Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế biến dầu khí mô hình hóa–tối ưu hóa quá trình lọc dầu sử dụng dầu thô kuwait

Đồ án tốt nghiệp Ngành cơng nghệ hóa học dầu khí MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN viii LỜI MỞ ĐẦU ix DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT .x DANH SÁCH BẢNG BIỂU xii DANH SÁCH HÌNH VẼ .xiii CHƯƠNG 1: DẦU THÔ KUWAIT VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 1.1 Nguyên liệu tính chất nguyên liệu 1.2 Giới thiệu nhà máy lọc dầu Nghi Sơn 1.3 Sản phẩm thương mại nhà máy lọc dầu Nghi Sơn 1.4 Sơ đồ công nghệ nhà máy lọc dầu Nghi Sơn.(xem phụ lục) .4 1.5 Các phân xưởng công nghệ .4 1.5.1 Phân xưởng chưng cất dầu thô (CDU) 1.5.2 Phân xưởng thu hồi LPG (LRU) 1.5.3 Phân xưởng xử lý Naphha Hydro (NHT) .5 1.5.4 Phân xưởng Isome hóa (ISOM) 1.5.5 Phân xưởng Reforming xúc tác (CCR) 1.5.6 Cụm phân xưởng Naphtha hợp chất thơm (NAC) .5 1.5.7 Phân xưởng xử lý LPG (LTU) 1.5.8 Phân xưởng khử lưu huỳnh Kerosene (KHDS) .6 1.5.9 Phân xưởng khử lưu huỳnh Gasoil (GOHDS) .6 1.5.10 Phân xưởng khử lưu huỳnh cặn chưng cất (RHDS) 1.5.11 Phân xưởng Cracking xúc tác tầng sôi cặn chưng cất (RFCC) .7 1.5.12 Phân xưởng thu hồi Propylene (PRU) 1.5.13 Phân xưởng Alkyl hóa gián tiếp 1.5.14 Phân xưởng sản xuất khí Hydro (HMU) .8 1.5.15 Phân xưởng thu hồi lưu huỳnh (SRU) 1.5.16 Chế độ vận hành GVHD: Nguyễn Đình Lâm Trang SVTH: Lê Văn Hiệp Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ hóa học dầu khí 1.6 Phối trộn sản phẩm CHƯƠNG 2: MƠ HÌNH HĨA Q TRÌNH SẢN NHÀ MÁY LỌC DẦU NGHI SƠN 11 2.1 Cơ sở q trình mơ hình hóa hoạt động nhà máy lọc dầu 11 2.2 Mơ hình hóa hoạt động phân tách chuyển hóa 11 2.2.1 Phân xưởng chưng cất 11 2.2.2 Phân xưởng thu hồi LPG 12 2.2.3 Phân xưởng xử lý Naphtha Hydro .12 2.2.4 Phân xưởng Reforming xúc tác liên tục .12 2.2.5 Phân xưởng xử lý LPG 13 2.2.6 Phân xưởng xử lý Kerosene 13 2.2.7 Phân xưởng khử lưu huỳnh cặn chưng cất 14 2.2.8 Phân xưởng Cracking xúc tác tầng sôi cặn chưng cất 14 2.2.9 Phân xưởng thu hồi Propylene .15 2.2.10 Phân xưởng Alkyl hóa gián tiếp .15 2.2.11 Phân xưởng thu hồi lưu huỳnh 15 2.2.13 Phân xưởng Isome hóa .16 2.2.14 Cụm phân xưởng Naphtha Hydrocacbon thơm 16 2.3 Hoạt động phối trộn 17 2.3.1 Phối trộn cho LPG xăng 17 2.3.2 Phối trộn tạo Diesel Fuel Oil 17 2.3.3 Phối trộn tạo sản phẩm hóa dầu 17 2.4 Xây dựng cấu trúc biến ràng buộc 17 2.4.1 Cấu trúc biến 17 2.4.2 Cấu trúc ràng buộc 22 2.5 Giá thành sản phẩm thương mại 26 2.6 Chi phí vận hành phân xưởng 26 2.7 Các tiêu chuẩn sản phẩm trung gian tiêu chuẩn sản phẩm 27 2.7.1 Tiêu chuẩn sản phẩm theo tài liệu nhà máy Nghi Sơn 27 GVHD: Nguyễn Đình Lâm Trang SVTH: Lê Văn Hiệp Đồ án tốt nghiệp Ngành cơng nghệ hóa học dầu khí 2.7.2 Chỉ tiêu chất lượng dùng phần mềm Lingo 27 CHƯƠNG 3: TỐI ƯU HÓA SƠ ĐỒ NHÀ MÁY LỌC DẦU NGHI SƠN BẰNG PHẦN MỀM LINGO 29 3.1 Tổng quan phần mềm Lingo .29 3.1.1 Khái niệm quy hoạch tuyến tính 29 3.1.2 Quy hoạch tuyến tính lọc dầu 30 3.1.3 Giới thiệu phần mềm Lingo .33 3.1.4 Phối trộn bán sản phẩm 36 3.2 Xây dựng ma trận toán tối ưu bảng tính Excel 37 3.2.1 Cấu trúc ma trận toán tối ưu 37 3.2.2 Xác định hệ số cho ma trận 38 3.2.3 Phương pháp khai báo liên kết liệu với Excel .38 CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH KẾT QUẢ TỪ PHẦN MỀM LINGO .39 4.1 Giá trị hàm mục tiêu .39 4.2 Phân tích kết 39 4.2.1 Reduced Cost .39 4.1.2 Slack or Surplus 40 4.1.3 Dual Price .40 4.1.4 Lingo/Range 42 KẾT LUẬN 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO .52 PHỤ LỤC .53 GVHD: Nguyễn Đình Lâm Trang SVTH: Lê Văn Hiệp Đồ án tốt nghiệp