Nhiên liệu dầu khí - Chương 3

Như trên đã trình bày, dầu madút là phân đoạn nặng thu được khi chưng cất dầu thôparafin và asphalt ở áp suất khí quyển và trong chân không. Các dầu FO có điểm sôi cao.Trong kĩ thuật đôi khi người ta còn chia thành dầu FO nhẹ và FO nặng. Vì thế, các đặctrưng hoá học của dầu madút có những thay đổi đáng kể nhưng không phải tất cả các đặctrưng này ảnh hưởng tới việc sử dụng chúng làm nhiên liệu và các kỹ thuật sử dụng để đạthiệu quả cao....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nhiên liệu dầu khí - Chương 3 35Chương 3CÁC NHIÊN LIỆU TỪ DẦU MỎ, KHÍ THIÊNNHIÊN3.1 Nhiên liệu lỏng nặng (FO) (dầu madút) Như trên đã trình bày, dầu madút là phân đoạn nặng thu được khi chưng cất dầu thôparafin và asphalt ở áp suất khí quyển và trong chân không. Các dầu FO có điểm sôi cao.Trong kĩ thuật đôi khi người ta còn chia thành dầu FO nhẹ và FO nặng. Vì thế, các đặctrưng hoá học của dầu madút có những thay đổi đáng kể nhưng không phải tất cả các đặctrưng này ảnh hưởng tới việc sử dụng chúng làm nhiên liệu và các kỹ thuật sử dụng để đạthiệu quả cao. Một trong những tính chất quan trọng nhất của dầu madút là độ nhớt được xác định ởnhững nhiệt độ quy định, ví dụ ở 20°C và 50°C. Nói chung các từ “nặng” và “nhẹ” được sửdụng để mô tả các nhiên liệu dầu madút có độ nhớt cao và thấp tương ứng. Những dầu cặncó độ nhớt cao (> 7000 giây) thông thường phải trải qua bước crackinh nhẹ để phá vỡnhững phân tử nặng và do đó làm giảm độ nhớt của dầu. Quá trình này cũng gây nên sựthất thoát dầu dưới dạng khí và quá trình được gọi là visbreaking. Tính chất quan trọng thứ hai của dầu madút là điểm chớp cháy. Điểm chớp cháy cựctiểu của tất cả các dầu là 65,5°C (~ 150°F). Tính chất quan trọng thứ 3 của dầu madút là hàm lượng nước. Bởi vì các dầu nặng cótỉ trọng gần bằng tỉ trọng của nước nên phải giữ dầu không tiếp xúc với nước trong quátrình sản xuất và bảo quản vì nếu lẫn nước rất khó tách ra khỏi dầu. Tính chất cuối cùng làcác dầu không được chứa cặn sa lắng bởi vì các cặn này sẽ tập trung dần dần ở đáy bểchứa. Vì thế, yếu tố cơ bản trong việc sử dụng các dầu madút là khống chế sự cháy củachúng và chọn lọc cấp dầu cho mục đích sử dụng thích hợp về mặt kĩ thuật như kích thướcbuồng đốt cháy, bản chất của thiết bị, kiểu cách và kích thước thiết bị đốt, phương phápphun nhiên liệu. Dĩ nhiên, giá cả cũng là một yếu tố bởi vì việc sử dụng các dầu có độ nhớtcao cần cung cấp nhiệt cho các ống đốt nóng trong các bể chứa, do đó các trạm tiêu thụ sẽcó giá thành cao.3.1.1 Bố trí cung cấp dầu cho lò đốt Dầu cấp cho lò đốt trong công nghiệp cần phải khan nghĩa là loại bỏ hết các hạt nướcphân tán trong dầu và các hạt rắn trong đó. Nhưng hầu hết các thiết bị cung cấp không thểđáp ứng được yêu cầu này. Khi dầu được cấp bằng cách rót từ các bể chứa thì thôngthường phải sử dụng một cặp bể. Ở đây, ta phải đốt nóng bằng hơi nước để tăng cườngviệc tách nước và tăng cường độ chảy lỏng của dầu. Sở dĩ người ta phải dùng kỹ thuật đốtnóng vì: Ở nhiệt độ thường, việc tách các hạt nước trong dầu rất chậm do sự khác nhau về Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn 36khối lượng riêng giữa chúng rất nhỏ và với độ nhớt cao của dầu thì các hạt lơ lửng này vẫntồn tại không thể loại hết được. Khi đốt nóng dầu có hai thay đổi rõ ràng xảy ra: (1) độnhớt của dầu bị giảm đi rất nhanh và (2) dầu dãn nở nhiều hơn nước và vì thế sự khác nhauvề khối lượng riêng trở nên lớn. Những hệ số dãn nở tương đối của dầu nặng và của nướctương ứng là 0,00070 /độ và 0,000476 /độ, vì thế cần đốt nóng để tách được nước ra khỏidầu. Dầu có thể được đốt nóng sơ bộ đến trên điểm chớp cháy nhưng phải ở dưới áp suấtcao và cơ bản là phải đạt được độ mềm để dầu có thể chảy hay phun qua các van. Nhiệt độcủa dầu phải đồng đều và áp suất phải giữ không đổi. Khi phun không khí hay dầu thì việc cấp dầu có thể thực hiện từ một bể chứa nhiên liệuhay nhiều bể ở độ cao đủ để tạo thành dòng chảy cần thiết. Vì các dầu rất nhớt không thểphun một cách có hiệu quả nên việc đốt nóng là cần thiết. Thông thường để đốt nóng ngườita dùng một thiết bị đốt nóng bằng hơi nước bố trí ngay trên đường cấp dầu. Trong thực tế nhiệt độ cần thiết để bơm dầu là: 38 ÷ 120°C (100 ÷ 250°F) còn nhiệt độcần thiết để phun dầu vào lò đốt là: 65,5 ÷ 150°C (150 ÷ 300°F). Ví dụ, dầu có khả năngbơm được ở nhiệt độ 38°C có độ nhớt khác nhau thì nhiệt độ bơm thay đổi như sau: Độ nhớt, ở 38°C (st) Nhiệt độ bơm, °C 200 7,5 600 15,5 1500 27,0 Trong các thiết bị phun bằng áp suất, các thiết bị lọc được trang bị giống hệt nhau ở cảhai phía hút và đẩy của máy bơm dầu. Lưới lọc trong thiết bị lọc của phía hút có kíchthước mắt lỗ lớn hơn so với lưới ở phía phun. Thông thường cỡ lưới phụ thuộc vào độ lỏngcủa dầu được sử dụng. Do kĩ thuật phát triển, ngày nay người ta dùng các thiết bị lọc kháchiệu quả hơn việc dùng lưới lọc như thiết bị lọc dòng chảy (streamline filter) hay thiết bịlọc “Autoclean”. Trong thiết bị lọc Autoclean, dầu đi từ bên ngoài qua nhiều tấm thépmỏng đã được khoan lỗ với khoảng hở rất nhỏ giữa các lỗ. G ...