Tiểu luận Một số công nghệ dây truyền sản xuất thuốc tuyển quặng và một số chỉ tiêu của nước trong sản phẩm dầu mỏ

Mở đầu Trong quá trình Công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành hoá dầu. Viện Hoá Công Nghiệp Cầu Diễn là một đơn vị có tương đối đầy đủ các công nghệ mới và hiện đại về lĩnh vực hoá dầu như : Các loại Tháp ôxy hoá dầu DO và PO và một số phòng thí nghiệm để xác định các chỉ số của xăng dầu. Trong quá trình thực tập em đã được đi khảo sát và hiểu biết về các công nghệ trên để em bổ sung thêm các kiến thức trong quá trình làm đồ án sắp tới và cũng như trang bị cho mình các kiến thức phục vụ cho ngành tổng hợp hữu cơ - hoá dầu. Qua bản báo cáo thực tập này em xin nêu một số công nghệ dây truyền sản xuất thuốc tuyển quặng và một số chỉ tiêu của nước trong sản phẩm dầu mỏ.... Dây chuyền công nghệ sản xuất thuốc tuyển quặng cơ chế hoá học của các quá trình oxy hoá các paafin để tạo ra các axit béo và các hợp chất chứa oxy phục vụ cho mục đích tuyển nổi. Cơ chế peoxit gốc dây chuyền Giai đoạn 1 R1-CH2-R2 R1-CH-R2 + H* khi có mặt xúc tác: R1-CH-R2 O-O* Me(n+1)+ + RH Men+ + R* + H+ R1-CH-R2 + O=O R1-CH-R2 O-O* + R3-CH2-R4 R3-CH-R4 + Giai đoạn 2 Các phản ứng xảy ra theo hướng sau: R1-CH-R2 O* R1-CH-R2 O-OH 1. + *OH R1-CH-R2 O* R1-CH-R2 OH + R3-CH2-R4 + R3-C*H-R4 *OH + R3-CH2-R4 R3-C*H-R4 + H2O 2. R1-CH-R2 O R1-CH-R2 O-OH + H2O Trong các gioai đoạn này phụ thuộc vào điều kiện phản ứng mà hình thành các sản phẩm trung gian: xeton, ancol bậc 2 theo các tỉ lệ khác nhau R1-CH-R2 O-OH Giai đoạn 3 nhiều tác giả cho rằng các xeton được tạo ra từ peoxit bị oxy hoá trực tiếp thành a-hydroxi peoxit R1-C-CH-R’2 O O-OH R1-CH-R2 O + O=O Tiếp theo peoxit này sẽ bị phân huỷ thành axit cacboxylic và aldehyt H C-R’2 O R1-C-CH-R’2 O O-OH O R1C OH + Andehyt tiếp tục bị oxy hoá thành axit H C-R’2 O R’2-C-O-OH O + O=O O 2R’2-C OH H C-R’2 O R’2-C-O-OH O + Các ancol bậc 2 cũng bị oxy hoá tiếp tục thành xeton rồi chuyển sang axit béo, như vậy số nguyên tử cacbon trong phân tử axit béo dược tạo thành luôn it hơn số nguyên tử cacbon của paraphin tham gia phản ứng. Những hợp chất phụ khác R-CH-CH2-COOH OH Các axit béo có số nguyên tử cacbon>20 dễ bị oxy hoá trực tiếp thành các hợp chất đa chức. RCH2CH2COOH + O2 R-C-CH2-COOH O RCH2CH2COOH + O2 Sau đó cắt mạch tạo thành axit dicaboxilic H-C-(CH2)4-COOH O R(CH2)4COOH + O2 RCOOH + H-C-(CH2)4-COOH O + O2 HOOC-(CH2)4COOH Có thể tạo thành este O R4 R1-C-O-CH R3 R4 HO-CH R3 O R1-C OH + + H2O hoặc tạo ra các este nội phân (lacton) R-CH-CH2-CH2 O – C =O R-CH-CH2-CH2-COOH OH -H2O sự tạo thành các este nội phân xảy ra nhều khi phản ứng oxy hoáthực hiện ở