Nghiên cứu sự hình thành muối NH4Cl tại các thiết bị ở phân xưởng CCR nhà máy Lọc Dầu Dung Quất tác hại và giải pháp khắc phục

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  VƯƠNG NGỌC TRAI NGHIÊN CỨU SỰ HÌNH THÀNH NH4Cl TẠI CÁC THIẾT BỊ Ở PHÂN XƯỞNG CCR NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT: TÁC HẠI VÀ GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC Chun ngành: Mã số: Kỹ thuật Hóa học 8520301 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC Đà Nẵng – Năm 2019 Cơng trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trương Hữu Trì Phản biện 1: PGS TS Nguyễn Thị Diệu Hằng Phản biện 2: TS Đặng Quang Vinh Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ ngành Kỹ thuật Hóa học họp Trường Đại học Bách khoa vào ngày 31 tháng 08 năm 2019 Có thể tìm hiểu luận văn tại: Trung tâm Học liệu, ĐHĐN Trường Đại học Bách khoa Thư viện Khoa Hóa, Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Cùng với phát triển mạnh mẽ ngành cơng nghiệp Việt Nam nhu cầu sản phẩm xăng dầu nước ngày tăng mạnh Để đáp ứng nhu cầu NMLD Dung Quất tìm giải pháp để nâng cao hiệu kinh tế, tăng công suất, đa dạng hóa nâng cao chất lượng sản phẩm, tìm kiếm giải pháp tối ưu, tìm loại dầu thơ rẻ Tuy nhiên, với cấu hình NMLD Dung Quất thiết kế để chế biến loại dầu thơ tương đối ngọt, cặn bẩn, tạp chất, v.v nên gây nhiều hạn chế chế biến số loại dầu thô rẻ (chứa nhiều tạp chất) nhập từ nước dầu thô Azeri light, Ruby, Espo, WTI Với việc phải chế biến loại dầu thô chứa nhiều tạp chất so với thiết kế ban đầu, đặc biệt hàm lượng nitơ, clo hữu nên gây số ảnh hưởng phân xưởng công nghệ Trong thời gian qua phân xưởng CCR xảy tình trạng đóng cặn muối NH4Cl thiết bị khu vực hạ nguồn tháp tách Debutanizer, thiết bị trao đổi nhiệt, đường ống đầu vào máy nén, v.v làm giảm chất lượng sản phẩm Reformate, khí LPG, ảnh hưởng đến q trình sản xuất, gây ăn mòn hệ thống đường ống thiết bị Vì vậy, việc “Nghiên cứu hình thành NH4Cl thiết bị phân xưởng CCR nhà máy Lọc Dầu Dung Quất: Tác hại giải pháp khắc phục” nhiệm vụ thật cấp bách cần thiết NMLD Dung Quất, giúp trì an tồn đảm bảo tính ổn định vận hành phân xưởng Mục đích nghiên cứu  Nghiên cứu xác định xác ngun nhân hình thành muối NH4Cl thiết bị thuộc phân xưởng CCR;  Xác định tác hại tượng đóng muối NH4Cl gây ra;  Đề xuất giải pháp để xử lý trường hợp cụ thể Đối tượng phạm vi nghiên cứu  Xác định nguồn gốc nitơ, clo, HCl  Đánh giá hình thành NH4Cl thiết bị khu vực hạ nguồn phân xưởng CCR  Phân tích chế gây ăn mòn NH4Cl hệ thống Phương pháp nghiên cứu đề tài  Dùng phương pháp thống kê liệu kết phân tích mẫu dầu thơ; phân tích tình trạng già hóa xúc tác CCR để từ xác định thành phần tạp chất  Nghiên cứu nguyên nhân chế hình thành muối NH4Cl thiết bị thuộc phân xưởng CCR NMLD Dung Quất  Tìm hiểu báo quốc tế vấn đề gặp tượng đóng muối NH4Cl Từ bổ sung vào đề tài nghiên cứu để áp dụng NMLD Dung Quất thời gian đến Nội dung nghiên cứu đề tài  Xác định nguyên nhân hình thành muối NH4Cl  Xác định tác hại tượng đóng