Nghiên cứu tối ưu hóa trị số octane và áp suất hơi bão hòa trong xăng khoáng nhằm pha trộn với ethanol tạo sản phẩm xăng sinh học

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  TRƯƠNG THỊ THU HÀ NGHIÊN CỨU TỐI ƯU HÓA TRỊ SỐ OCTANE VÀ ÁP SUẤT HƠI BÃO HÒA TRONG XĂNG KHOÁNG NHẰM PHA TRỘN VỚI ETHANOL TẠO SẢN PHẨM XĂNG SINH HỌC Chuyên ngành: Kỹ thuật Hoá học Mã số: 8520301 TÓM 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: TS Nguyễn Thị Thanh Xuân Phản biện 2: TS Nguyễn Đình Thống Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ ngành Kỹ thuật Hoá học họp Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng vào ngày 30 tháng năm 2019 Có thể tìm hiểu luận văn tại:  Trung tâm Học liệu, ĐHĐN Trường Đại học Bách khoa  Thư viện Khoa Hoá, Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN MỞ ĐẦU Năng lượng vào sống ngày người có vai trò lớn thể tồn tại, phát triển chất lượng sống Năng lượng hiểu dạng vật chất có khả sinh công, bao gồm nguồn lượng sơ cấp: than, dầu, khí đốt nguồn lượng thứ cấp: nhiệt năng, điện sinh thơng qua q trình chuyển hố lượng sơ cấp Con người thu nhận lượng từ nhiều nguồn khác nhau, nguồn nhiên liệu hóa thạch từ tài nguyên thiên nhiên chứa hàm lượng cacbon hydrocacbon cao nên sử dụng nhiều nhất, chiếm 86% nguồn cung cấp lượng sơ cấp Hiện nay, lượng tiêu thụ từ ba nguồn cung cấp khí, than, dầu mỏ đã, tăng lên hàng năm, chí tăng nhanh Tuy nhiên lượng hóa thạch tài nguyên có hạn, trình khai thác nhanh trữ lượng chúng giảm xuống đến thời điểm mà việc khai thác khơng cịn đem lại lợi nhuận khai thác Quy luật Hubbert nêu học thuyết đỉnh điểm Hubbert Do tính hữu hạn nguồn nhiên liệu hóa thạch tác động đến môi trường gây số hậu đến môi trường sống, ảnh hưởng trực tiếp đến người nên khơng riêng nước thuộc khối ASEAN mà giới dần chuyển dịch theo hướng hệ thống lượng bền vững Nhiều nỗ lực thực nhằm tìm kiếm nguồn lượng tái tạo dồi hơn, đa dạng thân thiện Nguồn lượng quan tâm từ thập niên gần nhiên liệu sinh học (NLSH) Ðây loại nhiên liệu hình thành từ hợp chất có nguồn gốc từ động thực vật Nhiên liệu chế xuất từ chất béo động thực vật mỡ động vật, dầu dừa…; từ ngũ cốc lúa mỳ, khoai, ngô, đậu tương…; từ chất thải nông nghiệp rơm rạ, chất thải chăn nuôi…; từ sản phẩm thải công nghiệp mùn cưa, gỗ thải… Loại nhiên liệu có nhiều ưu điểm bật so với nhiên liệu truyền thống (dầu mỏ, than đá…) thân thiện với môi trường nguồn nhiên liệu tái tạo, giúp giảm lệ thuộc vào nguồn nhiên liệu hóa thạch Nhiêu liệu sinh học thường phân thành nhóm sau: Cồn sinh học (Bioethanol): Là cồn (ethanol) sản xuất thông qua trình lên men sản phẩm hữu chứa tinh bột (ngô, sắn), vật liệu cellulose, lignocellulose (rơm rạ, bã mía, vỏ trấu, ) Việc sản xuất cồn sinh học từ sinh khối phế thải nông nghiệp phát triển hướng có nhiều triển vọng Diesel sinh học (Biodiesel): Sản xuất từ loại dầu sinh học, thường thực thông qua trình chuyển hóa cách cho phản ứng với loại rượu phổ biến methanol Diesel sinh học sử dụng thay cho diesel có nguồn gốc dầu mỏ Khí sinh học (Biogas): Được tạo sau trình ủ lên men loại vật liệu hữu Sản phẩm tạo thành dạng khí (khí methane đồng đẳng khác), dùng làm nhiên liệu đốt cháy thay cho khí từ dầu mỏ Sản xuất khí sinh học phát triển từ lâu có nhiều nơi triển khai rộng rãi Một loại nguyên liệu sinh học đề cập cồn sinh học (bioethanol) sử dụng nhiều nghiên cứu pha trộn với xăng truyền thống để tạo loại nhiên liệu mang tên xăng