Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ hóa dầu sử dụng phần mềm hysys để mô phỏng phân xưởng xử lý naphtha bằng hydro (NHT unit 012) của nhà máy lọc dầu dung quất

Đồ Án Tốt Nghiệp Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT) LỜI MỞ ĐẦU Nhà máy lọc dầu (NMLD) Dung Quất cơng trình dầu khí trọng điểm quốc gia có ý nghĩa to lớn với việc phát triển kinh tế xã hội tỉnh Quảng Ngãi tỉnh, thành phố khu vực miền Trung – Tây Nguyên Việc đầu tư xây dựng NMLD Dung Quất cho phép nước ta chế biến dầu thô nước, đảm bảo bước an ninh lượng, giảm bớt phụ thuộc vào nguồn cung cấp sản phẩm dầu mỏ thương phẩm từ nước ngồi, góp phần vào nghiệp cơng nghiệp hóa – đại hóa đất nước Với công suất 6,5 triệu dầu thô năm, NMLD Dung Quất đáp ứng khoảng 30% nhu cầu sử dụng nước gồm Propylene, LPG, xăng, dầu Diesel, nhiên liệu phản lực Jet A1, dầu hỏa, dầu đốt lò đạt chất lượng theo yêu cầu Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia sản phẩm xăng dầu Trong phân xưởng công nghệ NMLD Dung Quất, phân xưởng xử lý Naphtha Hydro (NHT) thiết kế để xử lý tạp chất phân đoạn Naphtha nhằm đảm bảo chất lượng nguyên liệu đầu vào cho hai phân xưởng Isomer hóa CCR Để tìm hiểu kỹ phân xưởng NHT này, em giao nhiệm vụ thực đề tài tốt nghiệp: “Sử dụng phần mềm Hysys để mô phân xưởng xử lý Naphtha hydro (NHT-Unit 012) nhà máy lọc dầu Dung Quất” SVTH: Trương Công Minh GVHD: GVC.TS Lê Thị Như Ý Đồ Án Tốt Nghiệp Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT) DANH MỤC HÌ Hình 1.1 Ảnh hưởng thời gian lưu đến phản ứng loại bỏ lưu huỳnh 16 Hình 1.2 Vị trí phân xưởng NHT 17 Hình 1.3 Sơ đồ kết nối dòng cơng nghệ phân xưởng NHT 18 Hình 1.4 Sơ đồ kết nối dòng phụ trợ, lượng, hóa học cụm phân xưởng NHT/CCR/ISOM .23 Y Hình thiết lập hệ đơn vị .43 Hình nhập cấu tử 43 Hình 3 chọn mơ hình nhiệt động 44 Hình thiết lập phương trình phản ứng 44 Hình sơ đồ mơ 45 Hình dòng Straight Run Naphtha (201) 46 Hình dòng Hydro bổ sung 46 Hình dòng nước làm mát .47 Hình thiết bị phản ứng 47 Hình 10 thơng số thiết bị phản ứng 48 Hình 11 thơng số dòng kết nối với tháp Stripper .49 Hình 12 thông số tháp Stripper 49 Hình 13 thơng số tháp Stripper (T-100) 50 Hình 14 thơng số tháp Splitter .51 Hình 15 thơng số dòng kết nối với tháp Splitter .52 Hình 16 thơng số bình tách 52 Hình 17 thơng số thiết bị trao đổi nhiệt E-1201 .53 Hình 18 thiết bị trao đổi nhiệt E-1202 53 Hình 19 thiết bị trao đổi nhiệt E-1207 54 Hình 20 thiết bị trao đổi nhiệt E-1206 55 Hình 21 thiết bị trao đổi nhiệt E-105 .55 Hình 22 lò đốt 56 Hình 23 bơm Pump-1 .56 Hình 24 bơm Pump-2 .57 Hình 25 bơm Pump-3 .57 Hình 26 bơm Pump-4 .58 Hình Thể tích lỏng dòng vào bình ngưng tụ 65 Hình thơng số thiết kế bình ngưng tụ 66 Hình đồ thị điểm nhạy cảm tháp splitter .68 Hình 4 nhập kích thước tháp 77 Hình nhập thể tích condenser 77 Hình nhập thể thích reboiler 78 Hình sơ đồ điều khiển 78 SVTH: Trương Công Minh GVHD: GVC.TS Lê Thị Như Ý Đồ Án Tốt Nghiệp SVTH: Trương Công Minh Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT) GVHD: GVC.TS Lê Thị Như Ý Đồ Án Tốt Nghiệp Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT) DANH MỤC BẢ Bảng 1.1 Nhiệt phản ứng 13 Bảng 1.2 Điều kiện hoạt động đặc trưng trình khử S Distillats cặn 16 Bảng 1.3 Tính chất Naphtha nguyên liệu 19 Bảng 1.4 Áp suất dòng khí Hydro 20 Bảng 1.5 Thành phần dòng khí Hydro bổ sung 20 Bảng 1.6 Thành phần khí Off Gas .21 Bảng 1.7 Các tính chất xăng nhẹ 21 Bảng 1.8 Cân vật chất phân xưởng .32 Bảng 1.9 Giả sử chất chứa lưu huỳnh 35 Bảng 1.10 Cân vật chất phân xưởng 36 Y Bảng 3.1 Kết so sánh dòng Off Gas 57 Bảng 3.2 Kết so sánh dòng Light Naphtha .59 