ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 ĐỀ TÀI: MÔ PHỎNG CÔNG NGHỆ CỦA NHÀ MÁY CHẾ BIẾN KHÍ DINH CỐ HOẠT ĐỘNG Ở CHẾ ĐỘ MGPP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG KHOA HÓA NGÀNH KỸ THUẬT DẦU KHÍ  ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ ĐỀ TÀI: MÔ PHỎNG CÔNG NGHỆ CỦA NHÀ MÁY CHẾ BIẾN KHÍ DINH CỐ HOẠT ĐỘNG Ở CHẾ ĐỘ MGPP SVTH: MAI THANH PHƯƠNG - 107140207 NGUYỄN THỊ MINH HUỆ - 107150218 LỚP: 15H5 GVHD: PGS.TS TRƯƠNG HỮU TRÌ Năm học: 2018-2019 Đồ án công nghệ GVHD: PGS.TS Trương Hữu Trì TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Khoa Hóa Bộ mơn Kỹ thuật Dầu Khí ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ II Nhóm sinh viên thực hiện: Mai Thanh Phương – Nguyễn Thị Minh Huệ Lớp: 15H5 I Đề tài Mô công nghệ nhà máy chế biến khí Dinh Cố hoạt động chế độ MGPP II Số liệu ban đầu - Nguồn nguyên liệu: Khí từ mỏ Bạch Hổ Rạng Đơng - Năng suất phân xưởng số liệu vận hành: tham khảo sô liệu thực tế - Các tiêu chất lượng, hiệu suất thu sản phẩm: tham khảo số liệu thực tế III Yêu cầu nội dung đồ án - Tổng quan phân xưởng nhà máy chế biến khí Dinh Cố cụm cơng nghệ kèm -Khai thác số liệu để thiết lập sơ đồ công nghệ phân xưởng phân chia cụm công nghệ phân xưởng - Thiết lập cân vật chất sơ đồ công nghệ phân xưởng chưng cất dầu thơ nhà máy chế biến khí Dinh Cố - Giới thiệu sơ phần mềm Hysys - Ứng dụng Hysys để mô công nghệ phân xưởng - Kết luận IV Thời gian tiến hành Ngày giao đồ án: 16/02/2019 Ngày hoàn thành nộp: 11/05/2019 Thông qua môn Ngày … tháng … năm 2019 TỔ TRƯỞNG BỘ MÔN Giáo viên hướng dẫn TS Đặng Kim Hoàng SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ PGS.Ts Trương Hữu Trì Trang Đồ án cơng nghệ GVHD: PGS.TS Trương Hữu Trì LỜI NĨI ĐẦU Đối với sinh viên chuyên ngành Kỹ Thuật Dầu Khí, việc nắm vững kiến thức cơng nghệ thực cần thiết Việc lĩnh hội kiến thức giúp cho kỹ sư tương lai khơng thiết kế, vận hành tốt q trình sản xuất chế biến, mà biết cách tối ưu hóa q trình Vì vậy, với yêu cầu trên, đồ án công nghệ thực mang đến cho tất sinh viên hội để vận dụng kiến thức học vào thực tiễn sản xuất, chế biến Sinh viên cần phải nắm vững tổng quát kiến thức trình truyền nhiệt, chuyển khối, chuyển hóa hóa học thiết bị hoạt động lĩnh vực dầu khí Bên cạnh cơng nghệ Lọc dầu, q trình chế biến khí lĩnh vực quan trọng mang đến lượng cho phát triển đất nước, tiết kiệm lượng giảm ô nhiễm môi trường Nhà máy chế biến khí Dinh Cố đời với mục đích thực tiễn Trong đồ án này, nhóm mô chế độ hoạt động MGPP, chế độ hoạt động nhà máy Nội dung đồ án bao gồm phần sau:  Tổng quan nhà máy chế biến khí Dinh Cố  Tổng quan phần mềm Hysys  Khai thác số liệu từ sơ đồ công nghệ, xây dựng sơ đồ mô nhà máy  Mơ phỏng, trích xuất liệu, phân tích thảo luận kết Rất mong nhận góp ý, chia sẻ q thầy cơ, anh chị bạn bè! SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ Trang Đồ án công nghệ GVHD: PGS.TS Trương Hữu Trì MỤC LỤC Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN KHÍ DINH CỐ 1.1 Tổng quan nhà máy chế biến khí Dinh Cố 1.1.1 Sơ lược nhà máy 1.1.2 Mục đích xây dựng nhà máy 1.1.3 Cơ cấu tổ chức nhà máy 