Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của tháp tách khí hóa lỏng (debutanizer) trong phân xưởng xúc tác liên tục (CCR) của nhà máy lọc dầu dung quất

MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .5 MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .3 1.1 Tổng quan tháp debutanizer nhà máy lọc hóa dầu Dung Quất 1.1.1 Giới thiệu nhà máy lọc dầu Dung Quất 1.1.2 Giới thiệu phân xưởng reforming xúc tác liên tục (CCR) nhà máy lọc dầu Dung Quất 1.1.3 Giới thiệu tháp debutanizer phân xưởng CCR 1.2 Tổng quan phần mềm Indiss 10 1.2.1 Tổng quan mô 10 1.2.2 Giới thiệu phần mềm mô Indiss 13 1.3 Lý thuyết phân riêng hệ nhiều cấu tử chưng cất 19 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU 24 2.1 Mô 24 2.1.1 Nhiệm vụ đề tài 24 2.1.2 Phương pháp nghiên cứu 24 2.1.3 Phân tích sở mô hình tháp chưng cất hệ nhiều cấu tử 24 2.1.3.1 Dựa thông số thiết kế nhà máy 25 2.1.3.2 Ứng dụng phần mềm mô Indiss để tìm điểm tối ưu .25 2.2 Mô chi tiết .26 2.2.1 Đặc trưng nhiệt động lực học (thermodynamic) .26 2.2.2 Xây dựng sơ đồ công nghệ 31 2.2.3 Đặc trưng thiết kế cho thiết bị 36 2.2.4 Chạy hiệu chỉnh 49 2.3 Khảo sát thông số hoạt động tháp 52 2.3.1 Phân tích ưu, nhược điểm thông số thiết kế 52 2.3.2 Phân tích ảnh hưởng nhiệt độ tháp 53 2.3.3 Phân tích ảnh hưởng áp suất đỉnh tháp 55 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 58 3.1 Kết khảo sát nhiệt độ tháp 58 3.2 Kết khảo sát áp suất tháp 59 3.3 Kết khảo sát lượng tiêu thụ .60 KẾT LUẬN ĐỀ TÀI VÀ KIẾN NGHỊ 63 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT NMLD Nhà máy lọc dầu CCR Phản ứng reforming xúc tác liên tục CNHH Công nghệ hóa học PFD Bản vẽ sơ đồ công nghệ P&ID Bản vẽ thiết kế đường ống điều khiển IFP Viện dầu mỏ Pháp UOP Công ty cung cấp công nghệ lọc hóa dầu Mỹ NHT-CCR Phân xưởng cracking xúc tác liên tục HMB Các thông số tính từ cân vật chất cân nhiệt CDU Phân xưởng chưng cất dầu thô LPG Khí hóa lỏng DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1: Một số mô hình phần mềm Indiss 31 Bảng 2: Các thông số tháp .36 Bảng 3:Bảng kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đỉnh tháp .54 Bảng 4:Bảng kết khảo sát ảnh hưởng áp suất tháp 55 Bảng 5:Bảng kết khảo sát ảnh hưởng lượng cấp cho tháp 56 Bảng 1:Bảng số liệu suất chất lượng sản phẩm với nhiệt độ tháp lựa chọn 59 Bảng 2:Bảng kết sản phẩm tháp làm việc áp suất 9.77kg/cm2 60 Bảng 3:Bảng kết suất chất lượng sản phẩm sử dụng lượng đốt 6283kg/h 61 Bảng 4:Bảng kết tối ưu cho tháp 63 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1 : Sơ đồ nhà máy lọc dầu Dung Quất Hình : Cấu tạo lò phản ứng công nghệ CCR .6 Hình : Sơ đồ công nghệ CCR UOP .7 Hình : Sơ đồ khối phân xưởng Hình : Sơ đồ c ng nghệ hu vực tháp utaniz Hình 6: Một phần sơ đồ công nghệ phân xưởng CDU Dung Quất 16 Hình 7: Sơ đồ công nghệ chi tiết bình cấp nước cho bình tách muối (desalter) phân xưởng CDU Dung Quất 17 Hình 8: Sơ đồ công nghệ chi tiết bình cấp nước cho salt mô Indiss 18 Hình 9: Hình ảnh hiển thị cho kỹ sư vận hành quan sát thao tác 19 Hình 10: Sơ đồ nguyên lý tháp tách đồ thị McCabe- Thiele .21 Hình 11: Sơ đồ bậc cân ùng để xây dựng mô hình MESH 22 Hình 12 : Sơ đồ m hình ài toán điều khiển Error! Bookmark not defined Hình 1: Hình ảnh thiết lập file thermodynamic 