Tìm hiểu côngnghệ và mô phỏng phân xưởng xử lý nước chua của nhà máy Lọc hóa dầu DungQuất bằng phần mềm Hysys

Đồ án tốt nghiệp Huấn GVHD: ThS Đoàn Văn LỜI CẢM ƠN Bản đồ án thực trường Mỏ Địa Chất – Hà Nội Để hoàn thành đồ án Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: Thạc sỹ Đoàn Văn Huấn, người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, bảo suốt trình thực đồ án Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô môn Lọc – Hóa dầu, khoa Dầu Khí, trường Đại Học Mỏ - Địa Chất giảng dạy, truyền đạt bao tâm huyết, kiến thức suốt năm đại học vừa qua để em hồn thành đồ án cách tốt Sinh viên Nguyễn Hữu Thiên Đồ án tốt nghiệp Huấn GVHD: ThS Đoàn Văn Mục lục Đồ án tốt nghiệp Huấn GVHD: ThS Đoàn Văn DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG ĐỒ ÁN STT Số hình vẽ Tên hình vẽ Trang Hình 1.1 Sơ đồ vị trí nhà máy Lọc dầu Dung Quất Hình 1.2 Sơ đồ cơng nghệ NMLD Dung Quất Hình 2.1 Phân xưởng SWS 12 Hình 2.2 Sơ đồ công nghệ phân xưởng SWS 14 Hình 2.3 Thiết bị thu hồi hydrocacbon ván dầu 15 Hình 2.4 Hai tháp tách phân xưởng SWS 18 Hình 2.5 Cụm thiết bị chứa bơm hóa chất phân xưởng SWS 21 Hình 2.6 Sơ đồ chế độ vận hành tháp 25 Hình 2.7 Sơ đồ chế độ vận hành tháp 25 10 Hình 3.1 Khởi tạo mơ Hysys V7.2 31 11 Hình 3.2 Nhập cấu tử đầu vào Hysys V7.2 31 12 Hình 3.3 Chọn hệ nhiệt động cho mô 32 13 Hình 3.4 Mơi trường mơ Hysys V7.2 32 14 Hình 3.5 Sơ đồ khối phân xưởng SWS chế độ vận hành tháp 35 15 Hình 3.6 Sơ đồ mơ phân xưởng SWS chế độ vận hành tháp 36 16 Hình 3.7 Môi trường tháp T – 1802 39 17 Hình 3.8 Sự thay đổi nhiệt độ qua đĩa tháp T – 1802 40 18 Hình 3.9 Môi trường tháp T – 1801 41 19 Hình 3.10 Sự thay đổi nhiệt độ qua đĩa tháp T – 1801 42 20 Hình 3.11 Sơ đồ khối phân xưởng SWS chế độ vận hành tháp 43 21 Hình 3.12 Sơ đồ mơ phân xưởng SWS chế độ vận hành tháp 44 Đồ án tốt nghiệp Huấn GVHD: ThS Đồn Văn 22 Hình 3.13 Mơi trường tháp T – 1801-chế độ BH 47 23 Hình 3.14 Sự thay đổi nhiệt độ qua đĩa tháp T – 1801 – chế độ BH 58 24 Hình 3.15 Sơ đồ mô động phân xưởng SWS chế độ vận hành tháp 50 25 Hình 3.16 Sơ đồ mô động phân xưởng SWS chế độ vận hành tháp 59 26 Hình 4.1 Thời gian để phân xưởng ổn định chế độ vận hành tháp 64 27 Hình 4.2 – a Thời gian để phân xưởng trở vể trạng thái ổn định có cố 64 28 Hình 4.2 – b Thời gian để phân xưởng trở vể trạng thái ổn định có cố 65 29 Hình 4.3 Khởi động phân xưởng chế độ vận hành tháp 67 20 Hình 4.4 Phân xưởng trở lại trạng thái ổn định sau xảy cố 67 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TRONG ĐỒ ÁN STT Số hiệu bảng 1.1 Tên bảng Cơ cấu sản phẩm nhà máy Lọc dầu Dung Quất Trang Đồ án tốt nghiệp Huấn GVHD: ThS Đoàn Văn 1.2 Danh mục phân xưởng phụ trợ ngoại vi nhà máy Lọc dầu Dung Quất 11 2.1 Thành phần nguyên liệu phân xưởng SWS trường hợp chạy dầu Bạch Hổ 13 2.2 Thành phần nguyên liệu phân xưởng SWS trường hợp chạy dầu hỗn hợp 