1.1.4 Giới thiệu sơ lược chế độ vận hành nhà máy 1.2 Các thiết bị nhà máy 1.2.1 Slug Catcher (SC-01/02) 1.2.2 Bình tách ba pha (V-03) 1.2.3 Bình tách V-101 11 1.2.4 Hệ thống máy nén khí đầu vào K-101A/B/C/D 12 1.2.5 Thiết bị tách nước sơ (V-08) 13 1.2.6 Thiết bị khử Hydrat hấp phụ (V-06A/B) 14 1.2.7 Thiết bị trao đổi nhiệt (E-14) 18 1.2.8 Thiết bị Turbo-Expander (CC-01) 18 1.2.9 Tháp tách tinh (C-05) 19 1.2.10.Tháp Deethanizer (C-01) 20 1.2.11.Tháp ổn định Stabilizer (C-02) 21 1.2.12.Thiết bị trao đổi nhiệt (E-04) 22 1.2.13.Thiết bị đun sôi lại kiểu Kettle 22 1.3 Nguyên liệu, chế độ hoạt động sản phẩm nhà máy 23 1.3.1 Nguyên liệu vào nhà máy 23 1.3.2 Mô tả chế độ hoạt động nhà máy 23 1.3.3 Các sản phẩm nhà máy 30 1.3.4 Các tiêu chuẩn kỹ thuật sản phẩm 31 Chương 2: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM HYSYS 34 2.1 Giới thiệu sơ lược Hysys 34 2.1.1 Các ứng dụng Hysys 34 2.1.2 Những ưu điểm phần mềm Hysys 35 2.2 Thao tác mô Hysys 36 Chương 3: 39 SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ Trang Đồ án công nghệ GVHD: PGS.TS Trương Hữu Trì MƠ PHỎNG TĨNH NHÀ MÁY CHẾ BIẾN KHÍ DINH CỐ Ở CHẾ ĐỘ MGPP BẰNG HYSYS 39 3.1 Nhập thông số ban đầu 39 3.2 Thiết lập sơ đồ dòng thiết bị 41 3.2.1 Slug Catcher 41 3.2.2 Thiết bị chia dòng TEE-01 42 3.2.3 Valve PV-106 42 3.2.4 Máy nén K-101A/B/C/D 42 3.2.5 Thiết bị làm mát khơng khí E-1015 42 3.2.6 Thiết bị tách V-08 43 3.2.7 Thiết bị tách pha V-03 43 3.2.8 Cụm thiết bị hấp phụ-giải hấp V-06A/B 44 3.2.9 Thiết bị trao đổi nhiệt E14 45 3.2.10.Turbo-Expander 46 3.2.11.Van FV-1001 46 3.2.12.Tháp Rectifier C-05 47 3.2.13.Thiết bị trộn MIX-100 50 3.2.14.Thiết bị trao đổi nhiệt E-04 51 3.2.15.Các van giảm áp nguyên liệu trước vào tháp C-01 53 3.2.16.Tháp Deethanizer C-01 53 3.2.17.Hệ thống nén cấp làm mát dòng Top C-01 55 3.2.18.Tháp C-02 56 3.3 So sánh kết với số liệu thực tế 61 KẾT LUẬN 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ Trang Đồ án công nghệ Chương 1: 1.1 GVHD: PGS.TS Trương Hữu Trì GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN KHÍ DINH CỐ Tổng quan nhà máy chế biến khí Dinh Cố 1.1.1 Sơ lược nhà máy Hình 1.1: Nhà máy chế biến khí Dinh Cố Nhà máy chế biến khí Dinh Cố khởi cơng xây dựng ngày 4/10/1997, nhà máy khí hóa lỏng Việt Nam Nhà thầu tổ hợp Samsung Enginerring Company LTĐ (Hàn Quốc), công ty NKK (Nhật Bản) Tổng số vốn đầu tư 79 triệu USD, 100% vốn đầu tư Tổng Công Ty Dầu Khí Việt Nam, nhà máy xây dựng xã An Ngãi, huyện Long Điền, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu với diện tích 89600 m2 (dài 320m, rộng 280m), cách Long Hải km phía Bắc, cách điểm tiếp bờ đường ống dẫn khí từ Bạch Hổ khoảng 10 km Khí đồng hành thu gom từ mỏ Bạch Hổ mỏ Rạng Đông mỏ khí khác, dẫn vào bờ theo đường ống 16" xử lý nhà máy xử lý khí Dinh Cố nhằm thu hồi khí khơ, LPG sản phẩm nặng Phần khí khơ làm nhiên liệu cho nhà máy điện Bà Rịa, nhà máy điện đạm Phú Mỹ Nhà máy chuyển từ chế độ GPP sang MGPP để tăng suất nhà máy từ 4,8 đến 5,7 triệu m3/ngày Các thiết bị thiết kế vận hành liên tục 24h ngày (hoạt động 350 ngày/năm), sản phẩm hóa lỏng sau khỏi nhà máy