Công nghệ tách các hợp chất vòng thơm (có phân tích lọc dầu Nghi Sơn, Dung Quất)

MỞ ĐẦU 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ HYDROCACBON THƠM 4 1.1 Benzen 4 1.1.1 Tính chất vật lý của benzen 4 1.1.2 Tính chất hóa học của benzen 5 1.1.3 Ứng dụng của benzen 7 1.1.4 Tình hình tiêu thụ benzen 7 1.2 Toluen 10 1.2.1 Tính chất vật lý của toluen 10 1.2.2 Tính chất hóa học của toluen 11 1.2.3 Ứng dụng của toluen 12 1.2.4 Tình hình tiêu thụ toluen 12 1.3 Xylen 15 1.3.1 Tính chất vật lý của xylen 15 1.3.2 Tính chất hóa học của xylen 16 1.3.3 Ứng dụng của xylen 17 1.3.4 Tình hình tiêu thụ xylen 17 CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ TÁCH HYDROCACBON THƠM 20 2.1 Nguồn nguyên liệu và phương pháp sản xuất hydrocacbon thơm 20 2.1.1 Từ quá trình reforming xúc tác 20 2.1.2 Từ xăng nhiệt phân 22 2.1.3 Từ quá trình cốc hóa than đá 22 2.2 Công nghệ tách hydrocacbon thơm 23 2.2.1 Chưng cất 27 2.2.2 Kết tinh 28 2.2.3 Hấp phụ 35 2.2.4 Chưng đẳng phí 44 2.2.5 Chưng trích ly 48 2.2.6 Chiết dung môi (Trích ly lỏnglỏng) 52 CHƯƠNG 3: SO SÁNH ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 58 3.1 So sánh đánh giá công nghệ 58 3.2 Lựa chọn công nghệ 59 KẾT LUẬN 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

MỤC LỤC Công nghệ tách Hydrocacbon thơm MỞ ĐẦU Các hợp chất hydrocacbon thơm đặc trưng cấu trúc vòng bền vững nhờ xen phủ (cộng hưởng) orbital π Do đó, chúng khơng dễ dàng tham gia phản ứng cộng tác nhân halogen axit anken Tuy nhiên hydrocacbon thơm nhạy với phản ứng electrophil với có mặt xúc tác Các hydrocacbon thơm thường không phân cực Chúng khơng hịa tan nước hịa tan tốt dung môi hữu hexan, dietyl ete tetraclorua cacbon Benzen, toluene, xylen, etylbenzen cumen hydrocacbon thơm ứng dụng rộng rãi cơng nghệ tổng hợp hóa dầu Chúng chất đầu quan trọng cho nhiều trình sản xuất hóa chất polyme thương mại phenol, trinitrotoluene (TNT), nylon chất dẻo Công nghệ tách Hydrocacbon thơm CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ HYDROCACBON THƠM 1.1 Benzen Công thức phân tử: C6H6 Công thức hóa học: Khối lượng phân tử: 78 g/mol 1.1.1 Tính chất vật lý benzen Benzen chất lỏng không màu có mùi thơm đặc trưng Vào mùa đơng, benzene đóng rắn thành khối tinh thể màu trắng Benzen hợp chất dễ bắt cháy cháy thành lửa có muội Hơi benzene tạo thành hỗn hợp nổ với khơng khí khoảng nồng độ rộng Benzen khơng tan nước, tan rượu, ete, dầu hỏa, xăng, nhiều dung mơi hữu khác… Benzen hịa tan nhiều chất nhựa, lưu huỳnh nhiều chất khác, không tan nước Do benzene dung mơi thơng dụng Bảng 1: Một số tính chất vật lý benzene [1] Thông số Khối lượng phân tử, đvC Tỷ trọng 20oC Nhiệt độ nóng chảy, oC Nhiệt độ sôi, oC Độ nhớt 20°C Giới hạn nổ khơng khí (% thể tích) Trên Dưới Nhiệt độ chớp cháy cốc kín, oC Tỷ trọng (khơng khí = 1) Giới hạn tiếp xúc (ppm; giờ) 1.1.2 Tính chất hóa học benzen Benzen 78,11 0,879 5,53 80,1 0,649.10-3 N.s/m2 1,4 7,1 -11,1 2,77 5;8 Do cấu trúc đặc trưng benzene nên phản ứng đặc trưng phản ứng electrophin, cịn phản ứng cộng ơxy hóa đồi hỏi điều kiện phản ứng khắc nghiệt: nhiệt độ, xúc tác, áp suất - Phản ứng cộng hợp + Phản ứng khử: + Tác dụng với Clo Công nghệ tách Hydrocacbon thơm - Phản ứng oxy hóa: Rất khó thực Các chất oxi hóa thơng thường KMnO 4, K2Cr2O7/ H2SO4 khơng có khả oxi hóa nhân benzen Ở nhiệt độ cao, benzen bị oxi hóa oxi tạo anhydric với có mặt xúc tác V2O5 – TiO2, 450°C : - Phản ứng electrophyl SE Benzen ngun liệu quan trọng cơng nghiệp hóa chất Những nguyên tử hidro benzen dễ bị thay clo halogen khác, nhóm sunfo-, amino-, nitro- nhóm định chức khác Clobenzen, hexaclobenzen, phenol, anilin, nitrobenzen… + Phản ứng halogen hóa + Phản ứng nitro hóa + Phản ứng sunfo hóa + Phản ứng ankyl hóa : Cơng nghệ tách Hydrocacbon thơm + Phản ứng axyl hóa : 1.1.3 Ứng dụng benzen - Benzen có vai trị quan trọng thực tế, nguyên liệu để sản xuất loại thuốc trừ sâu, thuốc kháng sinh, chất kích thích tăng trưởng vô số ứng dụng khác…… đởi sống - Người ta sử dụng benzen sản xuất phẩm nhuộm, keo dán… - Không mà sống người lại khơng có xt benzen, chất long não, thuốc paracetamol, thuốc trừ sâu 666 ( bị ngăn cấm, song mở đầu cho ứng dụng thuốc trừ sâu cho nông nghiệp ), thuốc cảm aspirin… - Trong phịng thí nghiệm, benzen sử dụng rộng rãi làm dung môi, benzen độc phải thận trọng làm việc với - Sử dụng chế tạo tơ nhân tạo, nilon, thủy tinh tổng hợp hữu cơ, đồ chống cháy… có nhiều vai trò sống…… - Benzen nguồn nguyên liệu quan trọng công nghiệp phẩm nhuộm anilin, dược phẩm, việc sản xuất chất phụ để nâng cao số octan nhiên liệu động máy bay - Benzen độc, có khả gây ung thư người cao 1.1.4 Tình hình tiêu thụ benzen Hình 1: Biểu đồ tiêu thụ benzen giới năm 2016 [10]: Công nghệ tách Hydrocacbon thơm Benzene loại sản phẩm hóa dầu phổ biến sản xuất chủ yếu nhà máy lọc dầu, sản phẩm phụ sản xuất p-xylene Nó thường thu hồi từ dịng hydrocacbon thơm có chứa toluene hỗn hợp xylen Benzene sản xuất chủ yếu sản phẩm trung gian; đó, nguồn cung khơng phải nhu cầu benzene tồn cầu mà nhu cầu sản phẩm khác (xăng, ethylene, p-xylene) Benzene có nhiều ứng dụng đa dạng ngành cơng nghiệp hố chất, đóng vai trị quan trọng q trình tổng hợp hóa chất khác Các hóa chất sản xuất từ benzene ethylbenzene, cumene, cyclohexane, nitrobenzene chiếm 90% thị trường benzen toàn cầu vào năm 2016 Ngoài ra, benzen hợp chất trung gian để tổng hợp nên hóa chất khác (ví dụ: styrenics, nylons, polycarbonate, nhựa phenol-formaldehyde polyurethane); đó, việc tiêu thụ benzene phổ biến, gắn liền với kinh tế nói chung Sự tiêu thụ Benzene ngày tăng Trung Quốc, nơi mà mức sống ngày cải thiện dẫn đến thúc đẩy việc sử dụng nhiều loại polyme hóa chất ngành xây dựng, cho ứng dụng sản xuất ô tô, để sản xuất loại hàng hóa hàng tiêu dùng đa dạng Trong năm năm qua, tăng trưởng kinh tế chậm lại, Trung Quốc chiếm hầu phần lớn lượng tiêu thụ Benzene toàn cầu, tăng trưởng với tốc độ trung bình gần 9% năm giai đoạn 2011-2016 Trong thời kỳ, nhu cầu giảm tất khu vực khác ngoại trừ Bắc Mỹ Trung Đông, tăng trưởng khiêm tốn 0,5% năm Trên toàn cầu, tiêu thụ benzen chủ yếu sản xuất hai dẫn xuất chính: ethylbenzene cumene Năm 2016, hai thị trường chiếm gần 70% lượng tiêu thụ benzene tổng thể Ngoài ra, benzen sử dụng nhiều lĩnh vực kinh tế, tạo nên sản phẩm lĩnh việc xây dựng, điện tử đồ gia dụng, bao bì, vận chuyển, hàng tiêu dùng y tế Trong thập kỷ qua, tiêu dùng benzene chuyển từ phương Tây (Tây Âu, Bắc Mỹ) khu vực phía Đơng (Đơng Bắc Á, Trung Đông, Đông Nam Á) Trung Quốc ngày có ảnh hưởng quan trọng thị trường benzen Công nghệ tách Hydrocacbon thơm Năm 2016, Đông Bắc Á (chủ yếu Trung Quốc) chiếm gần nửa sản lượng benzene toàn cầu Trong khu vực này, khả cải tiến công nghệ tinh chế nâng cao để đáp ứng nhu cầu xăng dầu tăng nhanh chóng, nhu cầu đa dạng tầng lớp trung lưu phát triển Trung Quốc Đặc biệt, nhà máy p-xylene quy mô lớn ủy nhiệm để cung cấp nguồn nguyên liệu cho q trình polime hóa sản xuất sợi polyester có nhu cầu cao Trung Quốc, nơi trở thành trung tâm sản xuất hàng dệt may tồn cầu Nhìn chung, tỷ lệ bổ sung lượng benzen khu vực Đông Bắc Á tăng cao (khoảng 6,5% năm thập kỷ qua), tăng trưởng tiêu thụ toàn cầu chậm lại, phản ánh suy giảm kinh tế Trung Quốc Do tỷ lệ sản lượng benzene giảm, dẫn đến việc giảm lợi nhuận áp lực lên nhà sản xuất có chi phí cao Trong giai đoạn tới, dự báo hiệu suất kinh tế Trung Quốc động