Giáo trình Vận hành phân xưởng chế biến dầu 1 (Nghề Vận hành thiết bị chế biến dầu khí Cao đẳng)

TẬP ĐỒN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ  GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN : VẬN HÀNH PHÂN XƯỞNG CHẾ BIẾN DẦU I NGHỀ : VẬN HÀNH THIẾT BỊ CHẾ BIẾN DẦU KHÍ TRÌNH ĐỘ : CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số: 209/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng năm 2022 Trường Cao Đẳng Dầu Khí) Bà Rịa-Vũng Tàu, năm 2022 (Lưu hành nội bộ) TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm Trang LỜI GIỚI THIỆU Có thể nói dầu mỏ nguồn lượng quan trọng quốc gia giới, có khoảng 60 đến 70% lượng sử dụng xuất phát từ dầu mỏ Hiệu việc sử dụng nguồn lượng phụ thuộc nhiều vào trình chế biến, việc đưa dầu mỏ vào trình biến nâng cao hiệu sử dụng dầu mỏ lên lần, tiết kiệm nguồn tài nguyên quí giá Việt Nam quốc gia sở hữu nguồn tài nguyên dầu mỏ Chúng ta đã, tiếp tục phát triển ngành công nghiệp chế biến dầu khí ngành kinh tế mạnh Việt Nam, góp phần đảm bảo an ninh lượng quốc gia đầu tàu kinh tế xây dựng phát triển đất nước Ngoài kiến thức chun ngành chế biến dầu khí, q trình học cung cấp cho người học kiến thức chung kỹ thuật như: trình điều khiển tự động hóa, phương pháp xử lý cố nhà máy lọc dầu nói riêng nhà máy cơng nghiệp hóa dầu nói chung Cùng với phát triển ngành cơng nghiệp địi hỏi việc tìm hiểu nắm vững q trình cơng nghệ chế biến quan trọng Với mục đích cung cấp cho người học đầy đủ kiến thức trình chế biến sản phẩm từ dầu mỏ sử dụng rộng rãi nay, giáo trình “Vận hành phân xưởng chế biến dầu I” chia thành chương tương ứng với nội dung sau: Hydrotreating; Cracking xúc tác isome hóa Trân trọng cảm ơn./ Bà rịa - Vũng Tàu, tháng năm 2022 Tham gia biên soạn Chủ biên: GV Lưu Trà My Ths Phạm Tuấn Linh Th.S Ngô Thị Bích Thu TS Nguyễn Huỳnh Đơng Ks Phạm Công Quang Trang MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .4 DANH MỤC CÁC BẢNG GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN .6 BÀI HYDROTREATING 13 1.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH HYDROTREATING 14 1.1.1 Giới thiệu chung trình 14 1.1.2 Cơ sở lý thuyết trình 18 1.2 NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH HYDROTREATING 19 1.3 XÚC TÁC CỦA QUÁ TRÌNH HYDROTREATING 19 1.4 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH HYDROTREATING 20 1.4.1 Sơ đồ nguyên lý chung 20 1.4.2 Một số trình Hydrotreating tiêu biểu 21 1.5 THIẾT BỊ PHẢN ỨNG CỦA QUÁ TRÌNH HYDROTREATING 23 1.6 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH HYDROTREATING 25 1.6.1 Nhiệt độ áp suất 25 1.6.2 Lượng hydro tuần hoàn 25 1.6.3 Tốc độ nạp liệu 25 1.6.4 Tỷ số hồi lưu độ tinh khiết hydro hồi lưu 25 1.6.5 Nồng độ H2S khí hồi lưu 25 1.7 THỰC HÀNH PHÂN XƯỞNG NAPHTHA HYDROTREATING TRÊN HỆ THỐNG MÔ PHỎNG ĐỘNG 26 1.7.1 Giới thiệu chung 26 1.7.2 Sơ đồ PFD 26 1.7.4 Quy trình