26 Hình 2: Thành phần nguyên liệu đầu vào .27 Hình 3: Phương pháp tính toán phần mềm sử dụng .28 Hình 4: đặc điểm dòng 28 Hình 5: Định nghĩa đơn vị 29 Hình 6: Định nghĩa th mo ynamic cho nguồn nước 29 Hình 7: Lấy thành phần nước t ong thư viện 30 Hình 8: Định nghĩa phương pháp nhiệt động cho nước .31 Hình 9: Xây dựng construction cho phần gia nhiệt nguyên liệu 33 Hình 10: Xây dựng construction cho phần chưng cất 34 Hình 11: Xây dựng construction cho phần đỉnh tháp 35 Hình 12: Hình ảnh hiển thị hoạt động phân đoạn debutanizer 36 Hình 13: Giản đồ biến đổi nhiệt độ hai lưu thể .38 Hình 14: Bản vẽ chi tiết bình phân tách .40 Hình 15:Minh họa sheet nhập liệu cho thiết bị t ao đổi nhiệt 42 Hình 16:Minh họa file nhập thành phần cấu tử cho nguyên liệu 42 Hình 17:File nhập liệu ơm vào phần mềm 43 Hình 18: Hình ảnh thay đổi số tín hiệu đo ộ điều khiển trend 51 Hình 1: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đĩa với suất chất lượng sản phẩm 58 Hình 2: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng áp suất với suất sản phẩm chất lượng sản phẩm 60 Hình 3: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng lượng cấp nhiệt với suất chất lượng sản phẩm 61 MỞ ĐẦU Dầu mỏ nguồn nguyên liệu quan trọng đặc biệt mang tính chiến lược giới văn minh Chính mà nước khai thác dầu mỏ nước phát triển, mà nước đủ lớn phải tìm cách tự chế biến dầu mỏ Việt Nam giai đoạn đầu tư vào công nghiệp khai thác chế biến dầu mỏ, có nhà máy lọc hóa dầu Dung Quất vào hoạt động, số nhà máy khác trình xây dựng Nhà máy lọc hóa dầu Dung Quất xây dựng vận hành theo thông số thiết kế Sản phẩm thực tế đạt khác nhiều so với yêu cầu thiết kế đặt Nên vấn đề đặt phải tìm thông số hoạt động phù hợp cho thiết bị nhà máy hoạt động Nhưng thiết bị hoạt động nằm dây chuyền hoạt động nhà máy nên kiểm tra cải tiến hoạt động thiết bị sản xuất Cần phải có phương tiện mô lại hoạt động nhà máy theo thông số thiết kế từ kiểm tra xu hướng trình để tìm vùng hoạt động tốt tháp hiệu kinh tế cao, sau đưa kết tìm vào thực tế sản xuất Phần mềm mô Indiss phần mềm mô động xây dựng sở nhiệt động hóa học, động học trình, phương trình cân vật chất, cân lượng, …Phần mềm hoàn toàn đáp ứng tiêu chí sử dụng làm công cụ hỗ trợ để mô lại trình công nghệ sử dụng tốt để kiểm tra ảnh hưởng thông số tới trình công nghệ Phân xưởng reforming xúc tác liên tục CCR phân xưởng quan trọng nhà máy Dung Quất, phân xưởng có nhiệm vụ sản xuất xăng reformate phương pháp reforming Trong phân xưởng có tháp chưng cất debutanizer dùng để tách hydrocabon nhẹ sau phản ứng nhằm thu sản phẩm xăng có trị số octan cao Mục đích luận văn khảo sát cactối ưu hóa thông số hoạt động tháp tách khí hóa lỏng (debutanizer) nhằm tìm vùng làm việc tốt cho tháp để từ phân tích, lựa chọn số liệu làm việc thích hợp để thu suất chất lượng sản phẩm tốt chi phí lượng Phương pháp nghiên cứu đề tài dựa thông số thiết kế tháp, sử dụng phần mềm mô Indiss làm công cụ hỗ trợ để mô lại trình hoạt động tháp, vận dụng lý thuyết phân riêng hệ nhiều cấu tử chưng cất Từ đưa nhận định xu hướng trình thay đổi thông số tiến hành khảo sát Phân tích, lựa chọn thông số khảo sát hợp lý Đề tài xây dựng thành công sơ đồ công nghệ tháp chưng cất debutanizer phần mềm mô động Đã khảo sát tìm số liệu phù hợp