muối NH4Cl gây  Các giải pháp xử lý vấn đề muối Ammonium chloride NH4Cl Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài  Xử lý vấn đề tạo muối NH4Cl gây đóng cặn, ăn mịn thiết bị thuộc phân xưởng CCR;  Giúp phân xưởng CCR NMLD Dung Quất vận hành ổn định;  Giúp nhà máy chế biến nhiều chủng loại dầu thô khác nhau;  Có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho công tác đào tạo, chia nghiên cứu cho số nhà máy Lọc dầu khác CHƯƠNG – GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nhà máy lọc dầu Dung Quất 1.1.1 Địa điểm xây dựng nhà máy lọc dầu Dung Quất Nhà máy lọc dầu Dung Quất thuộc địa bàn xã Bình Trị Bình Thuận, huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi, nằm Khu kinh tế Dung Quất 1.1.2 Công suất chế biến nhà máy lọc dầu Dung Quất Nhà máy lọc dầu Dung Quất thiết kế với công suất chế biến 6,5 triệu dầu thô/năm, tương đương 148.000 thùng/ngày Dự kiến sau mở rộng, công suất chế biến tăng lên 8.5 triệu tấn/năm 1.1.3 Cấu hình nhà máy lọc dầu Dung Quất  Gồm 14 phân xưởng cơng nghệ chính: CDU, NHT, CCR, KTU, RFCC, LTU, NTU, SWS, ARU, CNU, PRU, SRU, ISOM, LCO-HDT nhà máy PP  Và 10 phân xưởng phụ trợ: Để đảm bảo cung cấp đủ lượng cho trình hoạt động nhà máy 1.2 Giới thiệu phân xưởng Reforming xúc tác (CCR) 1.2.1 Mục đích phân xưởng Reforming xúc tác Phân xưởng CCR thiết kế với công suất chế biến 21.100 BPSD nhằm chuyển hóa phân đoạn naphtha nặng xử lý hydro thành cấu tử có số RONC khoảng 102 để phối trộn xăng thương phẩm có số RON 92/95; Đây phân xưởng cung cấp nguồn hydro cho tồn nhà máy 1.2.2 Giới thiệu tháp tách Debutanizer phân xưởng CCR Tháp Debutanizer thiết kế để tách loại cấu từ nhẹ C4ra khỏi dòng sản phẩm lỏng Reformate nhằm mục đích điều chỉnh áp suất bão hịa (RVP) dòng sản phẩm Reformate đáy tháp thành phần C5+ với dịng khí hóa lỏng LPG đỉnh tháp CHƯƠNG - XÁC ĐỊNH CÁC TÁC NHÂN/ ĐIỀU KIỆN ĐỂ HÌNH THÀNH MUỐI NH4Cl TẠI CÁC THIẾT BỊ Ở PHÂN XƯỞNG CCR 2.1 Xác định tác nhân điều kiện để hình thành muối NH4Cl thiết bị phân xưởng CCR 2.1.1 Tạp chất nitơ, lưu huỳnh clo có dầu thơ Như đề cập chương trước, NMLD Dung quất thiết kế để chế biến loại dầu thô này, cụ thể: Hàm lượng lưu huỳnh tối đa 0,14 %wt; nitơ tối đa 520 ppm wt clo hữu dầu thô tối đa 0,15 mg/kg Tuy nhiên đến giai đoạn cuối trình khai thác mỏ dầu hàm lượng tạp chất tăng cao Bên cạnh hầu hết chủng loại dầu thô nhập thành phần tạp chất ln cao so với giá trị thiết kế, đặc biệt nitơ có hàm lượng cao giao động khoảng 1.100÷2.130 ppm wt Kết phân đoạn naphtha nặng sau xử lý NHT nguyên liệu cho phân xưởng CCR chứa chứa tạp chất nitơ cao Đây cấu tử để tạo muối NH4Cl phân xưởng CCR 2.1.2 Tác nhân có nguồn gốc từ clo phân xưởng CCR 2.1.2.1 Nồng độ khí acid HCl dịng khí Hydro tuần hồn phân xưởng CCR theo thiết kế Bảng 2.4 - Khí acid HCl hydro tuần hoàn theo thiết kế Tên mẫu Tên tiêu phân tích Giá trị tiêu biểu Phương pháp thử Khí hydro tuần hoàn phân xưởng CCR Hydro, %mol 84 ÷ 90 UOP 539 H2S, mol ppm 1,5 ÷ 2.0 Draeger tube HCl, mol ppm 1,5 ÷ 2,0 Draeger tube 