LĨNH VỰC TÀI NGUYÊN, MÔI TRƯỜNGLĨNH VỰC TÀI NGUYÊN, MÔI TRƯỜNG 243 KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 2020 THỬ NGHIỆM GIẢI PHÁP KỸ THUẬT NHIỆT PHÂN ĐỂ XỬ LÝ THU HỒI DẦU TỪ CẶN DẦU CỦ[.]
KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 - 2020 THỬ NGHIỆM GIẢI PHÁP KỸ THUẬT NHIỆT PHÂN ĐỂ XỬ LÝ THU HỒI DẦU TỪ CẶN DẦU CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT Chủ nhiệm dự án: TS Nguyễn Mạnh Huấn Cơ quan chủ trì: Công ty cổ phần Cơ - Điện - Môi trường Lilama Năm nghiệm thu: 2017 I ĐẶT VẤN ĐỀ Hàng năm, công ty Lilama EME tiến hành xử lý chất thải bùn cặn nhiễm dầu từ trình bảo dưỡng, vệ sinh Nhà máy lọc dầu (NMLD) Dung Quất phương pháp thiêu đốt lò đốt CTNH, nhiên khối lượng phát sinh hàng năm lớn (khoảng 600 tấn) tập trung vào thời điểm, đặc tính hóa lý phức tạp nên việc xử lý phương pháp thiêu đốt chậm so với yêu cầu, dẫn tới tồn đọng chất thải Bên cạnh đó, nhận thấy phương án xử lý thiêu đốt cịn gây tốn chi phí lãng phí tài ngun khơng tận thu lượng dầu có cặn bùn Do đó, cơng ty Lilama EME tiến hành thực dự án “Thử nghiệm giải pháp kỹ thuật nhiệt phân để xử lý thu hồi dầu từ cặn dầu Nhà máy lọc dầu Dung Quất” II MỤC TIÊU Hồn thiện cơng nghệ xử lý chất thải từ cặn dầu NMLD Dung Quất; thu hổi sản phẩm dầu làm nhiên liệu đốt có chất lượng tương đương dầu FO xử lý có hiệu kinh tế, môi trường từ chất thải cặn dầu III KẾT QUẢ THỰC HIỆN Xác định điều kiện cơng nghệ: Cơng nghệ nhiệt phân hồn thiện với thông số phù hợp sau: Bảng 1: Các thơng số hồn thiện điều kiện cơng nghệ STT Nội dung Nhiệt độ nhiệt phân Chế độ nhiệt lò quay Tỷ lệ nạp liệu cặn dầu/thể tích lị Tốc độ quay lị Vật liệu bổ sung làm lị Thơng số thử nghiệm 8000C 50C/phút 0,4 0,4 vòng/phút Dây thép, 10% khối lượng Nâng cấp chất lượng sản phẩm dầu thu hồi sau nhiệt phân Dầu nhiệt phân thu hồi từ thử nghiệm hồn thiện cơng nghệ, thành phần dầu nhiệt phân thu hồi có chất lượng bảng 2: Bảng 2: Chất lượng dầu thu hồi nhiệt phân với tỷ lệ cho vật liệu làm khác Nhiệt độ nhiệt phân 8000C, tốc độ gia nhiệt 100C/phút Dây thép thêm vào 10% khối lượng LĨNH VỰC TÀI NGUYÊN, MÔI TRƯỜNG 243 KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 - 2020 STT Thông số Hàm lượng lưu huỳnh Hàm lượng nước Tỉ trọng (~ 15oC) Độ nhớt động học @50oC Nhiệt trị Hàm lượng cặn cacbon Conradson Điểm đơng đặc Chớp cháy cốc kín Phương pháp thử ĐVT ASTM D 5453 mg/Kg ASTM D4928 g/kg ASTM D1298 Kg/lít ASTM D445 cSt ASTM D240 kcal/kg 1270 0,11 0,86 4,1 10340 TCVN 62392002 (FONo2B) < 3000 < 1,0 0,90 – 0.95 66 Kết bảng cho thấy dầu sau nhiệt phân đạt tiêu dầu FO-No2B, nhiên tỷ trọng, điểm đơng đặc điểm chớp cháy cốc kín cần xử lý để dầu đạt hết tiêu dầu FO-No2B theo yêu cầu Nguyên nhân thu phần lớn phân đoạn nhẹ dầu diesel oil nên tiêu tỷ trọng, điểm đông đặc chớp cháy cốc kín vượt so với tiêu chuẩn dầu FO-2B Để nâng cấp dầu sau nhiệt phân, sử dụng phương pháp chưng cất để tiêu đạt TCVN 6239-2002, thu hồi dầu DO có giá trị cao phần lại dầu FO Dầu sau nhiệt phân gia nhiệt đến 3500C để bay hết phần nhẹ, phần nặng sau chưng cất cịn lại thu hồi tiến hành phân tích tiêu dầu theo TCVN 6239-2002 Qua thử nghiệm, để ứng dụng vào cơng nghệ nhóm nghiên cứu sử dụng ngưng tụ nhiều cấp (3 cấp) thu hồi lượng DO, FO Sau điều chỉnh, cơng nghệ nhiệt phân lị quay thu hồi hai sản phẩm dầu diesel dầu FO Xử lý bổ sung chất phát thải dự án Nhóm thực dự