nhiệt độ cao và thời gian oxy hoá kéo dài. Các lác ton sau khi kiểm hoá lại bị phá huỷ thành các hydroy axit. Các izo-hydrecacbon dễ tạo thành các hợp chất đa chức. Tóm lại phản ứng oxihoá paraphin là quá trình rất pphức tạp đồi hỏi nghiên cứu kĩ lưỡng về điều kiện phản ứng (nhiệt độ, thời gian, tỉ lệ xúc tác, thành phần hydrocacbon... ), cấu tạo tháp phản ứng thì mới đạt được sản phẩm mong muốn. Một số chỉ tiêu ăn mòn tấm đồng Công dụng và phân loại thuốc tuyển nổi Thuốc tuyển nổi là một phương tiện có hiệu lực và mềm dẻo dẩm bảo tínhf chọn lựa, tính ổn định và hiệu quả cao của quá trình tuyển nổi, đồng thời nó còn tạo ra khả năng lớn nhất để hoàn thiện và lamg tăng hioêụ quả của phương pháp tuyển nổi. Có thể khẳng định rằng: không dùng thuốc tuyển nổi thì sẽ có phương pháp nổi. Khi nghiên cứu phương pháp tuyển nổi khoáng sản có ích thì phần lớn thời gian, phương tiện và sự suy nghĩ đều tập chung vào sự nghiên cứu chế độ thuốc tuyển. Tại các sưởng tuyển nổi chế độ thuốc tuyển là đòn bẩy chính để điều khiển chế độ công nghệ. Tác dụng của thuốc tuyển nổi rất đa dạng . Trong đó có thể bao gồm những hợp chất vô cơ và hữu cơ, có thể là các axit và kiềm, các loại muối, những chất có thể tan ddược hoặc không tan trong nước. Tuỳ thộc vào mục đích sử dụng các thuốc tuyển nổi được phân chia thành những loại său đây: Thuốc tập hợp. Đó là những hợp chất hữu cơ tác dụng một cách chọn lựa lên bề mặt những hạt khoáng vật nhất định và làm cho bề mặt đó có tính kị nước. Thuốc tập hợp tác dụng tập trung trên bề mặt phân chia pha khoáng vật – nước do đó làm kị nước bề mặt hạt khoáng vật và đảm bảo khả năng bám dính cần thiết của nó vào bóng khí để cùng nổi lên. Thuốc tạo bọt. Thuốc tạo bọt là những chất có hoạt tính bề mặt, khi hấp phụ lên bề mặt phân chia pha nước – không khí ( bề mặt bóng khí trong nước ) thì nó có khả năng giữ các bóng không khí luôn ở trạng thái phân tán, ngăn cản chúng hợp nhất lại với nhău thành bóng lớn. Thuốc tạo bọt làm tăng độ bền của bọt tuyển nổi do đó làm tăng tính ổn định của bọt khoáng hoá đang và đẵ nổi trên bề mặt bùn. Thuốc điều chỉnh. Nhiệm vụ chính của các loại thuốc này là điều chỉnh tác dụng của thuốc tập hợp lên các hạt khoáng vật khác nhau để nâng cao tính lựa chọn của quá trình tuyển nổi. Do sự tác dụng của thuốc điều chỉnh mà thuốc tập hợp chỉ tác dụng và làm kị nước những khoáng vật nào cần đưa vào sản phẩm bọt. Dựa vào tác dụng của chúng các thuốc điều chỉnh lại được phân chia thành các loại său đây: Thuốc kích động. Đó là loại thuốc điều chỉnh tác dụng trực tiếp lên bề mặt của một loại khoáng vật nào đó, tạo khả năng cho khoáng vật ấy tương tác thuận lợi với thuốc