xây dựng mô hình mô phỏng và tối ưu hóa hoạt động phân xưởng ccr platforming nhà máy lọc dầu dung quất

NGUYỄN DUY THẮNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN DUY THẮNG KỸ THUẬT HÓA HỌC XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG VÀ TỐI ƢU HÓA HOẠT ĐỘNG PHÂN XƢỞNG CCR PLATFORMING NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT HÓA HỌC KHÓA 2013B Hà Nội – Năm 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN DUY THẮNG XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG VÀ TỐI ƢU HÓA HOẠT ĐỘNG PHÂN XƢỞNG CCR PLATFORMING NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT Chuyên ngành : KỸ THUẬT HÓA HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN THỊ MINH HIỀN Hà Nội – Năm 2015 Luận văn tốt nghiệp: Mô công nghệ CCR GVHD: PGS.TS.Nguyễn Thị Minh Hiền LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận văn công trình nghiên cứu thực cá nhân, thực hướng dẫn PGS TS Nguyễn Thị Minh Hiền Các số liệu, kết luận nghiên cứu trình bày luận văn trung thực chưa công bố hình thức Tôi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu Học viên Nguyễn Duy Thắng Học viên: Nguyễn Duy Thắng Trang Lớp: Cao học KTHH 2013B Luận văn tốt nghiệp: Mô công nghệ CCR GVHD: PGS.TS.Nguyễn Thị Minh Hiền LỜI CẢM ƠN Với lòng kính trọng biết ơn sâu sắc nhất, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS Nguyễn Thị Minh Hiền tận tình hướng dẫn, định hướng động viên suốt trình thực luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến kỹ sư Nguyễn Phú Huy, kỹ sư Đoàn Văn Hiến nhiệt tình hỗ trợ trình thực luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy cô công tác Viện Kỹ thuật Hóa học, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tận tình truyền đạt kiến thức quý báu, tảng để tiếp cận hoàn thành luận văn Xin trân trọng cảm ơn Viện đào tạo sau đại học, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian vừa qua Xin cảm ơn gia đình đồng nghiệp hỗ trợ tạo điều kiện tốt cho hoàn thành luận văn Học viên: Nguyễn Duy Thắng Trang Lớp: Cao học KTHH 2013B Luận văn tốt nghiệp: Mô công nghệ CCR GVHD: PGS.TS.Nguyễn Thị Minh Hiền DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BPSD - Barel Per Stream Day CCR - Catalytic Contimous Reforming NHT - Naphtha Hydrotreating RON - Research Octane Number MON - Motor Octan Number MCP Ai Ni Pi Ci NP IP LPG - Liquefied Petroleum Gas NMLD DQ HC PFR - Plug flow reactor BTX LHSV Liquid Hourly Space velocity MW - Molecular weight Wt-ppm SV Ke ki ∆Ti Học viên: Nguyễn Duy Thắng Thùng / ngày Reforming xúc tác liên tục Phân xưởng xử lý Naphtha hydro Trị số octan nghiên cứu Trị số octan động Methylcyclopentane Aromatic có i nguyên tử carbon Naphthene có i nguyên tử carbon Paraffin có i nguyên tử carbon Hydrocacbon có i nguyên tử carbon Normal paraffin Iso – paraffin Khí dầu mỏ hóa lỏng Nhà máy Lọc dầu Nhà máy lọc dầu Dung Quất Hydrocarbon Mô hình thiết bị dòng đẩy liên tục Benzene, Toluene, Xylene Tốc độ thể tích lỏng Khối lượng phân tử Phần triệu theo khối lượng Space velocity Hằng số cân phản ứng Hằng số tốc độ phản ứng phản ứng thứ i Độ giảm nhiệt độ thiết bị phản ứng thứ i Trang Lớp: Cao học KTHH 2013B Luận văn tốt nghiệp: Mô công nghệ CCR GVHD: PGS.TS.Nguyễn Thị Minh Hiền DANH MỤC BẢNG Bảng I.1: Sản phẩm Nhà máy lọc dầu Dung Quất 12 Bảng I.2: Thành phần nhóm hydrocacbon nguyên liệu sản phẩm 15 Bảng I.3: Tính chất xăng reforming xúc tác 16 Bảng I.4: Đặc trưng phân bố trị số octan xăng reforming RON = 83 .17 Bảng I.5: Các phản ứng xảy điều kiện thúc đẩy phản ứng 19 Bảng 1.6: Thông số nhiệt động học phản ứng reforming hydrocacbon C6 .24 Bảng 1.7: Vận tốc hiệu ứng nhiệt phản ứng reforming quan trọng .25 Bảng I.8: Một số đặc trưng xúc tác reforming 29 Bảng I.9: Ảnh hưởng chất gây ngộ độc xúc tác giới hạn .31 Bảng I.10: Sự cải tiến xúc tác công nghệ reforming xúc tác giới 36 Bảng I.11: Các Nhà quyền đầu công nghệ reforming xúc tác 36 Bảng I.12: Các yêu cầu nguyên liệu phân xưởng Reforming xúc tác .47 Bảng I 13: Thành phần xăng reformate 47 Bảng I.14: Tính chất xăng reformate nhà máy lọc dầu Dung Quất .47 Bảng I.15: Thành phần khí hydro Phân xưởng refoming xúc tác 48 Bảng 1.16: Thành phần LPG chưa ổn định NMLD Dung Quất 48 Bảng I.17: Lượng xúc tác sử dụng cho phân xưởng CCR NMLD Dung Quất .49 Bảng II.1: Số phản ứng lượng hoạt hóa mô hình Krane 61 Bảng II 2: Thông số nhiệt động học cấu tử paraffin 63 Bảng II 3: Thông số ảnh hưởng áp suất đển tốc độ phản ứng .65 Bảng II 4: Hằng số tốc độ phản ứng mô hình To = 493oC .67 Bảng II 5: Các thông số để tạo cấu tử giả 68 Bảng II 6: Các thông số ước tính RON 70 Bảng II.7: Giá trị RON cấu tử 70 Bảng II.8: Thông số động học phản ứng lò phản ứng thứ 73 Bảng II.9: Thông số động học phản ứng lò phản ứng thứ hai 74 Bảng II.10: Thông số động học phản