với yêu cầu chất lượng suất cho tháp Nội dung nghiên cứu bao gồm ba chương: - Chương 1: Tổng quan - Chương 2: Nghiên cứu - Chương 3: Kết thảo luận Em xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Minh Tân tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành luận văn CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan tháp debutanizer nhà máy lọc hóa dầu Dung Quất 1.1.1 Giới thiệu nhà máy lọc dầu Dung Quất Nhà máy lọc dầu (NMLD) Dung Quất thuộc Khu kinh tế Dung Quất, nhà máy lọc dầu củaViệt Nam xây dựng thuộc địa phận xã Bình Thuận Bình Trị, huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi NMLD Dung Quất sử dụng công nghệ đại, mua quyền công nghệ từ công ty tiếng công nghệ UOP (Mỹ), MERICHEM (Mỹ) IFP (Pháp) Các phân xưởng NMLD Dung Quất: Cụm phân xưởng xử lý nguyên liệu naphtha hydro phân xưởng Reforming xúc tác liên tục (NHT-CCR): phân xưởng nhằm nâng cao số octan (RON) xăng nặng từ trình chưng cất khí dầu thô (CDU), làm nguyên liệu phối trộn xăng thương phẩm Mặc khác phân xưởng sản xuất lượng H2 để cung cấp cho phân xưởng sử dụng H2 nhà máy NHT (xử lý nguyên liệu cho phân xưởng Reforming xúc tác liên tục (CCR)) Ưu điểm công nghệ UOP phân xưởng CCR tăng hiệu suất sản phẩm, khả tái sinh xúc tác cao yêu cầu bảo dưỡng thấp Phân xưởng cracking xúc tác tầng sôi nguyên liệu cặn (RFCC), công nghệ thiết bị tiếp xúc dạng màng xảy sợi kim loại sử dụng phân xưởng như: phân xưởng xử lý Kerosene (KTU), phân xưởng xử lý xăng Naphta RFCC (NTU), phân xưởng xử lý LPG (LTU) phân xưởng trung hòa kiềm (CNU) nhằm mục đích xử lý H2S mercaptan có mùi khó chịu ăn mòn (KTU, LTU, NTU) trung hòa kiềm (CNU) Nhà máy chiếm diện tích khoảng 810 ha, 345 mặt đất 471 mặt biển Mặt dự án gồm có khu vực chính: phân xưởng công nghệ phụ trợ, khu bể chứa sản phẩm, cảng xuất sản phẩm phao rót dầu không bến hệ thống lấy xả nước biển Những khu vực nối với hệ thống ống với đường phụ liền kề Công suất tối đa nhà máy 6,5 triệu dầu thô/năm tương đương 148.000 thùng/ngày, dự kiến đáp ứng khoảng 30% nhu cầu tiêu thụ xăng dầu Việt Nam Nhà máy gồm 14 phân xưởng chế biến công nghệ, 10 phân xưởng lượng phụ trợ hạng mục ngoại vi Các phân xưởng công nghệ nhà máy lọc dầu gồm có:  Phân xưởng chưng cất dầu thô (CDU)  Phân xưởng xử lý Naphta Hydro (NHT)  Phân xưởng đồng phân hóa Naphta nhẹ (ISOMER)  Phân xưởng Reforming xúc tác liên tục (CCR)  Phân xưởng xử lý Kerosen (KTU)  Phân xưởng Cracking xúc tác tầng sôi cặn chưng cất khí (RFCC)  Phân xưởng xử lý Naphta phân xưởng RFCC (NTU)  Phân xưởng xử lý LCO hydro (LCO-HDT)  Phân xưởng xử lý LPG (LTU)  Phân xưởng thu hồi Propylen (PRU)  Phân xưởng tái sinh Amin (ARU)  Phân xưởng xử lý nước chua (SWS)  Phân xưởng trung hòa xút thải (CNU)  Phân xưởng thu hồi lưu huỳnh (SRU) Nhà máy thiết kế để sản xuất sản phẩm sau:  Khí hóa lỏng LPG (cho thị trường nội địa)  Propylen  Xăng Mogas 90/92/95  Dầu hỏa  Nhiên liệu phản lực Jet A1  Diezel ô tô  Dầu đốt (FO) Nhà máy thiết kế để vận hành hai loại nguyên liệu: Hình 18: Hình ảnh thay đổi số tín hiệu đo ộ điều khiển trend Khi điều chỉnh hệ thống chạy ổn định, tất điều chỉnh lúc phải đặt chế độ tự động Các điều khiển giúp trình điều khiển nhanh trạng thái ổn định Các phải điều khiển sở đưa hệ thống trạng thái cân vật chất, nhiệt