2.1.2.2 Nồng độ khí HCl dịng khí hydro tuần hồn thực tế Theo số liệu kết phân tích thực phịng thí nghiệm NMLD Dung Quất cho thấy, nồng độ khí acid HCl có dịng khí hydro tuần hồn phân xưởng CCR tăng lên đáng kể, đặc biệt có thời điểm giá trị tăng cao đến 4,5 ppm mol Bảng 2.5 - Nồng độ khí acid HCl dịng khí hydro tuần hoàn thực tế Tên mẫu Tên tiêu phân tích Giá trị đo Phương pháp thực tế thử Khí Hydro tuần hồn phân xưởng CCR Hydro, %mol 86 ÷ 87 UOP 539 H2S, mol ppm 1,5 ÷ Draeger tube HCl, mol ppm 2,5 ÷ 4,5 Draeger tube Từ liệu bảng 2.4 bảng 2.5 cho thấy nồng độ khí acid HCl thực tế có dịng khí hydro tuần hồn ln cao so với giá trị thiết kế Nguyên nhân tăng cao hoạt tính xúc tác phân xưởng CCR bị giảm nhiều theo thời gian hoạt động Hình 2.5 bên mơ tả ảnh hưởng diện tích bề mặt xúc tác đến lưu lượng phun hóa chất clo để trì nồng độ clo bề mặt xúc tác phân xưởng CCR Hình 2.5 - Ảnh hưởng diện tích bề mặt xúc tác đến lưu lượng hóa chất clo phun vào hệ thống 2.1.3 Giới hạn xử lý tạp chất nitơ nguyên liệu Naphtha phân xưởng xử lý hydro NHT Mục đích phân xưởng NHT loại bỏ tạp chất chứa lưu huỳnh, hợp chất chứa nitơ, hợp chất kim no hóa olefin có nguyên liệu naphtha Quá trình xử lý Naphtha hydro phân xưởng NHT sử dụng xúc tác S-120 (Co-Mo/ Al2O3) nhằm mục đích loại trừ chất gây ngộ độc xúc tác phân xưởng CCR Tuy nhiên, chủng loại xúc tác hạn chế việc xử lý nitơ, tạp chất nitơ cịn tồn dòng sản phẩm từ phân xưởng 2.2 Nghiên cứu chế hình thành muối NH4Cl Muối NH4Cl hình thành đóng cặn thiết bị phân xưởng CCR, theo phản ứng sau:  Giai đoạn 1: Phản ứng hợp chất chứa nitơ có nguyên liệu với hydro tạo thành NH3 theo phản ứng sau: N2 (k) + 3H2 (k) NH3 (k) (H = –92 kJ/mol) (4) Đặc điểm phản ứng xảy nhiệt độ cao 450500°C, áp suất cao, 200-300 atm có mặt chất xúc tác kim loại  Giai đoạn 2: Khí NH3 hình thành giai đoạn phản ứng với khí HCl theo tỷ lệ 1:1 để hình thành muối NH4Cl NH3(k) + HCl(k) NH4Cl (k) (5) Sự hình thành NH4Cl trình thuận nghịch phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ Đây phản ứng tỏa nhiệt (ΔH0f = 314,55 kJ / mol), nhiệt độ cao làm thay đổi trạng thái cân đối 2.3 Xác định điều kiện để muối NH4Cl đóng rắn thiết bị hạ nguồn phân xưởng CCR Giản đồ hình 2.9 mơ tả mối quan hệ nhiệt độ hệ số áp xuất riêng phần cấu tử NH3 HCl đến ngưng tụ đóng rắn muối NH4Cl khoảng nhiệt độ từ 800C đến 2100C Với khoảng nhiệt độ ngưng tụ đóng muối rắn NH4Cl giản đồ hình 2.9 hầu hết thiết bị thuộc khu vực hạ nguồn phân xưởng CCR gồm thiết bị làm mát quạt, bình tách lỏng, cụm máy nén tuần hoàn, thiết bị trao đổi nhiệt tháp Debutanizer bị đóng muối NH4Cl Q trình ngưng tụ lắng đọng muối NH4Cl mô tả hình 2.11 sau: Hình 2.11 - Biểu đồ mơ tả q trình tích tụ muối NH4Cl CHƯƠNG – XÁC ĐỊNH CÁC TÁC HẠI GÂY RA DO MUỐI NH4CL ĐÓNG CẶN TẠI CÁC THIẾT BỊ HẠ NGUỒN CỦA PHÂN XƯỞNG CCR Như giới thiệu chương hệ thống thiết bị phản ứng phân xưởng CCR ln tồn hợp chất NH3, khí acid HCl, H2S kể ẩm Vì vậy, phản ứng chuyển hóa thành muối NH4Cl NH4HS trạng thái hơi, di chuyển đến vùng có