Đồ án tốt nghiệp phân xưởng chƣng cất dầu thô trong nhà máy lọc dầu dung quất

Đồ án tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Sau năm học trƣờng Đại Học Mỏ_Địa Chất, đƣợc trang bị hành trang kiến thức, tình yêu thƣơng, quan tâm giúp đỡ thầy cô trƣờng Đó kiến thức bản, kỹ cần thiết phục vụ cho công việc em sau Em xin cảm ơn thầy mơn Lọc_Hóa dầu tạo điều kiện cho em đợt thực tập đợt thực tế em thấy bổ ích với mà em học đƣợc Thơng qua đồ án tốt nghiệp này, cho em gửi lời cảm ơn tới thầy giáo cô giáo mơn Lọc_Hóa dầu Các thầy định hƣớng cho em cách đắn, làm cho em có nhận thức cách thực tế đƣờng lựa chọn Đặc biệt thời gian đƣợc hƣớng dẫn thầy Công Ngọc Thắng giúp em hồn thành đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! v Đồ án tốt nghiệp MỞ DẦU Tính cấp thiết đồ án Nằm khuôn khổ nhƣ yêu cầu đồ án, tác giả đề cập đến kiến thức công nghệ chƣng cất dầu, phân xƣởng quan trọng cho nhà máy lạc dầu giới kiến thức chung nhất, công nghệ, nhƣng chúng cần thiết cho ngƣời Đối với công nghệ đại tính phức tạp khơng thể tránh khỏi, chuỗi công nghệ chứa nhiều thiết bị từ dơn giản đến phức tạp Nội dung đồ án Là kỹ sƣ lọc dầu tƣơng lai với mong muốn hiểu biết công nghệ lọ dầu nâng cao trình độ chun mơn thân, em chọn đề tài “Tìm hiểu q trình chƣng cất dầu thơ phân xƣởng chƣng cất dầu thô nhà máy lọc dầu Dung Quất” trình thực đồ án tốt nghiệp, trình độ cịn hạn chế khó khăn việc tìm tài liệu tham khảo nên khơng tránh khỏi thiếu sót Do em mong nhận đƣợc bảo đóng góp ý kiến thầy cô Đồ án tốt nghiệp CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ DẦU MỎ VÀ SẢN PHẨM DẦU MỎ 1.1 Đại cƣơng dầu mỏ Dầu mỏ hỗn hợp phức tạp có thành phần định tính định lƣợng khác tùy theo nguồn gốc nó, nên sƣ dụng thuận lợi hiệu ần chế biến thành sản phẩm cho sản phẩm dùng máy móc thiết bị loại nhằm mục đích phải có đặc tính kỹ thuật tƣơng đối cố định chúng đƣợc sản suất từ dầu mỏ khác nhau, cách hay cách khác Lọc dầu lĩnh vực công nghiệp chế biến dầu mỏ thành sản phẩm mà chất hóa học tạo chúng có sẵn dầu mỏ tƣơng tự chất dầu mỏ Xăng, DO, FO, nhiên liệu phản lực, dầu bôi trơn, dung môi sản phẩm chủ yếu công nghệ lọc dầu Công nghệp lọc dầu cho nhiều sản phẩm khác nhau: nhựa đƣờng, sáp, parafin, LPG, khí đốt, dầu thắp mức độ than cốc dầu mỏ, muội than đƣợc coi sản phẩm công nghệ lọc dầu Công nghệ lọc dầu liên quan đến cơng nghiệp hóa dầu phân đoạn khí thu đƣợc nhà máy lọc dầu đƣợc sử dụng để sản xuất chất dầu dầu cho cơng nghiệp hóa dầu Khí propylen, khí etylen cốn có khí cracking, BTX, sản phẩm refoming chất dầu quan trọng cơng nghiệp hóa dầu Dù với mục đích cơng nghệ lọc dầu đƣợc bắt đầu việc làm dầu thơ khỏi tạp chất học, khỏi nƣớc khống Dầu thô làm đƣợc chƣng cất thành phân đoạn thích hợp mặt kỹ thuật mặt kinh tế Các phân đoạn thu đƣợc thƣờng chƣa có đủ đặc tính kỹ thuật để dùng nhƣ mọt sản phẩm, có phân đoạn dùn đƣợc nhƣ sản phẩm dân dụng sau số bƣớc chế biến Đó giai đoạn chế Đồ án tốt nghiệp biến nông Việc chế biến phân đoạn thành sản phẩm dâm dụng có phẩm chất kỹ thuật cao đóng vai trị ngày quan trọng cơng nghiệp lọc dầu, đặc biệt dƣới áp lực nhày tăng vấn đề bảo vệ mơi trƣờng.Đó giai đoạn chế biến sâu Giai đoạn chế biến nông bắt buộc, nhƣng giai đoạn chế biến sâu vừa quan trọng Phƣơng pháp công nghệ giai đoạn chế biến nông đƣợc nghiên cứu, hoàn chỉnh khơng có thay đổi đáng kể, cơng nghệ chế biên sâu thời kỳ biến đổi mạnh mẽ đƣờng hoàn thiện để đáp ứng đƣợc yêu cầu chất lƣợng ngày cao 1.2 Sản phẩm dầu mỏ 1.2.1 Dầu bạch hổ Là loại dầu nhẹ với độ API 39,2 hàm lƣợng lƣu huỳnh 0,03 Là loại dầu parafin( hệ số đặc trƣng K = 12,3), dầu bạch hổ cho sản lƣợng Naphtha trung bình sản lƣợng phần cất vaccum gas oil cao Dầu Bạch Hổ loại dầu thô chất lƣợng cao, hàm lƣợng độc tố thấp thih hợp cho nhà máy lọc dầu trình cracking a Đƣờng