Bảng 3.3 Kết so sánh dòng Heavy Naphtha 60 Bảng 4.1 Các thông số thiết kế tháp Splitter 63 Bảng Các thông số thiết kế tháp 65 Bảng 4.3 Bảng biến thiên nhiệt độ để xác định đĩa nhạy cảm 66 Bảng 4.4 Thông số điều khiển 78 SVTH: Trương Công Minh GVHD: GVC.TS Lê Thị Như Ý Đồ Án Tốt Nghiệp Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT) DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Tên đầy đủ Ý nghĩa BFW Boiling Feed Water Nước cấp cho nồi CDU Crude Distillation Unit Phân xưởng chưng cất khí HCO Heavy Cycle Oil Phần cất nặng HDT Hydrotreatment Xử lý Hydro HN Heavy Naphtha Xăng nặng LCO Light Cycle Oil Phần cất nhẹ LN Light Naphtha Xăng nhẹ LPG Liquefied Petroleum Gas Khí dầu mỏ hóa lỏng LTU LPG Treater Unit Phân xưởng xử lý LPG NTU Naphtha Treater Unit NHT Naphtha Hydro Treater Phân xưởng xử lý Naphtha RFCC Phân xưởng xử lý Naphtha P&ID Piping and Instrument Diagram Hydro Sơ đồ đường ống điều khiển PFD Process Flow Diagram Sơ đô công nghệ RON Research octane number Chỉ số octane PRU Propylene Recovery Unit Phân xưởng thu hồi Propylene RFCC Residue Fluid Catalytic Cracking Cracking xúc tác tầng sôi dầu cặn CCR Continous Catalytic Reforming Phân xưởng Reforming xúc tác SWS Sour Water Storage Phân xử lý nước chua ISOM Isomerization Đồng phân hóa Naphtha nhẹ OP Out Put Biến PV Process variable Biến trình SP Set Point Cài đặt SVTH: Trương Cơng Minh GVHD: GVC.TS Lê Thị Như Ý Đồ Án Tốt Nghiệp Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT) MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU .1 DANH MỤC HÌNH .2 DANH MỤC BẢNG DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .4 MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI I CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHÂN XƯỞNG XỬ LÝ NAPHTHA (NHT) BẰNG HYDRO CỦA NMLD DUNG QUẤT Các phản ứng a) Phản ứng khử lưu huỳnh (HDS) b) Phản ứng khử Nitơ (HDN) 10 c) Phản ứng khử Oxy (HDO) 11 d) Phản ứng bão hòa Olefin .11 e) Phản ứng bão hòa Aromatic 11 f) Phản ứng khử Halogen (HDX) 11 g) Phản ứng khử kim loại (HDM) 12 Hiệu suất phản ứng nhiệt phản ứng: 12 Xúc tác 13 Hóa chất sử dụng 13 Thông số vận hành trình 13 a) Áp suất riêng phần H2 (ppH ) 13 b) Nhiệt độ thiết bị phản ứng 14 c) Tốc độ nạp liệu thể tích VVH: 15 d) Chỉ số tuần hoàn H2 15 e) Áp suất riêng phần H2S .15 II TỔNG QUAN VỀ PHÂN XƯỞNG XỬ LÝ NAPHTHA (NHT 012) .16 Vị trí phân xưởng 16 Mục đích phân xưởng 17 a) Bản quyền 17 b) Chức phân xưởng .17 Cơ sở thiết kế 18 SVTH: Trương Công Minh GVHD: GVC.TS Lê Thị Như Ý Đồ Án Tốt Nghiệp Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT) a) Đặc tính nguyên liệu 18 b) Chỉ tiêu kỹ thuật sản phẩm 20 Các dòng phụ trợ, lượng, hóa học tiêu thụ 22 Sơ đồ dòng cơng nghệ 23 a) Khu vực phản ứng .23 b) Khu vực stripper (T-1201) 27 c) Khu vực phân tách Naphtha (Naphtha Splitter T-1202) .28 Cân vật chất tổng thể phân xưởng 31 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM HYSYS 39 I GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM HYSYS 39 Giới thiệu sơ lược Hysys 39 Các ứng dụng Hysys .39 Những ưu điểm phần mềm Hysys 40 II CÁC BƯỚC MÔ PHỎNG BẰNG PHẦN MỀM HYSYS 41 CHƯƠNG 3: SỬ DỤNG PHẦN MỀM HYSYS MÔ PHỎNG PHÂN XƯỞNG XỬ LÝ NAPHTHA BẰNG HYDRO CỦA NMLD DUNG QUẤT 43 I CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH MÔ PHỎNG 43 Chọn hệ đơn vị đo: 43 Nhập cấu tử: 43 Chọn mơ hình nhiệt động: .44 Thiết lập phản ứng cho thiết bị phản ứng 44 II SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG 44 III TIẾN HÀNH MÔ PHỎNG 46 Thiết lập dòng nguyên liệu: .46 a) Dòng Straight Run Naphtha (201): 46 b) Dòng Make up Hydrogene: .46 c) Dòng nước làm mát: 