lượng, … Kết dòng, nhiệt độ áp suất đạt khoảng sai số 2% so với thiết kế Và chất lượng sản phẩm đỉnh đáy đạt gần yêu cầu thiết kế Yêu cầu thiết kế:  Dòng nguyên liệu : 93073kg/h 51  Yêu cầu sản phẩm đỉnh: 3660kg/h, nhiệt độ thùng chứa 38oC, hàm lượng C5+ không vượt 1.1% mol  Yêu cầu sản phẩm đáy: 88224kg/h, nhiệt độ thùng chứa 38oC, hàm lượng từ C4 trở xuống không vượt 1%, trị số RON phải lớn 98.99% 2.3 Khảo sát thông số hoạt động tháp 2.3.1 Phân tích ưu, nhược điểm thông số thiết kế  Ưu điểm: Các thông số thiết kế nghiên cứu tính toán dựa dây truyền công nghệ nhà cung cấp công nghệ UOP Cân vật chất cân nhiệt hệ thống tính toán dựa vào số phần mềm công nghệ ProII, Hysis nên thông số tin tưởng để tham khảo làm sở để phân tích đánh giá đưa vào phần mềm Indiss.Việc đưa thông số thiết kế vào phần mềm hệ thống làm việc ổn định chứng tỏ thông số thiết kế xác Khi số liệu thiết kế việc xây dựng vận hành nhà máy gặp nhiều khó khăn Nếu hệ thống gồm thiết bị đơn giản xây dựng vận hành theo kinh nghiệm tính xác không cao ảnh hưởng đến hiệu kinh tế Nên số liệu thiết kế cẩm nang quan trọng giúp cho nhà xây dựng kỹ sư vận hành nhà máy Các thông số thiết kế sở tảng cho nhà máy  Nhược điểm: Các thông số thiết kế tính toán giấy, nhà máy chưa xây dựng nên tính xác sau nhà máy vào hoạt động chưa thể biết Nên giả sử nhà thiết kế trình phân tích, tính toán bị sai số nhiều, tính thực tế nhà máy vào hoạt động thiệt hại lớn Nên số liệu thiết kế cần phải kiểm tra trước trình xây dựng nhà máy để thay đổi cho phù hợp với nhà máy hoạt động sau 52 Và phần mềm Indiss mô tả lại toàn hoạt động nhà máy trạng thái động (dynamic), kỹ sư vận hành quan sát hoạt động thiết bị nhà máy thay đổi thông số để xem phản ứng lại thiết bị với hệ thống nào, từ phân tích tìm thông số phù hợp thông số thiết kế 2.3.2 Phân tích ảnh hưởng nhiệt độ tháp Để đảm bảo điều kiện làm việc hệ thống để đạt hiệu kinh tế đảm bảo yêu cầu môi trường, thông số trình chưng cất công nghiệp phải nằm khoảng thay đổi định Khi hệ thống vào hoạt động ổn định, với thông số đạt theo yêu cầu thiết kế khoảng sai số Nhưng để tháp hoạt động đạt sản phẩm tốt suất chất lượng cần phân tích tìm điểm làm việc tốt Trước tiên phân tích tìm nhiệt độ làm việc phù hợp tháp Đối với trình chưng cất công nghiệp tồn giới hạn nhiệt độ làm việc Một lý phải giới hạn nhiệt độ làm việc trình chưng cất nguy bị phân hủy nhiệt cấu tử hỗn hợp tách Ngoài sử dụng nguồn nhiệt Trong hệ thống chưng cất tháp debutanizer nguồn nhiệt sử dụng nước nhiệt Áp suất tạo nước định giới hạn nhiệt độ.Và hệ thống sử dụng nước nhiệt áp suất 42at nhiệt độ 360oC áp suất bão hòa 43at nhiệt độ khoảng 255oC Giới hạn nhiệt độ tháp chưng cất nhiệt độ chất làm lạnh ngưng tụ đỉnh tháp định Trong hệ thống tháp debutanizer sử dụng chất làm lạnh không khí nước nên thiết bị ngưng tụ làm việc bình thường nhiệt độ đỉnh tháp thấp khoảng 60 – 70oC Như vậy, khoảng nhiệt độ chưng cất cho tháp 60 – 260oC Khi chưng cất, thành phần cấu tử dễ bay chủ yếu từ C1 ÷ C4 lên phía đỉnh tháp Mong muốn trình chưng cất thu nhiều xăng 53 reformate đáy dòng khí hóa lỏng LPG đỉnh Nhưng trị số RON v n phải đạt yêu cầu.Dưới kết khảo sát thu chất lượng suất thay đổi nhiệt độ đỉnh Theo thiết kế có điều khiển nhiệt độ đĩa số tám điều chỉnh lưu