9 Tác động của các thông số trong vận 3.4 13 11 2 hành. Bài 4: Vận hành phân xưởng chưng cất 4 100 94 6 dầu thô trên Mô hình thực hành Quy trình khởi động phân xưởng chưng 4.1 43 40 3 cất dầu thô. Trang 10
Quy trình ngừng hoạt động bình thường 4.2 36 34 2 phân xưởng chưng cất dầu thô. 4.3 Xử lý các tình huống sự cố thường gặp. 21 20 1 Cộng 145 42 94 3 6 6. Điều kiện thực hiện môn học: 6.1. Phòng học Lý thuyết/Thực hành: + Phòng học lý thuyết: Đáp ứng phòng học chuẩn. + Phòng thực hành: Mô hình mô phỏng Lọc hóa dầu 6.2. Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, bút viết bảng/ phấn 6.3. Học liệu, dụng cụ, phương tiện: Giáo trình Vận hành phân xưởng chưng cất dầu thô. 6.4. Các điều kiện khác: Không 7. Nội dung và phương pháp đánh giá: 7.1. Nội dung: - Kiến thức: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức - Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kỹ năng. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Tuân thủ tuyệt đối các qui định về an toàn, pccc, nội quy phòng học/phòng mô hình và quy chế của nhà trường. + Tuân thủ các qui trình vận hành các thiết bị điện, tự động hóa có liên quan. + Xác định được công việc phải thực hiện, hoàn thành các công việc theo yêu cầu, không để xảy ra sự cố, hư hỏng đối với hệ thống thiết bị. + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. 7.2. Phương pháp: Người học được đánh giá tích lũy môn học như sau: 7.2.1. Cách đánh giá - Áp dụng quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-LĐTBXH, ngày 13/3/2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội. Trang 11
- Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Dầu khí như sau: Điểm đánh giá Trọng số + Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) 40% + Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) + Điểm thi kết thúc môn học 60% 7.2.2. Phương pháp đánh giá Phương pháp Phương pháp Hình thức Chuẩn đầu ra Số Thời điểm đánh giá tổ chức kiểm tra đánh giá cột kiểm tra Thường xuyên Vấn đáp/ Viết Hỏi đáp/ Tự A1, A2, A3, A4, A5 2 Trước mỗi luận/ Trắc buổi học nghiệm (vấn đáp)/ sau 15 giờ LT (trắc nghiệm) Định kỳ Viết/ Tự luận/ A1, A2, A3, A4, A5 6 Sau mỗi 15 Thuyết trình Trắc nghiệm/ B1, B2 giờ LT/ sau Báo cáo C1, C2, C3 mỗi 30 giờ TH Kết thúc môn Viết/ Thực Trắc nghiệm/ A1, A2, A3, A4, A5, 1 Sau 145 học hành trên mô tự luận/ Bảng B1, B2, B3 giờ hình mô phỏng đánh giá C1, C2, C3, 7.2.3. Cách tính điểm - Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc môn học được chấm theo thang điểm 10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến một chữ số thập phân. - Điểm môn học là tổng điểm của tất cả điểm đánh giá thành phần của môn học nhân với trọng số tương ứng. Điểm môn học theo thang điểm 10 làm tròn đến một chữ số thập phân, sau đó được quy đổi sang điểm chữ và điểm số theo thang điểm 4 theo quy định của Bộ Lao động Thương binh và Xã hội về đào tạo theo tín chỉ. 8. Hướng dẫn thực hiện môn học Trang 12
8.1. Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng Cao đẳng Dầu khí 8.2. Phương pháp giảng dạy, học tập môn học 8.2.1. Đối với người dạy * Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gồm: thuyết trình, giảng giải, nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu, bài tập tình huống, câu hỏi thảo luận…. * Bài tập: Phân chia nhóm nhỏ thực hiện bài tập theo nội dung đề ra. * Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề ra. * Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân công các thành viên trong nhóm tìm hiểu, nghiên cứu theo yêu cầu nội dung trong bài học, cả nhóm