Đồ án tìm hiểu nhà máy lọc hóa dầu Nghi Sơn

MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG ix DANH MỤC HÌNH x TỪ VIẾT TẮT xi LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NHÀ MÁY NGHI SƠN 2 1.1. Tổng quan về Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn 2 1.1.1. Giới thiệu Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn 2 1.1.2. Mục tiêu xây dựng: 2 1.1.3. Công suất thiết kế 2 1.2. Nguyên liệu dùng cho Nhà máy lọc hóa dầu Nghi Sơn 3 1.2.1. Lý do chọn dầu Kuwait làm nguyên liệu cho nhà máy 3 1.2.2. Tính chất dầu thô Kuwait 3 1.3.1. LPG: 5 1.3.2. Xăng (Gasoline) 6 1.3.2.1. Xăng RON92 6 1.3.2.2. Xăng RON95 6 1.3.2.3. Xăng RON98 7 1.3.3. Nhiên liệu phản lực JET A1 7 1.3.4. Nhiên liệu Diesel 8 1.3.4.1. Auto Diesel 8 1.3.4.2. Industrial Diesel 8 1.3.5. Dầu đốt Fuel oil (FO) 9 Đồ án tốt nghiệp Khóa 20102014 Trường ĐHBRVT 1.3.6. Benzene 9 1.3.7. Paraxylene 9 1.3.8. Polypropylene 9 1.3.9. Lưu huỳnh 9 CHƯƠNG 2: THIẾT LẬP SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ KHU LỌC HÓA DẦU NGHI SƠN 10 2.1. Cấu trúc của một nhà máy lọc dầu 10 2.1.1. Cụm phân tách dầu thô 10 2.1.1. L Phân xưởng chưng cất khí quyển 10 2.1.1.2. Phân xưởng chưng cất chân không 10 2.1.2. Cụm phân xưởng chuyển hóa 10 2.1.2.1. Phân xưởng cracking xúc tác (FCC) 10 2.1.2.2. Phân xưởng Reforming xúc tác (CCR) 10 2.1.2.3. Phân xưởng Isome hóa (ISOM) 11 2.1.2.4. Phân xưởng Alkyl hóa (ALK) 11 2.1.2.5. Phân xưởng khử lưu huỳnh (HDS) 11 2.1.2.6. Phân xưởng Merox 11 2.1.2.7. Phân xưởng thu hồi lưu huỳnh (SRU) 11 2.2. Các phân xưởng trong nhà máy 11 2.2.1. Xưởng chưng cất dầu thô CDU 11 2.2.1.1. Giới thiệu xưởng 11 2.2.1.2. Sản phẩm xưởng CDU 12 2.2.1.3. Nguyên liệu của xưởng CDU 13 2.2.1.4. Các trường hợp thiết kế 13 2.2.1.5. Các trường hợp kiểm tra 13 2.2.1.6. Yêu cầu thiết kế 14 2.2.2. Xưởng xử lý lưu huỳnh trong phân đoạn Gasoil (GOHDS) 15 GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái iv SVTH: Lâm Hoàng Biết Đồ án tốt nghiệp Khóa 20102014 Trường ĐHBRVT 2.2.2.1. Giới thiệu xưởng 15 2.2.2.2. Nguyên liệu của xưởng GOHDS 15 2.2.2.3. Sản phẩm xưởng GOHDS 16 2.2.2.3. Các trường hợp kiểm tra 16 2.2.2.3. Yêu cầu thiết kế 16 2.2.3. Xưởng xử lý lưu huỳnh trong phân đoạn Kerosene (KHDS) 17 2.2.3.1. Giới thiệu xưởng KHDS 17 2.2.3.2. Nguyên liệu xưởng KHDS 18 2.2.3.3. Sản phẩm phân xưởng KHDS 18 2.2.3.4. Công suất vận hành của phân xưởng KHDS 18 2.2.3.5. Trường hợp thiết kế 19 2.2.3.6. Yêu cầu thiết kế 19 2.2.4. Phân xưởng thu hồi LPG (LPGRU) 20 2.2.4.1. Giới thiệu xưởng LPGRU 20 2.2.4.2. Sản phẩm của phân xưởng LPGRU 22 2.2.4.3. Công suất vận hành 23 2.2.4.4. Yêu cầu thiết kế 23 2.2.5. Phân xưởng Ankyl hóa (InAlk) 24 2.2.5.1. Giới thiệu phân xưởng 24 2.2.5.2. Yêu cầu thiết kế 24 2.2.5.3. Trường hợp công suất thiết kế 25 2.2.6. Phân Xưởng BTX (The Naphta And Aromatic Complex) 26 2.2.6.1. Giới thiệu phân xưởng thơm 26 2.2.6.2. Đặc tính nguyên liệu 27 2.2.6.3. Sản phẩm phân xưởng 28 2.2.6.4. Yêu cầu thiết kế 29 2.2.7. Phân xưởng xử lý lưu huỳnh trong phân đoạn cặn (RHDS) 30 2.2.7.1. Giới thiệu phân xưởng RHDS 30 GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái v SVTH: Lâm Hoàng Biết Đồ án tốt nghiệp Khóa 20102014 Trường ĐHBRVT 2.2.7.2. Nguyên liệu sản phẩm 31 2.2.7.3. Công suất thiết kế 31 2.2.7.4. Yêu cầu thiết kế 32 2.2.8. Phân xưởng cracking xúc tác tầng sôi (RFCC) 33 2.2.8.1. Giới thiệu phân xưởng RFCC 33 2.2.8.2. Nguyên liệu và sản phẩm 34 2.2.8.3. Công suất thiết kế 35 2.2.8.4. Yêu cầu thiết kế 35 2.3. Sơ đồ phối trộn cac sản phẩm 36 2.3.1. LPG 36 2.3.2. Xăng RON92 36 2.3.3. Xăng RON95 37 2.3.4. Auto Diesel 37 2.3.5. Industrial Diesel 38 2.3.6. Fuel oil 38 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CHI PHÍ NHÀ MÁY LỌC DẦU NGHI SƠN BẰNG PHẦN MỀM LINGO 39 3.1. Tổng quan về phần mềm Lingo 39 3.1.1. Khái niệm về quy hoạch tuyến tính 39 3.1.2. Quy hoạch tuyến tính trong lọc dầu 40 3.1.3. Giới thiệu về phần mềm Lingo 42 3.1.4. Cơ sở quá trình mô hình hóa sự hoạt động của nhà máy lọc dầu 43 3.1.4.1. Hoạt động chính 43 3.1.4.2. Phân tách và chuyển hóa 43 3.1.4.3. Phối trộn các bán sản phẩm 44 3.2. Xây dựng cấu trúc biến và các ràng buộc 46 GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái vi SVTH: Lâm Hoàng Biết Đồ án tốt nghiệp Khóa 20102014 Trường ĐHBRVT 3.2.1. Cấu trúc biến 46 3.2.2. Cấu trúc các ràng buộc 46 3.2.3. Xác định biến và ràng buộc cho bảng ma trận 46 3.3. Xây dựng ma trận của bài toán tối ưu trên Excel 48 3.3.1. Cấu trúc ma trận của bài toán thường gặp 48 3.3.2. Xác định các hệ số cho bảng ma trận 49 3.4. Phương pháp khai báo và liên kết dữ liệu với Excel 50 3.5. Giải tối ưu bằng Lingo và trao đổi kết quả 51 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ TỐI ƯU TỪ LINGO PHÂN TÍCH VÀ NHẬN XÉT.53 4.1. Ý nghĩa các giá trị hiển thị từ phần mêm Lingo 53 4.1.1. Ý nghĩa các giá trị “Variable, Value, Reduce Cost” 53 4.1.2. Slack or Surplus 54 4.1.3. Dual price 55 4.1.4. LingoRange 55 4.2. Phân tích kết quả 57 4.2.1. Kết quả tối ưu khi phối trộn xăng MG9295 57 4.2.1.1. Phạm vi thay đổi giá trị các hệ số của hàm mục tiêu mà không làm thay đổi bất kì giá trị tối ưu của biến số quyết định 61 4.2.1.2. Phạm vi thay đổi giá trị RHS mà không làm thay đổi phương án sản xuất 65 4.2.1.3. Tính toán lợi nhuận và tỷ lệ lợi nhuận cho nhà máy khi vận hành chế độ Max Propylene trong trường hợp phối trộn xăng 9295 68 4.2.2 Kết quả tối ưu khi phối trộn xăng MG929598 69 4.2.2.2 Phạm vi thay đổi giá trị RHS mà không làm thay đổi phương án sản xuất 78 GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái vii SVTH: Lâm Hoàng Biết Đồ án tốt nghiệp Khóa 20102014 Trường ĐHBRVT 4.2.2.3. Tính toán lợi nhuận và tỷ lệ lợi nhuận cho nhà máy khi vận hành chế độ Max Propylene trường hợp phối trộn xăng 929598 81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 83 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 PHỤ LỤC 89

