Nghiên cứu phân tích natri hàm lượng vết trong nước lò hơi nhằm kiểm soát độ bền các ống quá nhiệt của nhà máy lọc dầu dung quất

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  BÙI HỒNG NGUN NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH NATRI HÀM LƯỢNG VẾT TRONG NƯỚC LỊ HƠI NHẰM KIỂM SỐT ĐỘ BỀN CÁC ỐNG QUÁ NHIỆT CỦA 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  BÙI HOÀNG NGUYÊN NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH NATRI HÀM LƯỢNG VẾT TRONG NƯỚC LỊ HƠI NHẰM KIỂM SOÁT ĐỘ BỀN CÁC ỐNG QUÁ NHIỆT CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học Mã số: 8520301 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN ĐÌNH MINH TUẤN TS ĐẶNG KIM HỒNG Đà Nẵng – Năm 2019 TĨM TẮT NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH NATRI HÀM LƯỢNG VẾT TRONG NƯỚC LỊ HƠI NHẰM KIỂM SOÁT ĐỘ BỀN CÁC ỐNG QUÁ NHIỆT CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT Học viên: Bùi Hồng Ngun Chun ngành: Kỹ thuật Hóa học Mã số: 8520301 Khóa: 35 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt - Lị thiết bị xảy trình đốt cháy nhiên liệu, nhiệt lượng tỏa biến nước thành hơi, biến lượng nhiên liệu thành nhiệt dòng Trong thiết bị lò hơi, phận ống nhiệt đặc biệt quan trọng, bề mặt ống nhiệt bị đóng cặn điều gây tiềm ẩn mối nguy lớn đến thiết bị lị Vì cần đánh giá, kiểm sốt chất lượng nước lị hơi, với tiêu cần kiểm soát như: pH, silica, độ dẫn điện, tổng chất rắn hòa tan, photphat số kim loại như: sắt, đồng, natri… Trong natri nguyên tố đặc trưng ảnh hưởng đến trình tạo cặn ống nhiệt Khi hàm lượng Na tăng cao nước lò tạo thành muối bám vào thành ống nhiệt nên dẫn đến ăn mịn ống Việc phân tích ngun tố Na hàm lượng vết phức tạp khó thực Na nguyên tố phổ biến, điều gây nhiễu q trình phân tích, dẫn đến sai số lớn cho phép phân tích Từ khóa – Natri hàm lượng vết; ăn mòn ống nhiệt; Lị hơi; Ống q nhiệt; Kiểm sốt chất lượng nước lò STUDY OF ANALYZING SODIUM TRACE IN WATER OF BOILER FOR CONTROLLING OF SUPERHEATED TUBES STABILITY IN DUNG QUAT REFINERY Abstract - A boiler is an equipment in which the combustion occurs, the radiant heat will turn water into steam, turning the energy of the fuel into a thermal energy of the steam stream In the boiler equipment, the parts of the superheated tubes are especially important, if having scale on surface of superheated tubes, this creates a great potential of hazard for the boiler equipment Therefore, it is necessary to assess and control the quality of boiler water, with some indicators need to be controlled such as: pH, silica, conductivity, Total Dissolved Solids (TDS), phosphate and some metals such as iron, copper, sodium, In which sodium is a specific element influences the formation of deposits in superheated tubes When high Sodium content in boiler water will form salt that adheres to the wall of the superheated pipe, leading to corrosion The elemental analysis of trace Sodium content is complicated and difficult to implement because Sodium is a common element, this will cause interference during the analysis, leading to large errors for analysis Key words - Trace