Mô phỏng phân xưởng reforming xúc tác liên tục của NMLD dung quất bằng phần mềm hysys v7 1 LỜI MỞ ĐẦU Công nghiệp dầu khí là một ngành công nghiệp mũi nhọn đã có những thay đổi và phát triển không ngừng, đặt biệt vào những năm của cuối thế kỷ 20. Bên cạnh đó là sự phát triển không ngừng của các quá trình chế biến dầu thô như quá trình Cracking xúc tác, quá trình Reforming xúc tác và nhiều quá trình khác nhằm sản xuất ra xăng có chất lượng cao và hàng nghìn sản phẩm làm nguyên liệu cho các ngành công nghiệp khác.Trong công nghiệp chế biến dầu khí, các quá trình chuyển hoá hoá học dưới tác dụng của xúc tác chiếm tỷ lệ rất lớn và đóng vai trò quan trọng. Chất xúc tác trong quá trình chuyển hoá có khả năng làm giảm năng lượng hoạt hoá của phản ứng, vì vậy làm tăng tốc độ của phản ứng cũng như hiệu suất sản phẩm. Mặt khác, giảm được các điều kiện khắc nghiệt của quá trình mang lại lợi ích về mặt kinh tế. Và một trong những quá trình chuyển hóa quan trọng trong nhà máy lọc dầu cũng sử dụng chất xúc tác là quá trình Reforming xúc tác. Với mục đích xử lý phân đoạn xăng có chỉ số octane thấp để cho ra sản phẩm xăng có chỉ số octane cao dùng phối trộn cho xăng thương phẩm, làm tăng hiệu quả kinh tế và chất lượng sản phẩm. Hiện nay, hầu hết các nhà máy lọc dầu đều trang bị phân xưởng Reforming xúc tác với công suất chế biến nằm trong khoảng 40 tấngiờ đến 150 tấngiờ. Với mục đích tìm hiểu về quy trình công nghệ, vận hành và ứng dụng phần mềm mô phỏng để thiết kế một phân xưởng Reforming xúc tác cụ thể, em đã lựa chọn đề tài “Mô phỏng phân xưởng Reforming xúc tác liên tục của NMLD Dung Quất bằng phần mềm Hysys V7.1”. Tuy nhiên, do thời gian tiếp cận phần mềm còn ít cũng như còn hạn chế về kiến thức nên đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót. Mong các thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để đồ án hoàn thiện hơn.Xin chân thành cảm ơn.
Đồ án tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Đồ án tốt nghiệp là những gì đúc kết lại một quá trình học tập, nghiên cứu và tự tìm hiểu của sinh viên dưới sự hướng dẫn của các thầy cô. Thông qua đồ án tốt nghiệp, sinh viên có thể tổng hợp lại các kiến thức đã có được sau năm năm học tập, đồng thời đó cũng là bài kiểm tra, đánh giá trình độ đối với sinh viên trước khi ra trường. Được sự giới thiệu của nhà trường và sự đồng ý của ban lãnh đạo nhà máy lọc dầu Dung Quất, em có điều kiện được làm đồ án tốt nghiệp tại nhà máy trong thời gian ba tháng. Đây thực sự là một may mắn đối với em khi có cơ hội để tìm hiểu về thực tế sản xuất trong nhà máy và được cung cấp những tài liệu cần thiết để phục vụ cho đồ án của mình. Em chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của các thầy cô Bộ môn công nghệ chế biến Dầu và Khí của Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, các anh trong cụm phân xưởng NHT, CCR, ISOM đặc biệt là các anh Nguyễn Phú Quý Anh, Vương Ngọc Trai và các anh phòng