DANH MỤC BẢNG ix

DANH MỤC HÌNH x

TỪ VIẾT TẮT xi

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NHÀ MÁY NGHI SƠN 2

1.1 Tổng quan về Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn 2

1.1.1 Giới thiệu Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn 2

1.1.2 Mục tiêu xây dựng: 2

1.1.3 Công suất thiết kế 2

1.2 Nguyên liệu dùng cho Nhà máy lọc hóa dầu Nghi Sơn 3

1.2.1 Lý do chọn dầu Kuwait làm nguyên liệu cho nhà máy 3

1.2.2 Tính chất dầu thô Kuwait 3

1.3.1 LPG: 5

1.3.2 Xăng (Gasoline) 6

1.3.2.1 Xăng RON92 6

1.3.2.2 Xăng RON95 6

1.3.2.3 Xăng RON98 7

1.3.3 Nhiên liệu phản lực JET A1 7

1.3.4 Nhiên liệu Diesel 8

1.3.4.1 Auto Diesel 8

1.3.4.2 Industrial Diesel 8

1.3.6 Benzene 9

1.3.7 Paraxylene 9

1.3.8 Polypropylene 9

1.3.9 Lưu huỳnh 9

CHƯƠNG 2: THIẾT LẬP SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ KHU LỌC HÓA DẦU NGHI SƠN 10

2.1 Cấu trúc của một nhà máy lọc dầu 10

2.1.1 Cụm phân tách dầu thô 10

2.1.1 L Phân xưởng chưng cất khí quyển 10

2.1.1.2 Phân xưởng chưng cất chân không 10

2.1.2 Cụm phân xưởng chuyển hóa 10

2.1.2.1 Phân xưởng cracking xúc tác (FCC) 10

2.1.2.2 Phân xưởng Reforming xúc tác (CCR) 10

2.1.2.3 Phân xưởng Isome hóa (ISOM) 11

2.1.2.4 Phân xưởng Alkyl hóa (ALK) 11

2.1.2.5 Phân xưởng khử lưu huỳnh (HDS) 11

2.1.2.6 Phân xưởng Merox 11

2.1.2.7 Phân xưởng thu hồi lưu huỳnh (SRU) 11

2.2 Các phân xưởng trong nhà máy 11

2.2.1 Xưởng chưng cất dầu thô CDU 11

2.2.1.1 Giới thiệu xưởng 11

2.2.1.2 Sản phẩm xưởng CDU 12

2.2.1.3 Nguyên liệu của xưởng CDU 13

2.2.1.4 Các trường hợp thiết kế 13

2.2.1.5 Các trường hợp kiểm tra 13

2.2.1.6 Yêu cầu thiết kế 14

2.2.2 Xưởng xử lý lưu huỳnh trong phân đoạn Gasoil (GOHDS) 15

2.2.2.1

Giới thiệu xưởng 15

2.2.2.2 Nguyên liệu của xưởng GOHDS 15

2.2.2.3 Sản phẩm xưởng GOHDS 16

2.2.2.3 Các trường hợp kiểm tra 16

2.2.2.3 Yêu cầu thiết kế 16

2.2.3 Xưởng xử lý lưu huỳnh trong phân đoạn Kerosene (KHDS) 17

2.2.3.1 Giới thiệu xưởng KHDS 17

2.2.3.2 Nguyên liệu xưởng KHDS 18

2.2.3.3 Sản phẩm phân xưởng KHDS 18

2.2.3.4 Công suất vận hành của phân xưởng KHDS 18

2.2.3.5

Trường hợp thiết kế 19

2.2.3.6 Yêu cầu thiết kế 19

2.2.4 Phân xưởng thu hồi LPG (LPGRU) 20

2.2.4.1 Giới thiệu xưởng LPGRU 20

2.2.4.2 Sản phẩm của phân xưởng LPGRU 22

2.2.4.3 Công suất vận hành 23

2.2.4.4 Yêu cầu thiết kế 23

2.2.5 Phân xưởng Ankyl hóa (InAlk) 24

2.2.5.1 Giới thiệu phân xưởng 24

2.2.5.2 Yêu cầu thiết kế 24

2.2.5.3 Trường hợp & công suất thiết kế 25

2.2.6 Phân Xưởng BTX (The Naphta And Aromatic Complex) 26

2.2.6.1 Giới thiệu phân xưởng thơm 26

2.2.6.2 Đặc tính nguyên liệu 27

2.2.6.3 Sản phẩm phân xưởng 28

2.2.6.4 Yêu cầu thiết kế 29

2.2.7.2 Nguyên liệu & sản phẩm 31

2.2.7.3 Công suất thiết kế 31

2.2.7.4 Yêu cầu thiết kế 32

2.2.8 Phân xưởng cracking xúc tác tầng sôi (RFCC) 33

2.2.8.1 Giới thiệu phân xưởng RFCC 33

2.2.8.2 Nguyên liệu và sản phẩm 34

2.2.8.3 Công suất thiết kế 35

2.2.8.4 Yêu cầu thiết kế 35

2.3 Sơ đồ phối trộn cac sản phẩm 36

2.3.1 LPG 36

2.3.2 Xăng RON92 36

2.3.3 Xăng RON95 37

2.3.4 Auto Diesel 37

2.3.5 Industrial Diesel 38

2.3.6 Fuel oil 38

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CHI PHÍ NHÀ MÁY LỌC DẦU NGHI SƠN BẰNG PHẦN MỀM LINGO 39

3.1 Tổng quan về phần mềm Lingo 39

3.1.1 Khái niệm về quy hoạch tuyến tính 39

3.1.2 Quy hoạch tuyến tính trong lọc dầu 40

3.1.3 Giới thiệu về phần mềm Lingo 42

3.1.4 Cơ sở quá trình mô hình hóa sự hoạt động của nhà máy lọc dầu 43

3.1.4.1 Hoạt động chính 43

3.1.4.2 Phân tách và chuyển hóa 43

3.1.4.3

Phối trộn các bán sản phẩm 44

3.2.1 Cấu trúc biến 46

3.2.2 Cấu trúc các ràng buộc 46

3.2.3

Xác định biến và ràng buộc cho bảng ma trận 46

3.3

Xây dựng ma trận của bài toán tối ưu trên Excel 48

3.3.1 Cấu trúc ma trận của bài toán thường gặp 48

3.3.2 Xác định các hệ số cho bảng ma trận 49

3.4 Phương pháp khai báo và liên kết dữ liệu với Excel 50

3.5 Giải tối ưu bằng Lingo và trao đổi kết quả 51

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ TỐI ƯU TỪ LINGO - PHÂN TÍCH VÀ NHẬN XÉT.53 4.1 Ý nghĩa các giá trị hiển thị từ phần mêm Lingo 53

