Đồ án tốt nghiệp: TÍNH TUỔI THỌ XÚC TÁC CỦA PHÂN XƯỞNG LCOHDT”.

Cùng với sự phát triển của xã hội, yêu cầu về chất lượng nhiên liệu trong đó có diesel ngày càng cao. Hàm lượng các chất độc hại đối với sức khỏe con người và môi trường (aromactics, lưu huỳnh, hợp chất nitơ, olefin) trong nhiên liệu diesel được qui định trong các tiêu chuẩn chất lượng ngày càng giảm, thậm chí với một số quốc gia tiến tới sản phẩm không còn lưu huỳnh. Tuy nhiên, đa số dầu thô hiện nay đều chứa hàm lượng các tạp chất lớn (đặc biệt là lưu huỳnh) vì vậy các phân đoạn nhận được sau các quá trình chế biến để pha trộn diesel đều chứa nhiều tạp chất. Các tạp chất này cần phải được loại bỏ để sản xuất được diesel thương phẩm đáp ứng được yêu cầu của thị trường. Mục đích của quá trình xử lý LCOHDT là để loại bỏ các tạp chất có hại (hợp chất của lưu huỳnh, hợp chất của nitơ, hợp chất của ôxy) và no hóa các olefin làm cho sản phẩm có độ ổn định màu và ổn định ôxy hóa tốt hơn. Nguyên liệu sau khi được xử lý sẽ là cấu tử tốt để pha trộn được diesel chất lượng cao. Hầu hết các phản ứng trong quá trình chuyển hóa hóa học của nhà máy lọc dầu đều sử dụng chất xúc tác. Nếu như không có xúc tác các quá trình này có thể không xảy ra hoặc xảy ra nhưng trải qua thời gian rất lâu, kéo dài hàng nghìn năm, và xảy ra ở điều kiện rất khắc nghiệt (nhiệt độ, áp suất rất cao mà con người không thể can thiệp được). Từ khi xúc tác được phát hiện và ứng dụng vào trong các quá trình hóa học giúp cho các phản ứng xảy ra ở điều kiện mền hơn rất nhiều (ở nhiệt độ, áp suất thấp hơn…). Rút ngắn thời gian của phản ứng còn vài giờ thậm chí vài giây phản ứng đã xảy ra và kết thúc, tiết kiệm thời gian, các quá trình tiến hành liên tục từ đó thu được hiệu quả kinh tế cao. Từ vai trò quan trọng của xúc tác trong các quá trình hóa học mà các công trình nghiên cứu về xúc tác không ngừng tìm tòi và cải tiến xúc tác ngày càng tốt hơn, hoạt tính, độ chọn lọc cao hơn, tuổi thọ dài hơn. Sau quá trình tìm hiểu về xúc tác em đã thực hiện đề tài “TÍNH TUỔI THỌ XÚC TÁC CỦA PHÂN XƯỞNG LCOHDT”.

LỜI CẢM ƠN

Được sự giới thiệu của nhà trường và sự đồng ý của ban lãnh đạo công ty Lọchóa dầu Bình Sơn nhà máy lọc dầu Dung Quất, em có điều kiện được làm đồ án tốtnghiệp tại nhà máy trong thời gian 2 tháng Đây là cơ hội cho em bổ sung nhữngkiến thức thực tế về lĩnh vực lọc hóa dầu và những tài liệu cần thiết để phục vụ cho

đề tài tốt nghiệp của mình

Em chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của các thầy cô Bộ môn côngnghệ chế biến Dầu và Khí của Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, ban lãnh đạonhà máy lọc Dầu Dung Quất, các anh chị nhân viên phòng kỹ thuật, phòng đào tạo

và đặc biệt là các anh ở cụm phân xưởng LCO-HDT đã tận tình giúp đỡ em hoànthành đề tài này cũng như quá trình thực tập tại nhà máy

Quảng Ngãi, ngày 14 tháng 05 năm 2012

Đồ Án Tốt Nghiệp ii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC BẢNG BIỂU VII DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT X LỜI MỞ ĐẦU XII CHƯƠNG I: TỔNG QUAN NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT 1

1.1 TỔNG QUAN: 1 1.2 CƠ CẤU TỔ CHỨC NHÀ MÁY: 2 1.2.1 Sơ đồ tổ chức công ty TNHH MTV Lọc hóa dầu Bình Sơn: 2

1.2.2 Sơ đồ tổ chức cụm phân xưởng: 2

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN PHÂN XƯỞNG XỬ LÝ LCO BẰNG HYDROGEN (LCO-HDT) 5