lượng sản phẩm đỉnh thùng chứa điều khiển mức bình phân tách điều khiển lượng hồi lưu trở lại tháp chưng cất Hai điều khiển cascade chặt chẽ giúp cho hệ thống tháp chưng cất nhanh ổn định trạng thái cân Đó nhiệt độ đĩa số tám tăng lên (tức nhiệt độ đỉnh tăng) làm cấu tử dễ bay lên đỉnh nên sản phẩm đỉnh thùng chứa giảm, dòng lên đỉnh giảm làm mức bình phân tách ba pha đỉnh giảm mà nhiệt độ đỉnh tăng điều khiển dòng hồi lưu tháp tăng lên Kết khảo sát nhiệt độ đĩa số tám, thông số nguyên liệu đầu vào không đổi, áp suất đỉnh đáy tháp giữ không thay đổi Bảng 3:Bảng kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đỉnh tháp sản phẩm Đỉnh T sản phẩm đáy Lưu lượng Nhiệt áp suất Lưu lượng Nhiệt thùng sp độ (oC) (Kg/cm2) (Kg/h) thùng độ (oC) Trị số RON Áp suất (Kg/cm2) sp (Kg/h) 71oC Hệ thống không ổn định 72oC 3636 56.86 10.83 89083 214 11.54 99.25 73oC 3758 56.95 10.83 89025 214.33 11.54 99.31 74oC 3816 57 10.83 89000 214.49 11.54 99.34 75oC 3853 57.04 10.83 88984 214.59 11.54 99.35 76oC 3881 57.07 10.83 88975 214.66 11.54 99.36 77oC 3903 57.09 10.83 88964 214.71 11.54 99.37 54 78oC 3923 57.12 10.83 88957 214.75 11.54 99.38 79oC 3940 57.15 10.83 88951 214.78 11.54 99.38 2.3.3 Phân tích ảnh hưởng áp suất đỉnh tháp Để thỏa mãn yêu cầu nhiệt độ đun nóng nhiệt độ làm nguội cần phải chọn áp suất làm việc tháp Việc chọn áp suất làm việc tháp giúp cho việc phân tách cấu tử tốt Để tăng nhiệt độ sôi hỗn hợp có nhiệt độ sôi thấp, tháp chưng cất cần làm việc áp suất cao Tuy nhiên, áp suất làm việc tháp cao mức độ khác nồng độ pha pha lỏng nhỏ Nên việc chọn áp suất phù hợp cho tháp chưng cất việc quan trọng cần thiết Dưới kết khảo sát thay đổi áp suất làm việc tháp debutanizer Giữ nguyên thông số đầu vào, cố định nhiệt độ đĩa số tám theo điều khiển 72oC Bảng 4:Bảng kết khảo sát ảnh hưởng áp suất tháp sản phẩm Đỉnh P Lưu lượng Nhiệt (Kg/h) độ (oC) sản phẩm đáy áp Trị số RON suất Lưu lượng áp suất nhiệt độ (Kg/cm2) (Kg/h) (oC) (Kg/cm2) 9.75 Không điều khiển ( độ mở van lúc 100%) 9.76 3480 56.57 10.79 89176 11.50 213.13 99.15 9.77 3523 56.64 10.8 89152 11.51 213.35 99.17 9.78 3566 56.71 10.81 89128 11.52 213.57 99.2 9.79 3606 56.78 10.82 89104 11.53 213.78 99.22 55 9.8 3636 56.86 10.86 89083 11.54 214 99.24 9.81 3684 56.93 10.84 89061 11.55 214.19 99.27 9.82 LPG bình phân tách tăng nhanh làm hệ thống ổn định 2.3.1 Phân tích ảnh hưởng lượng đốt đáy tháp Chưng cất trình tiêu hao nhiều lượng, vấn đề giảm tiêu hao lượng chưng cất có ý nghĩa kinh tế lớn.Các giải pháp để tiết kiệm chưng cất nhằm giảm lượng nhiệt cấp cho trình Quá trình tận dụng nhiệt dòng sản phẩm nhiệt độ cao đáy tháp để đun nóng cho nguyên liệu đầu vào Việc lợi hai lần, nguyên liệu không cần tiêu tốn lượng nhiệt từ bên để gia nhiệt, sản phẩm đáy đưa thùng chứa không lượng nhiệt để làm lạnh sản phẩm Như thân thiết kế hệ thống thực tốt việc tiết kiệm lượng cách trao đổi nhiệt hiệu dòng sản phẩm nóng dòng hỗn hợp đầu Trong trình chưng cất có sử dụng nguồn nhiệt để đốt dòng lỏng đáy dòng nước nhiệt áp suất cao Giảm lượng đốt có ý nghĩa lớn mặt kinh tế Việc giảm lượng đốt v n phải đảm bảo trình chưng cất đạt hiệu cao chất lượng va suất sản phẩm Dưới kết chất lượng suất khảo sát tiến hành giảm lượng đốt đáy tháp Bảng 5:Bảng kết khảo sát ảnh