cong chƣng cất tỉ trọng Bảng 1.1: Đƣờng cong chƣng cất tỉ trọng dầu bạch hổ Phân đoạn ( 0C) % khối lƣợng (wt%) % cất (wt tích lũy) Tỷ trọng (kg/l) Lights end 2.86 2.86 68 - 93 1.53 4.39 0.6816 93 - 157 8.43 12.82 0.7460 157 - 204 7.24 20.06 0.7734 204 - 260 8.38 28.44 0.7972 Đồ án tốt nghiệp 260 - 315 10.21 38.65 0.8160 315 - 371 12.11 50.76 0.8285 371 - 427 12.58 63.34 0.8437 427 - 482 12.84 76.18 0.8539 428 - 566 9.74 85.92 0.8904 >566 13.81 99.73 0.9313 TỔN THẤT 0,27 b Hàm lƣợng cấu tử nhẹ Bảng 1.2: Hàm lƣợng cấu tử nhẹ dầu Bạch Hổ Cấu tử % khối lƣợng Metan 0.0002 Etan 0.0031 Propan 0.0327 Isobutan 0.0488 n-butan 0.2122 Isopentan 0.3741 n-pentan 0.6270 Cyclopentan 0.0300 2,2-dimetybutan 0.0234 2,3dimetylbutan 0.0530 2-metylpentan 0.3885 3-metylpentan 0.2099 n-hexan 0.8528 Đồ án tốt nghiệp c Nhận xét lựa chọn nghệ Vì dầu Bạch Hổ loại dầu thô ngọt, nhẹ giầu parafin dẫn đến trƣớc đƣa vào tháp chƣng cất, nguyên liệu đƣợc gia nhiệt cao lên tới 359ºC Trên đỉnh tháp nhiệt độ đƣợc khống chế 128ºC, phân doạn đỉnh đƣợc lấy bao gồm phân đoạn khí xăng lƣu lƣợng sản phẩm lấy đƣợc nhiều Ở đáy khống chế 350ºC, dể trình lấy phân đoạn cặn đƣợc thuận lợi 1.2.2 Dầu Dubai Là loại dầu chua với độ API 31,2 hàm lƣợng lƣu huỳnh tổng 2,1% khối lƣợng, loại dầu trung bình (co hệ số đặc trƣng K= 11,78) a Đƣờng cong chƣng cất tỉ trọng Bảng 1.3: Đƣờng cong chƣng cất tỷ trọng dầu Dubai Nhiệt độ (C) 89 120.4 259.8 372.0 482.2 678.9 % Cất 10 30 50 70 90 0.702 0.741 0.830 0.890 0.946 1.033 Tỉ trọng b Hàm lƣợng cấu tử nhẹ dầu DuBai Bảng 1.4: Hàm lƣợng cấu tử nhẹ dầu DuBai Cấu tử Etan % khối 0.01 lƣợng Propan Isobutan nnIsopentan Cyclopentan butan pentan 0.16 0.59 0.15 0.62 0.93 0.09 c Hàm lƣợng lƣu huỳnh Hàm lƣợng lƣu huỳnh tổng dầu DUBAI 2,1%, với hàm lƣợng hợp chất Đồ án tốt nghiệp lƣu huỳnh thấp 0.0001% khối lƣợng Bảng 1.5: Đƣờng cong chƣng cất hàm lƣợng dầu DuBai Thể tích % Hàm lƣợng lƣu huỳnh tổng (%wt) 15 0.0004 20 0.0012 25 0.0024 30 0.0048 35 0.0092 40 0.0136 45 0.0184 50 0.0224 55 0.0224 60 0.0252 65 0.0264 70 0.0276 75 0.0296 80 0.0320 85 0.0356 90 0.0392 d nhận xét lựa chọn công nghệ Vì dầu thơ DuBai loại dầu chua, ham lƣợng lƣu huỳnh tăng cao nhiệt độ cao nên nguyên liệu vào tháp chƣng cất đƣợc gia nhiệt thấp dầu Bạch Hổ Nhiệt độ đĩa 43 354ºC, nhiệt độ đỉnh đƣợc khống chế Đồ án tốt nghiệp 121ºC dể lƣợng sản phẩm lấy có hợp chất lƣu huỳnh ây ăn mòn thiết bị Ở đáy 347ºC điểm cắt cá phân đoạn sƣờn thấp từ 11ºC phân đoạn Kerosen LGO, 7ºC phân đoạn HGO để sản phẩm lấy đủ tiêu chuẩn 1.2.3 Các đặc tính quan trọng dầu thơ a- Tỷ trọng : Khối lƣợng riêng dầu khối lƣợng lít dầu tính kilơgam Tỷ trọng dầu khối lƣợng dầu so với khối lƣợng nƣớc thể tích nhiệt độ xác định Do tỷ trọng có giá trị khối lƣợng riêng coi khối lƣợng riêng nƣớc 4oC 1.Trong thực tế, tồn 15,6 hệ thống đo tỷ trọng sau : d420, d415, d15,6 , ( hay theo đơn vị Anh Mỹ Spgr 60/600F ); độ API (API=141,5/s.g 600F/600F)- 131,5), số bên nhiệt độ dầu lúc thử nghiệm số bên dƣới nhiệt độ nƣớc thử nghiệm Tỷ trọng dầu dao động khoảng rộng, tuỳ thuộc vào loại dầu có trị số từ 0,8 đến 0,99 Tỷ trọng dầu quan trọng đánh giá chất lƣợng dầu thơ Sở dĩ nhƣ tỷ trọng có liên quan đến chất hố học nhƣ đặc tính phân bố phân đoạn dầu thơ Dầu thơ nhẹ tức có tỷ trọng thấp, mang đặc tính dầu paraphinic, đồng thời tỷ lệ phân đoạn nặng Ngƣợc lại, dầu nặng tức tỷ trọng cao, dầu thô mang đặc tính dầu aromatic naphantenic, phân đoạn nặng chiếm tỷ lệ cao Sở dĩ nhƣ tỷ trọng hydrocacbon parafinic thấp so với naphtenic aromatic chúng có số nguyên tử cacbon phân tử Mặt khác phần hydrocacbon nhƣ chất nhựa, asphaten, hợp chất chứa lƣu huỳnh, chứa Nitơ,chứa kim loại lại thƣờng tập trung phần nặng, nhiệt độ sôi cao dầu thơ có tỷ trọng cao, chất lƣợng giảm Đồ án tốt nghiệp b- Độ nhớt dầu sản phẩm dầu : Độ nhớt đặc