Nghiên cứu mô phỏng hoàn thiện công nghệ rfcc của nhà máy lọc dầu dung quất khi sử dụng nguyên liệu dầu nặng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT BÙI NGỌC SƠN NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG HỒN THIỆN CƠNG NGHỆ RFCC CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT KHI SỬ DỤNG NGUYÊN LIỆU DẦU NẶNG Ngành: Kỹ thuật hóa học Mã số: 60520301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Nguyễn Anh Dũng HÀ NỘI - 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, luận văn cơng trình nghiên cứu khoa học với nỗ lực cá nhân tơi Các số liệu có nguồn gốc rõ ràng, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu trước Hà Nội, ngày 10 tháng 03 năm 2014 Tác giả Bùi Ngọc Sơn LỜI CẢM ƠN Trước tiên xin gửi lời cảm ơn đến tất quý Thầy cô giảng dạy chương trình Cao học Kĩ thuật hóa dầu K.24 – Bộ mơn Lọc hóa dầu, Khoa Dầu khí, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội, người truyền đạt cho Tơi kiến thức hữu ích Kĩ thuật hóa dầu làm sở cho Tơi thực tốt luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Anh Dũng tận tình hướng dẫn cho Tôi thời gian thực luận văn Thầy truyền đạt cho Tôi kiến thức chuyên ngành, kinh nghiệm làm đề tài hướng dẫn phương pháp ngiên cứu khoa học Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Cơng ty TNHH MTV Lọc - Hóa dầu Bình Sơn tạo điều kiện thuận lợi cho suốt trình nghiên cứu, thu thập số liệu vận hành thực tế Nhà máy lọc dầu Dung Quất Cuối cùng, Tôi xin gửi lời biết ơn đến gia đình động viên, ủng hộ tạo điều kiện tốt cho tơi suốt q trình học thực luận văn MỤC LỤC Trang Lời cam đoan Mục lục Danh mục chữ viết tắt Danh mục bảng MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: CÔNG NGHỆ RFCC 1.1 Giới thiệu công nghệ FCC 1.2 Cơ sở thiết kế 10 1.2.1 Mục đích cơng suất phân xưởng 10 1.2.2 Tính chất nguyên liệu 11 1.2.3 Tính chất sản phẩm (dự tính) 14 1.3 Mơ tả q trình cơng nghệ 16 1.3.1 Cụm phản ứng – tái sinh 16 1.3.2 Cụm chưng cất 21 1.3.3 Cụm thu hồi khí 24 1.4 Điều chỉnh điều kiện vận hành: 26 1.4.1 Tính chất nguyên liệu 27 1.4.2 Cân khối 27 1.4.3 Cân nhiệt 28 1.4.4 Cân áp suất 35 1.5 Ảnh hưởng thông số vận hành 38 1.5.1 Giới thiệu 38 1.5.2 Các biến phản ứng RFCC 39 1.5.3 Ảnh hưởng nhiệt độ nguyên liệu 40 1.5.4 Ảnh hưởng nhiệt độ đầu Ống nâng 42 1.5.5 Ảnh hưởng thời gian lưu 44 1.5.6 Ảnh hưởng hoạt tính xúc tác 46 1.5.7 Ảnh hưởng lưu lượng dịng tuần hồn 47 1.5.8 Ảnh hưởng chất lượng nguyên liệu 48 1.5.9 Ảnh hưởng kim loại cặn carbon 49 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG MÔ PHỎNG 50 2.1 Giới thiệu phần mềm petro-sim 50 2.2 Xây dựng mô 51 2.2.1 Mô theo chế độ vận hành thực tế 51 2.2.2 Các thông số vận hành thực tế phân xưởng 58 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG XỬ LÝ DẦU NẶNG 63 3.1 Kết thu được: 65 3.2 Thay đổi thông số công nghệ 70 3.2.2 Điều chỉnh lượng xúc tác bổ xung 71 3.2.3 Kết thu 73 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ ABD Apparent Bulk Density AI Attrition Index API American Petroleum Institute ASTM American Standard for Testing Metals Atm Atmospheric CCR Conradson Carbon Residue CF Coke Factor CRC Carbon on Regenerated Catalyst C/O Catalyst to Oil ratio E-cat Equilibrium catalyst EP End Point FG Fuel Gas HC HydroCarbon HCO Heavy Cycle Oil HDS Hydro DeSulfurization HF Hydrogen Factor HT Hydrogen Transfer HVGO Heavy Vacuum Gas Oil IBP Initial Boiling Point LCO Light Cycle Oil LOI Loss On Ignition LPG Liquefied Petroleum Gas MAT Micro Activity Test molwt molecular weight MON Motor Octane Number MR Metal Resistance MTBE Methyl Tertiary Butyl Ether PSD Particle Size Distribution RCSV Regenerated Catalyst Slide Valve RE Rare Earth REUSY Rare Earth exchange Ultra Stable zeolite Y REY Rare Earth exchange zeolite Y RGT Regenerator Temperature RON Research Octane Number RVP Reid Vapor Pressure ROT Riser Outlet Temperature SA Surface Area SCSV Spent Catalyst Slide Valve VAC Vacuum VGO Vacuum Gas Oil TBP True Boiling Point TC Thermal Cracking UCS Unit Cell Size USY Ultra Stable zeolite Y DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên bảng Trang Bảng 1.1 Các biến độc lập RFCC 39 Bảng 1.2 Các