tập hợp. Do đó thuốc kích động có tác dụng làm tăng hiệu quả tuyển nổi. Thuốc đè chìm. Đó là loại thuốc làm cho điều kiện làm kị nước các khoáng vật của thuốc tập hợp bị xấu đi và do đó làm giảm hiệu quả tuyển nổi. Ngoài ra thuốc kích động và thuốc đè chìm còn có thể ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền của màng hydrat trên bề mặt khoáng vật và do đó làm thay đổi tính nổi của nó một cách động lập đối với tác dụng của thuốc tập hợp. Thuốc kích động và thuốc đè chìm đại đa số là các chất vô cơ. Thuốc điều chỉnh môi trường. Loại thuốc này có tác dụng đảm bảo trong bùn có thành phần ion thuận lợi cho quá trình tuyển nổi. Nó làm thay đổi nồng độ ion H+ hoặc OH- và nồng độ các muối hoà tan, giữ cho các hạt mùn ở trạng thái phân tán có lợi cho tuyển nổ. Như vậy, thuốc điều chỉnh môi trường tạo môi trường thuận lợi cho một loạt khoáng vật khác. Sự phân loại thuốc tuyển như đẵ trình bày ở trên chỉ là quy ước. Bởi vì thực tế có những thuốc tập hợp có tính tạo bọt và ngược lại có những thuốc tạo bọt có tính tập hợp. đối với thuốc kích động và thuốc đè chìm cũng vậy, có những thuốc trong một số điều kiện nào đó thì có tính kích động nhưng trong các điều kiện khác lại có tính đè chìm. Tuỳ thuộc vào các vị trí tác dụng các thuốc tuyển nổi còn được phân chia thành hai loại chính: Loại thuóoc tác dụng trực tiếp hoặc điều chỉnh tác dụng của các loại khác lên bề mặt khoáng vật. Các thuốc tuyển nổi loại này có thể chia thành hai nhóm nhỏ. Nhóm thứ nhất gồm những loại thuốc tác dụng trực tiếp trên bề mặt khoáng vật hoặc trên những vùng lân cận bề mặt đó. Trong nhóm này bao gồm tất cả các loại thuốc tập hợp, thuốc đè chìm và thuốc kích động. Nhóm thứ hai gồm các loại thuốc tuy có tác dụng đến quá trình tuyển nổi nhưng chỉ nằm trong nước. Trong nhóm này chủ yếu bao gồm các chất điều chỉnh nồng độ ion OH- và H+ những chất làm mất tác dụng của các ion nằm trong nước và ảnh hưởng xấu đến quá trình tuyển nổi. Loại thuốc tác dụng trên bề mặt phân chia pha lỏng khí. Đó là các loại thuốc tạo bọt. Đối với các loại thuốc tuyển nổi đều có những yêu cầu său: Tác dụng có tính chọn lựa, có thành phân fổn định, rẻ tiền, dồi dào về soó lượng, dễ sử dụng( không bị hư hỏng khi bảo quản, dễ ghào tan trong nước, không có mùi khó chịu, không độc hại...) Nước astm d-95 tcvn 2692-1995 Vai trò của nước trong sản phẩm dầu mỏ. Nước không được phép có trong sản phẩm dầu mỏ. Chỉ trừ trường hợp mỡ Canxi, nước là chát ổn định cấu trúc nên tronh tiêu chuẩn cho phép có mặt nước dượi 2%. Nước có thể ở dạng phân ly, dạng tan hoặc dạng nhũ. Trong qúa trình bảo quản nước có thể thâm nhập vào sản phẩm dầu mỏ bằng nhiều đường: