Giáo trình Vận hành phân xưởng chế biến dầu 1 (Nghề Vận hành thiết bị chế biến dầu khí Trình độ 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: 191/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng năm 2020 Trường Cao Đẳng Dầu Khí) Bà Rịa-Vũng Tàu, năm 2020 (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 2020 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 .6 DANH MỤC CÁC BẢNG GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN .8 BÀI HYDROTREATING 15 1.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH HYDROTREATING 16 1.1.1 Giới thiệu chung trình 16 1.1.2 Cơ sở lý thuyết trình 20 1.2 NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH HYDROTREATING 21 1.3 XÚC TÁC CỦA QUÁ TRÌNH HYDROTREATING 21 1.4 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH HYDROTREATING 22 1.4.1 Sơ đồ nguyên lý chung 22 1.4.2 Một số trình Hydrotreating tiêu biểu 23 1.5 THIẾT BỊ PHẢN ỨNG CỦA QUÁ TRÌNH HYDROTREATING 25 1.6 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH HYDROTREATING 27 1.6.1 Nhiệt độ áp suất 27 1.6.2 Lượng hydro tuần hoàn 27 1.6.3 Tốc độ nạp liệu 27 1.6.4 Tỷ số hồi lưu độ tinh khiết hydro hồi lưu 27 1.6.5 Nồng độ H2S khí hồi lưu 27 1.7 THỰC HÀNH PHÂN XƯỞNG NAPHTHA HYDROTREATING TRÊN HỆ THỐNG MÔ PHỎNG ĐỘNG 28 1.7.1 Giới thiệu chung 28 1.7.2 Sơ đồ PFD 28 1.7.4 Quy trình khởi động 28 1.7.5 Quy trình dừng phân xưởng 30 BÀI CRACKING XÚC TÁC 33 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC 34 2.1.1 Giới thiệu chung trình 34 2.1.2 Cơ sở lý thuyết trình cracking xúc tác 36 2.2 NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC 39 Trang 2.2.1 Nguyên liệu 39 2.2.2 Sản phẩm 39 2.3 XÚC TÁC CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC 41 2.3.1 Tổng quan 41 2.3.2 Vai trò xúc tác 41 2.3.3 Những yêu cầu chất xúc tác cracking 41 2.3.4 Động học trình cracking xúc tác 43 2.3.5 Chất xúc tác dùng công nghệ FCC 44 2.3.6 Sự giảm hoạt tính chất xúc tác 49 2.3.7 Quá trình tái sinh chất xúc tác 50 2.3.8 Xúc tác cracking công nghiệp 52 2.4 CHẾ ĐỘ XÚC TÁC TẦNG SƠI VÀ TUẦN HỒN XÚC TÁC RẮN 53 2.5 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC 55 2.5.1 Cracking với lớp xúc tác cố định 57 2.5.2 Cracking với lớp xúc tác tầng sôi 57 2.5.3 Công nghệ hãng UOP 59 2.5.4 Công nghệ Kellog 60 2.5.5 Công nghệ hãng Shell 60 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 thông 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 Q TRÌNH ISOME HĨA 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 Q TRÌNH ISOME HĨA 82 3.2.1 Nguyên liệu 82 3.2.2 Sản phẩm trình 83 3.3 XÚC TÁC CỦA QUÁ TRÌNH ISOME HÓA 85 3.4 SƠ ĐỒ CƠNG NGHỆ CỦA Q TRÌNH ISOME HĨA 86 3.4.1 Quá 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 Q TRÌNH ISOME HĨA 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 .17 Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý chung trình HDT 22 Hình 1.3 Thiết bị phản ứng hydrotreating kiểu downflow 26 Hình 1.4 Đĩa phân phối lỏng – thiết bị phản ứng hydrotreating 26 Hình 2.1 Sự chuyển đổi nhu