trƣng cho tính lƣu biến dầu nhƣ ma sát nội dầu Do vậy, độ nhớt cho phép đánh giá khả bơm vận chuyển chế biến dầu Quan trọng hơn, độ nhớt sản phẩm đánh giá khả bôi trơn, tạo mù sƣơng nhiên liệu phun vào động cơ, lò đốt Độ nhớt phụ thuộc vào nhiệt độ, nhiệt độ tăng, độ nhớt giảm Có loại độ nhớt : + Độ nhớt động học (St hay cSt) + Độ nhớt quy ƣớc (độ nhớt biểu kiến) gọi độ nhớt Engler (0E) c - Thành phần phân đoạn : Vì dầu mỏ thành phần hỗn hợp nhiều hydrocacbon, có nhiệt độ sơi khác nhau, nên dầu mỏ khơng có nhiệt độ sơi cố định đặc trƣng nhƣ đơn chất khác Ở nhiệt độ có hợp chất có nhiệt độ sơi tƣơng ứng thoát ra, khác loại dầu thơ khác lƣợng chất nhiệt độ tƣơng ứng chƣng cất Vì thế, để đặc trƣng cho loại dầu thơ, thƣờng đánh giá đƣờng cong chƣng cất, nghĩa đƣờng cong biểu diễn phân bố lƣợng sản phẩm chƣng cất theo nhiệt độ sôi Những điều kiện chƣng cất khác cho đƣờng cong chƣng cất khác 1.2.4 Thành phần hoá học Dầu mỏ có thành phần cấu tạo phức tạp nhƣng chủ yếu đƣợc tạo thành thành phần cần quan tâm hydrocacbon họ farafinic, naphtenic, aromatic hợp chất chứa lƣu huỳnh, hợp chất chứa nhựa asphanten Đồ án tốt nghiệp Họ farafinic thƣờng tồn dầu mỏ dạng từ C1 dến C4 cao Có hai dạng đồng phân iso-farafinic n-farafinic Thành phần hidrocacbon họ farafinic dầu mỏ có ảnh hƣởng đến sản phẩm chất lƣợng dầu mỏ thu đƣợc Naphtenic dầu mỏ hydrocacbon có cấu trúc dạng vịng no naphtenic có cấu trúc vịng cho xăng có chất lƣợng tốt cong có cấu trúc vịng cho xăng có chất lƣợng tốt cịn có cấu trúc vịng với mạch nhánh dài tốt cho dầu nhờn chúng có độ nhớt cao thay đổi theo nhiệt độ Họ Aromantic có thành phần thấp dầu mỏ chúng vòng thơm thƣờng gạp loại vòng đồng đẳng chúng, thành phần làm tăng khả chống cháy kích nổ xăng Ngồi thành phần dầu mỏ chúa thành phần hợp chất chứa lƣu huỳnh, chúng làm xấu chất lƣợng xăng, nhựa asphanten thành phần cặn, chúng định dây truyền công nghệ sản suất Dầu mỏ có tính chất phức tạp nên hiên có nhiều cách phân loại chúng, phổ biến phân loại theo thành phần HC Đồ án tốt nghiệp 3.8 Sơ đồ công nghệ phân xƣởng chƣng cất dầu thô Dầu thô đƣợc bơm từ bể chứa đến phân xƣởng chƣng cất dầu thô Sau vào cụm phân xƣởng, dầu thô đƣợc gia nhiệt dãy thiết bị trao đổi nhiệt (mỗi dãy gồm nhánh song song nhau) bị phân cách thiết bị tách muối để thu hồi nhiệt nhằm nâng nhiệt độ dầu thô Tại dãy trao đổi nhiệt đầu tiên, nhiệt độ dầu thô từ 500C đƣợc nâng lên 138 –1330C tùy vào nguyên liệu dầu Bạch Hổ hay dầu DuBai Muối vô đƣợc tách từ q trình nhũ tƣơng hóa nƣớc với dầu đƣợc tách với thiết bị tách muối Hệ thống tách muối bao gồm thiết bị tách muối mắc nối tiếp với (D-1101 D-1102) Dầu thơ có chứa chất cặn đến từ dãy tiền gia nhiệt, vào thiết bị tách muối Nƣớc tuần hoàn từ thiết bị tách muối thứ cấp (D-1102) đƣợc đƣa vào dịng dầu thơ trƣớc vào thiết bị tách muối thứ Dầu thô tiếp tục đƣợc đƣa vào thiết bị trộn tĩnh thứ (D-1101) nhƣ thiết bị phân tán dầu thơ/nƣớc nhằm tăng diện tích tiếp xúc bề mặt hai chất lỏng đến giá trị tối ƣu Sau khỏi thiết bị trộn, hỗn hợp dầu nƣớc hợp trạng thái nhũ tƣơng Dòng lƣu thể vào thiết bị tách muối thứ đƣợc tách làm hai pha khác dầu thô nƣớc dƣới tác động lực tĩnh điện Dầu thô đƣợc tách muối lên phần đỉnh thiết bị tách muối thứ nhất, cịn muối nƣớc xuống đáy bình tách đƣợc đƣa đến thiết bị xử lí nƣớc thải ETP Dầu thô từ thiết bị tách muối sơ cấp (D-1101) đƣợc trộn với nƣớc đến bình tách thứ hai (D-1102) Dƣới tách dụng tĩnh điện, dầu thô đƣợc tách muối thêm lần Dòng dầu đƣợc tách muối lên đỉnh tháp, nƣớc muối xuống đáy tháp tuần hoàn trở lại thiết bị tách muối thứ Sau gia khỏi thiết bị tách muối, dầu thô đƣợc đƣa đến dãy tiền gia nhiệt thứ hai, nhiệt độ dầu thô đƣợc nâng lên từ 136 – 131 0C tới 283 – 277 tƣơng ứng với dầu Bạch Hổ hay dầu DuBai Để nâng nhiệt độ dòng dầu 40 Đồ án tốt nghiệp thô