QUÁ TRÌNH LỌC TÁCH VẬT LÝ - Chương 2 : ỨNG DỤNG QUÁ TRÌNH TRÍCH LY TRONG CÔNG NGHỆ LỌC DẦU

Nguyên tắc trích ly : Trích ly lỏng-lỏng là một kỹ thuật phân tách dựa vào độ hòa tan khác nhau (hay còn gọi là sự hòa tan có chọn lọc) của các cấu tử trong nguyên liệu lỏng đồng nhất vào trong một dung môi thích hợp. Nguyên liệu là một chất lỏng chứa các cấu tử cần tách. Dung môi mới là một chất lỏng thứ hai có tác dụng kéo các cấu tử cần tách mà chúng là các cấu tử dễ hòa tan vào dung môi mới nhất. Như vậy trong nguyên liệu chỉ còn...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
QUÁ TRÌNH LỌC TÁCH VẬT LÝ - Chương 2 : ỨNG DỤNG QUÁ TRÌNH TRÍCH LY TRONG CÔNG NGHỆ LỌC DẦU 33 Chương 2 : ỨNG DỤNG QUÁ TRÌNH TRÍCH LY TRONG CÔNG NGHỆ LỌC DẦU Nguyên tắc trích ly : Trích ly lỏng-lỏng là một kỹ thuật phân tách dựa vào độ hòa tan khác nhau (hay còn gọi là sự hòa tan có chọn lọc) của các cấu tử trong nguyên liệu lỏng đồng nhất vào trong một dung môi thích hợp. Nguyên liệu là một chất lỏng chứa các cấu tử cần tách. Dung môi mới là một chất lỏng thứ hai có tác dụng kéo các cấu tử cần tách mà chúng là các cấu tử dễ hòa tan vào dung môi mới nhất. Như vậy trong nguyên liệu chỉ còn lại các cấu tử không thể hòa tan vào trong dung môi mới. Sau quá trình trích ly, hệ tồn tại hai pha không tan lẫn. Việc phân tách hai pha được thực hiện bởi quá trình gạn lắng. Tiếp theo đó là quá trình tách dung môi ra khỏi các pha chứa nó hay còn gọi là quá trình hoàn nguyên dung môi. Một quá trình trích ly bằng dung môi thường đòi hỏi hai giai đoạn chính bổ trợ lẫn nhau: giai đoạn trích ly nói riêng và giai đoạn hoàn nguyên hoặc tái sinh dung môi thường bằng quá trình chưng cất. Các trường hợp phải sử dụng quá trình trích ly: Thông thường chúng ta phải sử dụng đến quá trình trích ly khi quá trình chưng cất không đảm bảo được về mặt kỹ thuật: - Trường hợp các dung dịch đẳng phí - Trường hợp các dung dịch có nhiệt độ sôi rất gần nhau. - Mặt khác do mối liên hệ chặt chẽ giữa độ hòa tan và bản chất hóa học, trích ly bằng dung môi đặc biệt đáp ứng tốt đối với trường hợp phân tách các cấu tử theo các họ hóa học vì độ hòa tan của các họ khác nhau là khác nhau (Ví dụ khử aromatic để sản xuất dầu nhờn, sản xuất nhiên liệu; khử asphalt để sản xuất dầu DAO). Các phương thức trích ly: Quá trình trích ly có thể được áp dụng theo nhiều phương thức khác nhau: - Trích ly một giai đoạn, giống như quá trình hoá hơi trong chưng cất và chỉ cho phép phân tách sơ bộ, đơn giản, độ tinh khiết của các sản phẩm không cao. - Trích ly chéo dòng cũng như trích ly ngược dòng đơn giản thường được quan tâm hơn do tiết kiệm được dung môi nhiều hơn, và có thể cho pha rafinat có các chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu nhưng có hiệu suất giới hạn. - Quá trình trích ly ngược dòng có hồi lưu, ngoại hoặc nội, đạt tới được các độ tinh khiết và hiệu suất mong muốn đối với cả hai pha rafinat và extrait. Các ứng dụng trích ly trong công nghiệp dầu khí: Trong lĩnh vực dầu mỏ, quá trình trích ly được áp dụng từ lâu và ở một mức độ rất lớn. Chúng ta sẽ tìm hiểu trong chương này 3 ứng dụng quan trọng của kỹ thuật trích ly, đó là: • Quá trình trích ly các hợp chất thơm tồn tại trong dầu cơ sở có tính nhờn nhằm điều chế các loại dầu nhờn • Quá trình khử asphalt của phần cặn chưng cất chân không, để thu hồi triệt để các loại hydrocarbon (gọi là dầu DAO) mà chúng không bay hơi được trong tháp chưng cất chân không (do chúng có nhiệt độ sôi cao hơn dầu DSV chút ít). (tiếp đó dầu DAO nếu dùng để chế biến dầu nhờn thì cũng sẽ phải trải qua công đoạn trích ly các hợp chất thơm đã nêu ở trên). • Quá trình trích ly các hợp chất thơm BTX (Benzen, Toluen, Xylen) trong các loại nhiên liệu như trích ly Aromatic từ xăng, kerosen để đảm bảo các quy định hiện hành và trong tương lai của nhiên liệu và chất đốt. 34 2.1. TRÍCH LY KHỬ AROMATIC TỪ DẦU CÓ TÍNH NHỜN ĐỂ SẢN XUẤT DẦU GỐ C Dầu cơ sở là các loại dầu nhờn có tính nhờn được dùng làm nguyên liệu để sản xuất dầu gốc. Các loại dầu cơ sở này có thể là: - Phần cất distilat của quá trình chưng cất chân không, - Dầu trích từ cặn chưng cất chân không (dầu DAO-Des-Aphalt-Oil) là dầu đã được khử asphalt bằng trích ly với dung môi C3, C4, C5. Dầu gốc là các loại sản phẩm dầu nhờn của nhà máy lọc dầu đã qua các quá trình chế biến và đã có đầy đủ các tính chất nhớt. Dầu nhờn thương phẩm là các loại sản phẩm dầu nhờn của nhà máy phối trộn dầu nhờn. Chúng được phối trộn từ các loại dầu gốc và phụ gia theo nhu cầu thị trường, nhằm đáp ứng một số tiêu chuẩn thiết yếu nào đó của động cơ. Các họ hydrocarbon cấu thành các loại dầu cơ sở là: • Các hợp chất parafin (n-parafin có mạch thẳng), • Các hợp chất parafin mạch nhánh và parafin có 1 vòng naphten (i-parafin và naphten 1 vòng) là các loại hydrocarbon cần cho dầu thương phẩm, • Các hợp chất polynaphten (naphten đa vòng), • Các hợp chất aromatic. Mối liên hệ giữa các tính chất dùng làm dầu gốc và cấu trúc của các hydrocarbon có trong các phân đoạn dầu cơ sở được nêu trong Tableau 7.1. Một đặc tính cơ bản rất quan trọng của dầu nhớt là tính ổn định ít bị thay đổi của độ nhớt khi nhiệt độ thay đổi. Để đo đặc tí ...