47 Thiết bị phản ứng 47 Tháp Stripper Naphtha (T-100) 48 Tháp Splitter Naphtha 50 Bình tách V-100 .52 Các thiết bị trao đổi nhiệt 53 a) Thiết bị trao đổi nhiệt E-1201 53 SVTH: Trương Công Minh GVHD: GVC.TS Lê Thị Như Ý Đồ Án Tốt Nghiệp Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT) b) Thiết bị trao đổi nhiệt khơng khí E-1202 53 c) Thiết bị trao đổi nhiệt E-1207 54 d) Thiết bị trao đổi nhiệt E-1206 54 e) Thiết bị trao đổi nhiệt E-1213 55 Lò đốt 56 Bơm thiết bị Mixer .56 a) Bơm Pump-1: 56 b) Bơm Pump-2: 57 c) Bơm Pump-3 .57 d) Bơm Pump-4 .58 IV KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THẢO LUẬN .58 Dòng Off Gas: .58 Dòng Light Naphtha 60 Dòng Heavy Naphtha: 61 Nhận xét kết 63 CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG ĐỘNG THÁP SPLITER 64 I THIẾT KẾ THÁP SPLITTER 64 II XÁC ĐỊNH ĐĨA NHẠY CẢM THÁP SPLITTER NAPHTHA 66 III CÁC BƯỚC CHUYỂN TỪ TRẠNG THÁI TĨNH SANG TRẠNG THÁI ĐỘNG 69 Các ý quan trọng xây dựng trạng thái động 70 Troubleshooting (Xử lý cố) .71 Công cụ kiểm tra trước chuyển sang trạng thái động Dynamics Assistant 72 Integrator .73 IV.TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PID .74 V MÔ PHỎNG 77 Nhập kích thước tháp .77 Lắp bơm, van, thiết bị điều khiển 78 Xuất biểu đồ Strip Chart 79 KẾT LUẬN .81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 PHỤ LỤC 83 SVTH: Trương Công Minh GVHD: GVC.TS Lê Thị Như Ý Đồ Án Tốt Nghiệp Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT) CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI I CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHÂN XƯỞNG XỬ LÝ NAPHTHA (NHT) BẰNG HYDRO CỦA NMLD DUNG QUẤT Quá trình xử lý Hydro thường sử dụng để loại trừ chất gây ngộ độc xúc tác phân xưởng Platforming từ Naphtha trực tiếp hay Naphtha qua trình chế biến đưa đến nạp liệu cho phân xưởng công nghệ Platforming Các hợp chất kim, Arsen Chì chất gây ngộ độc vĩnh viễn xúc tác có chứa Platin Sự loại trừ hoàn toàn chất trình xử lý Hydro kéo dài tuổi thọ xúc tác phân xưởng Platforming Lưu huỳnh chất gây ngộ độc tạm thời xúc tác xưởng Platforming Hoạt tính xúc tác Platforming nguyên nhân làm thay đổi sản phẩm không mong muốn tăng hàm lượng cốc Hợp chất Nitơ hữu gây ngộ độc tạm thời xúc tác Platforming Nó thông số quan trọng, nhiên với nồng độ Nitơ tương đối nhỏ nguyên liệu Platforming nguyên nhân gây nên chênh lệnh rộng hoạt tính xúc tác việc lắng đọng muối Clo khu vực lạnh xưởng Platforming Các hợp chất Oxy gây thiệt hại cho trình vận hành phân xưởng Platforming Bất kì hợp chất Oxy mà không loại trừ phân xưởng xử lý Hydro chuyển hóa thành nước phân xưởng Platforming, ảnh hưởng đến cân nước/Clo xúc tác Platforming Hàm lượng lớn Olefin làm tăng cốc bám lên xúc tác Platforming Đồng thời kết hợp lại điều kiện vận hành phân xưởng Platforming tạo cặn thiết bị phản ứng thiết bị trao đổi nhiệt Q trình xử lý Naphtha Hydro góp phần lớn để vận hành phân xưởng Platforming cách dễ dàng kinh tế Sự dao động lớn điều kiện việc lựa chọn nguyên liệu đến phân xưởng Platforming Bởi phân xưởng bảo vệ xúc tác Platforming, nên quan trọng để trì vận hành tốt phân xưởng xử lý xăng Hydro Thêm vào Naphtha xử lý làm nguyên liệu cho phân xưởng Platforming có nhiều nguồn khác Naphtha sản xuất từ q trình nhiệt delayed coking, thường có hàm lượng olefin cao tạp chất khác không ổn định bể chứa Những loại Naphtha xử lý Hydro để loại bỏ olefin làm giảm hợp chất kim loại hữu cung cấp sản phẩm cho thị trường Như đề cập, mục đích phân xưởng xử lý Naphtha Hydro để làm phân đoạn Naphtha để thích hợp làm nguyên liệu cho phân xưởng Platforming Có phản ứng xảy phân xưởng xử lý Hydro SVTH: Trương Công Minh GVHD: GVC.TS Lê Thị Như Ý Đồ Án Tốt Nghiệp Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT) Các phản ứng a) Phản ứng khử lưu huỳnh (HDS) (i) Mercaptan SH H3C + H3C H2 CH3 + H2S (i) Sulfide H3C CH3 S + H3C 2H2 CH3 + H2S (ii) Disulfide H3C S S CH3 + H3C 2H2 + CH3 H2S (iii) Cyclic sulfide H3C CH3 + H3C 2H H3C CH3 + H2S CH3 + H2S S (iv) Thiophenic H3C CH3 + H3C 4H2 H3C S Tuy nhiên, trình khử lưu huỳnh nhiệt độ cao xẩy kết hợp lại H2S với hàm lượng nhỏ olefin hay Olefin trung gian tạo nên Mercaptan sản phẩm H3C CH3 + H2S H3C CH3 S Để hạn chế phản ứng xảy ra, nhiệt độ phản ứng phải hạ thấp xuống Nói chung nhiệt độ vận hành trung bình thiết bị phản ứng 315-340 0C cho tỉ lệ phản ứng Hydro hóa mong muốn thích hợp khơng có lượng lớn Olefin/H 2S kết hợp lại Nhiệt độ phụ thuộc vào thành phần nguyên liệu, áp suất vận hành tốc độ truyền nguyên liệu b) Phản ứng khử Nitơ (HDN) Phản ứng loại bỏ Nitơ xem khó phản ứng loại bỏ lưu huỳnh trình xử lý Naphtha Hydro Tỉ lệ phản ứng khử Nitơ 1/5 phản ứng khử SVTH: Trương Công Minh 10 GVHD: GVC.TS Lê Thị Như Ý Đồ Án Tốt Nghiệp Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT) III CÁC BƯỚC CHUYỂN TỪ TRẠNG THÁI TĨNH SANG TRẠNG THÁI ĐỘNG Trong thực tế, dòng xuất lực cản, lực qn tính Do trước chuyển từ trạng thái động sang trạng thái tĩnh, flowsheet nên đặt áp suất thực xác định trở lực qua thiết bị, dòng  Bước 1: Thêm đơn vị thiết bị Nhận biết dòng vật chất khơng có quan hệ áp suất lưu lượng kết nối tới hai đơn vị hoạt động lưu lượng dòng phải đỉnh rõ mơ hình hố động Các đơn vị hoạt động bao gồm thiết bị SEPARATOR COLUMN Khi thêm đơn vị hoạt động, VALVES, HEAT EXCHANGERS hay PUMPS, phải xác định quan hệ áp suất lưu lượng cho dòng Có thể định rõ lưu lượng dòng thay sử dụng thiết bị để xác định lưu lượng  Bước 2: Xác định kích thước thiết bị (Equipment Sizing) Vessels (SEPARATORS, CONDENSERS, REBOILERS) phải thay đổi kích thước để thời gian lưu lỏng từ - 15 phút Sự tính tốn kích thước chi phí thực cách sử dụng Vessel Sizing utility Sizing page Rating tab Valves thay đổi kích thước dựa vào đặc tính lưu lượng Valve thay đổi kích thước với độ mở valve 50% trở lực nằm khoảng 15 - 30 kPa Xác định kích thước tháp (Column Tray Sizing): Tray Sizing hoàn thành cho tháp tách cách sử dụng Tray Sizing utility Utilities page Một vài tiện ích sử dụng bị hạn chế mơ hình hố tĩnh Các đĩa định kích thước tuỳ theo lưu lượng hành thời gian lưu mong muốn đĩa Các thơng số quan trọng bao gồm: • • • • • Tray diameter (đường kính đĩa) Weir length (chiều dài vách ngăn) Weir height (chiều cao vách ngăn) Tray spacing (khoảng cách hai đĩa) Tổn thất áp suất tối đa đĩa  Bước 3: Điều chỉnh áp suất tháp Trong mơ hình hố tĩnh, áp suất tháp người dùng định nghĩa Trong mơ hình hố động, tính tốn cách sử dụng tính tốn thuỷ động lực Nếu áp suất trạng thái tĩnh khác từ tính tốn trở lực, có xáo trộn lớn lưu lượng tháp Integrator chạy Sự ước lượng hợp lý áp suất tháp tính tốn cách sử dụng the Tray Sizing utility Tiện ích cung cấp SVTH: Trương Cơng Minh 70 GVHD: GVC.TS Lê Thị Như Ý Đồ Án Tốt Nghiệp Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT) giá trị Max DP/Tray Results tab Áp suất tháp tính tốn cách sử dụng giá trị (Max DP/Tray), định rõ áp suất mong muốn nơi đâu tháp Chúng ta thay đổi giá trị Max DP/Tray đạt áp suất mong muốn qua tháp Việc dễ dàng thực cách sửa đổi chiều cao vách ngăn (Weir height) Ratings tab Tray Sizing utility Giảm chiều cao vách ngăn thấp áp suất tĩnh (static head contributions) thấp giá trị Max DP/Tray Trong chế độ động, Nozzle Pressure Flow K-factors (được tìm thấy Dynamics tab khung