nhiệt độ thấp tháp tách Debutanizer, thiết bị trao đổi nhiệt, đường ống đầu hút máy nén, v.v chúng ngưng tụ tích tụ bên hệ thống, gây đóng cặn muối NH4Cl thiết bị khu vực Hậu q trình hình thành đóng muối NH4Cl gây sau: 10 thiểu ảnh hưởng ngăn ngừa vấn đề muối NH4Cl giúp cho phân xưởng CCR vận hành an toàn ổn định CHƯƠNG – CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ VẤN ĐỀ HÌNH THÀNH VÀ ĐĨNG CẶN MUỐI NH4Cl 4.1 Giải pháp giảm thiểu ảnh hưởng NH4Cl hình thành hệ thống 4.1.1 Kiểm soát tạp chất lưu huỳnh, nitơ, clo dầu thô  Lựa chọn chủng loại dầu thơ phù hợp chứa thành phần tạp chất  Sử dụng phần mềm LP (Linear Programming) để phối trộn loại dầu thô với nhằm kiểm soát thành phần tạp chất nằm giới hạn cho phép trước đưa vào chế biến 4.1.2 Điều chỉnh thông số công nghệ hệ thống Mục tiêu xác định điều kiện vận hành mà muối NH4Cl bắt đầu ngưng tụ tích tụ thiết bị Từ kết q có điều chỉnh thông số công nghệ nhằm ngăn chặn hạn chế ngưng tụ hệ thống thiết bị Cụ thể việc điều chỉnh thông số công nghệ thực sau: 4.1.2.1 Điều chỉnh áp suất tháp tách Debutanizer Việc giảm áp suất tổng hệ thống giúp giảm áp suất riêng phần NH3 HCl, làm dịch chuyển hệ thống từ nơi vùng (bên phải) đường cong cân số nhiệt độ đến nơi vùng bên (bên trái) đường cong Kết làm giảm khả ngưng tụ muối NH4Cl bên hệ thống, xem theo giãn đồ hình 4.1 bên 11 Hình 4.1 - Giãn đồ tính tốn lượng muối NH4Cl ngưng tụ Trong Kp = (PHCl) x (PNH3), T nhiệt độ tối thiểu mà tránh trình ngưng tụ muối NH4Cl 4.1.2.2 Điều chỉnh nhiệt độ tháp tách Debutanizer Việc tăng nhiệt độ hệ thống giúp di chuyển số áp suất Kp tính tốn sang bên trái giãn đồ hình 4.1 Mục đích việc tạo thăng hoa muối trạng thái rắn 4.1.2.3 Điều chỉnh tỷ lệ hồi lưu đỉnh tháp Debutanizer Để hạn chế q trình đóng muối NH4Cl, phải đảm bảo trì đủ tỷ lệ hồi lưu đỉnh 0,2 cho tháp tách 4.1.2.4 Kết nghiên cứu ứng dụng q trình điều chỉnh thơng số vận hành cho tháp Debutanizer Bảng 4.1 - Thông số vận hành tháp Debutanizer Thông số vận hành tháp Debutanizer Giá trị thiết Giá trị nghiên kế cứu áp dụng 9.8 9.75 0.15÷0.2 61 0.22 62 Nhiệt độ đĩa nhạy cảm (0C) 68 69.5 Nhiệt độ đáy tháp ( C) 214 216 Nhiệt độ nguyên liệu vào tháp (0C) 175 178 Áp suất vận hành (kg/cm2g) Tỷ số hồi lưu đỉnh Nhiệt độ đỉnh tháp (0C) 12 Với việc nghiên cứu áp dụng điều chỉnh thông số vận hành cho tháp Debutanizer bảng 4.1 mang lại kết tốt kéo dài thời gian vận hành ổn định tháp Debutanizer từ 06 tháng lên năm, tháp vận hành ổn định 4.1.3 Nghiên cứu giải pháp loại bỏ muối NH4Cl tháp Debutanizer thiết bị trao đổi nhiệt, đường ống bị đóng muối 4.1.3.1 Loại bỏ muối NH4Cl phương pháp học Việc áp dụng phương pháp làm học để loại bỏ muối NH4Cl cho tháp tách Debutanizer hệ thống đường ống, thiết bị trao đổi nhiệt, v.v, đòi hỏi bắt buộc phải dừng phân xưởng CCR khoảng thời gian từ đến ngày Điều gây thiệt hại kinh tế lớn cho cơng ty, giải pháp không nên áp dụng 4.1.3.2 Loại bỏ muối NH4Cl phương pháp vật lý 4.1.3.2.1 Nghiên cứu áp dụng giải pháp rửa muối NH4Cl nước trực tuyến cho