BÀI TẬP LỚN MÔN CƠ KHÍ VÀ MÁY TRONG CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

NHÓM 6:

1. NGUYỄN TRƯỜNG THI 1021010334

2.TRẦN THỊ THƯƠNG 1021010350

3.LÊ NGUYÊN THANH 1021010304

4. TRƯƠNG ĐĂNG THÀNH 1021010316

5.NGUYỄN VĂN THÔNG 1021010342

6.NGÔ VĂN THUẦN 1021010344

1

LỜI MỞ ĐẦU

Trải qua hơn 30 năm hình thành và phát triển, ngành dầu khí việt nam ngày càng lớn

mạnh và đã khẳng định được vị trí của mình trên trường quốc tế. Sự phát triển ngày càng cao của

khoa học công nghệ đặt ra yêu cầu khắt khe hơn về nguồn nhiên liệu, đòi hỏi ngành công nghiệp

dầu khí phải luôn luôn vận động hết mình, không ngừng nghiên cứu và áp dụng những thành tựu

khoa học nhằm cải tiến công nghệ để nguồn nhiên liệu sản suất ra đáp ứng được những yêu cầu

đó.Ngành thiết bị dầu khí chính là ngành cầu nối giữa khoa học kĩ thuật với công nghệ sản

xuất.Với mong muốn được vận dụng những kiến thức đã học, cùng với sự tâm đắc của bản thân

về các trang thiết bị bảo quản tồn chứa (bồn chứa,bể chứa,bình tách ) nhóm em đã chọn đề tài “

Tìm hiểu về các trang thiết bị tồn chứa”.Trong quá trình hoàn thành tiểu luận nàyvới sự hướng

dẫn tận tình của thầy Đoàn Văn Huấn cùng với sự nỗ lực của các thành viên trong nhóm,chúng

em đã hoàn thành bài tiểu luận này, đồng thời tiếp thu thêm được nhiều kiến thức bổ ích.Tuy

nhiên, do kinh ngiệm nghiên cứu và kiến thức còn nhiều hạn chế nên bài tiểu luận của nhóm vẫn

không tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em kính mong nhận được sự chỉ dẫn, đóng góp của các

thầy cùng các bạn độc giả để bài tiểu luận của chúng em được hoàn thiện hơn.

2

I. TỔNG QUAN

Các loại thiết bị tồn chứa đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp hoá chất nói chung và

trong công nghiệp dầu khí nói riêng.Hầu như tất cả các quá trình chế biến dầu khí đều có sự tham

gia của các thiết bị tồn chứa. Tồn chứa nguyên liệu, sản phẩm trung gian trong quá trình chế biến,

sản phẩm thương phẩm…. Ngoài ra, thiết bị tồn chứa còn được sử dụng vào những mục đích như:

kinh doanh, mục đích quốc phòng mang tính chiến lược của từng quốc gia.Người ta có thể tồn

chứa xăng dầu vào các bể chứa bằng thép, bể chứa không phải bằng thép (bể phi kim loại) hoặc

chứa dầu vào các phuy, can nhỏ. Các phương tiện tồn chứa xăng dầu nói chung phải đảm bảo các

yêu cầu chung sau:

- Tránh và giảm bớt hao hụt về số lượng và chất lượng xăng dầu

- Thao tác thuận tiện

- Đảm bảo an toàn phòng độc và phòng cháy

Đối với các nhà máy lọc dầu, các đơn vị kinh doanh xăng dầu thương phẩm, tổng kho, từ

những đòi hỏi về vấn đề kinh tế, xu hướng ngày nay càng muốn xây dựngnhững thiết bị tồn chứa

lớn hơn để có thể tồn chứa được nhiều hơn.Tuy nhiên, kinh phí để xây dựng các thiết bị tồn chứa

này thường là khá tốn kém, chúng thường chiếm 10 – 20% tổng kinh phí đầu tư cho một nhà máy

lọc dầu.Vì vậy đối với các nhà máy lọc dầu về mặt kinh tế họ tìm cách giảm tối thiểu giá thành

lắp đặt của các thiết bị tồn chứa và vận chuyển như thế. Song về mặt kỹ thuật, chế tạo họ phải

tính toán sao cho việc sử dụng các thiết bị tồn chứa và vận chuyển phải hợp lý, an toàn, tránh tổn

thất nhất là trong những thời gian không làm việc của bồn chứa.

Ngày nay, các thiết bị tồn chứa được phát triển đa dạng hoá về công nghệ và kỹ thuật, đáp ứng

được hầu hết các nhu cầu tồn chứa khác nhau trong lĩnh vực dầu khí. Có rất nhiều loại thiết bị

tồn chứa được sử dụng trong việc tồn chứa xăng dầu, tuy nhiên trong khuôn khổ giáo trình này

chỉ giới thiệu với các bạn những loại thiết bị tồn chứa xăng dầu có trữ lượng lớn ( bồn chứa, bể

chứa), thường được sử dụng trong các nhà máy lọc dầu cũng như trong lĩnh vực kinh doanh xăng

dầu.

II.CÁC THIẾT BỊ TỒN CHỨA VÀ BẢO QUẢN

II.1.THIẾT BỊ BỒN BỂ CHỨA

II.1.1 PHÂN LOẠI CÁC THIẾT BỊ TỒN CHỨA XĂNG DẦU

Có nhiều cách phân loại các thiết bị tồn chứa. Dựa vào công dụng, sự vận hành, hình dạng thiết

bị ta phân loại các thiết bị tồn chứa theo các loại sau:

3

II.1.1.1 Phân loại theo sự vận hành

Theo sự vận hành của của bồn chứa, bể chứa ta phân biệt thành 3 loại chính sau:

- Bồn chứa tồn trữ dầu thô

- Bồn chứa trung gian (các loại bồn chứa sử dụng trong các phân đoạn chế biến nhà máy dầu)

- Bồn chứa hỗn hợp và sản phẩm cuối.

II.1.1.2. Phân loại theo áp suất làm việc

- Bể cao áp : Áp suất chịu đựng trong bể > 200mmHg

-Bể áp lực trung bình : áp suất chịu đựng trong bể từ 20-200 mmHg, thường dùng bể chứa

KO, DO.

-Bể áp thường : áp suất =20mmHg áp dụng cho bể dầu nhờn, FO, bể mái phao.

II.1.1.3 Dựa vào chiều cao xây dựng

Dựa vào chiều cao xây dựng người ta có thể chia ra:

- Bể ngầm: Bể chôn dưới đất

- Bể nửa ngầm nửa nổi: 1/2 chiều cao bể nhô lên khỏi mặt đất

- Bể nổi: Làm trên mặt đất

II.1.1.4 Theo hình dạng bồn chứa

- Bể trụ đứng

4

Bể trụ nằm ngang

Bể hình cầu, hình giọt nước

II.1.2. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG

Cấu tạo của một thiết bị tồn chứa sử dụng trong công nghiệp dầu khí nói chung thường gồm

ba bộ phận chính sau:

- Thân thiết bị

- Đáy lắp thiết bị

- Các thiết bị phụ trợ

5

II.1.2.1 Thân thiết bị

Thân của các thiết bị tồn chứa thường là hình trụ hoặc hình cầu, chúng được chế tạo bằng

phương pháp cuốn, dập, vê, hàn nhiều tấm thép lại với nhau. Độ dày củatấm thép tuỳ thuộc vào

kích thước của bồn chứa. Dung tích bồn chứa có thể lớn hay nhỏ phụ thuộc vào đối tượng sử

dụng. Nếu đối tượng sử dụng là các đơn vị kinh doanh các sản phẩm thương phẩm thì thể tích

bồn chứa thường vào khoảng 10 m3– 30 m3. Nếu là các kho cấp 1, 2, 3 trong các nhà máy lọc dầu

thì thể tích bồn chứa thường từ 100 m3– 500 m3. Thân bồn chứa hình trụ thường được sử dụng

nhiều hơn thân bồn chứa dạng hình cầu do dễ chế tạo, dễ lắp đặt các thiết bị phụ trợ. Tuy nhiên

đối với các dạng chất lỏng hoặc khí (tồn chứa LPG) đòi hỏi thiết bị tồn chứa chịu áp lực cao và

tính thẩm mỹ người ta lại thường sử dụng bồn hình cầu do ứng suất được phân bố đều trong

thành bồn.

Hình II.1.1: Một số bồn chứa thường dung

II.1.2.2 Đáy và nắp bồn chứa

6

Đáy và nắp là hai chi tiết cùng với thân tạo thành thiết bị, hình dạng đáy và nắp của thiết bị

phụ thuộc vào nhiệm vụ của nó, vào áp suất làm việc và phương pháp chế tạo. Đáy và nắp có thể

được hàn, đúc liền với thân hoặc được lắp ghép với thân bằngmối ghép bích. Trong các thiết bị

tồn chứa thường hay dùng các loại đáy, nắp có hình : elip, chỏm cầu, nón (côn) hoặc phẳng.

- Với các thiết bị làm việc ở áp suất thường, nên dùng đáy nắp phẳng (tròn hoặc hình chữ

nhật) vì chế tạo đơn giản, rẻ tiền.

- Đáy nắp hình cầu, hình elíp được dùng trong thiết bị làm việc với áp suất lớn.

- Đáy nón được dùng với các mục đích sau:

+ Để tháo sản phẩm rời hoặc chất lỏng có hàm lượng pha rắn cao.

+ Để phân phối tốt chất khí hoặc lỏng theo tất cả tiết diện thiết bị

+ Để khuyếch tán làm thay đổi từ từ tốc độ chất lỏng hoặc chất khí nhằm mục đích giảm

bớt sức cản thuỷ lực.

II.1.2.3. Các thiết bị phụ trợ

Các thiết bị phụ trợ được sử dụng trong hệ thống tồn chứa nhằm đảm bảo cho thao tác xuất

nhập tại bồn chứa xăng dầu được thuận tiện và đảm bảo an toàn trong việc chứa xăng dầu trong

bể. Dưới đây là một số thiết bị phụ trợ thường được sử dụng trong các bể chứa xăng dầu:

1. Cầu thang: Để phục vụ cho việc đi lại lên xuống bồn chứa xăng dầu trong quá trình thao tác

tại bồn của công nhân giao nhận.

2. Lỗ ánh sáng: Được đặt trên nắp bể trụ đứng, có tác dụng để thông gió trước khi lau chùi

bồn, sửa chữa và kiểm tra bên trong bể.

3. Lỗ chui người: Có tác dụng để đi vào trong bồn khi tiến hành lau chùi, sửa chữa, bảo dưỡng

bên trong bể.

4. Lỗ đo lường lấy mẫu: Có tác dụng để thả các thiết bị đo, thiết bị lấy mẫu trong trường hợp

xác định độ cao mức nhiên liệu và lấy mẫu nhiên liệu. Lỗ đo lường,lấy mẫu nhiên liệu được đặt

lắp đặt trên mái bể trụ đứng.

5. Ống thông hơi: chỉ dùng trên các bể trụ đứng, để chứa dầu nhờn và DO, FO, ống này có tác

dụng điều hoà không gian hơi nhiên liệu của bể với áp suất khí quyển.

6. Ống tiếp nhận cấp phát: dùng để đấu nối với đường ống công nghệ tiếp nhận cấp phát

nhưng ống này được đặt ngay ở tầng thép thứ nhất của bể thép trụ đứng.

7. Van hô hấp và van an toàn:

7

- Van hô hấp: Van hô hấp kiểu cơ khí dùng để điều hoà áp suất dư và áp suất chân không

trong bể chứa.

