NGHIÊN cứu, xây DỰNG và ỨNG DỤNG mô HÌNH QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH CHO NMLD DUNG QUẤT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HỒ CHÍ MINH KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC BỘ MƠN CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU KHÍ ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG VÀ ỨNG DỤNG MƠ HÌNH QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH CHO NMLD DUNG QUẤT GVHD: HVTH: HOÀNG MẠNH HÙNG MSHV: 10400156 Tp Hồ Chí Minh, Tháng 06/2011 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com I Đặt vấn đề Hiện nay, nhà máy lọc dầu giới vận hành điều kiện thị trường diễn biến phức tạp, bao gồm biến động thất thường giá dầu sản phẩm lọc dầu, thị trường vận chuyển dầu thô nhu cầu sản phẩm lọc hóa dầu thị trường yêu cầu ngày khắt khe tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm tiêu chuẩn môi trường Song song với phức tạp mức độ linh hoạt lớn hoạt động nhà máy lọc dầu Ví dụ, sản phẩm phổ biến nhà máy lọc dầu nhiên liệu cho động cơ, khách hàng không quan tâm nhiều đến phức tạp hay đơn giản nhà máy lọc dầu, loại dầu thô mua, công nghệ xử lý lựa chọn, cấu tử pha trộn phụ gia Khách hàng quan tâm chủ yếu đến động họ có hoạt động tốt sử dụng nhiên liệu hay khơng giá tiền họ phải trả Do đó, nhà máy linh hoạt việc lựa chọn nguồn nguyên liệu, chế độ vận hành nhà máy,… miễn sản phẩm đảm bảo tiêu chuẩn chất lượng với giá hợp lý Như vậy, vận hành nhà máy lọc dầu cần đảm bảo hai yếu tố phức tạp linh hoạt để thỏa mãn yêu cầu khách hàng tạo lợi nhuận cho nhà máy Điều địi hỏi tối ưu hố nhiều phương diện hoạt động nhà máy lọc dầu Các mục tiêu cho việc tối ưu hóa hoạt động NMLD bao gồm:  Tối ưu hóa chi phí nhập dầu thơ;  Tối ưu hóa việc pha trộn dầu thơ để xử lý;  Tối ưu hóa tiêu chuẩn kỹ thuật mà sản phẩm cần đáp ứng;  Tối ưu hóa tiêu thụ nhiên liệu tiện ích khác vận hành nhà máy, giảm thiểu tổn thất, hao hụt;  Tối ưu hóa việc sử dụng sở vật chất;  Tối ưu hóa hoạt động tồn trữ;  Tối ưu hóa công suất nhà máy lập kế hoạch ngừng sản xuất;  Tối ưu hóa hoạt động nhà máy để trì tiêu chuẩn cao an tồn, tuổi thọ hoạt tính xúc tác Tất mục tiêu nhằm đạt mục đích cuối tối đa hóa lợi nhuận Trang 1/8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nhà máy Lọc dầu Dung Quất, thiết kế để xử lý loại dầu thô ngọt, nhẹ nhiều paraffin dầu thô Bạch Hổ (là loại dầu giới) nên có cấu hình cơng nghệ đặc biệt Ngồi ra, tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm nhà máy lại thấp (chỉ tương đương Euro II) Trong điều kiện nay, nguồn dầu thô Bạch Hổ suy giảm, yêu cầu tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm ngày khắt khe hơn, để đảm bảo cho vận hành hiệu nhà máy, việc sử dụng cơng cụ để tối ưu hóa vận hành nhà máy việc lựa chọn loại dầu thô phù hợp cho hoạt động nhà máy, lên kế hoạch tiếp nhận dầu thô kế hoạch vận hành nhà máy, tối ưu hóa pha trộn sản phẩm cho nhà máy cần thiết Có nhiều định