tháp Debutanizer thiết bị, đường ống bị đóng muối Khi áp dụng phương pháp yêu cầu phải giảm công suất phân xưởng CCR tối thiểu, sản phẩm khơng đạt u cầu suốt q trình thực rửa nước Tuy nhiên phân xưởng trì vận hành cung cấp đủ lượng hydro nhằm trì vận hành cho phân xưởng sử dụng hydro hạ nguồn  Điều chỉnh công nghệ cho khu vực phản ứng Điều chỉnh giảm công suất phân xưởng CCR 60% Điều chỉnh giảm nhiệt độ phản ứng tối thiểu 4840C nhằm giảm thiểu phản ứng sinh LPG offgas  Điều chỉnh điều kiện vận hành tháp Debutanizer Điều kiện vận hành tháp trì áp suất 7,0kg/cm2g 13 nhiệt độ đáy tháp 1400C nhằm tránh tình trạng bay nước gây hỏng đĩa bên tháp a Thực trình rửa nước cho tháp Debutanizer hệ thống đường ống Quá trình rửa muối NH4Cl cho tháp Debutanizer hệ thống thiết bị trao đổi nhiệt thực 02 điểm sau:  Điểm phun nước số 1: Nước rửa đưa vào với dòng nguyên liệu vào tháp Debutanizer, phía trước thiệt trao đổi nhiệt E-1306A/B/C/D theo sơ đồ hình 4.4 bên Quá trình rửa nước điểm thực với lưu lượng nước phun từ 6-8m3/h  Điểm phun nước số 2: Nước rửa đưa vào với dòng hồi lưu đỉnh tháp Debutanizer phía đầu xả bơm P-1302A/B theo sơ đồ hình 4.5 Quá trình rửa nước điểm thực với lưu lượng nước phun từ 8-12m3/h Hình 4.4 4.5- Sơ đồ vị trí điểm phun nước rửa b Kết thúc trình rửa nước  Trong suốt trình rửa nước tiến hành lấy mẫu nước đầu theo tần xuất 30phút/ lần, để phân tích tiêu: pH, độ dẫn điện (µS/cm), hàm lượng NH3 (mg/l), hàm lượng Cl- (mg/l) 14  Quá trình rửa muối NH4Cl nước xem hoàn thành kết mẫu nước chua lấy đầu trình rửa tháp có giá trị nằm khoảng yêu cầu lặp lại kết 03 mẫu liên tiếp c Thiết lập phân xưởng trở lại hoạt động bình thường Thực theo qui trình vận hành phê duyệt Trong đặc biệt ý đến q trình nâng nhiệt lại độ tháp Debutanizer phải thực chậm với tốc độ tối đa 50C/ nhằm tránh trình bay đột ngột nước gây hư hỏng cấu thiết bị d Kết đạt áp dụng phương pháp dùng nước để loại bỏ muối NH4Cl  Độ chênh lệch áp suất tháp Debutanizer lại giá trị thiết kế: Sau thực trình rửa muối NH4Cl cho tháp Debutanizer, thiết bị trao đổi nhiệt hệ thống đường ống liên quan, giá trị chênh lệch áp đưa lại giá trị thiết kế ban đầu khoảng 0,2kg/cm2g Hình 4.6 - Giản đồ thay đổi chênh lêch áp suất tháp Debutanizer Chất lượng sản phẩm reformate LPG: Sau thực trình rửa muối cho tháp giá trị giá trị thiết kế 15 Hình 4.7 - Giản đồ chất lượng sản phẩm Reformate LPG sau rửa muối cho tháp Debutanizer 4.1.4 Giải pháp loại bỏ muối NH4Cl phương pháp hóa học Mục đích phương pháp sử dụng loại hóa chất để ngăn chặn/ hạn chế q trình tích tụ muối NH4Cl, hóa chất phun vào để ngăn cản hạt muối ngưng tụ có kích thước nhỏ kết hợp lại với sử dụng loại hóa chất phân tán muối NH4Cl tạo muối mà khơng gây đóng cặn ảnh hưởng đến hệ thống so với muối NH4Cl Trong khuôn khổ luận văn này, tác giả nghiên cứu sử dụng phương pháp phun phụ gia phân tán bazơ hữu mạnh gọi ACF (Ammonium Chloride Free) nhằm mục đích loại bỏ cặn muối NH4Cl hình thành bên hệ thống, chế trình trình bày phần 4.1.4.1 Nghiên cứu sử