dẫn theo đường ống 6" đến kho cảng Thị Vải Sự ưu tiên hàng đầu nhà máy trì dòng khí khơ cung cấp cho nhà máy điện, việc thu hồi sản phẩm lỏng từ khí ưu tiên SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ Trang Đồ án công nghệ GVHD: PGS.TS Trương Hữu Trì - Ưu tiên việc cung cấp khí khô cho nhà máy điện: Trong trường hợp nhu cầu khí nhà máy điện cao việc thu hồi thành phần lỏng giảm tối thiểu nhằm bù đắp cho thành phần khí - Ưu tiên cho sản xuất sản phẩm lỏng: Trong trường hợp nhu cầu khí nhà máy điện thấp việc thu hồi thành phần lỏng ưu tiên Thực tế trình vận hành nhà máy, nhà máy tìm cách thu hồi sản phẩm lỏng nhiều tốt sản phẩm lỏng có giá trị cao so với khí 1.1.2 Mục đích xây dựng nhà máy Trong năm đầu khai thác dầu , khí đồng hành đốt bỏ, điều không làm lãng phí lượng lớn nguồn tài nguyên thiên nhiên đất nước mà gây nhiễm mơi trường Bên cạnh với phát triển hàng loạt mỏ khí thiên nhiên thềm lục địa phía Nam, thơi thúc phải tìm giải pháp thích hợp cho việc khai thác, sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên quý giá Tháng 5/1995 hệ thống thu gom khí đồng hành mỏ Bạch Hổ hoàn thành, điều đánh dấu bước phát triển quan trọng cho ngành chế biến khí Việt Nam Chỉ tính riêng việc đưa khí vào sử dụng cho nhà máy điện Bà Rịa với công suất triệu m3khí/ngày tiết kiệm lượng tiền lớn cho đất nước, chưa kể đến lợi ích khác kèm theo ổn định sản xuất, giải vấn đề việc làm, tránh lãng phí giải vấn đề ô nhiễm môi trường, Tuy nhiên sử dụng khí làm nhiên liệu cho nhà máy điện ta lại phải nhập LPG làm nhiên liệu Condensate để pha chế xăng, điều làm thất thu lượng ngoại tệ đáng kể đất nước Thêm vào để bước khép kín quy trình sản xuất từ việc khai thác, vận chuyển, xử lý, chế biến dầu khí, tận dụng triệt để nguồn lượng góp phần cơng nghiệp hố đại hố đất nước, vào tháng 10/1999 PetroViệt Nam Gas vận hành nhà máy xử lý khí với suất năm khoảng 250 nghìn LPG 100 nghìn Condensate Nhà máy xử lý khí Dinh Cố đời với mục đích sau: - Xử lý, chế biến khí đồng hành thu gom q trình khai thác dầu mỏ Bạch Hổ mỏ khác ngồi khơi Việt Nam - Cung cấp khí thương phẩm làm nhiên liệu cho nhà máy điện Bà Rịa, nhà máy điện đạm Phú Mỹ làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp khác SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ Trang Đồ án cơng nghệ - GVHD: PGS.TS Trương Hữu Trì Thu hồi sản phẩm lỏng có giá trị kinh tế cao so với khí đồng hành ban đầu như: LPG, Condensate - Khi đáp ứng nhu cầu nước, sản phẩm LPG Condensate xuất mang lại cho đất nước nguồn ngoại tệ đáng kể 1.1.3 Cơ cấu tổ chức nhà máy Hình 1.2: Cơ cấu tổ chức nhà máy 1.1.4 Giới thiệu sơ lược chế độ vận hành nhà máy Nhà máy thiết kế với công suất đầu vào 4,8 triệu m3 khí/ngày có giai đoạn vận hành theo chế độ tương ứng nhằm đáp ứng tiến độ cung cấp sản phẩm:  Giai đoạn AMF (Absolute Minimum Facility): Cụm thiết bị tối thiểu tuyệt đối, chế độ phương thức làm lạnh EJ (thiết bị hòa dòng) q trình làm lạnh khơng sâu (200C theo thiết kế), sản phẩm thu condensate khí khơ khơng tách LPG Khí thương phẩm với lưu lượng 3,8 triệu m3 khí/ngày cung cấp cho nhà SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ Trang Đồ án công nghệ GVHD: PGS.TS Trương Hữu Trì máy điện thu hồi condensate với sản lượng 342 tấn/ngày, bắt đầu đưa vào hoạt động từ tháng 10/1998  Giai đoạn MF (Minimum Facility): Cụm thiết bị tối thiểu để thu ba sản phẩm khí khơ, LPG condensate Trong chế độ phương thức làm lạnh thiết bị trao đổi nhiệt nên nhiệt độ xuống thấp so với chế độ AMF, ngưng tụ C3, C4 khí nên sản phẩm cho ta thêm bupro Sản lượng condensate 380 tấn/ngày bupro 630 tấn/ngày 3,5 triệu m3 khí khơ/ngày, bắt đầu hoạt động vào tháng 12/1998  Giai đoạn GPP (Gas Procesing Plant): Sản xuất Condensate ổn định, khí khơ, hỗn hợp Butane Propane tách độc lập Giai đoạn cơng suất khí đầu vào 1,5 tỷ m3 khí/năm, thu hồi Propane: 575 tấn/ngày; Butane 417 tấn/ngày; Condensate: 402 tấn/ngày khí khơ: 3,34 triệu m3/ngày Giai đoạn sử dụng công nghệ Turbo – Expander với hiệu suất thu hồi sản phẩm lỏng cao  Hiện việc bổ sung nguồn nguyên liệu từ mỏ khí Rạng Đông dẫn đến áp suất đầu vào nhà máy giảm so với thiết kế GPP nhà máy sử sụng chế độ MGPP (Modified Gas Processing Plant) để đảm bảo áp suất đầu vào nhà máy 1.2 Các thiết bị nhà máy 1.2.1 Slug Catcher (SC-01/02) Hình 1.3: Thiết bị Slug Catcher Cấu tạo: Slug Catcher gồm hệ, hệ 12 ống có dung tích 1400m3, thuộc dạng ống, đường kính ống 42", nằm nghiêng góc từ 10 ÷ 150 dài 140m nhằm tăng khả tách lỏng q trình di chuyển hỗn hợp lỏng-khí Điều kiện vận hành: Áp suất : 75 bar SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ Trang Đồ án cơng nghệ GVHD: PGS.TS Trương Hữu Trì Nhiệt độ : 23 ÷ 280C Nguyên tắc hoạt động: Hỗn hợp khí Condensate từ ngồi khơi vào, đưa đến Slug Catcher (SC-01/02) để phân tách Condensate, Khí nước tự do, áp suất vận hành 75 bar nhiệt độ 250C Dòng khí vào đường ống luôn chuyển động va đập vào va đập vào thành ống, bên cạnh thay đổi đột ngột đường kính ống (từ 16" vào 42") nên làm giảm tốc độ dòng khí làm giảm động dòng khí, tác dụng lực trọng trường cấu tử nặng nhờ độ nghiêng ống chảy cổ góp ngưng tụ thành lỏng gồm Condensate nước tự Nước tự nặng Condensate nên tách riêng khỏi Condensate góp lại đầu góp nước, Condensate đưa qua bình tách V-03 Còn cấu tử nhẹ nằm phía tiếp tục tồn dạng khí góp lại đầu góp 30" sau phần lớn đưa tới hệ thống máy nén đầu vào K-101A/B/C/D phần nhỏ Bypass qua bình tách V-101 Hình 1.4: Sơ đồ PID cụm thiết bị Slug Catcher 1.2.2 Bình tách ba pha (V-03) Cấu tạo: Là bình tách ba pha, nằm ngang, có hệ thống gia nhiệt Điều kiện vận hành: Áp suất : 47 bar, Nhiệt độ : 160C Mục đích: tách Condensate, nước khí hydrocacbon SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ Trang Đồ án cơng nghệ GVHD: PGS.TS Trương Hữu Trì 3.2.15.Các van giảm áp nguyên liệu trước vào tháp C-01 Ở đây, ta sử dụng van để giảm áp cho dòng nguyên liệu đến áp suất phù hợp đĩa nạp liệu tháp C-01: - Van giảm áp dòng FromBotC-05 từ áp suất 37,5 bar xuống 27 bar, tương ứng với áp suất đỉnh tháp C-01 - Van giảm áp dòng FromV-03 từ áp suất 47 bar xuống 27,05 bar, tương ứng với áp suất đĩa thứ tháp C-01 - Van giảm áp dòng FromE-04 từ áp suất 46,5 bar xuống 27,48 bar, tương ứng với