lực quan trọng cho tiêu thụ benzen; nhiên, tốc độ tăng trưởng chậm chiếm ưu đến năm 2021 Nhìn chung, tăng trưởng tiêu thụ benzen dự kiến tốc độ tăng trưởng GDP giới Năng suất benzene dự kiến đưa từ đầu năm, tốc độ chậm phát triển liên tục đơn vị sản xuất dầu mỏ Trung Quốc tạo thành nguồn cung cấp etylen chủ yếu năm 2021 không đồng thời sản xuất benzen Mặc dù mở rộng quy mô sản xuất benzen thông qua cải tiến công nghệ sản xuất p-xylene, Trung Quốc dự kiến nhập lượng benzene tăng lên đến năm 2021 Tiêu thụ benzen toàn cầu dự báo tăng trưởng mức trung bình hàng năm 2-3% giai đoạn 2016-2021 Cơng nghệ tách Hydrocacbon thơm 1.2 Toluen Công thức phân tử: C7H8 Cơng thức hóa học: Khối lượng phân tử: 92 g/mol 1.2.1 Tính chất vật lý toluen Toluen chất lỏng linh động, không màu có mùi giống benzene Nó dễ bắt cháy (do nhiệt độ chớp cháy thấp), cháy thành lửa có muội Toluen có khả hịa tan benzene, etanol, xeton phần lớn dung mơi hữu cơ, tan nước Toluen tạo hỗn hợp đẳng phí với đa số paraffin, rượu,naphtalen…nhiệt độ đẳng phí hỗn hợp gần với nhiệt độ sôi cấu tử thứ hai Toluen không tạo hỗn hợp đẳng phí với số chất như: heptan, metyl cyclohexan, Cis-1,3-dimetyl cyclohexan Bảng 2: Một số tính chất vật lý toluen [1] Thông số Khối lượng phân tử, đvC Tỷ trọng 25oC Nhiệt độ nóng chảy, oC Nhiệt độ sôi, oC Độ nhớt (N.s/m2) 25°C Giới hạn nổ khơng khí (% thể tích) Trên Dưới Nhiệt độ chớp cháy cốc kín, oC Tỷ trọng (khơng khí = 1) Giới hạn tiếp xúc (ppm; giờ) 1.2.2 Tính chất hóa học toluen Toluen 92,13 0,867 -94,99 110,6 0.56 1,3 6,8 4,4 3,14 50;8 - Phản ứng vịng thơm Nhóm CH3 nhóm loại I với ảnh hưởng hiệu ứng liên hợp siêu liên hợp đến electron π vòng benzene làm mật độ e vòng benzene tăng lên vị trí ortho para, đồng thời làm tăng tốc độ phản ứng - Phản ứng nhóm CH3 + Phản ứng halogen hóa : + Phản ứng oxy hóa với điều kiện thích hợp : Công nghệ tách Hydrocacbon thơm Hoặc + Phản ứng hydro hóa tạo naphten, metylcyclohecxan : + Phản ứng Hydrodealkyl hóa + Phản ứng phân bố Toluene có mặt chất xúc tác: Toluen thu từ than đá hay dầu mỏ nguồn thu chủ yếu từ dầu mỏ trình chế biến hóa học khác 1.2.3 Ứng dụng toluen Trong cơng nghiệp đời sống toluene đóng vai trò quan trọng: + Là thành phần cấu từ làm tăng trị số octan, nâng cao giá trị xăng, đặc biệt hoàn cảnh phụ gia chì gần khơng cịn sử dụng làm nhiễm mơi trường tầm quan trọng toluene ngày lớn Công nghệ tách Hydrocacbon thơm + Bên cạnh toluen cịn ngun liệu sản xuất thuốc nổ TNT, ứng dụng lĩnh vực quốc phòng, xây dựng, khai thác quặng … + Trong cơng nghiệp hóa chất, 54% toluene sử dụng để sản xuất benzene, ngồi cịn dụng làm dung mơi, sản xuất sơn 1.2.4 Tình hình tiêu thụ toluen Hình 2: Biểu đồ tiêu thụ toluene giới năm 2015 [11]: Toluene sử dụng sản xuất benzen, p-xylene cho tổng hợp nhựa polyethylene terephthalate (PET), toluene diisocyanates (TDI) cho tổng hợp polyurethane dùng làm dung môi sử dụng rộng rãi Trên khắp giới, việc tiêu thụ hầu hết khu vực bị ảnh hưởng tiêu cực suy thoái kinh tế năm 2008 năm 2009 Sản lượng Bắc Mỹ Tây Âu giảm 8% 12% năm, từ năm 2007 đến năm 2009 Tuy nhiên, Trung Đông, Đông Bắc Á, Đông Nam Á tăng thời kỳ Trong năm tới, khu vực phát triển nhanh Trung Đông, CIS quốc gia vùng Baltic Ấn Độ Tuy nhiên, nhu cầu khu vực phát triển Trung Quốc, Thái Lan Trung Đông tiếp tục tăng trưởng thời kỳ Khi kinh tế toàn cầu bắt đầu phục hồi, thị trường toluene dự kiến cải thiện Từ năm 2010, lượng tiêu thụ toluene giới tăng khoảng 1,5% năm Trong ứng dụng hóa học dùng làm dung môi (ngoại trừ pha trộn vào xăng), nhiên, tốc độ tăng trưởng 0,8% năm Khoảng 50% lượng toluen tiêu thụ để sản xuất benzene, xylen hỗn hợp p-xylene vào năm 2015 Trong năm qua, thị trường