- Van hô hấp được lắp kết hợp với van ngăn tia lửa: Có tác dụng điều chỉnh bởi trong bể chứa

trong giới hạn 2 atm đến 20 atm và ngăn tia lửa từ bên ngoài vào trong bể.

- Van an toàn kiểu thuỷ lực: Có tác dụng điều hoà áp suất dư hoặc chân không trong bể chứa

khi van hô hấp không làm việc. Dưới áp suất dư từ 5,5 atm – 6 atm và chân không từ 3,5 atm – 4

atm.

8. Hộp ngăn tia lửa: được lắp trên bể chứa phía dưới van hô hấp loại không kết hợp tác dụng

ngăn chặn sự phát sinh ngọn lửa hoặc tia lửa bên trong bể.

9. Van bảo vệ: Có tác dụng hạn chế tổn thất mất mát nhiên liệu tỏng trường hợp đường ống bị vỡ

hoặc khi van hai chiều chính của bể chứa bị hỏng hóc. Van bảo vệ được lắp ở đầu cuối ống tiếp

nhậ cấp phát quay vào phía trong bể chứa.

10. Bộ điều khiển của van bảo vệ: Được lắp phía trên của ống tiếp nhận – cấp phát có tác dụng

để mở van bảo vệ, giữ nó ở tư thế mở và đóng van bảo vệ lại.

11. Van Xi phông: có tác dụng định kỳ xả nước lắng lẫn trong bồn chứa.

12. Thiết bị đo mức nhiên liệu trong bể chứa: Với mục đích tiết kiệm thời gian đo mức nhiên liệu

trong bể chứa. Đồng thời đảm bảo kiểm tra dễ dàng được mức nhiên liệu.

13. Thiết bị cứu hoả: Phụ thuộc vào thể tích của bể chứa người ta có thể lắp đặt trên bể đến 6

bình bọt cứu hoả hỗn hợp và các bình bọit cố định. Có tác dụng để đẩy bọt khí cơ học vào bể khi

trong bể xảy ra sự cố cháy.

14. Hệ thống tiếp địa: Để tránh hiện tượng sét đánh vào bể. Trên bồn chứa thường được

hàn từ 3 – 6 cột thu lôi.

15. Hệ thống tưới mát: Dùng để làm mát bể khi trời nắng to để giảm hao hụt xăng dầu do bay

hơi.

16. Hệ thống thoát nước.

II.1.3. GIỚI THIỆU MỘT SỐ BỒN CHỨA – BỂ CHỨA

II.1.3.1 Bồn chứa hình trụ đứng

8

Hình II.1.2: Một số mặt cắt của bể chứa hình trụ đứng

Các bồn tồn chứa hình trụ đứng thường là những bể có thể tích chứa lớn từ: 400 m3

đến 100.000 m3.. Bể thường cấu tạo gồm 4 phần:

- Móng bể: bao gồm các lớp: đất đầm từng lớp dày 15 – 20 cm, lớp đất này có thể dày 50 – 60

cm. Trên những lớp đất này là lớp cát dày từ 20 – 30 cm để thân bể phân bố lực đồng đều và có

độ lún ổn định. Sau lớp nhựa đường trên trên cùng là lớp cát dày10 m- 15 cm để chống thấm

nước. Xung quanh móng bể người ta xây kè đá hoặc bê tông có rãnh thoát nước mưa và nước sả

từ trong bể ra.

- Đáy bể: Thân bể thường gồm các tấm thép hàn lại với nhau làm bằng tôn dày từ 4 – 8 mm.

Tuy nhiên do đáy bể còn chịu lực cắt tập chung của thành bể nên ta thường sử dụng tôn

dày 10 – 12 mm để làm đáy bể.

9

- Thành bể: Bao gồm nhiều tấm thép ghép hàn với nhau, chiều dài tấm thép theo chu vi,

chiều rộng theo chiều cao bể thường gọi là các tầng. Do phải chịu áp lực thuỷ tĩnh, trọng lực dầu

và bể lớn dần theo độ sâu nên nên tôn làm thành bể có bề dày thay đổi từ 4 – 8 mm. Việc gá tôn

thành bể có các cách gá sau:

+ Gá kiểu ống chui: Tầng trên có đường kính nhỏ hơn tầng dưới

+ Gá kiểu giao kết: Các tầng tôn gá xen kẽ nhau, tầng này vào trong tầng kia ra ngoài và cứ luân

chuyển như thế.

+ Gá hỗn hợp: Phối hợp hai kiểu gá trên trong một bể.

- Mái bể: mái bể thường được làm bằng tôn có chiều dày từ 4 – 5 mm. hình dạng mái cũng được

thiết kế theo nhiều dạng khác nhau nhằm hạn chế một số nhược điểm của từng loại bồn đối

với các nhiên liệu cần chứa. Các dạng mái bồn thường được chế tạo là:

+ Bồn có mái cố định: Mái phẳng, nhọn, hình cầu

+ Bồn có mái di động: Các lạo bồn này hiện đang được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy lọc

dầu, các tổng kho xăng dầu để tồn chứa các sản phẩm dễ bay hơi: dầu thô, xăng… bởi chúng bởi

chúng giải quyết rất hiệu quả giảm độ hao hụt, mất mát do sự bay hơi trong bảo quản, tồn chứa

xăng dầu. Một nóc di động được sử dụng trượt dọc theo thành bồn, nằm đè trực tiếp lên lên chất

tồn chứa theo sự thay đổi mức trongbồn. Trong điều kiện này, pha hơi làm dâng chất lỏng thực tế

được loại bỏ. Một gioăng đặc biệt được sử dụng nhằm bảo đảm sự liên kết giữa nóc và thành

bồn. Lối vào nóc được làm bằng một cầu thang xoắn hàn ở vỏ thành bao. Để nóc đạt được độ

cứng theo yêu cầu chế tạo, mái được gia cố bởi một vành thép và một số chân đỡ. Nóc được chế

tạo sao cho có thể dễ dàng tháo dỡ để thuận tiện khi vệ sinh, bảo dưỡng và sửa chữa.

II.1.3.2. Bể trụ nằm ngang

Người ta thường chế tạo các loại bể hình trụ nằm ngang với thể tích từ 10 – 100 m 3. Thân bồn

thường gồm những tấm thép có chiều dày từ 4 – 5 mm cuộn lại thành hình trụ có đường kính

nhất định. Hai đầu của bể có thể được chế tạo dạng phẳng hoặc côn (chóp).

10

Hình 1.3: Mặt cắt một bể hình trụ nằm

1. Đầu lắp nhiệt kế 2. Đầu lắp áp kế 3. Đầu lắp van xả đỉnh

4. Đầu lắp van an toàn 5. Cửa chui người 6. Đầu lắp van an toàn

7. Đầu lắp đồng hồ đo mức 8. Chân đỡ 9. Cửa xuất lỏng

10. Cửa xuất hơi 11. Đường cân bằng hơi 12. Đầu nhập lỏng

13. Cửa xả 14. Giàn phun sương cứu hoả

II.1.4.CÁC CÔNG TÁC KIỂM TRA TRƯƠC KHI ĐUA VÀO VẬN HÀNH

II.1.4.1 Kiểm tra độ kín

II.1.4.1.1 Kiểm tra độ kín đáy bể

Có thể tiến hành bằng hai cách:

- Phương pháp chân không.

- Phương pháp thuốc thử.

a. Phương pháp chân không

Người ta dùng thiết bị gọi là rùa thử chân không, đó là một hình hộp một mặt trống, mặt đối

diện có kính và các ống nối đến máy hút chân không và đến áp kế.Người ta đặt thiết bị lên một

đoạn đường hàn cần thử, trát ma tít xung quanh, dùng bơm chân không hút không khí trong hộp

để tạo độ chân không trong hộp. Nếu đường hàn không kín thì xà phòng bôi trên đường hàn sẽ có

bong bóng, ta phái đánh dấu lại, tuy vậy cũng có thể đổ nước khi thủng thì sẽ có tăm khí nổi

lên.Để thử độ độ kín đáy bể bằng phương pháp chân không với tôn dày 4mm thì trong rùa cần là

500mm cột thuỷ ngân. Nếu dày hơn thì tạo độ chân không là 600mm.

11

b. Phương pháp thử bằng hoá chất

Người ta đắp đất xung quanh thành bể ngăn không cho khí thoát ra khí nén khí vào đáy bể,

chiều cao đất đắp khoảng 100 mm. Người ta đưa 3 – 4 vòi bơm khí amônắc vào đáy bể

với áp suất dư 8 – 9 mm cột nước dưới đáy bể. Trên đường hàn đã được đánh sạch người ta quét

dung dịch phênol talêin. Nếu thấy chỗ nào chuyển màu đỏ ta ghi lại. Còn nếu dùng dung dịch

axit HNO3 2,5% thì quét dung dịch lên vải màn hoặc giấy bản phủ lên đường hàn, chỗ nào thủng

chất chỉ thị ngả màu đen.

Thử đường hàn đáy và tôn thành thứ nhất có thể thử bằng rùa vuông góc hoặc thử bằng dầu

hoả quét bên ngoài, bên trong bể quét vôi hoặc phấn lên đường hàn.

II.1.4.1.2 Kiểm tra độ kín mối hàn thành bể

Các mối hành thành bể kiểm tra độ kín bằng cách quét hoặc phun dầu hoả ở phía trong, phía

bên ngoài quét nước vôi hoặc quét phấn. Quét 2 lần dầu hoả cách nhau 1 phút sau đó theo dõi

nếu không có vết dầu loang coi như là được.

Mối hàn gối ở đầu thành bể mà bên trong hàn ngắt quãng thì dùng máy hoặc đèn khò phun

dầu vào kẽ 2 tấm tôn rồi quan sát bên ngoài.

Những chố miếng vá tôn chồng lên nhau để thử độ kín phải khoan 1 lỗ nhỏ rồi

bơm dầu vào trong giữa hai lớp tôn ấy với áp xuất 1 – 2kg/m2. Bên ngoài đường hàn

quét nước vôi hoặc phấn theo dõi sau 12 giờ nếu không có vết dầu loang là tốt.

II.1.4.1.3 Thử độ kín mái bể

Thử bằng phương pháp nén khí trong bể và bôi nước xà phòng lên đường hàn mái bể, tôn

giáp thành bể. Nếu đường hàn không kín bọt xà phòng sẽ nổi lên (áp xuất thử bằng 15% áp xuất

làm việc của bể).Có thể thử độ kín mái bể bằng cách phun dầu hoả vào phần tiếp giáp mái bể và

phía ngoài bể, trên đường hàn ta bôi phấn hoặc quét nước vôi rồi quan sát theo dõi xem lớp vôi

được quét có bị thấm ướt hay không.

II.1.4.2 Thử độ bền bể

II.1.4.2.1 Thử cường độ của bể

Thử cường độ của bể bằng cách bơm đầy nước vào bể chứa trong bể từ 3 đến 7 ngày nếu độ

lún của bể không đáng kể, bể không bị biến dạng thì có thể kết thúc việc thử, coi như là tốt. Còn

nếu bể có sự biến dạng lớn phải tìm cách khắc phục.

II.1.4.2.2 Thử độ bền mái bể

12

Thử độ bền của bể là thử ở hai chế độ áp xuất, áp xuất dừng và áp xuất chân không bằng

cách: bơm nước hoặc nén khí vào trong bể, hoặc rút nước ra khi đó phải có van khống chế áp

xuất trong bể và áp kế theo dõi.

Áp xuất khống chế như phần thử kín nhưng thời gian giữa áp xuất là 2 – 3 giờ.