Ngành cơng nghệ hóa học dầu khí LỜI CẢM ƠN -   Để hoàn thành Đồ án tốt nghiệp này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng nói chung thầy chun ngành Cơng Nghệ Hóa học - Dầu Khí nói riêng ân cần giảng dạy giúp đỡ em suốt thời gian em học trường trình làm đồ án tốt nghiệp Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Nguyễn Đình Lâm, người thầy trực tiếp hướng dẫn đề tài tốt nghiệp em Trong trình thực đề tài thầy nhiệt tình giúp đỡ em nhiều mặt tài liệu, kiến thức kinh nghiệm, giúp em đưa phương án giải vấn đề thắc mắc Em xin gửi lời cảm ơn đến anh chị cựu sinh viên khóa trước cung cấp cho em tài liệu kỹ thuật, số liệu liên quan đến đề tài Xin Chúc quý thầy cô anh chị sức khỏe thành cơng GVHD: Nguyễn Đình Lâm Trang SVTH: Lê Văn Hiệp Đồ án tốt nghiệp Ngành cơng nghệ hóa học dầu khí LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, lượng vấn đề hàng đầu quốc gia Chính lẽ Đảng Nhà nước ta trọng đầu tư nhà máy lọc dầu, với mục đích khai thác tối đa nguồn dầu thơ sẵn có, đồng thời đáp ứng nhu cầu lượng ngày gia tăng theo phát triển đất nước, đảm bảo phát triển bền vững không phụ thuộc nhiều vào lượng giới Bên cạnh việc xây dựng nhà máy lọc dầu không đảm bảo an ninh lượng quốc gia mà hữu ích để sản xuất phân đạm, nhựa, chất dẻo, sợi tổng hợp, chất tẩy rửa, dược phẩm,…Với ý nghĩa đó, nhà máy lọc dầu Dung Quất xây dựng với suất ban đầu 6.5 triệu dầu thô/năm với nguồn nguyên liệu dầu thô Bạch Hổ Tiếp sau nhà máy lọc dầu Dung Quất, nhà máy lọc dầu Nghi Sơn với công suất thiết kế 10 triệu tấn/năm từ nguồn nguyên liệu dầu thô nhập từ Kuwait xây dựng nhằm tạo loại sản phẩm dầu mỏ khác đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn kỹ thuật, môi trường, đồng thời đáp ứng nhu cầu tiêu thụ lượng cho miền Bắc Cũng ngành công nghiệp khác môi trường ngày nay, vấn đề tối ưu hóa q trình sản xuất yêu cầu cấp thiết việc làm thường xuyên để đảm bảo tính hiệu hoạt động nhà máy Đặc biệt nhà máy lọc dầu với chi phí xây dựng nhà máy cao nên nhà máy cần phải hoạt động cách tối ưu Với tầm quan trọng vấn đề tối ưu hóa phân tích trên, em chọn đề tài đồ án tốt nghiệp: “ Mơ hình hóa–Tối ưu hóa q trình lọc dầu sử dụng dầu thơ Kuwait ” nhằm mục đích đóng góp phần công sức vào việc xây dựng phương án hoạt động hiệu cho Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn GVHD: Nguyễn Đình Lâm Trang SVTH: Lê Văn Hiệp Đồ án tốt nghiệp Ngành cơng nghệ hóa học dầu khí DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT CDU Crude Distillation Unit Phân xưởng chưng cất dầu thô NHT Naphtha Hydrotreater Unit Continuous Catalytic Reformer Unit Phân xưởng xử lý Naphtha H2 CCR GOHD S Gasoil Hydrodesulphuriser KHDS Kerosene Hydrodesulphuriser Phân xưởng Reforming xúc tác liên tục Phân xưởng xử lý lưu huỳnh phân đoạn Gasoil Hydro Phân xưởng khử lưu huỳnh phân đoạn Kerosene Hydro LTU Residue Fluidised Catalytic Cracking LPG Treater Unit ALK Indirect Alkylation Phân xưởng Alkyl hóa gián tiếp PRU Propylene Recovery Unit Phân xưởng thu hồi Propylene ISOM Isomerization Unit Phân xưởng đồng phân hóa LRU LPG Recovery Unit RHDS Residue Hydrodesulphuriser Phân xưởng thu hồi LPG Phân xưởng khử lưu huỳnh phân đoạn cặn chưng cất Hydro Cụm phân xưởng Naphtha hợp chất thơm Phân xưởng sản xuất Hydro RFCC NAC HMU SRU Naphtha and Aromatics Complex Hydrogen Manufacuring Unit Phân xưởng Cracking xúc tác tầng sôi Phân xưởng xử lý LPG Hệ thống nén phân phối Hydro LPG Sulphure Recovery Unit Hydrogen Compression and Distribution System Liquefied Petroleum Gas PRU PolyPropylene Recovery Unit Phân xưởng thu hồi Polypropylene PR-DO Premium