Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế biến dầu khí mô phỏng phân xưởng chưng cất khí quyển của nhà máy lọc dầu nghi sơn bằng phần mềm PROII (2)

MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY LỌC DẦU NGHI SƠN 1.1 Giới thiệu 1.2 Công suất thiết kế nhu cầu sản phẩm thương mại nhà máy 1.3 Nguồn nguyên liệu sử dụng cho nhà máy lọc dầu Nghi sơn .6 1.3 Lí chọn dầu Kuwait làm nguyên liệu cho nhà máy 1.32 Các đặc tính dầu thô từ Kuwait 1.4 Các sản phẩm thương mại nhà máy lọc dầu Nghi Sơn 1.4 Các sản phẩm lượng .8 1.42 Sản phẩm phi lượng 13 Chương TỔNG QUAN VỀ PHÂN XƯỞNG CDU CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU NGHI SƠN ………………………………………………………………………………15 2.1 Phân xưởng CDU nhà máy lọc dầu Nghi Sơn sở thiết kế 15 2.1 Mục đích trình .15 2.1 Mơ tả q trình 15 2.2 Cơ sở thiết kế .16 2.1 Mục đích thiết kế 16 Các nguồn nguyên liệu thiết kế 17 2.3 Các trường hợp thiết kế .17 2.4 Các trường hợp kiểm tra .19 Chương CHƯNG CẤT DẦU THÔ 21 3.1 Cơ sở lý thuyết trình chưng cất 21 3.1 Chưng đơn giản 21 3.12 Chưng cất phức tạp .24 3.1 Chưng cất chân không chưng cất nước 28 3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình chưng cất 30 Nguyễn Bá Lộc – 10H5 Trang 3.21 Chế độ nhiệt tháp chưng luyện .30 3.2 Áp suất tháp chưng .33 23 cất Những điểm cần ý điều chỉnh, khống chế chế độ làm việc tháp chưng 34 3.24 Các điều kiện cần thiết để đảm bảo cho việc chưng cất 35 3.3 Các tính chất vật lý quan trọng dầu thơ .36 3.1 Tỷ trọng 36 3.2 Độ nhớt dầu sản phẩm dầu .37 Thành phần cất 37 3.4 Nhiệt độ sôi trung bình .38 3.5 Hệ số đặc trưng K .38 Chương MƠ PHỎNG PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT KHÍ QUYỂN CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU NGHI SƠN BẰNG PHẦN MỀM PRO II 39 4.1 4.1 Giới thiệu phần mềm Pro/II .39 Các bước tiến hành mô phỏng: 39 4.2 Nguyên liệu .41 4.3 Xây dựng sơ đồ mô 44 4.4 Lựa chọn mơ hình nhiệt động 44 4.5 Xây dựng mơ hình thơng số mơ cần thiết: 45 4.51 Lưu lượng dòng ngun liệu dòng sản phẩm chính: 45 4.52 Các điều kiện dòng vào trước tháp: .46 4.53 Thơng số dòng nước q nhiệt: 46 4.5 Các thông số thiết kế vận hành tháp 010-C-001: 46 4.5 Các thông số thiết kế vận hành tháp stripping: 48 4.56 Tiêu chuẩn kỹ thuật: 49 4.57 Mơ hình tháp 010-C-001 mô phần mềm Pro/II: .50 4.6 4.61 Tiến hành mô phỏng: 51 Thiết kế cho tháp 010-C-001: 51 Nguyễn Bá Lộc – 10H5 Trang 4.62 Nhập thông số cho stripper: 57 4.63 Nhập thơng số cho bình tách: .58 Chương KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 59 5.1 Phân tích kết mơ tháp .59 5.1 Lưu lượng dòng sản phẩm 59 5.12 Chất lượng sản phẩm 59 KẾT LUẬN 63 Nguyễn Bá Lộc – 10H5 Trang LỜI MỞ ĐẦU Mơ hình hóa mơ phương pháp nghiên cứu khoa học ứng dụng rộng rãi; từ nghiên cứu, thiết kế chế tạo đến vận hành hệ thống Do đó, sử dụng nhiều lĩnh vực sản xuất xã hội Ngày nay, khó tìm thấy lĩnh vực mà người khơng sử dụng phương pháp mơ hình hóa mức độ khác Điều đặc biệt quan trọng với lĩnh vực điều khiển hệ thống kỹ thuật Và lĩnh vực chế biến dầu mỏ không ngoại lệ Làm để thiết kế thiết bị, phải vận hành hệ thống để có hiệu cao tốn khó ln đặt cho nhà nghiên cứu, nhà kỹ thuật…Mơ hình hóa mô công cụ mạnh việc giải toán Ngày nay, với trợ giúp máy tính kết hợp với phần mềm chuyên dụng ProII, Hysys, Dymsim… làm cho tối ưu hóa mô dễ dàng thuận tiện Từ phân tích trên, em định chọn đề tài: "Mơ phân xưởng chưng cất khí nhà