Mô phỏng phân xưởng LCO – HDT nhà máy lọc dầu Dung Quất

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH HYDROTREATING 9 1.1. Tầm quan trọng của quá trình HDT 9 1.2. Cơ sở lý thuyết của quá trình HDT 9 1.3. Động học và nhiệt động học quá trình HDT 11 1.4. Yếu tố ảnh hưởng tới quá trình 13 1.5. Các hãng bản quyền công nghệ 14 CHƯƠNG 2: QUÁ TRÌNH LCO HDT TRONG NMLD DUNG QUẤT 18 2.1. Nguyên liệu 18 2.2. Sản phẩm 20 2.3. Xúc tác của quá trình LCOHDT 21 2.4. Mô tả công nghệ LCOHDT của Dung Quất 22 2.5. Các thông số vận hành chính của công nghệ LCOHDT theo thiết kế 23 CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH LCOHDT 25 3.1. Các hợp chất lưu huỳnh trong LCO 25 3.2. Các phản ứng hóa học 28 3.3. Lựa chọn hệ nhiệt động. 31 3.4. Thiết lập nguồn nguyên liệu LCOHDT 31 3.5. Thiết bị phản ứng 33 3.6. Hệ thống phân tách sản phẩm 33 3.7. Kết quả mô phỏng 36 3.8. Khảo sát các thông số ảnh hưởng tới phản ứng 42 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ THIẾT BỊ 45 4.1. Các số liệu đầu 45 4.2. Lựa chọn vật liệu làm thiết bị 46 4.3. Kích thước thiết bị. 46 4.4. Tính chiều dày thiết bị 46 4.5. Tính đáy và nắp thiết bị 47 4.6. Lựa chọn thiết bị đỡ xúc tác 48 4.7. Lựa chặn đệm 49 4.8. Lựa chọn cơ cấu phân phối khí 50 4.9. Lựa chọn cơ cấu tái phân phối 51 KẾT LUẬN 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KỸ THUẬT HĨA HỌC ****OoO**** ĐỒ ÁN KỸ SƯ Đề tài: Mơ phân xưởng LCO – HDT nhà máy lọc dầu Dung Quất Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: MSSV: TS Nguyễn Anh Vũ Nguyễn Ngọc Khang 20142261 Hà Nội, 01/2019 MỤC LỤC ĐỒ ÁN KỸ SƯ SVTH: Nguyễn Ngọc Khang – 20142261Trang GVHD: TS NGUYỄN ANH VŨ ĐỒ ÁN KỸ SƯ GVHD: TS NGUYỄN ANH VŨ DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT NMLD Nhà Máy Lọc Dầu LCO-HDT Light Cycle Oil - Hydrotreating CDU Crude Distillation Unit RFCC Residue Fluid Cracking Catalyst CCR Continuous Catalyst Reforming LCO Light Cycle Oil LGO Light Gas Oil HGO Heavy Gas Oil HDT Hydrotreating HDS Hydrodesulfurization HDN Hydrodenitrogenation HDO Hydrodeoxygenation HDA Hydrodearomatic HDM Hydrodemetallation LCN Light Cracked Naphta HCN Heavy Cracked Naphta MCN Medium Cracked Naphta SOR Start of Run EOR End of Run LHSV Liquid Hourly Space Velocity FBP Final Boiling Point SVTH: Nguyễn Ngọc Khang – 20142261Trang ĐỒ ÁN KỸ SƯ GVHD: TS NGUYỄN ANH VŨ DANH MỤC BẢNG SVTH: Nguyễn Ngọc Khang – 20142261Trang ĐỒ ÁN KỸ SƯ GVHD: TS NGUYỄN ANH VŨ DANH MỤC HÌNH SVTH: Nguyễn Ngọc Khang – 