7.1. Các dự án lọc dầu7.2. Xử lý khí và LPG7.3. Các quá trình chuyển hóa sâu gasoil chân không (VGO)7.4. Quá trình nâng cấp cặn nặng7.5. Kết hợp các phân xưởng hóa dầu7.6. Quản lý, sử dụng, chế biến hydro7.7.Xây dựng qui trình công nghệ tối đa hóa sản phẩm lỏng có giá trị từ các sản phẩm nặng của NMLD
CÁC QUÁ TRÌNH XÚC TÁC TRONG LỌC HÓA DẦU GS.TS Đinh Thị Ngọ Chương Hướng tiếp cận công nghệ lọc hóa dầu giới 7.1 Các dự án lọc dầu 7.2 Xử lý khí LPG 7.3 Các trình chuyển hóa sâu gasoil chân không (VGO) 7.4 Quá trình nâng cấp cặn nặng 7.5 Kết hợp phân xưởng hóa dầu 7.6 Quản lý, sử dụng, chế biến hydro 7.7.Xây dựng qui trình công nghệ tối đa hóa sản phẩm lỏng có giá trị từ sản phẩm nặng NMLD Chương có sử dụng số liệu hãng dầu mỏ UOP Mỹ 7.1 Các dự án lọc dầu Yêu cầu: *Tối ưu hóa khả tái đầu tư; dự án lọc dầu mới, cải tạo tối ưu hóa nhà máy hoạt động cho đáp ứng tốt với trình thay đổi nguồn nguyên liệu, thỏa mãn yêu cầu tương lai tiêu kỹ thuật sản phẩm Tất nhằm giảm thiểu vốn đầu tư, giá vận hành công nghệ tác động tới môi trường *Ứng dụng phần mềm hay trình mô ứng dụng có khả đánh giá hiệu kinh tế - sử dụng Vận dụng nghiên cứu cách tốt để đẩy nhanh công đoạn thiết kế - công đoạn chủ yếu để xúc tiến tốc độ dự án *Tối ưu hóa thiết kế bản: từ yêu cầu thiết yếu hệ thống lọc dầu, cần thiết phải tối ưu hóa quy trình thiết kế để tiếp tục cải tiến đơn vị lọc dầu đa phân xưởng, đồng thời cải tiến hiệu phân xưởng riêng rẽ 12.1 Các dự án lọc dầu Những yêu cầu bao gồm: + Phù hợp với tình hình kinh tế theo thời kỳ + Vẫn đạt đặc tính sản phẩm cuối với giá thành thấp nhất, đáp ứng thay đổi theo vùng miền + Đồng hóa thiết kế kỹ thuật cho quy trình, phân xưởng + Thiết kế có tính lặp lại cao cho dự án sau Từ đó, trình tối ưu hóa thiết kế tập trung vào số điểm sau: + Tối ưu phân đoạn sản phẩm + Tối ưu dòng sản phẩm trung gian + Tối ưu phân tích phối trộn loại sản phẩm + Giảm thiểu trang thiết bị chủ yếu + Tối ưu sơ hệ thống hydro nhà máy lọc dầu Mục đích cuối công việc đưa thông số thiết kế cho đơn vị vận hành, cho phép thực thi nhanh dự án, công việc đảm bảo thực song song lặp lại 7.2 Xử lý khí LPG - Xử lý khí: Công nghệ xử lý khí UOP có tên trình trích ly Merox TM ứng dụng khả tương tác lỏng – khí hiệu cao để tách phân tử mecaptan có dòng khí nhà máy Dung môi sử dụng dung dịch kiềm mạnh Mercaptan sau bị oxi hóa thành disunfua tách khỏi dung môi Khí chứa mercaptan với hàm lượng thấp 10 wppm UOP ứng dụng công nghệ vào 1700 dây chuyền khắp giới - Xử lý LPG: Công nghệ trích ly LPG thiết kế với mục đích tách H 2S, COS mercaptan khỏi LPG – nguyên liệu cho trình alkyl hóa, polyme tổng hợp hóa dầu từ C3, C4 Hàm lượng mercaptan