dụng công nghệ phun hóa chất ACF để loại muối NH4Cl hệ thống Phương pháp sử dụng hợp chất ACF để chuyển hóa muối NH4Cl trạng thái rắn, có khả ăn mịn cao sang hợp chất khác có mức độ ăn mòn thấp trạng thái lỏng, chúng dễ dàng theo dịng sản phẩm ngồi (cơ chế q trình trình bày hình 4.9) Như vậy, việc sử dụng hóa chất ACF cho phép làm muối tháp tách Debutanizer hệ thống đường 16 ống, thiết bị liên quan, trì phân xưởng vận hành bình thường giải pháp hiệu a Giới thiệu công nghệ phun phụ gia phân tán ACF Công nghệ sử dụng hóa chất phân tán ACF hướng tiếp cận hoàn toàn khác Các hỗn hợp dung dịch lỏng bazơ hữu mạnh gọi ACF sử dụng Đây chất hòa tan nước không phản ứng với hydrocarbon Bazơ hữu ACF có giá trị pKb = - log [Kb] (với Kb số bazơ) thấp gần 0, số bazơ mạnh Sơ đồ hình 4.9 mơ tả chế thay gốc NH4+, giúp giảm nguy ăn mòn hóa chất phân tán ACF Hình 4.9 - Mơ tả chế hóa chất ACF thay gốc NH4+ Sản phẩm phản ứng ACF-Cl, muối lỏng trung tính có pH nên khơng gây ăn mịn Trong tất trường hợp, ACF thay bazơ yếu amoniac cách tạo thành muối lỏng Trong trường hợp khơng có nước tự hệ thống, muối di chuyển với dòng hydrocarbon nhiệt độ thấp 180°C Cơng nghệ áp dụng liên tục để ngăn ngừa tượng tích tụ cặn muối ăn mịn sử dụng nồng độ cao để loại bỏ muối hình thành bên hệ thống 17 b Nghiên cứu ứng dụng công nghệ phun phụ gia phân tán ACF để loại bỏ muối NH4Cl bên hệ thống Theo kết liệu phân tích phần trước, khu vực thiết bị có mối nguy ngưng tụ lắng đọng muối cao thiết bị trao đổi nhiệt vùng có nhiệt độ thấp vùng đỉnh tháp Debutanizer Vì để hiệu cho trình xử lý muối NH4Cl phụ gia ACF cần phun vào 02 vị trí sơ đồ hình 4.10 sau Hình 4.10-Sơ đồ điểm phun hóa chất ACF để loại bỏ NH4Cl c.Kết đạt áp dụng cơng nghệ phun hóa chất ACF  Độ chênh lệch áp suất tháp Debutanizer giảm ổn định sau áp dụng phun hóa chất phân tán ACF sơ đồ hình 4.13 bên  Hiệu suất trao đổi nhiệt cụm thiết bị trao đổi nhiệt tăng cao 18 Hình 4.13-Chênh lệch áp Debutanizer sau phun ACF Hình 4.14-Hiệu suất thiết bị trao đổi nhiệt sau phun ACF Như vậy, việc nghiên cứu giải pháp phun hóa chất ACF vào hệ thống nhằm mục đích loại bỏ hình thành ngưng tụ muối NH4Cl thiết bị khu vực có nhiệt độ thấp phân xưởng CCR phù hợp đưa vào áp dụng thời gian đến nhằm giúp trì ổn định vận hành cụm phân xưởng, đồng thời giảm thiểu mối nguy ăn mòn thiết bị 4.2 Nghiên cứu giải pháp ngăn chặn hình thành muối NH4Cl hệ thống Mục tiêu giải pháp loại bỏ hồn tồn tạp chất nitơ dịng Naphtha nặng dùng làm nguyên liệu cho phân xưởng CCR, cách thay chủng loại xúc cũ S-120 (Co-Mo/Al2O3) phân xưởng NHT hệ xúc tác HYT-1119 (Ni-Mo/ Al2O3) có khả xử lý tạp chất nitơ cao 19 4.2.1.1 Nguyên liệu phân xưởng NHT Nguyên liệu phân xưởng NHT phân đoạn Naphtha lấy trực tiếp phân xưởng CDU, quy định hàm lượng tối đa tạp chất chứa nitơ 1.0 ppmwt, lưu huỳnh 100 ppmwt 4.2.1.2 Xúc tác sử dụng thiết bị phản ứng phân xưởng NHT Theo thiết kế, thiết bị phản ứng phân xưởng NHT sử dụng xúc tác tầng cố định có tên thương mại S-120 (Co-Mo/ Al2O3), thiết kế để loại