20142261Trang ĐỒ ÁN KỸ SƯ GVHD: TS NGUYỄN ANH VŨ MỞ ĐẦU Diesel sản phẩm quan trọng nhà máy lọc dầu Dung Quất với suất khoảng 2.3 triệu tấn/năm Một nguyên liệu dùng để phối trộn diesel LCO từ trình RFCC nhà máy lọc dầu Tuy nhiên để đạt yêu cầu chất lượng sản phẩm diesel đặc biệt tiêu chuẩn môi trường, LCO phải trải qua công đoạn xử lý Trong phương pháp khác để loại bỏ hợp chất có hại hợp chất chứa lưu huỳnh, nito, đó, q trình hydrotreating (HDT) q trình khơng thể thiếu nhà máy lọc hóa dầu Q trình HDT cịn cải thiện số tính chất có lợi cho nhiên liệu số xetan, màu sắc nhờ vào trình no hố loại bỏ kim loại hay hợp chất chứa oxi Với đề tài “Mô phân xưởng LCO – HDT nhà máy lọc dầu Dung Quất” em mô lại phân xưởng này, khảo sát yếu tố ảnh hưởng tới trình LCO – HDT thiết kế sơ thiết bị phản ứng Trong đồ án này, phần mềm mô HYSYS sử dụng để mô phỏng, đánh giá thông số vận hành HDT Phần mềm mô công nghệ ASPEN HYSYS phần mềm ứng dụng rộng rãi ngành cơng nghiệp chế biến dầu, khí đốt hóa dầu HYSYS có khả mơ phỏng, tính tốn cân khối lượng lượng tạo thành tối ưu hóa q trình Đồ án em gồm 04 phần chính: Chương 1: Tổng quan q trình HDT Chương 2: Quá trình LCO-HDT nhà máy lọc dầu Dung Quất Chương 3: Mơ q trình LCO-HDT phần mềm HYSYS Chương 4: Thiết kế thiết bị phản ứng SVTH: Nguyễn Ngọc Khang – 20142261Trang ĐỒ ÁN KỸ SƯ GVHD: TS NGUYỄN ANH VŨ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH HYDROTREATING 1.1 Tầm quan trọng trình HDT 1.1.1 Tác hại hợp chất phi hydrocacbon Trong thành phần dầu mỏ thành phần hydrocacbon cịn chứa hàm lượng không nhỏ hợp chất phi hydrocacbon (S, N, O) hợp chất kim Các chất có tác động xấu tới nhiều mặt trình chế biến bảo quản dầu 1.1.1.1 Tác hại lên trình chế biến Các hợp chất S gây ăn mòn thiết bị (chúng tồn dạng mercaptan, H 2S…), làm giảm hoạt tính xúc tác q trình CCR, RFCC, Isome hóa…, làm giảm hoạt tính tuổi thọ Riêng N kim loại tồn dạng nhỏ gây ngộ độc vĩnh viễn cho xúc tác 1.1.1.2 Tác hại lên trình sử dụng nhiên liệu Khi đốt cháy nhiên liệu động cơ, hợp chất chứa S kết hợp với O2 tạo khí SOx Phần lớn thải mơi trường, chúng kết hợp với nước tạo axit tương ứng gây mưa axit làm ô nhiễm môi trường Phần lại động cơ, phần qua hệ thống xả nằm lại động nguội chúng kết hợp với nước tạo axit ăn mịn hệ thống 1.1.1.3 Tác hại lên q trình bảo quản Dầu mỏ sản phẩm dầu mỏ trình bảo quản, chứa hàm lượng hợp chất S gây ăn mòn thiết bị tạo mùi hôi gây ô nhiễm môi trường Các hợp chất N dễ gây màu sản phẩm 1.1.2 Mục đích