ứng lò phản ứng thứ ba 75 Bảng II.11: Thông số động học phản ứng lò phản ứng thứ tư 76 Bảng II.12: Thành phần cấu tử dòng nguyên liệu 78 Bảng II 13: Kích thước để mô thiết bị PFR 79 Bảng II.14: Các thông số mô tháp ổn định 80 Bảng III 1: So sánh kết Reformate từ mô NMLD Dung Quất .84 Bảng III 2: So sánh kết dòng LPG từ mô NMLD Dung Quất .86 Bảng III 3: So sánh kết H2 tinh khiết từ mô NMLD Dung Quất 87 Bảng III 4: Phân bố xúc tác thiết bị phản ứng 91 Bảng III.5: Tối ưu sản lượng xăng Reformate 106 Bảng III.6: Tối ưu hóa tiêu thụ lượng 107 Học viên: Nguyễn Duy Thắng Trang Lớp: Cao học KTHH 2013B Luận văn tốt nghiệp: Mô công nghệ CCR GVHD: PGS.TS.Nguyễn Thị Minh Hiền DANH MỤC HÌNH VẼ Hình I.1: Phương pháp luận nghiên cứu 10 Hình I.2: Sơ đồ vị trí nhà máy .11 Hình I.3: Sơ đồ công nghệ NMLD Dung Quất .14 Hình I.4: Sơ đồ phản ứng trình reforming xúc tác 19 Hình I.5: Cân chức axit – kim loại chiều hướng tạo sản phẩm .28 Hình I.6: Các bước trình tái sinh xúc tác 33 Hình I.7: Sơ đồ đơn giản công nghệ bán tái sinh 38 Hình I.9: Sơ đồ công nghệ PLATFORMING UOP 40 Hình I.8: Thiết bị phản ứng CCR 39 Hình I.10: Sơ đồ công nghệ OCTANIZING IFP 41 Hình I.11 Khả chuyển hóa Naphtha điều kiện vận hành 42 Hình I.12: Sự phụ thuộc hiệu suất phản ứng vào áp suất 44 Hình I.13: Ảnh hưởng áp suất vận hành lên tốc độ tạo cốc 44 Hình I.14: Ảnh hưởng tỷ lệ H2/HC lên tốc độ tạo cốc 45 Hình I.15: Sơ đồ khối phân xưởng CCR NMLD Dung Quất 45 52 Hình II.1: Sự phát triển mô hình động học CCR 58 Hình II.2: Một số mô hình động học công bố 59 Hình II.3: Chuỗi phản ứng benzene 62 Hình II.4: Mô hình phản ứng trình reforming naphtha nặng 66 Hình II 5: Các thông số UniSim dự đoán cho gói cấu tử giả i-paraffin .69 Hình II.6: Thiết lập phản ứng isome hóa i-hexan n-hexan .77 Hình II.7: Các công cụ phản ứng cụm thiết bị thứ .80 Hình II.8: Sơ đồ mô chu trình làm lạnh propan 81 Hình II.9: Sơ đồ mô cụm thiết bị Recovery Plus System 82 Hình II.10: Sơ đồ mô công nghệ CCR .83 Hình III 1: Đường cong chưng cất D86 nguyên liệu reformate 85 Hình III.2: Cân vật chất 88 Hình III.3: Cân lượng 90 Hình III.4: Sự thay đổi nhiệt độ thiết bị phản ứng .90 Hình III.5: Sự thay đổi thành phần hydrocarbon thiết bị phản ứng .92 Hình III 6: Sự thay đổi nồng độ paraffin thiết bị phản ứng 93 Hình III.7: Sự thay đổi nồng độ naphthene thiết bị phản ứng .94 Hình III.8: Sự thay đổi thành phần aromatic thiết bị phản ứng .94 Hình III.9: Sự thay đổi thành phần hydro hydrocarbon thiết bị 95 Hình III.10: Sự thay đổi lưu lượng sản phẩm theo nhiệt độ đầu vào 96 Hình III.11: Sự thay đổi chất lượng reformate theo nhiệt độ đầu vào 96 Hình III.12: Thành phần hydrocarbon sau phản ứng nhiệt độ vào thay đổi 97 Hình III.13: Sự thay đổi độ giảm nhiệt độ thay đổi nhiệt độ đầu vào .97 Hình III.14: Sự thay đổi chất lượng reformate áp suất thay đổi .98 Hình III.15: Độ giảm nhiệt độ áp suất thay đổi .99 Hình III.16: Sự thay đổi thành phần sản phẩm sau phản ứng theo áp suất 99 Học viên: Nguyễn Duy Thắng Trang Lớp: Cao học KTHH 2013B Luận văn tốt nghiệp: Mô công nghệ CCR GVHD: PGS.TS.Nguyễn Thị Minh Hiền Hình III.17: Sự thay đổi lượng sản phẩm theo tốc độ nạp liệu 100 Hình III.18: Sự thay đổi thành phần hydrocarbon theo tốc độ nạp liệu 101 Hình III.19: Sự thay đổi chất lượng reformate theo tốc độ nạp liệu 101 Hình III.20: Sự thay đổi độ giảm nhiệt độ theo tốc độ nạp liệu 102 Hình III.21: Sự thay đổi thành phần dòng sau phải ứng theo tỷ lệ H2/HC 103 Hình III.22: Sự thay đổi lượng sản phẩm theo tỷ lệ H2/HC 104 Hình III.23: Sự thay đổi chất lượng reformate theo tỷ lệ H2/HC 105 Hình III.24: Giao diện công cụ Optimiser UniSim .106 Học viên: Nguyễn Duy Thắng Trang Lớp: Cao học KTHH 2013B Luận văn tốt nghiệp: Mô công nghệ CCR GVHD: PGS.TS.Nguyễn Thị Minh Hiền LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN…… DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU……… CHƢƠNG I TỔNG QUAN 10 I.1 Phương pháp luận nghiên cứu 10 I.2 Tổng quan NMLD Dung Quất 11 I.2.1 Địa điểm sơ đồ bố trí Nhà máy 11 I.2.2 Nguyên liệu sản phẩm .12 I.2.3 Sơ đồ công nghệ 12 I.3 Quá trình phát triển công nghệ Reforming 15 I.3.1 Nguyên liệu sản phẩm .15 I.3.2 Cơ sở hóa học trình Reforming 18 I.3.3 Nhiệt động học điều kiện phản ứng 24 I.3.4 Xúc tác trình Reforming 25 I.3.5 Lịch sử phát triển công nghệ Reforming .35 I.3.6 Một số công nghệ Reforming 37 I.3.7 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình Reforming xúc tác .41 I.4 Giới thiệu phân xưởng CCR NMLD Dung Quất 45 I.4.1 Nguyên liệu 46 I.4.2 Sản phẩm .47 I.4.3 Xúc tác 48 I.4.4 Các thiết bị 49 I 50 .50 50 52 CHƢƠNG II MÔ PHỎNG PHÂN XƢỞNG CCR PLATFORMING 54 II.1 Giới thiệu tổng quan phần mềm mô 54 II.1.1 Vai trò phần mềm mô công nghệ hóa học 55 II.1.2 Phần mềm UniSim .56 II.2 Lựa chọn mô hình động học mô trình phản ứng