Tổng quan các công nghệ xử lý dầu nặng – đề nghị mô hình xử lý dầu SYNCRUDE 16oAPI của nhà máy lọc dầu Long Sơn

Tổng quan các công nghệ xử lý dầu nặng – đề nghị mô hình xử lý dầu SYNCRUDE 16oAPI của nhà máy lọc dầu Long Sơn LỜI NÓI ĐẦU Dầu mỏ là một trong những nhiên liệu quan trọng nhất của xã hội hiện đại dùng để sản xuất điện và cũng là nhiên liệu của tất cả các phương tiện giao thông vận tải. Hơn nữa, dầu mỏ cũng được sử dụng trong công nghiệp hóa dầu để sản xuất các chất dẻo (plastic) và nhiều sản phẩm khác. Vì thế dầu mỏ thường được ví như là vàng đen.Trữ lượng dầu mỏ thế giới nằm trong khoảng từ 1148 tỉ thùng (barrel) (theo BP Statistical Review 2004) đến 1260 tỉ thùng (theo Oeldorado 2004 của ExxonMobil). Trữ lượng dầu mỏ tìm thấy và có khả năng khai thác mang lại hiệu quả kinh tế với kỹ thuật hiện tại đã tăng lên trong những năm gần đây và đạt mức cao nhất vào năm 2003. Người ta dự đoán rằng trữ lượng dầu mỏ sẽ đủ dùng cho 50 năm nữa 18. Dầu mỏ vốn là một tài nguyên khai thác không thể tái tạo được. Hiện tại hầu hết các nhà máy lọc dầu đều sử dụng dầu nhẹ để làm nguyên liệu xử lý. Với tốc độ tiêu thụ nhanh, công nghệ khai thác và xử lý hiện đại như hiện nay thì nguồn nguyên liệu nhẹ dễ khai thác và chế biến sẽ cạn kiệt dần, lúc đó nguồn nguyên liệu được sử dụng sẽ là nguồn dầu nặng được nâng cấp. Việt nam chúng ta là một quốc gia có ngành công nghệ lọc dầu rất muộn khi mà trữ lượng dầu nhẹ trên thế giới sắp hết. Nhà máy lọc dầu Dung Quất với nguồn nguyên liệu là dầu nhẹ Bạch Hổ (có trữ lượng không lớn) đã đi vào hoạt động là một tin vui cho đất nước chúng ta nói chung và ngành dầu khí nói riêng. Hiện nay chúng ta đang xây dựng nhà máy lọc dầu Long Sơn với nguồn nguyên liệu là dầu nặng đã nâng cấp của Venezuela có độ API 16. Do đó việc nghiên cứu công nghệ xử lý dầu nặng có ý nghĩa hết sức to lớn cho việc cung cấp năng lượng cho một đất nước đang phát triển như chúng ta. Đề tài: “Nghiên cứu tổng quan các công nghệ xử lý dầu nặng – Đề nghị mô hình xử lý dầu Syncrude 16 0API của nhà máy lọc dầu Long Sơn” là một đề tài rất thực tế và cần thiết cho nhu cầu hiện nay. Trong quá trình tiếp cận và thực hiện đề tài, em gặp nhiều khó khăn trong việc tìm, xử lý tài liệu nên đồ án không tránh khỏi những sai sót, em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô cùng bạn đọc. Em xin chân thành cám ơn.

Đồ án tốt nghiệp Tổng quan công nghệ nâng cấp dầu nặng Đồ án tốt nghiệp Tổng quan công nghệ nâng cấp dầu nặng LỜI CẢM ƠN Đồ án tốt nghiệp đúc kết lại trình học tập, nghiên cứu tự tìm hiểu sinh viên hướng dẫn thầy Năm năm học trơi qua, có hôm không kiến thức chuyên ngành mà điều ứng xử sống mà thầy cô truyền đạt, dạy bảo hành trang quan trọng nẻo đường đời Con xin cảm ơn cha mẹ người nuôi dưỡng đến ngày hơm nay, người chăm sóc, lo lắng, chấp cánh cho ước mơ, hoài bảo Em chân thành cảm ơn TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân, người cô tận tình giúp đỡ em hồn thành đồ án Em chân thành cảm ơn thầy cô giáo môn dạy dỗ bảo em suốt năm học nhà trường Sau cùng, em gửi đến thầy cô lời chúc tốt đẹp Đà Nẵng, ngày 25 tháng năm 2009 Sinh viên Đồ án tốt nghiệp Tổng quan công nghệ nâng cấp dầu nặng MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .8 LỜI NÓI ĐẦU Hình 1.1: Sự phân bố dầu nặng theo tỉ trọng API độ nhớt 10 Hình 1.3:Cơ cấu loại dầu thơ năm 2001 2004 .11 Hình 1.4: Tổng trữ lượng dầu thơ số nước giới 12 Chương 2: CÔNG NGHỆ NÂNG CẤP DẦU NẶNG 14 Hình 2.3: Phân bố sản phẩm dầu mỏ .15 Hình 2.5: Các sản phẩm q trình cốc hóa trễ .18 Hình 2.8: Sơ đồ quy trình cốc hóa trễ SYDEC 21 Hình 2.11: Sơ đồ quy trình cơng nghệ Fluid Coking .22 Bảng 2.6: Năng suất thông số công nghệ Fluid Coking .23 Bảng 2.5: Thông số đặc trưng nguyên liệu suất sản phẩm Flexicoking 24 Hình 2.12: Sơ đồ quy trình cơng nghệ Visbreaking loại coil type 25 Hình 2.13: Sơ đồ công nghệ Visbreaking loại soaker type 25 Bảng 2.7: Năng suất sản phẩm công nghệ Visbreaking .26 Hình 2.14: Sơ đồ quy trình cơng nghệ ACR 26 Bảng 2.8: Một số thông số nguyên liệu sản phẩm ACR 27 Hình 2.15: Sơ đồ công nghệ ASCOT 28 Bảng 2.9: Thông số đặc trưng nguyên liệu sản phẩm công nghệ ASCOT 28 Bảng 2.10: So sánh việc sử dụng công nghệ LEDA,SYDEC, ASCOT 28 Hình 2.16: Sơ đồ cơng nghệ CHERRY SNG 29 Hình 2.18: Sơ đồ quy trình cơng nghệ ET-II 30 Bảng 2.12: Các thông số đặc trưng nguyên liệu suất sản phẩm ET- II 31 Bảng 2.13: Các thông số đặc trưng, suất cơng nghệ Eureka 32 Hình 2.20: Sơ đồ quy trình cơng nghệ FTC 33 Bảng 2.14: Năng suất sản phẩm công nghệ HSC .34 Hình 2.22: Sơ đồ quy trình cơng nghệ KK .35 Hình 2.23: Ảnh hưởng nhiệt độ cracking đến suất sản phẩm 35 Hình 2.24: Sơ đồ quy trình công nghệ Tarvahl T 36 Hình 2.25: Sơ đồ quy trình cơng nghệ Tarvahl H 37 Bảng 2.15: Các tính chất dầu thơ tổng hợp cơng nghệ 37 Hình 2.26: Sơ đồ quy trình cơng nghệ ART 39 Bảng 2.16: Tính chất nguyên liệu suất sản phẩm ART .40 Hình 2.27: Sơ đồ công nghệ High Metal Catalyst Magnetic Separation System 41 Bảng 2.17: Tính chất nguyên liệu suất sản phẩm CMS – RFCC 41 Bảng 2.18: Thành phần tính chất xúc tác 42 Hình 2.29: Sơ đồ cơng nghệ R2R 43 Bảng 2.19: Tính chất nguyên liệu suất sản phẩm R2R 44 Bảng 2.20: Tính chất nguyên liệu suất sản phẩm RCC 45 Đồ án tốt nghiệp Tổng quan công nghệ nâng cấp dầu nặng Bảng 2.21: Tính chất nguyên liệu suất sản phẩm công nghệ Shell FCC 47 Bảng 2.22: Tính chất nguyên liệu suất sản phẩm S&W FCC 48 Hình 2.34: Một thiết bị loại tiếp xúc ngược chiều (thiết bị ORC) 50 Hình 2.38: Sơ đồ quy trình cơng nghệ Chevron RDS/VRDS 54 Bảng 2.23: Tính chất nguyên liệu công nghệ hydrotreating VRDS 54 Bảng 2.24: Tính chất nguyên liệu suất sản phẩm H-oil process 56 Bảng 2.25: Tính chất nguyên liệu dầu sản phẩm .58 Bảng 2.26: So sánh suất thiết bị phản ứng sử dụng nguyên liệu dầu nặng Iran công nghệ Hyvahl F công nghệ Hyvahl F kết hợp với R2R .59 Bảng 2.27: Năng suất sản phẩm độ chuyển hóa cơng nghệ 60 Hình 2.44: Sơ đồ quy trình cơng nghệ RDC Unibon (BOC) 61 Bảng 2.28: Năng suất tính chất sản phẩm cơng nghệ BOC .62 Bảng 2.29: Năng suất thiết bị phản ứng dạng ống 63 Bảng 2.30: Tính chất nguyên liệu suất sản phẩm IFP Hydrocracking 68 Hình 2.49: Sơ đồ quy trình cơng nghệ hydrocracking hai giai đoạn Shell 69 Bảng 2.31: Ảnh hưởng số loại dung môi đến sản phẩm DAO 71 Bảng 2.32: Tính chất nguyên liệu, asphalt suất sản phẩm 72 Bảng 2.33: Tính chất nguyên liệu sản phẩm công nghệ Demex 73 Bảng 2.34: Tính chất phần cặn cơng nghệ ROSE 75 Bảng 2.35: Tính chất nguyên liệu sản phẩm công nghệ Sovahl 76 Chương 3: Dầu nặng tiêu biểu sơ đồ nâng cấp dầu nặng 77 Bảng 3.1: Tính chất dầu Cerro Negro , Venezula 79 Bảng 3.2: Tính chất bitume Athabasca, Canada 82 Chương 4: Giới thiệu nhà máy lọc dầu (NMLD) Việt Nam .86 Bảng 4.1: Thông số nguyên liệu sản phẩm NMLD Dung Quất 86 Bảng 4.2: Thông tin công nghệ NMLD Dung Quất 89 Hình 4.3: Sơ đồ quy trình cơng nghệ cụm NHT 90 Bảng 4.3: Thông số nguyên liệu sản phẩm nhà máy lọc dầu .94 Bảng 4.4: Thông tin công nghệ NMLD số 94 Bảng 4.5: So sánh tính chất nguyên liệu hai NMLD số Dung Quất 98 Bảng 4.6: So sánh sản phẩm hai NMLD số Dung Quất 99 Bảng 4.7: Thông tin nguyên liệu, sản phẩm khu liên hợp lọc hóa dầu Nghi Sơn 99 Bảng 4.8: Thông tin công nghệ dự án khu liên hợp lọc dầu Nghi Sơn 100 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO 104 Đồ án tốt nghiệp Tổng quan công nghệ nâng cấp dầu nặng DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Sự phân bố dầu nặng theo tỉ trọng API độ nhớt 10 Hình 1.3:Cơ cấu loại dầu thơ năm 2001 2004 .11 Hình 1.4: Tổng trữ lượng dầu thô số nước giới 12 Hình 2.3: Phân bố sản phẩm dầu mỏ .15 Hình 2.5: Các sản phẩm trình cốc hóa trễ .18 Hình 2.8: Sơ đồ quy trình cốc hóa trễ SYDEC 21 Hình 2.11: Sơ đồ quy trình cơng nghệ Fluid Coking .22 Hình 2.12: Sơ đồ quy trình cơng nghệ Visbreaking loại coil type 25 Hình 2.13: Sơ đồ công nghệ Visbreaking loại soaker type 25 Hình 2.14: Sơ đồ quy trình cơng nghệ ACR 26 Hình 2.15: Sơ đồ cơng nghệ ASCOT 28 Hình 2.16: Sơ đồ công nghệ CHERRY SNG 29 Hình 2.18: Sơ đồ quy trình cơng nghệ ET-II 30 Hình 2.20: Sơ đồ quy trình cơng nghệ FTC 33 Hình 2.22: Sơ đồ quy trình cơng nghệ KK .35 Hình 2.23: Ảnh hưởng nhiệt độ cracking đến suất sản phẩm 35 Hình 2.24: Sơ đồ quy trình cơng nghệ Tarvahl T 36 Hình 2.25: Sơ đồ quy trình cơng nghệ Tarvahl H 37 Hình 2.26: Sơ đồ quy trình cơng nghệ ART 39 Hình 2.27: Sơ đồ công nghệ High Metal Catalyst Magnetic Separation System 41 Hình 2.29: Sơ đồ cơng nghệ R2R 43 Hình 2.34: Một thiết bị loại tiếp xúc ngược chiều (thiết bị ORC) 50 Hình 2.38: Sơ đồ quy trình cơng nghệ Chevron RDS/VRDS 54 Hình 2.44: Sơ đồ quy trình cơng nghệ RDC Unibon (BOC) 61 Hình 2.49: Sơ đồ quy trình cơng nghệ hydrocracking hai giai đoạn Shell 69 Hình 4.3: Sơ đồ quy trình cơng nghệ cụm NHT 90 Đồ án tốt nghiệp Tổng quan công nghệ nâng cấp dầu nặng DANH MỤC BẢNG Bảng 2.6: Năng suất thông số công nghệ Fluid Coking .23 Bảng 2.5: Thông số đặc trưng nguyên liệu suất sản phẩm Flexicoking 24 Bảng 2.7: Năng suất sản phẩm công nghệ Visbreaking .26 Bảng 2.8: Một số thông số nguyên liệu sản phẩm ACR 27 Bảng 2.9: Thông số đặc trưng nguyên liệu sản phẩm công nghệ ASCOT 28 Bảng 2.10: So sánh việc sử dụng công nghệ LEDA,SYDEC, ASCOT 28 Bảng 2.12: Các thông số đặc trưng nguyên liệu suất sản phẩm ET- II 31 Bảng 2.13: Các thông số đặc trưng, suất công nghệ Eureka 32 Bảng 2.14: Năng suất sản phẩm công nghệ HSC .34 Bảng 2.15: Các tính chất dầu thô tổng hợp công nghệ 37 Bảng 2.16: Tính chất nguyên liệu suất sản phẩm ART .40 Bảng 2.17: Tính chất nguyên liệu suất sản phẩm CMS – RFCC 41 Bảng 2.18: Thành phần tính chất xúc tác 42 Bảng 2.19: Tính chất nguyên liệu suất sản phẩm R2R 44 Bảng 2.20: Tính chất nguyên liệu suất sản phẩm RCC 45 Bảng 2.21: Tính chất nguyên liệu suất sản phẩm công nghệ Shell FCC 47 Bảng 2.22: Tính chất nguyên liệu suất sản phẩm S&W FCC 48 Bảng 2.23: Tính chất ngun liệu cơng nghệ hydrotreating VRDS 54 Bảng 2.24: Tính chất nguyên liệu suất sản phẩm H-oil process 56 Bảng 2.25: Tính chất nguyên liệu dầu sản phẩm .58 Bảng 2.26: So sánh suất thiết bị phản ứng sử dụng nguyên liệu dầu nặng Iran công nghệ Hyvahl F công nghệ Hyvahl F kết hợp với R2R .59 Bảng 2.27: Năng suất sản phẩm độ chuyển hóa cơng nghệ 60 Bảng 2.28: Năng suất tính chất sản phẩm công nghệ BOC .62 Bảng 2.29: Năng suất thiết bị phản ứng dạng ống 63 Bảng 2.30: Tính chất nguyên liệu suất sản phẩm IFP Hydrocracking 68 Bảng 2.31: Ảnh hưởng số loại dung môi đến sản phẩm DAO 71 Bảng 2.32: Tính chất nguyên liệu, asphalt suất sản phẩm 72 Bảng 2.33: Tính chất nguyên liệu sản phẩm công nghệ Demex 73 Bảng 2.34: Tính chất phần cặn công nghệ ROSE 75 Bảng 2.35: Tính chất nguyên liệu sản phẩm cơng nghệ Sovahl 76 Bảng 3.1: Tính chất dầu Cerro Negro , Venezula 79 Bảng 3.2: Tính chất bitume Athabasca, Canada 82 Bảng 4.1: Thông số nguyên liệu sản phẩm NMLD Dung Quất 86 Bảng 4.2: Thông tin công nghệ NMLD Dung Quất 89 Bảng 4.3: Thông số nguyên liệu sản phẩm nhà máy lọc dầu .94 Bảng 4.4: Thông tin công nghệ NMLD số 94 Bảng 4.5: So sánh tính chất nguyên liệu hai NMLD số Dung Quất 98 Bảng 4.6: So