sinh học sử dụng phổ biến giao thông đường (cho loại động đốt xe ô tô xe gắn máy) Và điều giảm thiểu ô nhiễm môi trường cách đáng kể Nhận thức lợi ích mà nguồn nhiên liệu sinh học đem lại, có nhiều nghiên cứu ứng dụng triển khai thực tế để sử dụng loại xăng sinh học (được pha trộn từ ethanol với xăng truyền thống) nước giới Việt Nam Tuy nhiên, việc pha trộn chủ yếu thực xăng khoáng có trị số octane tối thiểu 92,0 Điều chưa mang lại lợi ích kinh tế thực Với nhận định nêu trên, tác giả xin lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu tối ưu hóa trị số octane áp suất bão hịa xăng khống nhằm pha trộn với ethanol tạo sản phẩm xăng sinh học” cho luận văn thạc sĩ Mục tiêu việc nghiên cứu nhằm tính tốn, phân tích đánh giá lựa chọn trị số RON RVP phù hợp xăng khoáng pha trộn từ cấu tử Mixed C4; Isomerate/Light Naphtha; Reformate; RFCC Naphtha; Full range naphtha sản xuất từ BSR để pha trộn với ethanol công nghiệp nhằm đạt xăng sinh học E5, E10 có yêu cầu kỹ thuật phù hợp với TCVN 8063:2015, QCVN 1:2015/BKHCN sửa đổi 1:2017 QCVN 1:2015/BKHCN, mang lại lợi nhuận cao đáp ứng kỳ vọng ngành cơng nghiệp đại mơi trường xanh CHƯƠNG - TỔNG QUAN 1.1 Cơ sở mục tiêu nghiên cứu 1.1.1 Cơ sở nghiên cứu Nhiên liệu sinh học (NLSH) nhiều nước giới sử dụng từ năm 70 kỷ trước Đến nay, có khoảng 50 quốc gia giới sử dụng nhiên liệu sinh học Việt Nam thiết lập đề án phát triển NLSH từ năm 2007, đến tháng 8/2010 PV Oil đơn vị nước thực nghiên cứu, sản xuất, đưa vào sử dụng thí điểm xăng sinh học E5 RON92 kinh doanh thức Nhiều nghiên cứu rõ, động sử dụng xăng sinh học E5 tạo khí thải CO HC, hẳn loại xăng thơng dụng tới 20% Do có mặt thành phần oxy xăng sinh học E5 yếu tố giúp cho nhiên liệu cháy triệt để Đây sở tạo khí thải độc hại CO HC Ngoài việc giảm đáng kể thành phần khí CO HC, khả tăng tốc xe tốt xăng sinh học E5 Bên cạnh đó, việc pha trộn ethanol vào xăng cịn giúp doanh nghiệp tiết kiếm chi phí pha trộn Đặc biệt, giá loại xăng sinh học thấp loại xăng khác phù hợp với túi tiền người tiêu dùng tạo cho họ có thêm điều điện để lựa chọn nhiên liệu sử dụng Đối với sản phẩm xăng sinh học, yếu tố nêu trên, việc phối trộn ethanol vào xăng mang lại lợi nhuận kinh tế cao cấu tử giúp cải thiện trị số octane thay phải phối trộn từ cấu tử reformate có giá thành cao Với vai trò quan trọng cân nhiên liệu giới, lợi ích kinh tế lớn tác động tích cực mơi trường, tương lai gần, triển vọng thị trường xăng sinh học ethanol khẳng định gia tăng mạnh mẽ xu tất yếu phát triển.Với tầm nhìn chiến lược, nhiều quốc gia giới đưa vào sử dụng nhiên liệu sinh học, đặc biệt xăng sinh học Các tỷ lệ pha trộn vào xăng truyền thống thay đổi khoảng rộng, gồm có E5 (5%), E10 (10%), E85 (85%) E100 (100%) Trong khuôn khổ luận văn, tác giả tập trung thử nghiệm để tạo xăng E5, E10 1.1.2 Tính cấp thiết, mục tiêu ý nghĩa nghiên cứu 1.1.2.1 Tính cấp thiết Xuất phát từ thực tế sản xuất phân phối xăng E5 địa bàn tỉnh Quảng Ngãi từ ngày 30/7/2014 theo định 879/QĐUBND Ủy Ban nhân dân tỉnh Quảng Ngãi ngày 19/6/2014 Thông báo kết luận số 255/TB-VPCP ngày 06 tháng năm 2017 “thực Đề án phát triển nhiên liệu sinh học Lộ trình áp dụng tỷ lệ phối trộn nhiên liệu sinh học với nhiên liệu truyền thống” Cho phép tồn hai loại xăng: RON 92 E5 RON92 đến hết ngày 31 tháng 12 năm 2017 Kể từ ngày 01 tháng 01 năm 2018, cho phép sản xuất kinh doanh xăng E5 RON 92 xăng khống RON 95 nhằm góp phần bảo đảm mục tiêu an ninh