hưởng lượng cấp cho tháp sản phẩm Đỉnh F (kg/h) Lưu lượng Nhiệt (Kg/h) độ (oC) áp suất Lưu (Kg/cm2) lượng sản phẩm đáy Trị số Nhiệt Áp suất RON độ (oC) (Kg/cm2) 213.2 11.54 (Kg/h) 6200 3639 56.4 10.83 89205 56 99.11 6283 3648 56.63 10.83 89142 213.6 11.54 99.18 6365 3656 56.86 10.83 89083 214 11.54 99.25 6374 3658 56.88 10.83 89077 214.03 11.54 99.25 6382 3657 56.9 10.83 89073 214.07 11.54 99.26 6390 LPG bình phân tách tăng không điều khiển 57 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Kết khảo sát nhiệt độ tháp 3.1 Từ bảng kết khảo sát nhiệt độ nhận thấy tăng nhiệt độ đỉnh tháp (thực chất dùng điều khiển nhiệt độ để thay đổi nhiệt độ đỉnh) dòng LPG lên đỉnh tăng lên dòng sản phẩm đáy reformate giảm tức suất giảm xuống, trị số RON có tăng lên tức chất lượng sản phẩm tăng Nhưng vấn đề toán tìm nhiệt độ thích hợp cho suất cao chất lượng tốt Yêu cầu chất lượng cần trị số RON lớn 98.99% Do đó, kết tối ưu trình khảo sát nhiệt độ đĩa 72 oC Vì nhiệt độ cho suất sản phẩm đáy cao mà trị số Ron đạt tốt (99,25) Sản phẩm đỉnh sản phẩm đáy Trị số Ron 80 79 78 T (degC) 77 76 75 74 73 72 71 86000 87000 88000 89000 90000 91000 92000 93000 94000 95000 F đỉnh*24, Fđáy, Ron*900 Hình 1: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đĩa với suất chất lượng sản phẩm 58 Từ đồ thị phân tích tập hợp kết tốt cho nhiệt đỉnh tháp để thu suất cao Bảng 1:Bảng số liệu suất chất lượng sản phẩm với nhiệt độ tháp lựa chọn sản phẩm Đỉnh T sản phẩm đáy Lưu lượng Nhiệt áp suất Lưu lượng Nhiệt thùng sp độ (oC) (Kg/cm2) (Kg/h) 72oC 3636 3.2 thùng độ (oC) Trị số RON Áp suất (Kg/cm2) sp (Kg/h) 56.86 10.83 89083 214 11.54 99.25 Kết khảo sát áp suất tháp Trong trình khảo sát nhận thấy tăng áp suất đỉnh trị số RON dòng reformate tăng suất sản phẩm giảm Nên kết áp suất khảo sát tìm nhỏ áp suất thiết kế Kết tối ưu áp suất, áp suất đỉnh 9.77kg/cm2g 59 Sản phẩm đỉnh sản phẩm đáy Trị số Ron 9.82 9.81 P (kg/cm2) 9.8 9.79 9.78 9.77 9.76 9.75 83000 84000 85000 86000 87000 88000 89000 90000 F đỉnh*24, Fđáy, Ron*900 Hình 2: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng áp suất với suất sản phẩm chất lượng sản phẩm Từ đồ thị phân tích tập hợp lựa chọn áp suất cho tháp 9.77kg/cm2g Bảng 2:Bảng kết sản phẩm tháp làm việc áp suất 9.77kg/cm2g sản phẩm Đỉnh P Lưu lượng Nhiệt sản phẩm đáy áp Trị số RON suất Lưu lượng áp suất nhiệt độ (Kg/h) độ (oC) (Kg/cm2) (Kg/h) (oC) (Kg/cm2) 9.77 3523 56.64 10.8 11.51 213.35 3.3 Kết khảo sát lượng tiêu thụ 89152 99.17 Khi tăng dòng đốt đáy tháp k o theo dòng lên phía đỉnh tháp tăng , làm nhiệt độ áp suất đỉnh tăng Điều lợi mặt suất sản phẩm chi phí cho đốt tiêu thụ nhiều 60 Dưới kết tối ưu lượng đốt đáy tháp, lưu lượng nước sử dụng 6283kg/h Sản phẩm đỉnh sản phẩm đáy Trị số Ron 6400 6350 F (kg/h) 6300 6250 6200 6150 87000 87500 88000 88500 89000 89500 F đỉnh*24, F đáy Ron*900 Hình 3: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng lượng cấp nhiệt với suất chất lượng sản phẩm Từ đồ thị phân tích tập hợp lựa chọn lượng đốt 6283kg/h Bảng 3:Bảng kết suất chất lượng sản phẩm sử dụng lượng đốt 6283kg/h sản phẩm Đỉnh F (kg/h) Lưu lượng Nhiệt (Kg/h) độ (oC) áp sản phẩm đáy suất Lưu (Kg/cm2) lượng (Kg/h) 61 Nhiệt Áp suất độ (oC) (Kg/cm2) Trị số RON 6283 3648 56.63 10.83 89142 62 213.6 