áp suất đĩa thứ 10 tháp C-01 3.2.16.Tháp Deethanizer C-01 a Tính số đĩa lí thuyết tháp Theo số liệu thực tế C-01: tháp C-01 có 32 đĩa, dòng đáy C-05 vào đỉnh tháp, dòng từ V-03 vào đĩa thứ 3, dòng từ E-04 vào đĩa 20 (so với 32 đĩa thực tế) Với hiệu suất sử dụng đĩa từ 0,2 đến 0,9 → số đĩa lí thuyết từ đến 28 đĩa Tính số đĩa lý thuyết theo phương pháp O’Connell tương tự phần tính tháp C-05 trình bày Ta mơ tháp C-01 với số đĩa lý thuyết 16 Trong đó, dòng Inlet Top C01 từ đáy tháp C-05 vào đỉnh tháp, dòng Vap V-03 To C-01 từ V-03 vào tháp đĩa số 2, dòng lỏng từ E-04 vào đĩa thứ 10 Mơ tháp hấp thụ có Reboiler, áp suất đỉnh tháp 27 bar, tổn thất áp suất qua đĩa 0,01 bar, tiêu chuẩn hàm lượng CH4+C2H6 sản phẩm đáy 0,1% mol SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ Trang 53 Đồ án công nghệ GVHD: PGS.TS Trương Hữu Trì Hình 3.18: Sơ đồ dòng tháp C-02 Kết tính tốn cho bảng sau: Bảng 3.4: Thơng số đĩa Đĩa thứ K-value C2 Viscosity (cP) 1,236 0,132 1,392 0,131 1,497 0,132 1,548 0,134 1,585 0,135 1,613 0,136 1,635 0,136 1,651 0,135 1,667 0,132 10 1,747 0,128 11 1,801 0,127 12 1,827 0,125 13 1,847 0,122 14 1,874 0,116 15 1,922 0,107 16 2,019 0,096 Reboiler 2,230 0,086 Hiệu suất đĩa trung bình η = 0,517 MW d15/4 (kg/dm3) A Hiệu suất 37,613 38,127 38,483 38,723 38,924 39,115 39,327 39,643 40,349 43,267 43,476 43,738 44,138 44,795 45,908 47,945 52,585 0,561 0,561 0,564 0,568 0,572 0,574 0,574 0,571 0,564 0,552 0,550 0,546 0,540 0,528 0,511 0,488 0,469 5,706 5,036 4,633 4,417 4,263 4,162 4,083 4,019 3,957 3,564 3,453 3,406 3,389 3,384 3,372 3,279 2,890 0,620 0,547 0,535 0,530 0,525 0,520 0,516 0,513 0,510 0,507 0,503 0,500 0,497 0,496 0,494 0,490 0,480 Số đĩa thực tế: Ntt = 16/0,517 ≈ 32 đĩa → phù hợp SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ Trang 54 Đồ án công nghệ GVHD: PGS.TS Trương Hữu Trì b Mơ tháp C-01 Các thông số mô tháp C-01: - Số đĩa lý thuyết: 16 đĩa - Nguyên liệu: dòng đáy C-05 vào đĩa 1, dòng Vap V-03 vào đĩa 2, dòng Inlet từ E-04 vào đĩa 10 - Áp suất đĩa 1: 27 bar - Tổn thất áp suất qua đĩa: 0,05 bar coi tổn thất áp suất qua Reboiler 0.2 bar, áp suất Reboiler: 28 bar - Nhiệt độ ước lượng đỉnh tháp 14oC, Reboiler 109oC - Tiêu chuẩn: sản phẩm lỏng đáy tháp có thành phần mol CH4+C2H6 = 0,2% Hình 3.19: Kết mơ C-01 3.2.17.Hệ thống nén cấp làm mát dòng Top C-01 Nhiệm vụ: tăng áp suất dòng đỉnh C-01 lên đến 109 bar cuối hệ thống nén làm mát dòng khí khỏi cấp nén, trước làm dòng hồi lưu cho bình tách V-08 Đặc điểm: nén cấp, áp suất tăng dần từ 26,7 bar lên đến 47 bar sau cấp nén 1, 75 bar sau cấp nén 109 bar sau cấp nén Để tránh tượng kéo theo lỏng tạo thành sau cấp nén, người ta đặt bình tách trung gian V-12, V-13, V-14 Sau nén, nhiệt độ dòng khí lên đến 71,5oC nên cần lắp đặt thiết bị làm mát khơng khí E-13 để hạ nhiệt độ dòng khí xuống 40oC SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ Trang 55 Đồ án công nghệ GVHD: PGS.TS Trương Hữu Trì Hình 3.20: Sơ đồ dòng thiết bị hệ thống nén ba cấp Sử dụng cơng cụ Recycle để mơ dòng Rec V-08’ dòng to V-08’’ (2) từ hệ thống nén Recycle tính lặp dòng có tính chất