tăng khoảng 0,4% năm Năm 2015, lượng tiêu thụ toluene để pha trộn vào xăng chiếm khoảng 22% tổng lượng tiêu thụ toluene để tăng trị số octane để giảm áp suất Trong năm tới, nhu cầu cao từ ngành polyester dẫn đến lượng toluene cao chuyển thành hỗn hợp xylen p-xylene Mức tiêu thụ Toluene Benzene / Xylenes dự kiến tăng với tốc độ trung bình khoảng 6,5% năm năm tới Công nghệ tách Hydrocacbon thơm 10 Tiểu luận CN Tổng hợp hữu Hóa dầu - GVHD: PGS.TS Nguyễn Hồng Liên Chiết lỏng / lỏng hydrocacbon thơm nhờ tiếp xúc ngược chiều dịng dung mơi ngun liệu, nhiệt độ khoảng 40 – 150oC tùy thuộc loại dung môi sử dụng Để đạt độ tinh khiết mong muốn, - parafin có lẫn nhẹ phần benzene bị lơi theo tuần hoàn trở lại đáy thiết bị phản ứng Làm giàu hydrocacbon sản phẩm chiết cách đun sơi chưng trích ly nhiệt độ tối đa - khoảng 150 – 200oC, với hình thành parafin nhẹ phía tuần hồn trở lại tháp chiết Tái sinh dung môi chưng cất đun sơi tuần hồn trở lại Với cơng nghệ tái sinh dung môi tái chiết, hydrocacbon thơm tách khỏi dung mơi ban đầu nhờ q trình tái chiết - hydrocacbon thơm vào dung môi (thường parafin) thu hồi nhờ chưng cất phân đoạn Rửa nước dòng rafinat hydrocacbon thơm thu được, chưng cất dung dịch nước thu để thu hồi dung mơi bị cất theo dịng sản phẩm Công nghệ IFP Dung môi dimethyl sulfoxide (DMSO) CH 3-SO-CH3 có nhiệt độ nóng chảy 18,4 oC, nhiệt độ sơi 189oC, khối lượng riêng d204=1,10, độ nhớt μ (25oC) = 1,99 mPa.s Công nghệ tách Hydrocacbon thơm 102 Tiểu luận CN Tổng hợp hữu Hóa dầu GVHD: PGS.TS Nguyễn Hồng Liên Hình 25: Sơ đồ cơng nghệ trích ly IFP, dung mơi dimethyl sulfoxide (DMSO) [3] Dịng ngun liệu (đã xử lý) vào ngược dòng với dung môi DMSO nguyên chất chứa lượng nhỏ nước, nhiệt độ khoảng 40 oC (tỷ lệ khối lượng dung môi/ nguyên liệu =4/1) Cùng với hydrocacbon thơm, dung môi hịa tan lượng nhỏ hydrocacbon khơng mong muốn Các hợp chất bị thay dịng tuần hồn (C4 + benzene) quay trở lại (tỷ lệ 0.15 phần khối lượng so với nguyên liệu đầu), phần lớn bao gồm parafin sau dễ dàng tách loại chưng cất Phân đoạn nhẹ (butan tỷ lệ 0.35 phần khối lượng so với nguyên liệu đầu) phân đoạn nặng (kerosen) nhiều sản phẩm phải chiết tách Dòng hổi lưu đến đáy tháp trích ly Nó chứa parafin nhẹ khác, lượng nhỏ hydrocacbon thơm, tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu ban đầu Lượng dung môi hàm lượng nước, tỷ lệ dịng tuần hồn (C4 + benzene) phụ thuộc vào thành phần nguyên liệu, suất độ tinh khiết theo yêu cầu Dung môi tái sinh tháp chưng cất thứ cấp, hydrocacbon thơm bị chiết tách hydrocacbon parafin, tốt so với hổi lưu hợp chất butan, nhiệt độ khoảng 50 oC, áp suất đủ để đảm bảo butan Công nghệ tách Hydrocacbon thơm 103 Tiểu luận CN Tổng hợp hữu Hóa dầu GVHD: PGS.TS Nguyễn Hồng Liên khơng có mặt pha hơi, hydrocacbon thơm thu hồi cách chiết tách parafin đơn giản Trong suất q trình chiết tách, dung mơi tái sử dụng trực tiếp, trải qua trình chưng cất trước lần tách cuối Dòng sản phẩm chưng cất bao gồm parafin benzene quay trở lại với nguyên liệu đến giai đoạn chiết tách ban đầu, phần nhỏ DMSO hòa tan pha hydrocacbon thu hồi cách rửa với nước Công nghệ tách Hydrocacbon thơm 104 Tiểu luận CN Tổng hợp hữu Hóa dầu GVHD: PGS.TS Nguyễn Hồng Liên CHƯƠNG 3: SO SÁNH ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 3.1 So sánh đánh giá công nghệ Chưng cất: - - Ưu điểm: Đơn giản, tốn chi phí vận hành Nhược điểm: + Chỉ sử dụng trình xử lý sơ hỗ trợ kỹ thuật khác + Không đủ khả phân tách hydrocacbon thơm khỏi tạp chất lẫn hỗn hợp Phạm vi ứng dụng: Ít sử dụng thực tế Kết tinh - Ưu điểm: Là phương pháp sử dụng quy mô công nghiệp Độ tinh khiết vừa đạt yêu - cầu thương mại, vừa có hiệu kinh tế Nhược điểm: Chỉ sử