khởi động 26 1.7.5 Quy trình dừng phân xưởng 28 BÀI CRACKING XÚC TÁC 31 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC 32 2.1.1 Giới thiệu chung trình 32 2.1.2 Cơ sở lý thuyết trình cracking xúc tác 34 2.2 NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC 37 Trang 2.2.1 Nguyên liệu 37 2.2.2 Sản phẩm 37 2.3 XÚC TÁC CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC 39 2.3.1 Tổng quan 39 2.3.2 Vai trò xúc tác 39 2.3.3 Những yêu cầu chất xúc tác cracking 39 2.3.4 Động học trình cracking xúc tác 41 2.3.5 Chất xúc tác dùng công nghệ FCC 42 2.3.6 Sự giảm hoạt tính chất xúc tác 47 2.3.7 Quá trình tái sinh chất xúc tác 48 2.3.8 Xúc tác cracking công nghiệp 50 2.4 CHẾ ĐỘ XÚC TÁC TẦNG SƠI VÀ TUẦN HỒN XÚC TÁC RẮN 51 2.5 SƠ ĐỒ CƠNG NGHỆ CỦA Q TRÌNH CRACKING XÚC TÁC 53 2.5.1 Cracking với lớp xúc tác cố định 55 2.5.2 Cracking với lớp xúc tác tầng sôi 55 2.5.3 Công nghệ hãng UOP 57 2.5.4 Công nghệ Kellog 58 2.5.5 Công nghệ hãng Shell 58 2.5.6 Công nghệ IFP – Total Stone & Webster 50 2.5.7 Công nghệ Exxon 51 2.6 THIẾT BỊ PHẢN ỨNG CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC 51 2.6.1 Lị phản ứng ống Riser 51 2.6.2 Hệ thống điều khiển nhiệt độ MTC (Mix Temperature Control) 52 2.6.3 Thiết bị RTD (Riser Termination Device) 53 2.6.4 Hệ thống phun sương nguyên liệu 53 2.7 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC 56 2.7.1 Nhiệt độ 57 2.7.2 Áp suất 58 2.7.3 Tỷ lệ C/O 58 2.7.4 Tốc độ nạp liệu – thời gian lưu 58 2.8 THỰC HÀNH PHÂN XƯỞNG CRACKING XÚC TÁC TRÊN HỆ THỐNG MÔ PHỎNG ĐỘNG 59 Trang 2.8.1 Sơ đồ PDF 59 2.8.1 Giới thiệu phân xưởng cracking xúc tác hệ thống mô 59 2.8.2 Các thơng số hoạt động bình thường 59 2.8.3 Quy trình khởi động 66 BÀI ISOME HÓA 78 3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH ISOME HÓA 79 3.1.1 Giới thiệu chung trình 79 3.1.2 Cơ sở lý thuyết trình 80 3.2 NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH ISOME HÓA 82 3.2.1 Nguyên liệu 82 3.2.2 Sản phẩm trình 83 3.3 XÚC TÁC CỦA Q TRÌNH ISOME HĨA 85 3.4 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA Q TRÌNH ISOME HĨA 86 3.4.1 Q trình đồng phân hóa xăng nhẹ 86 3.4.2 Quá trình đồng phân hóa phân đoạn C4 87 3.5 THIẾT BỊ PHẢN ỨNG CỦA Q TRÌNH ISOME HĨA 88 3.6 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH ISOME HÓA 89 3.7 THỰC HÀNH PHÂN XƯỞNG ISOME HĨA TRÊN HỆ THỐNG MƠ PHỎNG ĐỘNG 90 3.7.1 Giới thiệu chung 90 3.7.2 Sơ đồ PFD 90 3.7.3 Thiết bị điều khiển thông số vận hành 90 3.7.4 Quy trình khởi động 97 PHU LỤC 108 PHỤ LỤC 112 PHỤ LỤC 123 TÀI LIỆU THAM KHẢO .129 Trang DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Vị trí phân xưởng hydrotreating nhà máy lọc dầu .15 Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý chung trình HDT 20 Hình 1.3 Thiết bị phản ứng hydrotreating kiểu downflow 24 Hình 1.4 Đĩa phân phối lỏng – thiết bị phản ứng hydrotreating 24 Hình 2.1 Sự chuyển