sai lệch mức cho phép Hình 3.21: Cơng cụ Recycle để mơ dòng Rec V-08’ dòng to V-08’’ 3.2.18.Tháp C-02 a Tính số đĩa lí thuyết tháp Theo số liệu thực tế C-02: tháp C-02 có 30 đĩa, dòng Bottom C-01 sau qua van PV-107 bính ổn định lỏng V-15 vào đĩa 10 (so với 30 đĩa thực tế) Với hiệu suất sử dụng đĩa từ 0,2 đến 0,9 → số đĩa lí thuyết từ đến 27 đĩa Tính số đĩa lý thuyết theo phương pháp O’Connell tương tự phần tính tháp C-05 trình bày SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ Trang 56 Đồ án công nghệ GVHD: PGS.TS Trương Hữu Trì Ta mơ tháp C-02 với số đĩa lý thuyết 21 Trong đó, dòng nguyên liệu Inlet C-02 từ đáy tháp C-01 vào đĩa thứ Mô tháp chưng cất có Condenser Reboiler, áp suất đỉnh tháp 10 bar, tổn thất áp suất qua đĩa 0,01 bar, tổn thất áp suất qua Condenser Reboiler 0,5 bar; tiêu chuẩn hàm lượng C4 (gồm iC4 nC4) sản phẩm đáy 2% mol, hàm lượng C5 (gồm iC5 nC5) LPG 2% mol Với cấu từ khóa nhẹ n-C4, cấu tử khóa nặng iC5, Flowsheet Column C02, vào tab Performance/Composition/View Table ta xem thành phần pha lỏng, thành phần pha cấu tử khóa đĩa Để có độ nhớt động lực nguyên liệu pha lỏng, ta sử dụng bình tách để phân tách nguyên liệu thành pha, sau vào Property phần lỏng trích để lấy giá trị độ nhớt động lực dòng nguyên liệu Giá trị độ nhớt động lực là: 0,1350 cP Sau đó, tính tốn theo cơng thức: Với tháp chưng cất: A  KCV  KCL Trong đó: KCV, KCL số cân pha cấu tử khóa nhẹ cấu tử khóa nặng đĩa, µ độ nhớt động lực nguyên liệu (cP) Kết tính tốn thể bảng sau: SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ Trang 57 Đồ án cơng nghệ GVHD: PGS.TS Trương Hữu Trì Bảng 3.5: Thông số đĩa Độ nhớt nguyên Cấu tử khóa nhẹ Cấu tử khóa nặng (n-Butane) (i-Pentane) Đĩa liệu (cP) A Vap Liq KCV Vap Liq KCL Hiệu suất 0,135 Condenser 0,135 0,1937 0,3505 0,5526 0,0123 0,0463 0,2662 0,2802 0,135 0,2318 0,3732 0,6210 0,0206 0,0675 0,3048 0,2750 0,682 0,135 0,2364 0,3663 0,6454 0,0254 0,0798 0,3186 0,2734 0,685 0,135 0,2341 0,3550 0,6593 0,0281 0,0861 0,3265 0,2726 0,69 0,135 0,2308 0,3437 0,6715 0,0293 0,0878 0,3333 0,2719 0,69 0,135 0,2273 0,3303 0,6881 0,0292 0,0854 0,3426 0,2712 0,69 0,135 0,2227 0,3086 0,7218 0,0278 0,0772 0,3609 0,2700 0,695 0,135 0,3781 0,4122 0,9172 0,0410 0,0854 0,4797 0,2581 0,7 0,135 0,5026 0,4814 1,0440 0,0527 0,0941 0,5601 0,2516 0,7 0,135 10 0,5847 0,5206 1,1232 0,0643 0,1051 0,6114 0,2480 0,7 0,135 11 0,6310 0,5354 1,1785 0,0781 0,1205 0,6477 0,2457 0,705 0,135 12 0,6486 0,5284 1,2275 0,0970 0,1427 0,6798 0,2438 0,71 0,135 13 0,6403 0,4996 1,2817 0,1241 0,1734 0,7155 0,2418 0,71 0,135 14 0,6057 0,4493 1,3480 0,1614 0,2125 0,7596 0,2396 0,71 0,135 15 0,5450 0,3815 1,4286 0,2092 0,2570 0,8138 0,2370 0,71 0,135 16 0,4624 0,3043 1,5195 0,2636 0,3009 0,8761 0,2341 0,72 0,135 17 0,3680 0,2281 1,6134 0,3172 0,3369 0,9416 0,2313 0,72 0,135 18 0,2747 0,1612 1,7037 0,3613 0,3592 1,0057 0,2287 0,73 0,135 19 0,1927 0,1076 1,7912 0,3885 0,3637 1,0683 0,2263 0,73 0,135 20 0,1273 0,0674 1,8886 0,3940 0,3462 1,1382 0,2240 0,74 0,135 21 0,0783 0,0386 2,0286 0,3731 0,3013 1,2383 0,2212 0,745 0,135 Reboiler 0,0596 0,1937 0,3079 