án nghiên cứu hồn thiện quy trình xử lý nước thải, khí thải dự án, đạt mục đích kết nối với hệ thống xử lý nước thải khí thải sẵn có nhà máy đảm bảo xả thải môi trường đạt tiêu chuẩn Hệ thống công nghệ xử lý cặn dầu nhiệt phân theo phương pháp lị quay Nhóm tác giả hiệu chỉnh đề nghị xử lý cặn dầu phương pháp nhiệt phân lò quay theo sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý cặn dầu nhiệt phân theo phương pháp lò quay thể qua sơ đồ (Hình 1) Quy trình vận hành cơng nghệ Quy trình cơng nghệ xử lý cặn dầu NMLD Dung Quất nhiệt phân theo phương pháp lò quay thực theo bước sau Bước 1: Nạp liệu phối xúc tác Cặn dầu đưa vào phễu chứa máy nạp liệu Máy nạp liệu dùng vít tải kín đưa cặn dầu vào lò quay chứa sẵn dây thép Bước 2: Nhiệt phân Khởi động đầu đốt dầu gia nhiệt cho lò quay nhiệt phân Tuỳ thuộc vào tính chất cặn 244 LĨNH VỰC TÀI NGUYÊN, MÔI TRƯỜNG KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 - 2020 Hình Sơ đồ cơng nghệ hệ thống dầu để điều chỉnh thông số nhiệt phân cho phù hợp: • Tốc độ quay lị • Tốc độ gia nhiệt • Thời gian lưu nhiệt Khi kết thúc q trình nhiệt phân tiếp tục trì nhiệt độ thích hợp để đảm bảo tro khơ khơng bị dính bám vào thành lò quay Bước 3: Tách dầu nặng Bộ tách dầu nặng kết nối sau lò quay nhiệt phân đường ống chống co giãn nhằm đảm bảo an toàn Qua tháp tách dầu nặng, phần dầu nặng bị tách ra, hỗn hợp khí cịn lại ngồi phía Dầu nặng tuần hồn để đốt gia nhiệt cho lò quay Bước 4: Tách nước Tại ngưng tụ cấp 1, nước ngưng tụ triệt để, nhiệt độ Bộ tách dầu nặng đạt đến nhiệt độ định nước thải lưu vào bồn nước thải bơm vào hệ thống xử nước thải để xử lý Bước 5: Tách dầu Sau trình tách nước, hỗn hợp khí ngưng tụ ngưng tụ , tuỳ theo loại cặn dầu để cài đặt nhiệt độ ngưng tụ ngưng tụ Dầu ngưng tụ thành phân đoạn, phân đoạn dầu chứa bồn riêng biệt Bước 6: Nén gas Sau q trình tách dầu cịn lại hỗn hợp khí khơng ngưng Hỗn hợp khí khơng ngưng LĨNH VỰC TÀI NGUYÊN, MÔI TRƯỜNG 245 KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 - 2020 máy nén gas tăng áp suất, đảm bảo đủ áp suất tối thiểu đáp ứng yêu cầu đầu đốt gas Bước 7: Làm nguội gas Sau q trình nén, hỗn hợp khí khơng ngưng giải nhiệt để đảm bảo yêu cầu nhiệt độ khí gas đầu vào đầu đốt khí gas đảm bảo an tồn vận hành Bước 8: Xử lý khí Khí thải lò đốt gia nhiệt quạt hút thổi qua tháp hấp thụ, dung dịch NaOH phun sương đối lưu với dịng khí thải cưỡng bức, thành phẩn khí thải hấp thụ, khí đạt QCVN 19:2009 B.TN&MT đưa mơi trường ống khói Bước 9: Tách tro bột Sau trình nhiệt phân, tro bột tháo ngồi vít tải kín, chứa silo Khi tro bột nguội đóng bao vít tải kín Q trình tháo tro đóng bao hệ thống hút bụi đảm bảo tránh phát tán bụi môi trường vận hành Bước 10: Xử lý nước thải Nước thải bồn lắng sơ bộ, thu hồi phần dầu theo phương pháp trọng lực, phần nước nhiễm dầu lại đưa vào hệ thống xử lý nước thải chung nhà máy Hiệu chỉnh thông số công nghệ Từ kết phần xác định thơng số cơng nghệ, nhóm nghiên cứu giữ ngun thơng số thực hệ thống hồn chỉnh, kết nghiên cứu ghi nhận bảng bên Bảng Thông số hiệu chỉnh STT Nội dung Thông số hiệu chỉnh Chế độ nhiệt lò quay Tỷ lệ nạp liệu cặn dầu/thể tích lị Tốc độ quay lị Vật liệu bổ sung làm lị Thơng số thử nghiệm 8000C 100C/phút 0,4 0,4 vòng/phút Dây thép, 10% khối lượng Thông số hiệu chỉnh 750 - 8800C 130C/phút 0,3 0,35 Dây thép, 13% khối lượng Thu kết dầu ổn định với cấu