Các phương pháp chế biến dầu mỏ
Trong công nghệ chế biến dầu, người ta thường chia ra hai khối quá trình chế biến chính: các quá trình chế biến vật lý và các quá trình chế biến hoá học. Các quá trình chế biến vật lý là nhóm các quá trình mà trong đó thành phần của các cấu tử có trong dầu thô không bị biến đổi, chúng chỉ được phân chia đơn thuần thành các nhóm có tính chất gần giống nhau bằng cách áp dụng các phương pháp phân chia vật lý như chưng cất, hấp thụ, hoà tan bằng dung môi hay kết tinh.
Các quá trình chế biến hoá học, ngược lại, là các quá trình làm thay đổi các hợp chất có trong dầu thành các cấu tử mong muốn nhờ áp dụng các điều kiện biến đổi hoá học khác nhau như nhiệt độ, áp suất, tác nhân phản ứng hay tác dụng của chất xúc tác. Các cấu tử có trong dầu thô sẽ bị biến đổi, khác với các cấu tử có trong nguyên liệu ban đầu cả về số lượng lẫn thành phần [2].
Phòng cháy các máy móc, thiết bị sử dụng trong chế biến dầu mỏ
Phòng cháy các máy móc, thiết bị sử dụng trong chế biến dầu mỏ
Công nghệ chế biến dầu mỏ gồm quá trình chế biến vật lý và quá trình chế biến hoá học với các máy móc, thiết bị khác nhau. Tài liệu này chỉ đề cập đến phòng cháy đối với một số thiết bị chính trong quá trình trên.
Phòng cháy thiết bị tách nước, khử muối
Dầu thô vừa khai thác ở mỏ lên, ngoài phần chủ yếu là hydrocacbon trong dầu còn lẫn nhiều tạp chất như tạp chất cơ học, đất đá, nước và cả muối khoáng. Nếu không tách các tạp chất này,khi vận chuyển hay tồn chứa và đặc biệt là khi chưng cất dầu, chúng sẽ tạo cặn bùn và các hợp chất ăn mòn, phá hỏng thiết bị, làm giảm công suất chế biến. Vì vậy trước khi đưa vào chế biến, dầu thô cần được cho qua các bước xử lý khác nhau.
Ổn định dầu nguyên khai
Dầu nguyên khai còn chứa các chất khí hoà tan như khí đồng hành và các khí phi hydrocacbon. Đại bộ phận chúng dễ tách ra khi giảm áp suất trong lúc phun ra khỏi giếng khoan. Nhưng dù sao vẫn còn lại một lượng nhất định lẫn vào trong dầu và cần phải tách tiếp trước khi đưa chúng vào chế biến nhằm mục đích hạ thấp áp suất hơi khi chưng cất dầu thô và nhận thêm nguồn nguyên liệu cho chế biến hoá dầu, vì rằng các khí hydrocacbon nhẹ (C1÷ C4) là nguồn nguyên liệu quý cho quá trình sản xuất olefin nhẹ. Ổn định dầu thực chất là chưng cất tách bớt phần nhẹ. Nhưng để tránh bay hơi cả phần xăng, tốt nhất là tiến hành chưng cất ở áp suất cao, khi đó chỉ có các cấu tử nhẹ hơn C4 bay hơi, còn các phần tử C5 trở lên vẫn còn lại trong dầu.
Tách các tạp chất cơ học, muối, nước
– Tách bằng phương pháp cơ học
+ Lắng: Bản chất là dựa vào sự khác nhau về tỷ trọng của dầu và các tạp chất như đất, đá, nước, muối. Do các tạp chất nặng hơn dầu nên khi để lâu sẽ lắng xuống tạo thành hai lớp có thể tách dễ dàng.
+ Ly tâm: Ly tâm là phương pháp hay được dùng để tách nước và các tạp chất đất, đá. Lực ly tâm càng lớn, càng có khả năng phân chia cao các hạt có tỷ trọng khác nhau khỏi dầu.
+ Lọc: Để tách nước và các tạp chất đất đá khỏi dầu có thể dùng phương pháp lọc khi ta cho thêm vào dầu một chất dễ thấm nước, dễ giữ nước và tách chúng ra.
– Phương pháp dùng điện trường:
Để tách loại muối ra khỏi dầu thô, nước được sử dụng để “rửa” dầu thô và tách nước, muối dựa trên phương pháp tĩnh điện. Tương tác giữa điện trường và các hạt làm cho các hạt tích điện và lắng xuống. Nguyên tắc này được áp dụng để tách muối, nước ra khỏi dầu thô.