Diesel Oil Nhiên liệu Diesel cao cấp RE-DO Regular Diesel Oil Nhiên liệu Diesel thông thường FO Fuel Oil Dầu đốt FO HGO Heavy Gas Oil Gasoil nặng LCO Light Cycle Oil Dầu nhẹ từ phân xưởng RFCC CLO Clarified Oil Dầu tinh lọc trình RFCC AR Atmospheric Residue Cặn chưng cất khí TPSD Ton per standard day Tấn/ngày BPSD Barrel per standard day Thùng/ngày HCDS GVHD: Nguyễn Đình Lâm Trang Phân xưởng thu hồi lưu huỳnh Khí dầu mỏ hóa lỏng SVTH: Lê Văn Hiệp Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ hóa học dầu khí D Density Tỷ trọng ppm Part per million Phần triệu GVHD: Nguyễn Đình Lâm Trang SVTH: Lê Văn Hiệp Đồ án tốt nghiệp Ngành cơng nghệ hóa học dầu khí DANH SÁCH BẢNG BIỂU Tên bảng Bảng 1.1 : Đặc tính dầu thô Kuwai Bảng 1.2 : Các sản phẩm thương mại sau phối trộn Trang 10 Bảng 2.1 : Bảng ký hiệu cấu trúc biến bảng tính Lingo 19 Bảng 2.2 : Bảng ký hiệu ràng buộc bảng tính Lingo 23 26 27 27 27 27 27 26 27 28 37 Bảng 2.3 : Giá thành sản phẩm thương mại Bảng 2.4 : Chi phí vận hành phân xưởng Bảng 2.5 : Chỉ tiêu chất lượng LPG Bảng 2.6 : Chỉ tiêu chất lượng Xăng Bảng 2.7: Chỉ tiêu chất lượng Kerosene Bảng 2.8 : Chỉ tiêu nhiên liệu Jet-A1 Bảng 2.9 : Chỉ tiêu chất lượng nhiên liệu Diesel Bảng 2.10 : Chỉ tiêu chất lượng nhiên liệu Fuel Oil Bảng 2.11 : Chỉ tiêu chất lượng dùng phần mềm Lingo Bảng 3.1 : Cấu trúc ma trận tốn tối ưu GVHD: Nguyễn Đình Lâm Trang SVTH: Lê Văn Hiệp Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ hóa học dầu khí DANH SÁCH HÌNH VẼ Tên hình Hình 1.1: Mặt nhà máy lọc dầu Nghi Sơn Hình 2.1: Quá trình chưng cất Hình 2.2: Phân xưởng thu hồi LPG Hình 2.3: Phân xưởng xử lý Naphtha Hydro Hình 2.4: Phân xưởng Reforming xúc tác liên tục Hình 2.5: Phân xưởng xử lý LPG Hình 2.6: Phân xưởng xử lý Kerosene Hình 2.7: Phân xưởng khử lưu huỳnh cặn chưng cất Hình 2.8: Phân xưởng Cracking xúc tác tầng sôi cặn chưng cất Hình 2.9: Phân xưởng thu hồi Propylen Hình 2.10: Phân xưởng Alkyl hóa gián tiếp Hình 2.11: Phân xưởng thu hồi lưu huỳnh Hình 2.12: Phân xưởng Isome hóa Hình 2.13: Phân xưởng khử lưu huỳnh Gasoil Hình 2.14: Phân xưởng tách xăng Reformate Hình 3.1 : Giao diện làm việc Lingo Hình 3.2 : Trình đơn New Hình 3.3 : Trình đơn Edit Hình 3.4 : Trình đơn Lingo GVHD: Nguyễn Đình Lâm Trang Trang 11 12 12 13 13 13 14 14 14 15 15 15 16 16 34 34 35 35 SVTH: Lê Văn Hiệp Đồ án tốt nghiệp Ngành cơng nghệ hóa học dầu khí CHƯƠNG 1: DẦU THƠ KUWAIT VÀ CƠNG NGHỆ XỬ LÝ 1.1 Nguyên liệu tính chất nguyên liệu Việt Nam xếp vào nước xuất dầu mỏ từ năm 1991 sản lượng xuất vài ba triệu Dầu thô Việt Nam dầu thô ngọt, hàm lượng lưu huỳnh thấp (0,041% khối lượng), nguyên liệu tốt cho nhà máy lọc dầu Tuy nhiên, dự trữ dầu Việt Nam thấp Vì vậy, để đảm bảo hoạt động lâu dài liên tục phức hợp nhà máy lọc dầu Nghi Sơn, nhà máy hợp tác nhập dầu thô từ Trung Đông Hỗn hợp dầu thô từ Kuwait, Murban Black Tiger (Việt Nam) nghiên cứu cho thấy sử dụng 100% dầu thô từ Kuwait mang lại kết tốt Kết dầu thô Kuwait lựa chọn nguồn nguyên liệu để thiết kế nhà máy lọc dầu Nghi Sơn Ngoài ra, để đảm bảo trữ lượng nhà máy, nguồn nguyên liệu Murban sử dụng Các đặc tính dầu thơ từ Kuwait:  Là dầu thơ trung bình (d = 0.876 oAPI = 29.9) có hàm lượng lưu huỳnh cao (khoảng 2.65%wt) Do đó, q trình xử lý, dầu thơ cần giải để tạo sản phẩm có chất lượng tốt  Hàm lượng kim loại nặng dầu tương đối cao Ví dụ, nồng độ Nikel 0.1 ppm, Vanadium 31.1 ppm Sắt 0.7 ppm Với nồng độ kim loại vậy, có hại cho q trình sản xuất diện kim loại gây ngộ độc chất xúc tác, hư hỏng thiết bị giảm chất lượng sản phẩm  Hàm lượng Nitơ khoảng khoảng 372 ppm, có khả gây ngộ độc