13 2.3 Tiêu chuẩn dòng nước sau xử lý 14 2.4 Cân vật chất phân xưởng SWS chế độ chạy dầu Bạch Hổ 20 2.5 Cân vật chất phân xưởng SWS chế độ chạy dầu hỗn hợp 20 2.6 Các điều kiện biên cho dòng nguyên liệu sản phẩm 21 2.7 Bảng mô tả hoạt động sử dụng hóa chất 22 10 2.8 Các dòng thải khí lỏng 23 11 3.1 Thành phần lưu lượng nguyên liệu vào phân xưởng SWS chế độ vận hành tháp 34 12 3.2 Thành phần lưu lượng nguyên liệu vào phân xưởng SWS chế độ vận hành tháp 35 13 3.3 Thông số kĩ thuật tháp T – 1802 54 14 3.4 Thông số kĩ thuật tháp T – 1801 56 15 4.1 Kết mơ dòng ngun liệu vào tháo T – 1802 60 16 4.2 Kết mơ dòng khí chua tới phân xưởng SRU 61 17 4.3 Kết mơ dòng nước từ đáy tháp T – 1802 61 18 4.4 Kết mơ dòng khí chua tới Incinerator 62 19 4.5 Kết mơ dòng nước chua xử lý 63 Đồ án tốt nghiệp Huấn GVHD: ThS Đoàn Văn khỏi tháp T – 1801 20 4.6 Dòng khí chua tới Incinerator 65 21 4.7 Dòng nước chua xử lý khỏi tháp T – 1801 66 22 4.8 Bảng so sánh kết mơ số dòng so với thiết kế chế độ vận hành tháp 68 23 4.9 Bảng so sánh kết mơ số dòng so với thiết kế chế độ vận hành tháp 69 Đồ án tốt nghiệp Huấn GVHD: ThS Đoàn Văn BẢNG CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG ĐỒ ÁN STT Từ viết tắt Tên đầy đủ SWS Sour Water Stripper NMLD Nhà máy lọc dầu SRU Sulphur Recovery Unit CDU Crude Oil Distillation Unit RFCC Residue Fluid Catalytic Cracking CCR Continous Catalytic Reforming LCO-HDT Light Cycle Oil Hydrotreating NHT Naphta Hydrotreater 10 BH Bạch Hổ 11 TNHH Trách Nhiệm Hữu Hạn 12 BSR Bình Sơn Refinery LỜI NĨI ĐẦU Tính cấp thiết đồ án Là quốc gia xuất dầu thô hàng năm Việt Nam phải nhập toàn sản phẩm xăng dầu Cụ thể năm 2005, Việt Nam phải nhập 12 triệu xăng dầu Theo Bộ Tài chính, riêng quý I/2005, Nhà nước phải bỏ 4.870 tỉ đồng để bù lỗ cho việc nhập xăng dầu nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng nước Việc đầu tư xây dựng Nhà máy lọc dầu Dung Quất cho phép chế biến dầu thô nước, đảm bảo bước an ninh lượng, giảm bớt phụ thuộc vào nguồn cung cấp xăng dầu từ nước ngồi, góp phần vào nghiệp đẩy mạnh cơng nghiệp hóa - đại hóa đất nước Theo tính tốn dự án, NMLD Dung Quất vào hoạt động với công suất 6,5 triệu tấn/năm, đáp ứng khoảng 33% nhu cầu sử dụng xăng dầu nước [7] Bên cạnh đó, việc đầu tư xây dựng NMLD Dung Quất động lực to lớn để thúc đẩy phát triển kinh tế, xã hội tỉnh Quảng Ngãi tỉnh, thành phố vùng kinh tế trọng điểm Miền Trung điều kiện quan trọng nhằm đảm bảo Đồ án tốt nghiệp Huấn GVHD: ThS Đồn Văn an ninh quốc phòng, góp phần thực hai nhiệm vụ chiến lược xây dựng bảo vệ tổ quốc Tuy nhiên ngồi việc phát triển kinh tế, xã hội, cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước việc bảo vệ, giảm thiểu ô nhiễm môi trường nhiệm vụ vô quan trọng Môi trường sống – nôi nhân loại ngày ô nhiễm trầm trọng với phát triển xã hội Bảo vệ môi trường mối quan tâm không riêng quốc gia mà