thảo luận, trình bày nội dung, ghi chép và viết báo cáo nhóm. 8.2.2. Đối với người học: Người học phải thực hiện các nhiệm vụ như sau: - Nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp. Các tài liệu tham khảo sẽ được cung cấp nguồn trước khi người học vào học môn học này (trang web, thư viện, tài liệu...) - Tham dự tối thiểu 70% các buổi giảng lý thuyết và 100% các buổi thực hành. Nếu người học vắng >30% số tiết lý thuyết hoặc vắng học thực hành >0% phải học lại môn học mới được tham dự kì thi lần sau. - Tự học và thảo luận nhóm: là một phương pháp học tập kết hợp giữa làm việc theo nhóm và làm việc cá nhân. Một nhóm gồm 8-10 người học sẽ được cung cấp chủ đề thảo luận trước khi học lý thuyết, thực hành. Mỗi người học sẽ chịu trách nhiệm về 1 hoặc một số nội dung trong chủ đề mà nhóm đã phân công để phát triển và hoàn thiện tốt nhất toàn bộ chủ đề thảo luận của nhóm. - Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ. - Tham dự thi kết thúc môn học. - Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học. 9. Tài liệu tham khảo: [1] Trường Cao Đẳng Dầu khí, Giáo trình Vận hành phân xưởng chưng cất dầu thô, Lưu hành nội bộ, 2017. [2] Lê Văn Hiếu, Công nghệ chế biến dầu mỏ, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2006. - Tài liệu nước ngoài: [1] Prosimulator, Crude distillation CRD01 (version3), mar 2015. Trang 13
BÀI 1: MỘT SỐ KHÁI NIỆM ❖ GIỚI THIỆU BÀI 1 Bài 1 là bài giới thiệu tổng quan về quá trình chưng cất nói chung và các khái niệm chính liên quan đến tháp chưng cất ❖ MỤC TIÊU BÀI 1 Sau khi học xong bài này, người học có khả năng: ➢ Về kiến thức: - Liệt kê được các khái niệm chính liên quan đến tháp chưng cất. ➢ Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Tuân thủ tuyệt đối các qui định về an toàn, pccc, nội quy phòng học/phòng mô hình và quy chế của nhà trường. - Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. ❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 1 - Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, nêu vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận theo nhóm ... - Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (bài 1) trước buổi học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định. ❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 1 - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng học lý thuyết đúng chuẩn. - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình mô đun, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan. - Các điều kiện khác: Không có ❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 1 - Nội dung: ✓ Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức ✓ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: Tuân thủ tuyệt đối các qui định về an toàn, pccc, nội quy phòng học/phòng mô hình và quy chế của nhà trường - Phương pháp: Bài 1: Một số khái niệm Trang 14
✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: Không có ✓ Kiểm tra định kỳ: không có ❖ NỘI DUNG BÀI 1 1.1. NHIỆT CẢM (SENSIBLE HEAT) Là dạng nhiệt có thể đo được bằng nhiệt kế. Khi ta thêm một lượng nhiệt cảm vào một vật thì sẽ làm tăng nhiệt độ của vật đó. 1.2. ẨN NHIỆT (LATENT HEAT) Là lượng nhiệt được thêm vào hay tách ra khỏi vật mà không làm thay đổi nhiệt độ của vật. Ví dụ như lượng nhiệt cần thêm vào chất lỏng để chuyển chất từ thể lỏng sang thể hơi, hoặc lượng nhiệt tách ra khi ta ngưng tụ hơi thành lỏng. 1.3. ĐIỂM SÔI ĐẦU (INITIAL BOILING POINT - IBP) ❖ Đường cong chưng cất ASTM D86 Dầu mỏ, các phân đoạn dầu mỏ hoặc sản phẩm dầu mỏ là một hỗn hợp của rất