CCR 57 II.2.1 Các mô hình nghiên cứu 57 II.2.2 Ưu điểm mô hình gói phản ứng (lumps) 59 II.2.3 Mô hình động học Krane .60 Học viên: Nguyễn Duy Thắng Trang Lớp: Cao học KTHH 2013B Luận văn tốt nghiệp: Mô công nghệ CCR GVHD: PGS.TS.Nguyễn Thị Minh Hiền II.3 Xây dựng mô phân xưởng CCR NMLD Dung Quất 68 II.3.1 Xây dựng gói cấu tử .68 II.3.2 Xác đinh giá trị octane number (RON) 69 II.3.3 Thiết lập phản ứng 71 II.3.4 Xây dựng dòng nguyên liệu điều kiện vận hành .77 II.3.5 Thiết lập thiết bị phản ứng .79 II.3.6 Thiết lập tháp ổn định 80 II.3.7 Thiết lập cụm thiết bị Recovery Plus System 80 CHƢƠNG III NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ 84 III.1 Kết mô so sánh với thực nghiệm 84 III.1.1 Kết dòng xăng reformate 84 III.1.2 Kết dòng LPG chưa ổn định .86 III.1.3 Kết dòng hydro kỹ thuật .87 III.2 Cân vật chất cân lượng 88 III.2.1 Cân vật chất 88 III.2.2 Cân lượng 89 III.3 Khảo sát thông số theo lưu trình thiết bị 90 III.3.1 Khảo sát thay đổi nhiệt độ 90 III.3.2 Khảo sát thay đổi thành phần cấu tử 92 III.4 Khảo sát ảnh hưởng thông số công nghệ 96 III.4.1 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ 96 III.4.2 Khảo sát ảnh hưởng áp suất .98 III.4.3 Khảo sát ảnh hưởng tốc độ nạp liệu thể tích (LHSV) 100 III.4.4 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ H2/Hydrocarbon .102 III.5 Tối ưu hóa thông số công nghệ 105 III.5.1 Tối ưu hóa công nghệ để tăng sản lượng xăng reformate .105 III.5.2 Tối ưu hóa lượng phân xưởng 107 CHƢƠNG IV KẾT LUẬN 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO 110 Học viên: Nguyễn Duy Thắng Trang Lớp: Cao học KTHH 2013B Luận văn tốt nghiệp: Mô công nghệ CCR GVHD: PGS.TS.Nguyễn Thị Minh Hiền hydrocracking tỏa nhiệt Tuy nhiên, tăng nhiệt độ phản ứng lên cao 550oC tổng độ giảm nhiệt độ có xu hướng chậm lại Nhìn chung, chất lượng sản lượng reformate thay đổi ngược chiều nhau, cần ý chọn nhiệt độ vận hành thích hợp đảm bảo khả chuyển hóa tạo hydrocacbon thơm đảm bảo số octan theo yêu cầu tránh việc tạo cốc tăng nhiệt độ Dựa vào phân tích nhiệt độ tối ưu 540 – 555oC III.4.2 Khảo sát ảnh hƣởng áp suất Các phản ứng reforming xúc tác phản ứng tăng thể tích, điển hình phản ứng dehydro hóa naphthene thành aromatic phản ứng dehydro hóa đóng vòng paraffin thành aromatic Vì theo quan điểm nhiệt động học áp suất tăng cản trở trình tăng thể tích, có nghĩa cản trở phản ứng tạo aromatic reforming xúc tác Do làm giảm chất lượng sản phẩm, điều phù hợp tiến hành kiểm tra mô hình mô hình III.14 tăng áp suất hàm lượng aromatic giảm nên ghỉ số RON giảm Thay đổi hàm lƣợng Aromatic RON theo áp suất RON 102.50 % mol 77.5 102.40 77 102.30 102.20 76.5 102.10 102.00 76 101.90 101.80 75.5 11 13 15 Áp suất (kg/cm2-g) RON % mole Aromatic Hình III.14: Sự thay đổi chất lƣợng reformate áp suất thay đổi Theo tài liệu [42] áp suất phản ứng ảnh hưởng đến cấu trúc sản phẩm, yêu cầu nhiệt độ thiết bị phản ứng tốc độ tạo cốc Giảm áp suất tăng hydro hiệu suất reformate, giảm nhiệt độ đòi hỏi để tạo số octan sản phẩm tăng tốc độ tạo cốc phản ứng cracking xảy mạnh làm tăng khả tạo cốc, cần chọn Học viên: Nguyễn Duy Thắng Trang 98 Lớp: Cao học KTHH 2013B Luận văn tốt nghiệp: Mô công nghệ CCR GVHD: PGS.TS.Nguyễn Thị Minh Hiền áp suất làm việc phù hợp để khống chế việc tạo cốc đáp ứng yêu cầu sản phẩm Độ giảm nhiệt độ theo áp suất oC 160 140 120 100 80 60 40 20 11 Áp suất Delta T1 Delta T2 13 15 (kg/cm2-g) Delta T3 Delta T4 Total Delta T Hình III.15: Độ giảm nhiệt độ áp suất thay đổi Hình III.15 cho thấy độ giảm nhiệt độ thiết bị phản ứng đi, thể phản ứng thu nhiệt có ích xảy chậm tăng áp suất Vì vậy, tăng áp suất sản phẩm thu có hàm lượng parafine tăng aromatic giảm (do phản ứng dehydro hóa naphten bị cản trở điều thể hình III.16 Vì vậy, nên lựa chọn áp suất vận hành khoảng 5-6.5kg/cm2-g (phù hợp với nhận xét áp suất thiết kế hệ thống thiết bị phân xưởng này) Sự thay đổi thành phần sản phẩm sau phản ứng theo áp suất % mol 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% % Paraffine % Naphten % Aromatic Áp suất 11 13 15 (kg/cm2-g) Hình III.16: Sự thay đổi thành phần sản phẩm sau phản ứng theo áp suất Học viên: Nguyễn Duy Thắng Trang 99 Lớp: Cao học KTHH 2013B Luận văn tốt nghiệp: Mô công nghệ CCR GVHD: PGS.TS.Nguyễn Thị Minh Hiền III.4.3 Khảo sát ảnh hƣởng tốc độ nạp liệu thể tích (LHSV) Để khảo sát ảnh hương tốc độ nạp liêu thể tích ta cố định nhiệt độ áp suất phản ứng Khi tăng lưu lượng nguyên liệu giảm thể tích xúc tác thiết bị phản ứng làm tốc độ nạp liệu riêng thể tích, làm giảm thời gian tiếp xúc nguyên liệu với xúc tác hay nói cách khác làm giảm thời gian phản ứng Thay đổi lƣu lƣợng sản phẩm theo LHSV 7000 120000 6000 100000 5000 80000 4000 60000 3000 40000 2000 20000 1000 0 1.50 2.00 2.50 3.00 Lưu lượng (kg/h) Lưu lượng (kg/h) 140000 