Khoa học ứng dụng

1. ỨNG DỤNG KỸ THUẬT PHÂN RIÊNG TRONG CHUYÊN NGHÀNH VẬT LIỆU VÔ CƠ
I. Trong công nghiệp xử lý dầu thô
1.Giới thiệu về xử lí dầu thô:
Trong quá trình khai thác dầu thô, sẽ còn lẫn lại một lượng nước và muối,
điều này sẽ khiến cho chất lượng các sản phấm tạo ra từ dầu bị giảm chất
lượng. Chính vì thế, dầu thô cần phải xử lý để bỏ
2. Quá trình xử lý dầu thô ban đầu:
 Quá trình ổn định nguyên khai
Sau khi được khai thác từ các giếng áp suất cao, trung bình và tháp
dầu chưa ổn định, tức là chưa tách các phần nhẹ (etan, propan, butan
và một phần pentan), điều này khiến việc vận chuyển và gây thất thoát
kinh tế do các hidrocacbon này quá nhẹ và sẽ bay hơi trong không khí,
dầu sau khi khai thác sẽ được loại khí nhờ giảm áp suất, đưa vào bể
chứa lắng và tách khỏi nước, tức là sẽ được tách các hidrocacbon nhẹ.
Còn dầu ổn định sẽ được đưa đi xử lý nhiệt – hóa và sẽ được đưa đến
khâu khử muối
 Qúa trình phân tách pha
Đây là quá trình quá trình tách nước tự do, khí, dầu từ hỗn hợp vừa
mới khai thác.
Máy tách pha của dầu thô
 Quá trình tách nước:
Do nước tồn tại trong dầu ở dạng nhũ tương bền vững nên các phương

2. pháp loại nước tập trung vào việc phá nhũ tương trong dầu. Có 3
phương pháp phá nhũ: cơ học, hóa học và điện
Mục đích của quá trình này là để giảm kích thước đường ống, đồng
thời giảm quá trình ăn mòn thiết bị và giảm ăn mòn thiết bị.
Có nhiều phương pháp loại nước, chủ yếu gồm:
Lắng: Lắng được ứng dụng cho nhũ tương mới, không
bền, có khả năng tách lớp dầu và nước do chúng có trọng lượng
riêng khác nhau. Nung nóng làm tăng nhanh quá trình phá nhũ
do sự hòa tan của màng bảo vệ nhũ tương vào dầu tăng, giảm
độ nhớt môi trường và giảm sự chênh lệch khối lượng riêng.
Trong các xí nghiệp loại nước bằng phương pháp lắng được
thực hiện
trong thiết bị nung nóng-loại nước dạng hình trụ đứng có ñường
kính 1,5 ÷ 2 m và chiều cao 4 ÷ 5 m (hình 7). Trong đó dầu
được hâm nóng đến 60o
C bằng đèn đốt khí lắp dưới đáy thiết bị.
Trong nhà máy chế biến dầu nước ñược loại tiếp bằng cách gia
nhiệt đến120 ÷ 160o
C và để lắng ở áp suất 8 ÷ 15 atm (để nước
không sôi) trong 2 ÷ 3 giờ.
Lọc: Lọc để tách nước ra khỏi dầu dựa trên tính thấm
ướt lựa chọn các chất lỏng khác nhau của các vật liệu. Cát thạch
anh dễ thấm ướt nước hơn, còn pirit (FeS2) thấm ướt dầu tốt
hơn. để làm khan dầu bằng phương pháp lọc sử dụng bông thủy
tinh, mùn cưa. Các hạt nước nhỏ li ti bám vào các cạnh nhọn
của mùn cưa hoặc sợi bông thủy tinh, liên kết với nhau thành
giọt lớn dễ chảy xuống dưới. Lọc ứng dụng trong trường hợp
khi nhũ tương đã bị phá nhưng những giọt nước còn giữ ở trạng
tháp lơ lửng và không lắng xuống ñáy. Hiệu quả của tháp lọc
cao. Thí dụ trong tháp lọc với 3 lớp bông thủy tinh đã giảm hàm
lượng muối từ 582 xuống đến 20 mg/l. Nhược điểm cơ bản của
phương pháp lọc là màng lọc nhanh bị muối và bụi nóng bít và
phải thay thế.
Ngoài ra còn có các phương pháp bằng hóa học hay sử dụng
điện trường.
 Quá trình tách muối.
Khử muối cho dầu thô là bước xử lý đầu tiên trong nhà máy
lọc dầu. Mục đích của việc khử muối là nhằm loại bỏ các muối và