nhiều các hydrocacbon khác nhau với nhiệt độ sôi khác nhau nên không có nhiệt độ sôi cố định. Tại một nhiệt độ nào đó sẽ có hợp chất có nhiệt độ sôi tương ứng thoát ra khi tiến hành chưng cất. Do vậy, đặc trưng cho tính chất bay hơi của dầu mỏ, các phân đoạn dầu mỏ hoặc sản phẩm dầu mỏ là khoảng nhiệt độ sôi. Đường cong biểu diễn mối tương quan giữa nhiệt độ sôi và phần trăm thể tích hoặc phần trăm khối lượng của hỗn hợp thu được khi tiến hành chưng cất gọi là đường cong chưng cất. Đường cong chưng cất được xây dựng dựa trên quá trình chưng cất được thực hiện trong bộ chưng cất theo tiêu chuẩn ASTM D86 (hình 1.1). Hình 1.1. Sơ đồ chưng cất theo tiêu chuẩn ASTM D86 Bài 1: Một số khái niệm Trang 15
❖ Điểm sôi đầu (Initial Boiling Point – IBP) Khi tiến hành quá trình chưng cất 100 ml mẫu trong thiết bị chưng cất theo tiêu chuẩn ASTM D86, nhiệt độ tại đó giọt chất lỏng đầu tiên rơi xuống bình hứng được gọi là nhiệt độ sôi đầu hay điểm sôi đầu. Hình 1.2. Sơ đồ chưng cất trong phòng thí nghiệm 1.4. ĐIỂM SÔI CUỐI (END BOILING POINT - EBP) Khi tiến hành quá trình chưng cất 100 ml mẫu trong thiết bị chưng cất theo tiêu chuẩn ASTM D86, nhiệt độ cao nhất mà nhiệt kế ghi được khi toàn bộ chất lỏng trong bình chưng đã bay hơi hết được gọi là nhiệt độ sôi cuối hay điểm sôi cuối. Hình 1.3. Sơ đồ chưng cất trong phòng thí nghiệm – Xác định điểm sôi cuối Bài 1: Một số khái niệm Trang 16
1.5. ĐIỂM SƯƠNG Là nhiệt độ tại đó giọt chất lỏng đầu tiên của hơi ngưng tụ xuống chất lỏng. Chúng ta cần lưu ý điểm sương khác với điểm nhiệt độ sôi đầu. Đối với điểm sương chúng ta xét toàn bộ hơi và chú ý xem nhiệt độ tại đó giọt chất lỏng đầu tiên ngưng tụ khi hơi được làm lạnh. Còn đối với nhiệt độ sôi đầu, chúng ta lại bắt đầu với chất lỏng và tiến hành gia nhiệt cho chất lỏng. 1.6. ĐIỂM BỌT Là nhiệt độ tại đó trong chất lỏng xuất hiện bọt khí đầu tiên khi chất lỏng được đun nóng. 1.7. ÁP SUẤT HƠI Là áp suất của hơi tác động lên chất lỏng trong một bình kín. Hình 1.4. Áp suất hơi của chất lỏng Theo hình vẽ ta thấy có hiện tượng các phân tử của chất lỏng chuyển vào pha hơi và các phân tử từ pha hơi lại quay trở lại chất lỏng. Các phân tử thoát ra khỏi chất lỏng tạo thành hơi và sinh ra áp suất hơi trong bình. Bài 1: Một số khái niệm Trang 17
p o ropan ctan Hình 1.5. Áp suất hơi của propan và octan Theo hình 1.5 ta thấy áp suất hơi của propan lớn hơn so với áp suất hơi của octan. Propan nhẹ hơn octan. Do đó ta có thể kết luận rằng hợp chất nào nhẹ hơn thì có áp suất hơi lớn hơn. Hình 1.6. Áp suất hơi của một số hydrocacbon Chúng ta cần nhớ một điều rằng một chất chỉ sôi khi mà áp suất hơi của nó bằng với áp suất trên chất lỏng. Ví dụ rằng tháp chưng của chúng ta hoạt động ở áp suất 30 Bài 1: Một số khái niệm Trang 18
psi, các hydrocacbon sẽ không bắt đầu bay hơi khi áp suất hơi của chúng không đạt tới 30 psi. 1.8. ÁP SUẤT HƠI RIÊNG PHẦN Khi chất lỏng trong bình không chứa một cấu tử mà chứa hai hoặc nhiều hơn hai cấu tử thì áp suất hơi trên bề mặt chất lỏng sẽ do tất cả các cấu tử này đóng góp vào. Phần áp suất hơi của từng cấu tử góp vào đó gọi là áp suất hơi riêng phần. Hình 1.7. Áp suất hơi riêng phần Theo hình vẽ ta thấy lượng propan trong pha hơi lớn hơn so với heptan. Do đó áp suất hơi riêng phần của propan sẽ lớn hơn áp suất hơi riêng phần của heptan. Điều này là do propan nhẹ hơn so với heptan. Ta có thể nói rằng hydrocacbon nào nhẹ hơn thì sẽ có áp suất hơi riêng phần lớn hơn. - Ảnh hưởng của áp suất hơi riêng phần: Hình 1.8. Ảnh hưởng của áp suất hơi Bài 1: Một số khái niệm Trang 19