giảm wppm 7.3 Các trình chuyển hóa sâu gasoil chân không (VGO) - FCC: công nghệ FCC chuyển hóa phân đoạn gasoil khí hay chân không, cặn chưng cất khí nguyên liệu nặng thu từ phân xưởng khác thành xăng có trị số octan cao, loại FO khí giàu olefin cho công nghiệp hóa dầu hay cho trình alkyl hóa Quá trình phát triển ngày để nâng cao hiệu cracking xúc tác, giảm cracking nhiệt để thu sản phẩm chất lượng cao - Hydrocracking: Quá trình chuyển hóa loại nguyên liệu nặng hơn, cho sản phẩm đa dạng từ xăng, kerosen đến diesel hay dầu nhờn, tạo nguyên liệu cho phân xưởng FCC - Xử lý có mặt hydro: nhằm mục đích tạo hiệu suất xăng FCC cao chất lượng tốt Đây bước tiền xử lý nguyên liệu đưa vào phân xưởng FCC, nguyên liệu giảm hàm lượng S dị nguyên tố khác Quá trình ứng dụng cho công nghệ hydrocracking nhằm làm nguyên liệu sản phẩm trình, tạo cân việc sản xuất xăng với loại nhiên liệu lỏng khác diesel 7.4 Quá trình nâng cấp cặn nặng • Nhằm đáp ứng nhu cầu nhiên liệu tăng cao, nhu cầu cho nhiên liệu diesel ngày lớn đồng thời giảm lượng cặn nhà máy chế biến dầu Sự chuyển hướng này, với yêu cầu giảm thiểu hàm lượng S nhiên liệu đặt mục tiêu tăng mức độ chuyển hóa, đặc biệt chuyển hóa để tạo diesel • Giải pháp nâng cấp cặn nặng UOP bao gồm nhiều công nghệ: công nghệ Uniflex TM sử dụng trình hydrocracking huyền phù để tăng độ chuyển hóa lên 90% chọn lọc tạo loại nhiên liệu, đồng thời giảm thiểu sản phẩm phụ, đáp ứng hầu hết tiêu chuẩn nhiên liệu tương lai Quá trình RFCC (cracking xúc tác với nguyên liệu cặn nặng) chuyển hóa nguyên liệu xấu thành xăng sản phẩm nhẹ Quá trình RCD Unionfining dung hydro để xử lý loại bỏ tạp chất tăng hydro cho RFCC, giảm S Ngoài có trình xử lý nhiệt sâu để chuyển hóa cặn nặng, hay công nghệ tách asphanten dung môi làm nguyên liệu cho trình chuyển hóa 7.5 Kết hợp phân xưởng hóa dầu • Công nghệ FCC ngày cung cấp hướng quan trọng sản xuất nhiên liệu với sản xuất olefin aromatic cho ứng dụng hóa dầu • Công nghệ cho phép nâng cao lượng propylen UOP công nghệ RxPro TM , sử dụng thiết bị phản ứng nhiều lớp để tăng hiệu suất propylene phân xướng FCC hay RFCC lên tới 20%, sử dụng nguyên liệu đa dạng từ cặn nặng chưng cất khí đến gasoil chân không Các sản phẩm aromatic tạo trình ứng dụng để sản xuất benzen hay p-xylen • Sự kết hợp phân xưởng chế biến dầu với hóa dầu mang lại nhiều lợi ích mặt kinh tế Thông thường sản phẩm hóa dầu có lợi nhuận cao sản phẩm nhiên liệu nhiều nên kết hợp tạo khả tăng lượng sản phẩm thu tối ưu hóa tái đầu tư • Một quy trình đáng quan tâm khác LCO-X, sử dụng phân đoạn giá trị thấp phân xưởng lọc dầu phân đoạn LCO để sản xuất hydrocacbon thơm giá trị cao (BTX) Công