máy lọc dầu Nghi Sơn phần mềm PRO/II" Đồ án trình bày nội dung sau: Tổng quan nhà máy lọc dầu Nghi Sơn Tổng quan phân xưởng CDU Cơ sở trình chưng cất Giới thiệu phần mềm ProII Xây dựng sơ đồ mô phân xưởng CDU phần mềm ProII Mơ phân tích kết Kết luận Nguyễn Bá Lộc – 10H5 Trang Chương TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY LỌC DẦU NGHI SƠN 1.1 Giới thiệu Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn thuộc vào khu kinh tế Nghi Sơn, nằm phía Nam tỉnh Thanh Hóa, cách Hà Nội 200km, có đường đường sắt Quốc gia chạy qua, có cảng biển nước sâu cho tàu có tải trọng đến 30.000 DWT (Dead Weight Ton) cập bến Khu kinh tế Nghi Sơn đánh giá trọng điểm phát triển phía Nam Vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ, đồng thời cầu nối vùng Bắc Bộ với Trung Bộ, với thị trường Nam Lào Đông Bắc Thái Lan Mục tiêu cụ thể việc xây dựng nhà máy lọc dầu Nghi Sơn phủ đề xuất là: - Đáp ứng nhu cầu thị trường an ninh lượng - Cung cấp nguyên liệu để phát triển ngành cơng nghiệp hóa dầu - Đóng góp vào phát triển kinh tế khu vực phía Bắc đảm bảo phát triển đồng nước 1.2 Công suất thiết kế nhu cầu sản phẩm thương mại nhà máy Dự án có tổng mức đầu tư lên tới tỷ USD có cơng suất 9.66 triệu dầu thơ/năm giai đoạn đầu Chủ đầu tư một cơng ty liên doanh gồm: Tập đồn Dầu khí Việt Nam (PVN) (25,1% vốn), Công ty Dầu mỏ Kuwait (KPI) (35,1%), Công ty Idemitsu Kosan Co (IKC) (35,1%) Công ty Hóa chất Mitsui Chemicals Inc (MCI) 4,7% Liên danh nhà thầu EPC công ty JGC Corporation (Nhật Bản) đứng đầu nhà thầu: Chiyoda Corporation (Nhật Bản), GS Engineering & Construction Corporation (Hàn Quốc), SK Engineering & Construction Co., Ltd (Hàn Quốc), Technip France (Pháp), Technip Geoproduction (M) Sdn Bhd (Malaysia) Nhà máy thiết kế cung cấp sản phẩm thương mại: - 2,3 triệu xăng dầu với loại khác nhau: RON92, RON95 RON98 - 3,7 triệu dầu diesel - 400.000 polypropylene Nguyễn Bá Lộc – 10H5 Trang 1.3 1.3.1 - 600.000 nhiên liệu phản lực JET A1 - triệu khác hóa dầu 0,5 triệu LPG Nguồn nguyên liệu sử dụng cho nhà máy lọc dầu Nghi sơn Lí chọn dầu Kuwait làm nguyên liệu cho nhà máy Nước ta khai thác nguồn dầu thô mỏ Bạch Hổ - Vũng Tàu nguồn dầu tương đối với hàm lượng lưu huỳnh thấp (0.07%wt) tốt để làm nguyên liệu cho nhà máy lọc dầu Tuy nhiên, khai thác mỏ Bạch Hổ từ năm 1988 đất nước chưa có nhà máy lọc dầu nên nguồn dầu thơ khai thác chủ yếu bán cho nước ngồi Đến năm 2009 nhà máy lọc dầu Dung Quất vào hoạt động nguồn nguyên liệu chủ yếu cho nhà máy dầu Bạch Hổ 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 với lợi nhuận 1041 triệu USD/năm Kết là, 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 1.3.2 Các đặc tính dầu thơ từ Kuwait Là dầu thơ trung bình (d = 0,876 oAPI = 29,9) có hàm lượng lưu huỳnh cao (2,65%wt) Do đó, q trình xử lý, dầu thơ cần xử lý để tạo sản phẩm đáp ứng yêu cầu thị trường Hàm lượng kim loại nặng dầu tương đối cao Ví dụ, hàm lượng Nikel 10,1 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 372 ppm, có khả gây ngộ độc chất xúc tác giảm độ ổn định dầu trình bảo quản Một số đặc tính dầu thơ Kuwait cho bảng 1.1 Bảng 1.1 Tóm tắt số đặc tính dầu thơ Kuwait Nguyễn Bá Lộc – 10H5 Trang N0 Nguyễn Bá Lộc – 10H5 Đơn vị Trang Giá trị Tỉ trọng tiêu chuẩn (SG) - 0.8765 API - 29.9 d154 kg/dm3 0.8760 Hàm lượng Lưu huỳnh %m 2.65 Hàm lượng Nước %V 0.00 Áp suất bão hòa Reid (RVP) kPa 26.2 Hàm lượng H2S ppm