2.1 MỤC ĐÍCH: 5 2.2 NGUYÊN LIỆU: 5 2.3 NGUỒN H2 CHO PHÂN XƯỞNG LCO-HDT: 5 2.4 SẢN PHẨM: 6 2.5 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ: 9 2.6 THUYẾT MINH SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ: 11 2.7 MÔ TẢ VỀ QUÁ TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHÍNH: 12 2.8 CÁC THÔNG SỐ VẬN HÀNH VÀ THIẾT BỊ CHÍNH CỦA PHÂN XƯỞNG LCO_HDT: 13 a Thiết bị phản ứng R-2401: 13

b Các bình tách: 15

c Tháp chưng tách Stripper T-2401: 15

d Tháp làm khô chân không T-2403: 16

e Tháp hấp thụ amin T-2402: 18

18

CHƯƠNG III: TÍNH TUỔI THỌ XÚC TÁC CỦA PHÂN XƯỞNG LCO-HDT 19

3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH: 19 3.1.1 Các loại phản ứng của quá trình: 19

a Các phản ứng mong muốn: 19

b Những phản ứng không mong muốn: 21

3.1.2 Xúc Tác: 22

3.1.3 Các tạp chất của xúc tác: 24

3.1.4 Tái sinh xúc tác: 25

3.3 KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH: 34

3.3.1 Thông số vận hành: 343.3.2 Tính chất của nguyên liệu: 363.3.2 Sản phẩm: 39

3.4 HƯỚNG NGHIÊN CỨU ĐỂ TĂNG TUỔI THỌ XÚC TÁC: 40

KẾT LUẬN 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42

Đồ Án Tốt Nghiệp iv

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC BẢNG BIỂU VII DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT X LỜI MỞ ĐẦU XII CHƯƠNG I: TỔNG QUAN NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT 1

1.1 TỔNG QUAN: 1 Hình 1.1 Sơ đồ tổng thể vị trí nhà máy lọc dầu Dung Quất 1

1.2 CƠ CẤU TỔ CHỨC NHÀ MÁY: 2 1.2.1 Sơ đồ tổ chức công ty TNHH MTV Lọc hóa dầu Bình Sơn: 2

Hình 1.2 Sơ đồ tổ chức bộ máy công ty 2

1.2.2 Sơ đồ tổ chức cụm phân xưởng: 2

Hình 1.3 Sơ đồ tổ chức cụm phân xưởng 2

Hình 1.4 Sơ đồ các phân xưởng công nghệ trong nhà máy 4

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN PHÂN XƯỞNG XỬ LÝ LCO BẰNG HYDROGEN (LCO-HDT) 5

2.1 MỤC ĐÍCH: 5 2.2 NGUYÊN LIỆU: 5 2.3 NGUỒN H2 CHO PHÂN XƯỞNG LCO-HDT: 5 Bảng 2.1 Thành phần của dòng H2 bổ sung 5

2.4 SẢN PHẨM: 6 Bảng 2.2 Tính chất của sản phẩm LCO ở chế độ Max Distillate Mode 6

Bảng 2.3 Tính chất của sản phẩm LCO ở chế độ Max Gasoline Mode 7

Bảng 2.4 Tính chất của dòng Wild Naphtha 7

Bảng 2.5 Tính chất của dòng khí đã xử lý 8

2.5 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ: 9 Hình 2.1 Sơ đồ Vùng phản ứng của phân xưởng LCO-HDT 9

Hình 2.2 Sơ đồ vùng phân tách của phân xưởng LCO-HDT 10

2.6 THUYẾT MINH SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ: 11 2.7 MÔ TẢ VỀ QUÁ TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHÍNH: 12 2.8 CÁC THÔNG SỐ VẬN HÀNH VÀ THIẾT BỊ CHÍNH CỦA PHÂN XƯỞNG LCO_HDT: 13 a Thiết bị phản ứng R-2401: 13

Bảng 2.6 Thông số vận hành nhiệt độ SOR và EOR 13

Bảng 2.7 Thông số vận hành áp suất SOR và EOR 14

Hình 2.3 Tháp phản ứng R-2401 14

b Các bình tách: 15

Đồ Án Tốt Nghiệp v

Bảng 2.8 thông số vận hành nhiệt độ và áp suất 15

c Tháp chưng tách Stripper T-2401: 15

Bảng 2.9 Thông số vận hành tháp chưng tách 15

Hình 2.4 Tháp Stripper T-2401 16

d Tháp làm khô chân không T-2403: 16

Bảng 2.10 Thông số vận hành tháp làm kho chân không 17

Hình 2.5 Tháp làm khô T-2403 17

e Tháp hấp thụ amin T-2402: 18

18

CHƯƠNG III: TÍNH TUỔI THỌ XÚC TÁC CỦA PHÂN XƯỞNG LCO-HDT 19

3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH: 19 3.1.1 Các loại phản ứng của quá trình: 19