II.1.4.3 Thử độ lún bể

II. 1.4.3.1 Phân loại các dạng lún bể

* Lún đều : Nền bể sau khi xây dựng vào chứa dầu do xử lý bể nền không tốt bể bị lún

không nghiêng lệch nhưng độ lún ấy giá trị số quy định.

* Lún lệch : Sau khi đưa vào chứa dầu bể bị lún cục bộ từng phần làm cho bể nghiêng đi

một góc theo phương thẳng đứng đối với bể trụ đứng. Với bể trụ nằm ngang do một bộ đỡ bị lún

làm cho bể bị nghiêng.

II.1.4.3.2 Nguyên nhân

Hiện tượng lún đều chủ yếu là do nền đất không đủ độ chịu lực, mà việc gia cố móng bể

không đảm bảo nên thường xảy ra lún hoặc do thay đổi các yếu tố thủy văn như mực nước ngầm

đột nhiên lên cao một thời gian dài cũng làm cho bể bị lún.

Hiện tượng lún lệch là do xử lý nền móng không đều chỗ đầm kĩ, chỗ đầm không kĩ hoặc

móng bể thi công một phần ở đất nền một phần trên lòng đất mượn phải đầm nén. Trong quá

trình chứa dầu sẽ gây nên lún lệch. Cũng có thể móng bể xây trên nền đất đắp nhưng độ chịu lực

khác nhau cũng gây ra lún lệch bể.

II.1.4.3.3 Kiểm tra độ lún theo chu vi bể

Việc kiểm tra độ lún đáy bể có thể thực hiện bằng các phương pháp sau :

- Phương pháp đo thủy chuẩn xung quanh chu vi của bể.

- Đo độ nghiêng lệch của bể bằng phương pháp dây dọi. Bộ đo thủy chuẩn có ống cao

su vòng chu vi bể

Những quy định và cách đo :

- Tùy theo chu vi bể mà chia các điểm đo xung quanh bể nhiều hay ít số điểm đo

nhưng không được nhỏ hơn 8 điểm và khoảng cách giữa các điểm không nhỏ hơn 6m.

Với bể 2000 – 3000 m3 sau 4 năm sử dụng chênh lệch hai điểm đo cạnh nhau không quá 40mm,

hai điểm đối diện nằm trên đường kính

13

- không quá 180mm. Nếu bể sử dụng quá 4 năm chênh lệch cho phép lần lượt là 60mm

và 150mm.

- Những bể bé 400 – 500 m3 chênh lệch độ cao bằng 50% giá trị của bể lớn.

II.1.4.3.4 Kiểm tra độ lún trong nền bể

Có thể đổ nước vào đáy bể cho phủ khắp được nơi cao nhất sau đó đo chiều cao nước ở

những chỗ lõm.

Hoặc có thể đo khô đáy bể bằng phương pháp thủy chuẩn số điểm.

- Số đo phải lớn hơn 8 điểm trên bề mặt.

- Chiều cao vết lồi lõm trên đáy bể không được lồi quá 150mm, diện tích vết lõm

không quá 2m2.

II.1.4.3.5 Xử lý lún bể

Việc xử lý lún bể tùy theo mức độ lún, nguyên nhân lún ta có cách xử lý khác nhau :

Nếu do nền đất có độ chịu lực không tốt mà lún bể thì có thể phải kích bể đào móng bể lên,

đóng các cọc tre, cọc gỗ, cọc bê tông hoặc các cọc cát xuống lại móng bể là công việc khá phức

tạp và tốn nhiều công sức.

Nếu do lún cục bộ thì ta có thể chỉ cần kích phần lún quá nhiều tiến hành đóng cọc, làm lại

nền móng, gia cố cọc cát... phục hồi lại phần móng bể đó là được.

II.1.4.4.Bảo quản bế chứa xăng dầu

II.1.4.4.1 Sơn bể

Tuỳ thuộc vào vị trí đặt bể chứa dầu mà người ta sơn các loại sơn khác nhau, có thể sơn cả

trong bể và ngoài bể để chống ăn mòn thành bể. Bể đặt ngoài trời ngoài việc sơn chống ăn mòn

còn phải sơn thêm lớp sơn chống trắng để phản xạ ánh sáng mặt trời nhằm giảm thiểu tổn thất

hao hụt cả về chất lượng và số lượng xăng dầu chứa trong bể.

Việc sơn phía trong bể lớp sơn chống ăn mòn thường phải tiến hành sơn bể khi mới bắt đầu đưa

bể vào sử dụng. Đối với bên ngoài bể thường sơn một lớp chống gỉ, để khô lớp sơn này sau đó

mới sơn các lớp sơn và nhũ khác.

II.1.4.4.2 Định kì bảo dưỡng bể

Các kho tồn chứa xăng dầu cần có kế hoach xúc rửa bể chứa xăng dầu một cách định kỳ có

liên hạn. Tuy nhiên trong các trường hợp dưới đây cần nhất thiết phải xúc rửa bể chứa xăng

dầu nhằm đảm bảo chất lượng xăng dầu tồn chứa không bị ảnh hưởng về mặt chất lượng.

14

- Khi đưa bể mới vào sử dụng, do bể mới thi công nên có thể bị bùn đất bán vào, các rỉ sắt, các

mẩu que hàn… do vậy cần phải xúc rửa bình thật sạch trước khi đưa vào sử dụng.

- Khi thay đổi chủng loại dầu chứa trong bể.

- Khi bể bị hư hỏng phải xúc rửa bể chứa trước và sau khi sửa chữa.

*/. Thời gian cần thiết phải xúc rửa bể chứa xăng dầu. Tuỳ theo từng loại xăng dầu chứa trong

bể, tính chất của kho ta định ra thời gian cần thiết cần phải xúc rửa bể chứa:

- Ít nhất một năm 2 lần đối với bể chứa nhiên liệu dùng cho động cơ phản lực, xăng máy bay,

dầu mỡ dùng cho các ngành hàng không

- Ít nhất mỗi năm một lần đối với các bể chứa nhiên liệu đã pha phụ gia, các bể chứa phụ gia, các

loại xăng ôtô và dầu mỡ dùng cho ôtô.

- Ít nhất 2 năm 1 lần đòi với các bể chứa dầu nhờn, dầu FO, dầu DO…

*/. Trình tự xúc rửa được tiến hành như sau:

Phải rút hết xăng dầu ra khỏi bể bằng các máy bơm, khi dầu còn nhiều thì có thể rút xăng dầu ra

khỏi bể bằng các đường ống xuất nhập.

- Đối với dầu dầu sáng có thể bơm nước vào bể cho dầu nổi lên để vét dầu cho kiệt.

- Đối với các bể chứa dầu nhờn, dầu đốt lò không được phép cho nước vào nên sau khi vét sạch

dầu ở đáy bể, trên thành bể vẫn còn một lượng dầu dính bám người ta có thể để phơi nắng bể

trong vòng 2- 3 ngày cho dầu chảy xuống đáy bể, dùng bàn chải, giẻ lau dồn gọn lại và tiếp tục

vét bằng các xô thùng đưa ra ngoài.

Sau khi đã vét sạch dầu phải tách bể khỏi hệ thống công nghệ bằng cách đặt bích đặc giữa các

van đầu bể.

Tiến hành khử hơi xăng dầu trong bể bằng cách bơm nước vào trong bể ngâm từ 2 – 4 ngày

sau đó rút nước trong bể đi, mở tất cả các lỗ chui người, lỗ ánh sáng, lỗ đo mẫu, để tiến hành

thông gió tự nhiên từ 2 – 3 ngày hoặc tiến hành thông gió nhân tạo bằng quạt để nồng độ hơi

xăng dầu giảm xuống dưới mức cho phép để đảm bảo an toàn cho người công nhân khi làm việc

trong bể.

Sau khi vét hết bùn đất, cặn bẩn trong bể có thể dùng lăng cứu hoả phun nước lên thành và

đáy bể để rửa sạch các cặn bẩn, rỉ sắt, bùn nhựa bám vào bề mặt kim loại của bể.

Bể được coi là sạch khi đáy bể, thành bể không còn bùn đất, rỉ sắt, nhựa và cặn, axit của

xăng dầu. Nồng độ hơi xăng dầu phải dưới giới hạn nổ cho phép ( nếu bể xúc rửa để sửa chữa).

15

Việc xúc rửa các bể ngầm hình trụ nằm chôn dưới đất người ta cũng phải vét hết dầu trong bể

bằng bơm lắc tay. Sau đó bơm nước vào bể và ngâm trong 2 – 3 ngày rồi tiến hành bơm nước ra

ngoài. Sau khi bơm hết nước để thông gió tự nhiên từ 1 -2 ngày rồi cho người mang trang bị

phòng độc và bảo hộ lao động xuống vét hết những bùn đất trong bể.

II.1.5.SỰ THẤT THOÁT THÀNH PHẦN NHẸ VÀ BIỆN PHÁP HẠN CHẾ

Dầu được cất giữ trong các bể chứa tạm thời do quá trình hô hấp nên các thành phần nhẹ sẽ

thoát ra bầu khí quyển gây thất thoát. Trị số này có thể đạt đến 3 %. Cho nên cần phải có giải

pháp để kiểm soát sự thất thoát này.

Khi lưu trữ trong các bể chứa, trị số thất thoát phụ thuộc vào độ bay hơi của dầu, tức là phụ

thuộc vào tỷ lệ thành phần nhẹ. Để giảm tỷ lệ này thì bậc tách khí cuối cùng cần phải được thực

hiện trong điều kiện nhiệt độ cao và áp suất bé hơn áp suất khí quyển. Giải pháp tốt nhất để giảm

mất mát thành phần nhẹ là biện pháp ổn định dầu trước khi đưa vào cất chứa trong bể. Ta tách

các thành phần nhẹ mà ở điều kiện bình thường tồn tại ở thể khí bằng giải phápnung nóng dưới

áp lực chân không. Sau khi ổn định và tách hết thành phần nhẹ thì việc lưu giữ hoặc vận chuyển

tới các nhà máy chế biến thực tế cho thấy là không có thất thoát. Tuy vậy, việc ổn định nhiều khi

không hoàn toàn, nên để giảm thất thoát vẫn còn phảidùng đến các giải pháp khác. Có thể phân

ra 3 nhóm giải pháp :

II.1.5.1 Ngăn chặn sự bay hơi

Giải pháp này xuất phát từ ý tưởng loại bỏ không gian chứa khí trong bể. Lúc đó hầu như

không xảy ra quá trình bay hơi, thoát khí và không bị tổn hao. Điều đó thực hiện được khi ta bịt

mặt tiếp xúc bằng một cái phao, tạo ra nắp đậy kiểu nổi. Nắp sẽ chuyển động theo mức nâng hạ

của dầu. Các nắp nổi trên bề mặt dầu loại trừ hoàn toàn không gian khí. Cho nên ngăn chặn được

sự tổn hao trong quá trình thở mạnh và thở nhẹ.

Các nắp chế tạo từ kim loại và chất dẻo. Khe hở giữa thành bể và mép phao kim loại có

kích thước đạt tới 25cm. Để làm kín khoảng không này, ngăn ngừa sự lọt hơi ta dùng cửa chắn

làm từ kim loại màu hoặc vải asbet có tẩm cao su chịu dầu. Thiết bị nắp phao trước hết dùng cho

các bể chứa có hệ số quay vòng cao. Nước mưa hắt lên nắp chảy theo ống thoát nước có xiphong

ngược là một đoạn ống ngắn uốn cong có phần cuối ngập trong dầu. Do nước nặng hơn dầu nên

mực nước trong ống thấp hơn mực dầu trong bể. Nước và các cặn bẩn từ khí quyển xuyên qua

lớp dầu và đọng xuống đáy bể sẽ được xả theo các phương pháp thông thường. Các bể chứa nắp

16

phao tĩnh không trang bị ống xiphong thoát nước cũng như ống bản lề xả nước vì đã có mái ngăn

chặn nước và hắt bụi bẩn.