đến nhiệt độ cần thiết cho q trình chƣng cất hóa phần dầu thơ, lị gia nhiệt (H-1101) đƣợc đặt sau dãy tiền gia nhiệt thứ hai Hình 3.11: Sơ đồ dịng phân xưởng chưng cất dầu thơ 41 Đồ án tốt nghiệp Ngun liệu dầu thơ hóa phần vào tháp chƣng cất T1101 vùng nạp liệu (đĩa 43) nơi mà xảy trình phân tách hai pha lỏng-hơi Dòng lỏng rời khỏi vùng nạp liệu đƣợc tripping dòng nhiệt nhằm thu hồi cấu tử nhẹ từ đáy tháp Dòng dời khỏi vùng nạp liệu đƣợc chƣng tách thành sản phẩm nhẹ dòng sản phẩm sƣờn (Heavy Gas Oil , Light Gas Oil, Kerosen) Các sản phẩm nhẹ (Gas, LPG, Naphtha) từ phần đỉnh tháp chƣng cất đƣợc ngƣng tụ dẫn tới bình tách pha (D-1103) để tác dịng Naphtha khỏi khí nƣớc Sau Naphtha đƣợc làm cho tinh khiết tháp ổn định xăng (T-1107) dòng LPG đƣợc thu hồi phần đỉnh tháp Dịng hồi lƣu tuần hồn đỉnh tháp chƣng cất cung cấp lƣợng hồi lƣu đến vùng đỉnh (T-1101) giữ cho nhiệt độ đỉnh tháp ổn định Bơm hồi lƣu dịng tuần hồn đỉnh rút dịng lỏng từ đĩa số tháp bơm đến thiết bị trao đổi nhiệt (E-1112) Tại E1112, dòng lỏng đƣợc làm lạnh khơng khí sau quay trở lại tháp chƣng cất đĩa số Dịng từ đỉnh tháp (1240C) sau đƣợc bổ xung hóa chất chống ăn mịn hóa chất trung hịa đƣợc ngƣng tụ hoàn toàn thiết bị làm lạnh (E1111) đến 500C Dòng sản phẩm sau khỏi cụm trao đổi nhiệt đƣợc ngƣng tụ chảy đến bình tách pha (D-1103) Tại đây, nƣớc đƣợc tách từ dịng naphtha chƣa xử lí Dịng naphtha chƣa xử lí đƣợc gia nhiệt dịng sản phẩm naphtha từ đáy tháp ổn dịnh xăng (T-1107) trƣớc vào làm nguyên liệu cho tháp ổn định xăng (T-1107) Xăng chƣa ổn định từ bình tách pha (D-1103) đƣợc tiền gia nhiệt thiết bị trao đổi nhiệt trƣớc vào tháp ổn định xăng (T-1107) nơi mà LPG đƣợc tách từ dòng naphtha Dòng đỉnh tháp đƣợc ngƣng tụ phần cụm thiết bị làm lạnh khơng khí (E-1122) Sau tới bình tách pha (D-1104), dịng khí dƣ (Off Gas) LPG nƣớc đƣợc tách Một phần LPG đƣợc hồi lƣu trở lại đỉnh tháp ổn định xăng (T-1107), phần lại LPG đƣợc đƣa tới cụm thu hồi khí phân xƣởng RFCC Kerosen đƣợc lấy đĩa 15 Một phần đƣợc tuần hoàn đến thiết bị gia nhiệt sơ (E-1102) thơng qua bơm hồi lƣu tuần hồn dịng kerosen Sau dịng Kerosen trở lại tháp chƣng cất (T-1101) đĩa 12 42 Đồ án tốt nghiệp Phần lại dòng kerosen đƣợc đƣa tới tháp tách Kerosen (T-1102) Dòng từ đỉnh tháp T-1102 quay trở lại tháp chƣng cất đĩa 12 Sản phẩm Kerosen đáy tháp đƣợc bơm đến thiết bị làm lạnh khơng khí, sau đƣợc làm nguội nƣớc lạnh đến khoảng 40 0C trƣớc đƣa đến làm nguyên liệu cho phân xƣởng xử lí Kerosen Dòng Light Gas Oil đƣợc lấy từ đĩa 26 tháp chƣng cất Bơm hồi lƣu tuần hoàn đƣa phần dòng LGO đến dãy tiền gia nhiệt thứ hai Sau dịng LGO quay trở lại tháp chƣng cất đĩa 23 Phần cịn lại dòng LGO đƣợc đƣa tới tháp tách cạnh sƣờn LGO (T1103) Dịng khí từ đỉnh (T-1103) quay trở lại tháp (T-1101) đĩa 23 Sản phẩm LGO đáy tháp T-1103 dùng để trao đổi nhiệt với dòng dầu thô trƣớc đến tháp làm khô chân không (T-1105) Sản phẩm LGO từ đáy tháp làm khô chân không (T-1105) đƣợc bơm đến thiết bị làm lạnh khơng khí (E-1116) Thiết bị làm lạnh dòng LGO tới 550C trƣớc đƣa vào bể chứa Dòng Heavy Gas Oil đƣợc lấy từ đĩa 38 tháp chƣng cất, phần đƣợc đƣa đến bơm hồi lƣu tuần hoàn HGO phần lại chuyển đến tháp tách cạnh sƣờn T-1104 Bơm hồi lƣu tuần hồn HGO đƣa phần dịng HGO đến dãy tiền gia nhiệt thứ hai Sau HGO đƣợc đƣa tới thiết bị tái đun sôi để gia nhiệt cho dòng kerosen từ đáy tháp T-1102 Dòng HGO lại đến tháp tách cạnh sƣờn HGO (T-1104) Dòng từ đỉnh tháp T-1104 quay trở lại tháp chƣng cất đĩa 35 Sản phẩm HGO từ đáy tháp cạnh sƣờn (T-1104) chảy đến thiết bị trao đổi nhiệt trƣớc đến tháp làm khô HGO chân không (T-1106) Sản phẩm HGO từ đáy tháp làm khô chân không (T-1106) đƣợc bơm đến thiết bị làm lạnh khơng khí (E-1117) Thiết bị với thiết bị trao đổi nhiệt nƣớc làm lạnh giảm nhiệt độ dòng sản phẩm HGO đến 550C trƣớc đƣa đến