a Các phản ứng mong muốn: 19

b Những phản ứng không mong muốn: 21

3.1.2 Xúc Tác: 22

Bảng 3.1 Kích thước và khối lượng riêng của hạt đỡ xúc tác 22

23

Hình 3.1: Hình dạng xúc tác 23

Bảng 3.2 Nạp xúc tác vào tháp phản ứng 24

3.1.3 Các tạp chất của xúc tác: 24

3.1.4 Tái sinh xúc tác: 25

3.1.5 Nhiệt động học của quá trình HDT: 26

Bảng 3.3 Nhiệt của các phản ứng HDT 26

Hình 3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng aromatic trong sản phẩm 28 Bảng 3.4 Tỷ lệ các phản ứng theo nhiệt độ 28

3.1.6 Động học của phản ứng HDT: 29

3.2 CƠ SỞ TÍNH TUỔI THỌ XÚC TÁC CỦA PHÂN XƯỞNG LCO-HDT: 29 3.2.1 Các thông số tính toán : 29

3.2.2 Phương pháp ước tính thời gian sống của xúc tác và kết quả thu được:30 Hình 3.3 Đường làm việc thực tế của WABT theo Cycle life 31

Bảng 3.5 Thông số vận hành chuẩn của Axens 32

Hình 3.4 Đồ thị đường dự đoán (predict) theo Catalyst life 33

Hình 3.5 Đồ thị đường dự đoán (predict) theo thời gian (DOS) 34

3.3 KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH: 34 3.3.1 Thông số vận hành: 34

Đồ Án Tốt Nghiệp vi

Hình 3.6 LHSV trong thực tế 34

Hình 3.7 Ảnh hưởng của LHSV đến tuổi thọ xúc tác 35

Hình 3.8 Nhiệt độ WABT 36

Hình 3.9 Ảnh hưởng của WABT đến tuổi thọ xúc tác 36

3.3.2 Tính chất của nguyên liệu: 36

Hình 3.10 Hàm lượng S trong nguyên liệu 37

Hình 3.11 Ảnh hưởng của hàm lượng lưu huỳnh đến tuổi thọ xúc tác 37

Hình 3.12 Tỷ trọng của nguyên liệu 38

Hình 3.13 Ảnh hưởng của tỷ trọng đến tuổi thọ xúc tác 38

Hình 3.14 FBP của nguyên liệu 39

Hình 3.15 Ảnh hưởng của FBP đến tuổi thọ xúc tác 39

3.3.2 Sản phẩm: 39

Hình 3.16 Hàm lượng S trong sản phẩm 40

Hình 3.17 Ảnh hưởng hàm lượng S trong sản phẩm đến tuổi thọ xúc tác 40

3.4 HƯỚNG NGHIÊN CỨU ĐỂ TĂNG TUỔI THỌ XÚC TÁC: 40 Hình 3.18 Thời gian còn lại của xúc tác khi thay đổi S trong sản phẩm 41

KẾT LUẬN 41

TÀI LIỆU THAM KHẢO 42

Đồ Án Tốt Nghiệp vii

DANH MỤC BẢNG BIỂU

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC BẢNG BIỂU VII DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT X LỜI MỞ ĐẦU XII CHƯƠNG I: TỔNG QUAN NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT 1

1.1 TỔNG QUAN: 1 Hình 1.1 Sơ đồ tổng thể vị trí nhà máy lọc dầu Dung Quất 1

1.2 CƠ CẤU TỔ CHỨC NHÀ MÁY: 2 1.2.1 Sơ đồ tổ chức công ty TNHH MTV Lọc hóa dầu Bình Sơn: 2

Hình 1.2 Sơ đồ tổ chức bộ máy công ty 2

1.2.2 Sơ đồ tổ chức cụm phân xưởng: 2

Hình 1.3 Sơ đồ tổ chức cụm phân xưởng 2

Hình 1.4 Sơ đồ các phân xưởng công nghệ trong nhà máy 4

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN PHÂN XƯỞNG XỬ LÝ LCO BẰNG HYDROGEN (LCO-HDT) 5

2.1 MỤC ĐÍCH: 5 2.2 NGUYÊN LIỆU: 5 2.3 NGUỒN H2 CHO PHÂN XƯỞNG LCO-HDT: 5 Bảng 2.1 Thành phần của dòng H2 bổ sung 5

2.4 SẢN PHẨM: 6 Bảng 2.2 Tính chất của sản phẩm LCO ở chế độ Max Distillate Mode 6

Bảng 2.3 Tính chất của sản phẩm LCO ở chế độ Max Gasoline Mode 7

Bảng 2.4 Tính chất của dòng Wild Naphtha 7

Bảng 2.5 Tính chất của dòng khí đã xử lý 8

2.5 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ: 9 Hình 2.1 Sơ đồ Vùng phản ứng của phân xưởng LCO-HDT 9