lượng, giảm dần lệ thuộc vào xăng khống, cải thiện mơi trường, đồng thời thực tốt cam kết Chính phủ Việt Nam với quốc tế giảm khí thải nhà kính, góp phần tạo thu nhập bền vững cho khu vực nông nghiệp thúc đẩy tái cấu ngành nông nghiệp Theo đó, từ ngày 1/1/2018 nay, thị trường Việt Nam không sử dụng xăng RON92 mà xăng E5 RON92 đưa vào sử dụng với xăng RON95 toàn quốc Từ triển khai thực hiện, BSR sản xuất cung cấp xăng khống có trị số RON 92 đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn, quy chuẩn dùng để sản xuất pha chế xăng E5 RON92 nên việc phối trộn sản phẩm xăng thương mại chưa đem lại lợi nhuận cho Nhà máy Một thực tế trị số RON xăng E5 RON92 thị trường đạt khoảng 93,2-93,5 vượt mức yêu cầu tối thiểu 1,2-1,5 đơn vị RON Cho nên tối ưu hoá giá trị RON xăng gốc mà đảm bảo pha xăng sinh học đạt TCVN 8063:2015 quy chuẩn quốc gia QCVN 1:2015/BKHCN việc làm mang lại lợi ích kinh tế cho NMLD Dung Quất Bên cạnh giá trị RVP xăng khoáng RON92 thị trường cho phép theo TCVN, QCVN đến 75 kPa pha trộn với E5 dễ vượt TCVN 8063:2015 quy chuẩn quốc gia QCVN 1:2015/BKHCN, điều làm tăng khả tạo nút gây hao hụt bay bảo quản đồng thời lượng hydrocacbon thất thoát môi trường gây ô nhiễm dễ cháy nổ trình tồn trữ, vận chuyển phân phối Với phân tích vừa nêu, tác giả lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu tối ưu hóa trị số Octane áp suất bão hịa xăng khống nhằm pha trộn với ethanol tạo sản phẩm xăng sinh học” cho luận văn thạc sĩ nhiệm vụ cần thiết không BSR mà Nhà máy Lọc dầu hay Công ty kinh doanh xăng dầu khác 1.1.2.2 Mục tiêu, đối tượng phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu ảnh hưởng tiêu chất lượng sản phẩm phối trộn ethanol từ 1-10 %vol vào xăng khống có RON92 RON95 - Xây dựng, chứng minh việc phối trộn xăng khoáng từ cấu tử trung gian NMLD DQ có trị số RON phù hợp (thấp 92, 95) pha trộn với Ethanol tạo xăng sinh học thương mại E5, E10 RON 92/95 đạt yêu cầu 1.1.2.3 Ý nghĩa - Tăng khả sản xuất xăng thương phẩm RON95, giảm giá thành xăng khoáng pha E5, khuyến khích người tiêu dùng sử dụng xăng sinh học E5/E10; - Tối ưu hóa sản xuất, chống gian lận kinh doanh xăng dầu tăng lợi ích kinh tế Nhà nước 1.2 Các nghiên cứu thử nghiệm, ứng dụng xăng sinh học Trong phần trình bày, giới thiệu nội dung về: 1.2.1 Giới thiệu nhiên liệu xăng sinh học 1.2.2 Các nghiên cứu ứng dụng xăng sinh học giới 1.2.3 Các nghiên cứu ứng dụng nước 1.3 Thị trường Việt Nam định hướng sản xuất 1.3.1 Tình hình sử dụng Xăng sinh học Việt Nam 1.3.2 Tình hình sản xuất ethanol nước 1.3.3 Tình hình sản xuất xăng khống nước 1.4 Quy trình Cơng nghệ sản xuất xăng sinh học 1.4.1 Công nghệ sản xuất yêu cầu kỹ thuật ethanol 1.4.2 Công nghệ sản xuất yêu cầu kỹ thuật xăng khống 1.4.3 Quy trình phối trộn sản xuất xăng sinh học RON92/95 1.4.4 Quá trình xuất bán xăng sinh học CHƯƠNG - NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT 2.1 Phần mềm tính tốn, tối ưu hóa LP ứng dụng 2.1.1 Giới thiệu phần mềm LP (Linear Programing) Phần mềm LP thiết kế theo mô hình tốn học quy hoạch tuyến tính nhằm ứng dụng để giải tốn tối ưu, tìm kết hợp tốt dựa liệu hữu hạn biết thỏa mãn ràng buộc định 2.1.2 Mơ hình phần mềm LP Nhà máy Lọc dầu Dung Quất Nhà máy Lọc dầu Dung Quất áp dụng phần mềm LP (PrincepsLP: phát triển Princeps – Pháp), nhằm mục đích: Lập kế hoạch sản xuất, đánh giá lựa chọn khả chế biến loại dầu thô mới, phối trộn dầu thô, đánh giá kinh tế, chiến lược