Nghiên cứu ảnh hưởng của kim loại sắt, canxi trong nguyên liệu đến quá trình vận hành phân xưởng RFCC tại Nhà máy Lọc dầu Dung Quất

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TÔ NGỌC THÔNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA Fe, Ca ĐẾN QUÁ TRÌNH VẬN HÀNH PHÂN XƯỞNG RFCC TẠI NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT Chuyên ngành : Kỹ thuật Hóa học Mã số : 8520301 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC ĐÀ NẴNG – Năm 2019 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN ĐÌNH LÂM Phản biện 1: TS Lê Thị Như Ý Phản biện TS Nguyễn Đình Thống Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn Thạc sĩ ngành Kỹ thuật hóa học họp Trường Đại học Bách khoa vào ngày 31 tháng năm 2019 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu Truyền thông, Trường ĐHBK - ĐHĐN - Thư viện Khoa Hóa, Trường Đại học Bách khoa, ĐHĐN MỞ ĐẦU Nhà máy lọc dầu Dung Quất chế biến nguyên liệu dầu nặng phối trộn với dầu Bạch Hổ Các tạp chất kim loại Ni, V với tăng cao tạp chất sắt, can xi xuất dầu thơ nguồn gây ngộ độc cho xúc tác FCC gây nhiều ảnh hưởng tiêu cực đến hoạt động cụm phân xưởng FCC Đa số nghiên cứu tập trung vào ảnh hưởng Ni V, ảnh hưởng Fe không nghiên cứu đưa quy luật ảnh hưởng Do đó, việc làm rõ hệ thống hóa mức độ ảnh hưởng tạp chất sắt, canxi nguyên liệu đến tính chất xúc tác vận hành phân xưởng cracking cần thiết Ý nghĩa khoa học, thực tiễn luận văn  Kết nghiên cứu góp phần làm sáng tỏ chế tích tụ tạp chất sắt, can xi lên xúc tác cracking ảnh hưởng đến vận hành phân xưởng cracking xúc tác  Kết nghiên cứu sở liệu tham khảo cho NMLD xem xét ảnh hưởng đến tính chất xúc tác cấu sản phẩm cracking nồng độ sắt, canxi nguyên liệu xúc tác tăng cao Kết nghiên cứu có ý nghĩa to lớn nhà sản xuất xúc tác việc thiết kế mô để sản xuất loại xúc tác kháng tạp chất sắt, can xi 2 Chương 1TỔNG QUAN Công nghệ cracking xúc tác Công nghệ cracking tầng sôi R2R nhà máy lọc dầu 1.1 1.2 Dung Quất 1.3 Phương pháp kiểm soát xúc tác phân xưởng FCC Nhà máy Lọc dầu 1.4 Giảm hoạt tính xúc tác phân xưởng cracking 1.4.1 Giảm hoạt tính thuận nghịch Giảm hoạt tính cốc 1.4.2 Giảm hoạt tính bất thuận nghịch Giảm hoạt tính xúc tác mơi trường thủy nhiệt Giảm hoạt tính xúc tác kim loạiẢnh hưởng kim loại sắt, canxi đến tính chất xúc tác phân xưởng cracking xúc tác nhà máy lọc dầu 1.4.3 Hiện trạng lắng đọng kim loại sắt, canxi xúc tác cracking nhà máy lọc dầu giới 1.4.4 Nguồn gốc ảnh hưởng Fe, Ca đến tính chất xúc tác hoạt động phân xưởng FCC nhà máy lọc dầu Nguồn gốc tạp chất kim loại Fe, Ca dầu thô nguyên liệu RFCC Ảnh hưởng sắt, can xi đến xúc tác cracking phân xưởng FCC Chương 2- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM 2.1 Phương pháp nghiên cứu Trong luận văn này, sử dụng phương pháp nghiên cứu sau đây:  Tham khảo tài liệu nghiên cứu nước tượng sắt, canxi tăng nguyên liệu ảnh hưởng đến q trình cracking  Liên hệ phân xưởng RFCC Dung Quất nhằm thu thập trạng biện pháp khắc phục nhà máy thực khắc phục tượng  Phân tích nguyên nhân làm tăng hàm lượng Fe, Ca dòng nguyên liệu vào cụm RFCC nhà máy lọc dầu Dung Quất  Xác định chế lắng đọng, xâm nhập