Sodium content, Corrosion of superheated tubes; Boiler; Superheated tubes; Quality control for water of boiler MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN TÓM TẮT MỤC LỤC DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Cơ sở khoa học mục đích nghiên cứu 1.1.1 Cơ sở nghiên cứu 1.1.2 Mục đích nghiên cứu 1.2 Phương pháp nghiên cứu 1.3 Tổng quan đề tài nghiên cứu 1.4 Ăn mòn cáu cặn thiết bị lò 1.4.1 Q trình ăn mịn thiết bị lò 1.4.2 Q trình đóng cáu cặn thiết bị lò CHƯƠNG NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2.1 Cơ sở lý thuyết 2.1.1 Sự xuất phổ hấp thụ nguyên tử 2.1.2 Mối quan hệ cường độ vạch phổ hấp thụ nồng độ nguyên tố 10 2.1.3 Phương pháp phân tích hấp thụ nguyên tử thiết bị AAS 12 2.1.4 Kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu khơng lửa 14 2.2 Nội dung nghiên cứu 19 2.2.1 Điều kiện thiết bị dụng cụ 19 2.2.2 Chuẩn bị thiết bị vận hành 20 2.2.3 Chuẩn bị dung dịch Na chuẩn 21 2.2.4 Chuẩn bị mẫu lấy mẫu phân tích 22 2.2.5 Các bước vận hành thiết bị 22 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 33 3.1 Các thông số kỹ thuật Nhà máy 33 3.1.1 Thông số kỹ thuật phân xưởng phụ trợ (Unit 40) 33 3.1.2 Thông số kỹ thuật phân xưởng Cracking xúc tác - RFCC (Unit 15) 34 3.2 Thông số kỹ thuật phương pháp theo nhà sản xuất thiết bị 35 3.3 Thay đổi thông số kỹ thuật đưa đến thành công giải pháp 37 3.4 Tổng hợp kết phân tích mẫu Nhà máy 39 3.5 Hiệu kinh tế 48 3.5.1 Tiết kiệm thời gian 48 3.5.2 Tiết kiệm chi phí 48 3.6 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 49 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao) DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT AAS Atomic Absorption Spectrocopy (Quang phổ hấp thụ nguyên tử) ASTM American Standard Test Method (Phương pháp thử tiêu chuẩn Mỹ) BSR EDL Công ty cổ phần lọc hóa dầu Bình Sơn HCL Hollow Cathode Lamp (Đèn catốt rỗng) TDS Total Dissolved Solids (Tổng chất rắn hịa tan) Electronic Discharge Lamp (Đèn phóng điện khơng điện cực) DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng 2.1 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 Tên bảng Trang Nhiệt độ thời gian tham khảo cài đặt thiết bị Tổng hợp thay đổi thông số kỹ thuật thiết bị Tổng hợp tình trạng gặp phải trình thực giải pháp kết thu Tổng hợp kết đo mẫu thực nhà máy Tổng hợp kết phân tích mẫu chuẩn Tổng hợp kết Na điểm lấy mẫu 15-SC-15-101 Tổng hợp kết Na điểm lấy mẫu 15-SC-15-901 Tổng hợp kết Na điểm lấy mẫu 15-SC-15-902 Tổng hợp kết Na điểm lấy mẫu 4001A-SP2 Tổng hợp kết Na điểm lấy mẫu 4001B-SP2 Tổng hợp kết Na điểm lấy mẫu 4001C-SP2 Tổng hợp kết Na điểm lấy mẫu 4001D-SP2 21 37 37 38 39 39 40 42 45 45 46 47 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu hình 1.1 1.2 1.3 1.4 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 3.1 Tên hình Buồng đốt thiết bị lị Bộ phận nhiệt bên thiết bị lò Ăn mòn lỗ ống trao đổi nhiệt thiết bị lò Ống trao đổi nhiệt bên thiết bị lị bị nỗ Cấu tạo ngun tử Q trình hấp thụ phát xạ Đồ thị thể mối quan hệ D & C Thiết bị quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS Nguồn phát tia cộng hưởng Hệ thống