Hình 2.2 Sơ đồ vùng phân tách của phân xưởng LCO-HDT 10

2.6 THUYẾT MINH SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ: 11 2.7 MÔ TẢ VỀ QUÁ TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHÍNH: 12 2.8 CÁC THÔNG SỐ VẬN HÀNH VÀ THIẾT BỊ CHÍNH CỦA PHÂN XƯỞNG LCO_HDT: 13 a Thiết bị phản ứng R-2401: 13

Bảng 2.6 Thông số vận hành nhiệt độ SOR và EOR 13

Bảng 2.7 Thông số vận hành áp suất SOR và EOR 14

Hình 2.3 Tháp phản ứng R-2401 14

Đồ Án Tốt Nghiệp viii

b Các bình tách: 15

Bảng 2.8 thông số vận hành nhiệt độ và áp suất 15

c Tháp chưng tách Stripper T-2401: 15

Bảng 2.9 Thông số vận hành tháp chưng tách 15

Hình 2.4 Tháp Stripper T-2401 16

d Tháp làm khô chân không T-2403: 16

Bảng 2.10 Thông số vận hành tháp làm kho chân không 17

Hình 2.5 Tháp làm khô T-2403 17

e Tháp hấp thụ amin T-2402: 18

18

CHƯƠNG III: TÍNH TUỔI THỌ XÚC TÁC CỦA PHÂN XƯỞNG LCO-HDT 19

3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH: 19 3.1.1 Các loại phản ứng của quá trình: 19

a Các phản ứng mong muốn: 19

b Những phản ứng không mong muốn: 21

3.1.2 Xúc Tác: 22

Bảng 3.1 Kích thước và khối lượng riêng của hạt đỡ xúc tác 22

23

Hình 3.1: Hình dạng xúc tác 23

Bảng 3.2 Nạp xúc tác vào tháp phản ứng 24

3.1.3 Các tạp chất của xúc tác: 24

3.1.4 Tái sinh xúc tác: 25

3.1.5 Nhiệt động học của quá trình HDT: 26

Bảng 3.3 Nhiệt của các phản ứng HDT 26

Hình 3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng aromatic trong sản phẩm 28 Bảng 3.4 Tỷ lệ các phản ứng theo nhiệt độ 28

3.1.6 Động học của phản ứng HDT: 29

3.2 CƠ SỞ TÍNH TUỔI THỌ XÚC TÁC CỦA PHÂN XƯỞNG LCO-HDT: 29 3.2.1 Các thông số tính toán : 29

3.2.2 Phương pháp ước tính thời gian sống của xúc tác và kết quả thu được:30 Hình 3.3 Đường làm việc thực tế của WABT theo Cycle life 31

Bảng 3.5 Thông số vận hành chuẩn của Axens 32

Hình 3.4 Đồ thị đường dự đoán (predict) theo Catalyst life 33

Hình 3.5 Đồ thị đường dự đoán (predict) theo thời gian (DOS) 34

3.3 KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH: 34

Đồ Án Tốt Nghiệp ix

3.3.1 Thông số vận hành: 34

Hình 3.6 LHSV trong thực tế 34

Hình 3.7 Ảnh hưởng của LHSV đến tuổi thọ xúc tác 35

Hình 3.8 Nhiệt độ WABT 36

Hình 3.9 Ảnh hưởng của WABT đến tuổi thọ xúc tác 36

3.3.2 Tính chất của nguyên liệu: 36

Hình 3.10 Hàm lượng S trong nguyên liệu 37

Hình 3.11 Ảnh hưởng của hàm lượng lưu huỳnh đến tuổi thọ xúc tác 37

Hình 3.12 Tỷ trọng của nguyên liệu 38

Hình 3.13 Ảnh hưởng của tỷ trọng đến tuổi thọ xúc tác 38

Hình 3.14 FBP của nguyên liệu 39

Hình 3.15 Ảnh hưởng của FBP đến tuổi thọ xúc tác 39

3.3.2 Sản phẩm: 39

Hình 3.16 Hàm lượng S trong sản phẩm 40

Hình 3.17 Ảnh hưởng hàm lượng S trong sản phẩm đến tuổi thọ xúc tác 40

3.4 HƯỚNG NGHIÊN CỨU ĐỂ TĂNG TUỔI THỌ XÚC TÁC: 40 Hình 3.18 Thời gian còn lại của xúc tác khi thay đổi S trong sản phẩm 41