nghĩa vụ tồn cầu Q trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước làm cho mơi trường khu công nghiệp, nhà máy đô thị lớn bị suy giảm nghiêm trọng Đây mối lo ngại lớn cho quan quản lý nhà nước tồn thể người dân khu vực Ơ nhiễm mơi trường nói chung nhiễm mơi trường nước nước thải công nghiệp vấn đề nan giải Việt Nam toàn thể giới Trong trình lọc dầu, nước dùng nhiều trình trao đổi nhiệt, trình hấp thụ, giải hấp thụ chưng cất dầu thô… Một lượng lớn chất độc hại H 2S, NH3, Phenol, HCN… có dòng cơng nghệ vào dòng nước bị giữ lại gây nhiễm nghiêm trọng cho dòng nước cơng nghệ dòng nước thải Chính vấn đề xử lý nước công nghệ nước thải nhà máy lọc dầu Dung Quất luôn quan tâm trọng hàng đầu Phân xưởng xử lý nước chua (SWS) nhà máy lọc dầu Dung Quất phân xưởng công nghệ quan trọng Đây phân xưởng tiến hành chạy thử thứ sau phân xưởng chưng cất dầu thô vào chạy thử Sự ổn định phân xưởng SWS dẫn đến nhà máy ổn định, phải bổ sung thêm dòng nước cơng nghệ hay phải dừng hồn tồn hoạt động nhà máy khơng sớm khắc phục ổn định phân xưởng Việc mô lại hoạt động phân xưởng vô quan trọng Điều giúp đánh giá khả năng, hiệu suất hoạt động phân xưởng từ đưa thông số vận hành phù hợp cho thời điểm nguồn nguyên liệu phân xưởng có biến đổi Ngồi việc mơ giúp tiên liệu cố xảy liên quan tới việc thay đổi thông số vận hành, nguồn nguyên liệu, yêu cầu sản phẩm đầu ra… Xuất phát từ thực tế dẫn, giúp đỡ tận tình thầy giáo ThS Đoàn Văn Huấn tác giả hoàn thành đồ án với đề đề tài : “Tìm hiểu cơng nghệ mô phân xưởng xử lý nước chua nhà máy Lọc hóa dầu Dung Quất phần mềm Hysys” Đồ án tốt nghiệp Huấn GVHD: ThS Đoàn Văn Mục tiêu nhiệm vụ Mục tiêu đồ án tìm hiểu cơng nghệ phân xưởng xử lý nước chua bao gồm: chức năng, nhiệm vụ, sơ đồ cơng nghệ, q trình hoạt động, thiết bị đặc tính nguyên liệu sản phẩm phân xưởng Mô lại phân xưởng phần mềm Hysys V7.2 chế độ mơ tĩnh mà mơ động Trong mục tiêu mơ phân xưởng chế độ động nhằm đưa vào ứng dụng thực tế Cấu trúc đồ án Đồ án bao gồm chương Chương giới thiệu tổng quan NMLD Dung Quất Chương tìm hiểu cơng nghệ phân xưởng xử lý nước chua NMLD Dung Quất Chương mô lại phân xưởng chế độ tĩnh chế độ động phần mềm Hysys Chương kết mô thảo luận kết đạt Trong tác giả trọng vào chương chương đồ án nhằm tìm hiểu cơng nghệ mơ lại phân xưởng cách hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn ! Nguyễn Hữu Thiên CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY LỌC HÓA DẦU DUNG QUẤT 1.1 Giới thiệu nhà máy Lọc hóa dầu Dung Quất 1.1.1 Tổng quan NMLD Dung Quất xây dựng địa bàn hai xã Bình Trị Bình Thuận, huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi quy hoạch khu kinh tế Dung Quất với hệ thống cảng biển nước sâu vịnh kín gió tạo nên vị trí chiến lược phía Bắc vịnh Cam Ranh, xác lập hệ thống phòng thủ ven biển bảo vệ khu vực đặc quyền kinh tế hỗ trợ hoạt động tìm kiếm, thăm