Trực tiêps hoặc gián tiếp (do sự ngưng ẩm). Nước tồn tại gây tác hại sấu đến chất lượng SPDM như làm gianvs đoạn qúa trình cháy của nhiên liệu, làm vữa nát mỡ, tạo nhũ dầu, phá hoại tính bôi trơn.Trong qúa trình ttiếp xúc với kim loại nước là tác nhân gây ăn mòn. Nước có thể gây ra tắc đường dẫn nhiên liệu máy bay do bị kết tlnh ở nhiệt độ thấp. Trong một số công trình nghiên cứu khoa học, ngượi ta cũng cố gắng khai thác một số mặt có ích của nước. Tuy nhiên, những vấn đề đó chỉ là tham khảo. Vì nước có tác hại nên cần thiết phải xác định nước. Trong nhiên liệu nhẹ như xăng, dầu hoả, nước ở dạng phân ly dễ quan sát bằng mắt thường. Trong các sản phẩm dầu mỏ nặng nước ở dạng tan một phần và ở dạng nhũ. Định tính và định lượng nước. 2.1 Định tính. Xác định định tính bằng phương pháp nghe tiếng nổ khi đốt nóng mẫu. 2.2 Định lượng. - Xác định định lượng bằng cách cất cuốn nước theo xăng. - Xác định lượng nước vi lượng bằng Canxi Hydrit CaH2. - Xác định nước vi lượng bằng thuốc thử Karl Fitcher. Định lượng nước bằng cất cuốn theo xăng. 3.1. dụng cụ xác định nước theo phương pháp cất cuốn theo xăng gồm: - Bình chưng cất. - ống thu hồi nước (ống đuoi chuột, bẫy nước). - ống sinh hàn. 3.2. Tiến hành thí nghiệm: Lấy mẫu vào bình cất: Nhiên liệu: 100ml Dầu nhờn : 25-100g (tuỳ lượng nước có trong mẫu) Mỡ : 25g Cho 100ml dung môi cất cuốn nước vào bình chưng cất. Dung môi này có tác dụngcuốn theo hơi nước khi nó bay hơi nhhưng nó phải hoà tan tốt sản phẩm cần được xác định nước. Để làm được việc đó hãy dựa theo bảng dưới đây: Chất phải xác định nước Loại dung môi cất cuốn asphalt, nhựa đường, hắc ín gốc dầu mỏ hoặc gốc than đá, axits nhựa đường. Chất thơm-aromat FO, dầu thô, dầu nhờn, sản phẩm dầu mỏ sunphonat hoá Phần cất dầu mổ (ví dụ: xăng dung môi) Mỡ bôi trơn Phân đoạn rượu dầu mỏ dễ bay hơi Cho tâm sôi vào bình chưng cất. Lắp dụng cụ theo hình vẽ với các chú ý sau: ống nhánh cắm sâu trong bình chưng 15—20 mm. Mép vát ống ngưng lạnh có nắp ống chống ẩm hoặc miếng bông khô để tránh ảnh hưởng hơi ẩm của không khí ngưng tụ. Gia nhiệt với tốc độ: 2-3 giọt/giây. Kết thúc đun khi mục nớc trong ống đuôi chuột( bẫy nước) không tăng. Thời gian làm thí nghiệm 30 – 60 phút, không nên kéo dài quá vì sẽ có ảnh hưởng ngưng ẩm của không khí làm sai kết quả. Đọc kết quả: để dụng cụ nguội rồi tháo ống ngưng ra đọc kết quả thí nghiệm. Nếu thấy dung môi còn đục thì ngâm ống hứng vào nước nóng 20-30 phút cho hết đục. Tính kết quả Hàm lượng nước tính theo % khối lượng sản phẩm dầu mỏ: X% = 100.V.d/w trong đó: V = Thể tích nước hứng được, ml d= Tỷ trọng nước ở nhiệt độ phòng w = Lượng mẫu lấy làm thí nghiệm, g Theo kết