sánh sản phẩm hai NMLD số Dung Quất 99 Đồ án tốt nghiệp Tổng quan công nghệ nâng cấp dầu nặng Bảng 4.7: Thông tin nguyên liệu, sản phẩm khu liên hợp lọc hóa dầu Nghi Sơn 99 Bảng 4.8: Thông tin công nghệ dự án khu liên hợp lọc dầu Nghi Sơn 100 Đồ án tốt nghiệp Tổng quan công nghệ nâng cấp dầu nặng DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Kí hiệu -Br.No C/H CCR C6 insols DAO LV% Sp.Gr Wppm Wt% MON RON VGO STM PT Demin DO FO LGO HGO HDT BPSD RFCC CAF API PDVSA NMLD LPG M.W SDA HDM Soft Pt Tên Bromine Number Carbon per Hydrogen Conradson’s carbon residue Hexane Insolubles Deasphalted Oil Liguid Volume percent Specific Gravity Weight parts per million Weight percent Motor Octane number Reserch Octane number Vacuum Gas Oil Steam Point Demineralize Diesel Oil Fuel Oil Light Gas Oil Heavy Gas Oil Hydrotreating Bareels per Stream day Residua Fluid Catalic Cracking Core Annual Flow American Petroleum Institute Petroleum de Venezuela S.A Liquide Petroleum Gas Molecular weight Solvent Deasphalting Hydrodemetaltization Softening Point Ý nghĩa Chỉ số Brom Tỉ số cacbon hydro Cặn cacbon conradson C6 không tan Dầu tách asphalt Phần trăm khối lượng lỏng Khối lượng riêng tương đối Một triệu phần trăm trọng lượng Phần trăm khối lượng Chỉ số MON Chỉ số RON Gasoil chân không Hơi nước Điểm Khử khống chất Dầu diesel Nhiên liệu đốt lị Gasoil nhẹ Gasoil nặng Xử lý hydro Thùng/ngày Cracking xúc tác cặn tầng sơi Dịng chảy tâm ống Viện dầu khí Hoa Kỳ Tập đồn dầu khí Venezuela Nhà máy lọc dầu Khí dầu mỏ hóa lỏng Khối lượng trung bình Tách asphalt dung môi Tách kim loại hydro Điểm hóa mền Đồ án tốt nghiệp Tổng quan cơng nghệ nâng cấp dầu nặng LỜI NĨI ĐẦU Dầu mỏ nhiên liệu quan trọng xã hội đại dùng để sản xuất điện nhiên liệu tất phương tiện giao thông vận tải Hơn nữa, dầu mỏ sử dụng cơng nghiệp hóa dầu để sản xuất chất dẻo (plastic) nhiều sản phẩm khác Vì dầu mỏ thường ví "vàng đen" Trữ lượng dầu mỏ giới nằm khoảng từ 1148 tỉ thùng (barrel) (theo BP Statistical Review 2004) đến 1260 tỉ thùng (theo Oeldorado 2004 ExxonMobil) Trữ lượng dầu mỏ tìm thấy có khả khai thác mang lại hiệu kinh tế với kỹ thuật tăng lên năm gần đạt mức cao vào năm 2003 Người ta dự đoán trữ lượng dầu mỏ đủ dùng cho 50 năm [18] Dầu mỏ vốn tài nguyên khai thác tái tạo Hiện hầu hết nhà máy lọc dầu sử dụng dầu nhẹ để làm nguyên liệu xử lý Với tốc độ tiêu thụ nhanh, công nghệ khai thác xử lý đại nguồn nguyên liệu nhẹ dễ khai thác chế biến cạn kiệt dần, lúc nguồn nguyên liệu sử dụng nguồn dầu nặng nâng cấp Việt nam quốc gia có ngành cơng nghệ lọc dầu muộn mà trữ lượng dầu nhẹ giới hết Nhà máy lọc dầu Dung Quất với nguồn nguyên liệu dầu nhẹ Bạch Hổ (có trữ lượng khơng lớn) vào hoạt động tin vui cho đất nước nói chung ngành dầu khí nói riêng Hiện xây dựng nhà máy lọc dầu Long Sơn với nguồn nguyên liệu dầu nặng nâng cấp Venezuela có độ API 16 Do việc nghiên cứu cơng nghệ xử lý dầu nặng có ý nghĩa to lớn cho việc cung cấp lượng cho đất nước phát triển Đề tài: “Nghiên cứu tổng quan công nghệ xử lý dầu nặng – Đề nghị mơ hình xử lý dầu Syncrude 16 0API nhà máy lọc dầu Long Sơn” đề tài thực tế cần thiết cho nhu cầu Trong trình tiếp cận thực đề tài, em gặp nhiều khó khăn việc tìm, xử lý tài liệu nên đồ án khơng tránh khỏi sai sót, em mong nhận đóng góp ý kiến quý thầy cô bạn đọc Em xin chân thành cám ơn Đồ án tốt nghiệp Tổng quan công nghệ nâng cấp dầu nặng Chương 1: TỔNG QUAN VỀ DẦU NẶNG 1.1 Định nghĩa dầu nặng Dầu nặng có độ nhớt lớn, thường chứa hàm lượng lớn sulfua, kim loại nặng (Niken, Vanadi, Natri, sắt…) sáp Tính chất gây khó khăn để bơm lên mặt đất đường ống dẫn dầu, trở ngại cho trình lọc dầu thách thức vấn đề mơi trường Dầu nặng cracking