mua, hoán đổi dầu thô; Thay đổi chế độ vận hành, thử nghiệm chế độ vận hành phân xưởng công nghệ, đánh giá khả làm tăng lợi nhuận, thay đổi tỉ lệ cấu tử phối trộn pha trộn xăng, thay đổi tăng/giảm điểm cắt Naphtha-Kero,…); Đánh giá hiệu kinh tế cho dự án cải hoán, lắp đăt thiết bị mới, 2.1.3 Quy trình tinh chỉnh, cập nhật mơ hình LP NMLD Dung Quất Để mơ hình LP phản ánh khả vận hành, độ linh động Nhà máy thực tế sản xuất Việc chỉnh sửa, cập nhật mơ hình cần thực lần/tháng sở so sánh kết LP với liệu thực tế sản xuất có thay đổi bất thường 2.1.4 Đánh giá kiểm tra tính xác mơ hình LP Định kỳ năm/lần th nhà tư vấn bên đủ lực/kinh nghiệm đánh giá tồn diện mơ hình LP Nhà máy 2.2 Quy trình tính tốn phối trộn xăng khống RON 92/95 2.2.1 Giới thiệu hệ thống phối trộn sản phẩm xăng 2.2.2 Tính chất cần ý q trình tính tốn phối trộn 2.2.3 Cơng thức tính tốn tính chất mẻ trộn Tính chất mẻ trộn tuyến tính theo thể tích cấu tử: Tỷ trọng, RON, hàm lượng benzene, hàm lượng aromatic hàm lượng olefin 2.2.4 Sơ đồ phối trộn tồn chứa Xăng khoáng 2.2.5 Các giới hạn vận hành lập lệnh phối trộn 2.3 Hệ thống phối trộn tự động hệ thống nạp phụ gia 2.3.1 Hệ thống tự động tối ưu phối trộn 2.3.2 Hệ thống nạp phụ gia 2.4 Các thiết bị phương pháp thử nghiệm 2.5 Xác nhận giá trị sử dụng phương pháp thử thiết bị thử nghiệm Mục đích nội dung nhằm đánh giá mức độ tin cậy, ổn định phép thử nghiệm đề cập nghiên cứu thiết 10 - Sử dụng file Sub-model tách từ phần mềm LP xây dựng file excel riêng biệt để thực việc tính tốn pha trộn xăng khoáng từ cấu tử; đồng thời thay đổi tỷ lệ cấu tử thủ công sử dụng solver để đạt tỷ lệ phối trộn cho xăng khống có giá trị RON, RVP mong muốn theo giới hạn nghiên cứu; - Phối trộn xăng khống từ cấu tử trung gian (đã tính toán từ phần mềm LP) để tạo xăng khống có giá trị RON, RVP khác nhau; - Sử dụng phương pháp phân tích theo tiêu chuẩn ASTM quy định TCVN, QCVN để tiến hành phân tích xác định giá trị thực tế sau pha trộn; - Pha chế xăng sinh học từ xăng khoáng phối trộn với tỉ lệ ethanol thay đổi; - Phân tích số tiêu để xác định tính chất thay đổi chúng đưa giá trị RON tối thiểu xăng khoáng để pha chế xăng sinh học cho đạt hiệu kinh tế nhất; - Đánh giá hiệu kinh tế với phương án sản xuất xăng khoáng lựa chọn dùng để pha chế xăng sinh học 3.2 Khảo sát thực trạng tính chất xăng khống xăng E5 thị trường 3.2.1 Tính chất xăng gốc RON 92-II sản xuất BSR Hiện tại, BSR sản xuất xăng khoáng RON 92 có tính chất tiêu biểu bảng bên theo yêu cầu kỹ thuật TCVN 6776:2013 QCVN 1:2015/BKHCN cung cấp cho đơn vị pha chế xăng sinh học BSR thực thuê PVOIL pha chế xăng E5 RON92 đáp ứng TCVN 8063:2015 để cung ứng xăng E5 thị trường Quảng Ngãi 11 SẢN PHẨM RON92-II Tên tiêu Trị số RON Áp suất (Reid), 37,8oC Hàm lượng oxy Phương Đơn pháp vị ASTM D 2699 ASTM D 5191 ASTM D 4815 Khối lượng riêng, ASTM 15oC D 1298 QCVN Giá trị thực tế (tham khảo) - ≥ 92 92,0 ÷ 92,3 kPa 43 ÷ 75 63,7 ÷ 65,9 % wt ≤ 2,7 KPH (< 0,2) kg/m3 Báo cáo 724,5 ÷ 736,1 3.2.2 Tính chất ethanol khơng biến tính Nhiên liệu ethanol dùng thử nghiệm có số tính chất tiêu biểu: - Hàm lượng ethanol, % thể tích: 99,71 (yêu cầu ≥ 99,0 - khơng biến tính ≥ 92,1 - biến tính) - Hàm lượng Methanol, % thể tích: 0,04 (yêu cầu ≤ 0,5) - Hàm lượng nước, % thể tích: 0,258 (yêu cầu ≤ 1,0) - Khối lượng riêng, 15,56oC (60oF), kg/l: 0,7946 (Báo cáo) Theo TCVN, QCVN tiêu kỹ thuật trị số RON áp suất bão hòa không quy định cho nhiên liệu