II.1.5.2 Giảm thiểu sự bay hơi

Trước hết là phải giảm thiểu sự đốt nóng dầu do nóng bằng cách dùng sơn sáng màu phản xạ

tia mặt trời với hệ số phản xạ cao. Các loại sơn phản xạ nhiệt phổ biến là loại màu trắng và màu

nhôm, trong đó màu trắng hiệu quả cao hơn màu nhôm.

Bảng 1.1 Tính năng cơ bản của các loại sơn, dùng sơn phủ bể chứa

Các chỉ tiêu Màu sơn

Trắng Nhôm Đen

Bức xạ tia mặt trời được hấp phụ 59 88 100

Tổn hao hỗn hợp khí – không khí 100 170 200

Tổn hao sản phẩm dầu 100 180 240

Cũng nhằm mục đích giảm thiểu sự bay hơi, người ta sử dụng phổ biến phương pháp dùng

màng chắn là các màng chất dẻo mỏng và các quả cầu chất dẻo rỗng, các quả cầu này có đường

kính 0,01 – 0,2 mm, chế tạo từ nhựa phenol, phenolfomadehit và carbanit, phía trong lấp đầy

bằng Nito. Các màng chắn sẽ giảm tốc độ bay hơi của dầu từ 5 ÷ 6 lần.

II.1.5.3 Thu hồi lại thành phần nhẹ

Để thu hồi lại khí đã thoát ra khỏi bể, ta sử dụng hệ thống cân bằng khí. Lúc đó, tất cả

không gian khí các bể chứa trong trạm đượcnối liền với nhau bằng các ống dẫn khí thành mỏng.

Khi trong trạm đồng thời xuất và nhập dầu hệ thống máy làm việc rất hiệu quả. Khí thoát ra từ bể

nhập sẽ chảy vào bể xuất. Tổn hao do thở mạnh giảm tới trị số 0. Tuy nhiên, quá trình xuất nhập

không phải bao giờ cũng đồng pha với nhau, hoặc chỉ có nhập – xuất riêng rẽ hoặc xuất ít, nhập

nhiều và ngược lại. Để khắc phục khó khăn này, trong hệ thống bể chứa người ta lắp thêm bể bù

trừ và bể có nắp nâng hạ. Từ các bể chứa làm việc không đồng pha, khí thừa sẽ chảy theo ống

dẫn lắp nghiêng để tránh sự thành tạo các nút hydrat và chất lỏng, vào bể gom ngưng tụ sau đó

vào bể bù trừ mái nâng. Khi lượng dầu nhập lớn hơn xuất thì lượng khí thừa từ các không gian

chứa khí sẽ thoát vào các bể này và ngược lại khí từ bể bù trừ sẽ vào các bể chứa khi lượng xuất

lớn hơn lượng nhập.

II.2 BẢO QUẢN XĂNG DẦU TỒN CHỨA TRONG PHUY VÀ BAO BÌ NHỎ

II.2.1 Những yêu cầu đối với phuy chứa dầu

17

- Chắc chắn, bền, sử dụng lâu

- Nhẹ nhàng thuận tiện cho việc vận chuyển

- Hình dáng thích hợp tiện cho việc vận chuyển thô sơ cũng như máy móc.

- Cấu tạo và quy cách của Phuy chứa dầu: Phuy chứa dầu được làm bằng thép, thép được sử

dụng làm Phuy chứa dầu được cán nóng. Phuy chứa dầu thường có 2 loại là 100 lít và 200 lít.

Phuy chứa dầu có lỗ đóng dầu và lỗ thông hơi, phải dùng nắp có ren và gioăng

để đậy chặt. Lỗ áp suất của Phuy phải chịu được áp suất trong Phuy là 0,5 atm.

II.2.2. Bảo quản, tồn chứa xăng dầu trong phuy và bao bì nhỏ

Tồn chứa sản phẩm dầu trong Phuy và bao bì nhỏ sẽ đảm bảo giữ nguyên được phẩm chất và

số lượng sản phẩm dầu tạo điều kiện thuận lợi cho việc tính toán thiết kế…

- Từng loại sản phẩm dầu chứa trong Phuy và bao bì bên ngoài phải có đánh nhãn hiệu ghi rõ

từng loại sản phẩm được tồn chứa bên trong.

- Chỉ được chứa sản phẩm xăng dầu trong bao bì đến chiều cao tối đa 97% thể tích của

phương tiện chứa đựng.

- Độ sạch của bao bì trước khi chứa đựng sản phẩm dầu tuỳ thuộc vào sản phẩm dầu đã được

tồn chứa lần trước đó và sản phẩm dầu tiếp theo cần tồn chứa.

- Trước khi đóng dầu vào Phuy phải kiểm tra chất lượng Phuy, độ kín, độ sạch của Phuy và

nắp nút có đủ không. Người ta thường bảo quản các sản phẩm dầu đã đóng trong Phuy và các

loạibao bì trong nhà kho, cũng có thể bảo quản dầu nhờn tại các kho bãi khô ráo và xa nơi có lửa.

- Không được bảo quản sản phẩm dầu tồn chứa trong phuy và bao bì nhỏ trong các kho ẩm ướt

vì chúng sẽ hấp thụ hơi nước do đó phẩm chất sẽ kém đi.

- Phải bảo quản sản phẩm dầu riêng từng loại. Các Phuy chứa sản phẩm dầu cấp I (Xăng,

Diezel) chỉ được xếp một tầng còn các loại dầu nhờn thì được xếp hai tầng.

- Đối với các loại can mới, trước khi nhập dầu phải được sấy khô bằng không khí nóng rồi sau

đó sả nhanh sản phẩm vào dầu vào can để khí ẩm không kịp bám lại trên thành trong của can.

- Các loại chai lọ thuỷ tinh thì phải lau sạch bụi bẩn bám bên trong và bên ngoài chai. Lau sạch

bụi bẩn bằng khăn khô.

- Khi bảo quản dầu bằng phuy đặt các bãi chứa ngoài trời Phuy phải được dựng nghiêng một

góc 150và phần nắp nhập dầu ở phần trên góc nghiêng để nước mưa đọng không thể ào

trong Phuy được.

18

- Các Phuy mỡ phải nên để ở trong nhà và để nằm là tốt nhất để tránh hiện tượng tách

dầu làm khô mỡ do ảnh hưởng của nhiệt độ ngoài trời và do áp suất chịu nén của những lớp mỡ

ở phái dưới đáy Phuy gây lên.

- Can, Phuy chứa sản phẩm dầu có nhiệt độ bắt cháy nhỏ hơn 450C phải được bảo quản trong

nhà có mái che. Nếu sản phẩm dầu có nhiệt độ bắt cháy lớn hơn 450C thì có thể để Can, Phuy ở

ngoài trời.

II.3.THỜI HẠN TỒN CHỨA CÁC SẢN PHẨM XĂNG DẦU

Xăng dầu, mỡ máy là sản phẩm có tính chất đặc biệt. Trong một thời gian nào

đó của quá trình tồn chứa sẽ bị biến chất, do đó cần có quy định tồn chứa cho từng loại

sản phẩm dầu mỡ.

Thời hạn bảo quản một số nhiên liệu dầu mỡ và chất lỏng chuyên dùng trong bể

và thùng:

19

III.THIẾT BỊ BÌNH TÁCH:

III.1. Khái niệm, phân loại, chức năng của bình tách

III.1.1. Khái niệm

Thiết bị tách dầu khí là một thuật ngữ dùng để chỉ một bình áp suất sử dụng để tách chất lưu thu được từ các giếng dầu thành các pha khí và pha lỏng riêng biệt.Các thiết bị truyền thống thường được gọi là bình tách hoặc bẫy được lắp đặt tại nơi sản xuất

hoặc ngay tại miệng giếng của các giàn khoan để tách chất lỏng giếng thành các pha riêng biệt. Các thiết bị chỉ dùng để tách nước hoặc chất lỏng (dầu + nước) ra khỏi khí thường có tên gọi là

bình nốc ao (knock out) hoặc bẫy. Nếu thiết bị tách nước lắp đặt gần miệng giếng thì khí và dầu

thoát ra đồng thời còn nước tự do thoát ra ở phần đáy bình. Ở các bình tách lỏng cho phép tách

tất cả chất lỏng ra khỏi khí, dầu và nước thoát ra ở phần dưới của bình, còn khí thoát ra ở phần

trên đỉnh của bình. Như vậy thuật ngữ nốc ao để chỉ nhiệm vụ tách nhanh chất lỏng ra khỏi khí

của bình tách.

Thiết bị tách truyền thống làm việc ở áp suất thấp thường gọi là buồng Flat. Chất lưu vào là từ

các bình tách cao áp, chất lưu đi ra được chuyển tới các bể chứa, nên chúng thường đóng vai trò

là bình tách cấp hai hoặc cấp ba, có nhiệm vụ tách khí nhanh.

Các bình tách bậc một làm việc ở các trạm tách nhiệt độ thấp hoặc tách lạnh thường gọi là bình

giãn nở. Đối với loại bình này thì được trang bị thêm nguồn nhiệt để nung chảy hydrat hoặc cũng

có thể bơm chất lỏng phòng ngừa hydrat hoá vào chất lỏng giếng trước khi đưa vào bình.

Các bình lọc khí cũng tương tự như bình tách, dùngcho các giếng có chất lưu chứa ít chất lỏng

hơn so với chất lưu của giếng khí và giếng dầu, thường dùng trên các tuyến ống phân phối, thu

gom, được chế tạo theo kiểu lọc khô và lọc ướt. Loại lọc khô có trang bị bộ chiết sương, phổ

biến là kiểu keo tụ và các chi tiết phía trong tương tự như bình tách dầu khí. Đối với loại lọc ướt

thì dòng hơi đi qua một đệm lỏng (có thể là dầu) để rửa sạch bụi bẩn và tạp chất, sau đó qua bộ

chiết sương để tách lỏng. Bình lọc thường lắp ở dòng đi lên từ thiết bị xử lý khí bất kỳ hoặc thiết

bị bảo vệ dòng ra.

20

III.1.2. Phân loại

Việc phân loại bình tách dựa theo nhiều quan điểm khác nhau: Theo chức năng, theo hình

dáng,áp suất làm việc, mục đích sử dụng, nguyên tắc tách cơ bản…

III.1.2.1. Phân loại theo chức năng

Tùy theo từng chức năng của bình tách mà có thể phân loại như sau:

Bình tách dầu và khí;

Bình tách 3 pha: Dầu, khí và nước;

Bình tách dạng bẫy ;

Bình tách từng giai đoạn;

Bình tách nước (kiểu khô hay ướt);

Bình lọc khí;

Bình làm sạch khí (kiểu khô hay ướt);

Bình tách và lọc.

Bình tách 2 pha, 3 pha hay tách theo từng giai đoạn gọi chung là bình tách dầu và khí. Những

bình tách này sử dụng trên giàn cố định. Những bình kiểu này phải có kích thước đủ để kiểm

soát tốc độ dòng chảy tức thời lớn nhất.

- Tách lỏng: Dùng để tách chất lỏng, dẫn dầu và nước khỏi khí. Nước và dầu lỏng thoát ra ở

đáy bình còn khí đi ra theo đường trên đỉnh.

- Bình giãn nở: Thường là bình tách giai đoạn 1 trong tách nhiệt độ thấp hoặc tách lạnh.