nghệ đưa vào sử dụng từ năm 2008 hướng 7.6 Quản lý, sử dụng, chế biến hydro • Hydro đóng vai trò quan trọng sản xuất nhiên liệu Tối ưu hóa việc sử dụng hydro tăng tối đa lợi nhuận dự án chế biến dầu • Thu hồi tinh chế hydro: hydro thường sinh từ nguồn trình sau: reforming nước, reforming xúc tác, hydrocracking, hydrotreating Hai công nghệ UOP sử dụng công nghệ Polybed PSA công nghệ Polysep Membrane + Công nghệ Polybed PSA: tạp chất có hydro hấp phụ áp suất cao, sau tách áp suất thấp Độ tinh khiết H lên tới 99,9% với khả thu hồi từ 60 đến 90% UOP cung cấp 900 dây chuyền cho 70 quốc gia giới 7.6 Quản lý, sử dụng, chế biến hydro + Công nghệ Polysep Membrane: tách hỗn hợp khí dựa khác biệt tốc độ thẩm thấu khí qua màng polymer H2 có khả thẩm thấu tốt tách Dựa nguyên tắc này, H2 tinh chế hiệu mặt kinh tế - Tạo hydro: có nhiều công nghệ sinh H phân xưởng lọc hóa dâu: CCR, reforming nước, hydrocracking…, H2 sinh từ trình phải qua trình tinh chế trước sử dụng dạng H2 kỹ thuật - Giảm tiêu thụ H2: cách tăng hiệu sử dụng hydro đáp ứng yêu cầu chất lượng sản phẩm Một số xúc tác hiệu nghiên cứu cho trình xúc tác cho trình Unicracking, Unionfining UOP 7.7.Xây dựng qui trình công nghệ tối đa hóa sản phẩm lỏng có giá trị từ sản phẩm nặng NMLD a • Công nghệ RFCC: Công nghệ RFCC UOP giống với công nghê FCC Điểm khác biệt lớn sử dụng thiết bị tái sinh giai đoạn với thiết bị làm mát xúc tác, để chuyển hóa từ sâu đến sâu nguyên liệu nặng thành xăng sản phẩm nhẹ Những tinh kết hợp với thiết kế quan trọng khác giúp điều chỉnh nhiệt cháy, lắng đọng kim loại dòng xúc tác tuần hoàn • Thiết bị tái sinh cấp có hiệu cao điều khiển nhiệt độ trình tái sinh xúc tác, nhờ giảm thiểu phá hủy xúc tác đốt cốc, trì hoạt tính xúc tác Các thiết bị làm mát xúc tác nhanh chóng lấy nhiệt khỏi trình, hệ thống phụ trợ phát triển so với quy trình thiết kế truyền thống • Công nghệ RFCC thiết kế để tối ưu hóa tỷ lệ nguyên liệu/xúc tác, tách xúc tác với dầu sau qua ống phản ứng, thụ động hóa kim loại kỹ thuật vận hành tạo độ chọn lọc cao với nhiên liệu xăng sản phẩm giá trị khác Quy trình có khả đáp ứng tốt với thay đổi nguyên liệu, kể các loại chứa nhiều cốc conradson hay kim loại a 7.7.Xây dựng qui trình công nghệ tối đa hóa sản phẩm lỏng có giá trị từ sản phẩm nặng NMLD b Công nghệ Hydrocracking huyền phù • Đây công nghệ nâng cấp cặn phát triển UOP – trình Uniflex TM Quá trình tối đa hóa độ chuyển hóa cặn thành loại nhiên liệu giao thông đồng thời giảm tới 70% sản phẩm phụ so với công nghệ cốc hóa chậm • Công nghệ Uniflex tăng lợi nhuận lên từ đến USD thùng sản phẩm so sánh với công nghệ chuyển hóa cặn truyền thống Quá trình đạt độ chuyển