Reformate Total H2 LPG Net H2 3.50 LHSV (h-1) Hình III.17: Sự thay đổi lƣợng sản phẩm theo tốc độ nạp liệu Hình III.17 cho thấy tốc độ nạp liệu tăng lưu lượng khối lượng tất dòng sản phẩm tăng lên Riêng lưu lượng dòng “Total H2” có xu hướng tăng Điều giải thích sau: Khi tốc độ nạp liệu tăng lên, lưu lượng dòng H2 tuần hoàn vào thiết bị phản ứng giữ cố định dòng sản phẩm khác xăng Reformate LPG tăng lên thực chất tăng công suất, nghĩa nguyên liệu đầu vào tăng lên sản phẩm đầu tăng theo chất lượng sản phẩm xăng Reformate thấy dưới; dòng H2 tổng tăng nhẹ cố định lưu lượng dòng H2 Recycle Tiến hành khảo sát ảnh hưởng thay đổi LHSV đến chất lượng sản phẩm (hàm lượng Aromatic RON dòng xăng Reformate) ta thu kết sau: Khi tăng tốc độ nạp liệu làm tăng hiệu suất tạo xăng Reformate đồng thời làm giảm chất lượng xăng, điều rõ hình III.18 Học viên: Nguyễn Duy Thắng Trang 100 Lớp: Cao học KTHH 2013B Luận văn tốt nghiệp: Mô công nghệ CCR GVHD: PGS.TS.Nguyễn Thị Minh Hiền % mole Thay đổi thành phần Hydrocacbon theo LHSV 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% % Paraffine % Naphthene % Aromatic 1.5 2.5 LHSV 3.5 (h-1) Hình III.18: Sự thay đổi thành phần hydrocarbon theo tốc độ nạp liệu Khi LHSV tăng lên thành phần Aromatic giảm, Naphthene tăng nhẹ Paraffin tăng lên Điều giải thích tăng LHSV thời gian phản ứng nguyên liệu giảm dẫn đến trình chuyển hóa thành sản phẩm Aromatic giảm (có thể nói cách đơn giản nguyên liệu chưa chuyển hóa triệt để) mà hàm lượng Paraffin tăng lên Aromatic giảm xuống Thay đổi chất lƣợng Reformate theo LHSV % mole RON 106.0 85 84 83 82 81 80 79 78 77 76 75 105.0 104.0 103.0 102.0 101.0 1.5 2.5 LHSV (h-1) % Mole Aromatic 3.5 RON Hình III.19: Sự thay đổi chất lƣợng reformate theo tốc độ nạp liệu Học viên: Nguyễn Duy Thắng Trang 101 Lớp: Cao học KTHH 2013B Luận văn tốt nghiệp: Mô công nghệ CCR GVHD: PGS.TS.Nguyễn Thị Minh Hiền Đồ thị hình III.19 cho thấy RON giảm mạnh từ 105 xuống 101.7 LHSV tăng từ 1.5 lên 3.5 Khi tăng tốc độ nạp liệu > 3.0 h-1 RON Reformate giảm không đạt giá trị >102 theo yêu cầu Vì vậy, áp suất nhiệt độ khảo sát cần trì tốc độ nạp liệu LHSV ≤ 3.0 h-1 để đạt giá trị RON mong muốn Độ giảm nhiệt độ - LHSV oC 180 160 140 120 100 80 60 40 20 1.5 2.5 LHSV (h-1) oC 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Delta T1 Total Delta T Delta T2 Delta T3 Delta T4 3.5 Hình III.20: Sự thay đổi độ giảm nhiệt độ theo tốc độ nạp liệu Từ đồ thị hình III.20, ta thấy tăng giá trị LHSV độ giảm nhiệt độ thiết bị phản ứng tăng lên dẫn đến Delta T tổng thiết bị phản ứng tăng theo chứng tỏ phản ứng có lợi tiếp tục xảy thiết bị phản ứng sau chưa phản ứng hết thiết bị đầu tốc độ nạp liệu cao Tuy nhiên, lập luận trên, cần trì LHSV để reformate có RON >102 Vì giá trị LHSV nên nằm khoảng 2.5 – 3.0 h-1 gần 3.0 h-1 tốt III.4.4 Khảo sát ảnh hƣởng tỷ lệ H2/Hydrocarbon Từ khảo sát ảnh hưởng thay đổi LHSV đến thông số công nghệ mục trên, ta thấy giá trị LHSV tối ưu xấp xỉ 3.0 h-1 Để xem xét tiếp ảnh hưởng tỷ lệ H2/HC đến thông số công nghệ ta cố định giá trị LHSV=2.891 h-1 theo điều kiện vận hành phân xưởng CCR NMLD Dung Quất để tiến hành khảo sát Khi tăng tỷ lệ H2/HC (bằng cách cố định giá trị dòng H2 Recycle giảm lưu lượng dòng Feed vào thiết bị phản ứng cố định lưu lượng dòng Feed tăng lưu lượng dòng H2 Recycle), nhìn chung theo tài liệu [42] việc Học viên: Nguyễn Duy Thắng Trang 102 Lớp: Cao học KTHH 2013B Luận văn tốt nghiệp: Mô công nghệ CCR GVHD: PGS.TS.Nguyễn Thị Minh Hiền tăng tỷ lệ H2/HC đồng nghĩa với việc đẩy nguyên liệu naphtha qua thiết bị nhanh làm tăng độ giảm nhiệt độ qua thiết bị phản ứng phản ứng thu nhiệt tạo Ngoài ra, tăng H2/HC gây ảnh hưởng sau: – Ức chế phản ứng tạo nhiều H2, ví dụ phản ứng n-C7 tạo thành Toluene phản ứng làm tăng ON từ lên xấp xỉ 120 Khiến cân phản ứng chuyển dịch theo chiều nghịch làm giảm sản phẩm có lợi – Kích thích phản ứng tiêu thụ hydro phản ứng hydrocracking Làm phản ứng xảy nhanh sản phẩm no nhiều sản phẩm nhẹ tăng (cụ thể thu nhiều LPG hơn) Ngoài ra, phản ứng Hydrocracking tạo sản phẩm tính chọn lọc Tuy vậy, lượng khí Hydro quay vòng lớn có tác dụng “cuốn” sản phẩm chất ngưng tụ khỏi xúc tác cung cấp hydro sẵn sàng cho phản ứng nên giảm tốc độ tạo cốc Đồ thị hình III.21 thể thay đổi thành phần sản phẩm tăng tỷ lệ H2/HC % mole Thay đổi thành phần HC theo tỷ lệ H2/HC 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% % mole Paraffine % mole Naphthene % mole Aromatic 2.5 Tỷ lệ H2/HC 3.5 Hình III.21: Sự thay đổi thành phần dòng sau phải ứng theo tỷ lệ H2/HC Từ đồ thị ta thấy, tăng tỷ lệ H2/HC hàm lượng Paraffin dòng Reformate tăng lên, thành phần Naphthene gần thay đổi thành phần Aromatic giảm Điều giải thích sau, tăng tỷ lệ H2/HC lưu lượng H2 thiết bị phản ứng tăng lên khiến sản phẩm đói (chứa