dụng cho xử lý sản phẩm lỏng q trình cốc hóa Phạm vi ứng dụng: Chỉ áp dụng cho hydrocacbon thơm benzen p-xylen Hấp phụ - Ưu điểm: Là khả phân tách hiệu cao p-xylen khỏi đồng phân phân đoạn C8 Nhược điểm: Với phân đoạn phức tạp khơng có giá trị nhiều Phạm vi ứng dụng: Chưa phổ biến với quy mô lớn Chưng đẳng phí - Ưu điểm: Xử lý phân đoạn giàu hdrocacbon có giá trị kinh tế Nhược điểm: Quá trình tinh chế sản phẩm hiệu Phạm vi ứng dụng: Chỉ áp dụng cho phân đoạn hẹp chứa hydrocacbon thơm Trong thực tế, áp dụng sản xuất benzen toluen Chưng trích ly - Ưu điểm: Xử lý phân đoạn C6 tinh chế Benzen tốt Nhược điểm: Đòi hỏi yêu cầu cao dung môi Phạm vi ứng dụng: Chỉ áp dụng cho hợp chất với độ tinh khiết cao Chiết dung mơi - Ưu điểm: Có tính kinh tế sản xuất hỗn hợp hydrocacbon thơm phân đoạn rộng C6-C8, hiệu tách - tốt Nhược điểm: Đòi hỏi yêu cầu cao dung môi Phạm vi ứng dụng: Phân đoạn C6-C8 Chưng cất Kết tinh Hấp phụ Công nghệ tách Hydrocacbon thơm Chưng đẳng Chưng phí ly trích Trích ly lỏng/lỏng 105 Tiểu luận CN Tổng hợp hữu Hóa dầu Ít sử dụng Sử dụng trình xử lý sơ Hỗ trợ cho kỹ thuật khác Chỉ áp dụng cho benzene pxylen Hiệu suất thu hồi thấp Độ tinh khiết không cao GVHD: PGS.TS Nguyễn Hồng Liên Hiêu Chỉ suất thu hồi áp dụng cho cao phân đoạn Độ hẹp chứa chủ tinh khiết cao yếu HC Chi (benzene, phí thấp toluen) Dung môi không phân cực Thu hồi benzene xylen có độ tinh khiết cao Dung mơi phân cực Sử dụng phổ biến thường kết hợp với chưng trích ly 3.2 Lựa chọn công nghệ Dự án nhà máy lọc dầu Nghi Sơn Dự án lọc dầu Nghi Sơn dự án lọc hóa dầu triển khai khu kinh tế Nghi Sơn, Thanh Hóa Sản phẩm nhà máy gồm khí hố lỏng LPG, xăng, diesel, dầu hoả/nhiên liệu máy bay chủ yếu sử dụng cho thị trường nước Dự án có tổng mức đầu tư lên tới tỷ USD có cơng suất 8,4 triệu dầu thơ năm giai đoạn đầu nâng cấp lên 10 triệu dầu thô năm Dự án hưởng ưu đãi thuế thu nhập DN 10% suốt thời gian 70 năm nhiều ưu đãi khác Đặc điểm Chủ đầu tư dự án Liên hợp Lọc hóa dầu Nghi Sơn cơng ty liên doanh có tên Cơng ty TNHH Lọc hóa dầu Nghi Sơn (NSRP), bao gồm: Tập đồn Dầu khí Việt Nam (25,1% vốn), Công ty Dầu hỏa Kuwait Quốc tế (KPI) (35,1%), Cơng ty Idemitsu Kosan (IKC) 35,1% Cơng ty Hóa chất Mitsui (MCI) 4,7% Công việc chuẩn bị cho dự án triển khai từ năm đầu thập niên 2000 đến ngày tháng năm 2008 liên doanh thức ký kết nhà máy khởi công xây dựng vào 23/10/2013 Dầu thô nhiên liệu cung cấp trực tiếp từ Kuwait cho nhu cầu dự án phía Kuwait Tổng mức đầu tư: Khoảng tỉ USD, vốn vay tỉ USD từ JBIC, KEXIM, NEXI ngân hàng khác Công suất 10 triệu tấn/năm, dầu thô chế biến nhập từ Kuwait Sản phẩm: Khí hóa lỏng LPG, Xăng (RON 92, 95), Dầu Diesel (cao cấp, thường), Dầu hỏa/Nhiên liệu phản lực, nhựa Polypropylene, Para-xylene, Benzene lưu huỳnh Mặt Nhà máy: 400ha bờ GPMB san lấp hồn thiện Cơng nghệ tách Hydrocacbon thơm 106 Tiểu luận CN Tổng hợp hữu Hóa dầu GVHD: PGS.TS Nguyễn Hồng Liên Hồn thành đấu thầu EPC: Tháng 04/2011 Nhà thầu EPC: Liên danh nhà thầu công ty JGC Corporation (Nhật Bản) đứng đầu nhà thầu: Chiyoda Corporation (Nhật Bản), GS Engineering & Construction Corporation (Hàn Quốc), SK Engineering & Construction Co., Ltd (Hàn Quốc), Technip France (Pháp), Technip Geoproduction (M) Sdn Bhd (Malaysia) Nhà thầu nạo vét lần đầu cơng trình biển: Liên danh Nhà thầu PTSC-PVC-Vinawaco Tiến độ Dự án: Ký hợp đồng EPC 27/1/2013; Thời gian thực Hợp đồng EPC 40 tháng; Ngày thực Hợp đồng EPC tháng 22/7/2013; Dự kiến vận hành thương mại: Quý III/2017 Hiệu dự án Theo thỏa thuận với liên danh nhà đầu tư lọc dầu Nghi Sơn, 10 năm, Nhà nước Việt Nam giảm thuế nhập xuống thấp mức ưu đãi kể trên, PVN có trách nhiệm phải bù cho lọc dầu Nghi Sơn số tiền