đạo tạo cũng như tập thể công nhân, kỹ sư, ban lãnh đạo nhà máy lọc dầu Dung Quất đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này cũng như quá trình sinh hoạt trong thời gian ở tại nhà máy. Năm năm học trôi qua, những gì có được hôm nay không chỉ kiến thức chuyên ngành mà cả những điều ứng xử trong cuộc sống mà các thầy cô đã truyền đạt, dạy bảo là những hành trang quan trọng cho em trên những nẻo đường đời. Sau cùng, em gửi đến thầy cô những lời chúc tốt đẹp nhất! Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG BIỂU Đồ án tốt nghiệp LỜI MỞ ĐẦU Công nghiệp dầu khí là một ngành công nghiệp mũi nhọn đã có những thay đổi và phát triển không ngừng, đặt biệt vào những năm của cuối thế kỷ 20. Bên cạnh đó là sự phát triển không ngừng của các quá trình chế biến dầu thô như quá trình Cracking xúc tác, quá trình Reforming xúc tác và nhiều quá trình khác nhằm sản xuất ra xăng có chất lượng cao và hàng nghìn sản phẩm làm nguyên liệu cho các ngành công nghiệp khác. Trong công nghiệp chế biến dầu khí, các quá trình chuyển hoá hoá học dưới tác dụng của xúc tác chiếm tỷ lệ rất lớn và đóng vai trò quan trọng. Chất xúc tác trong quá trình chuyển hoá có khả năng làm giảm năng lượng hoạt hoá của phản ứng, vì vậy làm tăng tốc độ của phản ứng cũng như hiệu suất sản phẩm. Mặt khác, giảm được các điều kiện khắc nghiệt của quá trình mang lại lợi ích về mặt kinh tế. Và một trong những quá trình chuyển hóa quan trọng trong nhà máy lọc dầu cũng sử dụng chất xúc tác là quá trình Reforming xúc tác. Với mục đích xử lý phân đoạn xăng có chỉ số octane thấp để cho ra sản phẩm xăng có chỉ số octane cao dùng phối trộn cho xăng thương phẩm, làm tăng hiệu quả kinh tế và chất lượng sản phẩm. Hiện nay, hầu hết các nhà máy lọc dầu đều trang bị phân xưởng Reforming xúc tác với công suất chế biến nằm trong khoảng 40 tấn/giờ đến 150 tấn/giờ. Với mục đích tìm hiểu về quy trình công nghệ, vận hành và ứng dụng phần mềm mô phỏng để thiết kế một phân xưởng Reforming xúc tác cụ thể, em đã lựa chọn đề tài “Mô phỏng phân xưởng Reforming xúc tác liên tục của NMLD Dung Quất bằng phần mềm Hysys V7.1”. Tuy nhiên, do thời gian tiếp cận phần mềm còn ít cũng như còn hạn chế về kiến thức nên đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót. Mong các thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để đồ án hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn. Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG I : TỔNG QUAN NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT 1.1. Tổng quan Nhà máy lọc dầu Dung Quất là nhà máy lọc dầu đầu tiên của Việt Nam với tổng mức đầu tư 2,5 tỷ USD, được xây dựng tại hai xã Bình Thuận và Bình Trị huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi. Có tổng diện tích sử dụng khoảng 338ha mặt đất và 471ha mặt biển. Công suất thiết kế của nhà máy là 6,5tr tấn dầu thô/năm (148 000BPSD). Nguyên liệu của nhà máy là 100% dầu thô Bạch Hổ hoặc