Bình tách này có thể được lắp thiết bị gia nhiệt có tác dụng làm chảy hydrat (glicol) vào chất lưu

vỉa từ giếng lên trước khi vào trong bình tách này.

-Bình tách làm sạch khí: Hoạt động tương tự như bình tách dầu và khí

Bình tách dầu và khí thường dùng trong thu gom khí và đường ống phân phối, những chỗ

không yêu cầu phải kiểm soát sluggs hoặc heads (là hiện tượng chấtlưu đi từ vỉa lên không liên

tục mà thay đổi) của chất lỏng. Bình làm sạch khí kiểu khô dùng thiết bị tách sương và thiết bị

bên trong thì giống bình tách dầu.

Bình làm sạch khí kiểu ướt hướng dòng khí qua bồn chứa dầu hoặc các chất lỏng khác để làm

sạch bụi và các tạp chất khác còn lại khỏi khí. Khí được đưa qua một thiết bị tách sương để tách

các chất lỏng khỏi nó.

Một thiết bị lọc có thể coi như một thiết bị đặt trước một tổ hợp thiết bị tách khí để bảo vệ nó

khỏi chất lỏng hay nước.

-Thiết bị lọc: Được coi như một bình làm sạch khí kiểu khô đặc biệt nếu được dùng ban đầu

để tách bụi khỏi dòng khí. Thiết bị lọc trung bình thường được dùng trong bồn chứa để tách bụi,

cặn đường ống, rỉ và các vật liệu khác khỏi khí.

21

III.1.2.2. Phân loại theo hình dáng

Theo hình dáng thì bình tách được chia làm 3 loại: Bình tách hình trụ đứng, bình tách hình trụ

ngang, bình tách hình cầu.

Bình tách hình trụ đứng: Tùy thuộc vào số pha tách mà bình tách hình trụ đứng được chia ra

làm 2 loại: 2 pha (tách dầu- khí) và 3 pha (tách dầu- khí-nước).

Hình III.1. Bình tách hình trụ đứng 2 pha

1- Cửa vào của hỗn hợp; 2- Bộ phận tạo va đập;

3- Bộ phận chiết sương; 4- Đường xả khí;

5- Đường xả chất lỏng.

22

Hình III.2. Bình tách hình trụ đứng 3 pha

1- Đường vào của hỗn hợp; 5- Đường gom các giọt chất lỏng;

2- Bộ phận tạo va đập; 6- Đường xả nước;

3- Bộ phận chiết sương; 7- Đường xả dầu.

4- Đường xả khí;

Thông thường thì các loại bình tách hình trụ đứng có đường kính từ 10 inh cho đến 10 ft

và có chiều cao từ 4- 25 ft.

Bình tách hình trụ ngang: Tương tự như bình tách hình trụ đứng mà bình tách hình trụ

ngang cũng được chia ra làm 2 loại: 2 pha và 3 pha.

Ngoài ra bình tách hình trụ ngang còn có thể xếp chồng lên nhau dạng 2 hình trụ ghép với

nhau. Đối với loại bình ngang thì có đường kính của bình thay đổi từ 10 in - 16ft và chiều dài từ

4- 70 ft. Dưới đây là một số dạng cụ thể của bình tách hình trụ ngang:

23

Hình III.3. Bình tách hình trụ nằm ngang 2 pha

1- Đường vào của hỗn hợp; 4- Đường xả khí;

2- Bộ phận tạo va đập; 5- Đường xả chất lỏng.

3- Bộ phận chiết sương;

Hình III.4. Bình tách hình trụ nằm ngang 3 pha

1- Đường vào của hỗn hợp; 4- Đường xả khí;

2- Bộ phận tạo va đập; 5- Đường xả nước;

3- Bộ phận chiết sương; 6- Đường xả dầu.

Bình tách hình cầu: Thường có đường kính từ 24- 72 in, gồm có 2 loại:

24

- Bình tách hình cầu 2 pha (dầu – khí).

- Bình tách hình cầu 3 pha (dầu – khí – nước).

Hình III.5. Bình tách hình cầu 2 pha

1- Bộ phận ly tâm - kiểu thiết bị thay đổi hướng cửa vào;

2- Màng chiết;

3- Phao đo mức chất lỏng;

4- Thiết bị điều khiển mức chất lỏng trong bình;

5- Van xả dầu tự động.

Trên thực tế hiện nay thì bình tách hình cầu ít được sử dụng hơn bình tách hình trụ đứng và

bình tách hình trụ ngang, do một số ưu việt của nó không bằng 2 loại kia (bảng III.1).

25

Hình 1.6. Bình tách hình cầu 3 pha

1- Thiết bị đầu vào;

2- Bộ phận chiết sương;

3- Phao báo mức dầu trong bình;

4- Phao báo mức nước trong bình;

5- Thiết bị điều khiển mức nước trong bình;

6- Thiết bị điều khiển mức dầu trong bình;

7- Van xả dầu tự động;

8- Van xả nước tự động.

Bảng III.1. So sánh ưu nhược điểm của các loại bình tách.

STT Các chỉ tiêu chính

Bình tách hình

trụ ngang

Bình tách hình

trụ đứng

Bình tách

hình cầu

26

1 Hiệu quả tách 1 2 3

2 Sự ổn định của chất lưu 1 2 3

3 Khả năng thích ứng với sự thay đổi

điều kiện

1 2 3

4 Tính chất cơ động của sự hoạt động 2 1 3

5 Dung tích 1 2 3

6 Giá thành của một đơn vị dung tích 1 2 3

7 Vật liệu ngoài 3 1 2

8 Khả năng xử lý bọt dầu thô 1 2 3

9 Khả năng thích ứng để sử dụng di

động

1 3 2

10

Khoảng không gian yêu cầu cho lắp

đặt:

Mặt phẳng đứng

Mặt nằm ngang

1

3

3

1

2

2

11 Tiện lợi cho việc lắp đặt 2 3 1

12 Tiện lợi cho việc kiểm tra, bảo

dưỡng thiết bị 1 3 2

Chú thích:

1: Tốt nhất; 2: Trung bình; 3: Kém.III.1.2.3. Phân loại theo áp suất làm việc

Gồm có 3 loại sau:

- Loại thấp áp: Áp suất làm việc của bình là 0,7- 15 at.

- Loại trung áp: Áp suất làm việc của bình là 16- 45 at.

- Loại cao áp: Áp suất làm việc của bình là 45- 100 at.

III.1.2.4. Phân loại theo mục đích sử dụng

27

- Bình tách thử giếng: Dùng để tách và đo chất lỏng, có trang bị các loại đồng hồ để đo tiềm

năng dầu, khí, nước, thử định kỳ các giếng khai thác hoặc thử các giếng ở biên mỏ. Thiết bị có 2

kiểu: Tĩnh tại và di động, có thể 2 pha hoặc 3 pha, trụ đứng hay nằm ngang hoặc hình cầu.

- Bình tách đo: Có nhiệm vụ tách dầu, khí , nước và đo các chất lưu có thể thực hiện trong cùng

một bình, các kiểu thiết kế đảm bảo đo chính xác các loại dầu khác nhau, có thể 2 hoặc 3 pha. Ở

loại 2 pha, sau khi tách chất lỏng được đo ở phần thấp nhất của bình. Trong thiết bị tách 3 pha có

thể chỉ đo dầu hoặc cả dầu lẫn nước. Việc đo lường được thực hiện theo giải pháp: Tích luỹ, cách

ly và xả vào buồng đo ở phần thấp nhất.

Với dầu nhiều bọt hoặc độ nhớt cao, thường không đo thể tích mà đo trọng lượng thông qua bộ

khống chế cột áp thuỷ tĩnh của chất lỏng.

- Bình tách khai thác: Là một kiểu bình đặc biệt, chất lỏng giếng có áp suất cao chảy vào bình

qua van giảm áp sao cho nhiệt độ bình tách giảm đáng kể thấp hơn nhiệt độ chất lỏng giếng. Sự

giảm thực hiện theo hiệu ứng Joule - Thomson khi giãn nở chất lỏng qua van giảm áp nhờ đó xảy

ra sự ngưng tụ. Chất lỏng thu hồi lúc đó cần phải được ổn định để ngăn bay hơi thái quá trong bể

chứa.

III.1.2.5. Phân loại theo nguyên lý tách cơ bản

- Nguyên lý trọng lực: Dựa vào sự chênh lệchmật độ của các thành phần chất lưu. Các bình tách

loại này ở cửa vào không thiết kế các bộ phận tạo va đập, lệch dòng hoặc đệm chắn. Còn ở cửa

ra của khí có lắp đặt bộ phận chiết sương.

- Nguyên lý va đập hoặc keo tụ: Gồm tất cả các thiết bị ở cửa vào có bố trí các tấm chắn va

đập, đệm chắn để thực hiện tách sơ cấp.

- Nguyên lý tách ly tâm: Có thể dùng cho tách sơ cấp và cả thứ cấp, lực ly tâm được tạo ra

theo nhiều phương án:

+ Dòng chảy vào theo hướng tiếp tuyến với thành bình.

+ Phía trong bình có cấu tạo hình xoắn, phần trên và dướiđược mở rộng hoặc mở rộng từng

phần.

Lực ly tâm tạo ra các dòng xoáy với tốc độ cao đủ để tách chất lỏng. Tốc độ cần thiết để tách

ly tâm thay đổi từ 3- 20 m/sec và giá trị phổ biến từ 6- 8 m/sec. Đa số thiết bị ly tâm có ở hình

trụ đứng. Tuy nhiên các thiết bị hình trụ ngang cũng có thể lắp bộ phận tạo ly tâm ở đầu vào để

tách sơ cấp và ở đầu ra của khí để tách lỏng.

III.1.3. CHỨC NĂNG CỦA BÌNH TÁCH

Bình tách có 3 chức năng chính là: Chức năng cơ bản, chức năng phụ và chức năng đặc biệt.

III.1.3.1. Chức năng cơ bản

Tách dầu khỏi khí, tách khí khỏi dầu và tách nước khỏi dầu.

Việc tách khí có thể được bắt đầu khi chất lỏng đi từ vỉa vào giếng, khi di chuyển trong ống

nâng và ống xả. Vì vậy có những trường hợp trước khi vào bình tách dầu và khí đã được tách

28

hoàn toàn, lúc đó bình tách chỉ còn tạo không gian cho khí và dầu đi theo đường riêng. Sự chênh

lệch mật độ lỏng – khí nói chung bảo đảm cho quá trình tách dầu, tuy nhiên vẫn cần đến các

phương tiện cơ khí chẳng hạn như bộ chiết sương và các phương tiện khác trước khi xả dầu, khí

ra khỏi bình.

Tốc độ giải phóng khí ra khỏi dầu là một hàm số biến thiên theo áp suất và nhiệt độ. Thể tích

khí tách ra khỏi dầu phụ thuộc vào tính chất vật lý và hoá học của dầu thô, áp suất và nhiệt độ

vận hành, tốc độ lưu thông, hình dáng kích thước của bình tách và nhiều yếu tố khác. Tốc độ lưu

thông qua bình và chiều sâu lớp chất lỏng ở phần thấp quyết định thời gian lưu giữ hoặc thời

gian lắng. Thời gian này thường từ 1- 3 phút là thoả mãn trừ trường hợpdầu bọt, còn phải tăng

lên từ 5- 20 phút tuỳ theo độ ổn định của bọt và kết cấu của bình, chung nhất là từ 2- 4 phút, loại

2 pha từ 20 giây đến 2 phút, loại 3 pha từ 2 đến 10 phút, khoảng thời gian có thể gặp là từ 20

giây đến 2 giờ. Hệ thống khai thác và xử lý đòi hỏi phải tách hoàn toàn khí hoà tan, bao gồm

rung, lắc, nhiệt, keo tụ, lắng. Nếu dầu có độ nhớt cao hoặc sức căng bề mặt lớn thì phải sử dụng

các vật liệu lọc.