nôi đôi vòng) bị no hóa tạo thành Paraffin Ngoài ra, tỷ lệ H2/HC tăng làm tăng phản ứng Học viên: Nguyễn Duy Thắng Trang 103 Lớp: Cao học KTHH 2013B Luận văn tốt nghiệp: Mô công nghệ CCR GVHD: PGS.TS.Nguyễn Thị Minh Hiền hydrocracking phản ứng tạo nhiều paraffin Bên cạnh thúc đẩy phản ứng hydrocracking xảy nhanh mạnh tỷ lệ H2/HC tăng lại gây ức chế cho cân phản ứng tạo Aromatic mà hàm lượng Aromatic dòng xăng Reformate giảm xuống 120000 6000 100000 5000 80000 4000 60000 3000 40000 2000 20000 1000 Lưu lượng (kg/h) Lưu lượng (kg/h) Thay đổi lƣợng sản phẩm theo tỷ lệ H2/HC Reformate Total H2 LPG Net H2 2.5 3.5 Tỷ lệ H2/HC Hình III.22: Sự thay đổi lƣợng sản phẩm theo tỷ lệ H2/HC Hình III.22 cho thấy tăng tỷ lệ H2/HC, lượng hydro tuần hoàn cần nhiều tỷ lệ với H2/HC nồng độ hydro dòng tuần hoàn ổn định Lượng sản phẩm reformate tăng nhẹ chất lượng giảm mạnh thể hình III.23 Vì vậy, cần phải khảo sát reformate có đảm bảo yêu cầu chất lượng (RON > 102) hay không Khi tỷ lệ H2/HC cao tốc độ tạo cốc xúc tác giảm thời gian làm việc xúc tác kéo dài Tuy vậy, tỷ lệ lớn dẫn tới giảm sản lượng nhà máy, tiêu tốn lượng nhiệt đáng kể, đồng thời làm tăng trở lực thủy động thể tích thiết bị ống dẫn Mặt khác hầu hết nhà máy sử dụng công nghệ tái sinh liên tục, làm việc tỷ lệ H2/HC tương đối thấp mà không bị ảnh hưởng trình tạo cốc gây hoạt tính xúc tác Theo kết đồ thị hình III.22, tỷ lệ H2/HC tăng lên lưu lượng dòng Reformate tăng nhẹ khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ H2/HC đến chất lượng Reformate thấy chất lượng dòng Reformate giảm xuống rõ rệt Cụ thể, dựa vào đồ thị hình III.23 hàm lượng Aromatic RON Reformate giảm mạnh tỷ lệ H2/HC tăng lên Điều giải thích sau: tăng tỷ Học viên: Nguyễn Duy Thắng Trang 104 Lớp: Cao học KTHH 2013B Luận văn tốt nghiệp: Mô công nghệ CCR GVHD: PGS.TS.Nguyễn Thị Minh Hiền lệ H2/HC sản phẩm no thúc đẩy phản ứng hydrocracking phản ứng tạo Aromatic mà hàm lượng Aromatic dòng Refomate giảm mạnh dẫn đến RON xăng Reformate giảm % mol Thay đổi chất lƣợng reformate theo tỷ lệ H2/HC 85 RON 103.5 83 103.0 81 102.5 79 102.0 77 101.5 75 101.0 2.00 2.50 3.00 3.50 Tỷ lệ H2/HC % Mole Aromatic 4.00 RON Hình III.23: Sự thay đổi chất lƣợng reformate theo tỷ lệ H2/HC Từ kết luận tỷ lệ H2/HC tăng lưu lượng dòng xăng Reformate tăng, để đảm bảo RON lớn 102 ta lựa chọn tỷ lệ H2/HC khoảng từ 3.0 đến 3.5 đảm bảo lượng chất dòng Reformate III.5 Tối ƣu hóa thông số công nghệ III.5.1 Tối ƣu hóa công nghệ để tăng sản lƣợng xăng reformate Như vậy, phần mô ta tiến hành mô phân xưởng CCR Platforming NMLD Dung Quất điều kiện vận hành quy 100% công suất thiết kế, kết cho thấy công suất đầu vào công suất thiết kế 139.8m3/h, dòng nguyên liệu có khối lượng 104262.8kg/h điều kiện LHSV = 2.891; tỷ lệ H2/HC=3.15 dòng reformate thu 96348.02 kg/h có RON= 101.8 dòng Reformate thu từ NMLD Dung Quất 92566 kg/h có RON= 102.43 thiết kế 92224 kg/h RON=102 Như vậy, ta thấy có khả tối ưu lượng Reformate cho nhà máy mà đạt RON=102 yêu cầu thiết kế, cách thay đổi nhiệt độ phản ứng tỷ lệ H2/HC Ở không khảo sát đến áp suất thiết bị chế tạo để hoạt động khoảng áp suất định, tùy tiện tăng áp suất Học viên: Nguyễn Duy Thắng Trang 105 Lớp: Cao học KTHH 2013B Luận văn tốt nghiệp: Mô công nghệ CCR GVHD: PGS.TS.Nguyễn Thị Minh Hiền Để thay đổi nhiệt độ ta thêm dòng optimizer stream cho phép thay đổi nhiệt độ sử dụng spread sheet để xuất giá trị nhiệt độ dòng optimizer stream cho dòng vào reactor Qua khảo sát mục II.4.1 nhiệt độ thích hợp khoảng 540-555oC Sử dụng công cụ Optimiser để tìm điều kiện tối ưu cho lưu lượng reformate thu lớn Nhập 03 biến công nghệ thay đổi là, LHSV, nhiệt độ đầu vào tỷ lệ H2/HC (hình III.24) Sử dụng 02 tiêu chất lượng sản phẩm cần khống chế RON reformate ≥102, hàm lượng H2 hydro tinh khiết dòng net H2 ≥ 0.933 Hình III.24: Giao diện công cụ Optimiser Kết tóm tắt bảng III.5 cho thấy thay đổi LHSV, nhiệt độ, tỷ lệ H2/HC ta thu dòng Reformate tối ưu có lưu lượng 107399.67kg/h RON=102 với LHSV=3.217 (h-1) H2/HC = 2.771 nhiệt độ phản ứng T=547.2oC Bảng III.5: Tối ƣu sản lƣợng xăng Reformate Thông số feed Nhiệt độ(oC) LHSV H2/HC Reformate RON Giá trị trƣớc tối ƣu 104262.8kg/h 549 2.891(h-1) 3.15 96348.02 kg/h 102.43 Học viên: Nguyễn Duy Thắng Trang 106 Giá trị tối ƣu 116026.2kg/h 547.2 3.217 (h-1) 2.771 107399.67kg/h 102 Lớp: Cao học KTHH 2013B Luận văn tốt nghiệp: Mô công nghệ CCR GVHD: PGS.TS.Nguyễn Thị Minh Hiền III.5.2 Tối ƣu hóa lƣợng phân xƣởng Tối ưu hóa lượng mục tiêu quan trọng vận hành, góp phần trực tiếp giảm lượng tiêu dẫn đến giảm chi phí sản xuất, tăng khả cạnh tranh sản phẩm Để tiến hành tối ưu hóa lượng, luận văn tập trung vào tối ưu hóa lượng lò gia nhiệt Sử dụng thông số nhiệt (heat flow) dòng optimizer stream tính theo công thức: Trong đó: QE1, QE2,QE3, QE4: dòng lượng cung cấp từ 04 lò gia nhiệt cho 04 dòng nguyên liệu vào thiết bị phản ứng (kJ/h) Kết thể Bảng III.6 Bảng III.6: Tối ƣu hóa tiêu thụ lƣợng Thông số feed Nhiệt độ LHSV H2/HC Reformate RON Năng lượng tiêu thụ Năng lượng tiết kiệm Giá trị trƣớc tối ƣu 104262.8kg/h 549 2.891(h-1) 3.15 96348.02 kg/h 102.43 98167326.3 kJ/h Giá trị tối ƣu 62560 kg/h 550 1.734 (h-1) 4.427 57246.4kg/h 104.67 64117492.8 kJ/h 34049833.5 kJ/h Như vậy, qua tối ưu, lượng nhiệt tiết kiệm Delta Q = 34049833.5 kJ/h Qua khảo sát mở lựa chọn nhà máy nhu cầu sử dụng lượng reformate 100% công suất (để tránh thừa RON) xăng thương phẩm tiến hành giảm công suất xuống LHSV = 1.734h-1 để tiết kiệm chi phí vận hành thông qua tiết kiệm lượng Học viên: Nguyễn Duy Thắng Trang 107 Lớp: Cao học KTHH 2013B Luận văn tốt nghiệp: Mô công nghệ CCR GVHD: PGS.TS.Nguyễn Thị Minh Hiền CHƢƠNG IV KẾT LUẬN Luận văn lựa chọn phát triển mô hình động học Krane, mô thành công toàn thiết bị phân xưởng CCR, kết mô thu phù hợp với liệu thu từ phân xưởng CCR Platforming nhà máy lọc dầu Dung Quất Đã tiến hành nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến công nghệ Reforming nhiệt độ, áp suất, tốc độ thể tích, tỷ lệ H2/HC, kết nghiên cứu tương đối phù hợp với kết nghiên cứu nhà quyền công nghệ UOP Đã tiến hành tối ưu hóa sản lượng Reformate, kết thu dòng Reformate có sản lượng cao đồng thời đáp ứng yêu cầu chất lượng sản phẩm Đã tiến hành tối ưu hóa lượng, kết cho thấy trường hợp xăng thương phẩm dư thừa RON, tiến hành giảm công suất phân xưởng để tối ưu hóa lượng tiêu thụ, qua giảm chi phí vận hành Tuy nhiên, trình thực hiện, mô hình mô số hạn chế cần hoàn thiện thêm: Mô hình động học phản ánh phản ứng reforming xúc tác, bỏ qua số phản ứng phụ liên quan đến olefin hydrocarbon nặng C11 Chưa mô ảnh hưởng dòng xúc tác thiết bị phản ứng đến động học phản ứng phần tái sinh xúc tác phân xưởng Chưa tiến hành hiệu chỉnh nhiều mẫu nguyên liệu mô hình mô phù hợp với thực tế Những định hướng nghiên cứu để tiếp tục hoàn thiện mô hình mô này: Mô toàn trình CCR, bao gồm chu trình xúc tác trình tái sinh xúc tác, mở rộng sang mô tổ hợp hydrocarbon thơm Xây dựng mô hình thiết bị phản ứng xuyên tâm UniSim công cụ Thiết bị phản ứng tùy chỉnh (User Ops) Học viên: Nguyễn Duy Thắng Trang 108 Lớp: Cao học KTHH 2013B Luận văn tốt nghiệp: Mô công nghệ CCR GVHD: PGS.TS.Nguyễn Thị Minh Hiền Thực mô động trình, tiến hành hiệu chỉnh, đưa đề xuất thay đổi điều kiện vận hành nhằm tối ưu hóa vận hành kiểm chứng phân xưởng CCR Platforming Hoàn thiện mô hình động học: thêm vào phản ứng liên quan trình chuyển hóa thành olefin hydrocarbon nặng (C11+); thêm vào mô hình ba cấu tử đồng phân xylene mô hình phản ứng cân chúng để phục vụ mô tổ hợp hydrocarbon thơm ữ ối ưu hóa vận hành điều kiện nguyên liệu đầu vào liên tục thay đổi NMLD Dung Quất, hoàn thiện việc tối ưu hóa phân xưở ần kết hợp với mô hình mô củ nhằm tăng hiệu vận hành, từ góp phần mang lạ cho Nhà máy Học viên: Nguyễn Duy Thắng Trang 109 Lớp: Cao học KTHH 2013B Luận văn tốt nghiệp: Mô công nghệ CCR GVHD: PGS.TS.Nguyễn Thị Minh Hiền TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phan Tử Bằng (1999), Hóa học dầu mỏ khí tự nhiên, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội [2] Nguyễn Thị Minh Hiền (2014), Mô trình công nghệ hoá học, NXB Bách Khoa Hà Nội [3] Lê Văn Hiếu (2008), Công nghệ chế biến dầu mỏ, NXB Khoa học kỹ thuật, [4] Phạm Thanh Huyền & Nguyễn Hồng Liên (2006), Công nghệ tổng hợp hữu - Hóa dầu, NXB Khoa học kỹ thuật [5] Đinh Thị Ngọ & Nguyễn Khánh Diệu Hồng (2012), Hóa học dầu mỏ khí, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [6] Hồ Sĩ Thoảng (2007), Giáo trình xúc tác dị thể, Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh [7] Aboalfazl Askari, Hajir Karimi, M.Reza Rahimi, Mehdi Ghanbari (2012), “Simulation and Modeling of Catalytic Reforming Process”, Petroleum & Coal 54(1) 76-84, [8] Anton Perdih and Franc Perdih (2006), "Chemical Interpretation of Octane Number", Acta Chim Slov., no 53, pp 306–315 [9] Beatrix Ellis, Bryan Glover, Stephen Metro Anthony Poparad (2011), Reforming solutions for improved profits in an up-down world Des Plaines, Illinois, USA: UOP LLC [10] Davood Iranshahi, Ali Mohammad Bahmanpour, Ehsan Pourazadi,Mohammad Reza Rahimpour, (2010), “Mathematical modeling of a multi-stage naphtha reforming process using novel thermally coupled recuperative reactors to enhance aromatic production”, international journal of hydrogen energy 35, pp 10984-10993 [11] E Bruce Nauman (2001), “Chemical Reactor Design, Optimization and Scaleup”, Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, New York [12] George J Antos and Abdullah M Aitani (2004), Catalytic Naphtha Reforming, CRC Press [13] Gene J Yeh and Fehed