liên quan để đạt điều kiện vận hành tối ưu cho nhà máy lọc dầu Từ cấp độ quản lý: nhà quản lý cần định loại dầu thô cần xử lý cấu sản phẩm cần tạo ra, định hướng vận hành, loại xúc tác chế độ vận hành tốt cho q trình Từ cấp độ kỹ thuật cơng nghệ trình, người vận hành cần xác định chi tiết điều kiện vận hành cho thiết bị, nhiệt độ, áp suất,… Tất định có tương tác với Tương ứng với cấp độ tối ưu hóa, vấn đề tối ưu hóa tổng thể cho nhà máy lọc dầu tách thành phần: - Phần một: Tối ưu hóa toàn nhà máy Phần tập trung vào vấn đề quản lý tổng thể nhà máy, không xem xét đến chi tiết trình Phương pháp quy hoạch tuyến tính (LP) sử dụng rộng rãi cho ứng dụng Tuy nhiên, phương pháp LP dựa mối quan hệ đơn giản hóa, phương pháp mô tả mối quan hệ phi tuyến rời rạc thực tế cách xác Điều làm giới hạn áp dụng LP lập kế hoạch dài hạn với kết mang tính biểu thị, khơng thể áp dụng cho lập kế hoạch ngắn hạn tối ưu hóa trực tuyến - Phần hai: tối ưu hóa cho trình chế biến nhà máy Phần tập trung vào chi tiết vận hành trình nhà máy Các mơ hình xác sử dụng để mơ q trình, với kết gần với thực tế Tuy nhiên, vai trò trình đến hiệu kinh tế nhà máy khơng thể tích hợp với tối ưu hóa tồn nhà máy Do đó, tối ưu hóa q trình chế biến khơng góp phần định hướng tối ưu hóa tồn nhà máy Từ phân tích cho thấy, tối ưu hóa trình chế biến nhà máy cần tích hợp với tối ưu hóa tồn nhà máy để đảm bảo kết thu từ Trang 2/8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com trình tối ưu hóa có ý nghĩa thiết thực hoạt động sản xuất NMLD Dung Quất Trong phạm vi luận văn Thạc sỹ, Học viên thực tối ưu hóa tồn nhà máy, mơ hình quy hoạch tuyến tính cho nhà máy xây dựng sử dụng làm công cụ thực công việc II Mục tiêu nghiên cứu Xây dựng mô hình quy hoạch tuyến tính tổng thể cho NMLD Dung Quất phù hợp với cấu hình cơng nghệ hoạt động sản xuất Nhà máy; Ứng dụng mơ hình quy hoạch tuyến tính số lĩnh vực hoạt động sản xuất Nhà máy: - Đánh giá khả chế biến số loại dầu thô nội địa NMLD Dung Quất để làm sở lựa chọn dầu thơ cung cấp cho nhà máy trước tình trạng sản lượng khai thác dầu thô Bạch Hổ sụt giảm mạnh; - Đưa đề xuất kiến nghị công nghệ vận hành để nâng cao chất lượng sản phẩm Nhà máy đáp ứng tiêu chuẩn cao III Nội dung nghiên cứu III.1 Nghiên cứu lý thuyết quy hoạch tuyến tính ứng dụng lý thuyết quy hoạch tuyến tính điều hành hoạt động sản cuất Nhà máy lọc dầu III.2 Nghiên cứu phương pháp xây dựng kế hoạch sản xuất cho Nhà máy Lọc dầu giới III.3 Nghiên cứu qui trình cơng nghệ NMLD Dung Quất - Điều kiện tiếp nhận, tồn trữ phân phối ngun liệu, sản phẩm; - Các cơng nghệ nhà máy (NHT, ISOM, CCR, RFCC, LCO_HDT, NTU, KTU, LTU PRU): nguyên liệu, sản phẩm, chế độ vận hành, nhu cầu tiện ích; - Các phân xưởng cơng nghệ phụ trợ: cấp điện, cấp nước, nước,…; - Hệ thống pha trộn dầu thô sản phẩm; Trang 3/8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Thu thập thông tin loại dầu thô định hướng sử dụng cho nhà máy lọc dầu Dung Quất, nhu