4.1.1 Ý nghĩa các giá trị “Variable, Value, Reduce Cost” 53

4.1.2 Slack or Surplus 54

4.1.3 Dual price 55

4.1.4 Lingo/Range 55

4.2 Phân tích kết quả 57

4.2.1 Kết quả tối ưu khi phối trộn xăng MG92/95 57

4.2.1.1 Phạm vi thay đổi giá trị các hệ số của hàm mục tiêu mà không làm thay đổi bất kì giá trị tối ưu của biến số quyết định 61

4.2.1.2 Phạm vi thay đổi giá trị RHS mà không làm thay đổi phương án sản xuất 65 4.2.1.3 Tính toán lợi nhuận và tỷ lệ lợi nhuận cho nhà máy khi vận hành chế độ

4.2.2.3 Tính toán lợi nhuận và tỷ lệ lợi nhuận cho nhà máy khi vận hành chế độ

Max Propylene trường hợp phối trộn xăng 92/95/98 81

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 83

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 88

PHỤ LỤC 89

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1:KuWait Export 29.90 3

Bảng 1.2: Tính chất của sản phẩm LPG 5

Bảng 1.3: Tính chất của xăng RON92 6

Bảng 1.4: Tính chất của xăng RON95 6

Bảng 1.5: Tính chất của xăng RON98 7

Bảng 1.6: Tính chất của Auto Diesel 8

Bảng 1.7: Tính chất của Industrial Diesel 8

Bảng 1.8: Tính chất của Fuel Oil 9

Bảng 3-1: Cấu trúc ma trận của bài toán thường gặp 48

Bảng 4-1: Giá trị sản phẩm thu được của nhà máy trong trường hợp phối trộn xăng 92/95 68

Bảng 4-2: Giá trị sản phẩm thu được của nhà máy trường hợp phối trộn xăng 92/95/98 ' ' 82

Bảng phụ lục 1: Bảng tính chất của các bán sản phẩm 89

Bảng phụ lục 2: Bảng tính chất của các sản phẩm 91

Bảng phụ lục 3: Bảng giá và nhu cầu của các sản phẩm 93

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1: Sơ đồ phân xưởng CDU 12

Hình 2.2: Sơ đồ phân xưởng GOHDS 15

Hình 2.3: Sơ đồ phân xưởng KHDS 18

Hình 2.4: Sơ đồ phân xưởng LPGRU 22

Hình 2.5: Sơ đồ phân xưởng InAlk 24

Hình 2.6: Sơ đồ phân xưởng BTX 27

Hình 2.7: Sơ đồ phân xưởng RHDS 30

Hình 2.8: Sơ đồ phân xưởng RFCC 33

Hình 2.9: Sơ đồ phối trộn LPG 36

Hình 2.10: Sơ đồ phối trộn xăng RON92 36

Hình 2.11: Sơ đồ phối trộn xăng RON95 37

Hình 2.12: Sơ đồ phối trộn Auto Diesel 37

Hình 2.13: Sơ đồ phối trộn Industrial Diesel 38

Hình 2.14: Sơ đồ phối trộn Fuel Oil 38

Hình 4.1 : Kết quả chạy tối ưu trường hợp Max Propylene phối trộn tạo MG92/95 '

57

Hình 4.2 : Kết quả chạy tối ưu trường hợp Max Propylene phối trộn tạo MG92/95/98 ." 69

Hình phụ lục 1: Bảng Reduced Cost 94

Hình phụ lục 2: Bảng Slack or Sulplus 95

Hình phụ lục 3: Bảng Range Report 96

Hình phụ lục 4: Bảng Righthand Side Ranges 97

TỪ VIẾT TẮT

KHDS : Phân xưởng xử lý lưu huỳnh trong phân đoạn kerosene GOHDS : Phân xưởng xử lý lưu huỳnh trong phân đoạn gas oil RHDS

: Phân xưởng xử lý lưu huỳnh trong cặn chưng cất khí quyển

RFCC : Phân xưởng cracking xúc tác tầng sôi

H2 Plant : Phân xưởng sản xuất hydro

AU-DO : Auto Diesel

Gasoline RON 92IMP : Xăng RON 92 nhập khẩu

Gasoline RON 95IMP : Xăng RON 95 nhập khẩu

Gasoline RON 98IMP : Xăng RON 98 nhập khẩu

IN-DOIMP : Industrial Diesel nhập khẩu

Gasoline RON 92EXP : Xăng RON92 xuất khẩu

Gasoline RON 95EXP : Xăng RON95 xuất khẩu

Gasoline RON 98EXP : Xăng RON98 xuất khẩu

IN-DOEXP : Industrial Diesel xuất khẩu

PXLEXP : Paraxylene xuất khẩu

CDU-naph : Phân đoạn naphta của phân xưởng CDU

CDU-Kero : Phân đoạn kerosene của phân xưởng CDU

CDU-GO : Phân đoạn gas oil của phân xưởng CDU

CDU-RA : Phân đoạn cặn của phân xưởng CDU

LPGRU-Naph : Naphta của phân xưởng LPGRU

LPGRU-Sour FG : Fuel gas của phân xưởng LPGRU

NHT-LNA : Naphta nhẹ của phân xường NHT

NHT-HNA : Naphta nặng của phân xưởng NHT

NHT-offgas : Off-gas của phân xưởng NHT

KHDS-Kero : Kerosene của phân xưởng KHDS

KHDS-offgas : Off-gas của phân xưởng KHDS

GOHDS-DO : Diesel của phân xưởng GOHDS

GOHDS-offgas : Offgas của phân xưởng GOHDS

GOHDS-naph : Naphta của phân xưởng GOHDS

RHDS-naphta : Naphta của phân xưởngRHDS

RHDS-offgas : Off-gas của phân xưởng RHDS

RFCC-LNA : Xăng nhẹ của phân xưởng RFCC

RFCC-HNA : Xăng nặng của phân xưởng RFCC

RFCC-H2S : H2S của phân xưởng RFCC

Isomerate : Isomerate của phân xưởng Penex

Alkylat : Alkylate của phân xưởng InAlk

CCR-Reformate : Reformate của phân xưởng CCR

CCR-H2RG : H2 rich gas của phân xưởng CCR

H2-Rich Gas : H2 rich gas của phân xưởng GOHDS và RHDS

BTX-HyARO : Heavy aromatic của phân xưởng BTX

BTX-Raffinate : Raffinate của phân xưởng BTX

BTX-Para : Paraxylene của phân xưởng BTX

d15MG92-MIN : Khối lượng riêng tối thiểu của xăng RON 92 ở 150C

d15MG95-MIN : Khối lượng riêng tối thiểu của xăng RON 95 ở 150C d15MG98-MIN : Khối lượng riêng tối thiểu của xăng RON 98 ở 150C d15JETA1-MIN : Khối lượng riêng tối thiểu của JetA1 ở 150C

d15AUDO-MIN : Khối lượng riêng tối thiểu của Auto Diesel ở 150C

d15INDO-MIN

: Khối lượng riêng tối thiểu của Industrial Diesel ở 150C

RONMG92MIN : Chỉ số RON tối thiểu của xăng RON 92

RONMG95MIN : Chỉ số RON tối thiểu của xăng RON 95

RONMG98MIN : Chỉ số RON tối thiểu của xăng RON 98

RVPMG92MIN : Áp suất hơi bão hòa của xăng RON 92

RVPMG95MIN : Áp suất hơi bão hòa của xăng RON 95

RVPMG98MIN : Áp suất hơi bão hòa của xăng RON 98

CDUMIN : Công suất tối thiểu của xưởng chưng cất dầu thô

d15MG92-MAX : Khối lượng riêng tối đa của xăng RON 92 ở 150C

d15MG95-MAX : Khối lượng riêng tối đa của xăng RON 95 ở 150C

d15MG98-MAX : Khối lượng riêng tối đa của xăng RON 98 ở 150C

d15JETA1-MAX : Khối lượng riêng tối đa của JetA1 ở 150C

d15AUDO-MAX : Khối lượng riêng tối đa của Auto Diesel ở 150C

d15INDO-MAX : Khối lượng riêng tối đa của Industrial Diesel ở 150C d15FO-MAX : Khối lượng riêng tối đa của Fuel Oil ở 150C