bể chứa Cặn chƣng cất từ đáy tháp chƣng cất (tại nhiệt độ 349-3540C) đƣợc bơm đến dãy thiết bị trao đổi nhiệt bơm cặn chƣng cất (residue pump) 43 Đồ án tốt nghiệp Dòng chảy từ đáy tháp ổn định xăng (T-1107) đƣợc đun nóng thông qua thiết bị tái đun Thiết bị sử dụng cao áp nhƣ dịng nóng để gia nhiệt Dòng cao áp đƣợc giảm nhiệt thiết bị desuperheater dòng nƣớc cao áp cấp cho nồi (BFW) Dòng xăng tổng từ đáy tháp đƣợc dùng để gia nhiệt cho dòng nguyên liệu đầu vào tháp ổn định xăng thiết bị trao đổi nhiệt E-118A/B Dòng xăng đƣợc làm lạnh sâu thiết bị làm lạnh không khí làm nguội nƣớc lạnh thiết bị trao đổi nhiệt trƣớc đƣa tới bể lƣu trữ 3.9 Tiền gia nhiệt cho dầu thô Đƣợc thể vẽ P&ID 8474L-011-PID-0021101/102/103/106/107/108/109 Dầu thô đƣợc bơm từ bể chứa đến phân xƣởng chƣng cất dầu thô bơm nguyên liệu P-6001A/B/C Sau vào cụm phân xƣởng, dầu thô đƣợc gia nhiệt dãy thiết bị trao đổi nhiệt (mỗi dãy bao gồm nhánh song song nhau) bị phân cách thiết bị tách muối (đƣợc mô tả mục 2.1.2) để thu hồi nhiệt nhằm nâng nhiệt độ dầu thô Tại dãy trao đổi nhiệt (dãy tiền gia nhiệt nguội), nhiệt độ dầu thô từ 50oC đƣợc nâng lên 138 – 133oC tùy theo nguyên liệu dầu thô Bạch Hổ hay Dubai Để giữ cho nhiệt độ đầu dầu thô hai nhánh song song tƣơng đƣơng nhau, dịng dầu thơ vào nhánh đƣợc điều chỉnh van điều khiển 011-TV-007A 011-TV-007B đặt đầu vào thiết bị trao đổi nhiệt E-1101 E-1102 tƣơng ứng Sau khỏi thiết bị tách muối, dầu thô đƣợc bơm Booster bơm P-1101A/B đến dãy tiền gia nhiệt nóng (Hot Preheat Crude Train) (dãy thứ hai), nhiệt độ dầu thô đƣợc nâng lên từ 136-131oC đến 283-277oC tƣơng ứng với loại dầu thô Bạch Hổ dầu Dubai Nhằm trì nhiệt độ đầu dầu thô nhánh song song tƣơng đƣơng nhau, dòng dầu vào đƣợc điều 44 Đồ án tốt nghiệp chỉnh hai van điều khiển 011-TV-015A 011-TV- 015B đặt đầu vào thiết bị trao đổi nhiệt E-1105A-J E-1106A-F tƣơng ứng Bảng 3.2 tóm tắt thiết bị trao đổi nhiệt nhƣ dịng sản phẩm nóng đƣợc sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt Bảng 3.2: Dãy thiết bị trao đổi nhiệt Nhánh A Nhánh B Dãy tiền gia nhiệt nguội E-1101 A-H* Trao đổi với dòng cặn chƣng cất từ E-1105 E-1102 Trao đổi với dòng Kerosene hồi lƣu tuần hoàn từ bơm P-1103 E-1103A/B Trao đổi với dòng Light Gas Oil từ tháp T-1103 E-1104** Trao đổi với dòng Heavy Gas Oil từ E-1107 Dãy tiền gia nhiệt nóng E-1105A-J* Trao đổi với dòng cặn chƣng cất từ E-1108 E-1106A-F Trao đổi với dòng Light Gas Oil hồi lƣu E-1107** Trao đổi với dịng Heavy Gas Oil tuần hồn từ bơm P-1104 từ tháp T-1104 E-1109 Trao đổi với dòng Heavy Gas Oil hồi lƣu tuần hoàn từ bơm P-1105 E-1108A-D* Trao đổi với dòng cặn chƣng cất từ E-1134 E-1134 A/B* Trao đổi với dòng cặn chƣng cất từ bơm P-1106 45 Đồ án tốt nghiệp * Cặn chƣng cất qua thiết bị trao đổi nhiệt nối tiếp (E-1101, E1105, E1108, E-1134) ** Dòng HGO qua thiết bị trao đổi nhiệt nối tiếp (E-1104, E1107) Chú ý: Để xem giản đồ hệ thống gia nhiệt cho dầu thô tham khảo vẽ PFD: 8474L-011-PFD-0010-007/015 3.10 Lò gia nhiệt Đƣợc thể vẽ P&ID: 8474L-011-PID-021110/111/133/134/135/138/143 Để nâng nhiệt độ dầu thơ đến nhiệt độ cần thiết cho q trình chƣng cất (358-364oC tƣơng ứng với trƣờng hợp vận hành dầu Bạch Hổ hay dầu Dubai) hóa phần dầu thơ, lị gia nhiệt H-1101 đƣợc đặt sau dãy tiền gia nhiệt nóng Lị gia nhiệt H-1101 đƣợc thiết kế với cơng suất 83740 kW Lị đốt bao gồm 02 buồng đốt xạ hình trụ vùng đối lƣu Khi vào vùng đối lƣu, dịng dầu thơ đƣợc chia làm nhánh đối xứng Sau khỏi vùng đối lƣu, nhánh đƣợc chuyển tiếp buồng đốt thứ nhánh lại buồng đốt thứ Đƣờng nhánh đặt đỉnh vùng xạ Ngoài ra, lƣợng nhiệt từ dịng khí thải cịn đƣợc dùng để tạo q nhiệt thấp áp với dãy ống vùng đối lƣu Vùng xạ đƣợc bố trí hai buồng đốt giống hệt với hệ thống ống gia nhiệt cho dầu thơ đặt thẳng đứng Có 72 ống buồng đốt, ống có chiều dài 17.9m