0,0016 0,0123 0,1336 0,3111 0,665 0,0432 0,0194 2,2310 0,3190 0,2277 1,4012 0,2149 SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ Trang 58 0,68 0,75 Đồ án công nghệ GVHD: PGS.TS Trương Hữu Trì Hình 3.22 : Sơ đồ dòng tháp C-02 Hiệu suất sử dụng đĩa trung bình η = 0,774 Số đĩa thực tế tháp C-02: Ntt = 21/0,774 ≈ 30 đĩa → phù hợp b Mô tháp C-02 Distillation Column Các thông số mô tháp C-02: - Số đĩa lí thuyết 21 đĩa  Dòng nguyên liệu vào đĩa (thực tế đĩa 10/30 đĩa)  Áp suất Condenser 9,5 bar  Tổn thất áp suất qua Condenser Reboiler 0,5 bar, qua đĩa 0,02 bar Suy áp suất Reboiler 10,9 bar - Nhiệt độ dự kiến đỉnh tháp 240C đáy tháp 1460C - Dòng sản phẩm đỉnh ngưng tụ hồn tồn Nhưng thiết bị có độ tự (Degrees of Freedom) DOF = hay ta cần phải thiết lập thêm ràng buộc tháp hoạt động Hai ràng buộc tháp C-02:  Sản phẩm LPG khỏi tháp có thành phần mol C5+ = 1%  Sản phẩm lỏng Condensate khỏi đáy tháp có thành phần mol C4- = 1% SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ Trang 59 Đồ án công nghệ GVHD: PGS.TS Trương Hữu Trì Hình 3.23: Ràng buộc tháp C-02 Hình 3.24: Kết mơ tháp C-02 Thiết bị trao đổi nhiệt E-04: Dòng lỏng từ đáy tháp C-02 dòng nóng HotFromC-02 dùng để gia nhiệt cho dòng lỏng lạnh ToE-04 SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ Trang 60 Đồ án công nghệ GVHD: PGS.TS Trương Hữu Trì Hình 3.24: Kết mô thiết bị trao đổi nhiệt E-04 3.3 So sánh kết với số liệu thực tế Sau mơ xong mơ hình Study nhà máy chế biến khí Dinh Cố chế độ hoạt động MGPP, ta rút giá trị nhiệt độ, áp suất dòng sản phẩm, chế độ hoạt động thiết bị Từ so sánh với số liệu thực tế để nhận xét tính xác q trình mơ - Tính hiệu suất thu hồi cấu tử dòng sản phẩm: Hình 3.25: Đặc điểm dòng Sale Gas (C1,C2): SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ Trang 61 Đồ án cơng nghệ GVHD: PGS.TS Trương Hữu Trì Theo đó, tính lưu lượng CH4, C2H6 dòng Sale Gas: 6763,57 + 1104,52 = 7868,09 (kmol/hr); Lưu lượng CH4, C2H6 nguyên liệu: 6759,68 + 1111,11 = 7870,79 (kmol/hr) Hiệu suất thu hồi CH4 Sale Gas: H1 =7868,09/7870,79 = 99.97% Hình 3.26: Đặc điểm dòng LPG Theo đó, tính lưu lượng C3, C4 dòng LPG: 488,67 + 124,73 + 183,11 = 796,51 (kmol/hr) Lưu lượng C3, C4 nguyên liệu: 648,06 + 143,01 + 207,02 = 998,09 (kmol/hr) Hiệu suất thu hồi C3 C4 Sale Gas: H2 = 796,51 /998,09 = 79,80% - Kiểm tra vài tính chất sản phẩm với tiêu chuẩn Sử dụng công cụ Balance để tính RVP dòng LPG sản phẩm Hình 3.27: Cơng cụ Balance SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ Trang 62 Đồ án công nghệ GVHD: PGS.TS Trương Hữu Trì Hình 3.28: Thơng số hai dòng BUPRO BUPROSP Ta thấy RVP dòng LPG sản phẩm 8,095 bar, nằm tiêu chuẩn Tương tự, ta tính Dew Point dòng Sale Gas -12,92oC sử dụng công cụ Balance SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ Trang 63 Đồ án công nghệ GVHD: PGS.TS Trương Hữu Trì Hình 3.29: Thơng số điều chỉnh công cụ Balance Bảng 3.6: Kết so sánh Nhiệt độ đỉnh Nhiệt độ đáy Áp suất đỉnh C-01 C-02 C-05 Thực tế, 0C 14 37 -42 Mô phỏng, oC 12,69 45,81 -35,02 Sai số, % 9,36 23,81 16,62 Thực tế, 0C 105 145 -10,6 Mô phỏng, oC 87,38 146,02 -10,63 