KẾT LUẬN 41

TÀI LIỆU THAM KHẢO 42

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

WABT Weight Average Bed Temperature

LỜI MỞ ĐẦU

Cùng với sự phát triển của xã hội, yêu cầu về chất lượng nhiên liệu trong đó

có diesel ngày càng cao Hàm lượng các chất độc hại đối với sức khỏe con người vàmôi trường (aromactics, lưu huỳnh, hợp chất nitơ, olefin) trong nhiên liệu dieselđược qui định trong các tiêu chuẩn chất lượng ngày càng giảm, thậm chí với một sốquốc gia tiến tới sản phẩm không còn lưu huỳnh Tuy nhiên, đa số dầu thô hiện nayđều chứa hàm lượng các tạp chất lớn (đặc biệt là lưu huỳnh) vì vậy các phân đoạnnhận được sau các quá trình chế biến để pha trộn diesel đều chứa nhiều tạp chất.Các tạp chất này cần phải được loại bỏ để sản xuất được diesel thương phẩm đápứng được yêu cầu của thị trường Mục đích của quá trình xử lý LCO-HDT là để loại

bỏ các tạp chất có hại (hợp chất của lưu huỳnh, hợp chất của nitơ, hợp chất của ôxy)

và no hóa các olefin làm cho sản phẩm có độ ổn định màu và ổn định ô-xy hóa tốthơn Nguyên liệu sau khi được xử lý sẽ là cấu tử tốt để pha trộn được diesel chấtlượng cao

Hầu hết các phản ứng trong quá trình chuyển hóa hóa học của nhà máy lọcdầu đều sử dụng chất xúc tác Nếu như không có xúc tác các quá trình này có thểkhông xảy ra hoặc xảy ra nhưng trải qua thời gian rất lâu, kéo dài hàng nghìn năm,

và xảy ra ở điều kiện rất khắc nghiệt (nhiệt độ, áp suất rất cao mà con người khôngthể can thiệp được) Từ khi xúc tác được phát hiện và ứng dụng vào trong các quátrình hóa học giúp cho các phản ứng xảy ra ở điều kiện mền hơn rất nhiều (ở nhiệt

độ, áp suất thấp hơn…) Rút ngắn thời gian của phản ứng còn vài giờ thậm chí vàigiây phản ứng đã xảy ra và kết thúc, tiết kiệm thời gian, các quá trình tiến hành liêntục từ đó thu được hiệu quả kinh tế cao

Từ vai trò quan trọng của xúc tác trong các quá trình hóa học mà các côngtrình nghiên cứu về xúc tác không ngừng tìm tòi và cải tiến xúc tác ngày càng tốthơn, hoạt tính, độ chọn lọc cao hơn, tuổi thọ dài hơn Sau quá trình tìm hiểu về xúc

tác em đã thực hiện đề tài “TÍNH TUỔI THỌ XÚC TÁC CỦA PHÂN XƯỞNG LCO-HDT”.

Tuy nhiên, do hạn hẹp về thời gian cũng như kiến thức nên đề tài không thểtránh khỏi những thiếu sót Mong các thầy cô đóng góp ý kiến để đề tài hoàn thiệnhơn

Xin chân thành cảm ơn

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 vớitổng mức đầu tư hơn 3 tỷ USD, được xây dựng tại hai xã Bình Thuận và Bình Trịhuyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi

Công suất thiết kế của nhà máy là 6,5 triệu tấn dầu thô/năm tương đương với

Hình 1.1 Sơ đồ tổng thể vị trí nhà máy lọc dầu Dung Quất.

Tổng diện tích dự án được tính toán xấp xỉ là 338 hecta mặt đất và 471 hectamặt biển bao gồm như sau:

ngoại vi): 110 ha

• Hệ thống phao rót dầu không bến (SPM), đường ống ngầm dưới biển vàkhu vực vòng quay tàu: 336 ha (mặt biển).

1.2 Cơ cấu tổ chức nhà máy:

1.2.1 Sơ đồ tổ chức công ty TNHH MTV Lọc hóa dầu Bình Sơn:

Hình 1.2 Sơ đồ tổ chức bộ máy công ty.

1.2.2 Sơ đồ tổ chức cụm phân xưởng:

Hình 1.3 Sơ đồ tổ chức cụm phân xưởng.

