Nghiên cứu thu hồi dầu cặn từ quá trình làm sạch hệ thống bồn bể chứa dầu thô tại nhà máy lọc dầu dung quất

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  VÕ TẤN PHƯƠNG NGHIÊN CỨU THU HỒI DẦU CẶN TỪ QUÁ TRÌNH LÀM SẠCH HỆ THỐNG BỒN BỂ CHỨA DẦU THÔ TẠI NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC Đà Nẵng – Năm 2019 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  VÕ TẤN PHƯƠNG NGHIÊN CỨU THU HỒI DẦU CẶN TỪ QUÁ TRÌNH LÀM SẠCH HỆ THỐNG BỒN BỂ CHỨA DẦU THÔ TẠI NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT Chuyên ngành: Kỹ thuật Hoá học Mã số: 8520301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Thị Thanh Xuân Đà Nẵng – Năm 2019 LỜI CẢM ƠN Với tình cảm chân thành trân trọng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Q Thầy, Cơ Khoa Hóa, Cán giảng viên - Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng phía Trường Đại học Phạm Văn Đồng – Quảng Ngãi tạo điều kiện cho tơi hồn tất khóa đào tạo Thạc sỹ định hướng, hoàn thành nghiên cứu Luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Cán Hướng dẫn khoa học TS Nguyễn Thị Thanh Xuân trực tiếp tận tụy hướng dẫn để tơi hồn thành đề tài Luận văn LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đề tài “Nghiên cứu thu hồi dầu cặn từ trình làm hệ thống bồn bể chứa dầu thô Nhà máy lọc dầu Dung Quất” cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tác giả luận văn Võ Tấn Phương TÓM TẮT “NGHIÊN CỨU THU HỒI DẦU CẶN TỪ QUÁ TRÌNH LÀM SẠCH HỆ THỐNG BỒN BỂ CHỨA DẦU THƠ TẠI NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT” Học viên: VÕ TẤN PHƯƠNG Chuyên ngành: KỸ THUẬT HÓA HỌC Mã số: 8520301 Khóa: K35KHH.QNg Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN Tóm tắt – Trong q trình chế biến, Nhà máy Lọc dầu Dung Quất chế biến chủ yếu dầu thô Bạch Hổ loại dầu thô tương đương Những chủng loại dầu thơ có điểm chảy (pour point) cao thường tạo cặn (sludge) trình tồn chứa bể Đặc tính gây số vấn đề, điển hình như:  Làm giảm thể tích làm việc bể  Gây cản trở việc di chuyển khớp mềm đường ống thoát xả nước mưa từ mái bể gây hư hỏng hệ thống  Gây tiêu tốn chi phí, thời gian cho việc nạo vét cặn dầu khỏi hệ thống bồn bể  Gây ô nhiễm môi trường phát sinh cặn bùn thải Đối với chủng loại dầu thơ có điểm chảy cao, q trình nghiên cứu xác định thành phần cặn bùn hình thành bể hydrocarbon Điều gây vấn đề hao hụt dầu thơ q trình vận hành nhà máy Lọc dầu Nếu lựa chọn phương án khí để nạo vét, thu gom bùn thải từ bể chứa chuyển đến Công ty Lilama để xử lý chi phí nhân cơng chi phí xử lý môi trường cặn thải cao, đồng thời gây thất thốt, lãng phí lượng lớn hydrocacbon từ cặn bùn Vì vậy, việc nghiên cứu thu hồi dầu cặn từ trình làm hệ thống bồn bể chứa dầu thô nhà máy lọc dầu Dung Quất mang lại nhiều ý nghĩa mặt kinh tế mơi trường Từ khóa – Thu hồi dầu, cặn bùn thải, vệ sinh bể chứa, mềm hóa cặn bùn, tách pha dầu nước “STUDY RECOVERING OIL IN SLUDGE FROM CRUDE TANK CLEANING IN DUNG QUAT REFIENRY - BSR” Abstract – Currently, Dung Quat Refinery is storing and processing the domestic crude oils mainly such as Bach Ho and/or equivalent crude oils as well The properties of these crude oils are light, sweet and high pour point Therefore, the sludge is formed and accumulated at the bottom tankage in normal operation with temperature of 50 deg C This sludge causes some issues as following:  Reduce tank capacity  Obstruct moving of flexible joint of roof drain and cause damage of this system  High cost