dầu Mixed (85% dầu thô Bạch Hổ và 15% Dầu chua Dubai). Hình 1.1 Sơ đồ tổng thể vị trí nhà máy lọc dầu Dung Quất. Diện tích tổng dự án được tính toán xấp xỉ là 338 hecta mặt đất, bao gồm: - Toàn bộ các phân xưởng công nghệ, phụ trợ và thiết bị ngoại vi: khoảng 110 hecta - Diện tích mặt biển : 471 hecta - Khu bể chứa dầu thô và đuốc đốt: khoảng 42 hecta - Khu bể chứa sản phẩm: khoảng 44 hecta Đồ án tốt nghiệp Ngoài ra, khu vực cảng xuất sản phẩm chiếm khoảng 35 hecta. 1.2. Sơ đồ tổ chức 1.2.1. Sơ đồ tổ chức bộ máy công ty lọc hóa dầu Bình Sơn Hình 1.2 Sơ đồ tổ chức bộ máy công ty Đồ án tốt nghiệp 1.2.2. Sơ đồ tổ chức cụm phân xưởng Hình 1.3 Sơ đồ tổ chức của cụm phân xưởng 1.3. Các phân xưởng công nghệ và phụ trợ • Cụm phân xưởng 1A Phân xưởng 012 xử lý Naphtha bằng Hydro (NHT) (*) Phân xưởng 013 Reforming xúc tác liên tục (CCR) (*) Phân xưởng 023 đồng phân hóa Naphtha nhẹ (ISOM) (*) • Cụm phân xưởng 1B Phân xưởng 011 chưng cất dầu thô (CDU) Phân xưởng 014 xử lý Kerosene (KTU) (**) • Cụm phân xưởng 2 Phân xưởng 015 Cracking xúc tác tầng sôi cặn chưng cất khí quyển(RFCC) (***) Phân xưởng 016 xử lý LPG (LTU) (**) Phân xưởng 017 xử lý Naphtha của phân xưởng RFCC (NTU) (**) Phân xưởng 021 tách Propylene (PRU) • Cụm phân xưởng 3A Phân xưởng 018 xử lý nước chua (SWS) Phân xưởng 019 tái sinh Amine (ARU) Phân xưởng 020 trung hòa kiềm thải (CNU) (**) Phân xưởng 022 thu hồi lưu huỳnh (SRU) Đồ án tốt nghiệp Phân xưởng 024 xử lý LCO bằng H 2 (LCO_HDT) (***) Phân xưởng 058 xử lý nước thải (ETP) • Cụm phân xưởng phụ trợ nóng Phân xưởng 032 hệ thống hơi nước và nước ngưng Phân xưởng 040 nhà máy điện • Cụm phân xưởng phụ trợ nguội Phân xưởng 031 hệ thống cấp nước Phân xưởng 033 cung cấp nước làm mát Phân xưởng 034 hệ thống lấy nước biển Phân xưởng 035 cung cấp khí điều khiển và khí công nghệ Phân xưởng 036 sản xuất khí Nitơ Phân xưởng 039 cung cấp kiềm Phân xưởng 100 lọc nước Reserve Osmosis (RO) •Cụm phân xưởng P1 Offsite Phân xưởng 038 hệ thống dầu nhiên liệu Phân xưởng 051 hệ thống bể chứa trung gian Phân xưởng 054 phối trộn sản phẩm Phân xưởng 055 bể chứa Flushing Oil Phân xưởng 056 bể chứa dầu thải Phân xưởng 060 bể chứa dầu thô Phân xưởng 082 phao rót dầu không bến một điểm neo (SPM) (Single Point Mooring) •Cụm phân xưởng P3-Jetty Phân xưởng 052 bể chứa sản phẩm Phân xưởng 053 trạm xuất sản phẩm bằng đường bộ Phân xưởng 081 cảng xuất sản phẩm Chú ý: (*): Theo bản quyền của UOP (**): Theo bản quyền của MERICHEM (***): Theo bản quyền của IFP Đồ án tốt nghiệp Hình 1.4 Sơ đồ công nghệ của nhà máy Các sản phẩm chính của nhà máy: • Khí hóa lỏng LPG • Propylene • Xăng Mogas 92/95 • Dầu hỏa • Nhiên liệu phản lực Jet A1 • Diesel • Dầu đốt (FO) • Lưu huỳnh Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG II: TỔNG QUAN PHÂN XƯỞNG REFORMING XÚC TÁC LIÊN TỤC (CCR) CỦA NMLD DUNG QUẤT Hình 2.1 Vị trí của phân xưởng CCR trong nhà máy 2.1. Mục đích của phân xưởng Mục đích của phân