chất xúc tác giảm độ ổn định dầu trình bảo quản GVHD: Nguyễn Đình Lâm Trang SVTH: Lê Văn Hiệp Đồ án tốt nghiệp Ngành cơng nghệ hóa học dầu khí  Phạm vi thay đổi giá xuất MG95: Ranges in which the basis is unchanged: Objective Coefficient Ranges Current Allowable Variable Coefficient Increase GIATRIBIEN( MG95EXP) -450.3000 INFINITY Allowable Decrease 1.800000 Giá xuất MG95 cho phép tăng đến vô giảm 1.8 USD mà phương án sản xuất không thay đổi  Phạm vi thay đổi giá xuất JETA1: Ranges in which the basis is unchanged: Objective Coefficient Ranges Current Allowable Variable Coefficient Increase GIATRIBIEN( JETA1EXP) -424.9000 INFINITY Allowable Decrease 15.00000 Giá xuất JETA1 cho phép tăng đến vô giảm 15 USD mà phương án sản xuất không thay đổi  Phạm vi thay đổi giá xuất PR-DO: Ranges in which the basis is unchanged: Objective Coefficient Ranges Current Allowable Variable Coefficient Increase GIATRIBIEN( PRDOEXP) -419.3000 6.146658 Allowable Decrease 6.396029 Giá xuất PR-DO cho phép tăng 6.15 USD giảm đến 6.39 USD mà phương án sản xuất không thay đổi  Phạm vi thay đổi giá xuất RE-DO: Ranges in which the basis is unchanged: Objective Coefficient Ranges Current Allowable Variable Coefficient Increase GIATRIBIEN( REDOEXP) -396.8000 INFINITY Allowable Decrease 15.00000 Giá xuất RE-DO cho phép tăng đến vô giảm 15 USD mà phương án sản xuất không thay đổi  Phạm vi thay đổi giá xuất FO: Ranges in which the basis is unchanged: Objective Coefficient Ranges Current Allowable Variable Coefficient Increase GIATRIBIEN( FOEXP) -256.2000 INFINITY GVHD: Nguyễn Đình Lâm Trang 45 Allowable Decrease 15.00000 SVTH: Lê Văn Hiệp Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ hóa học dầu khí Giá xuất FO cho phép tăng đến vô giảm 15 USD mà phương án sản xuất không thay đổi  Phạm vi thay đổi giá xuất PPL: Ranges in which the basis is unchanged: Objective Coefficient Ranges Current Allowable Variable Coefficient Increase GIATRIBIEN( PPLEXP) -883.9000 5677.079 Allowable Decrease INFINITY Giá xuất PPL cho phép tăng 5677 USD giảm đến vô mà phương án sản xuất không thay đổi  Phạm vi thay đổi giá xuất BENZENE: Ranges in which the basis is unchanged: Objective Coefficient Ranges Current Allowable Variable Coefficient Increase GIATRIBIEN( BZEXP) -508.4000 4091.418 Allowable Decrease INFINITY Giá xuất BENZENE cho phép tăng 4091.4 USD giảm đến vô mà phương án sản xuất không thay đổi  Phạm vi thay đổi giá xuất P-XYLENE: Ranges in which the basis is unchanged: Objective Coefficient Ranges Current Allowable Variable Coefficient Increase GIATRIBIEN( PXLEXP) -682.7000 1472.001 Allowable Decrease INFINITY Giá xuất P-XYLENE cho phép tăng 1472 USD giảm đến vô mà phương án sản xuất không thay đổi  Phạm vi thay đổi giá xuất SULPHUR: Ranges in which the basis is unchanged: Objective Coefficient Ranges Current Allowable Variable Coefficient Increase GIATRIBIEN( SEXP) -16.00000 3881.451 Allowable Decrease INFINITY Giá xuất SULPHUR cho phép tăng 3381.45 USD giảm đến vô mà phương án sản xuất không thay đổi 4.1.4.2 Phạm vi thay đổi giá trị RSH mà không làm thay đổi phương án sản xuất (Right – Hand Side Ranges) GVHD: Nguyễn Đình Lâm Trang 46 SVTH: Lê Văn Hiệp Đồ án tốt nghiệp Ngành cơng nghệ hóa học dầu khí  Phạm vi thay đổi nhu cầu LPG: Row 50 Righthand Side Ranges Current Allowable RHS Increase 420.0000 387.9625 Allowable Decrease INFINITY Ta thấy nhu cầu thời điểm khảo sát LPG 420 tấn/ngày, nhiên ta tăng thêm lượng 387.9625 giảm đến vô nhu cầu LPG hồn tồn khơng làm thay đổi giá trị tối ưu Dual Price Reduced Cost  Phạm vi thay đổi nhu cầu MG92: Row 