for cleaning and off service in long time will negatively impact on crude oils import and storage planning  Significant impact on the environment After testing and studying on sludge sample at tankage bottom, it demonstrated that the sludge contains mostly hydrocarbons It is causing oil loss for refinery along with sludge Actually, manual or mechanical tankage cleaning is applied for Dung Quat Refinery The sludge will be taken out manually and remove to Refinery’s outside for disposal by outsources (Lilama Company) under high cost with very big sludge volume, reesults of crude oils loss along with sludge Therefore, it is necessary and extremely important to study for recovering crude oils from sludge during tankage cleaning and forseens bringing the profit to BSR Key words – recovering oil, sludge, crude tank cleaning, sluge softening, water and oil phase separation MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN TÓM TẮT MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nội dung nghiên cứu .2 Đối tượng phậm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Cấu trúc luận văn CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan NMLD Dung Quất .4 1.1.1 Công suất thiết kế nguồn nguyên liệu 1.1.2 Các phân xưởng cơng nghệ Nhà máy 1.1.3 Sản phẩm 1.1.4 Các loại dầu thô sử dụng để chế biến NMLD Dung Quất .6 1.2 Hệ thống bồn bể chứa dầu thô NMLD Dung Quất 1.3 Giới thiệu chung cặn dầu trình tồn chứa 1.3.1 Tác hại cặn dầu 1.3.2 Sự hình thành cặn dầu q trình tồn chứa dầu thơ 1.4 Các phương pháp làm bồn bể chứa dầu thô 10 1.4.1 Phương pháp học 10 1.4.2 Phương pháp hóa học 11 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM .13 2.1 Nguyên vật liệu .13 2.1.1 Cặn bùn 13 2.1.2 Dung mơi hịa tan 13 2.1.3 Nước 14 2.1.4 Hóa chất hoạt động bề mặt 14 2.2 Điều kiện vận hành 15 2.3 Xây dựng mô hình thực nghiệm .15 2.3.1 Quy trình xác lập mơ hình thực nghiệm .15 2.3.2 Các mơ hình thực nghiệm Đề tài 18 2.4 Phương pháp phân tích 20 2.4.1 Phân tích chất lượng cặn bùn 20 2.4.2 Phân tích chất lượng dầu thu hồi 20 2.4.3 Phân tích chất lượng nước thải phát sinh 22 2.4.4 Phân tích chất lượng cặn rắn lại 23 CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 24 3.1 Đánh giá chất lượng cặn bùn lấy từ bồn bể 24 3.2 Đánh giá ảnh hưởng hóa chất đến hệ thống vi sinh 25 3.3 Tối ưu hóa thơng số mơ hình thu hồi dầu thơ từ cặn bùn 27 3.3.1 Tối ưu hóa chủng loại dung mơi hịa tan 27 3.3.2 Tối ưu hóa tỷ lệ LGO nhiệt độ 28 3.3.3 Tối ưu hóa nồng độ hóa chất .30 3.4 Đánh giá chất lượng dầu thu hồi .31 3.4.1 Phân tích chất lượng dầu thu hồi 31 3.4.2 Đánh giá kết 32 3.5 Đánh giá chất lượng nước thải phát sinh 32 3.5.1 Phân tích chất lượng nước thải phát sinh 32 3.5.2 Đánh giá kết 33 3.6 Kết luận lựa chọn mô hình để áp dụng vào thực tiễn .33 CHƯƠNG ỨNG DỤNG VÀO THỰC TIỄN TẠI NMLD DUNG QUẤT 34 4.1 Xây dựng quy trình thu hồi dầu từ trình vệ sinh bể TK6001A 34 4.2 Kết thực trình thu hồi dầu bể TK6001A .37 4.2.1 Giai đoạn 1: Cho nước, hóa chất, LGO vào bể .38 4.2.2 Giai đoạn 2: Khuấy trộn gia nhiệt 38 4.2.3 Giai đoạn 3: Chờ lắng, tách pha 41 4.2.4 Giai đoạn 4: Thu hồi dầu 43 4.2.5 Giai đoạn 5: Thu gom nước thải 44 4.2.6 Giai đoạn 6: Thu gom cặn rắn 46 4.3 Đánh giá hiệu trình thu hồi dầu bể TK6001A 47 4.3.1 Đánh giá kỹ thuật 47 4.3.2 Đánh giá hiệu kinh tế .48 4.3.3 Đánh giá tác động môi trường .49 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .50 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao) DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ASTM : American Society for Testing and Materials BS&W : Basic sediment and water C, H, N : Carbon, hydro, nitrogen CCR : Continuous Catalytic Reforming CDU : Crude Distillation Unit COD : Chemical oxygen demand DAF : Dissoved Air Floatation Pakage ETP : Effluent Treatment Plant ISOM : Light Naphtha Isomerization Unit LGO : Light Gas Oil LPG : Khí hóa lỏng NHT : Naphtha Hydrotreater Unit NMLD : Nhà máy Lọc dầu NTU : Naphenlometric Turbidity Unit QĐKT : Quy định kỹ thuật RFCC : Residue fluid catalytic cracking SPM : Single Point Mooring TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TDS : Total dissolved solids VSS : Volatile suspended solids DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng bảng Trang 2.1 Mơ hình thí nghiệm chủng loại dung mơi pha lỗng 18 2.2 Mơ hình thí nghiệm tỷ lệ LGO nhiệt độ gia nhiệt mẫu 19 2.3 Mơ hình thí nghiệm nồng độ hóa chất 19 2.4 Các tiêu phân tích chất lượng cặn bùn 20 2.5 Các tiêu phân tích chất lượng dầu thu hồi 21 2.6 Các tiêu phân tích chất lượng nước thải phát sinh 22 2.7 Các tiêu phân tích chất lượng cặn rắn cịn lại 23 3.1 Kết chất lượng cặn bùn từ bể TK6001A 24 3.2 Kết chất lượng nước mơ hình khơng có hóa chất 25 3.3 Kết chất lượng nước thải mơ hình có hóa chất 26 3.4 Kết BS&W dầu thu hồi 27 3.5 Kết BS&W dầu thu hồi 29 3.6 Kết BS&W dầu thu hồi 30 3.7 Kết chất lượng dầu thu hồi từ mơ hình MH-HC5 32 3.8 Kết chất lượng nước thải phát sinh 33 4.1 Kế hoạch thực rửa bể thu hồi dầu 38 4.2 Kết BS&W mẫu lấy mức 2,5m giai đoạn 38 4.3 Kết độ đục mẫu nước tuần hoàn 40 4.4 Kết nhiệt độ bể 40 4.5 Kết BS&W mẫu lấy mức 2,5m giai đoạn 41 4.6 Kết BS&W mẫu lấy mức 0,935m 42 4.7 Kết BS&W dầu thu hồi 43 4.8 Kết chất lượng nước thải 45 4.9 Kết hàm lượng C cặn rắn 47 4.10 Đánh giá hiệu trình thu hồi dầu 47 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu Tên hình hình Trang 1.1 Sơ đồ tổng thể vị trí Nhà máy Lọc dầu Dung Quất 1.2 Sơ đồ tổng quát phân xưởng Nhà máy 1.3 Bảng vẽ hệ thống gia nhiệt bể chứa dầu thô 1.4 Bảng vẽ hệ thống mái bể chứa dầu thô 2.1 Giai đoạn pha trộn hỗn hợp mẫu 16 2.2 Giai đoạn khuấy trộn gia nhiệt 17 2.3 Giai đoạn chờ lắng, tách pha 17 2.4 Giai đoạn lấy mẫu 18 3.1 Mẫu cặn lấy bể TK6001A ngày 10/3/2018 24 3.2 Kết đánh giá ảnh hưởng hóa chất đến vi sinh 26 4.1 Sơ đồ thực giai đoạn 34 4.2 Sơ đồ thực giai đoạn 35 4.3 Sơ đồ thực giai đoạn 36 4.4 Sơ đồ thực giai đoạn 37 4.5 Kết BS&W mẫu lấy mức 2,5m giai đoạn 39 4.6 Các mẫu nước tuần hoàn 39 4.7 Kết độ đục mẫu nước tuần hoàn 40 4.8 Nhiệt độ bể 41 4.9 Kết BS&W mẫu lấy mức 2,5m giai đoạn 42 4.10 Kết BS&W mẫu lấy mức 0,935m 43 4.11 Kết BS&W mẫu dầu thu hồi 44 4.12 Chất lượng nước thải 45 4.13 Kết pH nước thải 46 4.14 Sự phân bố cặn rắn bể 46 ... dầu cặn từ trình làm hệ thống bồn bể chứa dầu thô Nhà máy lọc dầu Dung Quất? ?? Mục đích nội dung nghiên cứu 2.1 Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu thu hồi dầu cặn từ trình làm hệ thống bồn bể chứa dầu. .. hydrocacbon từ cặn bùn Vì vậy, việc nghiên cứu thu hồi dầu cặn từ trình làm hệ thống bồn bể chứa dầu thô nhà máy lọc dầu Dung Quất mang lại nhiều ý nghĩa mặt kinh tế mơi trường Từ khóa – Thu hồi dầu, cặn. .. TẤN PHƯƠNG NGHIÊN CỨU THU HỒI DẦU CẶN TỪ QUÁ TRÌNH LÀM SẠCH HỆ THỐNG BỒN BỂ CHỨA DẦU THÔ TẠI NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT Chuyên ngành: Kỹ thu? ??t Hoá học Mã số: 8520301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THU? ??T HÓA