thuộc tính Main TS) điều chỉnh tối ưu trở lực qua tháp  Bước 4: Các thiết bị tính tốn logic (logical operations) Các thiết bị tốn học từ mơ hình hố tĩnh sau bỏ qua mơ hình hố động ADJUST đặt lại PID Controllers RECYCLE không cần thiết mơ hình hố động  Bước 5: Thêm định áp suất-lưu lượng (Pressure-Flow Specifications) Chỉ định rõ áp suất lưu lượng cho dòng sơ đồ cơng nghệ Bộ điều khiển đóng vai trò to lớn đảm bảo tính ổn định cho q trình tính tốn pressure-flow  Bước 6: Thực bước chuyển đổi vào môi trường động Click vào nút Dynamic Mode để chuyển từ mơ hình hố tĩnh sang mơ hình hố động Các ý quan trọng xây dựng trạng thái động Phải đặc biệt ý với việc cố định trở lực thiết bị Một vài định rõ cố định trở lực thiết bị mang lại kết không thực, xuất lưu lượng theo chiều tăng áp suất Nhớ kiểm tra việc cố định trở lực thiết bị đun sôi lại thiết bị làm nguội tháp Dòng nguyên liệu vào sản phẩm khỏi tầng đĩa có áp suất giống áp suất đĩa Nếu có khác lớn áp suất dòng nguyên liệu hay dòng sản phẩm với tầng đĩa kết có lượng lớn dòng vật chất di chuyển vào hay khỏi tháp Chạy Integrator sau đơn vị thiết bị thêm vào chế độ động Không giống môi trường tĩnh, dòng ngồi đơn vị thiết bị chế độ động khơng tính tốn Integrator chạy Integrator chạy đủ lâu để đạt giá trị phù hợp cho dòng ngồi thiết bị SVTH: Trương Công Minh 71 GVHD: GVC.TS Lê Thị Như Ý Đồ Án Tốt Nghiệp Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT) Troubleshooting (Xử lý cố) Hộp thoại thông báo lỗi xuất Integrator chạy:  Too many specifications/ Not enough specifications Hộp thoại “Too many specifications” cho biết HYSYS.Plant tìm nhiều sử định Cửa sổ Equation Summary View xuất với hộp thoại cung cấp giúp đỡ, trình bày sơ qua định không yêu cầu Nhấn nút Full Analysis (hay nút Partitioned Analysis, có) Lúc này, HYSYS khảo sát vấn đề xảy phạm vi q trình mơ Nhấn Extra Specs tab phát giá trị có khả xảy mà khơng yêu cầu HYSYS Hộp thoại “Not enough specifications” cho biết q trình mơ phát q định rõ Extra Specs tab the Equation Summary View đòi hỏi cần phải có biến thiếu từ q trình mơ Dynamics Assistant giúp đỡ nhận biết thiếu sót đó, P-F specifications thêm vào hay xố bỏ từ q trình mô động  Singular Problem (Các vấn đề đặc biệt) Hộp thoại cho biết tất công thức ma trận the PF solver độc lập với công thức khác Hộp thoại xuất hay nhiều công thức không cần thiết (rườm rà) Ví dụ, VALVE sử dụng định trở lực, dòng vào dòng hai khơng định rõ áp suất Thì trở lực trở thành dư thừa Nó hữu ích để cảnh báo vấn đề đáng ý HYSYS có khả nhận biết định áp suất lưu lượng dư thừa cho phép Case giải  The Pressure Flow Solver failed to converge Hộp thoại cho biết hay nhiều định áp suất lưu lượng khơng phù hợp Hộp xuất có tình trạng rối loạn lớn đột ngột đến q trình mơ Nó giúp ích để vào Equation Summary View nhận biết vấn đề xảy sơ đồ quy trình Nhấn nút Full Analysis (hay nút Partitioned Analysis, có) Bằng cách nhấn nút Update Sorted List Unconverged tab, HYSYS thị kiểu cơng thức, vị trí, phạm vi lỗi mắc phải (type of equation, location, and scaled error) kết hợp với giao điểm chưa giải (unconverged nodes) sơ đồ quy trình cơng nghệ Đặc biệt ý đến đơn vị thiết bị với lỗi lớn Uncoverged tab Kiểm tra thể tích Vessel đơn vị hoạt động chưa converged chắn chúng định kích thước với thời gian lưu phù hợp Kiểm tra kích thước valves gắn vào đơn vị hoạt động chưa converged SVTH: Trương Công Minh 72 GVHD: GVC.TS Lê Thị Như Ý Đồ Án Tốt Nghiệp Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT) Công cụ kiểm tra trước chuyển sang trạng thái động Dynamics Assistant Dynamics Assistant cung cấp phương pháp nhanh chóng