Những ống có giá đỡ đặt đỉnh, điểm neo khoảng đáy ống Bƣớc chuyển tiếp ống từ vùng đối lƣu đến vùng xạ đặt bên ngồi lị đốt đƣợc hàn kín 46 Đồ án tốt nghiệp Vùng đối lƣu đặt phía buồng đốt bao gồm 18 lớp ống dãy ống dầu thô lớp ống để sản xuất nhiệt lớp ống công nghệ cuối vùng đối lƣu ống trần 15 dãy ống lại phía nhƣ dãy ống để sản xuất nhiệt đƣợc lắp thêm cánh tản nhiệt với chiều cao ¾” dọc theo thân ống nhằm tăng bề mặt hấp thu nhiệt từ trình đốt nhiên liệu (Fuel Gas Fuel Oil Mỗi đầu đốt đƣợc trang bị hệ thống đánh lửa tự động thiết bị dị lửa Dịng khơng khí cấp cho đầu mồi (pilot) đƣợc điều khiển Venturi 011-FI-066, cánh cửa đón gió điều chỉnh trực tiếp lị đốt Dịng khơng khí cho phép vào đầu mồi (pilot) đƣợc điều chỉnh phụ thuộc vào khối lƣợng phân tử nhiên liệu đốt Khi dùng LPG để mồi Venturi đƣợc mở phần điều chỉnh cách quan sát màu sắc lửa Tuy nhiên sử dụng nhiên liệu với khối lƣợng phân tử thấp hơn, Venturi đóng khơng cho dịng khơng khí vào đầu mồi Đầu mồi đƣợc sử dụng nhiên liệu có khối lƣợng phân tử thấp với khí dƣ nhiều, phát tiếng ồn ngƣời vận hành trƣờng hợp phải đóng Venturi lại Có damper đặt phía vùng đối lƣu nhằm điều chỉnh mức độ lƣu thơng khí (draft) lị đốt Để điều chỉnh draft cách hợp lý, ngƣời vận hành phải kiểm tra draft đỉnh vùng xạ thông qua số đo thiết bị hiển thị áp suất 011-PG-511 (giá trị thích hợp -2.5 mm w.g) Ngƣời vận hành tác động đến draft lị đốt hệ thống điều khiển tay 011-HIC-510 A/B/C đƣợc lắp đặt field nhƣ xử lý tình trạng dịng khí thải phân phối khơng đồng lò đốt Các damper đƣợc thiết kế với chế độ ngừng hồn tồn dịng khí thải ngồi cách thơng suốt Vị trí damper mở hồn tồn trƣờng hợp dịng khơng khí dịng điện bị hƣ hỏng 47 Đồ án tốt nghiệp Lò gia nhiệt H-1101 đƣợc thiết kế để vận hành với chế độ lƣu thơng cƣỡng Lị gia nhiệt có quạt thổi (blower) (B-1101A/B) đƣợc đặt song song (1 blower hoạt động damper lại dự phòng) Cả hai blower đƣợc thiết kế với 120% cơng suất thiết kế cho dịng khơng khí Lƣu lƣợng dịng khơng khí đƣợc điều chỉnh cánh dẫn lƣu khơng khí blower Có thiết bị chuyển hƣớng (011-XV-500) đƣợc lắp đặt nhằm cách ly blower dự phòng blower chạy Vị trí thiết bị chuyển hƣớng đƣợc điều chỉnh tay bảng điều chỉnh 011-XZL-500 đƣợc lắp đặt nhằm cho biết thơng tin vị trí thiết bị chuyển hƣớng Cơng suất lị gia nhiệt đƣợc điều khiển nhiệt độ dầu thô khỏi lị Nhiệt độ dầu thơ vào tháp chƣng cất đƣợc điều khiển thơng qua điều khiển 011-TIC-070 Bộ điều khiển thơng qua tính toán nhằm đặt giá trị mong muốn (setpoint) cho thiết bị điều khiển dịng dầu đốt, khí đốt nhƣ dịng khơng khí cần cung cấp Nói cách khác, muốn tăng cơng suất lị gia nhiệt theo u cầu, dịng khơng khí cấp vào tăng trƣớc tăng dịng khí nhiên liệu Ngƣợc lại, giảm cơng suất lị gia nhiệt, dịng khí đốt phải giảm trƣớc giảm dịng khơng khí Dịng khơng khí phải ln đƣợc cung cấp cách đầy đủ đảm bảo suốt trình vận hành Nguyên tắc điều khiển lò gia nhiệt phải đƣợc tuân thủ suốt trình vận hành bình thƣờng Tuy nhiên, khởi động, nguyên tắc đƣợc chuyển sang chế độ vận hành tay dƣới giám sát chặt chẽ ngƣời vận hành Khơng khí dƣ theo tính tốn (tối ƣu) phải đƣợc trì thời điểm Điều thực đƣợc cách điều chỉnh tỷ lệ khơng khí/nhiên liệu (air/fuel ratio) điều khiển 011-HIC-077 suốt trình vận hành 48 Đồ án tốt nghiệp Dòng thấp áp vào ống nhiệt đƣợc điều khiển để đạt đƣợc giá trị nhiệt độ đầu dòng nhiệt theo mong muốn Các giá trị cần điều chỉnh đƣợc thực thơng qua vịng điều khiển 011-TT/TIC/TV063 Tham khảo mục 3.1.1.1 mô tả chi tiết hệ thống điều khiển dòng nhiệt áp thấp (superheated LP steam) 3.11 Chƣng cất dầu thô Đƣợc thể vẽ P&ID: 8474L-011-PID- 103/109/112/113/114/115/116/116/125/126/128/129 Ngun liệu dầu thơ hóa phần vào Tháp chƣng cất T1101 (Main Fractionator), vùng nạp liệu nơi mà xảy trình phân tách hai pha lỏng Dòng lỏng rời khỏi vùng nạp