bỏ chủ yếu tạp chất chứa lưu huỳnh (có thể xử lý hàm lượng lưu huỳnh đến 100ppm,wt), lại hạn chế vấn đề xử lý tạp chất chứa nitơ với hàm lượng tối đa khoảng 1,0 ppmwt Tuy nhiên, hàm lượng tạp chất nitơ thực tế có dịng ngun liệu đầu vào phân xưởng NHT thời gian gần tăng lên cao đến 2,0 ppmwt Dẫn đến tạp chất nitơ không xử lý triệt để sản phẩm naphtha nặng vào chế biến phân xưởng CCR Hậu tạo muối NH4Cl đóng rắn khu vực thiết bị hạ nguồn phân xưởng CCR 4.2.2 Nghiên cứu thay xúc tác S-120 hệ xúc tác HYT-1119 thiết bị phản ứng phân xưởng NHT Cho đến nhà cung cấp quyền UOP phát triển chất xúc tác NHT hệ có tên thương mại HYT-1119 Đây xúc tác loại Ni-Mo/ Al2O3 giúp làm tăng đáng kể trình xử lý lưu huỳnh nitơ nguyên liệu naphtha Chủng loại xúc tác đáp ứng mục tiêu xử lý hàm lượng tạp chất nitơ lên đến 2,0ppmwt 4.2.2.1 Đánh giá tính xúc tác hệ HYT1119 HYT-9119  Xúc tác HYT-1119 có gốc kim loại Ni-Mo/Al2O3, có khả tách lưu huỳnh nitơ tốt nhiều so với xúc tác S-120 (gốc Co-Mo/Al2O3), giản đồ hình 4.17 hình 4.18 bên mơ tả khác biệt khả tách loại tạp chất hai chủng 20 loại xúc tác Ưu điểm giúp tránh vấn đề đóng muối NH4Cl tháp Debutanizer Hình 4.17 & 4.18 - Khả xử lý tạp chất lưu huỳnh nitơ 02 loại xúc tác S-120 HYT-1119 Từ giản đồ 4.17 4.18 cho thấy, khả xử lý tạp chất lưu huỳnh nitơ có dịng ngun liệu naphtha xúc tác hệ HYT-1119 chứa kim loại Ni-Mo/ Al2O3 gần hoàn toàn Đây ưu điểm vượt trội hệ xúc tác mới, đáp ứng yêu cầu chế biến chủng loại dầu thơ có hàm lượng tạp chất nitơ cao 4.2.2.2 Điều kiện vận hành thiết bị phản ứng NHT áp dụng hệ xúc tác HYT-1119  Nhiệt độ phản ứng: Vì xúc tác hệ HYT-1119 có hoạt tính cao so với xúc tác S-120, nên nhiệt độ vận hành thiết bị phản ứng thấp khoảng 180C, điều giúp giảm tải cho lò đốt gia nhiệt nguyên liệu đầu vào giúp giảm tiêu thụ lượng phân xưởng NHT  Công suất phân xưởng NHT: Xúc tác HYT-1119 có hoạt tính cao nên phù hợp so với xúc tác S-120 vận hành phân xưởng NHT công suất cao 125-130% công suất thiết kế  Xúc tác HYT-1119 nạp kết hợp với lớp xúc tác loại bỏ (bẫy) kim loại HYT-9119 thay cho lớp bi sứ lớp tầng xúc tác chính, ưu điểm giúp tăng khả tách loại cặn bẩn kim loại, kéo dài tuổi thọ loại xúc tác lên 10 năm 21 4.2.2.3 Kết đạt áp dụng xúc tác HYT-1119 thiết bị phản ứng NHT Với ưu điểm vượt trội phân tích đánh giá trên, áp dụng loại xúc tác giúp phân xưởng NHT loại bỏ gần hoàn toàn loại tạp chất lưu huỳnh nitơ có thành phần nguyên liệu naphtha Điều kiện vận hành phân xưởng khắc nghiệt hơn, tiêu thụ lượng Phân xưởng vận hành cơng xuất cao Bảng 4.11, bên tính chất sản phẩm sau khỏi phân xưởng NHT Bảng 4.11 - Chất lương sản phẩm naptha sử dụng xúc tác HYT-1119 Sản phẩm Chỉ tiêu phân tích Tối đa Giá trị đạt Giá trị tiêu với xúc biểu tác HY-1119 Thành phần tạp chất Naphtha từ Nitơ, wt ppm NHT Lưu huỳnh, wt ppm 0,5 ÷ 0,5 0,5 ÷ 0,5 < 0.2 < 0,15 4.2.2.4 Đề xuất cấu hình lớp xúc tác HYT-1119 cần nạp vào thiết bị phản ứng phân xưởng NHT Để tăng hiệu trình loại bỏ tạp chất hàm lượng kim loại có nguyên liệu naphtha