cầu sử dụng sản phẩm dầu mỏ 35 Hình 2.2 Vị trí phân xưởng cracking xúc tác nhà máy lọc dầu 36 Hình 2.3 Sơ đồ khối q trình cracking xúc tác tầng sơi .54 Hình 2.4 Sơ đồ cơng nghệ chung trình FCC 56 Hình 2.5 Cơng nghệ cracking xúc tác ngày 58 Hình 2.6 Sơ đồ FCC tái sinh UOP 59 Hình 2.7 Công nghệ RFCC hãng Kellog Shell 50 Hình 2.8 Cơng nghệ R2R IFP công nghệ RFCC Exxon 50 Hình 2.9 Sự hố ngun 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 cơng 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 18 Bảng 2.1 Ảnh hưởng nhiệt độ lên hiệu suất sản phẩm 57 Bảng 3.1 Nguyên liệu q trình isome hóa 82 Bảng 3.2 So sánh % sản phẩm ngun liệu q trình isome hóa 83 Bảng 3.3 Hiệu suất sản phẩm 85 Trang GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: VẬN HÀNH PHÂN XƯỞNG CHẾ BIẾN DẦU I Mã mô đun: CNH19MĐ23 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ đun: 3.1 Vị trí: Là mơ đun thuộc phần môn học, mô đun chuyên môn nghề chương trình đào tạo Mơn 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 trình Hydrotreating Cracking xúc tác, Isome hóa A2 Trình bày sơ đồ công 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 thơng 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 tồn, 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 cơng việc theo yêu cầu, không để xảy cố, hư hỏng hệ thống thiết bị Trang Nội dung mơ đun : Chương trình khung 5.1 Thời gian đào tạo (giờ) Mã MH/MĐ/HP Tên môn học, mô đun Số tín Trong Tổng số Lý thuyết Thực hành/ thí nghiệm/ tập/ thảo luận Thi/ Kiểm tra LT TH Các môn học chung/ đại cương 21 435 157 255 15 MHCB19MH02 Giáo dục trị 75 41 29 MHCB19MH03 Pháp luật 30 18 10 MHCB19MH05 Giáo dục thể chất 60 51 MHCB19MH08 Giáo dục quốc phòng An ninh 75 36 35 MHCB19MH09 Tin học 75 15 58 Tiếng Anh 120 42 72 75 1855 556 1182 38 79 11 195 119 65 I TA19MH02 II II.1 Các môn học, mô đun chuyên môn ngành, nghề Môn học, mô đun kỹ thuật sở 2 CK19MH01 Vẽ kỹ thuật - 45 15 28 KTĐ19MH10 Điện kỹ thuật 45 36 An toàn vệ sinh lao động 30 26 2 Nhiệt kỹ thuật 30 28 ATMT19MH01 CNH19MH10 2 Cơ sở điều khiển q trình Mơn học, mơ đun chun mơn ngành, nghề Cơ sở q trình thiết bị cơng nghệ hóa học 45 14 29 1 61 1660 437 1117 30 76 45 42 CNH19MH14 Sản phẩm dầu mỏ 45 42 CNH19MĐ16 Vận hành thiết bị tách dầu khí Vận hành hệ thống đường ống bể chứa 45 14 29 1 150 28 106 13 TĐH19MĐ12 II.2 CNH19MH13 CNH19MĐ17 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 ... nghiệm Vận hành phân xưởng chưng cất dầu thô Vận hành phân xưởng chế biến dầu I Vận hành phân xưởng chế biến dầu II Vận hành phân xưởng chế biến khí Số tín Trong Tổng số Lý thuyết Thực hành/ thí... 30 76 45 42 CNH19MH14 Sản phẩm dầu mỏ 45 42 CNH19M? ?16 Vận hành thiết bị tách dầu khí Vận hành hệ thống đường ống bể chứa 45 14 29 1 150 28 10 6 13 TĐH19M? ?12 II.2 CNH19MH13 CNH19M? ?17 Trang Thời... MH/MĐ/HP CNH19M? ?18 CNH19M? ?19 CNH19MĐ20 CNH19MĐ 21 CNH19MĐ22 CNH19MĐ23 CNH19MĐ24 CNH19MĐ25 Tên môn học, mô đun Vận hành máy thuỷ khí I Vận hành máy thuỷ khí II Vận hành lị gia nhiệt, thiết bị nhiệt