đảm bảo thiết lập định áp suất lưu lượng đắn Cơng cụ sử dụng chuẩn bị bước đầu cho mô hình động, hay thực mơ hình động cũ Assistant đề nghị đặt định hợp lý bảo đảm Case không vượt hay xuống định, hay khác thường Xem xét nhanh vấn đề có khả xuất chuyển từ trạng thái tĩnh sang trạng thái động trước chạy Case mơ hình động Khi định áp suất lưu lượng thêm vào mô hình động, Assistant định kích thước cần thiết cho tất thiết bị chưa định kích thước Các thơng số định kích thước là: Vessel volumes, valve Cv K-value cho thiết bị heaters, coolers, heat exchangers Kích thước mà Assistant đòi hỏi đơn vị hoạt động dựa vào điều kiện lưu lượng thời gian cư trú (residence times) Assistant kiểm tra áp suất đĩa cho hai mơ hình tĩnh động để đảm bảo mơ hình động bắt đầu sn sẻ Nó đảm bảo áp suất đĩa dòng gán có áp suất giống Mặc dù Assistant đảm bảo Case chạy mô hình động, khơng thay đổi thích đáng cho Case làm việc tốt Dynamics Assistant mở thông qua phương pháp  Sử dụng phím nóng CTRL Y  Lựa chọn Dyn Assistant từ Tools Menu Bar  Nhấn nút Dynamics Assistant từ Equation Summary View Trong Dynamics Assistant có General tab chứa đựng tóm tắt thay đổi mà HYSYS đề xuất cho q trình mơ động Mỗi mục danh sách có dấu kiểm tra (check mark) màu xanh dương hay màu đỏ ‘x’ đặt bên phải mục biểu thị thay đổi thực hay không Check mark biểu thị thay đổi thực ‘x’ biểu thị thay đổi không thực Bạn bật tắt chức hai trạng thái cách clicking vào check mark hay ‘x’ với nút chuột trái Double clicking vào dòng danh sách mở page liên kết với thay đổi Nút Preferences mở khung Assistant Preferences; cho phép thay đổi hướng Dynamics Assistant chạy Hộp kiểm tra Set stream pressure and flow specifications in the background cho phép Assistant kiểm tra không kiểm tra định áp suất lưu lượng dòng Nếu hộp kiểm tra Perform checks before running dynamics cho phép Dynamics Assistant kiểm tra định thiếu mà gây vấn đề tiềm ẩn trình mô động trước chuyển sang chế độ động hay chạy Integrator Nút Make Changes, để HYSYS bắt đầu thực tất thay đổi có khả với Assistant SVTH: Trương Công Minh 73 GVHD: GVC.TS Lê Thị Như Ý Đồ Án Tốt Nghiệp Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT) Nút Analyze Again, để HYSYS đánh giá lại q trình mơ Đây hữu ích đặc biệt, Dynamics Assistant mở, bạn thực thay đổi case, mà có ảnh hưởng đến việc thiết đặt trạng thái động cho q trình mơ Integrator Integrator sử dụng chạy Case chế độ động Có thể truy cập khung Integrator từ Simulation menu hay dụng phím nóng CTRL + I Trong Integrator có Tab sau:  General Tab General tab có nhóm chứa đựng thơng số thời gian cho Integrator Nhóm Integration Control gồm Automatic Manual Manual integration rõ số bước thời gian (number of time steps) mà HYSYS thực Một Integrator thực số bước thời gian, Integrator không dừng giữ nguyên holding mode Nếu bước thời gian thêm vào, Integrator tiếp tục tích hợp hệ thống số bước thời gian đưa Nhóm Integration Time gồm thơng số sau đây: Parameter, Description, Units lựa chọn đơn vị thời gian cho Current Time, End Time, Display Interval 4- Current Time: Trình bày thời gian mà Integrator chạy Khi Integrator đặt lại (reset), giá trị quay trở lại zero 5- Acceleration: Nếu chạy Real Time, thay đổi trường làm nhanh (>1) hay chậm ( SP OP tăng Khi PV < SP OP giảm Reverse: Khi PV > SP, OP giảm Khi PV < SP, OP tăng Sự cân điều khiển đưa áp dụng cho Reverse-acting Controller Tức là, PV vượt lên SP, Error trở nên phủ định OP giảm Áp dụng cho Direct-response Controller, OP tăng PV vượt lên SP Hoạt động thực cách thay Kp -Kp công thức điều khiển Một ví dụ điển hình Reverse Acting controller điều khiển