sinh học gốc dùng để pha trộn với xăng khoáng Tuy nhiên tham khảo tài liệu ethanol thường có: Trị số RON khoảng 115 -120; RVP từ 14 – 16 kPa 3.2.3 Tính chất xăng E5 thị trường tỉnh Quảng Ngãi Phân tích mẫu xăng Trạm bán lẻ xăng dầu Quảng Ngãi cho thấy: Một số tiêu có thay đổi so với xăng khống như: RON, RVP, Oxy tổng, hàm lượng nước khối lượng riêng 15oC 12 Ngoài ra, trị số RON vượt mức yêu cầu tối thiểu (92,0) từ 1,2 - 1,6 đơn vị Chỉ tiêu Phương pháp Đơn vị Trị số octane ASTM D2699 - Áp suất ASTM D5191 Khối lượng ASTM riêng,15oC D4052 Hàm lượng oxy ASTM D4815 E5 Trần E5 Vạn E5 Trần Phú Tường Phú 20/01/19 27/02/19 27/02/19 Spec Min 93,6 90/92/95 93,2 93,3 77,1 77,2 77,1 kg/m3 Báo cáo 725,0 725,4 725,9 %wt Max 2,7 1,81 1,85 kPa 43-75 1,60 3.3 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng ethanol lên tính chất xăng thương phẩm có trị số Octane 92 Octane 95 - Tiến hành lấy mẫu xăng khoáng sản xuất Nhà máy vào ngày 8/3/2019 23/6/2019, tính chất tiêu biểu bảng bên dưới: TCVN 6776: Mẫu xăng 2015 RON 92/95 mg/kg - 723,7/735,8 RON - ≥ 92/95 92,0/95,2 RVP kPa 43 -75 71,0/71,7 Hàm lượng Oxy % wt ≤ 2,7 KPH Hàm lượng nước ppm wt - KPH Chỉ tiêu Đơn vị Density - Pha trộn ethanol vào xăng khoáng thương phẩm RON92, RON 95; - Sử dụng xăng khoáng thương phẩm RON 92/95 nhà máy lọc dầu Dung Quất có tính chất nêu Bảng trên, pha trộn với ethanol Công ty Cổ phần Nhiên liệu sinh học Tùng Lâm với tỷ lệ 13 ethanol thay đổi đánh mã số E1, E2… E10 xăng RON 92 /95 có pha trộn ethanol tương ứng 1, 2…10% ethanol 3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng ethanol đến trị số RON xăng thương phẩm RON92, RON95 - Tiến hành phối trộn ethanol vào xăng khoáng với tỷ lệ khác nhau, phân tích độ tăng RON theo phương pháp ASTM D2699 đề cập trên, kết trình bày bảng bên dưới: Từ kết thu bảng cho thấy pha trộn ethanol có tỉ lệ tỉ - 10% thể tích so với u cầu kỹ thuật theo TCVN 8063:2015 TCVN 8401:2015 xăng sinh học pha đến 5%, 10% ethanol dư từ 1,4 – 2,6 đơn vị RON so với yêu cầu, cụ thể: 14 - Đối với xăng khoáng RON 92 RON tăng dần, RON tăng đến 1,4 đơn vị E5, 2,6 đơn vị E10 Độ tăng giá trị RON trung bình đưa thêm % thể tích ethanol vào xăng khống RON92 0,26 đơn vị RON; - Đối với xăng khoáng RON 95 RON tăng dần, tăng 1,0 đơn vị RON E5 1,9 đơn vị RON E10 Độ tăng giá trị RON trung bình đưa thêm % thể tích ethanol vào xăng khống RON95,2 0,20 đơn vị RON 3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng ethanol đến trị số RVP xăng khoáng thương phẩm RON92, RON95 Sự phụ thuộc RVP vào hàm lượng ethanol pha vào xăng khống Hình kết số nghiên cứu công bố, giá trị RVP tăng lên khoảng kPa thể tích ethanol phối trộn vào xăng từ 2% - 10% Từ phân tích trên, tác giả tiến hành khảo sát thay đổi giá trị RVP xăng khoáng phối trộn ethanol với hàm lượng từ 1% - 10% thể tích hỗn hợp theo phương pháp thử ASTM D5191 Kết Bảng bên dưới: 15 Kết cho thấy, đưa ethanol vào xăng khống giá trị RVP sản phẩm tăng lên, giá trị cực đại đạt 7,4 kPa thể tích ethanol pha trộn 8% Như kết thu nghiên cứu hoàn toàn phù hợp với nghiên cứu công bố Để không vượt giới hạn cho phép (80kPa) mẫu xăng khống phối trộn có áp suất bão hịa khơng vượt q 72,6 kPa 3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng ethanol đến Oxy tổng, nước, density xăng khoáng thương phẩm RON92, RON95 Từ kết bảng bên ta thấy pha trộn ethanol - 10% thể tích thì: Hàm lượng oxy tổng tăng dần 1,80 % khối lượng E5 xăng khoáng