51 Righthand Side Ranges Current Allowable RHS Increase 3619.000 INFINITY Allowable Decrease 101.9380 Ta thấy nhu cầu thời điểm khảo sát MG92 3619 tấn/ngày, nhiên ta tăng đến vô giảm thêm lượng 101.9380 nhu cầu MG92 hồn tồn khơng làm thay đổi giá trị tối ưu Dual Price Reduced Cost  Phạm vi thay đổi nhu cầu MG95: Row 52 Righthand Side Ranges Current Allowable RHS Increase 3619.000 221.9429 Allowable Decrease 101.9380 Ta thấy nhu cầu thời điểm khảo sát MG95 3619 tấn/ngày, nhiên ta tăng thêm lượng 221.9429 giảm lượng 101.9380 nhu cầu MG95 hồn tồn khơng làm thay đổi giá trị tối ưu Dual Price Reduced Cost  Phạm vi thay đổi nhu cầu JETA1: Row 53 Righthand Side Ranges Current Allowable RHS Increase 1707.000 INFINITY Allowable Decrease 1.435383 Ta thấy nhu cầu thời điểm khảo sát JETA1 1707 tấn/ngày, nhiên ta tăng đến vô giảm lượng 1.435383 nhu cầu JETA1 hồn tồn khơng làm thay đổi giá trị tối ưu Dual Price Reduced Cost GVHD: Nguyễn Đình Lâm Trang 47 SVTH: Lê Văn Hiệp Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ hóa học dầu khí  Phạm vi thay đổi nhu cầu PR-DO: Righthand Side Ranges Current Allowable RHS Increase 6358.000 203.9781 Row 54 Allowable Decrease INFINITY Ta thấy nhu cầu thời điểm khảo sát PR-DO 6358 tấn/ngày, nhiên ta tăng thêm nhu cầu PR-DO hồn tồn khơng làm thay đổi giá trị tối ưu Dual Price Reduced Cost  Phạm vi thay đổi nhu cầu RE-DO: Row 55 Righthand Side Ranges Current Allowable RHS Increase 4238.000 INFINITY Allowable Decrease 975.1887 Ta thấy nhu cầu thời điểm khảo sát RE-DO 4238 tấn/ngày, nhiên ta tăng đến vô giảm lượng 975.1887 nhu cầu RE-DO hồn tồn khơng làm thay đổi giá trị tối ưu Dual Price Reduced Cost  Phạm vi thay đổi nhu cầu FO: Row 56 Righthand Side Ranges Current Allowable RHS Increase 1719.000 INFINITY Allowable Decrease 91.12298 Ta thấy nhu cầu thời điểm khảo sát FO 1719 tấn/ngày, nhiên ta tăng đến vô giảm lượng 91.12298 nhu cầu FO hồn tồn khơng làm thay đổi giá trị tối ưu Dual Price Reduced Cost  Phạm vi thay đổi nhu cầu BENZENE: Row 57 Righthand Side Ranges Current Allowable RHS Increase 703.0000 0.7263181 Allowable Decrease INFINITY Ta thấy nhu cầu thời điểm khảo sát BENZENE 703 tấn/ngày, nhiên ta tăng thêm lượng 0.7263181 giảm đến vô nhu cầu BENZENE hồn tồn khơng làm thay đổi giá trị tối ưu Dual Price Reduced Cost GVHD: Nguyễn Đình Lâm Trang 48 SVTH: Lê Văn Hiệp Đồ án tốt nghiệp Ngành cơng nghệ hóa học dầu khí  Phạm vi thay đổi nhu cầu P-XYLENE: Row 58 Righthand Side Ranges Current Allowable RHS Increase 1956.000 0.3347598E-02 Allowable Decrease INFINITY Ta thấy nhu cầu thời điểm khảo sát P-XYLENE 1956 tấn/ngày, nhiên ta tăng thêm lượng 0.3347598E-02 giảm đến vơ nhu cầu P-XYLENE hồn tồn không làm thay đổi giá trị tối ưu Dual Price Reduced Cost  Phạm vi thay đổi nhu cầu PPL: Row 59 Righthand Side Ranges Current Allowable RHS Increase 507.0000 0.1690493 Allowable Decrease INFINITY Ta thấy nhu cầu thời điểm khảo sát PPL 507 tấn/ngày, nhiên ta tăng thêm lượng 0.1690493 giảm đến vô nhu cầu PPL hồn tồn khơng làm thay đổi giá trị tối ưu Dual Price Reduced Cost  Phạm vi thay đổi nhu cầu SULPHUR: Row 60 Righthand Side Ranges Current Allowable RHS Increase 741.0000 0.7943448 Allowable Decrease INFINITY Ta thấy nhu cầu thời điểm khảo sát PPL 741 tấn/ngày, nhiên ta tăng thêm lượng 0.7943448 giảm đến vô nhu cầu SULPHUR hồn tồn khơng làm thay đổi giá trị tối ưu Dual Price Reduced Cost GVHD: Nguyễn Đình Lâm Trang 49 SVTH: Lê Văn Hiệp Đồ án tốt nghiệp Ngành cơng nghệ hóa học dầu khí KẾT LUẬN -   Qua ba tháng làm việc, với tinh thần nghiêm túc, tâm cao với giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo PGS.TS Nguyễn Đình Lâm anh chị khóa trước, em hồn thành nhiệm vụ đồ án Đồ án giúp em biết cách khai thác việc mơ hình hóa trình sản xuất bao gồm nhiều hoạt động phức tạp để thiết lập sơ đồ đơn giản hơn, dễ hiểu hơn, từ xây dựng cách thức giải toán tối ưu cho nhà máy Trong đề tài này, em mơ hình hóa vận hành nhà máy lọc dầu Nghi Sơn trường hợp sử dụng nguồn nguyên liệu Kuwait, sau sử dụng phần mềm Lingo để tìm phương án sản xuất tối ưu, bảng phân tích yếu tố ảnh hưởng đến giá trị hàm mục tiêu hay phương án sản xuất Sử dụng phần mềm giúp đưa phương án sản xuất thích hợp ứng với thời điểm khác trình sản xuất, vấn đề cần thiết công việc quản lý nhà máy lọc dầu Tuy nhiên thời gian có hạn, số lượng tài liệu cần xử lý nhà máy lọc dầu nhiều nên đề tài em giải toán áp dụng trường hợp nhà máy sử dụng nguồn nguyên liệu dầu thô Kuwait hoạt động với chế độ Max Gasoline, tương lai em phát triển đề tài tối ưu hóa điểm cắt phân đoạn Xăng-Kerosene phân đoạn Kerosene – Gasoil để chi phí sản xuất nhà máy thấp nhất, tính tốn cho trường hợp Max Propylene Em hy vọng đề tài áp dụng tốt thực tế sản xuất nhà máy lọc dầu Nghi Sơn sở để xây dựng phương án giải toán tối ưu nhà máy lọc dầu khác tương lai Trong q trình thực đề tài khơng thể tránh khỏi thiếu sót, kính mong nhận giúp đỡ quý thầy cô để đề tài em hồn thiện GVHD: Nguyễn Đình Lâm Trang 50 SVTH: Lê Văn Hiệp Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ hóa học dầu khí TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] 3550-8110-PD-0003, Crude oil assay, 2009, trang 2-3 [2] 3550-8110-PD-0005, Refinery design basis-Overall, 2009, trang 9-20 [3] 3550-8110-21-0002, RFCC max gasoline mode-Alternate case, vẽ [4] 3550-8110-PD-0005, Refinery design basis-Overall, 2009, trang 9-20 35508110-PD-0005, Refinery design basis-Overall, 2009, trang [5] W.L.Nelson, Petroleum refinery engineering (Fourth Edition), McDraw-Hill book company, 1969, trang 872-873 [6] Jean-Piere Favennec, Petroleum refinery volume 5- Refinery operation and management, Technip, trang 227 [7] 3550-8110-PD-0004, Product specification, 2009, trang 3-8 [8] 3550-8110-21-0002, RFCC max gasoline mode-Alternate case, vẽ GVHD: Nguyễn Đình Lâm Trang 51 SVTH: Lê Văn Hiệp Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ hóa học dầu khí PHỤ LỤC Sơ đồ công nghệ nhà máy lọc dầu Nghi Sơn Bảng 5: Chỉ tiêu chất lượng LPG Tên tiêu Đơn vị Phương pháp đo ASTM D-1657/ ASTM D-2598 ASTM D-1267/ ASTM D-2598 Giá trị Tỉ trọng Kg/l Áp suất (Reid) 37,8oC kPa Nhiệt độ 95%vol Độ C ASTM D-1837 2.2> Ethane % mol ASTM D-2163 3> Propane % mol ASTM D-2163 20~50 0.5< 1430> Butane % mol ASTM D-2163 50~80 Pentane heavier % mol ASTM D-2163 1.5> Olefin Vol % ASTM D-2163 20> Hàm lượng nhựa thực tế (đã rửa dung môi), mg/100 ml, max ml ASTM D-2158 0.05> Ăn mòn mảnh đồng - 1> S Ppm (wt) ASTM D-1838 ASTM D-2784/ ASTM D-6667 H2S - GVHD: Nguyễn Đình Lâm Trang 52 ASTM D-2420 100> - SVTH: Lê Văn Hiệp Đồ án tốt nghiệp Ngành cơng nghệ hóa học dầu khí Bảng 6: Chỉ tiêu chất lượng Xăng Chỉ tiêu Đơn vị RON MON - Hàm lượng chì g/l Nhiệt độ phân đoạn: điểm sơi đầu điểm sơi 10% thể tích điểm sơi 50% thể tích điểm sơi 90% thể tích điểm sôi cuối o C o C o C o C o C Phương pháp đo TCVN2703 :2002 (ASTM D2699) /ASTM D2700 TCVN 7143:2002 (ASTM D2701) 92 190> 210> % thể tích cặn cuối Giá trị 1.5> TCVN 2694:2000 (ASTM D130) Ăn mòn mảnh đồng 50oC/3giờ - Hàm lượng nhựa thực tế mg/100ml Độ ổn định ơxy hóa phút Hàm lượng lưu huỳnh mg/kg TCVN 6701:2000 (ASTM D2622) /ASTM D-5453 Áp xuất (Reid) 37,8oC kPa TCVN 7023:2002 (ASTM D4953) /ASTM