• Cụm phân xưởng 1A bao gồm các phân xưởng sau:

- Phân xưởng 012 (NHT) xử lý Naphtha bằng Hydro

- Phân xưởng 013 (CCR) Reforming xúc tác liên tục

- Phân xưởng 023 (ISOM) đồng phân hóa Naphtha nhẹ

- Phân xưởng 011 (CDU) chưng cất dầu thô

- Phân xưởng 014 (KTU) xử lý Kerosene

- Phân xưởng 015 (RFCC) Cracking xúc tác tầng sôi cặn chưng cất khí quyển

- Phân xưởng 016 (LTU) xử lý LPG

- Phân xưởng 017 (NTU) xử lý Naphtha của phân xưởng RFCC

- Phân xưởng 021 (PRU) tách Propylene

- Phân xưởng 018 (SWS) xử lý nước chua

- Phân xưởng 019 (ARU) tái sinh Amine

- Phân xưởng 020 (CNU) trung hòa kiềm thải

- Phân xưởng 022 (SRU) thu hồi lưu huỳnh

- Phân xưởng 058 (ETP) xử lý nước thải

- Phân xưởng 032 hệ thống hơi nước và nước ngưng

- Phân xưởng 040 nhà máy điện

- 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 (RO) lọc nước Reserve Osmosis

- 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 (SPM) phao rót dầu không bến một điểm neo

- Phân xưởng 052 bể chứa sản phẩm

- Phân xưởng 053 trạm xuất sản phẩm bằng đường bộ

- Phân xưởng 081 cảng xuất sản phẩm

Hình 1.4 Sơ đồ các phân xưởng công nghệ trong nhà máy.

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN PHÂN XƯỞNG XỬ LÝ LCO BẰNG

HYDROGEN (LCO-HDT) 2.1 Mục đích:

Xử lý dòng LCO bằng hydro nhằm tách loại các hợp chất của S, N, O, kimloại và no hóa các hợp chất chưa bão hòa trong dòng nguyên liệu đến từ các phânxưởng:

 Dòng nguyên liệu LCO (light cycle oil) từ phân xưởng RFCC

 Dòng nguyên liệu từ phân xưởng chưng cất dầu thô: LGO và HGO

Công suất thiết kế của phân xưởng là 1320000 tấn/năm, công suất vậnhành tối thiểu là 50% của công suất thiết kế

 Max distillate Mode

Chức năng của phân xưởng LCO-HDT là xử lý toàn bộ LCO của phân xưởngRFCC, để làm nguyện liệu phối trộn Diezel

 Max Gasoline Mode

Khi RFCC vận hành ở chế độ cho sản phẩm xăng là lớn nhất, sản phẩm LCO

sẽ ít hơn, do đó dòng nguyên liệu vào phân xưởng LCO-HDT phải được bổ sungthêm dòng LGO và HGO từ CDU, để đảm bảo công suất vận hành của phân xưởng

Tổng 100.00

2.4 Sản phẩm:

 Phân xưởng LCO-HDT có các sản phẩm chính:

 LCO đã loại bỏ lưu huỳnh, nitơ, được đưa tới khu bể chứa để phối trộn sảnphẩm

 Dòng Wild Naphtha đưa trở lại phân xưởng RFCC

 Dòng khí đưa qua thiết bị hấp thụ khí acid sau đó đưa qua hệ thống khí đốtcủa nhà máy (Fuel Gas)

Bạch Hổ tối đa dầu Dầu hỗn hợp tối đa dầu

(2) Không thấp hơn chỉ số Cetane trong nguyên liệu.

Bảng 2.3 Tính chất của sản phẩm LCO ở chế độ Max Gasoline Mode.

Bạch Hổ tối đaxăng

Hỗn hợp tối đaxăng

165-Nitrogen, ppm wt

2.5 Sơ đồ công nghệ:

Hình 2.1 Sơ đồ Vùng phản ứng của phân xưởng LCO-HDT.

Hình 2.2 Sơ đồ vùng phân tách của phân xưởng LCO-HDT.

2.6 Thuyết minh sơ đồ công nghệ:

 Cụm phản ứng:

Nguyên liệu đầu tiên được đưa qua bộ lọc S-2401 A/B để tách bỏ các tạp chất

cơ học Sau đó, được đưa đến thiết bị tách ba pha D-2401, để ổn định dòng nguyênliệu, tách nước và khí hòa tan Nguyên liệu được bơm từ D-2401 bằng bơm P-2401A/B và dòng ra được trộn lẫn với khí tuần hoàn sau phản ứng và khí hydro bổ sung

từ phân xưởng CCR

Hỗn hợp này được gia nhiệt bởi dòng sản phẩm đi ra từ thiết bị phản ứng

R-2401, lần lượt qua các thiết bị trao đổi nhiệt tại E-2402 A-E, E-2401 Sau đó, đượcgia nhiệt đến nhiệt độ đầu vào của thiết bị phản ứng nhờ lò đốt gia nhiệt H-2401 Nhiệt độ của nguyên liệu trước khi vào R-2401 được điều khiển bởi một vònglặp điều khiển nhiệt độ TIC-047 để điều chỉnh nhiệt độ thông qua điều khiển lưulượng dòng khí đốt vào H-2401 Trong thiết bị phản ứng HDT R-2401 xảy ra quácác phản ứng gồm: HDS, HDN, HDO, HDM, phản ứng no hóa và kèm theo cả cácphản ứng phụ Dòng sản phẩm sau khi ra khỏi thiết bị phản ứng R-2401 được chialàm hai dòng với phần lớn dòng sản phẩm được sử dụng để gia nhiệt cho nguyênliệu phản ứng trong E-2401 và phần còn lại của dòng sản phẩm được sử dụng để gianhiệt nguyên liệu cho tháp chưng T-2401 qua thiết bị trao đổi nhiệt E-2404