chênh lệch Theo đánh giá Bộ Tài chính, Nhà máy lọc hóa dầu Nghi Sơn vào hoạt động, tổng thu ngân sách nhà nước sụt giảm số thu từ hoạt động xuất nhập bị giảm Về tác động với Tập đồn Dầu khí quốc gia Việt Nam (PVN), bao tiêu sản phẩm từ lọc dầu Nghi Sơn, với phương án giá dầu 45 USD/thùng, tập đoàn phải bù lỗ 1,54 tỷ USD/10 năm (tương đương khoảng 3.500 tỷ đồng/năm) Giá dầu tăng khoản bù lỗ PVN lớn Trong đó, lợi nhuận thu PVN với tư cách cổ đơng tương ứng với tỷ lệ vốn góp khoảng 716 triệu USD/10 năm, tương đương 1.600 tỷ đồng/năm giá dầu 45 USD/thùng Nếu giá dầu mức 50 USD/thùng, lợi nhuận 641 triệu USD/10 năm, tương đương 1.400 tỷ đồng/năm Điểm mấu chốt Lọc dầu Nghi Sơn tổ hợp nhà đầu tư PVN, Kuwait… góp vốn Chính phủ Việt Nam chấp nhận khoản ưu đãi lớn cam kết lỗ PVN thay mặt Chính phủ Việt Nam bù lỗ Những ưu đãi chấp nhận chưa xét đến hàng loạt FTA ký kết chuẩn bị có hiệu lực, Cộng đồng Kinh tế ASEAN (AEC) FTA Việt Nam – Hàn Quốc có hiệu lực Công nghệ tách Hydrocacbon thơm 107 Tiểu luận CN Tổng hợp hữu Hóa dầu GVHD: PGS.TS Nguyễn Hồng Liên Hình 26: Sơ đồ phân xưởng nhà máy lọc dầu Nghi Sơn Trong nhà máy lọc dầu Nghi Sơn, phân xưởng sản xuất hydrocacbon thơm thuộc quyền UOP Naphtha and Aromatics Complex (NAC) Phân xưởng Naphtha and Aromatics Complex (NAC) thiết kế để xử lý toàn nguyên liệu naphtha để sản xuất sản phẩn benzene paraxylene hydrocacbon thơm cho pha trộn xăng Naphtha Aromatics Complex bao gồm phân xưởng: • Naphtha Hydrotreater (including naphtha splitter) • CCR Platformer / CCR Regenerator section (incl reformate splitter) • Sulpholane (Aromatics Extraction) • Benzene / Toluene Fractionation • Isomar (Xylenes Isomerisation) • Tatoray (Toluene Transalkylation) • Xylene Fractionation • Parex (Paraxylene Separation) • Penex (Isomerisation) Cơng nghệ tách Hydrocacbon thơm 108 Tiểu luận CN Tổng hợp hữu Hóa dầu GVHD: PGS.TS Nguyễn Hồng Liên Thông số thiết kế NAC dựa tồn lượng napthta từ dịng naphta ổn định phân xưởng thu hồi LPG Dòng bao gồm naptha từ CDU cộng với naptha từ GOHDS phân xưởng RHDS Dòng nguyên liệu naphta xử lý sơ phân xưởng Naphtha Hydrotreater (NHT) với dịng raffinate tuần hồn từ Aromatics Extraction (Sulpholane) Công suất thiết kế NHT 54.100 BPSD Sản phẩm Naphtha xử lý sau gửi đến NaphthaSplitter, phân tách thành hai dòng: naptha nhẹ nguồn nguyên liệu cho Penex Unit naptha nặng đến Platformer CCR Sau gửi tới CCR Platformer sản phẩm sau chuyển đến phân xưởng Aromatics để sản xuất Paraxylene, Benzen thành phần pha trộn xăng Các sản phẩm Naphtha Aromatics Complex là: • Paraxylene – đưa đến khu lưu trữ sản phẩm • Benzene – đưa đến khu lưu trữ sản phẩm • Hỗn hợp đồng phân hydrocacbon thơm để pha trộn xăng Các sản phẩm phụ bao gồm: • Dịng raffinate từ phân xưởng Sulpholane - tuần hoàn toàn vào phân xưởng Naphtha Hydrotreater • Toluen - sản xuất, cần, để pha trộn xăng • Hydrocacbon thơm C9 / C10 từ đỉnh tháp tách hydrocacbon thơm nặng - để hịa trộn xăng, có u cầu • Hydrocacbon thơm nặng (C10 +) từ đáy tháp tách hydrocacbon thơm nặng- để pha trộn dầu nhiêu liệu • LPG từ CCR Platformer - tới phân xưởng thu hồi LPG • Dịng khí giàu hydro từ phân xưởng PSR Platformer PSR - phần tiêu thụ nội NAC với phần cịn lại chuyển đến hệ thống nén khí hydro nhà máy lọc dầu hệ thống phân phối Bảng 7: Overall Refinery Mass Balance for Base Case [17] Parameters Crude Oil Fuel Gas to Process Unit Furnaces LPG to Export LPG to Gas Turbines LPG to Heat Recovery Turbines Benzene Paraxylene Gasoline 92 RON Gasoline 95 RON Kerosene / Jet Polypropylene Diesel – Premium Diesel – Regular Fuel Oil to boilers and RFCC CO boiler Carbon on RFCC Catalyst Sulphur Product Công nghệ tách Hydrocacbon