D-5191 Hàm lượng benzen % thể tích TCVN 6703:2000 (ASTM D3606) /ASTM D-5580 1.0> Hydrocacbon thơm % thể tích TCVN 7330:2003 (ASTM D1319) /ASTM D-6839 40> Hàm lượng Olefin % thể tích TCVN 7330:2003 (ASTM D1320) /ASTM D-6839 30> Hàm lượng ôxy % khối lượng TCVN 7332:2003 (ASTM D4815) /ASTM D-6839 2.7> Khối lượng riêng (ở 15oC) kg/l TCVN 6594:2000 (ASTM D1298) /ASTM D-4502 0.72~0.76 Ngoại quan - ASTM D-4176 Trong GVHD: Nguyễn Đình Lâm TCVN 6593:2000 (ASTM D381) TCVN 6778:2000 (ASTM D525) Trang 53 1> 4> 480< 50> 60> (mùa đông) 75> (mùa hè) SVTH: Lê Văn Hiệp Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ hóa học dầu khí Bảng 7: Chỉ tiêu chất lượng Kerosene Chỉ tiêu Đơn vị Saybolt Color Chỉ số acid Phương pháp đo Giá trị ASTM D-156 20< mgKOH/g ASTM D-3242 0.02> Điểm chớp cháy cốc kín o ASTM D-56 38< Thành phần cất: Điểm sôi đầu o TCVN 2698:2002 (ASTM D-86) 144< C C C o C o C o 10% 50% Điểm sôi cuối 205> - Hàm lượng S TCVN 2708:2002 (ASTM D-1266) /TCVN 6701:2000 (ASTM D-2622) /ASTM D-4294 /ASTM D129 300> ASTM D-1322 19< - TCVN 2694:2000 (ASTM D-130) 3> cSt TCVN 3171:2003 (ASTM D-445) 1.0~1.9 wt% 0.1> Chiều cao lửa khơng khói mm Ăn mòn mảnh đồng (3hrs, 1000C) Độ nhớt động học 40 0C Mercaptan Sulfur Hàm lượng nhựa thực tế Tỉ trọng (ở 15 OC) GVHD: Nguyễn Đình Lâm mg/100ml kg/l Trang 54 ASTM D-4952 - ASTM D-381 1> TCVN 6594:2000 (ASTM D-1298) Báo cáo SVTH: Lê Văn Hiệp Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ hóa học dầu khí Bảng 2.8 : Chỉ tiêu nhiên liệu Jet-A1 Chỉ tiêu Đơn vị Phương pháp đo Giá trị Tạp chất dạng hạt mg/l ASTM D-5452 1> Saybolt color - ASTM D-156 25< Axít tổng mgKOH/g ASTM D-3242 0.015> Hydrocacbon thơm Tổng hydrocacbon thơm % thể tích % thể tích ASTM D-1319 ASTM D-6379 25> 26.5> Hàm lượng lưu huỳnh % khối lượng TCVN 2708:2002 0.1> Lưu huỳnh Mercaptan Hoặc Doctor Test % khối lượng - ASTM D-3227 ASTM D-4952 0.003> - Thành phần cất Điểm sơi đầu 10% thể tích 50%, thể tích 90%, thể tích Điểm sơi cuối Cặn Hao hụt O Báo cáo O 205> C C O C TCVN 2698:2002 (ASTM D-86) O C O Báo cáo Báo cáo C 300> % thể tích 1.5> % thể tích 1.5> C TCVN 6608:2000 (ASTM D3828) 38< kg/l TCVN 6594:2000 (ASTM D1298) 0.775~0.84 C TCVN 7170:2002 (ASTM D2386) -47> Độ nhớt -20 o C mm2/s (cSt) TCVN 3171:2003 (ASTM D445) 8> O Điểm chớp cháy Khối lượng riêng 15 oC O Điểm băng Nhiệt lượng riêng thực MJ/kg ASTM D-4529 42.8< Chiều cao lửa khơng khói mm ASTM D-1322 25< Hoặc chiều cao lửa khơng khói Và hàm lượng Naphtalen mm ASTM D-1322 19< % thể tích ASTM D-1840 3.0> Ăn mòn mảnh đồng 100 C ;2 h - TCVN 2694:2000 (ASTM D130) 1> Ăn mòn mảnh bạc 50 oC;4 h - IP - Độ ổn định oxy hóa nhiệt, nhiệt độ thử 260 oC mmHg ASTM D-3241 25.0> Hàm lượng nhựa thực tế mg/100ml TCVN 6593:2000 (ASTM D381) 7> Phản ứng nước - TCVN 7169:2002 (ASTM D-1094) 1b> Chỉ số phân tách bề mặt - TCVN 7272:2003(ASTM D3948) 85> Độ dẫn điện pS/m TCVN 6609:2000(ASTM D2624) 50~450 Chỉ tiêu Đơn vị Phương pháp đo Giá trị Đường kính vết mài mòn BOCLE mm ASTM D-5001 0.85> o GVHD: Nguyễn Đình Lâm Trang 55 SVTH: Lê Văn Hiệp Đồ án tốt nghiệp Ngành cơng nghệ hóa học dầu khí - 17 (mim) - 24 (max) % khối lượng ASTM D-482 - % thể tích ASTM D-1319 - Phụ gia chống oxy hóa mg/l Phụ gia chống hoạt tính kim loại Hàm lượng Olefin Bảng 2.9: Chỉ tiêu chất lượng nhiên liệu Diesel Chỉ tiêu Đơn vị Phương pháp đo Giá trị Hàm lượng lưu huỳnh % khối lượng TCVN 6701:2000 (ASTM D2622) /ASTM D-5453 50>/ 350> Chỉ số Cetan - ASTM D-976 48 O 360 - C TCVN 3753:1995 (ASTM D-97) 6> Hàm lượng nước Hàm lượng nước ,cặn Hàm lượng cặn mg/kg % thể tích mg/l ASTM E-203 ASTM D-2709 ASTM D-2276 100> 10 Ăn