11.54 99.18 KẾT LUẬN ĐỀ TÀI VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận đề tài Từ đồ thị phân tích lựa chọn nhiều thông số phù hợp cho tháp hoạt động cho sản phẩm đạt yêu cầu suất chất lượng Tuy nhiên, cân nhắc mặt tiêu thụ lượng đốt đáy tháp (tính kinh tế) lựa chọn ba thông số nhiệt độ, áp suất, dòng đốt đáy là:  Nhiệt độ :72oC  Áp suất đỉnh: 9.77kg/cm2  Lưu lượng nước áp suất cao: 6283 kg/h Với số liệu hệ thống tháp làm việc thu kết sau: Bảng 4:Bảng kết tối ưu cho tháp Sản phẩm Đỉnh Lưu Sản phẩm đáy lượng Nhiệt độ áp Trị số RON suất Lưu lượng Nhiệt độ Áp suất (Kg/h) (oC) (Kg/cm2) (Kg/h) (oC) (Kg/cm2) 3628 56.60 10.80 89156 213.6 11.54 99.20 So sánh với số liệu thiết kế Tên Số liệu thiết kế Số liệu lựa chọn sau khảo sát Nguyên liệu 93073kg/h 93073kg/h Nhiệt độ đỉnh 61oC 56.6oC Áp suất đỉnh tháp 9.8kg/cm2g 9.77 kg/cm2g Lượng đốt đáy tháp 6385kg/h 6283kg/h Sản phẩm đỉnh 3660kg/h 3628kg/h 63 Sản phẩm đáy 88224kg/h 89156kg/h Khí không ngưng 1089kg/h 289kg/h Trị số Ron 98.99% 99.2 - Đã tìm hiểu nhà máy lọc dầu Dung Quất nguyên lý hoạt động tháp tách khí hóa lỏng (debutanizer) phân xưởng tái sinh xúc tác liên tục (CCR) - Phân tích số yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động debutanizer, từ lựa chọn thông số thích nhằm thu suất cao đạt tiêu yêu cầu chất lượng - Kết mô cho thấy thông số nhiệt độ, áp suất lượng đốt nhỏ thông số thiết kế với thông số thu đạt chất lượng sản phẩm tốt suất đạt yêu cầu Kiến nghị Phân xưởng CCR phân xưởng quan trọng nhà máy lọc dầu Dung Quất, tháp debutanizer tháp chưng cất nhằm tách phần hydrocabon nhẹ có sản phẩm sau phản ứng reforming, để thu sản phẩm reformate có trị số octan cao Nên việc tìm thông số làm việc tối ưu cho tháp việc cần thiết Xu hướng trình khảo sát thông số nhiệt độ, áp suất, lượng đốt đáy tháp có ứng dụng phần mềm mô Indiss với lý thuyết Các kết mô tìm thông số hữu ích mà nhà máy lọc hóa dầu Dung Quất ứng dụng đưa vào hoạt động thực tế nhằm thu sản phẩm tốt chất lượng suất 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO Perry, R.H.; Green, D.W.; and Maloney, J.O.: Perry’s Chemical Engineer Handbook McGraw-Hill, New York, 2007 Nguyễn Hữu Tùng, “Kỹ thuật tách hỗn hợp nhiều cấu tử” Nhà xuất Bách Khoa, Hà Nội Tập 1, 2010 Phan Tử Bằng, “Giáo trình công nghệ lọc dầu” Nhà xuất xây dựng, Hà Nội, 2002 Trang web http://vi.wikipedia.org, http://congnghedaukhi.com Indiss help 65 [...]... tấn dầu Bạch Hổ/năm (Trường hợp dầu ngọt)  5.5 triệu tấn dầu Bạch Hổvà 1triệu tấn dầu Dubai/năm (Trường hợp dầu chua) Nhà máy lọc dầu Dung Quất là một trong những dự án kinh tế lớn, trọng điểm quốc gia của Việt Nam trong giai đoạn đầu thế kỷ 21 [4] Hình 1 1 : Sơ đồ nhà máy lọc dầu Dung Quất 1.1.2 Giới thiệu phân xưởng reforming xúc tác liên tục (CCR) của nhà máy lọc dầu Dung Quất CCR trong nhà máy lọc. .. ứng Hình 1 3 : Sơ đồ công nghệ CCR của UOP Ngoài công nghệ của UOP, trên thế giới còn hay sử dụng công nghệ CCR của IFP, nhưng không được giới thiệu trong luận văn này Nguyên lý làm việc của phân xưởng CCR trong nhà máy lọc dầu Dung Quất: Phân xưởng reforming xúc tác liên tục của nhà máy lọc dầu Dung quất được lắp đặt theo công nghệ Platforming của UOP (Mỹ) Phân xưởng này có nhiệm vụ cung cấp hợp phần... là phân tích các yếu tố ảnh