Quá trình tách muối bằng phương pháp tĩnh điện bao gồm 3 công đoạn nối tiếp như sau:
+ Phân tán các muối của dầu thô vào trong nước (quá trình rửa)
+ Lắng các hạt nước bằng lực tĩnh điện
+ Lắng gạn tách loại bằng trọng lượng
Sơ đồ, nguyên lý làm việc thiết bị tách nước khử muối
– Dầu thô được gia nhiệt trước trong thiết bị trao đổi nhiệt (nhiệt độ 130- ) rồi được trộn với một lượng nước sạch để tạo nhũ tương chứa muối. Trong thực tế, người ta pha thêm nước vào dầu với lượng từ 3 đến 8% so với dầu thô và có thể cho thêm hoá chất rồi cho qua van tạo nhũ. Dầu thô dưới dạng nhũ tương được đưa vào hai bản cực có điện trường E= 1000 (V/cm). Dưới tác động của điện trường các giọt nước tích điện trở thành các giọt lưỡng cực với 2 cực dương và âm liên tiếp thay đổi vị trí cho nhau, do đó các giọt nước bị dao động mạnh, dễ va đập vào nhau, dễ dính kết vào nhau, tạo ra những giọt to bị sa lắng dưới tác dụng của trọng lực vì nước khoáng đó nặng hơn dầu.
Sự nguy hiểm cháy và các biện pháp phòng cháy chữa cháy
Sự nguy hiểm cháy:
– Khả năng hình thành môi trường nguy hiểm cháy, nổ
Sự nguy hiểm cháy và các biện pháp phòng cháy từ môi trường sản xuất dầu
+ Trong trường hợp làm việc bình thường, các thiết bị đều được chứa đầy dầu thô. Chính vì vậy, hỗn hợp nguy hiểm cháy, nổ không được tạo thành bên trong các thiết bị như: máy bơm, thiết bị tách nước khử muối và thiết bị trao đổi nhiệt.
+ Tuy nhiên, môi trường nguy hiểm cháy, nổ có thể được hình thành ở bên ngoài các thiết bị do sự cố rò rỉ dầu thô qua các vị trí hở. Trong quá trình làm việc, thiết bị tách nước khử muối và thiết bị trao đổi nhiệt có thể bị hở, hư hỏng do tác động của áp suất, nhiệt độ và sự ăn mòn. Ngoài ra, do sự cố khi máy bơm đang hoạt động bị hư hỏng, phá vỡ các vòng đệm, các chi tiết của máy bơm do hậu quả của sự rung động, do ma sát, bị ăn mòn và tác động nhiệt. Do đó, dầu thô thoát ra ngoài kết hợp với oxy có khả năng tạo thành hỗn hợp nguy hiểm cháy, nổ. Như vậy, môi trường nguy hiểm cháy, nổ có thể hình thành xung quanh khu vực bị rò rỉ.
– Sự tồn tại và phát sinh nguồn nhiệt gây cháy
+ Nguồn nhiệt hình thành do năng lượng cơ học: Va chạm giữa các vật rắn trong quá trình sửa chữa và cạo gỉ.
+ Nguồn nhiệt hình thành do năng lượng điện: Thiết bị sử dụng có điện thế cao từ 26.000V trở lên, nếu cách điện không
đảm bảo hoặc do sự cố về điện có thể là nguyên nhân dẫn đến cháy nổ thiết bị.
+ Bên cạnh đó, mức nước dâng quá cao làm các điện cực ngập nước cũng sẽ gây chập mạch, phát sinh tia lửa gây cháy.
– Khả năng đám cháy lan truyền và phát triển
+ Ban đầu sự phát sinh của đám cháy có thể diễn ra trong khối riêng biệt như thiết bị tách nước khử muối, thiết bị trao đổi nhiệt…sau đó có thể gây ra sự cố cháy lan ở các khối liền kề cháy theo các đường ống công nghệ nối giữa các khối.
– Khi xảy ra sự cố trên các thiết bị có chứa chất cháy lỏng, chỉ trong một thời gian ngắn lượng dầu mỏ thoát ra và ngọn lửa sẽ bao trùm lên một diện tích lớn.
Các biện pháp phòng cháy chữa cháy:
Trong quá trình vận hành thiết bị tách nước, khử muối cần:
– Đảm bảo độ kín của đường ống và thiết bị.
– Kiểm tra định kỳ cách điện của dây dẫn và thiết bị điện khác, nếu không đảm bảo phải thay thế ngay.
– Duy trì ổn định chế độ nhiệt của thiết bị theo thiết kế.
– Có thiết bị kiểm tra mức nước và ống tràn, tránh để điện cực bị ngập nước.
– Đảm bảo khoảng cách phòng cháy theo tiêu chuẩn giữa thiết bị với nhà, công trình xung quanh.