sản phẩm theo bảng sau: Bảng Cơ cấu sản phẩm công nghệ Đầu vào Cặn dầu Quy trình Nhiệt phân hệ lò quay 246 Đầu Hiệu Suất Loại Dầu nhẹ 20% Sản phẩm Dầu nặng 11% Phụ phẩm Nước thải 22% Chất thải Khí gas 7% Phụ phẩm Tro bột 41% Phụ phẩm Ứng dụng Nhiên liệu đốt; Nhiên liệu động Nhiên liệu đốt, tuần hoàn cho hệ thống Đưa vào hệ thống xử lý nước Nhiên liệu đốt tuần hoàn cho hệ thống Phụ gia ngành xây dựng LĨNH VỰC TÀI NGUYÊN, MÔI TRƯỜNG KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 - 2020 Trong tro đạt hàm lượng tổng dầu < 1000 ppm Hiệu kinh tế, môi trường – xã hội dự án 7.1 Hiệu kinh tế Dự tốn đầu tư, thơng số tài thuộc dự án dây chuyền xử lý dầu cặn công suất 600 tấn/năm tương ứng công suất tấn/ngày: Dầu thành phẩm thu 90 tấn, giá bán dự kiến 13.000.000 đồng/tấn, thu 1,8 tỷ đồng đồng Cặn dầu 600 tấn, giá bán dự kiến 2.500.000 đồng/tấn, thu 1,5 tỷ đồng Hiệu kinh tế dự án phụ thuộc nhiều vào khối lượng cặn dầu thu gom xử lý Vì vậy, cơng ty tăng cường công tác thu gom cặn dầu, dầu thải mở rộng sản xuất thêm nguyên liệu khác lốp cao su, nilon để tăng hiệu kinh tế dự án 7.2 Hiệu môi trường – xã hội Dự án tận dụng nguồn nguyên liệu chất thải NMLD Dung Quất để tái chế thu hồi sản phẩm dầu đốt, dự án có ý nghĩa cao mặt mơi trường, xã hội Việc nghiên cứu áp dụng thành công dự án góp phần xây dựng phương án tái chế chất thải thu hồi nhiên liệu, giúp tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên, giảm tiêu thụ lượng bên Việc sử dụng phương án nhiệt phân thay cho phương án đốt góp phần làm giảm phát thải thứ cấp ngồi mơi trường Mở hướng việc xử lý tái chế chất thải có tính chất tương tự cao su thải, nilon,… Dự án góp phần an sinh xã hội, tạo công việc làm cho lao động địa phương với khoảng 10 nhân công lao động trực tiếp cịn mở rộng tương lai Đồng thời, giúp đào tạo cán công nghệ, kỹ thuật, nâng cao lực khoa học công nghệ của công ty, tăng khả cạnh tranh IV KẾT LUẬN Dự án sản xuất thử nghiệm “Thử nghiệm giải pháp kỹ thuật nhiệt phân để xử lý thu hồi dầu từ cặn dầu thải Nhà máy lọc dầu Dung Quất” có kết khoa học sản phẩm sau: Quy trình cơng nghệ, dây chuyền nhiệt phân cặn dầu thải NMLD sản xuất công nghiệp, công suất 10 tấn/ngày; Sản phẩm dầu thu hồi từ cặn dầu từ cơng nghệ nhiệt phân lị quay có chất lượng tương đương dầu nhiên liệu đốt lị 2B (FO2B); Quy trình cơng nghệ xử lý chất thải phát sinh khác từ trình nhiệt phân cặn dầu với chất lượng: - Hàm lượng tổng dầu cặn sau nhiệt phân: < 1000 ppm (dưới ngưỡng CTNH quy định QCVN 07:2013/BTNMT); - Quy trình cơng nghệ xử lý chất thải phát sinh khác từ trình nhiệt phân cặn dầu thải NMLD Dung Quất để đảm bảo chất lượng khí khỏi mơi trường đạt QCVN 19:2008/ BTNMT quy định kỹ thuật khí thải cơng nghiệp LĨNH VỰC TÀI NGUN, MƠI TRƯỜNG 247 ... nghệ, kỹ thu? ??t, nâng cao lực khoa học công nghệ của công ty, tăng khả cạnh tranh IV KẾT LUẬN Dự án sản xuất thử nghiệm ? ?Thử nghiệm giải pháp kỹ thu? ??t nhiệt phân để xử lý thu hồi dầu từ cặn dầu. .. chuẩn dầu FO-2B Để nâng cấp dầu sau nhiệt phân, sử dụng phương pháp chưng cất để tiêu đạt TCVN 6239-2002, thu hồi dầu DO có giá trị cao phần cịn lại dầu FO Dầu sau nhiệt phân gia nhiệt đến 3500C để. .. thải Nhà máy lọc dầu Dung Quất? ?? có kết khoa học sản phẩm sau: Quy trình cơng nghệ, dây chuyền nhiệt phân cặn dầu thải NMLD sản xuất công nghiệp, công suất 10 tấn/ngày; Sản phẩm dầu thu hồi từ cặn