đổi nhu cầu sử dụng sản phẩm dầu mỏ 33 Hình 2.2 Vị trí phân xưởng cracking xúc tác nhà máy lọc dầu 34 Hình 2.3 Sơ đồ khối trình cracking xúc tác tầng sôi .52 Hình 2.4 Sơ đồ cơng nghệ chung q trình FCC 54 Hình 2.5 Công nghệ cracking xúc tác ngày 56 Hình 2.6 Sơ đồ FCC tái sinh UOP 57 Hình 2.7 Cơng nghệ RFCC hãng Kellog Shell 50 Hình 2.8 Cơng nghệ R2R IFP cơng nghệ RFCC Exxon 50 Hình 2.9 Sự hoá nguyên liệu sử dụng MTC cấu tạo đáy ống Riser .52 Hình 2.10 Cụm phản ứng với thiết bị tái sinh xúc tác tầng .54 Hình 2.11 Cụm phản ứng với thiết bị tái sinh xúc tác tầng .55 Hình 3.1 Cơng nghệ Penex UOP 86 Hình 3.2 Cơng nghệ Penex với tháp tách isohexan 87 Hình 3.3 Sơ đồ cơng nghệ đồng phân hóa phân đoạn C4 .88 Hình 3.4 Sơ đồ công nghệ Butamer UOP 88 Hình 3.5 Thiết bị phản ứng isome hóa 89 Trang DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Điều kiện phản ứng trung bình trình hydrotreating số loại 16 Bảng 2.1 Ảnh hưởng nhiệt độ lên hiệu suất sản phẩm 57 Bảng 3.1 Ngun liệu q trình isome hóa 82 Bảng 3.2 So sánh % sản phẩm nguyên liệu trình isome hóa 83 Bảng 3.3 Hiệu suất sản phẩm 85 Trang GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mô đun: VẬN HÀNH PHÂN XƯỞNG CHẾ BIẾN DẦU I Mã mơ đun: PETR56116 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ đun: 3.1 Vị trí: Là mơ đun thuộc phần mơn học, mơ đun chun mơn nghề chương trình đào tạo Môn đun dạy trước mô đun vận hành phân xưởng chế biến dầu II sau mơn học, mơ đun như: Vận hành máy thủy khí I, vận hành tháp chưng cất dầu thô 3.2 Tính chất: Mơ đun trang bị kiến thức, kỹ công nghệ vận hành phân xưởng hydrotreating cracking xúc tác, Isome hóa nhà máy lọc dầu 3.3 Ý nghĩa vai trò: Cung cấp cho người học đầy đủ kiến thức trình chế biến sản phẩm từ dầu mỏ sử dụng rộng rãi Mục tiêu mơ đun: 4.1 Về kiến thức: A1 Trình bày sở, nguyên liệu sản phẩm q trình Hydrotreating Cracking xúc tác, Isome hóa A2 Trình bày sơ đồ cơng nghệ phân xưởng Hydrotreating Cracking xúc tác, Isome hóa A3 Trình bày cấu tạo nguyên lý hoạt động thiết bị phản ứng phân xưởng Hydrotreating, Cracking xúc tác Isome hóa A4 Trình bày thông số vận hành phân xưởng 4.2 Về kỹ năng: B1 Vận hành thành thạo phân xưởng: naptha hydrotreating, cracking xúc tác isome hóa mơ hình mơ động theo quy trình B2 Xử lý cố thường gặp theo quy trình 4.3 Về lực tự chủ trách nhiệm: C1 Tuân thủ tuyệt đối qui định an toàn, pccc, nội quy phịng học/ phịng mơ hình quy chế nhà trường C2 Tuân thủ qui trình vận hành thiết bị điện, tự động hóa có liên quan C3 Xác định cơng việc phải thực hiện, hồn thành công việc theo yêu cầu, không để xảy cố, hư hỏng hệ thống thiết bị Trang Nội dung mô đun : 5.1 Chương trình khung Thời gian đào tạo (giờ) Trong Mã MH/MĐ/HP Tên mơn học, mơ đun Các mơn học chung/ đại cương Giáo dục trị Pháp luật Giáo dục thể chất Giáo dục quốc phòng An ninh Tin học Tiếng Anh An toàn vệ sinh lao động Các môn