nguyên tử hóa Ống nhân quang điện Các trình xảy ống cuvet graphit đo mẫu Ống cuvet graphit Các giai đoạn xảy lò Graphit Dung dịch chuẩn Cốc chứa mẫu chuyên dụng cho thiết bị AAS-Graphit Đường chuẩn điểm dựng thiết bị Trang 6 10 11 12 13 13 14 17 17 19 22 22 38 MỞ ĐẦU Lò thiết bị xảy q trình đốt cháy nhiên liệu, nhiệt lượng tỏa biến nước thành hơi, biến lượng nhiên liệu thành nhiệt dòng Lị có mặt gần tất nhà máy, xí nghiệp, để sản xuất nước phục vụ cho trình sản xuất điện nhà máy, ngồi nước cịn dùng cơng nghệ đun nóng, chưng cất dung dịch, đặt, sấy sản phẩm,… Thường bão hòa Áp suất tương ứng với nhiệt độ bão hòa cần thiết cho q trình cơng nghệ, nhiệt độ thường từ 110oC đến 180oC Loại lò gọi lò cơng nghiệp, có áp suất thấp Trong lị dùng để sản xuất điện, sản xuất nhiệt, nhiệt sản xuất nhờ q trình: Đun nóng nước đến sơi, sơi để biến nước thành bão hịa q nhiệt Cơng suất lị phụ thuộc vào lưu lượng, nhiệt độ áp suất Các giá trị cao cơng suất lị lớn Trong thiết bị lò hơi, phận ống nhiệt đặc biệt quan trọng, bề mặt ống nhiệt bị đóng cặn điều gây tiềm ẩn lớn đến thiết bị lò nói riêng nhà máy nói chung Chính điều nhà máy cần đánh giá, kiểm sốt thường xun chất lượng nước lò hơi, với tiêu cần kiểm soát như: pH, silica, độ dẫn điện, TDS, photphat số kim loại như: sắt, đồng, natri… Trong natri nguyên tố đặc trưng ảnh hưởng đến trình tạo cặn ống nhiệt Khi hàm lượng Na tăng cao nước lò tạo thành muối bám vào thành ống nhiệt nên dẫn đến ăn mịn ống Do đó, năm nhà máy lọc dầu Dung Quất (Nhà máy) cần gửi số mẫu nước lò phân xưởng đến phịng thí nghiệm giới để đo natri (Na) hàm lượng vết (ppb) điều kiện phòng thí nghiệm Nhà máy chưa phát triển phương pháp Điều gây khó khăn q trình kiểm sốt sản xuất góp phần làm chi phí sản xuất tăng cao Việc phân tích nguyên tố Na hàm lượng vết phức tạp khó thực Na nguyên tố phổ biến, điều gây nhiễu q trình phân tích, dẫn đến sai số lớn cho phép phân tích Ngồi ra, cịn nhiều nhân tố ảnh hưởng q trình phân tích chất chuẩn, chất nền, thơng số kỹ thuật tối ưu thiết bị quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS-Graphite), dụng cụ pha chế [1] Với nhu cầu cấp bách việc kiểm soát chất lượng nguồn nước cung cấp cho lò phục vụ trình sản xuất sản xuất điện nhà máy, đảm bảo nhà máy vận hành an toàn ổn định, đồng thời với mục đích nâng cao lực chuyên môn nhằm khẳng định vị cho nhân phịng thí nghiệm Cơng ty Phụ lục 05 - Kết phân tích thiết bị ngày 13/04/2019 ... BÁCH KHOA  BÙI HỒNG NGUN NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH NATRI HÀM LƯỢNG VẾT TRONG NƯỚC LỊ HƠI NHẰM KIỂM SỐT ĐỘ BỀN CÁC ỐNG QUÁ NHIỆT CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học... KIM HỒNG Đà Nẵng – Năm 2019 TĨM TẮT NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH NATRI HÀM LƯỢNG VẾT TRONG NƯỚC LỊ HƠI NHẰM KIỂM SỐT ĐỘ BỀN CÁC ỐNG QUÁ NHIỆT CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT Học viên: Bùi Hoàng Nguyên Chuyên... Cơng ty 2 Với phân tích nêu trên, luận văn xin lựa chọn trình bày đề tài: ? ?Nghiên cứu phân tích Natri hàm lượng vết nước lị nhằm kiểm soát độ bền ống nhiệt Nhà máy Lọc dầu Dung Quất? ?? 3 CHƯƠNG