RVP-LPGMAX : Áp suất hơi bão hòa tối đa của LPG

RVP-MG92MAX : Áp suất hơi bão hòa tối đa của xăng RON 92

RVP-MG95MAX : Áp suất hơi bão hòa tối đa của xăng RON 95

: Áp suất hơi bão hòa tối đa của xăng RON 98

SLPGMAX : Hàm lượng lưu huỳnh tối đa trong LPG

SMG92MAX : Hàm lượng lưu huỳnh tối đa trong xăng RON 92

SMG95MAX : Hàm lượng lưu huỳnh tối đa trong xăng RON 95

SMG98MAX : Hàm lượng lưu huỳnh tối đa trong xăng RON 98

SJETA1MAX : Hàm lượng lưu huỳnh tối đa trong JetA1

SAUDOMAX : Hàm lượng lưu huỳnh tối đa trong Auto Diesel

SINDOMAX : Hàm lượng lưu huỳnh tối đa trong Industrial Diesel SFOMAX : Hàm lượng lưu huỳnh tối đa trong Fuel Oil

AroMG92MAX : Hàm lượng aromatic tối đa trong xăng RON 92

AroMG95MAX : Hàm lượng aromatic tối đa trong xăng RON 95

AroMG98MAX : Hàm lượng aromatic tối đa trong xăng RON 98

PPI-AUDOMAX : Chỉ số điểm đông đặc tối đa của Auto Diesel

PPI-INDOMAX : Chỉ số điểm đông đặc tối đa của Industrial Diesel

PPI-FOMAX : Chỉ số điểm đông đặc tối đa của Fuel Oil

FPI-JETA1MAX : Chỉ số điểm chớp cháy tối đa của JetA1

FPI-AUDOMAX : Chỉ số điểm chớp cháy tối đa của Auto Diesel

FPI-INDOMAX : Chỉ số điểm chớp cháy tối đa của Industrial Diesel

FPI-FOMAX : Chỉ số điểm chớp cháy tối đa của Fuel Oil

CDU-MAX : Công suất tối đa của xưởng chưng cất dầu thô

C4MG98 : C4 phối trộn xăng RON 98

Isomerate98 : Isomerat phối trộn xăng RON 98

Lt GSL - RFCC98 : Naphta nhẹ của RFCC phối trộn xăng RON 98

DORHDSFO : DO của RHDS phối trộn FO

HvyAroFO : Heavy aromatic phối trộn FO

KeroJET : Kerosene phối trộn JetA1

LỜI MỞ ĐẦU

Để đáp ứng nhu cầu sử dụng xăng dầu trong nước đang ngày càng tăng và phục vụ xuất khẩu, theo sau dự án Nhà máy lọc dầu Dung Quất( đã chính thức đi vào hoạt động từ tháng 02/2009), nước ta tiếp tục thực hiện dự án xây dựng Nhà máy lọc dầu thứ hai với quy mô kinh tế lớn hơn tại Khu Kinh tế Nghi Sơn- Thanh Hóa

Dự án Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn do 4 đơn vị kinh tế lớn là Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam(PVN), Tập đoàn Dầu khi quốc tế Kuwait(KPI), Tập đoàn Dầu khí Idemitsu Kosan Nhật Bản(IKC) và Tập đoàn hóa chất Mitsui Nhật Bản(MIC) tham gia góp vốn thành lập Công ty Liên doanh lọc hóa dầu Nghi Sơn Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn dự đoán sẽ hoạt động vào giữa năm 2017, nhà máy sẽ hoạt động với công suất là 10 triệu tấn dầu thô/năm trong giai đoạn đầu

Với chi phí xây dựng dự án Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn rất cao, nên việc tính toán chi phí vận hành và tối ưu hóa sơ đồ công nghệ cho nhà máy là điều cần thiết

và quan trọng, để đảm bảo vấn đề nhà máy hoạt động có hiệu quả Nhưng tính toán chi phí hay tối ưu hóa cho nhà máy lọc dầu là rất phức tạp, để thực hiện việc tính toán chi phí vận hành của nhà máy lọc dầu một cách dễ dàng hơn thì nên sử dụng phần mềm chuyên dụng, từ đó lựa chọn phương án hoạt động giảm thiểu chi phí vận hành đến xuống mức thấp nhất, sao cho nhà máy có thể thu được lợi nhuận cao Đó

là lý do tôi chọn đề tài tốt nghiệp:

“Ứng dụng phần mềm Lingo tính toán chi phí vận hành cho nhà máy lọc dầu Nghi Sơn với chế độ Max Propylene.”

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NHÀ MÁY NGHI SƠN 1.1 Tổng quan về Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn

1.1.1 Giới thiệu Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn.[14]

Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn thuộc khu kinh tế Nghi Sơn, huyện Gia Tĩnh, tỉnh Thanh Hóa với tổng diện tích hơn 500ha, khu kinh tế Nghi Sơn được đánh giá là trọng điểm phía Nam của Vùng kinh tế Bắc Bộ, đồng thời là cầu nối giữa vùng Bắc

Bộ với Trung Bộ Ngày 23/10/2013 dự án Liên hợp lọc hóa dầu Nghi Sơn có sự tham dự của nhiều cán bộ cấp cao đặc biệt là Thủ tướng Chính phủ Nguyễn Tấn Dũng để phát lệnh khởi công Trong đó,Công ty TNHH Lọc Hóa dầu Nghi Sơn làm chủ đầu tư, có tổng vốn đầu tư là hơn 9 tỷ USD Các nhà đầu tư gồm: Tập doàn Dầu khí Việt Nam (PetroVietnam- PVN) (21,1% vốn), Công ty Dầu khí Quốc tế Cô- Oét (Kuwait Petrolium International- KPI) (35,1%), Công ty Idemitsu Kosan Nhật Bản (Idemitsu Kosan Company- IKC) (35,1%) và Công ty Hóa chất Mitsui Nhật Bản (Mitsui Chemicals) (4,7%) Dự án sẽ hoàn thành và đưa vào vận hành giữa năm

2017

1.1.2 Mục tiêu xây dựng:

• Đáp ứng nhu cầu thị trường trong nước và đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia (50%)

• Cung cấp nguyên liệu phát triển ngành công nghiệp Hóa Dầu

• Tạo tiền đề cho ngành công nghiệp phụ trợ và các ngành dịch vụ phát triển

• Góp phần phát triển kinh tế khu vực phía Bắc và đảm bảo sự phát triển đồng đều của cả nước