hưởng tới hoạt động của tháp, dựa trên các thông số thiết kế và ứng dụng phần mềm mô phỏng Indiss để tìm điểm làm việc tốt nhất cho tháp đạt yêu cầu về chất lượng và năng suất sản phẩm 2.1.2 Phương pháp nghiên cứu Để giải quyết nhiệm vụ của đề tài sẽ dựa trên cơ sở lý thuyết phân riêng hệ nhiều cấu tử để phân tích các yếu tố ảnh hưởng tới hoạt động của tháp, sử dụng các. .. xúc tác liên tục Trong đó, chất xúc tác chuyển động liên tục từ lò phản ứng này sang lò phản ứng khác, rồi từ lò phản ứng sang lò tái sinh đó, xúc tác liên tục được tái sinh và liên tục quay trở về lò phản ứng Reforming Nhờ liên tục được tái sinh mà chất xúc tác gần như luôn có hoạt tính cao và ổn định, do đó quá trình reforming xảy ra ổn định, tạo ra reformat chất lượng cao  Đặc điểm:  Lớp xúc tác. .. một phần 7 nguyên liệu (BTX) cho hóa dầu CCR là một trong những phân xưởng lớn và quan trọng của nhà máy lọc dầu Dung Quất Hình 1 4 : Sơ đồ khối của phân xưởng Hình 1 5: Sơ đồ c ng nghệ CCR (hình đính èm) Nguyên liệu ( từ phân đoạn naptha nặng) được làm sạch từ quá trình hydro hóa, trộn với khí hydro từ máy n n C-1301, sau khi đi qua thiết bị trao đổi nhiệt E1301 và tiếp tục được đốt nóng lên nhiệt độ... nhà máy lọc dầu Dung Quất là quá trình Reforming xúc tác liên tục “Reforming là quá trình hóa học làm biến đổi hydrocacbon napthten và hydrocacbon parafin trong phân đoạn xăng thành aromatic để tạo ra reformat có trị số octan cao”, [3, P161] Hiện nay trên thế giới tồn tại 2 loại công nghệ reforming chủ yếu là công nghệ bán tái sinh và công nghệ tái sinh liên tục (CCR) Nhà máy lọc dầu Dung Quất sử dụng... tra lại (Retrofitting) các quá trình đang tồn tại, hiệu chỉnh (Troubleshooting) các quá trình đang vận hành, tối ưu hóa (Optimizing) các quá trình đang vận hành  Mô phỏng động (Dynamic Simulation): Là mô phỏng thiết bị, quá trình ở trạng thái hoạt động liên tục, cho ph p người dùng khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống theo thời gian và phương pháp xử lí tình huống giả lập trong quá trình thiết... phương pháp tính gần đúng cho ph p tính nhanh và ít tốn kém, vì vậy bằng các phương pháp này sẽ dễ dàng xác định được vùng tối ưu của các thông số của tháp và tiếp theo có thể khảo sát vùng này bằng các phương pháp tính chính xác trên máy tính 2.1.3.1 Dựa trên các thông số thiết kế của nhà máy Các thông số của nhà máy đã được các kỹ sư công nghệ có trình độ chuyên môn cao và nhiều năm kinh nghiệm thiết... đích tách Theo tiêu chuẩn này, cấu tử sẽ là sản phẩm chính nên được chọn làm cấu tử chính Cấu tử chính cũng có thể được chọn theo mức độ khó tách Theo tiêu chuẩn này thì cặp cấu tử khó tách nhất sẽ được chọn làm cặp cấu tử chính Cấu tử chính cũng có thể được chọn theo mức độ ảnh hưởng của nồng độ của cấu tử này đến phân bố nồng độ của các cấu tử khác trong tháp chưng cất  Nghiên cứu hành vi của các. .. dựng được tất cả các dòng với đầy đủ các tính chất Trong phần mềm Indiss đã xây dựng mô phỏng các thiết bị trong nhà máy lọc hóa dầu với dữ liệu lên tới hơn 1100 cấu tử Để xây dựng một phân xưởng, một nhà máy trên phần mềm cần phải định nghĩa ngay từ đầu về thành phần nguyên liệu, các phương trình động học, phương pháp thuật toán nào được sử dụng cho hệ thống thiết bị, công nghệ nhà máy Việc tiến hành