ĐỒ án môn học THIẾT kế QUY TRÌNH HYDROTREATINGNAPHTHA

TẬP ĐỒN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT NAM KHOA DẦU KHÍ - // - ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ QUY TRÌNH HYDROTREATING NAPHTHA CHUN NGÀNH: LỌC – HĨA DẦU Sinh viên thực hiện: Nguyễn Duy Phong Thạch Vũ Luân Hồ Trung Kiên Lớp: K6LHD Khóa: 2017-2021 Người hướng dẫn: TS Dương Chí Trung Bà Rịa-Vũng Tàu, năm 2020 i TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT NAM KHOA DẦU KHÍ - // - ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT KẾ QUY TRÌNH HYDROTREATING NAPHTHA CHUYÊN NGÀNH: LỌC – HÓA DẦU Sinh viên thực hiện: Nguyễn Duy Phong Thạch Vũ Luân Hồ Trung Kiên Lớp: K6LHD Khóa: 2017-2021 Người hướng dẫn: TS Dương Chí Trung Bà Rịa-Vũng Tàu, năm 2020 ii TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT NAM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA DẦU KHÍ Độc lập – Tự - Hạnh phúc - // - - // - NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Họ tên SV: Nguyễn Duy Phong MSSV: 06PPR110017 Thạch Vũ Luân MSSV: 06PPR110013 Hồ Trung Kiên MSSV: 06PPR110010 Ngành: Lọc - Hóa dầu Lớp: K6 - LHD Tên Đồ án mơn học: Thiết kế quy trình Hydrotreating Naphtha Nhiệm vụ: - Lựa chọn sơ đồ công nghệ hydrotreating phù hợp - Tính tốn cân vật chất cho cụm hydrotreating naphtha - Tính cân vật chất cân lượng cho thiết bị phản ứng hydrotreating naphtha - Tính lượng khí hydro tiêu thụ thành phần khí giàu hydro tuần hồn quy trình - Tính thành phần pha lỏng pha thiết bị tách cao áp iii TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat - Tính lượng xúc tác cần thiết, kích thước reactor separator Ngày giao Đồ án môn học: ngày 23 tháng năm 2020 Ngày hồn thành Đồ án mơn học: ngày 27 tháng 12 năm 2020 Họ tên Cán hướng dẫn: TS Dương Chí Trung Bà Rịa-Vũng Tàu, ngày 27 tháng 12 năm 2020 KHOA DẦU KHÍ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TRƯỞNG KHOA TS Nguyễn Văn Hùng TS Dương Chí Trung iv TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT NAM CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA DẦU KHÍ Độc lập – Tự - Hạnh phúc - // - - // - PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN MÔN HỌC (Mẫu dành cho người phản biện) Tên đề tài: Thiết kế quy trình Hydrotreating Naphtha Tên sinh viên: Nguyễn Duy Phong MSSV: 06PPR110017 Thạch Vũ Luân MSSV: 06PPR110013 Hồ Trung Kiên MSSV: 06PPR110010 Chuyên ngành: Lọc - Hóa dầu Khố: 06 Họ tên người phản biện: I PHẦN NHẬN XÉT: 1) Về hình thức kết cấu ĐAMH: 2) Về nội dung: 2.1 Nhận xét phần tổng quan tài liệu: 2.2 Nhận xét phương pháp nghiên cứu: 2.3 Nhận xét kết đạt được: 2.4 Nhận xét phần kết luận: 2.5 Những thiếu sót tồn ĐAMH: v TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat (Đề nghị Quý Thầy Cô ghi chi tiết chuyển cho SV, có) II ĐIỂM: (ghi chữ) (Đề nghị Quý Thầy Cơ đánh máy rõ ràng, đầy đủ tiêu chí nêu trên) Bà Rịa - Vũng Tàu, Ngày tháng năm 2020 NGƯỜI PHẢN BIỆN TS Lê Thanh Thanh vi TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT NAM CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA DẦU KHÍ Độc lập – Tự - Hạnh phúc - // - - // - PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN MÔN HỌC (Mẫu dành cho GVHD) Tên đề tài: Thiết kế quy trình Hydrotreating Naphtha Tên sinh viên: Nguyễn Duy Phong MSSV: 06PPR110017 Thạch Vũ Luân MSSV: 06PPR110013 Hồ Trung Kiên MSSV: 06PPR110010 Chuyên ngành: Lọc - Hóa dầu Khố: 06 Họ tên GVHD: TS Dương Chí Trung