liệu đƣợc strip dòng nhiệt nhằm thu hồi cấu tử nhẹ từ đáy tháp Dòng rời khỏi vùng nạp liệu đƣợc chƣng tách thành sản phẩm nhẹ dòng sản phẩm cạnh sƣờn: Heavy Gas Oil (HGO), Light Gas Oil (LGO) Kerosene Các sản phẩm nhẹ (Gas, LPG va Naphtha) từ phần đỉnh tháp chƣng cất đƣợc ngƣng tụ, dẫn đến bình tách pha (Accumulator) để tách dịng Naphtha khỏi nƣớc khí, sau Naphtha đƣợc làm cho tinh khiết tháp ổn định xăng T-1107 dòng LPG đƣợc thu hồi phần đỉnh tháp (xem mục 2.1.5) Các sản phẩm nặng đƣợc lấy bên cạnh sƣờn tháp trình nội hồi lƣu nội xảy bên tháp dòng nhiệt đƣợc sử dụng để tách thành phần nhẹ tháp stripper T-1102/1103/1104 Đặc tính phân đoạn đƣợc thay đổi theo yêu cầu nhƣng làm ảnh hƣởng đến phân đoạn liền kề Về bản, hầu hết tiêu chuẩn sản phẩm chƣng cất dầu thô xuất phát từ phƣơng pháp ASTM Phƣơng pháp cho biết nhiệt độ thành phần cấu tử bay tƣơng ứng Một cách khác 49 Đồ án tốt nghiệp nhằm điều chỉnh tiêu sản phẩm xác định điểm sôi cuối tối đa cho phép (ASTM End Point) phân đoạn Điểm sôi cuối phân đoạn phụ thuộc nhiều vào khối lƣợng dòng đƣợc lấy từ tháp chƣng cất Thay đổi lƣu lƣợng sản phẩm lấy phƣơng thức nhằm giữ cho điểm sôi cuối sản phẩm đạt tiêu chuẩn Nhiệt độ đĩa mà dịng sản phẩm bên đƣợc rút hiển thị điểm sôi cuối sản phẩm ngƣời vận hành có kinh nghiệm thay đổi lƣu lƣợng dòng sản phẩm đƣợc rút nhằm giữ nhiệt độ đĩa rút sản phẩm khơng đổi sản phẩm đạt tiêu chuẩn Nhằm giảm lƣu lƣợng lỏng lƣu thông tháp, tận dụng thu hồi nhiệt nhƣ tăng hiệu suất tách, có dịng hồi lƣu tuần hồn đƣợc sử dụng đến: dịng hồi lƣu tuần hồn đỉnh, dịng hồi lƣu tuần hồn Kerosene, dịng hồi lƣu tuần hồn LGO dịng hồi lƣu tuần hồn HGO Tháp chƣng cất có 48 đĩa đƣợc chia làm vùng với đƣờng kính tháp khác nhau: vùng thứ từ đĩa số đến đĩa 42 với đƣờng kính tháp 6700mm vùng thứ hai từ đĩa 43 đến đĩa 48 với đƣờng kính 4000mm với tổng chiều cao thân tháp 42850 mm Tháp đƣợc vận hành với áp suất nằm dải từ 1.5 (đỉnh tháp) đến 1.9 (đáy tháp) kg/cm2.g nhiệt độ nằm khoảng 130-124oC (trên đỉnh) đến 349-354oC (dƣới đáy) Tháp chƣng cất đƣợc chia thành vùng đƣợc mô tả nhƣ sau: Vùng sản phẩm đỉnh Vùng Kerosene Vùng Light Gas Oil Vùng Heavy Gas Oil Vùng Overflash (vùng nạp liệu) Vùng cặn 50 Đồ án tốt nghiệp 3.12 Vùng sản phẩm đỉnh Dịng hồi lƣu tuần hồn đỉnh tháp chƣng cất cung cấp lƣợng hồi lƣu đến vùng đỉnh T-1101 giữ cho nhiệt độ đỉnh tháp ổn định Bơm hồi lƣu tuần hoàn đỉnh (Top pumparound pump) P-1102A/B rút dòng lỏng từ đĩa số tháp bơm đến thiết bị trao đổi nhiệt E-1112 Tại E-1112, dịng lỏng đƣợc làm lạnh khơng khí, sau quay trở lại tháp chƣng cất đĩa số Q trình tách nhiệt từ dịng hồi lƣu tuần hoàn đỉnh cụm trao đổi nhiệt khơng khí (E-1112) đƣợc điều chỉnh để kiểm sốt nhiệt độ đỉnh thông qua van điều khiển UV-079 UV-080 Dòng từ đỉnh tháp (124oC), sau đƣợc bổ sung hóa chất chống ăn mịn hóa chất trung hịa đƣợc ngƣng tụ hồn tồn thiết bị làm lạnh E1111 (Main Fractionator Condenser) đến 50oC Dòng sản phẩm sau khỏi cụm trao đổi nhiệt đƣợc ngƣng tụ chảy đến bình tách ba pha D-1103 (Main Fractionator Accumulator Drum) Tại bình tách ba pha D-1103, nƣớc đƣợc tách từ dòng Naphtha chƣa xử lý (unstabilised naphtha) chảy đến bình D-1106 thơng qua van điều khiển mức 011-LV-040 Dòng Naphtha chƣa xử lý đƣợc gia nhiệt dòng sản phẩm Naphtha từ đáy tháp ổn định xăng T-1107 thiết bị trao đổi nhiệt E-1118A/B (Stabiliser feed/Bottom Exchanger) trƣớc đƣa vào làm nguyên liệu cho tháp ổn định xăng T-1107 thông qua bơm P-1110A/B Bộ điều khiển 011-PIC-064 trì áp suất khơng đổi 1.3kg/cm2.g bình tách pha D-1103 van điều khiển PV-064 A/B/C Trong trƣờng hợp áp suất bình tách pha D-1103 thấp, van điều kiển 011-PV-064A mở để đƣa dịng khí nhiên liệu vào bình nhằm nâng áp suất bình Trong trƣờng hợp áp suất bình cao, dịng khí dƣ (off gas) từ bình đƣợc đƣa đến phân xƣởng RFCC (phân