quả thí nghiệm ta có: V = 0,81 ml d = 1 w = 51 g X % = 100.0,81.1/51 = Ăn mòn đồng ý nghĩa: Ăn mòn đồng thể hiện sự có mtj của lưu huỳnh hoạt động trong nhiên liệu Kiểm tra thí nghiệm ăn mòn khi cho tiếp xúc sản phẩm dầu mỏ với tấm đồng cho phép xác định bán đinhj lượng tác động ăn mòn của sản phẩm lên đồng. Tiến hành thí nghiệm: Đánh sạchk tấm đồng nguyên chất ( đồng điện phân ) bằng cách dùng giấy ráp đánh theo chiều dọc sao cho sạch và phẳng để tránh ăn mòn cục bộ. Rửa sạch tấm đồng bằng dung môi dễ bay hơi ( xăng dung môi), không có lưu huỳnh. Thấm khô tấm đồng bằng bông hoặc giấy lọc. Dùng cặp gắp hoặc lót tay bằng giấy lọc cho tấm đồng vào ống nghiệm. cho nhiên liệu thí nghiệm vào ống nghiệm đến ngập tấm đồng. Nếu thí nghiệm hở thì cho ống nghiệm vào rọ rồi nhúng nó xuống thùng điều nhiệt. Cho bom ( hoặc rọ)đẵ chứa ống nghiệm đó vào trong thùng điều nhiệt, giữ nhiệt độ ở 50 ±1 OC trong 3 giờ nếu thí nghiệm với xăng ôtô, dầu hoả ,DO,FO. Điều kiện thí nghiệm về nhiệt độ thời gian kín hoặc hở là tuỳ theo từng sản phẩm. Nhấc rọ ra hoặc nhấc bom ra. Làm nguội bom rưới vòi nước. Mở nắp bom, lấy ống nghiệm ra khỏi bom său đó dùng cạp gắp tấm đồng ra. Dùng dung môi rửa tấm đồng rồi thấm khô, cho vào ống nghiệm rẹt để so với bảng chuẩn ăn mòn. Kết quả thí nghiệm: Dầu dùng trong thí nghiệm: Dầu bánh răng 90 EP Khi so sánh: tấm đồng ở trạng thái ăn mòn 3a-3b. Quy trình vận hành hệ thống oxy hóa nạp nguyên liệu vào tháp oxy hoá. Định lượng parafin sạch và parafin thu hồi trong thùng chứa 1( P: DTH =150l : 150l ) Các van V1,V2,V3,V12 đóng Các van V0,V15 mở Chạy máy nén khí ( van khí Vk luôn mở) chỉnh lưu lượng khí 3 m3/h Chạy bơm nạp liệu từ thùng chứa 1 sang tháp oxy hoá 2. Khi bơm hết nguyên liệu từ thùng 1 sang 2. Tắt bơm,khoá van V0. Nâng nhiệt tiến hành phản ứng oxy hoá. Nâng nhiệt: Khoá van V4, mở van Vt để đưa hơi quá nhiệt vào ống xoắn và vỏ thiết bị ra nhiệt cho khối phản ứng ( Các van V5,V6,V7 mở) Său khi hơI quá nhiệt đẩy hết nước ở trong ống xoắn và vỏ thiết bị ra ngoàI van Vt ( khoảng 5 phút kể từ khi cấp hơI) thì khoá van V5. V6 đIều chỉnh áp suất hơi quá nhiệt từ 2-2,5KG/cm3 (P1), áp suất trong nồi hơI 4-4,5KG/cm3 (Po) Lưu lượng không khí 20m3/h Khi nhiệt độ t1 đạt tới 145OC nâng lượng lưu lượng khí lên 60m3/h Các van V10 và V14 mở, chạy bơm nước lạnh đưa nước vào thùng làm mát số 3 -Nhiệt độ T1 đạt 150 OC khóa van V7, mở van V8 ,chạy bơm nước nóng đưa nước vào vỏ và ống xoắn để lấy nhiệt phản ứng. Điều chỉnh các van V8, hoặc , và V9 để khống chế nhiệt độ phản ứng trong TB2 Duy trì nhiệt độ phản ứng ở 150OC trong 1 giờ său đó giảm nhiệt độ phản ứng xuống 145OC Său đó 6 giờ kể từ lúc