3. chất rắn cùng với nước từ dầu thô trước khi dầu thô được đưa vào
phân xưởng chưng cất trong nhà máy lọc dầu.
Muối tồn tại trong dầu thô ở dạng tinh thể hoà tan hoặc lơ lửng.
Muối tuy được loại bỏ 1 phần trong quá trình tách nước, tuy nhiên do
còn 1 phần trong dầu nên cần phải tiến hành tách. Quá trình cơ bản
của khử muối là rửa muối khỏi dầu thô bằng nước. Một số vấn đề
thường xảy ra trong quá trình hoà trộn nước/dầu một cách hiệu quả và
kinh tế, trong quá trình tẩm ướt bằng nước các chất rắn lơ lửng và tách
dầu khỏi nước rửa. Quá trình tách dầu khỏi nước rửa chịu ảnh hưởng
của trọng lực, độ nhớt và độ pH của dầu thô và tỉ lệ nước/dầu được sử
dụng cho quá trình rửa. Cách làm của qua trình này là ta sẽ thêm nước
vào hỗn hợp dầu sau đó tách loại nước bằng lắng lọc, điện trường1
.
Sơ đồ công nghệ loại nước điện trường (EDW) dẫn ra trong hình, thiết
bị có công suất 6.000 tấn/ngày. Nhũ tương dầu sau khi ñược nung
1
Đây là phương pháp sử dụng điện trường nhằm tách các hạt mang điện trong chất lỏng bằng cách sử dụng điện
trường.

4. nóng sẽ tiếp xúc với nước mới. Thêm chất phá nhũ vào hỗn hợp này,
sau ñó nó ñược chia vào hai thiết bị loại nước điện. Trong ñó nhũ
tương bị phá hủy, nước rút ra từ phía dưới đổ vào kênh thoát nước,
còn dầu lấy ra từ phía trên và ñưa vào bể lắng. Dầu loại muối và nước
bơm vào bể chứa, sau đó vào ống dẫn.
Để phá nhũ không bền quá trình loại nước tiến hành hai bậc: I- chế
biến nhiệt–hóa; II - xử lý điện. Để phá nhũ bền vững quá trình loại
nước tiến hành 3 bậc: I- nhiệt hóa; II và III- điện. Trong quá trình làm
khan hai bậc kết hợp nhiệt hóa và ñiện mức loại nước ñạt 98% hoặc
cao hơn.
II. Trong quá trình xử lý nước biển thành nước sinh hoạt
1.Giới thiệu: Ở khu vực biển đảo, các khu vực ven biển chịu ảnh
hưởng bởi xâm nhập mặn, việc xuất hiện hệ thống xử lý nước biển
thành nước sinh hoạt là một chìa khóa giải quyết vấn đề nước sinh
hoạt.
2.Quy trình xử lý:
 Giai đoạn 1: Tiền xử lý: Là giai đoạn lắng và lọc sơ bộ để loai bỏ rác, cặn
lắng, các chất rắn lơ lửng, điều chỉnh pH.
 Giai đoạn 2: Điều áp: Sử dụng bơm tăng áp lực điều chỉnh áp lực nước phù
hợp với các màng lọc và độ mặn của nước cấp.

5.  Giai đoạn 3: Tách màng: Đây là giai đoạn quan trọng nhất, tách muối ra
khỏi nước. Trên nguyên tắc dùng áp lực cao hơn áp lực thẩm thấu, nước
được bơm qua hệ thống lọc RO dưới áp lực cao tạo thành dòng nước tinh
khiết và dòng muối đạm đặc. Qua kiểm nghiệm, nước ngọt thu được bảo
đảm như nước tinh khiết, các chất bẩn nguy hại như nitrat, ion kim loại, sun
phát, chất bẩn hữu cơ và vi khuẩn… hầu như bị loại bỏ.
 Giai đoạn 4: Ổn định: Nước sau khi được tách muối được ổn định pH, sau
đó mang đi khử trùng và đưa vào sử dụng. Vì qua màng lọc có thể mất
khoáng nên trước khi cấp nước người ta có thể bổ sung thêm một số khoáng
chất cần thiết cho cơ thể.