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

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 : TRUNG CẤP (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 Ngơ 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 14 1.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH HYDROTREATING 15 1.1.1 Giới thiệu chung trình 15 1.1.2 Cơ sở lý thuyết trình 19 1.2 NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH HYDROTREATING 20 1.3 XÚC TÁC CỦA QUÁ TRÌNH HYDROTREATING 20 1.4 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH HYDROTREATING 21 1.4.1 Sơ đồ nguyên lý chung 21 1.4.2 Một số trình Hydrotreating tiêu biểu 22 1.5 THIẾT BỊ PHẢN ỨNG CỦA QUÁ TRÌNH HYDROTREATING 24 1.6 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH HYDROTREATING 26 1.6.1 Nhiệt độ áp suất 26 1.6.2 Lượng hydro tuần hoàn 26 1.6.3 Tốc độ nạp liệu 26 1.6.4 Tỷ số hồi lưu độ tinh khiết hydro hồi lưu 26 1.6.5 Nồng độ H2S khí hồi lưu 26 1.7 THỰC HÀNH PHÂN XƯỞNG NAPHTHA HYDROTREATING TRÊN HỆ THỐNG MÔ PHỎNG ĐỘNG 27 1.7.1 Giới thiệu chung 27 1.7.2 Sơ đồ PFD 27 1.7.4 Quy trình khởi động 27 1.7.5 Quy trình dừng phân xưởng 29 BÀI CRACKING XÚC TÁC 32 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC 33 2.1.1 Giới thiệu chung trình 33 2.1.2 Cơ sở lý thuyết trình cracking xúc tác 35 2.2 NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC 38 Trang 2.2.1 Nguyên liệu 38 2.2.2 Sản phẩm 38 2.3 XÚC TÁC CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC 40 2.3.1 Tổng quan 40 2.3.2 Vai trò xúc tác 40 2.3.3 Những yêu cầu chất xúc tác cracking 40 2.3.4 Động học trình cracking xúc tác 42 2.3.5 Chất xúc tác dùng công nghệ FCC 43 2.3.6 Sự giảm hoạt tính chất xúc tác 48 2.3.7 Quá trình tái sinh chất xúc tác 49 2.3.8 Xúc tác cracking công nghiệp 51 2.4 CHẾ ĐỘ XÚC TÁC TẦNG SƠI VÀ TUẦN HỒN XÚC TÁC RẮN 52 2.5 SƠ ĐỒ CƠNG NGHỆ CỦA Q TRÌNH CRACKING XÚC TÁC 54 2.5.1 Cracking với lớp xúc tác cố định 56 2.5.2 Cracking với lớp xúc tác tầng sôi 56 2.5.3 Công nghệ hãng UOP 58 2.5.4 Công nghệ Kellog 59 2.5.5 Công nghệ hãng Shell 59 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 Lò 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 HĨA 82 3.2.1 Ngun liệu 82 3.2.2 Sản phẩm trình 83 3.3 XÚC TÁC CỦA Q TRÌNH ISOME HĨA 85 3.4 SƠ ĐỒ CƠNG NGHỆ CỦA Q TRÌNH ISOME HĨA 86 3.4.1 Q trình đồng phân hóa xăng nhẹ 86 3.4.2 Q 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 .16 Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý chung trình HDT 21 Hình 1.3 Thiết bị phản ứng hydrotreating kiểu downflow 25 Hình 1.4 Đĩa phân phối lỏng – thiết bị phản ứng hydrotreating 25 Hình 2.1 Sự chuyển đổi nhu cầu sử dụng sản phẩm dầu mỏ 34 Hình 2.2 Vị trí phân xưởng cracking xúc tác nhà máy lọc dầu 35 Hình 2.3 Sơ đồ khối trình cracking xúc tác tầng sơi .53 Hình 2.4 Sơ đồ cơng nghệ chung q trình FCC 55 Hình 2.5 Công nghệ cracking xúc tác ngày 57 Hình 2.6 Sơ đồ FCC tái sinh UOP 58 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 17 Bảng 2.1 Ảnh hưởng nhiệt độ lên hiệu suất sản phẩm 57 Bảng 3.1 Nguyên liệu trình isome hóa 82 Bảng 3.2 So sánh % sản phẩm nguyên liệu q 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 mô 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 môn học, mô đun như: Vận hành máy thủy khí I, vận hành tháp chưng cất dầu thơ 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 mô 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 công việc phải thực hiện, hồn thành cơng việc theo u cầu, khơng để xảy cố, hư hỏng hệ thống thiết bị Trang Nội dung mô đun : Chương trình khung 5.1 Thời gian đào tạo (giờ) Trong Mã MH/MĐ/HP I COMP52001 COMP51003 COMP52005 COMP51007 COMP52009 FORL54002 SAEN52001 II II.1 MECM52003 ELEI53011 AUTM52111 II.2 PETR53005 PETR56107 PETR56109 PETR53111 PETR56115 PETR56116 PETR56118 PETR54219 5.2 Tên môn học, mô đun Các môn học chung/ đại cương Giáo dục trị Pháp luật Giáo dục thể chất Giáo dục quốc phòng An ninh Tin học Tiếng Anh An tồn vệ sinh lao động Các mơn học, mơ đun chuyên môn ngành, nghề Các môn học, mô đun kỹ thuật sở Vẽ kỹ thuật - Điện kỹ thuật Cơ sở điều khiển q trình Các mơn học, mô đun chuyên môn ngành, nghề Sản phẩm dầu mỏ Vận hành máy thuỷ khí I Vận hành hệ thống đường ống bể chứa Vận hành lò gia nhiệt, thiết bị nhiệt Vận hành phân xưởng chưng cất dầu thô Vận hành phân xưởng chế biến dầu I Vận hành phân xưởng chế biến khí Thực tập sản xuất Tổng số: Số tín Tổng số 14 285 117 153 10 1 30 15 30 15 13 24 0 2 45 21 21 2 45 90 30 15 30 23 29 56 0 47 1190 349 759 25 57 135 65 63 3 45 45 45 15 36 14 28 29 40 1055 284 696 21 54 45 42 150 28 106 14 150 28 106 13 75 21 50 2 145 42 94 6 145 42 94 6 150 36 108 4 61 195 1475 45 466 138 912 35 62 Thực Thi/ hành/ Kiểm tra Lý thí nghiệm/ thuyết tập/ thảo luận LT TH Chương trình chi tiết mơ đun 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 ... chưng cất dầu thô Vận hành phân xưởng chế biến dầu I Vận hành phân xưởng chế biến khí Thực tập sản xuất Tổng số: Số tín Tổng số 14 285 11 7 15 3 10 1 30 15 30 15 13 24 0 2 45 21 21 2 45 90 30 15 30... 0 47 11 90 349 759 25 57 13 5 65 63 3 45 45 45 15 36 14 28 29 40 10 55 284 696 21 54 45 42 15 0 28 10 6 14 15 0 28 10 6 13 75 21 50 2 14 5 42 94 6 14 5 42 94 6 15 0 36 10 8 4 61 195 14 75 45 466 13 8 912 35... 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, 2 017 [2] PGS.TS Lê Văn Hiếu, Công nghệ chế biến dầu mỏ, NXB Khoa học kỹ