xƣởng Cracking xúc tác) van điều khiển 011PV-064B Ngoài ra, van điều khiển 011-PV-064B đƣợc mở hoàn toàn 51 Đồ án tốt nghiệp nhƣng áp suất bình tách tăng lên, dịng khí dƣ (off gas) đƣợc dẫn đến hệ thống đốt đuốc (flare system) thông qua van điều khiển 011-PV-064C 3.13 Vùng kerosen Kerosene đƣợc lấy đĩa 15 phần tuần hoàn đến dãy thiết bị gia nhiệt sơ (E-1102) thơng qua bơm hồi lƣu tuần hồn dịng Kerosene P1103A/B (Kerosene pumparound pump) Để đạt đƣợc hiệu tách tốt trình chƣng cất tháp T-1101 nhƣ đáp ứng đƣợc điểm cắt hai phân đoạn Naphtha Kerosene theo yêu cầu lƣợng nhiệt cần lấy từ dịng Kerosene tuần hồn đƣợc điều khiển công suất thiết bị trao đổi nhiệt E-1102 thông qua điều khiển công suất nhiệt 011-UIC-029 cách sử dụng van điều khiển 011-UV-083/084 để điều khiển dòng Kerosene qua thiết bị trao đổi nhiệt đƣờng nối tắt (bypass) Sau dịng Kerosene quay trở lại tháp chƣng cất T-1101 đĩa 12 Phần lại dòng Kerosene đƣợc đƣa đến tháp Kerosene Stripper T1102 thông qua van điều khiển 011-LV-011 Tháp T-1102 gồm có 10 đĩa thiết bị tái đun sôi Kerosene (E-1110), thiết bị trao đổi nhiệt cách dùng dịng hồi lƣu tuần hồn HGO để gia nhiệt Có thể sử dụng dịng q nhiệt (Superheated LP Steam) đáy tháp nhƣng không cần thiết điều kiện vận hành bình thƣờng Dịng từ đỉnh tháp T-1102 quay trở lại tháp chƣng cất đĩa 12 Sản phẩm Kerosene đáy tháp đƣợc bơm đến thiết bị làm lạnh không khí E-1114 (Kerosene Air Cooler), sau đƣợc làm nguội nƣớc làm lạnh E-1115 (Kerosene Water Cooler) đến khoảng 40oC thông qua bơm P1107A/B ( Kerosene Product Pump) (điều chỉnh thiết bị điều khiển nhiệt độ 011-TIC-122) trƣớc đến làm nguyên liệu cho phân xƣởng xử lý Kerosene (Kerosene Treating Unit) 52 Đồ án tốt nghiệp KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu nghiên cứu tài liệu, em hoàn thành đồ án với giúp đỡ giáo viên hƣớng dẫn: TS.Cơng Ngọc Thắng Tìm hiểu đƣợc q trình chƣng cất dầu thô nhà máy dung quất nguyên lý hoạt động, cấu tạo tháp tách nhà máy phân xƣởng chƣng cất dầu thô Bổ xung cho em hiểu lý thuyết trình chƣng cất, cấu tạo tháp chƣng cất, loại đĩa dùng công nghệ lọc dầu, cụ thể nhà máy lọc dầu dung quất việc tách sản phẩm, nguyên lý hoạt động trình chƣng cất phân xƣởng chƣng cất có vai trị quan trọng nhà máy chế biến dầu,no cho phép ta nhận đƣợc phân đoạn nhiên liệu cặn mazut Muốn thiết kế đƣợc dây truyền tốt phải nghiên cứu kỹ lƣỡng lý thuyết nhƣ chất dầu thơ.Với dầu thơ có nhiều phần nhẹ thiết kế dây chuyền với loại hai tháp tốt Sau sống chúng em nguyện phát huy hết khả với nổ lực chung ngành để có nhũng sản phẩm có giá trị góp phần xây dựng đất nƣớc giầu đẹp Em xin chân thành cảm ơn TS.Công Ngọc Thắng trực tiếp hƣớng dẫn em làm đề tài 53 Đồ án tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Lê văn hiếu công nghệ chế biến dầu mỏ; nhà suất khoa học kỹ thuật Hà Nội 2000 Phan tử (2002), Công nghệ lọc dầu, NXB Xây dựng Hà Nội Kiều đình kiểm Các sản phẩm dầu mỏ hoa dầu nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội,2000 Lê Văn Hiếu(1982) Cơng nghệ chế biến khí Sổ tay vận hành nhà máy lọc dầu dung quất, phân xƣởng chƣng cất dầu thơ Đinh Thị Ngọ Hóa học dầu mỏ khí tự nhiên Nhà suất khoa học kỹ thuật Hà Nội 2002 54 ... tốt nghiệp CHƢƠNG PHÂN XƢỞNG CHƢNG CẤT DẦU THÔ TRONG NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT 3.1 Hệ thống phân xƣởng nhà máy lọc dầu dung quất Hình 3.1 Sơ đồ tổng thể nhà máy 3.2 Giới thiệu nhà máy lọc dầu dung. .. 100% dầu thô Bạch Hổ Việt Nam dầu thô hỗn hợp (85% dầu Bạch Hổ + dầu chua Dubai) 2.2.2 Sơ đồ công nghệ nhà máy 25 Đồ án tốt nghiệp Hình 3.4: Sơ đồ 3D nhà máy 26 Đồ án tốt nghiệp 3.5 Sơ đồ hệ... 3.4 Sơ đồ vị trí nhà máy Hình 3.2 vị trí nhà máy lọc dầu dung quất 24 Đồ án tốt nghiệp Hình 3.3 Sơ đồ nhà máy Mặt dự án gồm có khu vực chính: phân xƣởng công nghệ phụ trợ; khu bể chứa dầu thô;