xưởng Reforming xúc tác nhằm chế biến phân đoạn naphtha đã được xử lý bằng hydro của dầu thô Bạch Hổ để sử dụng làm cấu tử pha trộn xăng có chỉ số octane cao. Công suất của phân xưởng là 21100 BPSD (tương đương 103496 kg/h) chế biến naphtha nặng từ phân xưởng NHT (012) và naphtha ngọt. Công nghệ reforming xúc tác sử dụng xúc tác lưỡng chức để chuyển hóa phân đoạn naphtha có chỉ số octane thấp thành cấu tử pha trộn xăng có chỉ số octane cao hơn. Phản ứng chính của reforming xúc tác là chuyển hóa naphthen thành các hợp chất aromatic (phản ứng nhanh và có hiệu suất cao). Sự chuyển hóa của paraffin là rất nhỏ và các hợp chất aromatic hầu như không thay đổi khi đi qua phân xưởng. Chỉ số octane RONC yêu cầu của sản phẩm reformate là 102. Đồ án tốt nghiệp LPG là một sản phẩm có giá trị, nên cần phải thu hồi tối đa LPG trong naphtha. Khí giàu hydro (Hydrogen rich gas) là một sản phẩm khác của các phản ứng reforming xúc tác, được sử dụng cho việc vận hành các phân xưởng khác như: NHT, ISOM. Do đó, CCR là một phân xưởng mang tính quyết định trong nhà máy. Sơ đồ sau thể hiện toàn bộ các dòng công nghệ và phụ trợ liên quan tới các phân xưởng khác. [...]... nhiều quá trình Reforming xúc tác được phát triển từ xúc tác Pt, chất xúc tác sử dụng là Pt/silice alumine, được gọi là xúc tác một chức kim loại, đã giảm áp suất vận hành của thiết bị xuống còn 30 bar Mục đích của việc thêm kim loại vào là để tăng hoạt tính cho xúc tác hoặc giảm giá thành xúc tác Tất cả các quá trình Reforming xúc tác trên đây đều sử dụng thiết bị phản ứng với lớp xúc tác cố định nên... bật của quá trình Reforming xúc tác đó là sự ra đời của quá trình có tái sinh liên tục xúc tác của UOP và tiếp theo là của IFP Xúc tác bị coke hoá được tháo ra liên tục khỏi thiết bị phản ứng và quay trở lại sau khi đã được tái sinh trong thiết bị tái sinh riêng Quá trình này được gọi là quá trình tái sinh liên tục xúc tác (CCR-Continuous Catalyst Regeneration, RRC-Régénératif) Nhờ khả năng tái sinh liên. .. TBPƯ Xúc tác Xúc tác cố định Xúc tác cố định Xúc tác cố định R11-R12 Pt 0.375-0.75 KX, RO, BO (Pt, Re) RG400 Pt 0.2 - 0.6 Tái sinh Gián đoạn Gián đoạn Gián đoạn Đồ án tốt nghiệp Maona Former Engelhard Reni Former CRC CCR Platformer UOP Aromizer IFP Xúc tác cố định Xúc tác cố định Xúc tác di động Xúc tác di động E500, RD150 Pt 0.6 Gián đoạn F (Pt, Re) Gián đoạn R16, 20 Pt, Re Liên tục Pt, Re Liên tục. .. xúc tác dẫn đến việc tái sinh xúc tác sẽ trở nên thường xuyên hơn cho đến khi cần phải thay thế xúc tác mới Thời gian tồn tại của xúc tác Reforming thường khoảng vài năm Đối với công nghệ tái sinh bán liên tục, chu kỳ tái sinh khoảng 6-15 tháng, trung bình là 1 năm, tuổi thọ xúc tác đạt 5-7 năm Đối với công nghệ tái sinh liên tục, chu kỳ tái sinh khoảng 2-10 ngày, trung bình 100 lần/năm, tuổi thọ xúc. .. giảm nhanh hoạt tính xúc tác Trong công nghiệp người ta luôn kiểm tra hàm lượng Clo đưa vào để đảm bảo cân bằng