1.1.3 Công suất thiết kế

Dự kiến, dự án sẽ đi vào vận hành thương mại vào giữa năm 2017, có công suất lọc dầu là 200 nghìn thùng/ngày (tương đương với 10 triệu tấn/năm); nguyên liệu dầu thô nhập khẩu từ Kuwait Với các sản phẩm: Khí hóa lỏng LPG: 32 nghìn tấn/năm; Xăng RON 92: 1.131 nghìn tấn/năm; Xăng RON 95: 1.131 tấn/năm; Nhiên liệu phản lực: 580 nghìn tấn/năm; Diesel cao cấp: 2.161 nghìn tấn/năm;

Diesel thường: 1.441 nghìn tấn/năm; Paraxylene: 670 nghìn tấn/năm; Benzene: 238 nghìn tấn/năm; Polypropylene: 366 nghìn tấn/năm; Lưu huỳnh rắn: 244 nghìn tấn/năm

Trong liên hợp còn có các cụm phân xưởng hóa dầu để sản xuất ra các sản

phẩm hydrocarbon thơm (benzene, paraxylene) và polypropylene

1.2 Nguyên liệu dùng cho Nhà máy lọc hóa dầu Nghi Sơn

1.2.1 Lý do chọn dầu Kuwait làm nguyên liệu cho nhà máy

Dầu thô tại mỏ Bạch Hổ- Vũng Tàu là nguồn dầu rất tốt để làm nguyên liệu cho nhà máy lọc dầu vì nó tương đối sạch với hàm lượng lưu huỳnh thấp (0.041%wt) Nhưng, nước ta đã khai thác dầu thô Bạch Hổ vào thời gian đất nước chưa có nhà máy lọc dầu, do đó nguồn dầu thô khai thác được chủ yếu bán cho nước ngoài Đến khi nhà máy lọc dầu Dung Quất khởi công xây dựng và đi vào hoạt động năm 2009 thì dầu Bạch Hổ là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho nhà máy, do đó nguồn dầu thô Trung Đông được lựa chọn để đảm bảo cho nhà máy lọc hóa dầu Nghi Sơn hoạt động ổn định, lâu dài và liên tục Những phương án pha trộn dầu thô Kuwait, Dubai và Sư Tử Đen đã được nghiên cứu và cho thấy rằng phương án 100% dầu Kuwait mang lại lợi nhuận cao nhất Vì vậy, dầu thô Kuwait là dầu được lựa chọn làm nguyên liệu chủ yếu chính cho Nhà máy lọc hóa dầu Nghi Sơn- Thanh Hóa

1.2.2 Tính chất dầu thô Kuwait [1]

Các thông số của nguyên liệu sẽ được chủ yếu sử dụng chủ yếu trong phần thiết kế của phân xưởng chưng cất dầu thô (CDU) Xác định thông số thiết kế của nguyên liệu cho các phân xưởng chế biến sâu dựa trên dữ liệu này.(Thử nghiệm dầu thô bằng cách mô phỏng quá trình và các phương tiện khác)

15=0.8751 dưa vào chỉ số API) Đây là loại dầu chua

vì có hàm lượng lưu huỳnh (2.65%kl) >2%kl.Vì vậy, trong quá trình chế biến

dầu thô, nhà máy cung cấp thêm các phân xưởng HDS để khử lưu huỳnh trong các phân đoạn Bên cạnh đó, hàm lượng Nitơ và các kim loại như sắt, niken, vanadi cũng rất cao Đây là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến ngộ độc xúc tác, làm sẫm màu sản phẩm Vậy nên trước khi được đưa đến phân xưởng chưng cất khí quyển (CDU), dầu thô được đưa qua bộ phận xử lý từ để loại bớt kim loại có chứa trong dầu thô và nhà máy còn được thiết kế thêm phân xưởng RHDS để xử lý sâu lưu huỳnh và hợp chất lưu huỳnh có trong dầu thô

Các dữ liệu thử nghiệm của dầu thô trong bảng này là kết quả của việc áp dụng kỹ thuật thẩm định và kiểm tra để các dữ liệu trong phòng thí nghiệm nguyên

Sử dụng chương trình Haverly System’iCDM và phần mềm Petro Tech Intel, đường cong chưng cất được dựng lên từ các số liệu trong phòng thí nghiệm Năng suất chưng cất và cân bằng các thuộc tính riêng lẻ được tiến hành và sự chẩn đoán lại của

dữ liệu đã được kiểm tra để cho phép đánh giá chính xác chất lượng của dầu thô Sự tương quan công việc đã đảm bảo rằng phương pháp chưng cất trong cân bằng vật chất, cân bằng tỷ trọng và dữ liệu các phân đoạn là nhất quán

1.3 Các sản phẩm thương mại của nhà máy

1.3.1 LPG:

LPG được tách ra từ phân đoạn nhẹ khi chưng cất dầu thô, thành phần gồm propan C3 và butan C4 được phối trộn theo tỉ lệ C3/C4 = 7:3 hay C3/C4 = 5:5 tùy thuộc vào điều kiện sử dụng

Có rất nhiều tính chất để ràng buộc trong phối trộn LPG, nhưng dưới đây là các tính chất cơ bản để có thể phối trộn LPG thương phẩm:

Tính chất quan trọng của nhiên liệu xăng:

• Có khả năng chống lại sự kích nổ (gọi là chỉ số octane)

• Hàm lượng lưu huỳnh trong xăng

• Áp suất hơi bão hòa

1.3.2.1 Xăng RON92

Có rất nhiều tính chất để ràng buộc trong phối trộn xăng RON92, nhưng dưới đây

là các tính chất cơ bản để phối trộn xăng RON92:

I.3.2.2 Xăng RON95

Có rất nhiều tính chất để ràng buộc trong phối trộn xăng RON95, nhưng dưới đây

là các tính chất cơ bản để phối trộn xăng RON95:

I.3.2.3 Xăng RON98

Có rất nhiều tính chất để ràng buộc trong phối trộn xăng RON95, nhưng dưới đây là các tính chất cơ bản để phối trộn xăng RON95:

Bảng 1.5: Tính chất của xăng RON98

1.3.3 Nhiên liệu phản lực JET A1

Một số tính chất quan trọng khi sử dụng nhiên liệu phản lực như:

• Nhiệt trị: là lượng nhiệt được giải phóng khi đốt cháy một đơn vị nhiên liệu trong điều kiện tiêu chuẩn

• Điểm đông đặc( Freezing Point) là nhiệt độ tại đó sản phẩm lỏng đem làm lạnh trong điều kiện nhất định không còn chảy được nữa

1.3.4 Nhiên liệu Diesel

Nhiên liệu Diesel được lấy chủ yếu từ phân đoạn gasoil của quá trình chưng cất dầu thô khoảng nhiệt độ sôi từ 250oC -350oC, với thành phần hydrcacbon từ

1.3.5 Dầu đốt Fuel oil (FO)

Nhiên liệu đốt lò FO là sản phẩm chủ yếu của quá trình chưng cất thu được từ phân đoạn gasoil nặng khi chưng cất dầu thô ở nhiệt độ sôi trên 350oC

Tính chất cần lưu ý khi sử dụng đối với nhiên liệu đốt lò: hàm lượng lưu huỳnh,

độ nhớt,

Có rất nhiều tính chất để ràng buộc trong phối trộn Fuel Oil, nhưng dưới đây là các tính chất cơ bản để phối trộn Fuel Oil:

Được sản xuất bằng phương pháp reíorming xúc tác (Al-Pt) ở nhiệt độ 480o

C-520oC với áp suất 20atm

1.3.7 Paraxylene

Được sản xuất chủ yếu bằng phương pháp reforming xúc tác ở nhiệt độ

480oC-520oC với áp suất 35-40atm

CHƯƠNG 2: THIẾT LẬP SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ KHU LỌC HÓA DẦU