Nước trong chất lưu giếng cần được tách trước khi đi qua các bộ phận giảm áp như van, vòi để

ngăn ngừa sự ăn mòn, tạo thành hydrat hoặc tạo thành nhũ tương bền gây khó khăn cho việc xử

lý. Việc tách nước thực hiện trong các thiết bị 3 pha bằng cơ chế trọng lực kết hợp với hoá chất.

Nếu thiết bị có kích thước không đủ lớn để tách theo yêu cầu thì chúng sẽ được tách trong các

bình tách nhanh lắp ở đường vào hoặc ra của thiết bị tách có vai trò tách sơ bộ hoặc bổ sung. Nếu

nước bị nhũ hoá thì cần có hoá chất để khử nhũ.

III.1.3.2. Chức năng phụ

Duy trì áp suất tối ưu và mức chất lỏng trong bình tách.

Để thực hiện tốt chức năng cơ bản, áp suất trong bình tách cần được duy trì ở giá trị sao cho

chất lỏng và chất khí thoát theo đường riêng biệt tương ứng vào hệ thống thu gom và xử lý. Việc

duy trì được thực hiện bởi các van khí cho riêng mỗi bình hoặc một van chính kiểm soát áp suất

cho một số bình.

Để duy trì được áp suất cần giữ được một đệm chất lỏng ở phần thấp của bình tách, nó có tác

dụng ngăn khí thoát theo chất lỏng, mức chất lỏng thường được khống chế bằng van điều khiển.

III.1.3.3. Chức năng đặc biệt

Tách dầu bọt, ngăn ngừa lắng đọng parafin, ngăn ngừa sự han gỉ và tách các tạp chất.

Trong một số loại dầu thô các bọt khí tách ra được bọc bởi một màng dầu mỏng, tạo thành

bọt phân tán trong chất lỏng. Một số loại khác lại có độ nhớt và sức căng bề mặt cao, khí tách ra

cũng bị giữ lại trong dầu tương tự như bọt. Bọt có độ ổn định khác nhau tuỳ theo thành phần và

hàm lượng tác nhân tạo bọt có trong dầu. Dầu tạo bọt thường có tỷ trọng thấp hơn 40 độ API, độ

nhớt lớn hơn 53 cp và nhiệt độ làm việc thấp hơn 160 độ F. Sự tạo bọt làm giảm khả năng tách

29

của thiết bị, các dụng cụ đo làm việc không chính xác, tổn hao thế năng của dầu – khí một cách

vô ích và đòi hỏi các thiết bị đặc biệt phá hoặc ngăn ngừa sự tạo bọt theo phương pháp rung, lắc,

lắng, nhiệt và hoá học.

Các thiết bị tách dầu nhiều paraffin có thể gặp trở ngại do parafin lắng đọng làm giảm hiệu

quả và có thể phải ngừng hoạt động do bình hẹp dần hoặc bộ chiết sương có đường dẫn chất lỏng

bị lấp. Giải pháp hiệu quả có thể dùng hơi hoặc dung môi để làm tan paraffin. Tuy nhiên tốt nhất

là dùng giải pháp ngăn ngừa bằng nhiệt và hoá chất, phía trong thiết bị sơn phủ một lớp chất dẻo.

Tuỳ thuộc vào điều kiện địa chất của tầng chứa, chất lưu có thể mang theo các tạp chất cơ học

như cát, bùn, muối kết tủa với hàm lượng đáng kể.Việc tách chúng trước khi chảy vào đường

ống là một việc làm rất cần thiết. Các hạt tạp chất với số lượng nhỏ được tách theo nguyên tắc

lắng trong các bình trụ đứng với đáy hình côn và xả cặn định kỳ. Muối kết tủa được hoà tan bởi

nước và xả theo đường xả nước.

III.2. CẤU TẠO VFA NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BÌNH TÁCH

III.2.1. CẤU TẠO CHUNG

Đối với các loại bình tách nói chung thì cấu tạo của bình bao gồm 4 bộ phận chính: Bộ phận

tách cơ bản, bộ phận tách thứ cấp, bộ phận lưu giữ chất lỏng, bộ phận chiết sương.

Dưới đây là cấu tạo của một bình tách hình trụ đứng 2 pha:

Theo hình dáng của bình từ trên xuống:

D: Bộ phận chiết sương;

A: Bộ phận tách cơ bản;

B: Bộ phận tách thứ cấp;

C: Bộ phận lưu giữ chất lỏng.

30

Hình III.7. Sơ đồ cấu tạo của bình tách 2 pha hình trụ đứng

1- Đường vào của hỗn hợp; 5- Bộ phận chiết sương;

2- Tấm lệch dòng; 6- Đường xả khí;

3- Thiết bị điều khiển mức; 7- Van an toàn.

4- Đường xả chất lỏng;

III.2.1.1. Bộ phận tách cơ bản A

Đây là bộ phận được lắp ngay trên đường vào của hỗn hợp dầu khí tham gia vào giai đoạn đầu

của quá trình tách. Có 2 cách bố trí bộ phận này là: Bố trí theo nguyên tắc hướng tâm và bố trí

theo nguyên tắc ly tâm (tiếp tuyến).

Nguyên tắc hướng tâm

Nguyên tắc hướng tâm phải tạo được các va đập, thay đổi hướng chuyển động và tốc độ

chuyển động. Hỗn hợp dầu khí phải được phân tách tạo rối qua các vòi phun và đập vào các tấm

chặn để thực hiện quá trình tách cơ bản. Hỗn hợp sản phẩm dầu khí đi vào ống phân tách,

qua các vòi phun thì được tăng tốc và đập vào các tấm chặn, thay đổi chiều chuyển

động và giảm tốc độ thoát qua khe hở giữa các tấm chặn, kết dính lại rồi đi xuống bộ phận tách

thứ cấp qua lỗthoát chất lỏng.

Nguyên tắc lực ly tâm

31

Hình III.8. Bình tách sử dụng bộ phận tách cơ bản theo nguyên tắc ly tâm

1- Đầu lốc xoáy; 8- Van điều tiết;

2- Thanh hướng dòng; 9- Thanh kéo;

3- Bình chứa tầng trên; 10- Hệ thống xả dầu;

4- Các tấm rót dầu; 11- Phao đo mức;

5- Bộ phận thu giữ hạt dầu; 12- Các tấm rót dầu;

6- Vòi phun; 13- Vách ổn định mực chất lỏng;

7- Các vách ngăn dạng nan chớp; 14- Bình chứa tầng dưới.

Bộ phận tách cơ bản sử dụng nguyên lý lực ly tâm thường thiết kế hai bình trụ đồng tâm,

dòng sản phẩm hỗn hợp dầu khí sẽ đi vào khoảng không gian giữa 2 bình theo hướng tiếp tuyến

với thành bình, dầu có xu hướng bám dính vào thành bình. Tùy thuộc vào loại bình tách mà có

thể bố trí bộ phận tách cơ bản có cấu tạo khác nhau.

+Đối với bình trụ đứng: Sử dụng bộ phận tách cơ bản là hai bình hình trụđồng tâm có

đường kính không đổi, bình trong có rãnh kiểu nan chớp. Khi dòng hỗn hợp sản phẩm dầu khí đi

vào theo hướng tiếp tuyến với thành bình và chuyển động theo quỹ đạo vòng xoáy, do khí có lực

ly tâm bé sẽ đi vào bình trụ trong qua các nan chớp và thoát lên phía trên. Còn lại dầu có lực ly

tâm lớn hơn sẽ văng ra và bám dính vào thành bình của bình trụ ngoài, kết dính với nhau và lắng

xuống phía dưới đến bộ phận tách thứ cấp tiếp theo.

+Đối với bình trụ ngang: Cũng sử dụng bộ phận tách cơ bản là hai hình trụ đồng tâm nằm

ngang, trong đó bình trụ trong có đường kính thay đổi (hoặc sử dụng một phần hình trụ, một

32

phần hình côn). Dòng hỗn hợp sản phẩm dầu khí đi vào sẽ được hướng theo rãnh hình xoắn ốc

để tạo lực ly tâm (tạo xoáy) nhằm dễ dàng phân ly pha lỏng và pha khí.

Ngoài ra còn tách sơ bộ bằng đầu xoáy lốc thủy lực.

III.2.1.2. Bộ phận tách thứ cấp B

Là phần lắng trọng lực, thực hiện tách bổ sung các bọt khí còn sót lại ở phần A. Để tăng hiệu quả

tách các bọt khí ra khỏi dầu, cần hướng các lớp mỏng chất lưu theo các mặt phẳng nghiêng (tấm

lệch dòng), phía trên có bố trí cácgờ chặn nhỏ, đồng thời phải kéo dài đường chuyển động bằng

cách tăng số lượng các tấm lệch dòng.

Hình III.9. Tấm lệch dòng

III.2.1.3. Bộ phận lưu giữ chất lỏng C

Là phần thấp nhất của thiết bị dùngđể gom dầu và xả dầu ra khỏi bình tách. Dầu ở đây có thể

là một pha hoặc hỗn hợp dầu – khí tùy thuộc vào hiệu quả làm việc của phần A và phần B, vào

độ nhớt và thời gian lưu giữ. Trường hợp là hỗn hợp thì phần này có nhiệm vụ lắng để tách khí,

hơi và cả nước ra khỏi dầu.

III.2.1.4. Bộ phận chiết sương D

Là bộ phận được lắp ở phần cao nhất của bình tách, đây có thể coi là bộ phận quan trọng nhất

quyết định tới hiệu quả tách của bình. Nó có nhiệm vụ giữ lại những giọt dầu nhỏ bị cuốn theo

dòng khí. Dầu thu giữ được ở đây đi theo một đường dẫn xuống dưới phần lưu giữ chất lỏng.

Có nhiều loại bộ chiết sương: Kiểu đồng tâm, kiểu nan chớp, dạng cánh, bộ lọc sương.

Bộ chiết sương kiểu đồng tâm

Gồm 3 hình trụ đồng tâm, có lỗ thoát khí ở phía trên cao nhất và thấp nhất của mỗi hình trụ để

hướng dòng khí đi lên xuống với trị số tốc độ khác nhau ở mỗi hình trụ trước khi ra đầu xả. Các

giọt dầu bám vào thành ống sẽ chảy xuống.

33

Ưu điểm của loại này là chế tạo đơn giản, giá thành thấp, quá trình tách các bụi dầu ra khỏi

dòng khí diễn ra nhanh. Tuy nhiên nó có nhược điểm là tách các phần lắng.bụi dầu ra khỏi khí

chưa triệt để.

Bộ phận chiết sương kiểu nan chớp

Hình III.10. Bộ chiết sương kiểu nan chớp

Bộ phận chiết sương kiểu nan chớp là loại được sử dụng khá phổ biến bao gồm các tấm uốn lượn

sóng và tấm đục lỗ thẳng đứng. Khí được tách ra từ bộ phận tách cơ bản sẽ bay lên mang theo

các bụi dầu đi vào các tấm lượn sóng nằm ngang. Khí chuyển động theo các khe hở song song

giữa các tấm chắn lượn sóng làm cho chiều chuyển động được thay đổi liên tục, dầu va đập vào

các tấm chắn này và chuyển động chậm hơn khí sẽ dính lại với nhau sau đó va đập vào tấm chắn

đục lỗ thẳng đứng.