hóa cao với cặn chưng cất chân không cách đưa thêm xúc tác phân tán pha thích hợp vào nguyên liệu điều kiện nhiệt độ áp suất phản ứng khí hydro • Các sản phẩm trình bao gồm naphta, diesel gasoil – nguyên liệu cho trình chuyển hóa FCC 7.7.Xây dựng qui trình công nghệ tối đa hóa sản phẩm lỏng có giá trị từ sản phẩm nặng NMLD c Công nghệ xử lý cặn có hydro • Công nghệ RCD Unionfining TM UOP loại bỏ lưu huỳnh, nitơ, hợp chất kim asphalten loại nguyên liệu thô cặn chưng cất khí quyển, cặn chưng cất chân không hay dòng sản phẩm nặng khác • Trong năm gần đây, công nghệ ứng dụng để tiền xử lý nguyên liệu trước đưa vào trình chuyển hóa cặn nặng RFCC, sản xuất FO với hàm lượng S thấp • Công nghệ RCD công nghệ xử lý hydro xúc tác tầng cố định, kết hợp thông số thiết kế công nghệ đặc thù với nghiên cứu xúc tác xử lý hydro 7.7.Xây dựng qui trình công nghệ tối đa hóa sản phẩm lỏng có giá trị từ sản phẩm nặng NMLD d Công nghệ cốc hóa • Công nghệ cốc hóa chậm chọn lọc Foster Wheeler (SYDEC) hoạt động áp suất thấp, tuần hoàn để tối đa hóa hiệu suất lỏng giảm thiểu lượng cốc tạo thành Quá trình tạo nhiều sản phẩm như: gasoil cho phân xưởng chuyển hóa, diesel, xăng • Công nghệ SYDEC chuyển hóa hoàn toàn tất loại cặn Với mục đích tăng lượng sản phẩm diesel, công nghệ thường kết hợp với trình hydrocracking phân đoạn VGO 7.7.Xây dựng qui trình công nghệ tối đa hóa sản phẩm lỏng có giá trị từ sản phẩm nặng NMLD e Công nghệ trích ly tách asphanten sử dụng dung môi • Quy trình tách asphanten sử dụng dung môi (SDA) có khả phân tách cặn theo phân tử khối thay theo nhiệt độ sôi để sản xuất loại dầu asphanten tạp chất, giàu phân tử parafin tạo sản phẩm phụ cặn có độ nhớt cao • Công nghệ SDA có khả phân tách hiệu cặn chưng cất chân không thành loại gasoil chất lượng cao phục vụ cho phân xưởng chuyển hóa FCC, hydrocracking Công nghệ ứng dụng trình trích ly hệ thống thu hồi dung môi cho phép tối ưu hóa chất lượng dầu giảm thiểu giá thành UOP với Foster Wheeler thiết kế thực 70 dự án SDA, với suất từ 7000 đến 48000 thùng ngày KẾT THÚC CHƯƠNG ... lọc hóa dầu giới 7.1 Các dự án lọc dầu 7.2 Xử lý khí LPG 7.3 Các trình chuyển hóa sâu gasoil chân không (VGO) 7.4 Quá trình nâng cấp cặn nặng 7.5 Kết hợp phân xưởng hóa dầu 7.6 Quản lý, sử dụng,... lý, sử dụng, chế biến hydro 7.7 .Xây dựng qui trình công nghệ tối đa hóa sản phẩm lỏng có giá trị từ sản phẩm nặng NMLD Chương có sử dụng số liệu hãng dầu mỏ UOP Mỹ 7.1 Các dự án lọc dầu Yêu cầu:... phẩm Một số xúc tác hiệu nghiên cứu cho trình xúc tác cho trình Unicracking, Unionfining UOP 7.7 .Xây dựng qui trình công nghệ tối đa hóa sản phẩm lỏng có giá trị từ sản phẩm nặng NMLD a • Công