thơm Output (Ton/day) 27,867 1,242 104 555 115 710 1,974 3,314 3,314 1,707 1,075 6,357 4,238 1,003 805 717 109 Tiểu luận CN Tổng hợp hữu Hóa dầu Loss GVHD: PGS.TS Nguyễn Hồng Liên 637 Dự án nhà máy lọc dầu Vũng Rô a) Giới thiệu sơ lược Dự án Nhà máy lọc hóa dầu Vũng Rơ (VRP) Dự án tổ hợp lọc hóa dầu đặt huyện Đơng Hòa, tỉnh Phú Yên với tổng giá trị tỷ đơla Mỹ, bao gồm có Nhà máy lọc dầu, Tổ hợp hóa dầu Cảng biển Đây dự án đầu tư toàn nhà đầu tư nước ngồi, quản lý dự án nhóm chun gia nước ngồi hoạt động lĩnh vực dầu khí Trong trình thực dự án, VRP áp dụng sách hướng tới việc đảm bảo an tồn mơi trường vị trí đặt dự án khu vực xung quanh Dự án đặc biệt quan tâm để thu hút nguồn đầu tư từ nước điều kiện thị trường sản phẩm dầu khí phát triển nhanh chóng Trong vịng năm qua, nhu cầu sản phẩm hóa dầu Việt Nam tăng 8.7% nguồn nhiên liệu xăng dầu sản phẩm hóa dầu sử dụng Việt Nam chủ yếu nhờ nhập Nền kinh tế Việt Nam đà phát triển mạnh mẽ, tiến gần đến kinh tế quốc gia phát triển khu vực dự đốn cịn tăng nhanh tương lai Tuy nhiên, tính đến năm 2012 nhu cầu lượng tính đầu người Việt Nam 0,5 tấn, 1/4 nhu cầu Malaysia 1/20 so với Singapore Dự án Nhà máy lọc dầu Vũng Rô với cơng suất triệu tấn/năm có đủ tiềm để đáp ứng nhu cầu thị trường lượng Việt Nam tương lai Các sản phẩm lọc dầu hóa dầu VPR cơng ty dầu khí lớn Việt Nam đánh giá cao, phù hợp với thị trường nội địa Bên cạnh đó, sản phẩm đạt cấp tiêu chuẩn Euro V nên hoàn tồn xuất thị trường quốc tế thơng qua đối tác mua bán dầu khí quốc tế Với vốn đầu tư trực tiếp nước ngoài, dự án lọc hóa dầu Vũng Rơ góp phần tạo việc làm, phát triển sở hạ tầng cho tăng trưởng kinh tế tỉnh Phú yên tương lai tăng cường an ninh lượng quốc gia thông qua việc sản xuất nước b) Mơ tả Dự án b.1 Vị trí Dự án Dự án Nhà máy lọc dầu Vũng Rô chiếm diện tích 538 hecta, đặt xã Hịa Tâm, huyện Đơng Hịa tỉnh Phú n VRP xem nhân tố thúc đẩy tăng trưởng kinh tế Khu cơng nghiệp Hịa Tâm, thuộc khu kinh tế ven biển Nam Phú Yên Dự án nằm gần cảng biển Bãi Gốc, cách đường quốc lộ 1A Công nghệ tách Hydrocacbon thơm 110 Tiểu luận CN Tổng hợp hữu Hóa dầu GVHD: PGS.TS Nguyễn Hồng Liên đường sắt quốc gia km, cách phía bắc vịnh Vũng Rơ 10 km, cách phía nam sân bay Tuy Hịa 15 km phía nam thành phố Tuy Hịa 35 km Hình 27: Vị trí nhà máy lọc dầu Vũng Rơ [15] b.2 Khu vực ven bờ Cảng Công ty Vũng Rô Petroleum xây dựng cảng biển tầm cỡ quốc tế nên đảm bảo cho ngành nghề phát triển tỉnh Phú Yên có mối liên hệ trực tiếp với thị trường quốc tế Các cơng trình cảng biển giữ vị trí chủ chốt hoạt động toàn tổ hợp nhà máy lọc dầu khu khu kinh tế Nam Phú Yên Cảng thiết kế để tiếp nhận dầu thô cách thuận lợi kinh tế, đồng thời xuất sản phẩm hóa dầu nhanh chóng hiệu quả, đảm bảo tối ưu hóa dây chuyền hoạt động nhà máy Các cơng trình xây dựng bên bờ biển nhà máy lọc dầu đảm bảo cho tàu bè cập cảng xuất bến linh hoạt, dễ dàng Bên cạnh đó, khu vực khơng cần thi công nạo vét đáy biển nhiều, khả mở rộng công suất tương lai khả thi hạn chế đến mức thấp tác động đến môi trường xung quanh Cấu trúc đáy biển khu vực gần nơi đặt Nhà máy lọc dầu có độ sâu tăng nhanh với chiều dài km Vì thế, nhà máy định đặt phao rót dầu khơng bến để phục vụ cho việc nhập dầu thô đường biển Công nghệ tách Hydrocacbon thơm 111 Tiểu luận CN Tổng hợp hữu Hóa dầu GVHD: PGS.TS Nguyễn Hồng Liên b.3 Nguyên liệu sản phẩm lọc dầu Sau chế biến hỗn hợp dầu VRP dầu thơ nhẹ từ Ả Rập, chuỗi sản phẩm hóa dầu chất lượng cao Nhà máy lọc dầu Vũng Rơ bao gồm: khí hóa lỏng (LPG), xăng A-92, A-95, nhiên liệu cho máy bay, dầu diesel dầu FO, sản phẩm hóa dầu Benzene, Toluene, Mixed Xylene, Polypropylene Xăng dầu diesel sản xuất Nhà máy lọc dầu đạt tiêu chuẩn