dò, khai thác dầu khí thềm lục địa Việt Nam Vị trí coi đầu mối tuyến đường ngắn qua eo biển Malacca cảng Bangkok để chuyên chở hàng hóa từ nước khu vực qua Miền Trung Việt Nam, tới Myanmar, Bắc Thái Lan Nam Trung Quốc Khu vực sau đầu tư phát triển có vai trò bao qt tồn vùng Biển Đơng, giành chủ động an ninh, quốc phòng giao lưu kinh tế Đồ án tốt nghiệp Huấn GVHD: ThS Đoàn Văn Nhà máy lọc dầu Dung Quất khởi công xây dựng từ 28/1/2005 bắt đầu vào hoạt động từ năm cho dòng sản phẩm ngày 23/2/2009 Ngày tháng năm 2011, nhà máy lọc dầu Dung Quất khánh thành Nhà máy Cơng ty TNHH thành viên lọc hóa dầu Bình Sơn (BSR) quản lý [7] Vốn đầu tư xây dựng: 2,5 tỷ USD Chủ đầu tư: Tập đoàn dầu khí quốc gia Việt Nam 1.1.2 Địa điểm diện tích sử dụng Địa điểm: Đặt Khu kinh tế Dung Quất, thuộc địa bàn xã Bình Thuận Bình Trị, huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi Diện tích sử dụng: Mặt đất khoảng 338 ha; mặt biển khoảng 471 Trong đó: - Khu nhà máy = 110 - Khu bể chứa dầu thô = 42 - Khu bể chứa sản phẩm = 43,83 - Khu tuyến dẫn dầu thô, cấp xả nước biển = 17 - Tuyến ống dẫn sản phẩm = 77,46 - Cảng xuất sản phẩm = 135 - Hệ thống phao rót dầu khơng bến, tuyến ống ngầm biển khu vực vòng quay tàu = 336 [7] 10 Đồ án tốt nghiệp Huấn GVHD: ThS Đoàn Văn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Aspen HYSYS, Tutorials and Applications, Copyright © 1981 – 2009 by Aspen Technology, Inc [2] Petrovietnam, Dung Quat Refinery Project, Operating Manual – Unit 18 (Sour Water Stripper) [3] Petrovietnam, Dung Quat Refinery Project, Process Data Sheets – Unit 18 (Sour Water Stripper) [4] Petrovietnam, Dung Quat Refinery Project, PFD and P&ID – Unit 18 (Sour Water Stripper) [5] Petrovietnam, Dung Quat Refinery Project, Training module Sour Water Stripper (SWS) [6] Rhodes C.L., 1996, “The Process Simulation Revolution: Thermophysical Property Needs and Concerns”, J.Chem.Eng.Data [7] Cơng ty TNHH Lọc hóa dầu Bình Sơn, 2006 Tài liệu tổng quan NMLD Dung Quất 78 Đồ án tốt nghiệp Huấn GVHD: ThS Đoàn Văn PHỤ LỤC Phụ lục hình ảnh mơ thiết bị phân xưởng 79 Đồ án tốt nghiệp Huấn GVHD: ThS Đoàn Văn 80 Đồ án tốt nghiệp Huấn GVHD: ThS Đoàn Văn 81 Đồ án tốt nghiệp Huấn GVHD: ThS Đoàn Văn Phụ lục kết mô phân xưởng vận hành tháp chế độ tĩnh 82 Đồ án tốt nghiệp Huấn GVHD: ThS Đoàn Văn 83 Đồ án tốt nghiệp Huấn GVHD: ThS Đoàn Văn 84 Đồ án tốt nghiệp Huấn GVHD: ThS Đoàn Văn 85 Đồ án tốt nghiệp Huấn GVHD: ThS Đoàn Văn 86 Đồ án tốt nghiệp Huấn GVHD: ThS Đoàn Văn 87 Đồ án tốt nghiệp Huấn GVHD: ThS Đồn Văn Phụ lục kết mơ phân xưởng vận hành tháp chế độ tĩnh 88 Đồ án tốt nghiệp Huấn GVHD: ThS Đoàn Văn 89 Đồ án tốt nghiệp Huấn GVHD: ThS Đoàn Văn Phụ lục số liệu thiết kế phân xưởng xử lý nước chua 90 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Đoàn Văn Huấn 91 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Đoàn Văn Huấn 92