Fe, Ca đến xúc tác cracking  Đánh giá mức độ ảnh hưởng hệ thống hóa ảnh hưởng kim loại sắt, canxi đến tính chất hóa lý hoạt tính xúc tác (Phịng thí nghiệm QC nhà máy Viện dầu khí Việt Nam)  Đánh giá tác động Fe, Ca đến vận hành phân xưởng cracking nhà máy lọc dầu Dung Quất (phân tích đợt kim loại tăng nguyên liệu, tác động kèm đến vận hành phân xưởng RFCC)  Phân tích hành động tương tác đến thông số công nghệ phân xưởng để đảm bảo vận hành ổn định phân xưởng đề xuất số giải pháp hạn chế ảnh hưởng Fe, Ca kim loại đến hoạt động phân xưởng RFCC 2.2 Đối tượng nghiên cứu Tham chiếu kết nghiên cứu sắt, can xi Viện dầu khí Việt Nam Luận văn có sử dụng số kết nghiên cứu ảnh hưởng sắt, can xi đến xúc tác cracking cơng bố tạp chí dầu khí tạp chí Petrotimes tháng 08/2018 Tham chiếu kết tính chất nguyên liệu, xúc tác, thông số vận hành phân xưởng cracking RFCC Nhà máy lọc dầu Dung Quất - Tháng 12/2013 đến tháng 01/2014 - Tháng 12/2017 đến tháng 03/201 Chương 3KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Nguyên nhân làm tăng hàm lượng sắt canxi dòng nguyên liệu RFCC nhà máy lọc dầu Dung Quất Một số thời điểm sắt, can xi tăng cao nguyên liệu tiêu biểu phân xưởng RFCC nhà máy lọc dầu Dung Quất (02 thời điểm) Hình 3.1 Sự thay đổi hàm lượng Fe+Ca nguyên liệu RFCC NMLD Dung Quất khoảng thời gian từ 22/11/2013 đến 7/11/2014 Trong khoảng thời gian dài từ cuối năm 2013 đến 2014, phân xưởng RFCC phải bổ sung lượng xúc tác lớn nằm khoảng 20 tấn/ngày (gồm 16 F-cat/ngày Ecat/ngày) gia tăng hàm lượng kim loại nguyên liệu Thậm chí có lúc hàm lượng kim loại nguyên liệu tăng lên q cao lượng xúc tác bổ sung có lên 30 tấn/ngày Con số lớn so với số liệu thiết kế tấn/ngày hàm lượng kim loại dầu thô sau qua thiết bị tách muối nước ppm Cùng với thay đổi nguyên liệu chế biến thời gian gần (tháng 01/2018), hàm lượng kim loại Fe Ca nguyên liệu tăng cao đột biến (có lên đến 18 - 20 ppm) Các tạp chất kim loại dầu thô nguyên liệu, đặc biệt Fe, Ca (Na) bám bề mặt gây ngộ độc xúc tác (Hình 3.3 3.4) Hình 3.2 Sự thay đổi hàm lượng Fe Ca nguyên liệu dầu thô NMLD Dung Quất khoảng thời gian từ 12/2017 đến 03/2018 7 Hình 3.3 Sự thay đổi hàm lượng Fe+Ca nguyên liệu RFCC NMLD Dung Quất khoảng thời gian từ 12/2017 đến 03/2018 Các nguyên nhân làm tăng hàm lượng tạp chất Fe Ca nguyên liệu  Nguồn dầu thô phương pháp khai thác mỏ dầu khí  Q trình tiền xử lý dầu thơ trước chế biến Khi hàm lượng tạp chất dầu thô tăng cao, hiệu khử muối nước cụm công nghệ “desalter” NMLD Dung Quất bị giảm hiệu xử lý, dẫn đến gây ảnh hưởng bất lợi đến phân xưởng chế biến NMLD Dung Quất, đặc biệt phân xưởng RFCC Theo kết khảo sát thực Viện dầu khí Việt Nam (VPI), nhóm nghiên cứu tiến hành thu thập 03 mẫu thô ba thời điểm khác 03 vị trí lấy mẫu (vào thiết bị tách desalter 1, khỏi thiết bị desalter 1, khỏi thiết bị desalter 2), mẫu phân tích hàm lượng kim loại Fe, Ca Na phương pháp đo ICP Bảng 3.1 Kết phân tích dầu thô thiết bị tách muối Hàm Lần Lần Lần lượng Vào Ra Ra Vào Ra Ra Vào Ra Ra (ppm) Desal.1 Desal.1 Desal.2 Desal.1 Desal.1 Desal.2 Desal.1 Desal.1 Desal.2 Fe 4,79 2,89 2,45 3,96 1,01 6,61 2,26 2,23 Ca 5,27 3,03 3,24 1,86 1,14