Nhận xét tinh thần thái độ làm việc nghiên cứu SV Nhận xét kết quả: Những tồn có: vii TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Bà Rịa - Vũng Tau ,Ngày tháng năm 2020 NGƯỜI HƯỚNG DẪN TS Dương Chí Trung viii TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat MỤC LỤC DANH SÁCH HÌNH VẼ xii DANH SÁCH BẢNG BIỂU xiii CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ QUY TRÌNH HYDROTREATING .1 1.1 Mục đích q trình Hydrotreating 1.2 Các phản ứng .1 1.2.1 Q trình hydro hóa 1.2.2 Phản ứng Hydrodesulfua hóa (HDS) 1.2.3 Phản ứng hydrodenitrogen hóa (HDN) 1.2.4 Phản ứng hydrodeoxy hóa (HDO) 1.2.5 Xu hướng phát triển trình Hydrotreating 1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình 1.3.1 Áp suất 1.3.2 Nhiệt độ 1.3.3 Chất lượng nguyên liệu 1.3.4 Tỉ lệ hydro/hydrocacbon 1.3.5 Vận tốc không gian nhập liệu (LHSV) 1.3.6 Xúc tác 10 CHƯƠNG : QUY TRÌNH NAPHATHAHYDROTREATING 12 2.1 Lựa chọn quy trình cơng nghệ naphtha hydrotreating 12 ix TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat 2.1.1 Naphtha Unionfining 12 2.1.2 Kerosene - Diesel hydreotreating (distillate unionfining) .13 2.1.3 Distillate Unionfining ULSD 14 2.1.4 Công nghệ RDS/VRDS Chevron Lummus Global (CLG) .14 2.1.5 Hydroconversion (LC-Fining) Chevron Lummus Global (CLG) 15 2.2 Lựa chọn xúc tác 16 2.2.1 Xúc tác Cobalt - Moly 16 2.2.2 Xúc tác Nickel - Moly 17 2.2.3 Chất xúc tác NiW 17 2.3 Nguồn nguyên liệu naphtha 18 2.3.1 Nguồn nguyên liệu từ CDU 18 2.3.2 Nguồn nguyên liệu từ trình Cracking xúc tác (FCC) 18 2.3.3 Nguồn nguyên liệu từ phân đoạn nặng (Delayed Coking hay từ Visbreaking) 19 CHƯƠNG : TÍNH TỐN Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ 20 3.1 Cân vật chất thiết bị phản ứng naphtha hydrotreating 23 3.1.1 Cân vật chất tạm thời 23 3.2 Lượng hydro tiêu thụ 24 3.2.1 Lượng hydro để loại bỏ hợp chất lưu huỳnh 24 3.2.2 Sự mát H2 hấp thụ vào sản phẩm lỏng 25 3.2.3 Mất mát khí hydro theo dịng khí thải 27 x TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Vậy đường kính tháp: D c) Thể tích chất lỏng tháp tách Thể tích chất lỏng tháp tách tính theo cơng thức sau: (4.12) Vg Trong đó: -1 Gg Lượng chất lỏng tháp, kg.h g Khối lượng riêng chất lỏng nhiệt độ 40 C g 40 20 g t 20 0, 739 0, 000857 40 20 0, 722 Lượng chất lỏng tháp tách cao áp 41666,7 kg.h-1 Vậy thể tích mực chất lỏng tháp: 41666,7 0,012 (m3 ) 3600 722 0,016 0,016 (m/s) Suy : u 1,24 Vg Do đó, chiều cao mực chất lỏng tháp là: d) Tính tốn giá trị H2 = 7.60.0,016 = 6,72 59 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat H Trong đó: t1 Thời gian lưu pha khí, thường lấy 20s F Tiết diện tháp tách F D21, 242 1, 2m2 44 Vậy, chiều cao cho khoảng khơng gian pha khí là: H 0,12 20 1,2 2m Vậy chiều cao tháp tách cao áp: H = H1 + H2 + H3 = 6,72 + + = 10,72 m Sau kết thúc phần tính tốn cao áp, ta thu bảng tổng hợp thơng số kích thước thiết bị tách cao áp sau: Giá trị tính tốn 60 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat PHỤ LỤC 61 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat 62 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat 63 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat KẾT LUẬN Quy trình hydrotreating Naphtha từ CDU với lưu lượng 214,5 nghìn tấn/năm, sử dụng quy trình Naphtha Hydrotreating phân đoạn nhẹ, khơng sử dụng biện pháp chia dịng tuần hồn để ổn cho tháp phản ứng tháp phản ứng tháp tầng xúc tác cố định Quy trình vận hành điều kiện sau:  