mòn mảnh đồng 50 oC ;3 h - TCVN 2694:2000 (ASTM D-130) 1> Khối lượng riêng 15 oC kg/l TCVN 6594:2000 (ASTM D1298) /ASTM D-4052 0.82~0.86 Độ bôi trơn m ASTM D-6079 460> Hàm lượng Poly Aromactic % thể tích Điểm đông đặc ASTM D-1319 ASTM D6379 11> Màu sắc - ASTM D-1500 2.0> Hàm lượng nhựa thực tế mg/100ml ASTM D-381 50> Độ ổn định oxy hóa mg/100ml ASTM D-2274 2.5> Cảm quan - ASTM D-4176 Sạch GVHD: Nguyễn Đình Lâm Trang 56 SVTH: Lê Văn Hiệp Đồ án tốt nghiệp Ngành cơng nghệ hóa học dầu khí Bảng 2.10: Chỉ tiêu chất lượng nhiên liệu Fuel Oil Chỉ tiêu Đơn vị Phương pháp đo Giá trị Khối lượng riêng 15 oC Độ nhớt động học 40 0C kg/l TCVN 6594:2000 (ASTM D1298) 0.991> cSt TCVN 3172:2003 (ASTM D-445) 380> Hàm lượng lưu huỳnh % khối lượng TCVN 6701:2000 (ASTM D2622) /ASTM D-5453 1.0> C TCVN 3753:1995 (ASTM D-97) 24> % khối lượng TCVN 6324:1997 (ASTM D189) /ASTM D-4530 16> C TCVN 6608:2000 (ASTM D828) /ASTM D-93 66< Hàm lượng nước mg/kg TCVN 2692:1995 (ASTM D-95) 1.0> Hàm lượng tạp chất % khối lượng ASTM D-473 0.15> Nhiệt trị cal/g ASTM D-240 /ASTM D4809 9800> Hàm lượng Vanadium Phần triệu khối lượng ASTM D-5863 200> Hàm lượng Sodium Phần triệu khối lượng ASTM D-5863 100> Điểm đông đặc Cặn bon 10% cặn chưng cất Điểm chớp cháy GVHD: Nguyễn Đình Lâm O O Trang 57 SVTH: Lê Văn Hiệp Đồ án tốt nghiệp Ngành cơng nghệ hóa học dầu khí Kết tối ưu Row 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 GVHD: Nguyễn Đình Lâm Slack or Surplus 8313439 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 Trang 58 Dual Price 1.000000 -433.5878 -432.6905 -398.4547 -371.4372 -298.3200 -12.04930 -322.0042 -512.7096 -331.9000 -331.9000 -433.5878 -437.1826 -545.1738 -449.0429 -433.5878 -461.7879 -568.7237 -322.0042 -562.9110 -468.3570 -508.4000 -682.7000 -512.7096 -461.7941 -285.8471 -433.5878 -433.5878 -409.5500 -381.8183 -12.04930 -775.5522 -405.3753 -451.5805 -456.9310 -398.4547 -192.4950 -433.5878 -439.9000 -433.5878 -433.5878 -419.6750 -16.00000 -433.5878 -298.3200 -883.9000 -886.6649 SVTH: Lê Văn Hiệp Đồ án tốt nghiệp Ngành cơng nghệ hóa học dầu khí 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 GVHD: Nguyễn Đình Lâm 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 195.3923 149.9768 74.15498 149.8871 11.37552 0.0000000 10787.55 0.0000000 0.0000000 7.767108 7.522327 0.5074725 167.1453 0.0000000 0.0000000 1100.164 158321.7 188664.4 8214.624 942.5899 59430.52 6822.258 6693.218 15074.19 0.0000000 0.0000000 0.0000000 48.39041 63.56141 162.2927 140.9122 1130.046 965.8157 3044.733 4601.313 Trang 59 0.0000000 -271.2000 -331.9000 -452.1000 -452.1000 -439.9000 -419.3000 -411.8000 -271.2000 -508.4000 -682.7000 -883.9000 -16.00000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 884.9540 0.0000000 19.04809 19.04809 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 250.0000 250.0000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 3.399363 103.2874 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 SVTH: Lê Văn Hiệp ... Văn Hiệp Đồ án tốt nghiệp Ngành cơng nghệ hóa học dầu khí CHƯƠNG 2: MƠ HÌNH HĨA Q TRÌNH SẢN NHÀ MÁY LỌC DẦU NGHI SƠN 2.1 Cơ sở q trình mơ hình hóa hoạt động nhà máy lọc dầu Nhà máy lọc dầu thực... trận toán tối ưu GVHD: Nguyễn Đình Lâm Trang SVTH: Lê Văn Hiệp Đồ án tốt nghiệp Ngành cơng nghệ hóa học dầu khí DANH SÁCH HÌNH VẼ Tên hình Hình 1.1: Mặt nhà máy lọc dầu Nghi Sơn Hình 2.1: Quá trình. .. polypropylene lưu huỳnh GVHD: Nguyễn Đình Lâm Trang SVTH: Lê Văn Hiệp Đồ án tốt nghiệp Ngành cơng nghệ hóa học dầu khí 1.4 Sơ đồ công nghệ nhà máy lọc dầu Nghi Sơn.(xem phụ lục) 1.5 Các phân xưởng công nghệ