Các tấm chắn thẳng đứng đó sẽ hướng các giọt dầu chảy xuống buồng thu chất lỏng và được

đưa xuống phần lắng của bình tách qua đường ống dẫn. Còn pha khí đã tách các hạt bụi dầu sẽ

tiếp tục đi qua các tấm chắn đục lỗ thẳng đứng và ra theo đường xả khí. Hiệu quả các quá trình

tách các bụi dầu sẽ tăng lên khi trên các tấm lượn sóng nằm ngang có bố trí thêm các gờ hoặc các

cánh phụ.

Ưu điểm:

Về cơ bản giống bộ chiết sương kiểu đồng tâm nhưng khả năng tách các bụi dầu khỏi dòng khí

tốt hơn. Tuy nhiên quá trình tách này vẫn chưa được triệt để.

Bộ phận chiết sương dạng cánh

34

Hình III.11. Bộ phận chiết sương dạng cánh

Bộ chiết sương dạng cánh được cấu tạo từ các tấm thép góc lắp song song. Đỉnh của các tấm

thép này bố trí hướng lên phía trên, các khe hở được bố trí để dòng khí chịu va đập, thay đổi

hướng, thay đổi tốc độ chuyển động và keo tụ tách pha lỏng ở dạng sương mù ra khỏi pha khí.

Bộ chiết sương loại này có cấu tạo đơn giản, giá thành thấp nhưng lại cho hiệu quả tách khá cao.

Bộ lọc sương

Hình III.12. Bộ lọc sương

35

1- Đường khí đi ra; 4- Đường vào của hỗn hợp dầu khí;

2- Các lớp đệm; 5- Đường ra của chất lỏng.

3- Giọt dầu ngưng tụ;

Bộ lọc sương được cấu tạo từ các lớp đệm, phổ biến là các lưới thép, dùng để tách sương

trong khí thiên nhiên. Nó được dùng nhiều trong hệ thống vận chuyển và phân phối khí khi hàm

lượng chất lỏng ở trong khí thấp và chúng tồn tại ở dạng sương khó tách. Các tấm đệm này tạo ra

một tập hợp các cơ chế: Va đập, đổi hướng, thay đổi tốc độ và kết dính để tách chất lỏng khỏi

dòng khí. Đệm tạo ra mặt tiếp xúc lớn để gom và keo tụ sương chất lỏng. Bộ lọc kiểu này ít được

sử dụng trong các bình tách dầu khí bởi vì đệm keo tụ thường được chế tạo từ vật liệu giòn, dễ

hỏng khi vận chuyển và các mắt lưới thép có thể bị lấp nhét bởi paraffin hoặc các tạp chất.

Ngoài ra, với mục đích tách sương từ khí thiên nhiên, người ta đưa vào sử dụng bộ tách sương

dạng sợi hai lớp đệm. Lớp dưới gồm sợi đa kích thước và lớp trên là đệm thô một kích thước.

Lớp dưới bao gồm các sợi thủy tinh siêu mảnh (cỡ 0,02 mm) được đan với thép không gỉ (cỡ 2.5

mm) sẽ gom các hạt sương từ 1 10 μm thành các hạt lớn hơn và giao cho lớp đệm trên, lớp đệm

này sẽ tách chúng ra khỏi khí.

Hình III.13. Bộ lọc sương 2 lớp

1- Dòng khí có nhiều sương; 4- Xi lanh dẫn chất lỏng;

2- Đệm dày từ sợi thủy tinh và thép không gỉ; 5- Khí khô.

3- Đệm thưa từ thép không gỉ;

36

Ngoài các bộ phận cơ bản trên thì bình tách còn có những thiết bị phụ trợ khác như: Các loại

van, đồng hồ đo, phao báo mức…

III.2.2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BÌNH TÁCH

Nguyên lý hoạt động của bình tách có thể chia ra làm các giai đoạn sau:

- Giai đoạn 1- tách sơ bộ

Khi hỗn hợp chất lỏng đi từ các đầu giếng khai thác vào bình tách qua bộ phân tách cơ bản

tại đây thì xảy ra quá trình tách sơ bộ với một loạt các cơ chế như là: Va đập, ly tâm, thay đổi

hướng và tốc độ chuyển động… làm cho các hạt dầu được tách ra khỏi dòng khí và rơi xuống bộ

phận tách thứ cấp theo nguyên lý trọng lực, còn lại thì dòng khí tiếp tục chuyển động lên trên.

- Giai đoạn 2- tách thứ cấp

Giai đoạn này chủ yếu xảy ra ở bộ phận tách thứ cấp, tại đây thì các hạt dầu từ bộ phận

tách cơ bản chuyển xuống được dẫn hướng theo đường vòng thông qua các tấm lệch dòng

tạo cho chất lỏng được phân lớp, khi đó khí còn đọng lại trong dầu dưới dạng bọt sẽ được

giải phóng và chuyển động lên trên, còn lại dòng dầu tiếp tục đi xuống phần lắng ở đáy

bình.

- Giai đoạn 3- tách triệt để

Giai đoạn này xảy ra chủ yếu ở bộ phận triết sương là phần cao nhất của bình, tại đây thì

các bụi dầu tồn tại dưới dạng sương mù sẽ được gom lại thông qua một loạt các cơ chế

như: Ly tâm, quán tính, va đập, keo tụ, thấm, thay đổi hướng và tốc độ chuyển động… sau

đó thì các hạt dầu sẽ được chuyển xuống phần lắng qua đường ống dẫn riêng, còn lại khí sẽ

được đưa ra ngoài qua cửa xả khí.

- Giai đoạn 4- Lắng đọng:

Toàn bộ những giọt dầu sẽ được chuyển xuống đáy bình, tại đây xảy ra quá trình lắng

đọng và phân lớp rõ ràng (dầu – nước - cặn) sau đó sẽ được ngoài thông qua các cửa xả

riêng.

III.2.3. CÁC SỰ CỐ THƯỜNG GẶP TRONG BÌNH TÁCH,BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC

Trong quá trình làm việc của bình tách thường xảy ra 3 sự cố chính:

Chất lỏng bị cuốn ra ngoài theo khí.

Mực chất lỏng không ổn định.

Quá tải chất lỏng.

III.2.3.1. Trường hợp chất lỏng bị cuốn ra ngoài theo khí

Bảng III.2. Nguyên nhân và cách khắc phục với trường hợp chất lỏng bị cuốn ra ngoài theo khí

Nguyên nhân Biện pháp khắc phục

Lưu lượng khí vào dư nhiều. Kiểm tra lại lưu lượng khí, chỉnh lại theo

thiết kế.

37

Mực chất lỏng lên vùng khí chưa tách. Kiểm tra mực chất lỏng, chỉnh lại thấp hơn

thiết kế.

Các thiết bị tách bên trong bị kẹt do bụi và

nước.

Kiểm tra lại nhiệt độ và áp suất tính theo

lượng nước được tạo ra.

Sóng mạnh ở vùng chất lỏng. Kiểm tra lại hay cài thêm màng chắn ngang.

Áp suất hoạt động lớn hơn áp suất thiết kế. Kiểm tra áp suất hoạt động, tăng lưu lượng

khí.

Tỷ trọng chất lỏng (OAPI) cao hơn thiết

kế.

Giảm lưu lượng khí theo tỷ trọng.

III.2.3.2. Trường hợp mực chất lỏng không ổn định

Phao bị bao phủ hoàn toàn bởi chất lỏng, để xử lí ta phải thổi ra đường ống chia độ để lấy

mức đo chính xác. Nếu thùng đo ở ngoài thì cần thổi chìm phao xuống xem phao có bị kẹt

không. Khi ống đo mức chất lỏng và phao kiểm tra xong thì xem phao có bị chìm không, thường

xuyên rút chất lỏng ra để phao ngập 1/2, nhập mực chất lỏng cho các bộ điều khiển.

Mực chất lỏng thấp dưới phao: Kiểm tra xem phao có bị kẹt không, đóng van tháo lỏng

để van chìm 1/2.

Van điều khiển chất lỏng không làm việc, cần tiến hành các biện pháp sau:

+ Kiểm tra lại sự hoạt động của van xem đóng mở có đúng không.

+ Vặn van đóng mở hoàn toàn xem có trở lực không.

+ Kiểm tra lưu lượng lỏng để xác định trở lực trong đường ống.

Phao bị lắc do sóng: Lắp giá bảo vệ phao luôn cân bằng để phao làm việc ổn định.

Bộ điều khiển mức chất lỏng không tương ứng: Bị thay đổi mực chất lỏng có thể do bộ

điều khiển hỏng, phao thủng hoặc chất lỏng ở dưới phao. Ta phải đóng mở van để chất lỏng dao

động bằng chiều dài của phao, nếu bộ điều khiển không tương ứng sẽ làm rơi phao.III.2.3.3.Trường hợp quá tải chất lỏng

Bảng III.3. Nguyên nhân và cách khắc phục đối với trường hợp quá tải chất lỏng

Nguyên nhân Cách khắc phục

Lưu lượng các dòng cao. Chỉnh lại đúng thiết kế.

38

Nhiệt độ thấp hơn thiết kế. Tăng nhiệt độ tách.

Bộ ngưng tụ, bộ lọc bị tắc.Kiểm tra áp suất rơi (sụt áp) hoặc phục hồi

sửa chữa, tẩy rửa bộ ngưng tụ hoặc thay thế.

III.3. TÍNH TOÁN CHO BÌNH TÁCH

III.3.1. Tính toán kích thước bình tách

III.3.1.1. Tính đường kính

Đường kính của bình tách được tính theo công thức:

(III.1)

Trong đó:

m: Lưu lượng khối lượng (kg/giờ);

F∞: Là hệ số kể đến hình dáng và điều kiện làm việc của bình tách.

Với bình tách đứng F∞ = 0,10 - 0,167.

Với bình tách ngang F∞ = 0,35 - 0,707.

ρl: Là khối lượng riêng của dầu, kg/m3.

ρg: Là khối lượng riêng của khí, kg/m3.

F: Là hệ số trong bình tách, được tính theo bảng dưới đây:

Bảng III.4. Hệ số F của bình tách

h/d F h/d F

0,00 1,000 0,30 0,748

0,05 0,981 0,35 0,688

0,10 0,948 0,40 0,626

0,15 0,906 0,45 0,564

0,20 0,858 0,50 0,500

39

0,25 0,804 0,55 0,436

Giá trị của F∞ trong công thức (III.1) là một biến độc lập thực nghiệm. Các yếu tố ảnh hưởng

đến giá trị của F∞:

Tỷ số chiều dài trên đường kính L/D.

Kiểu dáng các chi tiết bên trong.

Độ sâu mực chất lỏng.

Khuynh hướng tạo bọt của dầu.

Sự chuyển động ổn định của dòng khí.

Tỷ lệ pha khí trên pha lỏng.

Sự hiện diện của các chất liệu khác.

Trong đó yếu tố L/D ảnh hưởng tới F∞ nhiều nhất. Việc sử dụng ống nắn dòng, tấm chắn

làm lệch dòng và các thiết bị đặc biệt ở cửa vào sẽ làm tăng giá trị của F∞ và công suất của bình

tách.

Lưu lượng khối lượng được tính theo công thức:

m = (III.2)

Kp : Là hệ số khí hòa tan trong dầu, (Kp= 1,0565.10-5 m3/m3.Pa).

P : Là áp suất làm việc của bình tách, (atm).

Γ : Là tỷ lệ khí trong hỗn hợp.

Qn: Công suất của bình tách, (kg/h).