Sử dụng xúc tác Co-Mo  Tháp phản ứng hoạt động 300oC - 379oC áp suất MPa  Thiết bị tách cao áp hoạt động 40oC 3,2 MPa Kích thước thiết bị  Tháp phản ứng có chiều cao 9,2 m, đường kính 2,8 m  Thiết bị tách cao áp có chiều cao 10,72 m, đường kính 1,24 m  Nhiệt độ dịng vật chất khỏi tháp phản ứng 365oC Cân vật chất thiết bị phản ứng: Sản phẩm Nguyên liệu: Gasoline CDU Khí giàu hydro Trong đó, lượng H2 Tổng 64 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Nhận được: Khí HC H2S Naphtha Thất thoát Tổng 65 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thành phần khí tuần hồn từ thiêt bị tách cao áp Cấu tử Dòng sản ph Kg/h H2 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 HC lỏng H2S TỔNG Khối lượng xúc tác Co-Mo cần cho q trình xử lí dịng naphtha 19,09 m3 Thành phần cân lỏng thiết bị tách cao áp 66 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Cấu tử Ni H2 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 Naphtha H2S 67 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Танатаров М.А., Ахметшина И.И., Фасхутдинов Р.С и др.Технологические расчеты установок переработки нефти Учебное пособие для Вузов –М.: Химия, 1987 – 352 с [2] UOP Naphtha Hydrotreating process general operating manual [3] DAVID S J "STAN" JONESt retired chemical engineer (Fluor) Calgary, Canada and PETER R PUJADO UOP LLC (retired)-Illinois, U.S.A - Handbook of Petroleum Processing [4] ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРОЦЕССА ГИДРООЧИСТКИ ЛЕГКИХ ДИСТИЛЛЯТНЫХ ФРАКЦИЙ [5] Hydrotreating model catalysts : from characterization to kinetics, Citation for published version (APA): Coulier, L (2001) Hydrotreating model catalysts : from characterization to kinetics Technische Universiteit Eindhoven [5] Preparation and Evaluation of Sulfifided NiMo/γ-Al2O3 Hydrotreating Catalysts, Master Thesis at NYNAS AB ,Supervisors: Johan Verendel, Moa Ziethén Granlund, Examiner: Henrik Kusar [6] Варгафтик Н.Б Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей М.: Физматгиз, 1963 – 161 -192 с [7] Танатаров М.А., Ахметшина И.И., Фасхутдинов Р.С и др Технологические расчеты установок переработки нефти Учебное пособие для Вузов –М.: Химия, 1987 – 124 с [9] Galiasso et al., Hydrotreat of Light Cracked Gas Oil, Heinz Heinemann, copyrighted 1984 68 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat [10] Gary, J.H and G.E Handwerk Petroleum Refining: Technology and Economics Marcel Dekker Inc: New York, 2001, 121-141 and A.V Mrstik, K.A Smith, and R.D Pinkerton, Advan Chem Ser , 97 1951 80 [11] Towler Ray Sinnott - Chemical Engineering Design Principles, Practice and Economics of Plant and Process Design Second Edition Gavin [12] Hydrotreating Unit PFD,http://www.osha.gov/dts/osta/otm/otm_iv/otm_iv_2fig25.gif 69 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ... Tính lượng xúc tác cần thiết, kích thước reactor separator Ngày giao Đồ án môn học: ngày 23 tháng năm 2020 Ngày hồn thành Đồ án mơn học: ngày 27 tháng 12 năm 2020 Họ tên Cán hướng dẫn: TS Dương...TẬP ĐỒN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT NAM KHOA DẦU KHÍ - // - ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ QUY TRÌNH HYDROTREATING NAPHTHA CHUN NGÀNH: LỌC... moi nhat CHƯƠNG : QUY TRÌNH NAPHATHAHYDROTREATING Ở Chương 1, đồ án trình bày tổng quan quy trình hydrotreating nói chung, nhiên tùy vào thành phần nguyên liệu có quy trình quy? ??n cơng nghệ khác