NGHI SƠN

2.1 Cấu trúc của một nhà máy lọc dầu

Nhà máy lọc dầu bao gồm:

• Cụm phân tách dầu thô

• Các phân xưởng chuyển hóa

• Hoạt động phối trộn sản phẩm

2.1.1 Cụm phân tách dầu thô

2.1.1.1, Phân xưởng chưng cất khí quyển

Sản phẩm của phân xưởng chưng cất khí quyển bao gồm các phân đoạn sau:

• Phân đoạn khí

• Phân đoạn xăng

• Phân đoạn Kerosene

• Phân đoạn Gasoil hay Diesel

• Phân đoạn Mazut là cặn của tháp chưng cất khí quyển

2.1.1.2 Phân xưởng chưng cất chân không

2.1.2 Cụm phân xưởng chuyển hóa

Mục đích của các phân xưởng này nhằm chuyển hóa các phân đoạn nặng thành các phân đoạn nhẹ hơn, thu hồi tối đa các sản phẩm trắng (khí, xăng, diesel) đồng thời sản xuất các nguồn nguyên liệu (bán sản phẩm) thỏa mãn chỉ tiêu kỹ thuật

và môi trường theo tiêu chuẩn quy định

2.1.2.1 Phân xưởng cracking xúc tác (FCC)

Cracking xúc tác là một quá trình chuyển hóa để nâng cao giá trị của các hydrocarbon nặng, quá trình này sẽ chuyển hóa các hydrocacbon nặng thành các hydrocacbon có nhiệt độ sôi thấp hơn, có giá trị cao hơn

2.1.2.2 Phân xưởng Reforming xúc tác (CCR)

Phân xưởng CCR có nhiệm vụ chuyển hóa các cấu tử xăng nặng có số nguyên tử Cacbon từ C6 đến C10 mà chủ yếu là từ C7 đến C9 thành các hydrocacbon

thơm tương ứng dưới tác dụng xúc tác, điều kiện công nghệ và sản xuất lượng lớn

H2

2.1.2.3 Phân xưởng Isome hóa (ISOM)

Nhằm sản xuất xăng có chỉ số octane cao nhưng với nguyên liệu là phân đoạn xăng nhẹ và quá trình chuyển hóa là biến đổi cấu tử parafine (C5, C6) thành iso-parafine có chỉ số octane cao

2.1.2.4 Phân xưởng Alkyl hóa (ALK)

Đây cũng là một phân xưởng quan trọng trong nhà máy lọc dầu nhằm mục đích cải thiện chất lượng của xăng

2.1.2.5 Phân xưởng khử lưu huỳnh (HDS)

Phân xưởng HDS xử lý các phân đoạn trung bình như Kero, gasoil, LCO nhằm loại bỏ chủ yếu hàm lượng lưu huỳnh để thỏa mãn tiêu chí kỹ thuật môi trường của các nguồn phối liệu

2.1.2.6 Phân xưởng Merox

Phân xưởng Merox được thiết kế nhằm để chuyển hóa thành phần lưu huỳnh mecarptan thành disulfua

2.1.2.7 Phân xưởng thu hồi lưu huỳnh (SRU)

Mục đích thiết kế thu hồi lưu huỳnh từ các khí chua

2.2 Các phân xưởng trong nhà máy

2.2.1 Xưởng chưng cất dầu thô CDU [2]

2.2.1.1 Giới thiệu xưởng

Xưởng chưng cất dầu thô (CDU) có vai trò phân tách các sản phẩm dầu thô

để sản xuất nguyên liệu trực tiếp phối trộn cho các sản phẩm khác và cũng là nguồn nguyên liệu cho các xưởng xử lý tiếp theo

Phân xưởng đòi hỏi sự vận hành đồng thời của Phân xưởng thu hồi LPG để ổn định naphta, tùy thuộc vào nguyên liệu và thiết bị phụ trợ sẵn có

k

Hình 2.1: Sơ đồ phân xưởng CDU

Nguyên liệu dầu thô được gia nhiệt sơ bộ bằng nhiệt từ dòng sản phẩm và dòng hồi lưu trước khi đưa đến lò nung Sự phân tách chủ yếu được thực hiện trong bình preflash / cột phân tách dầu thô chính và cột chưng cất các dòng trích ngang Sản phẩm đỉnh là Naphta tiếp tục được ổn định trong cột ổn định naphta của Phân xưởng thu hồi LPG Sau đó được làm lạnh và đem đi phối trộn, lưu trữ trung gian hoặc chế biến cho phù hợp.[2]

2.2.1.2 Sản phẩm xưởng CDU

Phân xưởng CDU được thiết kế phù hợp với mục tiêu tối đa hóa sản phẩm chưng cất, giảm thiểu lượng dư sau chưng cất Sản phẩm của phân xưởng CDU bao gồm những dòng sau:

• Sản phẩm khí được đưa đến Phân xưởng thu hồi LPG

• Toàn bộ dòng naphta không ổn định được đưa đến Phân xưởng thu hồi LPG

để tiếp tục xử lý

• Dòng kerosene được đưa đến Phân xưởng xử lý lưu huỳnh trong phân đoạn kerosene (KHDS) hoặc đến bể chứa dầu thải trong trường hợp KHDS

ngừng hoạt động

• Dòng gas oil được đưa đến Phân xưởng xử lý lưu huỳnh trong phân đoạn gas oil (GOHDS) hoặc đưa đến bể chứa trung gian GOHDS

• Dòng cặn chưng cất nóng được đưa đến Phân xưởng xử ly lưu huỳnh trong cặn để chế biến sâu hoặc đến bể chứa trung gian

2.2.1.3 Nguyên liệu của xưởng CDU

Nguyên liệu là 100% dầu thô nhập khẩu từ Kuwait [2]

2.2.1.4 Các trường hợp thiết

kế ♦♦♦ Trường hợp cơ sở

CDU được thiết kế dựa trên các điểm cắt TPB và thông số kĩ thuật của sản phẩm.Khí thừa được quy định ở mức 5% và đảm bảo chỉ thực hiện dựa trên trường hợp này

♦♦♦ Trường hợp minimum kerosene

CDU có thể tăng lượng sản phẩm naphta chưa ổn định trong trường hợp giá kerosene giảm để tối đa hóa lợi nhuận

♦♦♦ Trường hợp hồi lưu lạnh

CDU có thể linh động trng vận hành để hoạt động với tỉ số hồi lưu lạnh là 5 wt% (naphta lạnh/ bơm hồi lưu) Thiết bị này bao gồm dòng naphta chưa ổn định từ cột nhận ở phía trên chuyển vào lại bơm hồi lưu.CDU sẽ hoạt động ở trường hợp này trong quá trình khởi động, làm sạch và vận hành

2.2.I.6 Yêu cầu thiết kế

♦♦♦ Overflash

CDU được thiết kế để tối đa là 5% Overflash Overflash là tỷ lệ chất lỏng thoát ra khỏi đĩa trên vùng cháy so với lượng dầu thô ban đầu ở 150C

♦♦♦ Stripping

Sản phẩm trích ngang từ các phân đoạn chính được chưng cất sâu để cải thiện

sự phân tách các phân đoạn

♦♦♦ Tích hợp nhiệt

Trao đổi nhiệt giữa dòng nóng và dòng lạnh càng giảm thiểu càng tốt Dầu thô trước khi đưa vào chưng cất được gia nhiệt bằng các dòng sản phẩm để đảm bảo thu hồi nhiệt tối đa