Al-Nafisee (2009) “Model Development for Monitoring Semi-Regen Naphtha Reforming Catalyst Activity and Predicting Reformate Yield”, Journal of Technology, Saudi Aramco [14] Gerald L.Kaes (2000), Refinery Process Modeling - A practical guide to steady state modeling of petroleum processes.: Kaes Enterprises, Inc [15] Henningsen J and Bundgaard-Nielson M (1970), "Catalytic reforming", Brit Chem Eng, no 15, pp 1433–6 [16] H.F Rase (1977), Chemical Reactor Design for Process Plants, vol 2, John Wiley & Sons, Inc, Học viên: Nguyễn Duy Thắng Trang 110 Lớp: Cao học KTHH 2013B Luận văn tốt nghiệp: Mô công nghệ CCR GVHD: PGS.TS.Nguyễn Thị Minh Hiền [17] H.G Krane, A B Groh, B L Schulman, and J H Sinfelt (1959), "4 Reactions in Catalytic Reforming of Naphthas", World Petroleum Congress, New York [18] H.M.Arani, S.Shokri, M.Shirvani (2010), Dynamic Modeling and Simulation of Catalytic Naphtha Reforming”, International Journal of Chemical Engineering and Applications, Vol 1, No [19] Hou Weifeng, Su Hongye, Hu Yongyou, and Chu Jian (2006), "Modeling, Simulation and Optimization of a Whole Industrial Catalytic Naphtha Reforming Process on Aspen Plus Platform", Chinese J Chem Eng., vol 5, no 14, pp 584-591 [20] James G Speight PhD, DSc (2011), “Handbook of Inductrial Hydrocarbon Process”, Gulf Professional Publishing, Oxford OX5 1GB, UK, pp 92-107 [21] James H Gary & Glenn E Handwerk (2001), Petroleum refining technology and economics, Marcel Dekker publisher [22] James Speight (2005), Lange's Handbook of Chemistry (16th Edition), McGraw-Hill [23] J W Lee, Y C Ko, Y K Jung and K S Lee (1997), “A Modeling and Simulation Study on a Naphtha Reforming Unit with a Catalyst Circulation and Regeneration System”, Coraputers chem Engng, Vol 21, Suppl., pp S1105S1110, 1997 [24] Jones D.S.J (1995), “Elements Petroleum Processing”, John Wiley and Son, pp 181-205 [25] Liang Ke-min, Guo Hai-yan, and Pan Shi-wei (2004), “A study on naphtha catalytic reforming reactor simulation and analysis”, Science Journal of Zhejiang University, pp 590-596 [26] Majid Sa'idi, Navid Mostoufi, Rahmat Sotudeh Gharebagh “Modeling and simulation of continuous Catalytic Regeneration (CCR) Process”, International Journal of Applied Engineering Research, Dindigul Volume 2, No 1, 2011, pp 115-124 [27] M.R.Riazi (2005), Characterization and Properties of Petroleum Fractions, 1st ed Philadelphia, PA: American Society for Testing & Materials [28] Maria S Gyngazova, Anatoliy V Kravtsov, Emilia D Ivanchina, Mikhail V Korolenko, and Nikita V Chekantsev (2011), "Reactor modeling and simulation of moving-bed catalytic reforming process", Chemical Engineering Journal, no 176-177, pp 134-143 [29] Michael P Ramage, Kenneth R Graziani, and F.J Krambeck (1980), "Development of mobil's kinetic reforming model", Chemical Engineering Science, vol 15, no 1-2, pp 41–48 [30] Miguel A Rodríguez and Jorge Ancheyta (2011), "Detailed description of kinetic and reactor modeling for naphtha catalytic reforming," Fuel, no 90, pp 3492-3508 Học viên: Nguyễn Duy Thắng Trang 111 Lớp: Cao học KTHH 2013B Luận văn tốt nghiệp: Mô công nghệ CCR GVHD: PGS.TS.Nguyễn Thị Minh Hiền [31] Mohamed A Fahim, Taher A Al-Sahhaf (2010), and Amal Elkilani, Fundamentals of Petroleum Refining, Elsevier B.V [32] Petrovietnam (2007), Dung Quat Refinery Operating Manual – Continuous Catalytic Reformer Unit, Technip [33] Ramgopal Uppaluri (2010), Refinery Process Design (Lecture Notes), Department of Chemical Engineering, Indian Institute of Technology Guwahati [34] Reid RC, Prausnitz JM, and Sherwood TK (1977), The Properties of Gases and Liquids, 3rd ed New York, Mc-Graw Hill [35] Robert Meyers (2004), Handbook of Petroleum Refining Processes, 3rd ed.: McGraw Hill [36] Smith RB (1959), "Kinetic analysis of naphtha reforming with platinum catalyst", Chem Eng Progr., no 55, pp 76-80 [37] Sepehr Sadighi and S Reza Seif Mohaddecy (2013) “Simulation, Sensitivity analysis and Optimization of an Industrial Continuous Catalytics Naphtha Reforming Process”, Eur Chem Bull., 2(10), pp.777-781 [38] Surinder Parkash (2003), “Refining Process Handbook”, Gulf Professional Publishing, 200 Wheeler Road Burlington, MA 01803, pp.109-114 [39] Takashiro Muroi (2012), “Role of Precious Metal Catalysts”, Noble Metals., Industrial Catalysts Laboratory Japan, InTech, pp.305 [40] Tareq A Albahri (2003), "Structural Group Contribution Method for Predicting the Octane Number of Pure Hydrocarbon Liquids", Ind Eng Chem Res, no 42, pp 657-662 [41] T A Albahri, M R Riazi and A A Alqattan (2002), “Octane Number and Aniline Point of Petroleum Fuels”, Fuel Chemistry Division Preprints, 47(2), pp.710-711 [42] Univesal Oil Products (2002), CCR Platforming - General Operating Manual, UOP LLC [43] Virgin B Guthrie (1960), Petroleum Products Handbook, first edition, McGraw-Hill Book Company, Inc pp.4.1-8 [44] W.L Nelson (1958), Petroleum Refinery Engineering, 4th ed.: McGraw-Hill [45] Yongyou Hu, Hongye Su, Jian Chu (2003), “Modeling, Simulation and Optimization of Commercial Naphtha Catalytic Reforming Process”, Conference on Decision and Control, Maui, Hawaii USA, pp 6206-6211 [46] Zaidoon M Shakoor (2011), "Catalytic reforming of heavy naphtha, analysis and simulation", Diyala Journal of Engineering Sciences, vol 04, no 02, pp 86-104 Học viên: Nguyễn Duy Thắng Trang 112 Lớp: Cao học KTHH 2013B [...]