III.3.1.2. Tính chiều dài

Chiều dài bình tách được xác định theo công thức:

(III.3)

L: Chiều dài bình, (m).

V: Thể tích bình tách, (m3).

d: Đường kính của bình, (m).III.3.1.3. Tính bề dày cho thành và đáy bình

Chiều dày thành bình

Được xác định theo công thức:

40

(III.4)

r1: Chiều dày thành bình, (cm).

P: Áp suất làm việc của bình tách, (psi).

d: Đường kính bình tách, (cm).

E: Hệ số giảm bền do ảnh hưởng của mối hàn ( E = 0,85÷ 1 ).

S: Giới hạn bền của vật liệu chế tạo bình, (S= 1500÷ 1800 kG/cm2 ).

C: Chiều dày dự phòng có kể đến hao mòn do han gỉ, (C= 2,5÷ 3,2 mm).

Chiều dày đáy bình

Được xác định theo công thức:

(III.5)

r2: Chiều dày đáy bình tách, (cm).

Cσ: Chiều dày dự phòng ăn mòn đáy bình, (Cσ= 0,42 cm)

III.3.2. Tính toán các thông số làm việc của bình tách

III.3.2.1. Tính thể tích

Thể tích của bình tách được xác định bởi công thức:

(III.6)

Qn: Công suất của bình tách, (kg/ngày đêm).

t: Thời gian lưu giữ chất lỏng trong bình, (giây).

III.3.2.2. Tính công suất tách

Công thức tính công suất của bình tách là:

(III.7)

vg: Vận tốc khí lớn nhất cho phép, (m/s).

Qn: Công suất tách của bình, (kg/h).

Công suất bình tách phụ thuộc vào các yếu tố:

Kích thước của bình tách.

Hình dáng và các thiết bị bên trong bình tách.

Số giai đoạn tách.

Nhiệt độ và áp suất trong bình.

Tính chất lý, hoá của dầu.

Tỷ số dầu/ khí trong chất lưu.

41

Kích thước và phân bố các phần tử chất lỏng trong khí ở cửa vào của bình.

Mức chất lỏng được duy trì trong bình tách.

Hàm lượng tạp chất có trong dầu.

Khuynh hướng tạo bọt của dầu.

Trong các yếu tố trên thì 2 yếu tố: Tính chất lý, hoá của dầu và kích thước, phân bố các phần tử

chất lỏng trong khí ở cửa vào của bình tách là rất cần thiết cho việc xác định chính xác kích

thước của bình tách để cho hiệu suất cao nhất nhưng cũng rất khó xác định đầy đủ và chính xác.

Trong bình tách đứng, những phần tử chất lỏng tách khỏi khí, rơi xuống sẽ gặp sự cản trở của khí

bay lên. Trong bình tách ngang các phần tử lỏng bay ngang qua bình như quỹ đạo của viên đạn

bắn từ lòng súng. Qua đó cho thấy bình tách ngang sẽ tách được một lượng chất lỏng lớn hơn so

với bình tách đứng với cùng một kích thước. Điều này đúng khi mức chất lỏng trong bình tách

phải duy trì ở một mức thích hợp để tránh hiện tượng khí mang theo dầu khi mức chất lỏng trong

bình quá cao.

Vận tốc khí lớn nhất trong bình tách cho phép sự tách sương khỏi khí, được tính theo công thức

Stock:

(III.8)

III.3.2.3. Tính thời gian lưu giữ chất lỏng trong bình tách

Thời gian lưu giữ chất lỏng trong bình là thời gian giới hạn cho khí thoát ra khỏi pha

lỏng. Thông số này không có trong công thức tính kích thước của bình tách.

Xác định thời gian lưu giữ chất lỏng là cách gián tiếp để xác định thể tích của bình tách

cần thiết để kiểm soát được dòng chảy có lưu lượng cho trước. Thể tích bình tách bằng lưu lượng

của bình nhân với thời gian lưu giữ chất lỏng. Với bình tách cho trước, thể tích lỏng cần thiết ảnh

hưởng nhiều hơn đến kích thước của bình so với lưu lượng khí. Điều này đúng cho các bình tách

lớn với tỷ số dầu - khí thấp. Ta có công thức tính thời gian lưu giữ chất lỏng ( thời gian lắng):

V l=Ql . t

1440 (III.9)

Vl : Phần thể tích chất lỏng cần thiết của bình tách, (m3).

t: Thời gian lưu giữ thiết kế, (phút).

Ql: Lưu lượng chất lỏng qua bình, (m3/phút).

Từ công thức (III.9) suy ra công thức tính thời gian lưu giữ chất lỏng là:

(III.10)

42

Thời gian lưu giữ bị ảnh hưởng bởi thành phần bọt, sự hiện diện của các chất rắn và nhũ

tương. Thời gian lưu giữ chất lỏng là thông số rất quan trọng trong bình tách, ở đó các phản ứng

hoá học có thể xảy ra. Thời gian lắng được thể hiện trong các bảng dưới đây:

Bảng III.2. Thời gian lắng

Dầu - khí tự nhiên 1 - 3 phút

Dầu nghèo 10 - 15 phút

Xử lý phân đoạn 8 - 15 phút

Trong bình làm lạnh 4 - 7 phút

Tiêu chuẩn API 12J dùng cho bình tách dầu và khí:

Bảng III.3. Thời gian lắng tương đương với tỷ trọng tương đối của dầu.

Tỷ trọng tương đối của dầu Phút

< 0,85 1

0,85 - 0,93 1 – 2

0,93 - 1 2 – 4

III.3.2.4. Tính toán bền cho bình tách

Hình III.1. Sơ đồ các lực tác dụng lên bình tách

Lực F tác dụng lên 2 đầu bình tách được tính theo công thức:

(III.11)

F: Lực tác dụng lên 2 đầu bình tách, (KN).

43

Dt: Đường kính trong của bình tách, (mm).

P: Áp suất làm việc của bình tách, (at).

Diện tích chịu lực f tính theo đường kính trong của bình:

f = π.Dt.r (III.12)

Ứng suất cho phép của bình

σbt = = (III.13)

r: Chiều dày thành bình tách, (mm).

Bình làm việc ổn định khi lực tác dụng lên thành bình cân bằng với phản lực tại mối hàn

Điều kiện ổn định:

(III.14)

Trong đó:

L: Là chiều dài của bình tách, (mm).

N: Là phản lực tại mối hàn, (KN).

Dc: Là đường kính trung bình của bình tách, (mm).

Ứng suất tại mối hàn:

(III.15) So sánh giữa σbt với σmh ta thấy σbt<<σmh. Vì vậy khi kiểm toán bền cho bình ta dựa vào σmh. Trong thực tế thì thay thế bằng σbt có kể tới hệ số bề của mối hàn.

44

KẾT BÀIQua những tìm hiểu, nghiên cứu trong suốt thời gian làm tiểu luận và kiến thức trong quá trình

học tập nhóm em đã hoàn thành bài tiểu luận của mình. Đồ án đưa ra cái nhìn tổng quan về các

trang thiết bị tồn chứa về cấu tạo,phân loại,nguyên lý hoạt động.Vì vậy, việc tìm hiểu, bổ sung

những kiến thức liên quan đến bồn bể chứa dầu – một trong những bộ phận quan trọng nhất

trong quá trình chế biến và bảo quản dầu – là rất cần thiết để có thể thực hiện tốt công tác vận

hành bồn bể chứa.

Trong quá trình hoàn thành tiểu luận này với sự hướng dẫn tận tình của thầy Đoàn Văn Huấn

cùng với sự nỗ lực của các thành viên trong nhóm,chúng em đã hoàn thành bài tiểu luận này,

đồng thời tiếp thu thêm được nhiều kiến thức bổ ích. Tuy nhiên, do kinh ngiệm nghiên cứu và

kiến thức còn nhiều hạn chế nên bài tiểu luận của nhóm vẫn không tránh khỏi những thiếu sót.

Chúng em kính mong nhận được sự chỉ dẫn, đóng góp của các thầy cùng các bạn độc giả để bài

tiểu luận của chúng em được hoàn thiện hơn.

45

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Thiết bị trong công nghệ lọc hóa dầu – phần 3

2. Chemical Proccess Equipment

3. Tài liệu – Ebook

46

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 1

I. TỔNG QUAN2

II.CÁC THIẾT BỊ TỒN CHỨA VÀ BẢO QUẢN2

II.1.THIẾT BỊ BỒN BỂ CHỨA2

II.1.1 PHÂN LOẠI CÁC THIẾT BỊ TỒN CHỨA XĂNG DẦU 2

II.1.1.1 Phân loại theo sự vận hành 2

II.1.1.2. Phân loại theo áp suất làm việc 3

II.1.1.3 Dựa vào chiều cao xây dựng 3

II.1.1.4 Theo hình dạng bồn chứa 3

II.1.2. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG 5

II.1.2.1 Thân thiết bị 5

II.1.2.2 Đáy và nắp bồn chứa 6

II.1.2.3. Các thiết bị phụ trợ 7

II.1.3. GIỚI THIỆU MỘT SỐ BỒN CHỨA – BỂ CHỨA 8

II.1.3.1 Bồn chứa hình trụ đứng 8

II.1.3.2. Bể trụ nằm ngang 10

II.1.4. CÁC CÔNG TÁC KIỂM TRA TRƯƠC KHI ĐUA VÀO VẬN 11

47

HÀNH

II.1.4.1 Kiểm tra độ kín 11

II.1.4.2 Thử độ bền bể 12

II.1.4.3 Thử độ lún bể 12

II.1.4.4. Bảo quản bể chứa xăng dầu14

II.1.5. SỰ THẤT THOÁT THÀNH PHẦN NHẸ VÀ BIỆN PHÁP 15

HẠN CHẾ

II. 1.5.1 Ngăn chặn sự bay hơi 16

II.1.5.2 Giảm thiểu sự bay hơi 16

II. 1.5.3 Thu hồi lại thành phần nhẹ 17

II.2 BẢO QUẢN XĂNG DẦU TỒN CHỨA TRONG PHUY VÀ BAO 17

BÌ NHỎ

II.2.1 Nhũng yêu cầu đối với phuy chứa dầu 17

II.2.2. Bảo quản ,tồn chứa xăng dầu trong phuy và bao bì nhỏ 17

II.3. THỜI HẠN TỒN CHỨA CÁC SẢN PHẨM XĂNG DẦU 18

III.THIẾT BỊ BÌNH TÁCH:19

III.1. KHÁI NIỆM ,PHÂN LOẠI,CHỨC NĂNG CỦA BÌNH TÁCH 19

III.1.1. Khái niệm19

III.1.2. Phân loại 20

III.1.3. Chức năng của bình tách 28

III.2. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BÌNH TÁCH 30

III.2.1. Cấu tạo chung 30

III.2.2. Nguyên lý hoạt động của bình tách 37

III.2.3. Các sự cố thường gặp trong bình tách ,biện pháp khắc phục38

III.3. TÍNH TOÁN CHO BÌNH TÁCH39

III.3.1. Tính toán kích thước bình tách 39

III.3.1.1. Tính đường kính 39

III.3.1.2. Tính chiều dài 41

III.3.1.3. Tính bề dày cho thành và đáy bình41

III.3.2. Tính toán các thông số làm việc của bình tách42

III.3.2.1. Tính thể tích 42

48

III.3.2.2. Tính công suất tách 42

III.3.2.3. Tính thời gian lưu giữ chất lỏng trong bình tách 43

III.3.2.4. Tính toán bền cho bình tách44 KẾT BÀI46 TÀI LIỆU THAM

KHẢO47

49