thành phân tử nhỏ tiêu hao lượng trình lớn Do đó, dầu nặng bán với giá rẻ hơn, Nguồn dầu nặng giới nhiều gấp hai lần so với dầu nhẹ Một mặt, chi phí lọc dầu tăng hàm lượng lưu huỳnh cao nên giá dầu nặng rẻ dầu nhẹ Độ nhớt tỉ trọng tăng gây khó khăn khai thác Một lượng lớn dầu nặng tìm thấy châu Mỹ (Canada, Venezuela Bắc California) mỏ dầu nặng có độ sâu vừa phải nên giảm chi phí khoan dầu Để định nghĩa dầu nặng người ta dựa độ API, độ nhớt Tùy thuộc vào độ nhớt, tỉ trọng API mà người ta chia thành: Dầu nặng, dầu nặng bitume… Phân loại theo nhóm dựa vào độ nhớt giếng:[5] Loại A: Dầu nặng trung bình 25o> API >18o 100 cP > μ >10 cP, linh động nguồn Loại B: Dầu nặng 20o> API >7o 10000 cP > μ > 100 cP, linh động nguồn Loại C: Nhựa đường bitum 12o> API >7o μ >10000 cP, không linh động nguồn Loại D: Đá dầu, đá trầm tích hạt mịn có chứa kerogen, đốt o nóng lên 660 F sinh dầu thô, gọi đá dầu (một loại đá mẹ chưa trưởng thành) Chúng ta thấy phân bố dầu nặng theo theo độ API độ nhớt giản đồ (hình 1.1): Hình 1.1: Sự phân bố dầu nặng theo tỉ trọng API độ nhớt Đồ án tốt nghiệp Tổng quan công nghệ nâng cấp dầu nặng - Thông tin công nghệ (bảng 4.4) [16] Bảng 4.2: Thông tin cơng nghệ NMLD Dung Quất Kí hiệu Vai trị Cơng suất thiết kế Nhà quyền CDU Chưng cất dầu thô 184000 BPSD _ NHT Xử lý Naphtha 23500 BPSD UOP CCR Reforming 21100 BPSD UOP KTU Xử lý kerosene 10000 BPSD Merichem RFCC Cracking cặn 69700 BPSD Axens/ IFP LTU Xử lý LPG 21000 BPSD Merichem NTU Xử lý Naphtha RFCC 45000 BPSD Merichem SWS Xử lý nước chua 82.91 m /h _ ARU Tái sinh Amin 102.5 m /h _ CNU Trung hòa cặn thải 1.5 m /h Merichem PRU Thu hồi propylene 19535 Kg/h _ SRU Xử lý hợp chất S TPD _ ISOM Isomer hóa 6500 BPSD UOP HDT- LCO Xử lý light cycle oil 28826 BPSD Axens • CDU: Crude Distillation Units (phân xưởng chưng cất dầu thô) [21] Corrosion inhibitor injection Neutraliser injection OFFGAS TO RFCC WCC D 1103 OFFGAS TO WCC ON RFCC E1122 E1112 T 1102 11 12 15 D 1104 T 1107 LPG TO RFCC GAS RECOVERY SYSTEM FULL RANGE NAPHTHA TO NHT 22 23 Dầu thô KEROSENE TO BLENDING 26 Demulsifer Antiflouant 34 35 38 T 1005 T 1103 Injector Injector 42 OFFGAS TO H1101 D 1106 D1101 HYDROCABON TO SLOP T1104 48 43 D1102 T 1101 T 1006 H 1101 Antifoulant Injector LGO TO BLENDING E1116 SUPERHEAD LP STEAM E1117 HGO TO STORAGE RESIDUE TO STORAGE RFCC Hình 4.2: Sơ đồ công nghệ cụm phân xưởng CDU Nhiệm vụ: Chưng cất dầu thô thành phân đoạn khác + Các thiết bị - Thiết bị tách muối - Lị đốt - Tháp chưng cất tháp tách phụ - Tháp ổn định + Các sản phẩm Đồ án tốt nghiệp Tổng quan công nghệ nâng cấp dầu nặng Phần nhẹ: Đưa qua cụm xử lý khí phân xưởng RFCC, sau qua phân xưởng xử lý khí hóa lỏng LPG - Phân đoạn naphtha: Đưa đến phân xưởng NHT để xử lý - Phân đoạn kérozene: Đưa đến phân xưởng KTU - Phân đoạn LGO: Để pha trộn DO / đưa đến phân xưởng xử lý LCO - Phân đoạn HGO: Để pha trộn DO / đưa đến phân xưởng xử lý LCO - Phần cặn: Đưa đến phân xưởng RFCC * KTU: Kerosene Treating Unit (phân xưởng xử lý kerosene) + Nhiệm vụ: Xử lý phân đoạn kerosene từ phân xưởng CDU để đáp ứng tiêu chuẩn nhiên liệu phản lực A1 + Công nghệ: Tiếp xúc màng Fiber- Film contractor + Các hệ thống - Napfining: Tách axit naphthenic - Mecricat 2: Oxy hóa mercaptan - Aquafining: Rửa nước để loại muối Na+ - Thiết bị làm khô muối: Loại vết nước tự làm khơ kerosene xuống điểm bão hịa - Thiết bị lọc đất sét: Loại bỏ hạt rắn lại, ẩm, xà phòng, nhũ tương, chất hoạt động bề mặt + Hóa chất để xử lý, dung dịch NaOH 20 Be, than hoạt tính, muối, đất sét attapulgus + Xúc tác: Cobalt phthalocyanine ( ARI – 100 EXL, ARI – 120 L ), MEA 50% + Kerosen xử lý dưa tới bể chứa Jet A1 + Chất thải ra: Kiềm: Đến phân xưởng