Các dòng sản phẩm tách lại được trộn lại và dòng kết hợp được sử dụng để gianhiệt cho nguyên liệu trước lò phản ứng trong E-2402 E-A Dòng sản phẩm sau đóđược làm lạnh và ngưng tụ một phần trong thiết bị làm mát bằng không khí E-2403

Để tránh đóng cặn tạo muối amoni và nguy cơ của sự ăn mòn trong E-2403,nước được bơm vào tại đầu vào của E-2403 bằng bơm P-2402 A/B Dòng sảnphẩm sau khi làm lạnh từ E-2403 được đưa đến thiết bị tách 3 pha áp suất cao D-

2402 Tại đây hydrocarbon, nước chua và khí tuần hoàn được tách ra

Khí sau khi ra khỏi D-2402 một phần được đưa đến tháp hấp thụ amin để xử

lý khí chua T-2402 Còn phần lớn được chuyển đến thiết bị tách pha D-2403 Khí từD-2403 được nén trong máy nén C-2401 để sử dụng làm khí tuần hoàn Một phầncủa khí tuần hoàn được sử dụng như một lưu chất làm lạnh nhằm giảm nhiệt trong

lò phản ứng R-2401 Khí tuần hoàn còn lại được trộn với nguồn cấp hydro từ máynén khí C-2402 A/B Máy nén C-2402 A/B nhận nguồn hydro từ phân xưởng CCR

và được nén để duy trì áp suất hydro riêng phần cần thiết cho các phản ứnghydrotreating

 Cụm tách tinh chế sản phẩm:

Dòng hydrocarbon lỏng từ D-2402 trước tiên được gia nhiệt nhờ dòng sảnphẩm đáy từ tháp T-2403 tại E-2408 Sau đó tiếp tục được gia nhiệt nhờ dòng sảnphẩm đáy của tháp chưng T-2401 tại E-2406 A/B/C và cuối cùng được gia nhiệt bởidòng sản phẩm từ R-2401 tại E-2404 rồi đi vào tháp chưng sản phẩm T-2401

Khí đỉnh tháp chưng T-2401 được ngưng tụ qua thiết bị làm mát tại E-2405 vàđưa về thiết bị tách pha D-2406

Hydrocarbon lỏng (Naphtha) từ D-2406 được hồi lưu lại tháp chưng T-2401.Một phần Naphtha được đưa đến phân xưởng RFCC/CDU Nước chua từ D-2406được đưa đến tháp tách pha D-2405

Dòng sản phẩm đáy (LCO đã được xử lý) từ T-2401 được sử dụng gia nhiệt sơ

bộ cho dòng nguyên liệu vào T-2401 qua các thiết bị trao đổi nhiệt E-2406 A/B/C.Sau đó, dòng LCO được đưa vào thiết bị sấy chân không T-2403 nhằm táchnước khỏi LCO Hơi nước ra từ đỉnh tháp T-2403 được đưa qua thiết bị ngưng tụđỉnh tại thiết bị làm mát E-2407 và sau đó đưa vào thiết bị tách 3 pha D-2409 Khí

đi ra từ D-2409 được đưa đến H-2401 để làm nhiên liệu đốt Hydrocacbon lỏng tách

từ D-2409 được bơm P-2404A/B đưa tuần hoàn lại tháp T-2403

Sản phẩm đáy LCO từ T-2403 sau khi tách nước được bơm P-2405 A/B đi gianhiệt cho dòng nguyên liệu vào tháp T-2401 tại E-2408 LCO đã xử lý được làmmát tại E-2409 trước khi đi đến bể chứa LCO sản phẩm đã được xử lý bằnghydrotreating

Khí chua đến từ hai thiết bị tách pha D-2402 và D-2406 được đưa đến tháptách pha D-2407 trước khi vào tháp hấp thụ amine T-2402

thụ Amine T-2402 Dòng khí ngọt ra khỏi T-2402 có thể chứa những giọt amin bịcuốn theo sẽ được tách và thu hồi trong tháp tách pha D-2408 Dòng amine sau hấpthụ đi ra từ đáy tháp hấp thụ được đưa đến phân xưởng tái sinh Amine qua bộ điềukhiển lưu lượng LIC-040

2.7 Mô tả về quá trình điều khiển chính:

 Điều khiển mức chất lỏng trong D-2401.