RON 92 RON95; tăng 3,50 % khối lượng E10 xăng khoáng RON 92 RON95 Đạt so với yêu cầu kỹ thuật cho phép 3,7 % khối lượng 16 - Đối với hàm lượng nước tăng 300 ppm So với yêu cầu kỹ thuật theo TCVN 8063:2015 (không quy định) TCVN 8401:2015 (giá trị cho phép lớn 0,15% thể tích) xăng khống pha đến 5%, 10% ethanol đạt yêu cầu - Khối lượng riêng 15oC mẫu tăng lên yêu cầu kỹ thuật không quy định, việc phân tích có ý nghĩa việc tính tốn cân Nhà máy phục vụ cho công tác mua bán sản phẩm 3.4 Phối trộn xăng khoáng từ cấu tử khảo sát thay đổi RON, RVP pha trộn với ethanol 3.4.1 Phối trộn xăng khống để tối ưu hóa giá trị RON xăng khoáng tạo xăng E5/E10 RON 92 Chạy phần mềm tính tốn Ban ĐĐSX – BSR, xuất tỷ lệ cấu tử phối trộn để đạt xăng khống có RON thay đổi: - 15 xăng khống có giá trị RON: 89,0 - 92,0; ký hiệu R1R15; - 15 xăng khống có giá trị RON: 93,0-94,8; ký hiệu R16R30; - xăng khống có giá trị RVP khác ≤ 75 kPa (RON: 90,9 - 91,2), ký hiệu từ R31-R38; - 10 xăng khống có RVP thay đổi từ 64,0-77,4; ký hiệu: R39- R48 17 Tác giả tiếp tục tiến hành phối trộn với ethanol với tỉ lệ từ 10% thể tích tiến hành phân tích RON, RVP mẫu phịng thí nghiệm Kết Bảng biểu thị tỷ lệ tăng RON/1%thể tích theo biểu đồ: Cứ tỉ lệ pha trộn 1% ethanol vào xăng khống phối trộn từ các cấu tử tăng lên khoảng 0,27 – 0,30 đơn vị RON, giá trị tăng RON trung bình đưa thêm % thể tích ethanol vào xăng khống RON92 0,29 đơn vị RON Đối với RON95 tăng lên 18 khoảng 0,18 - 0,24 đơn vị RON, giá trị tăng RON trung bình đưa thêm % thể tích ethanol vào xăng khoáng RON95 0,21 đơn vị RON So sánh với kết khảo sát mục 3.3.1 RON 92 có tăng cao hơn, điều điều kiện pha trộn PTN tối ưu Do đó, với kết tác giả cho phù hợp 3.4.3 Phối trộn xăng khoáng để đảm bảo RVP đạt yêu cầu pha trộn tạo xăng E5/E10 RON 92/95 - Chạy phần mềm tính tốn Ban ĐĐSX – BSR, xuất tỷ lệ cấu tử phối trộn để đạt xăng khống có RVP ≤ 75 kPa: - Từ R31-R38 cho xăng khống có RON ≤ 92 RVP ≤ 75 kPa; - Từ R39-R48 cho xăng khống có RVP 64,0 đến vượt ngưỡng 75 kPa - Thực pha trộn cấu tử theo công thức để đạt xăng khoáng từ R31 - R48 tiếp tục tiến hành phối trộn với ethanol với tỉ lệ từ 5% 10% thể tích khảo sát để lựa chọn giá trị RVP phù hợp cho xăng khoáng Kết sau: 19 Từ bảng kết phân tích nhận thấy: - Hàm lượng Mixed C4 tăng từ - 4% thể tích RVP tăng từ 59,6 -75,1 kPa, hàm lượng Mixed C4 có tính định cao giá trị RVP xăng khoáng - Khi RVP xăng khoáng chạm đến ngưỡng 75,1 kPa RVP xăng sinh học E5 80,9 kPa, vượt mức cho phép giá trị tối đa 80 kPa theoTCVN 8063:2015 - Tiếp tục tiến hành pha trộn tỷ lệ cấu tử khác để tạo xăng khống có RVP thay đổi từ 64,0 - 77,4 kPa Tiếp tục tiến hành phối trộn với ethanol tạo xăng E5, E7, E10 tương ứng tỷ lệ tương ứng 5%, 7%, 10% phân tích RVP ta kết bên dưới: Từ bảng số liệu phân tích ta thấy, pha ethanol vào thì: - Xăng khống RON 92/95 có RVP ≤ 73 kPa xăng sinh học 20 E5/E7/E10 có RVP đạt yêu cầu kỹ thuật; xăng khoáng RON 92/95 có RVP > 75 kPa xăng sinh học E5/E7/E10 có RVP vượt ngưỡng cho phép từ 43-80 kPa theo TCVN 8063:2015 TCVN 8401:2015 Như vậy, để đảm bảo xăng sinh học E5/ E7/E10 giá trị RVP đáp ứng yêu cầu ≤ 80 kPa theo tiêu chuẩn phải điều chỉnh xăng khống có giá trị RVP đảm bảo ≤ 73 kPa CHƯƠNG - ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ 4.1 Thực tế trạng giải pháp 4.1.1 Hiện trạng: Trong thời gian qua, NMLD Dung Quất chủ yếu sản xuất phối trộn xăng khoáng để pha trộn xăng sinh học