nhiệt độ Reboiler Trong trường hợp này, nhiệt độ vessel vượt SP, OP giảm, kết đóng Valve giảm lưu lượng chất tải nhiệt Các đối tượng xem xét Face Plates : xem xét đối tượng Face Plates cách clicking chuột phải khung Face Plate Danh sách đối tượng xem xét Face Plate thể Những tuỳ chọn kết hợp với thực đơn là: - Turn Off - tắt điều khiển - Auto Tune - ba chế độ điều khiển (2 chế độ khác Manual Cascade) - Tuning - mở Monitor page khung thuộc tính điều khiển - Connections - mở Connections page khung thuộc tính điều khiển - Parameters - mở Parameters page điều khiển Mô tả Face Plate: Điểm đặt thể chấm đỏ, giá trị biến công nghệ trình bày theo đơn vị mặc định hành Output ln trình bày theo phần trăm độ mở Valve xác định Valve page Ta thay đổi chế độ điều khiển cách mở danh sách thả xuống nằm góc bên trái phía Face Plate Bạn lựa chọn nút Tuning Face Plate để quay trở lại nhanh Tuning page khung thuộc tính điều khiển Thay đổi Setpoint Output: Ta thay đổi giá trị SP hay OP điều khiển (phụ thuộc vào chế độ hành) suốt trình mơ mà khơng cần quay trở lại Parameters tab, cách sử dụng Face Plate Để thay đổi SP trong chế độ tự động (Automatic mode), hay thay đổi OP trong chế độ điều khiển tay (Manual mode), sử dụng ba phương pháp sau: - Di chuyển đến nơi muốn thay đổi thơng số Ví dụ, thay đổi Setpoint (top field) Nhập giá trị cho SP, HYSYS cung cấp Edit Bar với đơn vị mặc định hành Một bạn điền giá trị, nhấn ENTER hay lựa chọn hộp màu xanh (check mark) HYSYS chấp nhận Setpoint - - Đặt trỏ chuột gần điểm đặt màu đỏ, trỏ thay đổi thành dấu mũi tên hai chiều Giữ nút chuột trái, hộp thoại số xuất phía dưới, thể giá trị thời SP 1.2 m3/h Trong giữ chuột trái, kéo dấu mũi tên hai chiều đến SP 1.5350 m3/h Hộp thoại trình bày giá trị SP đến Nhả nút chuột trái để chấp nhận SP Đặt trỏ chuột vào điểm cuối trường này, trỏ chuột đổi thành dấu mũi tên Click để tăng hay giảm giá trị 1% Ví dụ, chuyển sang SVTH: Trương Công Minh 77 GVHD: GVC.TS Lê Thị Như Ý Đồ Án Tốt Nghiệp Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT) Manual mode điều chỉnh OP Để tăng OP, di chuyển trỏ sang cuối bên phải trường mũi tên xuất Click chuột trái để tăng OP lên 1% V MƠ PHỎNG Nhập kích thước tháp Hình 4.5 Nhập kích thước tháp SVTH: Trương Công Minh 78 GVHD: GVC.TS Lê Thị Như Ý Đồ Án Tốt Nghiệp Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT) Hình nhập thể tích condenser Hình 4.7 Nhập thể thích reboiler SVTH: Trương Công Minh 79 GVHD: GVC.TS Lê Thị Như Ý Đồ Án Tốt Nghiệp Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT) Lắp bơm, van, thiết bị điều khiển Hình 4.8 Sơ đồ điều khiển Lắp thiết bị điều khiển sau: - Thiết bị điều khiển mức chất lỏng Reboiler Condenser: LC_reboiler LC_condenser Thiết bị điều khiển nhiệt độ đĩa nhạy cảm: TC_stage4 Thiết bị điều khiển áp suất đỉnh tháp: PC_top Thiết bị điều khiển lưu lượng dòng nhập liệu: FC_feed Bảng 4.4 Thông số điều khiển THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN PV LC_condense r Liquid percent level condenser LC_reboiler Vessel liq percent level SVTH: Trương Công Minh OP Actuator desired Position_ VLV-102 Actuator desired 80 MAX_ PV MIN_ PV Kc Ti 90% 10% 10 D 90% 10% 10 D Td GVHD: GVC.TS Lê Thị Như Ý MODE Đồ Án Tốt Nghiệp Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT) reboiler Position_ VLV-101 Actuator desired Position_ VLV-100 TC_stage4 Stage temperature PC_top Top stage pressure Control valve Qcon Morlar flow 353 Actuator desired Position_ VLV-102 FC_feed 60 oC 150 oC 5 D kg/cm2 -g 2.2 kg/cm 2-g 4 D 0.5 0.1 R 2000 Kgmole Kgmol /h e/h Xuất biểu đồ Strip Chart Mở hộp thoại Databooks Ctrl+D, vào