cầu thị trường tiêu thụ sản phẩm tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm nhà máy III.4 Xây dựng mơ hình quy hoạch tuyến tính cho NMLD Dung Quất Hàm mục tiêu: lợi nhuận thô nhà máy, tính theo Lợi nhuận thơ = (giá sản phẩm * suất sản phẩm) – (giá dầu thô * cơng suất xử lý dầu thơ) – chi phí tiêu hao phụ trợ Các ràng buộc: - Ràng buộc công suất xử lý phân xưởng Công suất xử lý phân xưởng = công suất yêu cầu tối thiểu phân xưởng ≤ (năng suất dòng nguyên liệu)  công suất thiết kế phân xưởng - Ràng buộc cân vật chất dòng sản phẩm  Đối với dòng sản phẩm từ phân xưởng xử lý Năng suất sản phẩm = Hiệu suất sản phẩm * suất nguyên liệu  Đối với dòng sản phẩm cuối Năng suất sản phẩm cuối = Năng suất sản phẩm trung gian dùng để pha trộn Năng suất sản phẩm trung gian dùng để pha trộn tính tốn dựa tối ưu hóa lợi nhuận thơ mà đảm bảo ràng buộc tính chất sản phẩm  Cân vật chất dòng sản phẩm trung gian Lượng sản xuất – lượng tiêu hao cho cụm xử lý/ pha trộn + lượng nhập – lượng xuất – lượng theo nhu cầu xác định = - Nhu cầu nhiên liệu cho nhà máy đáp ứng từ nguồn  Hỗn hợp C4s dư sau sản xuất LPG xăng;  DCO từ cụm RFCC; Nhu cầu nhiên liệu cho nhà máy tính tốn dựa nhu cầu tiêu thụ nhiên liệu phân xưởng nhà máy, dựa sổ tay thiết kế vận hành thực tế nhà máy - Ràng buộc khả cung cấp dầu thô khả tiêu thụ sản phẩm nhà máy Trang 4/8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ràng buộc khả tiêu thụ sản phẩm dựa nghiên cứu thị trường sản phẩm xăng dầu Việt Nam - Ràng buộc tính chất sản phẩm Sản phẩm cuối nhà máy thu từ việc pha trộn sản phẩm trung gian từ cụm xử lý Sản phẩm cuối nhà máy cần phải đạt yêu cầu tiêu chuẩn chất lượng theo thiết kế NMLD Dung Quất Trong đó, tính chất quan trọng định đến việc pha trộn sản phẩm cấu sản phẩm nhà máy cho bảng Giá dầu thô sản phẩm nhà máy Giá dầu thô tính tốn giá thống kê giá dầu thô chuẩn (Bạch Hổ, WTI, Brent,…) Giá sản phẩm xăng dầu tính tốn sở giá thống kê III.5 Kiểm chứng mơ hình Mơ hình kiểm chứng dựa sổ tay thiết kế nhà máy số liệu vận hành thực tế nhà máy Chênh lệch kết mơ hình số liệu dùng để đối chứng phải nằm khoảng sai số cho phép III.6 Ứng dụng mô hình quy hoạch tuyến tính cho NMLD Dung Quất III.6.1 Đánh giá khả chế biến số dầu thô nội địa NMLD Dung Quất - Dựa báo cáo phân tích chi tiết dầu thơ xem xét tiêu chuẩn tính chất nguyên liệu phân xưởng nhà máy, nghiên cứu đưa kết luận sơ khả sử dụng loại dầu thô làm nguyên liệu cho nhà máy; - Áp dụng mơ hình quy hoạch tuyến tính NMLD Dung Quất, thực tối ưu hóa cấu sản phẩm nhà máy sử dụng nguyên liệu xem xét; - Đề xuất loại dầu thô sử dụng để chế biến cho nhà máy giai đoạn sở phân tích kỹ thuật lợi nhuận đem lại chế biến dầu thô; - Xây dựng quy trình tổng quát để đánh giá nguyên liệu nhà máy Trang 5/8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com III.6.2 Nghiên cứu, đề xuất cải tiến công nghệ thông số vận hành NMLD Dung Quất để nâng cao chất lượng sản phẩm cho Nhà máy - So sánh tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm nhà máy áp dụng với tiêu chuẩn áp dụng quốc gia khu vực giới; - Đề xuất giải pháp công nghệ vận hành để nâng cao chất lượng sản phẩm nhà máy; - Áp dụng mơ hình LP để đánh giá lựa chọn giải pháp phù hợp cho NMLD Dung Quất III.7 Kết luận kiến nghị IV Phương pháp nghiên cứu/Biện pháp thực Nghiên cứu qui trình cơng nghệ NMLD Dung Quất qua sổ tay vận hành nhà máy, vẽ PFD P&ID; Tìm hiểu điều kiện vận hành thực tế của NMLD Dung Quất; Tìm hiểu thơng tin định hướng sử dụng loại dầu thô cho nhà máy; Thu thập số liệu vận hành (cân vật chất, lượng nhà máy, chi phí vận hành, giá nguyên liệu, sản phẩm,…) phục vụ cho việc xây dựng kiểm định mô hình; Tìm hiểu tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm Euro-III, Euro-IV, Euro-V định hướng áp dụng tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm xăng dầu Việt Nam tương lai; Sử dụng báo cáo phân tích chi tiết số dầu thô Việt Nam Trang 6/8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com V Bố cục dự kiến Báo cáo V.1 Giới thiệu V.1.1 Cơ sở nghiên cứu V.1.2 Bàn luận vấn đề V.1.3 Mục tiêu Ý nghĩa V.1.4 Phạm vi nghiên cứu V.2 Tổng quan V.2.1 Giới thiệu chung NMLD Dung Quất 1) Cấu hình cơng nghệ Nhà máy 2) Ngun liệu, cấu chất lượng sản phẩm V.2.2 Lý thuyết quy hoạch tuyến tính ứng dụng Nhà máy Lọc dầu V.2.3 Công tác xây dựng kế hoạch sản xuất NMLD V.3 Xây dựng mơ hình quy hoạch tuyến tính cho NMLD Dung Quất V.3.1 Phương pháp xây dựng mơ hình quy hoạch tuyến tính cho NMLD Dung Quất V.3.2 Xây dựng mơ hình quy hoạch tuyến tính cho NMLD Dung Quất 1) Dữ liệu đầu vào mô hình 2) Kết thu từ mơ hình xây dựng 3) Kiểm chứng mơ hình V.4 Ứng dụng mơ hình quy hoạch tuyến tính NMLD Dung Quất V.4.1 Đánh giá khả chế biến số dầu thô nước V.4.2 Nghiên cứu cải tiến cấu hình cơng nghệ điều kiện vận hành để nâng cao chất lượng sản phẩm Nhà máy VI Kết nghiên cứu kiến nghị TT Tên sản phẩm Yêu cầu khoa học Trang 7/8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Mơ hình quy hoạch tuyến tính NMLD Dung Quất Kết thu từ mơ hình phản ánh phù hợp với tình hình hoạt động Nhà máy Báo cáo “Nghiên cứu, Xây dựng Báo cáo cung cấp đầy đủ thông tin Ứng dụng Mơ hình Quy hoạch nội dung theo đề cương luận tuyến tính cho NMLD Dung Quất văn Trang 8/8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... quy hoạch tuyến tính cho NMLD Dung Quất V.3.2 Xây dựng mơ hình quy hoạch tuyến tính cho NMLD Dung Quất 1) Dữ liệu đầu vào mơ hình 2) Kết thu từ mơ hình xây dựng 3) Kiểm chứng mơ hình V.4 Ứng dụng. .. thuyết quy hoạch tuyến tính ứng dụng Nhà máy Lọc dầu V.2.3 Công tác xây dựng kế hoạch sản xuất NMLD V.3 Xây dựng mơ hình quy hoạch tuyến tính cho NMLD Dung Quất V.3.1 Phương pháp xây dựng mơ hình quy. .. tiêu nghiên cứu Xây dựng mơ hình quy hoạch tuyến tính tổng thể cho NMLD Dung Quất phù hợp với cấu hình cơng nghệ hoạt động sản xuất Nhà máy; Ứng dụng mơ hình quy hoạch tuyến tính số lĩnh vực