Sai số, % 16,78 0,70 0.002 Thực tế, bar 27 10 37 Mô phỏng, bar 27 10 37 Sai số,% 0 SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ Trang 64 Đồ án cơng nghệ GVHD: PGS.TS Trương Hữu Trì Hình 3.30: Sơ đồ công nghệ MGPP SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ Trang 65 Đồ án công nghệ GVHD: PGS.TS Trương Hữu Trì KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu, vận dụng kiến thức học vào thực đồ án này, bản, nhóm hồn thành nhiệm vụ “Mơ cơng nghệ nhà máy chế biến khí Dinh Cố hoạt động chế độ MGPP phần mềm Hysys” mà đồ án đặt ra, đồng thời tích lũy cho thân nhiều kiến thức chuyên ngành kĩ năng, cụ thể:  Kiến thức:  Tổng quan nhà máy chế biến khí Dinh Cố phân xưởng chưng cất khí  Tìm hiểu phần mềm Hysys - ứng dụng để mơ nhà máy chế biến khí Dinh Cố chế độ MGPP  Nâng cao khả đọc hiểu, phân tích khai thác số liệu từ vẽ PFD nhà máy  Xây dựng sơ đồ mô từ sơ đồ công nghệ nhà máy  Khảo sát thay đổi số lượng tính chất sản phẩm với trường hợp thiết kế nhà máy, phân tích, thảo luận  Kĩ năng:  Tơn trọng thời gian làm việc nhóm, tuân thủ nguyên tắc chung hợp tác  Nâng cao kĩ tìm kiếm phân tích tổng hợp thông tin phù hợp với đề tài  Nâng cao kỹ thuyết trình  Nâng cao kĩ sử dụng tin học, đặc biệt thao tác với phần mềm HYSYS  Nâng cao kĩ giao tiếp, hợp tác trao đổi với giáo viên bạn bè Trong q trình thực đồ án này, nhóm nhận giúp đỡ tận tình PGS.TS Trương Hữu Trì thầy khoa bạn lớp Mặc dù cố gắng khơng thể tránh khỏi sai sót Vì vậy, nhóm mong nhận ý kiến đóng góp từ q thầy bạn bè để có nhiều kinh nghiệm kiến thức cho thân Sau cùng, nhóm xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô giáo môn Kỹ Thuật Dầu Khí, đặc biệt PGS.TS.Trương Hữu Trì tận tình giúp đỡ, hướng dẫn nhóm q trình thực đồ án SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ Trang 66 Đồ án công nghệ GVHD: PGS.TS Trương Hữu Trì TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] - Sổ tay vận hành, chương 4: vận hành điều kiện bình thường, Cơng ty chế biến khí Vũng Tàu [2] - Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa học, Tập [3] - Giáo trình Khống chế Điều khiển trình, PGS.TS Nguyễn Đình Lâm, Đại học Bách Khoa Đà Nẵng [4] - Giáo trình Cơng nghệ Chế biến khí, TS Lê Thị Như Ý, Đại học Bách Khoa Đà Nẵng [5] - https://vncongnghehoahoc.blogspot.com/2011/09/thuc-tap-tai-nha-may-dinhco.html?fbclid=IwAR1JXv5EqRWaKxFMEZiJzAiGirugn407LkwgFsaLt38ZKV RGdc7pTI84JlY SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ Trang 67 ... biến khí Dinh Cố đời với mục đích thực tiễn Trong đồ án này, nhóm mơ chế độ hoạt động MGPP, chế độ hoạt động nhà máy Nội dung đồ án bao gồm phần sau:  Tổng quan nhà máy chế biến khí Dinh Cố ... Trang Đồ án công nghệ Chương 1: 1.1 GVHD: PGS.TS Trương Hữu Trì GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN KHÍ DINH CỐ Tổng quan nhà máy chế biến khí Dinh Cố 1.1.1 Sơ lược nhà máy Hình 1.1: Nhà máy chế biến khí. .. Trang 22 Đồ án công nghệ GVHD: PGS.TS Trương Hữu Trì 1.3 Nguyên liệu, chế độ hoạt động sản phẩm nhà máy 1.3.1 Nguyên liệu vào nhà máy Hiện nguyên liệu mà nhà máy chế biến khí Dinh Cố sử dụng khí đồng