học, mô đun chuyên II môn ngành, nghề II.1 Môn học, mô đun kỹ thuật sở MECM52003 Vẽ kỹ thuật - ELEI53011 Điện kỹ thuật AUTM52111 Cơ sở điều khiển trình PETR52002 Nhiệt kỹ thuật Môn học, mô đun chuyên môn II.2 ngành, nghề Cơ sở trình thiết bị PETR63004 cơng nghệ hóa học PETR53005 Sản phẩm dầu mỏ PETR56107 Vận hành máy thuỷ khí I PETR64108 Vận hành máy thuỷ khí II Vận hành hệ thống đường ống PETR56109 bể chứa PETR62110 Vận hành thiết bị tách dầu khí PETR53111 Vận hành lị gia nhiệt, thiết bị nhiệt PETR62114 Kỹ thuật phịng thí nghiệm Vận hành phân xưởng chưng cất PETR56115 dầu thô Vận hành phân xưởng chế biến PETR56116 dầu I Vận hành phân xưởng chế biến PETR64117 dầu II Vận hành phân xưởng chế PETR56118 biến khí PETR54219 Thực tập sản xuất I COMP64002 COMP62004 COMP62008 COMP64010 COMP63006 FORL66001 SAEN512001 Số tín Tổng số Thi/ Thực Kiểm hành/ Lý tra thí nghiệm/ thuyết tập/ thảo luận LT TH 23 2 465 75 30 60 75 75 120 30 183 41 18 36 15 42 26 257 29 10 51 35 58 72 17 2 0 2 0 70 1825 530 1180 36 79 2 165 45 45 45 30 93 15 36 14 28 63 28 29 3 61 1660 437 1117 30 76 45 42 3 45 150 100 42 28 28 106 66 2 14 150 28 106 13 45 75 45 14 21 13 29 50 30 1 145 42 94 6 145 42 94 100 28 66 150 36 108 4 195 45 138 Trang Phụ lục Trang 115 Phụ lục Trang 116 Phụ lục Trang 117 Phụ lục Trang 118 Phụ lục Trang 119 Phụ lục Trang 120 Phụ lục Trang 121 Phụ lục Trang 122 PHỤ LỤC (Sơ đồ PFD phân xưởng isome hóa mơ hình) Phụ lục Trang 123 Phụ lục Trang 124 Phụ lục Trang 125 Phụ lục Trang 126 Phụ lục Trang 127 Phụ lục Trang 128 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt: [1] Trường Cao Đẳng Dầu khí, Giáo trình Vận hành phân xưởng chế biến dầu I,II, Lưu hành nội bộ, 2017 [2] PGS.TS Lê Văn Hiếu, Công nghệ chế biến dầu mỏ, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2006 [3] PGS.TS Đinh Thị Ngọ, Hóa học dầu mỏ khí, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2005 [4] GS.TS Nguyễn Hữu Phú, Cracking xúc tác, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2005 Tài liệu nước ngoài: [1] Prosimulator, Fluidized catalytic cracking FCC02 (version3.1), mar 2015 [2] Prosimulator, Isomerisation model guide ISO01, mar 2015 [3] Prosimulator, Naphtha hydrotreater unit NHT01, mar 2015 Tài liệu tham khảo Trang 129 ... Vận hành thiết bị tách dầu khí PETR5 311 1 Vận hành lị gia nhiệt, thiết bị nhiệt PETR6 211 4 Kỹ thuật phịng thí nghiệm Vận hành phân xưởng chưng cất PETR5 611 5 dầu thô Vận hành phân xưởng chế biến. .. PETR5 611 6 dầu I Vận hành phân xưởng chế biến PETR6 411 7 dầu II Vận hành phân xưởng chế PETR5 611 8 biến khí PETR54 219 Thực tập sản xuất I COMP64002 COMP62004 COMP62008 COMP64 010 COMP63006 FORL660 01. .. 2 16 5 45 45 45 30 93 15 36 14 28 63 28 29 3 61 1660 437 11 17 30 76 45 42 3 45 15 0 10 0 42 28 28 10 6 66 2 14 15 0 28 10 6 13 45 75 45 14 21 13 29 50 30 1 145 42 94 6 14 5 42 94 10 0 28 66 15 0 36 10 8