CNU để xử lý Nước muối: Đến phân xưởng ETP * NHT: Naphtha Hydrotreating Unit (phân xưởng xử lý naphtha khí hydro) Recycle Sour Compre Co gas gas ssor olin Recei Fuel g Full ver gas wat Stripp Range Char Separ er er Napht Feed ge ator Heater Surge Recei Heat Drum ver er Light MP Naphtha Heavy Steam Hình 4.3: Sơ đồ quy trình cơng nghệ cụm NHT Naphtha + Nhiệm vụ: - Sử dụng trình xử lý hydro để loại bỏ hợp chất chứa S, N, O, kim loại phân đoạn naphtha từ phân xưởng CDU để bảo vệ xúc tác phân xưởng Reforming r e pp rt S i r o cae R t E-2 re ttil p S E-1 Đồ án tốt nghiệp Tổng quan công nghệ nâng cấp dầu nặng - Phân tách phân đoạn naphtha thành naphtha nhẹ naphtha nặng - Cấu tạo: Bao gồm lò phản ứng xúc tác tầng chặt tuổi thọ xúc tác tối thiểu năm Các thiết bị lắp đặt để tái sinh chất xúc tác Xúc tác CO, NO /Al2O3 + Sản phẩm sau xử lý dưa đến phân xưởng ISOMER (naphtha nhẹ) phân xưởng CCR (naphtha nặng) để chế biến thành cấu tử pha xăng có số octan cao * CCR: Continuous Catalytic Reforming Unit (phân xưởng reforming xúc tác liên tục) Hình 4.4: Sơ đồ quy trình cơng nghệ CCR + Nhiệm vụ: Chuyển hóa phân đoạn naphtha nặng từ phân xưởng NHT thành câu tử pha trộn xăng có số octan cao ( RON = 103 ) + Xúc tác : Pt / Al2O3 ( R- 234 UDP ) + Các hệ thống chính: - Hệ thống chế biến naphtha: Gồm có thiết bị phản ứng , máy nén , thiết bị tách - Hệ thống tái sinh xúc tác liên tục ( cycle max ) - Thiết bị trao đổi nhiệt * ISOME: Isomerization Unit (phân xưởng isome hóa) To Fuel gas Reactors Condenser Net Gas Scruber Clo injection Stabilize r Methanator Surge Drum Light naphtha Heater Feed Dryer s Deisohexanize r Dryers Makeup Gas nC6, methyl C5 reprocessing Isomerate Đồ án tốt nghiệp Tổng quan công nghệ nâng cấp dầu nặng Hình 4.5: Sơ đồ quy trình cơng nghệ ISOME + Nhiệm vụ: chuyển hóa phân đoạn naphtha nhẹ từ phân xưởng NHT thành cấu tử pha trộn xăng có số octan cao + Xúc tác: I-8 I-82 UOP + Các hệ thống - Các thiết bị trao đổi nhiệt - Thiết bị phản ứng - Tháp ổn định * RFCC: Residue Fluid Catalytic Cracking Unit (phân xưởng cracking xúc tác tầng sôi cặn) + Nhiệm vụ: Chuyển hóa phần cặn phân xưởng CDU thành sản phẩm có giá trị kinh tế cao (các cấu tử nhẹ hơn) trình bẻ gãy mạch có sử dụng xúc tác Hình 4.6: Thiết bị phản ứng phân xưởng RFCC + Xúc tác: Zeolit + Các trường hợp hoạt động: - Max gasoline (tối đa xăng) - Max distillate (tối đa diesel) + Các thiết bị - Bộ phẩn chuyển hóa: Lị phản ứng / lị tái sinh, tháp chưng cất chính, lị đốt, thiết bị kiểm soát xúc tác, cột tách LCO, thiết bị làm nguội / tháo sản phẩm LCO, thiết bị phụ trợ khác Nhiệm vụ phận chế biến phân tách sơ sản phẩm từ phần cặn phân xưởng CDU Đồ án tốt nghiệp Tổng quan công nghệ nâng cấp dầu nặng Các sản phẩm phận chuyển hóa: Dịng khí ướt dẫn tới cụm xử lý khí RFCC Dịng sản phẩm chưng cất đỉnh dẫn tới cụm xử lí khí RFCC Dịng dầu nhẹ LCO Dịng dầu cặn DCO - Cụm xử lí khí: Có cấu tạo gồm có tháp hấp thụ amine Các dịng khí đưa tới cụm xử lí khí: Dịng khí từ thiết bị ổn định phân xưởng CDU Dịng khí giàu LPG từ CDU Dịng khí từ phân xưởng NHT Dịng khí từ tháp tách phân xưởng RFCC Nhiệm vụ cụm xử lí khí: Thu hồi sản phẩm C3 / C4 Loại bỏ thành phần H2S, CO2 LPG khí nhiên liệu (fuel gas) tháp hấp thụ amin (DEA absorbers) Các sản phẩm phân xưởng RFCC Dịng khí chưa bão hịa (được đưa tới hệ thống khí nhiên liệu - fuel gas) Hỗn hợp C3/C4 (đưa đến phân xưởng xử lý khí LPG (LTU) Phân đoạn naphtha: Đến phân xưởng NTU Phân đoạn LCO: Đến phân xưởng xử lý LCO Phân đoạn DCO: Pha trộn dầu FO Ngồi cịn có dịng khác Nước chua: Đến phân xưởng xử lý nước chua (SWS) Dòng amin qua sử dụng đưa tới phân xưởng thu hồi amin ( ARU) * NTU: Naphtha Treating Unit (phân xưởng xử