Bình chứa D-2401 là tháp tách 3 pha nguyên liệu đầu vào, việc điều khiểnmức chất lỏng trong D-2401 ổn định rất quan trọng vì nó làm ổn định dòng nguyênliệu đầu vào cung cấp cho hoạt động phân xưởng Nên đây là yếu tố cần thiết đầutiên cho hoạt động ổn định của phân xưởng

Bộ điều khiển mức chất lỏng trong bình D-2401 tại phân xưởng có tên LIC-002 Thực hiện theo 2 cách:

024 Điều khiển mức chất lỏng trong D024 2401 thông qua độ mở van của van điềukhiển lưu lượng đặt sau bơm P-2401 A / B

- Hoặc điều khiển mức chất lỏng trong D-2401 thông qua độ mở van lưulượng của 2 dòng nguyên liệu vào là HGO và LGO từ phân xưởng CDU Trườnghợp sử dụng cả HGO và LGO khi nguyên liệu cho phân xưởng CDU là dầu trộn vàchế độ hoạt động của phân xưởng RFCC là max gasoline

024-PIC-014 tùy theo áp suất của bình D-2404

- Nếu áp suất thùng thấp thì tín hiệu đầu ra sẽ đưa đến bộ điều khiển

- Nếu áp suất thùng cao tín hiệu được đưa đến bộ điều khiển so sánh

024-PY-014 Vòng điều khiển này thực hiện nhiệm vụ so sánh giữa dòng chia sau máy nén

và dòng khí tuần hoàn từ tháp tách D-2402 Dòng nào có áp suất thấp hơn sẽ đượclàm tín hiệu cho độ mở van của dòng chia sau máy nén

 Điều khiển thiết bị phản ứng HDT (R-2401).

- Điều khiển nhiệt độ:

Nhiệt độ phản ứng là một thông số quan trọng thường được quan tâm nhấttrong quá trình điều khiển Nó không những ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng, chiềuhướng phản ứng mà còn liên quan đến hoạt tính của xúc tác cũng như tuổi thọ làmviệc của xúc tác

Điều khiển nhiệt độ ở đây sử dụng cấu trúc vòng điều khiển liên hợp(cascade) Với bộ điều khiển chính là bộ điều khiển nhiệt độ 024-TIC-047, biếnnhiệt độ đầu ra là tín hiệu đầu vào cho bộ điều khiển thứ hai 024-PIC-088 nhằmđiều khiển lưu lượng khí cần thiết đưa vào lò đốt heater H-2401để đạt nhiệt độ yêucầu theo như giá trị cài đặt nhiệt độ ở bộ 024-TIC-047

- Điều khiển khí tuần hoàn cho thiết bị phản ứng HDT (R-2401):

Việc tuần hoàn khí đưa vào giữa các tầng của các lớp xúc tác nhằm đạt đượchai mục đích vừa lấy nhiệt sau mỗi tầng phản ứng để khống chế nhiệt phản ứng vừa

Vì vậy, điều khiển dòng khí tuần hoàn cũng sử dụng cấu trúc vòng điều khiểnliên hợp (cascade) Thông qua bộ điều khiển nhiệt độ cần thiết tại các tầng xúc tác

là tín hiệu đầu vào cho bộ điều khiển lưu lượng thứ hai của dòng tuần hoàn đưa vào

để đạt được nhiệt độ yêu cầu tại đó

 Điều khiển tháp chưng Stripper T-2401.

- Điều khiển áp suất đỉnh tháp:

Áp suất của Stripper T-2401 được điều khiển bằng hai cách Điều khiển trựctiếp thông qua độ mở van của van đặt trước dòng Sweet Gas, hoặc điều khiển thôngqua áp suất của thùng D-2408

Mức chất lỏng ở đáy Stripper được điều khiển bởi một vòng điều khiển liênhợp Tín hiệu đầu ra bộ điều khiển mức chất lỏng tại đáy Stripper 024-LIC-021 làtín hiệu đầu vào của bộ điều khiển lưu lượng thứ hai 024-FIC-024, từ đó đưa ra độ

mở van thích hợp cho dòng sản phẩm đáy để đạt mức chất lỏng ở đáy Stripper theoyêu cầu

2.8 Các thông số vận hành và thiết bị chính của phân xưởng LCO_HDT:

a Thiết bị phản ứng R-2401:

- Nhiệt độ:

Bảng 2.6 Thông số vận hành nhiệt độ SOR và EOR.

- Áp suất:

Bảng 2.7 Thông số vận hành áp suất SOR và EOR.

- Đường kính tháp 3100 mm.

b Các bình tách:

Bảng 2.8 thông số vận hành nhiệt độ và áp suất.

MaxDistillate

MaxGasoline

Nhiệt độ nguyên