trên luôn ổn định Tất cả các xúc tác hiện nay đều là dẫn xuất của Pt/alumine được clo hóa, bao gồm 2 loại: xúc tác một chức kim loại (monometalic) và hai chức kim loại (bimetalic) Các yêu cầu đối với chất xúc tác Reforming Để có một quá trình reforming xúc tác tốt thì xúc tác đó cần phải có... việc độ axit của xúc tác giảm một phần do coke lắng đọng che phủ bề mặt oxit nhôm, một phần do lượng clo trong xúc tác giảm do ảnh hưởng của H2O trong nguyên liệu và trong khí tuần hoàn Clo cũng có thể mất do cuốn theo sản phẩm phản ứng Do đó cần phải bổ sung axit cho hệ xúc tác bằng cách bơm thêm một lượng nhỏ Cl hữu cơ Lượng Cl trên xúc tác được giữ ở mức 1%wt Quy trình tái sinh xúc tác Khi hàm... vị trí quan trọng của xăng Reforming trong thành phần xăng thương phẩm, đặc biệt là xăng chất lượng cao mà hiện nay hầu hết các nhà máy lọc dầu đều trang bị phân xưởng Reforming xúc tác Công suất chế biến nằm trong khoảng 40 tấn/giờ đến 150 tấn/giờ Tổng công suất của các phân xưởng Reforming xúc tác trong tất cả các nhà máy lọc dầu ở Pháp lên tới 18 triệu tấn trong một năm Ngoài ra, Reforming còn cung... hệ xúc tác bimetalic thì đến những năm 80 thị phần đó đã lên tới 80% Xem xét kỹ hơn về vai trò của 2 kim loại phụ gia được đưa vào xúc tác Reforming công nghiệp hiện nay là Re và Sn, người ta nhận thấy Re có chức năng thay đổi cơ chế tạo coke, có tác dụng bảo vệ kim loại chính Pt và làm tăng độ bền và tuổi thọ xúc tác, từ đó làm tăng chu kỳ hoạt động của xúc tác Còn Sn thì lại có các vai trò như liên. .. độc thôi tác dụng, bằng biện pháp xử lý đặc biệt (quá trình tái sinh xúc tác) , bề mặt và tính Đồ án tốt nghiệp chất xúc tác được phục hồi trở lại Ảnh hưởng không thuận nghịch là bề mặt và tính chất xúc tác không thể khôi phục lại được Các chất gây ngộ độc thuận nghịch Nước và các hợp chất chứa oxy Nước và các hợp chất chứa oxy tác dụng với clo có trong xúc tác làm giảm tính axit của xúc tác, từ... Độ nặng của nguyên liệu: Độ nặng của nguyên liệu chính là thành phần nguyên liệu mà cụ thể là hợp chất phi hydrocarbon, oleffin và hợp chất thơm đa vòng Đây chính là các hợp chất đã góp phần thúc đẩy nhanh quá trình tạo coke 3.1.7 Chất xúc tác Xúc tác Reforming là xúc tác lưỡng chức năng do trong thành phần của nó chứa hai pha có thể thực hiện hai chức năng chính sau: - Chức kim loại ở dạng phân tán . một phân xưởng Reforming xúc tác cụ thể, em đã lựa chọn đề tài Mô phỏng phân xưởng Reforming xúc tác liên tục của NMLD Dung Quất bằng phần mềm Hysys V7. 1 . Tuy nhiên, do thời gian tiếp cận phần. QUAN PHÂN XƯỞNG REFORMING XÚC TÁC LIÊN TỤC (CCR) CỦA NMLD DUNG QUẤT Hình 2 .1 Vị trí của phân xưởng CCR trong nhà máy 2 .1. Mục đích của phân xưởng Mục đích của phân xưởng Reforming xúc tác nhằm. chức của cụm phân xưởng 1. 3. Các phân xưởng công nghệ và phụ trợ • Cụm phân xưởng 1A Phân xưởng 012 xử lý Naphtha bằng Hydro (NHT) (*) Phân xưởng 013 Reforming xúc tác liên tục (CCR) (*) Phân xưởng