Euro-V Các sản phẩm khác nhà máy thỏa mãn yêu cầu Việt Nam tiêu chuẩn kỹ thuật quốc tế Hình 28: Biểu đố phân phối nguồn nguyên liệu nhà máy lọc dầu Vũng Rô [15] b.4 Các phân xưởng công nghệ quyền Bảng 8: Các phân xưởng công nghệ quyền nhà máy lọc dầu Vũng Rô [15] Mục Nhà cung cấp UOP Phân xưởng UNIONFINING™PROCESS Công nghệ tách Hydrocacbon thơm 112 Tiểu luận CN Tổng hợp hữu Hóa dầu CB&I/Lummus Technology Inc INEOS JACOBS GVHD: PGS.TS Nguyễn Hồng Liên SELECTFINING™ PROCESS RESID UOP FLUID CATALYTIC CRACKING PROCESS PLATFORMING™ PROCESS PENEX™ PROCESS HUELS SELECTIVE HYDROGENATION PROCESS UOP INDIRECT ALKYLATION (INALK™) PROCESS SULFOLAN™ PROCESS MEROX™ PROCESS CHLORSORB™ SYSTEM LOW PRESSURE RECOVERY AND THE OLEFINS CONVERSION TECHNOLOGY PROCESSES THE INNOVENE PP GAS PHASE POLYPROPYLENE PROCESS SUPERCLAUS® PROCESS CAUSTIC SCRUBBER PROCESS SHELL SULFUR DEGASIFICATION PROCESS Công nghệ tách Hydrocacbon thơm 113 Tiểu luận CN Tổng hợp hữu Hóa dầu GVHD: PGS.TS Nguyễn Hồng Liên KẾT LUẬN Các hydrocacbon thơm ứng dụng rộng rãi công nghệ tổng hợp hóa dầu Chúng chất đầu quan trọng cho nhiều q trình sản xuất hóa chất polyme thương mại phenol, trinitrotoluene(TNT), nylon chất dẻo Ngày nay, công nghệ sản xuất hydrocacbon thơm ngày đại phát triển để đáp ứng nhu cầu sử dụng hydrocacbon thơm phục vụ cho công nghiệp Qua tiểu luận môn học Công nghệ Tổng hợp hữu hóa dầu, nhóm chúng em có thêm kiến thức hiểu biết để áp dụng cơng nghệ vào q trình xử lý phân đoạn hydrocacbon thơm Việt Nam Chúng em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Hồng Liên giúp chúng em hồn thành tiểu luận Cơng nghệ tách Hydrocacbon thơm 114 Tiểu luận CN Tổng hợp hữu Hóa dầu GVHD: PGS.TS Nguyễn Hồng Liên TÀI LIỆU THAM KHẢO 18 Phạm Thanh Huyền, Nguyễn Hồng Liên Công nghệ tổng hợp Hữu – Hóa dầu Nhà xuất KHKT Năm 2006 19 Hồng Trọng m (chủ biên) Hóa học hữu tập Nhà xuất KHKT Năm 2001 20 Alain Chauvel, Gilles Lefebrve Petrochemical Process vol Insitut Francais du Pétrole Publications.1989 21 Robert Meyers Handbook of Petroleum Refining Process The McGraw-Hill Companies 2004 22 Willey-VCH ULLMANN'S Encyclopedia of Industrial Chemistry 23 J.P Garcia Villaluenga, A Tabe-Mohammadi A review on the separation of benzene/cyclohexane 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 mixtures by pervaporation processes Journal of Membrane Science 169 (2000) 159–174 UOP Aromatics Complex UOP LLC 2006 UOP Sulfolane TM Process UOP LLC 2006 UOP Parex TM Process UOP LLC 2006 https://www.ihs.com/products/benzene-chemical-economics-handbook.html https://www.ihs.com/products/toluene-chemical-economics-handbook.html https://www.ihs.com/products/xylenes-chemical-economics-handbook.html https://modularprocess.com/liquid-liquid-extraction/extraction-column-types/scheibel-columns/ https://modularprocess.com/liquid-liquid-extraction/extraction-column-types/karr-columns/ http://vungropetroleum.com/index.php/home/vung-ro-refinery-project/?lang=vi https://vi.wikipedia.org/wiki/Dự_án_lọc_dầu_Nghi_Sơn http://www.nsrp.vn/ Công nghệ tách Hydrocacbon thơm 115 ... cao Công nghệ tách Hydrocacbon thơm Trích ly lỏng/lỏng Dung mơi phân cực Sử dụng phổ biến thường kết hợp với chưng trích ly 46 3.2 Lựa chọn công nghệ Dự án nhà máy lọc dầu Nghi Sơn Dự án lọc dầu. .. Hàn Quốc có hiệu lực Cơng nghệ tách Hydrocacbon thơm 48 Hình 26: Sơ đồ phân xưởng nhà máy lọc dầu Nghi Sơn Trong nhà máy lọc dầu Nghi Sơn, phân xưởng sản xuất hydrocacbon thơm thuộc quyền UOP Naphtha... nhiệt: tuần hồn dịng chất lỏng khác Hình 9: Sơ đồ cơng nghệ Phillips tách p-xylen phương pháp kết tinh [3] Công nghệ tách Hydrocacbon thơm 25 Trong số công nghệ xuất sớm nhất, công nghệ hãng Phillips