Số lượng bơm hồi lưu và công suất bơm được chọn để tối đa hóa nhiệt thu hồi

♦♦♦ Khử muối

Hai giai đoạn khử muối được cung cấp để giảm nồng độ muối của dầu thô, và

do đó cặn được giảm đến mức tối thiểu phù hợp với sự vận hành của RHDS.Nước được tái chế trong hệ thống khử muối để giảm thiểu lượng nước yêu cầu Hệ thống khử muối được cung cấp tháp bay hơi để tách nước ra khỏi nước chua

♦♦♦ Hệ thống bơm hồi lưu

Thiết kế bao gồm một bơm hồi lưu có nhiệm vụ giảm tải công suất của các bình ngưng tụ Các bơm hồi lưu khác được cung cấp để tận dụng tối đa nhiệt thu hồi

từ các phân đoạn sản phẩm

♦♦♦ Thiết bị gia nhiệt

Sử dụng thiết bị gia nhiệt nằm ngang.Lượng nhiệt trung bình cho phép là 12000Btu/hr/ft2.Thiết bị được trang bị máy sấy sơ bộ để tối đa hóa hiệu quả gia nhiệt

♦♦♦ Mâm chưng cất

Tất cả các cột chưng cất trong CDU đều sử dụng loại mâm van

2.2.2 Xưởng xử lý lưu huỳnh trong phân đoạn Gasoil (GOHDS)[3]

2.2.2.1 Giới thiệu xưởng

Phân xưởng GOHDS có nhiệm vụ làm giảm nồng độ lưu huỳnh, nitơ và axit naphthenic từ Gasoil nhẹ và gasoil nặng thu được từ phân xưởng chưng cất dầu thô (CDU) và dầu nhẹ hồi lưu (LCO) từ phân xưởng RFCC

Gasoil sau khi được xử lí sẽ đáp ứng yêu cầu chất lượng để sản xuất nhiên liệu động cơ diesel với nồng độ lưu huỳnh thấp (50 ppmwt).[3]

Các đặc tính của nguyên liệu dựa trên nguyên liệu khô ở điều kiện tiêu chuẩn.Hàm lượng nước cho phép trong nguyên liệu ướt là 0.09% khối lượng

2.2.2.3 Sản phẩm xưởng GOHDS

Ngoài sản phẩm chính là diesel, phân xưởng GOHDS cũng cho ra một số sản phẩm phụ khác:

• Naphta chưa ổn định (wild naphta) sẽ được đưa đi bão hòa khí để ổn định

• Khí ngọt được đưa đến phân xưởng HCDS cho việc thu hồi H2 trong PSA

• Off gas được đi bão hòa khí

• Nước chua được đưa đến thiết bị khử chua trong nước

• Nước nhiễm dầu được đưa đi xử lý như nước thải

2.2.2.3 Các trường hợp kiểm tra

Trường hợp 1: Lương tối đa LCO tinh khiết (100%)

Trường hợp 2: Lượng tối đa LCO (tối thiểu 652.15 tấn/ngày) cùng với

8185.8 tấn/ngày gas oil từ chưng cất trực tiếp

2.2.2.3 Yêu cầu thiết kế

mà không cần tái sinh hoặc thay đổi chất xúc tác

❖ Hiệu suất quá trình và thiết bị gia nhiệt

Thiết bị gia nhiệt có công suất 30 MW trở lên cùng với không khí đã được gia nhiệt trước (APH) tạo điều kiện sử dụng nhiệt thải từ khói thải để đáp ứng mục tiêu 92% hiệu suất nhiệt Các lò gia nhiệt dưới 30 MW phải được tối đa hiệu suất - Khí thoát khỏi lò gia nhiệt thông qua ống khói sẽ trao đổi nhiệt với dòng đầu vào có nhiệt độ đầu vào tối thiểu là 550C.[3]

Thu hồi nhiệt thải bằng cách thêm các dòng gia nhiệt sơ bộ trong lò được xem xét để tối đa hóa hiệu suất thiết bị gia nhiệt

♦♦♦ Xúc tác

Xưởng GOHDS kết hợp sử dụng xúc tác amin để hấp thụ H2S từ off-gas chua

và tái chế khí.Dung môi amin là MDEA.Amin gầy sẽ được cung cấp từ thiết bị tái sinh amin

Thành phần amin:[3]

• Amin dung môi: dung dịch MDEA 40%

• Amin gầy: tối đa 0.015 mol acid/1mol MDEA

• Amin giàu: tối đa 0.4 mol H2S/1mol MDEA

Condensate của quá trình và nước chua đã qua xử lý sẽ được sử dụng làm nước rửa của xưởng GOHDS

2.2.3 Xưởng xử lý lưu huỳnh trong phân đoạn Kerosene (KHDS) [4]

2.2.3.1 Giới thiệu xưởng KHDS

Phân xưởng KHDS có vai trò làm giảm nồng độ lưu huỳnh và nito và loại bỏ hoàn toàn acid naphtenic trong phân đoạn kerosene được chưng cất trực tiếp từ phân xưởng CDU

Xưởng KHDS cần xử lý kerosene phải đáp ứng các yêu cầu về chất lượng để sản xuất Jet A1.Phân xưởng KHDS được thiết kế để chạy với 100% công suất với nguyên liệu kerosene từ CDU

Nguyên liệu kerosene được dự trữ tại thiết bị chứa trung gian đủ để phân xưởng KHDS tiếp tục sản xuất khi CDU ngừng hoạt động

Hình 2.3: Sơ đồ phân xưởng KHDS

2.2.3.2 Nguyên liệu xưởng KHDS

Nguyên liệu của xưởng là nguồn kerosene được lấy từ tháp chưng cất CDU

Trong đó,Hydro và nước rửa có tính chất tương tự xưởng GOHDS nhưng có một điểm khác so với xưởng GOHDS là hàm lượng nito trong hydro của xưởng KHDS là 50ppmwt (hàm lượng nito bằng 0.1 là thiết kế riêng cho phân xưởng GOHDS)

• Naphta không ổn định được đưa trở về CDU để ổn định

• Off-gas được đưa đến phân xưởng thu hồi LPG

• Nước chua sẽ được đưa đến thiết bị tách nước chua

2.2.3.4 Công suất vận hành của phân xưởng KHDS

Phân xưởng KHDS xử lý 2728.6 tấn/ngày kerosene cất trực tiếp khi xử lý lượng tối đa nguyên liệu kerosene (max kerosene) và 1862.3 tấn/ngày khi xử lý nguyên liệu kerosene thông thường (nomal kerosene).[4]

Phân xưởng KHDS có nhiệm vụ làm giảm hàm lượng lưu huỳnh trong sản phẩm ( xuống thấp hơn 50 ppmwt) và:

• Để phù hợp với đặc tính kĩ thuật của JetA1 khi hoạt động ở chế độ max

kerosene

• Hoặc phù hợp với đặc tính kĩ thuật của kersene khi hoạt động ở chế độ nomal kerosene

2.2.3.5 Trường hợp thiết kế

Có 2 trường hợp thiết kế phân xưởng KHDS:

• Trường hợp 1: chế độ kerosene với nguyên liệu kerosene thông thường

• Trường hợp 2: chế độ JetA1 với nguyên liệu kerosene tối đa

2.2.3.6 Yêu cầu thiết kế

❖ Phạm vi hoạt động

Phân xưởng KHDS có thể hoạt động tốt trong phạm vi 35-100% nguyên liệu trong trường hợp thiết kế 2, đảm bảo các đặc tính kĩ thuật của sản phẩm đều đạt yêu cầu