bắt đầu đạt nhiệt độ 150OC lấy mẫu phân tích( van V2) khi chỉ số axit CSA >= 40 thì phản ứng thêm 1 giờ( kể từ lúc lấy mẫu) và dừng phản ứng. Khống chế để khi dừng phản ứng CSA = 45 – 50 Kết thúc phản ứng Khoá van V8 mở van V9 100% để làm nguội oxy dat trong TB oxy hoá 2 Khi nhiệt độ nhỏ hơn 100OC, giảm lưu lượng không khí Vkk : 3m3/h, mở van V1 tháo oxydat qua TB7 đến thùng chứa 8 và bơm lên TB trung hoà 9 Tiếp tục mẻ phản ứng khác Sử lý khí thải Quạt hút luôn phải chạy khi TB 2 và TB9 hoạt động. Bơm tuần hoàn nước lạnh qua TB3 phảI đảm bảo để ngưng được hết nước sinh ra do phản ứng và dầu nhẹ ở TB4( TB4 phảI làm mát). Lò đốt bằng than cám cho cháy hết khí thảI( không còn mùi). Nước phản ứng và dầu nhẹ ở TB4 được tách ở bình quả lê. Dỗu nhẹ đưa vào TB9 trung hoà oxydat, nước phản ứng được trung hoà bằng xút đến trung tính rồi được đưa vào bể xử lý. Sự cố mất điện Khoá van V8,V14,van hồi lưuđể nước lạnh chảy ngược từ TB3 vào TB2 làm nguội khối phản ứng. Khi cần thiết có thể mở lạI van V3 để nguyên liệu chảy trở lạI thùng chứa 1 Chuẩn bị xúc tác cho phản ứng KmnO4 dung dịch 15% Pha vào trong P tỷ lệ 1-3% Său đó đưa vào cột thuỷ tinh sục không khí và gia nhiệt đến nhiệt độ 130OC Tháo tất cả ra khỏi cột thuỷ tinh để lắng KMnO4 tách P đẵ hoạt hoá cho vào phản ứng Trung hoà oxydat Oxydat từ thiết bị 8 có nhiệt độ nhỏ hơn 100OC được đưa lên thiết bị 10 để định lượng său đó được tháo xuống thiết bị chính. Dầu nhẹ tách ra từ thiết bị 4 cũng được đổ vào thiết bị 9. Dung dịch NaOH = Lượng H2O bổ sung = Cấp hơi vào thiết bị 9 –chạy máy khuấy duy trì nhiệt độ phản ứng ở 90 phần kết luận Cùng với tiến trình phát triển kinh tế đất nước theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hoá đất nước , hoà nhập với sự phát triển chung của nền kinh tế thế giới là sự ra đời của các đơn vị tổ chức kinh tế- và Viện Hoá Công nghiệp không nằm ngoài guồng quay đó. Hoạt động nhập khẩu của Công ty đã và đang phát triển mạnh mẽ hơn , mở rộng phạm vi, đa dạng hoá các mặt hàng nhằm đáp ứng cao nhất nhu cầu của thị trường . Qua quá trình học tập tại trường và thực tập tại Viện Hoá em đã được trang bị thêm nhiều kiến thức thực tế trong nghành công nghệ tổng hợp Hưu cơ -Hoá dầu . Do đó em đã đi sâu vào nghiên cứu và hoàn thành báo cáo thực tập . Trong quá trình làm báo cáo thực tập em đã nêu khái quát về dây truyền sản xuất thuốc tuyển quặng và một số chỉ tiêu của nước trong sản phẩm dầu mỏ.... Tuy thời gian có hạn song bản báo cáo thực tập đã được hoàn thành không tránh khỏi những thiếu sót. Qua đây em xin chân thành cảm ơn cô Đinh Thị Ngọ và các thầy công trong Viện đã giúp em hoàn thành qúa trình thực tập của mình.