lí naphtha) + Nhiệm vụ: Loại bỏ hợp chất H2S, mercaptan axit có mặt dịng naphtha phân xưởng RFCC + Công nghệ: Tiếp xúc màng (fiber _ film contactor) sử dụng hệ thống xử lý băng kiềm mericat + Xúc tác: cobalt phthalo cyanine + Hóa chất dung cho xử lý: NaOH 20 Be + Sản phẩm: Cho naphtha (có hàm lượng mercaptan S thấp) Sản phẩm đưa đưa tới hệ thống pha trộn xăng Bể chứa sản phẩm ko đạt chất lượng đặt cuối đầu phân xưởng NTU Xút nồng độthích hợp cung cấp cho phân xưởng, sau xút qua sử dụng dẫn tới phân xưởng trunng hòa xút * PRU: Propylene Recovery Unit (phân xưởng thu hồi propylene) + Nhiệm vụ: Phân tách làm tinh khiết propylene từ dòng hỗn hợp C3/C4 phân xưởng LPG (LTU) đạt tiêu chuẩn phẩm polymer (99,6 wt %) + Các sản phẩm: - Propylene: Đưa đến bể chứa propylene nhà máy polypropylene - Hỗn hợp C3/C4: phối trộn LPG + Hệ thống thiết bị - Tháp tách C3, C4: Tách cấu tử C4 khỏi LPG - Hệ thống thiết bị tách propan/ propylene bao gồm: - Tháp tách ethan: Tách sản phẩm nhẹ propylene - Tháp tách propan / propylene Đồ án tốt nghiệp Tổng quan công nghệ nâng cấp dầu nặng - Làm tinh khiết propylene: Loại hợp chất carbonyl sunphide Các loại hợp chất arsen, phosphor antimon * LTU: LPG Treating Unit Đây phân xưởng xử lý khí LPG * LCO – HDT: LCO Hydrotreating Unit + Nhiệm vụ: Loại bỏ tạp chất kim loại, lưu huỳnh, Nitơ, oxi no hóa hợp chất olefin & diolefin có mặt dòng LCO dòng hydro từ phân xưởng CCR Nguyên liệu phân xưởng kết hợp LGO & HGO từ phân xưởng CDU LCO từ phân xưởng RFCC + Xúc tác: HR 945 & HR 488 AXENS + Các trường hợp vận hành: - Max Gasoline - Max Distillate Những năm đầu vào hoạt động nhà máy lọc dầu Dung Quất sử dụng nguồn nguyên liệu dầu nhẹ Bạch Hổ năm nguyên liệu hỗn hợp dầu thơ Bạch Hổ dầu Dubai Qua cho ta thấy nguồn nguyên liệu dầu nhẹ ngày khan Nước ta có dự án NMLD số xử lý nguồn nguyên liệu dầu nặng nâng cấp Venezuela 16 0API 4.2 Nhà máy lọc dầu Long Sơn – Số [15] - Địa điểm đặt dự án: Khu cơng nghiệp dầu khí Long Sơn, Bà Rịa – Vũng Tàu - Vốn đầu tư: 6.2 tỷ USD - Diện tích: 650 - Chủ dầu tư: PetroVietnam 60%, PDVSA 40% - Công suất chế biến: 10 triệu tấn/năm, mở rộng thành 20 triệu tấn/năm - Nguyên liệu: Dầu thô tổng hợp Syncrude 160API - Thời gian dự kiến vào hoạt động: 2014 Thông tin nguyên liệu sản phẩm (bảng 4.1) Bảng 4.3: Thông số nguyên liệu sản phẩm nhà máy lọc dầu Nguyên liệu: Venezuela syncrude Sản phẩm Tính chất nguyên liệu Tên sản phẩm Tấn/năm Độ API 16 LPG 370000 Hệ số K _ Naphtha 361000 Tỉ trọng 15 C 0.9545 Mogas 1300000 Nhiệt độ điểm chảy ( C) _ Jet A1 1594000 Áp suất Reid _ DO 3449000 Hàm lượng lưu huỳnh tổng 3.34 Lưu huỳnh 238000 Cặn carbon (% khối lượng) 10.6 Cốc 1013000 + Thông tin công nghệ: (bảng 4.2) Nhà máy lọc dầu số với 13 cơng nghệ chưa xác định quyền Bảng 4.4: Thông tin công nghệ NMLD số Phân xưởng Ngàn thùng/ngày Bản quyền Phân xưởng chưng cất khí (CDU) 200.00 Chưa xác định Phân xưởng chưng cất chân không (VDU) 126.00 Chưa xác định Phân xưởng xử lý Naphtha hydro (NHT) 62.56 Chưa xác định Đồ án tốt nghiệp Tổng quan công nghệ nâng cấp dầu nặng Phân xưởng Reforming xúc tác (CCR) Phân xưởng xử lý kerozen hydro (KHDS) Phân xưởng xử lý gas oil hydro (GO HDS) Phân xưởng hydro cracking (HCK) Phân xưởng cracking xúc tác (FCC) Phân xưởng cốc hóa chậm (DC) Phân xưởng xử lý nước chua (SWS) Phân xưởng thu hồi lưu huỳnh (SRU) Phân xưởng isome hóa c5/c6 15.74 16.71 62.34 82.10 13.40 46.00 2693 kt/v 257 kt/v 9.95 Chưa xác định Chưa xác định Chưa xác định Chưa xác định Chưa xác định Chưa xác định Chưa xác định Chưa xác định Chưa xác định Phân xưởng steam reforming unit 189 kt/v Chưa xác định Đồ án tốt nghiệp Tổng quan công nghệ nâng cấp dầu nặng Đồ án tốt nghiệp Tổng quan