biến phụ thuộc RFCC 39 Bảng 1.3 Ảnh hưởng nhiệt độ nguyên liệu 42 Bảng 1.4 Ảnh hưởng nhiệt độ ống nâng 44 Bảng 1.5 Ảnh hưởng thời gian lưu 45 Bảng 1.6 Ảnh hưởng hoạt tính xúc tác 47 Bảng 1.7 Chất lượng nguyên liệu tính chất quan trọng nguyên liệu 48 Bảng 3.1 So sánh tính chất nguyên liệu đầu vào: 65 Bảng 3.2 So sánh tính chất sản phẩm: 66 Bảng 3.3 So sánh tính chất sản phẩm: 74 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Phân xưởng RFCC (phân xưởng 15) dự án nhà máy lọc dầu Dung Quất thuộc Tập Đồn dầu khí Việt Nam có cơng suất thiết kế 69.700 thùng ngày (BPSD) cặn chưng cất khí từ loại dầu thô sau: - Dầu Bạch Hổ - Hỗn hợp dầu Bạch Hổ dầu Dubai Mỏ dầu Bạch Hổ có trữ lượng khoảng 300 triệu khai thác thươnng mại từ năm 1986 Tuy nhiên, từ năm 2005 sản lượng dầu khai thác giảm xuống nhanh chóng Để đảm bảo nguồn dầu thơ cho sản xuất, kết hợp đa dạng hóa nguồn cung cấp dầu thô đầu vào cho nhà máy, tăng hiệu kinh tế, Cơng ty Lọc hóa dầu Bình Sơn ngiên cứu tìm kiếm nhập nguồn dầu thơ thay từ nước ngồi đưa phối trộn với dầu thô mỏ Bạch Hổ, tỉ lệ trộn trung bình khoảng 18% tổng lượng dầu thơ Trong thời gian tới, Cơng ty Lọc hóa dầu Bình Sơn tiếp tục đẩy mạnh việc nhập lơ dầu nước ngồi, tăng dần tiến đến thay nguồn dầu thô Bạch Hổ, chủ động đảm bảo nguồn dầu thô cho Nhà máy Lọc dầu Dung Quất vận hành liên tục, mang lại hiệu kinh tế cao Mục đích nghiên cứu Mục đích đề tài xây dựng mơ để đánh giá khả vận hành phân xưởng RFCC nhà máy Lọc Dầu Dung Quất tăng tỉ lệ nguyên liệu dầu nặng Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu vấn đề xử lý dầu nặng phân xưởng RFCC Nhà máy lọc dầu Dung Quất Nhiệm vụ nghiên cứu Xây dựng mơ hình mơ phân xưởng RFCC với đặc tính thiết kế công nghệ liệu nguyên liệu đầu vào theo thực tế vận hành Tăng tỉ lệ dầu Azeri lên 50%, thay đổi thông số công nghệ điều kiện vận hành để tối ưu hóa hiệu kinh tế kĩ thuật thay đổi tỉ lệ dầu nguyên liệu Phương pháp nghiên cứu Trong đề tài, tác giả chủ yếu sử dụng mô để đánh giá công nghệ xác định giới hạn vận hành Đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu chung khoa học như: Phương pháp thống kê, phương pháp phân tích so sánh tổng hợp, phương pháp phân tích kết thí nghiệm,… Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Đề tài đưa kết mô phân xưởng RFCC tăng tỉ lệ dầu Azeri lên 50%, từ thấy tính khả thi mặt cơng nghệ Tác giả đề xuất thay đổi cần thiết thông số vận hành giải pháp công nghệ để đảm bảo hiệu suất phân xưởng đặc tính kĩ thuật sản phẩm Do đó, đề tài liệu tham khảo cho lãnh đạo Cơng ty lọc hóa dầu Bình Sơn việc hoạch định chiến lược Công ty sử dụng dầu thơ, tài liệu hữu ích mặt kĩ thuật vận hành cho kĩ sư công nhân nhà máy Kết cấu luận văn Luận văn gồm phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, kết cấu nội dung luận văn 78 trang 10 bảng với chương: Chương 1: Công nghệ RFCC; Chương 2: Xây dựng mô phỏng; Chương 3: Nghiên cứu mô xử lý dầu nặng; A Đặc tính dịng sản phẩm (ngun liệu 18% dầu Azeri) Thành phần phân đoạn LPG: Tính chất sản phẩm xăng FCC: Tính chất sản phẩm Naphtha: Tính chất sản phẩm LCO: Tính chất sản phẩm DCO: B Đặc tính dịng sản phẩm (ngun liệu 50% dầu Azeri, chưa điều chỉnh thông số vận hành): Thành phần phân đoạn LPG: Tính chất sản phẩm xăng FCC: Tính chất sản phẩm xăng Naphtha: Tính chất sản phẩm LCO: Tính chất sản phẩm DCO: C Đặc tính dịng sản phẩm (nguyên liệu 50% dầu Azeri, điều chỉnh thơng số vận hành): Thành phần phân đoạn LPG: Tính chất sản phẩm xăng FCC: Tính chất sản phẩm Naphtha: Tính chất sản phẩm LCO: Tính chất sản phẩm DCO: ... tỉ lệ nguyên liệu dầu nặng Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu vấn đề xử lý dầu nặng phân xưởng RFCC Nhà máy lọc dầu Dung Quất Nhiệm vụ nghiên cứu Xây dựng mơ hình mơ phân xưởng RFCC với đặc... máy Lọc dầu Dung Quất vận hành liên tục, mang lại hiệu kinh tế cao Mục đích nghiên cứu Mục đích đề tài xây dựng mô để đánh giá khả vận hành phân xưởng RFCC nhà máy Lọc Dầu Dung Quất tăng tỉ lệ nguyên. .. tài liệu tham khảo, kết cấu nội dung luận văn 78 trang 10 bảng với chương: Chương 1: Công nghệ RFCC; Chương 2: Xây dựng mô phỏng; Chương 3: Nghiên cứu mô xử lý dầu nặng; CHƯƠNG CÔNG NGHỆ RFCC