❖ Chu kì hoạt động

Cũng như phân xưởng GOHDS, phân xưởng KHDS được thiết kế để có chu kì hoạt động tối thiểu 4 năm Hệ thống chất xúc tác có thể hoạt động trong ít nhất 4 năm mà không cần tái sinh xúc tác hoặc thay chất xúc tác mới

❖ Hiệu suất quá trình và thiết bị gia nhiệt

Thiết bị gia nhiệt có công suất 30 MW trở lên cùng với không khí đã được gia nhiệt trước (APH) tạo điều kiện sử dụng nhiệt thải từ khói thải để đáp ứng mục tiêu 92% hiệu suất nhiệt Các lò gia nhiệt dưới 30 MW phải được tối đa hiệu suất - Khí thoát khỏi lò gia nhiệt thông qua ống khói sẽ trao đổi nhiệt với dòng đầu vào có nhiệt độ đầu vào tối thiểu là 550C.[4]

❖ Thiết bị & công trình phụ trợ

Nhà sản xuất quy định mức tiêu thụ và cơ sở vật chất cho việc lưu trữ, chuẩn

bị và bơm hóa chất (nếu có) cần thiết cho hoạt động bình thường của xưởng, hoặc cần thiết để tạo điều kiện cho xưởng khởi động, tắt máy và bảo trì

2.2.4 Phân xưởng thu hồi LPG (LPGRU)[5]

2.2.4.1 Giới thiệu xưởng LPGRU

♦♦♦ Nguyên liệu :

Nguyên liệu của phân xưởng thu hồi LPG (LPGRU) là phân đoạn nhẹ (phân đoạn naphta và các phân đoạn nhẹ hơn) từ xưởng chưng cất dầu thô (CDU) và các xưởng khác

♦♦♦ Nguyên tắc hoạt động:

Các dòng off-gas được thu lại, nén và kết hợp với các dòng naphta chưa ổn định hình thành 1 dòng mới Dòng này được làm lạnh trước khi được đưa đến bình phân tách nguyên liệu.Dòng khí tách ra từ bình phân tách được đưa đến đáy của thiết

bị hấp thụ amin để loại bỏ H2S trong off-gas bằng cách hấp thụ trong dòng MDEA tuần hoàn Off-gas sau khi được khử chua sẽ đi ra từ đỉnh thiết bị hấp thụ và kết hợp với off-gas ra từ đỉnh tháp khử etan và sau đó được chuyển đến hệ thống thu thập fuel gas

Dòng lỏng tách ra từ bình phân tách nguyên liệu được bơm lên tháp khử butan.Ở đây, naphta được ổn định bằng cách loại bỏ C4 và các thành phần nhẹ hơn.Naphta tù tháp khử butan được chuyển tới phân xưởng xử lý naphta bằng hydro (NHT) hoặc lưu trữ.Sản phẩm lỏng từ tháp khử butan là dòng LPG chưa ổn định và chưa làm ngọt (bao gồm etan và các cấu tử nhẹ hơn, H2S và RSH) Dòng LPG hỗn hợp này được đưa đến thiết bị hấp thụ amin LPG để khử H2S trong LPG và sau đó đưa đến xưởng bão hòa LPG (SGLM) để loại bỏ RSH sau khi đã rửa nước

Khí từ tháp tách Butan sẽ đưa đến:

- Thiết bị hấp thụ amin off-gas để loại bỏ H2S, sau đó đưa đến hệ thống thu hồi fuel-gas (vận hành không hồi lưu)

- Bình tách nguyên liệu, để kết hợp với dòng nguyên liệu (vận hành kết hợp hồi lưu)

Phân xưởng LPGRU không thể hoạt động độc lập, vì thiết bị ngưng tụ đỉnh tháp chưng cất dầu thô của xưởng CDU được sử dụng như thiết bị làm mát chống sự giãn nở quá mức của khí trong máy nén LP Ngoài ra, bất kì nguyên liệu nào bị ngưng tụ từ hai bình tách của xưởng LPGRU đều được đưa trở vể đỉnh tháp chưng cất CDU Hơn nữa, hai thiết bị hấp thụ amin cần kết hợp với hoạt động của thiết bị tái sinh amin (ARU) vì thiết bị hấp thụ tiếp nhận amin từ ARU

Vận hành không hồi lưu sản xuất nhiều off-gas hơn và ít LPG hơn so với vận hành có hồi lưu

LPG ngọt và chưa ổn định từ thiết bị xử lý LPG kết hợp với LPG chưa ổn định

từ CCR PSA Dòng LPG kết hợp sau đó được đưa trở lại tháp khử Etan của LPGRU

để ổn định và dòng off-gas lấy từ đỉnh tháp sẽ được đưa đến hệ thống thu hồi fuel gas, không có sản phẩm lỏng trong tháp tách etan Dòng LPG ổn định ra từ đáy tháp tách etan được đưa đến tháp tách propan để tách riêng C3 và C4.Sau đó được làm lạnh trước khi đưa đi lưu trữ sau

Fuel gas

A NHT-OG

Hình 2.4: Sơ đồ phân xưởng LPGRU

2.2.4.2 Sản phẩm của phân xưởng

LPGRU Phân xưởng LPGRU được thiết

• Dòng nước chua sẽ được đưa đến thiết bị tách nước chua

• Amin giàu khí sẽ được đưa đến thí bị tái sinh amin

♦♦♦ Thiết bị hấp thụ Amin

Khí Off-gas từ bình tách nguyên liệu và LPG hỗn hợp từ tháp tách etan sẽ được xử lý ở một trong hai thiết bị hấp thụ amin để loại bỏ H2S.Dòng amin giàu khí,

có chứa H2S sẽ được quay trở lại thiết bị tái sinh amin

Amin gầy từ thiết bị tái sinh amin sẽ được chuyển đến thiết bị hấp thụ sau khi

đã được làm mát Bơm tăng áp được sử dụng để đưa amin gày đến thiết bị hấp thụ

♦♦♦ Máy nén off - gas

- Máy nén áp suất rất thấp: là loại máy nén piston nhỏ, áp suất nén 10kPa

- Máy nén áp suất thấp: là loại máy nén ly tâm lớn-tuabin điều khiển 2 giai đoạn, thu thập khí từ các phân xưởng CDU, GOHDS, KHSD, HCDS và PSA, áp suất nén 20kPa

- Máy nén áp suất cao: là loại máy nén ly tâm-motor điều khiển 1 giai đoạn, thu thập khí từ các phân xưởng NHT, RHDS và InAlk, áp suất nén 300kPa 2.2.5 Phân xưởng Ankyl hóa (InAlk) [6]

2.2.5.1 Giới thiệu phân xưởng

Phân xưởng Alkyl hóa có nhiệm vụ tối đa sản xuất xăng paraffin có chỉ số octan cao, áp suất hơi thấp, có chất lượng tương tự như alkylat thông thường, sử dụng xúc tác rắn để isobutene phản ứng với olefin nhẹ từ dòng C4s của phân xưởng RFCC

Mục đích của phân xưởng InAlk là:

- Sản xuất xăng pha trộn alkylat

- Thu hồi butan để phối trộn LPG

Phân xưởng InAlk có thể hoạt động với 100% công suất tùy thuộc vào lượng nguyên liệu sẵn có, hydro và các thiết bị phụ trợ

Hình 2.5: Sơ đồ phân xưởng InAlk

2.2.5.2 Yêu cầu thiết

kế ♦♦♦ Phạm vi hoạt động

Phân xưởng InAlk được thiết kế để hoạt động tốt trong tất cả các chế độ vận hành Ở mức tối thiểu là 40% cho đến 100% lượng nguyên liệu trong khi vẫn đảm bảo đáp ứng các thông số kĩ thuật của sản phẩm

♦♦♦ Chu kì hoạt động