vào xử lý phân xưởng NHT, chủng loại xúc tác nạp vào thiết bị phản ứng sơ đồ hình 4.19 bên 22 Hình 4.19 - Giản đồ phương pháp nạp xúc tác HYT-1119 vào thiết bị phản ứng phân xưởng NHT Như vậy, dựa vào ưu điểm nêu trên, việc lựa chọn chủng loại xúc tác HYT-1119 để thay cho xúc tác sử dụng S120 thiết bị phản ứng phân xưởng NHT thời gian đến thật cần thiết nên triển khai để ngăn chặn xử lý triệt để mối nguy hình thành đóng cặn muối NH4Cl tháp Debutanizer, thiết bị trao đổi nhiệt hệ thống đường ống khu vực hạ nguồn phân xưởng Reforming xúc tác CCR 23 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I KẾT LUẬN Luận văn đạt số kết sau:  Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến trình tạo muối NH4Cl nhiệt độ, áp suất từ đưa các điều chỉnh điều kiện vận hành hệ thống thiết bị nhằm hạn chế tối đa khả ngưng tụ muối hệ thống, nhằm kéo dài thời gian hoạt động sản xuất  Luận văn phát triển đưa giải pháp loại bỏ muối NH4Cl cách sử dụng nước để rửa, giải pháp mang lại số kết định cho nhà máy  Luận văn nghiên cứu giải pháp sử dụng cơng nghệ phun hóa chất ACF để chuyển hóa muối NH4Cl trạng thái rắn, có tính ăn mịn cao sang hợp chất khác có tính ăn mịn thấp trạng thái lỏng điều kiện làm việc nên dễ dàng theo dòng sản phẩm khỏi hệ thống  Cuối tác giả phân tích đánh giá chủng loại xúc tác áp dụng phân xưởng xử lý naphtha NHT nhằm giúp cải thiện khả xử lý loại tạp chất, chủ yếu tăng khả xử lý nitơ Với chủng loại xúc tác áp dụng ngăn ngừa hiệu q trình hình thành đóng cặn muối NH4Cl hệ thống II KIẾN NGHỊ  Với tình trạng NMLD Dung Quất, việc áp dụng giải pháp để loại bỏ muối NH4Cl ngưng tụ đóng cặn hệ thống thiết bị, đường ống thật cần thiết cấp bách: Việc áp dụng giải pháp loại bỏ muối nước có hiệu quả, 24 tìm ẩn nhiều rủi ro đặc biệt vấn đề ăn mịn Vì vậy, việc áp dụng giải pháp sử dụng công nghệ chất phân tán ACF mang lại hiệu xử lý cao hơn, hiệu kinh tế trì cơng suất chế biến suốt q trình xử lý muối  Với mục tiêu tăng cường hiệu sản xuất kinh doanh yếu tố trì ổn định vận hành nhà máy chế biến dầu khí thật quan trọng Vì vậy, để đảm bảo công tác vận hành liên tục, không bị gián đoạn yếu tố công nghệ, có vấn đề đóng cặn muối NH4Cl phân xưởng sản xuất xăng từ naphtha, việc áp dụng giải pháp thay chủng loại xúc tác phân xưởng xử lý naphtha NHT nhằm tăng khả xử lý tạp chất Nitơ giúp tránh mối nguy đóng cặn muối việc làm hướng, thiết thực cần triển khai thời gian đến ... ảnh hưởng đến q trình sản xuất, gây ăn mịn hệ thống đường ống thiết bị Vì vậy, việc ? ?Nghiên cứu hình thành NH4Cl thiết bị phân xưởng CCR nhà máy Lọc Dầu Dung Quất: Tác hại giải pháp khắc phục? ??... CHƯƠNG - XÁC ĐỊNH CÁC TÁC NHÂN/ ĐIỀU KIỆN ĐỂ HÌNH THÀNH MUỐI NH4Cl TẠI CÁC THIẾT BỊ Ở PHÂN XƯỞNG CCR 2.1 Xác định tác nhân điều kiện để hình thành muối NH4Cl thiết bị phân xưởng CCR 2.1.1 Tạp chất... cần thiết NMLD Dung Quất, giúp trì an tồn đảm bảo tính ổn định vận hành phân xưởng Mục đích nghiên cứu  Nghiên cứu xác định xác nguyên nhân hình thành muối NH4Cl thiết bị thuộc phân xưởng CCR;