... Quá trình tối ưu hóa nhà máy thường được tiến hành ở cấp phân xưởng hoặc toàn bộ nhà máy và được hỗ trợ bởi các phần mềm mô phỏng Vì vậy, luận văn này tiến hành xây dựng mô hình mô phỏng phân xưởng CCR một trong những phân xưởng chính của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất, thông qua mô hình mô phỏng xây dựng được, đưa ra các đề xuất nhằm tối ưu hóa hoạt động của phân xưởng CCR Nhà máy lọc dầu Dung Quất Học... thực tế của phân xưởng (điều kiện vận hành, tính chất nguyên liệu, tính chất sản phẩm) Xây dựng mô hình mô phỏng phân xưởng CCR NMLD Dung Quất Hiệu chỉnh mô hình mô phỏng phân xưởng CCR Thực hiện các tối ưu trên mô hình mô phỏng phân xưởng CCR Thực hiện các ứng dụng: – Đánh giá khả năng tối ưu hóa sản lượng và hiệu quả kinh tế thu được; – Đánh giá khả năng tối ưu hóa sử dụng năng lượng và hiệu quả kinh...Luận văn tốt nghiệp: Mô phỏng công nghệ CCR GVHD: PGS.TS.Nguyễn Thị Minh Hiền MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây ngành Dầu khí đã có những phát triển vượt bậc, nhiều nhà máy đã lần lượt đi vào hoạt động như Nhà máy lọc dầu Dung Quất, Nhà máy Xơ sợi Đình Vũ, các nhà máy sản xuất đạm, nhiên liệu sinh học đã cung ứng nhiều sản phẩm/nguyên liệu thiết thực cho nền kinh tế quốc dân và tạo tiền đề cho nhiều... công nghệ, Phân xưởng sản xuất Nitơ, Phân xưởng Khí nhiên liệu, Hệ thống dầu nhiên liệu, Phân xưởng cung cấp kiềm, Nhà máy điện Các hệ thống bên ngoài hàng rào Nhà máy: Khu bể chứa trung gian, Khu bể chứa sản phẩm, Khu xuất xe bồn, Phân xưởng phối trộn sản phẩm, Phân xưởng Flushing Oil, Phân xưởng dầu thải, Hệ thống đuốc đốt, Phân xưởng xử lý nước thải, Hệ thống nước cứu hỏa, Khu bể chứa dầu thô, Hệ thống... được; – … Hình I.1: Phƣơng pháp luận nghiên cứu Học viên: Nguyễn Duy Thắng Trang 10 Lớp: Cao học KTHH 2013B Luận văn tốt nghiệp: Mô phỏng công nghệ CCR GVHD: PGS.TS.Nguyễn Thị Minh Hiền I.2 Tổng quan NMLD Dung Quất I.2.1 Địa điểm và sơ đồ bố trí Nhà máy I.2.1.1 Địa điểm và diện tích sử dụng: Địa điểm: Nhà máy lọc dầu (NMLD) Dung Quất đặt tại Khu kinh tế Dung Quất, thuộc địa bàn các xã Bình Thuận và Bình... Phân xưởng xử lý nước chua (SWS) 81.6 T/hr Phân xưởng tái sinh Amin (ARU) 101.01 m3/hr Phân xưởng thu hồi Propylene (PRU) 6,000 BPSD Phân xưởng thu hồi lưu huỳnh (SRU) 5 TPSD Các hệ thống, phân xƣởng phụ trợ Hệ thống cấp nước (nước uống, nước công nghệ và nước khử khoáng), Hệ thống hơi nước và nước ngưng, Phân xưởng nước làm mát, Hệ thống lấy nước biển, Phân xưởng khí điều khiển và khí công nghệ, Phân. .. vụ khác cùng phát triển Nhiều dự án quy mô lớn như Liên hợp Lọc hoá dầu Nghi Sơn, Tổ hợp Hoá dầu miền Nam, Nâng cấp mở rộng NMLD Dung Quất đang được đầu tư xây dựng và đưa vào vận hành trong giai đoạn tới Tuy nhiên, cuộc khủng hoảng kinh tế thế giới cũng như sự sụt giảm ngoài dự báo của giá dầu đã tác động mạnh đến hoạt động chế biến dầu khí Các nhà máy chế biến dầu khí đang vận hành trong điều kiện... UOP Phân xưởng xử lý Kerosene (KTU) 10,000 BPSD Merichem Phân xưởng Cracking xúc tác (RFCC) 69,700 BPSD IFP/AXENS Phân xưởng xử lý LPG (LTU) 21,000 BPSD Merichem Xử lý Naphtha RFCC (NTU) 45,000 BPSD Merichem Phân xưởng trung hòa kiềm (CNU) 1.5 m3/hr Merichem Phân xưởng đồng phân hóa (ISOM) 6,500 BPSD UOP Phân xưởng xử lý LCO bằng Hydro 28,828 BPSD IFP/AXENS Các phân xƣởng không bản quyền Phân xưởng chưng... Nguyên liệu Nhà máy được thiết kế với công suất 6,5 triệu tấn dầu thô mỗi năm và có thể vận hành với 2 chế độ nguyên liệu khác nhau: – Chế độ dầu thô Bạch Hổ; – Chế độ dầu thô hỗn hợp gồm dầu thô Bạch Hổ (5,5 triệu tấn/năm) và dầu thô Dubai (1,0 triệu tấn/năm) Trong giai đoạn đầu, nhà máy vận hành với 100% dầu thô Bạch Hổ hoặc dầu thay thế tương đương I.2.2.2 Sản phẩm Các sản phẩm của nhà máy bao gồm:... Hydrotreated LCO DCO Hình I.3: Sơ đồ công nghệ NMLD Dung Quất (Nguồn: Sổ tay vận hành nhà máy lọc dầu Dung Quất) Học viên: Nguyễn Duy Thắng Trang 14 Lớp: Cao học KTHH 2013B Luận văn tốt nghiệp: Mô phỏng công nghệ CCR GVHD: PGS.TS.Nguyễn Thị Minh Hiền I.3 Quá trình phát triển của công nghệ Reforming I.3.1 Nguyên liệu và sản phẩm Nguyên liệu được sử dụng cho quá trình reforming là phân đoạn naphtha có