công nghệ nâng cấp dầu nặng Hình 4.7: Sơ đồ cơng nghệ nhà máy lọc dầu Đồ án tốt nghiệp Tổng quan công nghệ nâng cấp dầu nặng 4.3 So sánh hai nhà máy Với nguồn nguyên liệu sử dụng khác nhau, NMLD Dung Quất sử dụng nguồn nguyên liệu chủ yếu dầu thô Bạch Hổ (dầu ngọt) lượng dầu có độ nhớt, hàm lượng lưu huỳnh thấp NMLD sử dụng nguyên liệu lượng dầu nặng Venezuela nâng cấp có độ API 16, hàm lượng lưu huỳnh cao nên có điểm khác công nghệ hai nhà máy: * Công suất làm việc hai nhà máy: Công suất nhà máy lọc dầu (10÷20 triệu tấn/năm) lớn so với nhà máy lọc dầu dung quất (6.5 triệu tấn/năm) cơng suất phân xưởng NMLD lớn phân xưởng tương ứng NMLD Dung Quất Sở dĩ có khác biệt nhà máy lọc dầu sử dụng nguyên liệu dầu nặng Venezuela nâng cấp, lượng nguyên liệu nhiều cung cấp lượng lớn việc chế biến dầu khí • Ngun liệu Bảng 4.5: So sánh tính chất nguyên liệu hai NMLD số Dung Quất Nguyên liệu Bạch Hổ BH + Dubai Venezuela 160API Tỉ trọng 0.8289 0.835 0.9545 Lưu huỳnh, wt% 0.03 0.35 3.34 Điểm chảy, C 33 27.6 _ CCR, wt% 0.62 1.14 10.6 Nguyên liệu sử dụng NMLD3 (Venezuela 16 API) có tỉ trọng, hàm lượng lưu huỳnh, Cặn carbon lớn nhiều so với nguyên liệu (Bạch Hổ, Bạch Hổ + Dubai) điều tạo nên khác biệt công nghệ hai nhà máy * Về công nghệ nhà máy: + Giống nhau: Một số thiết bị, phân xưởng bố trí giống nhau: - Bố trí thiết bị chưng cất khí quyển, thiết bị ổn định để phân tách sản phẩm khí naphtha - Fuel Gas LPG sản phẩm quan trọng sống, hai nhà máy tạo sản phẩm Do cơng nghệ hai nhà máy có phân xưởng xử lý khí thu hồi hai sản phẩm - Các cụm isomer hóa reforming xúc tác dùng để xử lý naphtha tạo sản phẩm có số octan cao, dùng để phối trộn xăng - Phân xưởng xử lý naphtha hydro + Khác nhau: - Với hàm lượng tạp chất cao, sử dụng cụm cracking xúc tác (RFCC) giống NMLD Dung Quất để xử lý khơng hiệu Trong NMLD số bố trí cụm chưng cất chân không để phân tách sâu cặn chưng cất khí - Phân đoạn cặn chân khơng có hàm lượng tạp chất cặn CCR cao nên tạo sản phẩm cốc sử dụng cơng nghệ thêm hydro khơng hiệu quả, nên NMLD sử dụng cụm cốc hóa để chuyển hóa cặn chân khơng - Bố trí cụm hydrocracking (HCK) để xử lý sản phẩm thu từ cụm cốc hóa - Dịng sản phẩm từ đáy HCK đưa qua FCC để xử lý * Sản phẩm Sự khác tính chất nguyên liệu nên tạo nên khác sản phẩm hai nhà máy Đồ án tốt nghiệp Tổng quan công nghệ nâng cấp dầu nặng Bảng 4.6: So sánh sản phẩm hai NMLD số Dung Quất NMLD Dung Quất Nhà máy lọc dầu Sản phẩm Tấn/ngày Sản phẩm Tấn/năm LPG 900÷1000 LPG 370000 Xăng A90 2900÷5100 Naphtha 361000 A92-95 2600÷2700 Mogas 1300000 JA1 650÷1250 Jet A1 1594000 FO 1000÷1100 DO 3449000 Propylene 320÷460 Lưu huỳnh 238000 Cốc 1013000 - NMLD số với nguyên liệu dầu nặng nâng cấp Venezuela độ API 16 chứa nhiều hợp chất nặng lưu huỳnh nên sản phẩm NMLD số có sản phẩm Cốc (1013000 tấn/năm), lưu huỳnh (238000 tấn/năm) - NMLD Dung Quất với nguyên liệu dầu nhẹ Bạch Hổ nên khơng có sản phẩm cốc, lưu huỳnh thay vào có sản phẩm nhẹ propylene (320÷460 tấn/ngày) 4.4 Dự án khu liên hợp lọc hóa dầu Nghi Sơn - Địa điểm đặt dự án: Khu kinh tế Nghi Sơn, Tĩnh Gia, Thanh Hóa - Vốn đầu tư: 6.2 tỷ USD - Diện tích: 325 - Chủ đầu tư: Gồm thành viên: PetroVietnam 25.1%, Công ty dầu lửa Kuwait (KPI) 35.1%, Cơng ty hố chất Mitsui - Nhật Bản (MCI) 4.7%, Công ty Idemitsu Kosan -Nhật Bản (IKC) 35.1% - Công suất chế biến: 10 triệu tấn/năm - Nguyên liệu: Dầu thô Kuwait - Thời gian dự kiến vào hoạt động: Cuối năm 2013 + Thông tin nguyên liệu sản phẩm Bảng 4.7: Thông tin nguyên liệu, sản phẩm khu liên hợp lọc hóa dầu Nghi Sơn Nguyên liệu 100% Kuwait Sản phẩm Tấn/năm Độ API 29.9 LPG 495.000 Hệ số K 11.84 Propylen 347.000 Tỷ trọng 150C 0.876 P-X 480.000 Nhiệt độ điểm chớp cháy ( C)