Strip Charts add vào Datalogger add vào Databooks biến sau: - Lưu lượng sản phẩm đỉnh - Lưu lượng sản phẩm đáy - Nhiệt độ đĩa nhạy cảm - Công suất nhiệt reboiler Nhận xét: - Thiết bị điều khiển lưu lượng có vai trò ổn định lưu lượng dòng nguyên liệu vào tháp đảm bảo suất hoạt động tối đa tháp - Mức chất lỏng Reboiler, Condenser điều khiển giá trị SP = 50% đảm bảo thời gian lưu lỏng (từ 5-15 phút) chất lượng sản phẩm đáy - Khi có biến nhiễu xuất nhiệt độ áp suất nguyên liệu, nhiệt độ đĩa nhạy cảm khống chế để đảm bảo cân vật chất tháp không đổi Nhiệt độ đĩa nhạy cảm điều khiển thơng qua dòng hồi lưu đỉnh tháp SVTH: Trương Công Minh 81 GVHD: GVC.TS Lê Thị Như Ý Đồ Án Tốt Nghiệp Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT) KẾT LUẬN Thông qua q trình mơ chủ yếu phần mềm HYSYS, giải nhiệm vụ đề tài, là: - Tổng qt cơng nghệ xử lý Naphtha Hydro nhà máy lọc dầu - Ứng dụng phần mềm Aspen HYSYS vào q trình mơ sơ đồ công nghệ kỹ thuật dầu khí - Xây dựng quy trình cơng nghệ cho phân xưởng NHT tiến hành mô quy trình vận hành thơng qua sở liệu tham khảo từ phân xưởng NHT nhà máy lọc dầu Dung Quất - Điều khiển thông số trình để thu sản phẩm theo yêu cầu kỹ thuật - Mơ động tháp tách Slitter Naptha Nhìn chung kết mô cho sai số hầu hết nhỏ 5% so với thực tế, cho độ tin cậy cao, thỏa mãn điều kiện giới hạn hàm lượng lưu huỳnh nguyên liệu cho phân xưởng CCR ISOM Tuy vài chỗ sai số 5% trình phân tách chưa tối ưu kết luận kết chấp nhận Qua q trình thực đề tài giúp nắm bắt sâu phần mềm chuyên dụng Hysys ứng dụng vào việc mơ – nghiên cứu q trình cơng nghệ lĩnh vực lọc-hóa dầu Đồng thời, tơi hệ thống lại nhiều mảng kiến thức chuyên ngành khám phá thêm nhiều kiến thức bổ ích qua việc đọc dịch tài liệu nước Tất nhiên, tơi chưa có nhiều kinh nghiệm thực tiễn có hạn chế định chun mơn nên đề tài khó tránh khỏi thiếu sót khơng mong muốn Rất mong đóng góp ý kiến thầy cô bạn SVTH: Trương Công Minh 82 GVHD: GVC.TS Lê Thị Như Ý Đồ Án Tốt Nghiệp Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT) TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Nguyễn Đình Lâm Quá trình lọc tách vật lý, Đại học bách khoa Đà Nẵng [2] TS Lê Thị Như Ý Giáo trình thiết kế mô phỏng, Đại học bách khoa Đà Nẵng [3] TS Nguyễn Thị Diệu Hằng Kỹ thuật xúc tác, Đại học bách khoa Đà Nẵng [4] TS Nguyễn Thị Thanh Xuân Chưng cất đa cấu tử, Đại học bách khoa Đà Nẵng [5] Phân xưởng NHT PFD, P&ID, Operating Manual Nhà máy lọc dầu Dung Quất [6] PGS.TS Nguyễn Đình Lâm, Thiết bị dầu khí, Đại học Bách Khoa Đà Nẵng [7] Trang web congnghedaukhi.com SVTH: Trương Công Minh 83 GVHD: GVC.TS Lê Thị Như Ý Đồ Án Tốt Nghiệp Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT) PHỤ LỤC  Sơ đồ J4, tài liệu “Thiết kế mô phỏng”, TS Lê Thị Như Ý, Đại học Bách Khoa Đà Nẵng (1)  (5) Sơ đồ PFD, “Sổ tay vận hành phân xưởng NHT”, Nhà máy lọc dầu Dung Quất SVTH: Trương Công Minh 84 GVHD: GVC.TS Lê Thị Như Ý ... Những ưu điểm phần mềm Hysys 40 II CÁC BƯỚC MÔ PHỎNG BẰNG PHẦN MỀM HYSYS 41 CHƯƠNG 3: SỬ DỤNG PHẦN MỀM HYSYS MÔ PHỎNG PHÂN XƯỞNG XỬ LÝ NAPHTHA BẰNG HYDRO CỦA NMLD DUNG QUẤT 43 I CÁC... Trương Công Minh GVHD: GVC.TS Lê Thị Như Ý Đồ Án Tốt Nghiệp SVTH: Trương Công Minh Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT) GVHD: GVC.TS Lê Thị Như Ý Đồ Án Tốt Nghiệp Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng... Trương Công Minh GVHD: GVC.TS Lê Thị Như Ý Đồ Án Tốt Nghiệp Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT) CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI I CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHÂN XƯỞNG XỬ LÝ NAPHTHA (NHT) BẰNG HYDRO CỦA NMLD DUNG