có RON92 xăng RON 95 Trong trường hợp khách hàng chuyển đổi từ nhận xăng 92 sang nhận xăng khống có số RON 91 để phối trộn ethanol lượng sản phẩm xăng RON 91 tương đương với lượng xăng RON 92 Như vậy, giảm lượng lượng reformate (có RVP thấp) công thức phối trộn chuyển sang phối trộn xăng RON95, làm tăng lượng xăng RON95 4.1.2 Giải pháp Các giải pháp để phối trộn xăng RON 91 đạt tiêu chuẩn gồm: - Phối trộn trực tiếp Full Range Naphtha (FRN) vào sản phẩm xăng để giữ cân công suất CDU/NHT cân phối trộn xăng: FRN có RVP thấp RON thấp, trộn vào xăng RON 91 giảm RVP sản phẩm cuối không bị lãng phí tiêu RON (RON give away) - Giảm RVP cấu tử phối trộn xăng: Trong thời gian qua, Nhà máy tối ưu lượng tiêu thụ mức tối thiểu, nên làm tăng RVP ba cấu tử phối trộn xăng RFCC naphtha, reformate isomerate cao so với số liệu thiết kế Như vậy, 21 mặt vận hành thực tế điều chỉnh giảm RVP cấu tử xuống mức thấp 4.1.3 Khả tồn chứa, phối trộn xuất bán Với hệ thống hữu cho phép Nhà máy thực phối trộn, tồn chứa xuất bán loại riêng biệt hai loại sản phẩm xăng 92 xăng khoáng RON 91 4.2 Sản lượng sản xuất hiệu kinh tế Khả sản xuất hiệu kinh tế sản xuất xăng 91 ước tính dựa số thông tin sở sau: - Thành phần dầu thô dự kiến cho năm 2019, với công suất CDU 108%; - Nhu cầu sản phẩm hợp đồng term ký cho 06 tháng đầu năm 2019 cụ thể xăng 95 khoảng 166.500 m3/tháng, Jet A-1 khoảng 48.000 m3/tháng - Cập nhật mức phụ phí sản phẩm năm 2019, cụ thể xăng RON 95: - 0,05 USD/thùng, xăng RON92: - 0,05 USD/thùng, Jet A1: -1,2 USD/thùng dầu diesel: -0,65 USD/thùng - Hiện chưa xác định giá xăng khoáng RON 91, giá xăng khống RON 91 giả định trường hợp như: (1) xăng khoáng RON 91 tạm tính xăng 92; (2) xăng khống RON 91 tính thấp xăng 92 - Xăng khoáng RON 91 phối trộn có số RON 91,2 để đảm bảo an tồn (có số RON thấp xăng phối trộn 92.0 0,8 đơn vị RON) Để có tranh tổng thể cho phương án sản xuất/xuất bán xăng RON 91 hiệu kinh tế ước tính số tình tùy thuộc vào thị trường giả định sau: 4.2.1 Chế độ tối đa diesel 4.2.2 Chế độ tối đa xăng 22 4.2.3 Tối đa xăng không trộn FRN vào xăng (dầu thơ naphtha) Nhìn chung, hiệu tổng thể xuất bán xăng khoáng RON 91 phụ thuộc vào thị trường như: giá bán xăng khoáng RON 91, nhu cầu xăng 95, chế độ vận hành, Tuy nhiên, qua đánh giá thấy rõ, việc sản xuất xuất bán xăng khoáng RON 91 với mức xăng RON 92 chí giá xăng RON 91 thấp xăng RON 92 (sẽ lợi nhuận tính tốn để đàm phán với khách hàng giảm giá với mục tiêu bên có lợi) mang lại hiệu kinh tế cho Nhà máy hiệu tăng lên nhu cầu xăng 95 cao KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Với kết thu được, luận văn thành công việc phối trộn mẫu xăng khống có giá trị RON RVP khác sử dụng cho việc pha trộn tạo xăng E5, E10 RON92 RON95 đáp ứng yêu cầu kỹ thuật TCVN, QCVN Các đề xuất cụ thể sau: Đối với trị số RON xăng khoáng: - Pha trộn xăng E5 RON92 xăng khống có trị số octane tối thiểu 90,8, với việc xem xét độ không đảm bảo đo khảo sát phương pháp 0,3 để đảm bảo an tồn đề xuất xăng khống có trị số octane 90,8 - 91,1 dùng để pha trộn 4%- 5% ethanol - Pha trộn xăng E10 RON92 tương lai triển khai sử dụng thị trường xăng gốc có trị số octane tối thiểu 89,6 với việc xem xét độ không đảm bảo đo khảo sát phương pháp 0,3 tác giả đề xuất xăng khống có trị số octane 89,6 89,9 dùng để pha trộn 9% - 10% ethanol - Pha trộn xăng E5 RON95 xăng khống có trị số octane tối 23 thiểu 94,2, với việc xem xét độ không đảm bảo đo khảo sát phương pháp 0,3 để đảm bảo an tồn tác giả đề xuất xăng khống có trị số octane 94,2 - 94,5 dùng để pha trộn 4%- 5% ethanol - Pha trộn xăng E10 RON95 tương lai triển khai sử dụng thị trường xăng khống có trị số octane tối thiểu 93,3, với việc xem xét độ không đảm bảo đo khảo sát phương pháp 0,3 tác giả đề xuất xăng khống có trị số octane 93,3 93,6 dùng để pha trộn 9% -10% ethanol Đối với RVP xăng khống - Từ phân tích kết nghiên cứu thu được, với định hướng sản xuất xăng E5, E10 để đảm bảo áp suất bão hịa khơng vượt q giới hạn cho phép (giá trị 80 kPa) mẫu xăng khống phối trộn phải có áp suất bão hịa khơng vượt 72,6 kPa, đồng thời xem xét độ không đảm bảo đo khảo sát phương pháp 0,5 để đảm bảo an tồn, tác giả đề xuất xăng khống sản xuất phải có giá trị RVP ≤ 73 khi pha trộn với ethanol tạo xăng sinh học E5/E10 có giá trị RVP đáp ứng yêu cầu ≤ 80 kPa theo TCVN, QCVN Về hiệu kinh tế phương án sản xuất sản phẩm xăng khống RON 92/91: Với cấu hình hữu BSR sản xuất phối trộn xăng khống RON 91, có số khó khăn (như giảm RVP, benzen, tiêu tốn thêm lượng…) nhìn chung: - Hiệu tổng thể xuất bán xăng khoáng RON 91 phụ thuộc vào thị trường như: giá bán xăng khoáng RON 91, nhu cầu xăng 95, chế độ vận hành… Tuy nhiên, qua đánh giá thấy rõ, việc sản xuất xuất bán xăng khoáng RON 91 với mức xăng RON 92 chí giá xăng RON 91 thấp (thương 24 thảo với khách hàng giảm lợi nhuận ½ giá trị tính tốn) mang lại hiệu kinh tế cho Nhà máy hiệu tăng lên nhu cầu xăng 95 cao - Mặt khác, xuất bán xăng khoáng RON 91 làm tăng sản lượng xăng, đặc biệt sản phẩm RON95, với giá xuất bán xăng khoáng RON 91 xăng RON 92 lợi nhuận tăng đáng kể cho trường hợp vận hành Nhà máy từ 161.220 đến 335.803 USD/ tháng - Trường hợp, xét đến kịch mức giá xăng RON 91 thấp so với mức giá xăng RON 92 mang lại hiệu kinh tế cho BSR lượng xăng RON 95 sản xuất tăng lên Do vậy, BSR cần đàm phán với khách hàng tăng khối lượng tiêu thụ sản phẩm xăng RON95 mức giá sản phẩm xăng khoáng RON 91 nằm giới hạn điểm hịa vốn nhằm đảm bảo hài hịa lợi ích bên KIẾN NGHỊ Để tận dụng tối đa hội thị trường, đáp ứng kịp thời yêu cầu chủng loại xăng khống khách hàng, qua tăng khả cạnh tranh, hội bán hàng so với NMLD Nghi Sơn, góp phần tăng hiệu sản xuất Nhà máy lợi ích kinh tế đất nước, tác giả có đề xuất: - Kiến nghị với Ban/Ngành liên quan cho phép BSR tự chủ sản xuất xăng khoáng RON 91 (theo QCVN/TCVN xăng RON 90); - Đồng ý với phương án sản xuất/xuất bán xăng khoáng RON 91 giá bán mang lại hiệu kinh tế tăng khả cạnh tranh, hội bán hàng BSR BSR tiếp tục tìm thị trường tiêu thụ xăng RON 95 để mở rộng khả xuất bán sản phẩm xăng RON 95, làm việc với khách hàng nhu cầu đàm phán giá bán xăng khoáng RON 91 phù hợp mang lại hiệu sản xuất để có sở định phương án phối trộn/xuất bán sản phẩm ... chuyển phân phối Với phân tích vừa nêu, tác giả lựa chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu tối ưu hóa trị số Octane áp suất bão hòa xăng khoáng nhằm pha trộn với ethanol tạo sản phẩm xăng sinh học? ?? cho luận văn... xăng khoáng nhằm pha trộn với ethanol tạo sản phẩm xăng sinh học? ?? cho luận văn thạc sĩ Mục tiêu việc nghiên cứu nhằm tính tốn, phân tích đánh giá lựa chọn trị số RON RVP phù hợp xăng khoáng pha trộn. .. công tác mua bán sản phẩm 3.4 Phối trộn xăng khoáng từ cấu tử khảo sát thay đổi RON, RVP pha trộn với ethanol 3.4.1 Phối trộn xăng khoáng để tối ưu hóa giá trị RON xăng khống tạo xăng E5/E10 RON