q trình hydrotreating Q trình HDT trình khử hợp chất phi hydrocacbon H có sử dụng xác tác để loại bỏ chủ yếu S nguyên tố dị tố N, O, kim loại khởi phân đoạn dầu mỏ 1.2 Cơ sở lý thuyết trình HDT 1.2.1 Cơ sở lý thuyết trình HDT Bản chất phản ứng bẻ gảy liên kết nguyên tử cacbon nguyên tố dị tố sau q trình no hóa nối đơi có kèm theo trình bẻ gãy mạch cacbon Nhờ khả bẻ gãy mạch C-S, C-O, C-N, SVTH: Nguyễn Ngọc Khang – 20142261Trang ĐỒ ÁN KỸ SƯ GVHD: TS NGUYỄN ANH VŨ mà HDT có khả loại tạp chất nhờ vào phản ứng no hóa, bẻ gãy mạch C-C mà cải thiện số tính chất nguyên liệu số xetan, tỷ trọng 1.2.2 Các phản ứng mong muốn 1.2.2.1 Phản ứng tách loại lưu huỳnh Mercaptan Sulfide Thiophen Dibenzothiophene 1.2.2.2 Phản ứng tách loại N2 Pyridine Amine Quinoline 1.2.2.3 Phản ứng hydro hóa hợp chất Olefin Đây phản ứng tỏa nhiệt mạnh hợp chất Olefin Diolefin chuyển thành hợp chất no Diolefin + H → olefin Olefin + H → parafin: R-CH=CH2 + H2 → R-CH2-CH3 1.2.2.4 Phản ứng hydro hóa hợp chất Aromatic Đây phản ứng tỏa nhiệt giảm số phân tử nên chúng xảy thuận lợi nhiệt độ áp suất cao Phenol Benzen Phenol + H → Benzen + H 2O SVTH: Nguyễn Ngọc Khang – 20142261Trang ĐỒ ÁN KỸ SƯ GVHD: TS NGUYỄN ANH VŨ Naphtalene 1.2.2.5 Phản ứng hydro hóa hợp chất chứa O Alcohols and phenols Acids Aldehydes 1.2.3 Các phản ứng không mong muốn 1.2.3.1 Phản ứng hydrocracking (HDC) Đây phản ứng không mong muốn, cần phải làm giảm đến mức tối thiểu tiêu thụ nhiều H2 cắt đầu mạch tạo nhiều hydrocacbon ngắn mạch, sinh nhiều khí làm giảm độ khí H2 hồi lưu, giảm lượng gasoil R-CH2-CH2-R’ + H2 → R-CH3 + R’-CH3 1.2.3.2 Phản ứng cốc hóa Do nguyên liệu có chứa thành phần nặng, nên phản ứng xảy điều kiện nhiệt độ áp suất cao gây phản ứng polyme hóa tạo cốc bám bề mặt xúc tác thành thiết bị, làm hoạt tính xúc tác làm bẩn thiết bị Chính mà cần khống chế điều kiện làm việc cơng nghệ để hạn chế phản ứng phụ xảy 1.3 Động học nhiệt động học trình HDT Trong trình HDT thường xảy đồng thời nhiều phản ứng khác Bảng 1.1 Hiệu ứng nhiệt phản ứng HDT [1] Loại phản ứng HDS HDN Phương trình phản ứng Hiệu ứng nhiệt (∆H) R-S-R’ + H2 → RH + R’H + H2S 2.5 ÷ 3.0 R=N-R’+ H2 → RH + R’H + NH3 2.5 ÷ 3.0 SVTH: Nguyễn Ngọc Khang – 20142261Trang ĐỒ ÁN KỸ SƯ GVHD: TS NGUYỄN ANH VŨ R-O-R’ + H2 → RH + R’H + H2O R-M + ½ H2 + A → RH + M-A Phản ứng hydro hóa C10H8 + H2 → C10H12 hydro hóa aromatics R=R’ + H2 → HR-R’H hydro hóa olefins isomerization n-RH → i-RH Phản ứng bẻ liên kết C-C Ar-CH2-R + H2 → Ar -CH3 + RH Hydro dealkyl hóa Cyclo-C6H12 → C6H14 Mở vòng naphthene R-R’ + H2 → RH + R’H Hydrocracking paraffins Các phản ứng khác Ar H → Ar-Ar + H2 Tạo cốc R=R’ + H2S → HS-R-R’H Hình thành mercaptan HDO HDM 2.5 ÷ 3.0 -3 -5.5 Rất nhỏ 1.3 ÷ 1.7 1.3 ÷ 1.7 1.3 ÷ 1.7 -3 Các phản ứng HDS, HDN, HDO xảy bẻ gãy mạch C-S, C-N, C-O tiêu tốn lượng kèm theo trình no hóa sản phẩm tỏa nhiệt lớn Nên hiệu ứng nhiệt chung cho phản ứng HDS, HDN, HDO tỏa nhiệt phản ứng xảy hồn tồn (khơng thuận nghịch) điều kiện tiến hành q trình HDS Với tính chất phản ứng xảy hồn tồn (khơng thuận nghịch) điều kiện tiến hành phản ứng HDS bẻ gãy liên kết C-S, C-N, C-O nên trình tăng nhiệt độ phản ứng HDS làm tăng tốc độ phản ứng HDS, HDN, HDO tức loại bỏ sâu dị nguyên tố S, N, O nguyên liệu sản phẩm Nhưng trình tăng nhiệt độ thúc đẩy phản ứng tạo cốc (do phản ứng tạo cốc thu nhiệt mạnh) đồng thời thúc đẩy phản ứng hydrocracking xảy mạnh phản ứng HDS, HDN, HDO Tuy nhiên, với phản ứng no hóa phản ứng thuận nghịch nên dễ bị khống chế cân hóa học Do phản ứng no hóa tỏa nhiệt mạnh nên tăng nhiệt độ làm tăng tốc độ phản ứng nghịch nghĩa hợp chất naphtenic bị dehydro hóa tạo lại hợp chất thơm Aromatic Do đó, gây ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm tiền chất gây nguyên nhân tạo cốc làm giảm hoạt tính xúc tác SVTH: Nguyễn Ngọc Khang – 20142261Trang 10 ĐỒ ÁN KỸ SƯ GVHD: TS NGUYỄN ANH VŨ Hình 3.19 Cân nhiệt lượng khơng dùng quạt 3.8 Khảo sát thông số ảnh hưởng tới phản ứng 3.8.1 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng lưu huỳnh đầu vào Trong tương lai, NMLD Dung Quất thay nguồn nguyên liệu nguồn nguyên liệu có hàm lượng lưu huỳnh cao Do việc khảo sát hiệu q trình LCO HDT quan trọng thay đổi nguồn nguyên liệu nhà máy Để tiến hành khảo sát, ta ngắt dòng sản phẩm LCO tháp chưng khỏi vùng sấy chân không sử dụng component splitter để tách cấu tử có chứa lưu huỳnh dòng riêng để xác định lưu huỳnh tổng Hàm lượng lưu huỳnh LCO thay đổi từ 0.2 đến 2.5% tuỳ theo nguồn nguyên liệu [7] Do ta sử dụng Case studies để khảo sát cách thay đổi giá trị Set từ 0.2 đến 2.5% với bước nhảy 0.46% Hình 3.20 Ảnh hưởng hàm lượng lưu huỳnh nguyên liệu tới chất lượng sản phẩm SVTH: Nguyễn Ngọc Khang – 20142261Trang 39 ĐỒ ÁN KỸ SƯ GVHD: TS NGUYỄN ANH VŨ Khi lượng lưu huỳnh nguyên liệu tăng lên từ 0.2% đến 2.5% hàm lượng lưu huỳnh sản phẩm LCO tăng lên nhanh chóng từ 23.6 lên 309.8 kg/h tương ứng với khoảng 144 ppm lên 1897 ppm Do cần phải có thay đổi cấu hình nhà máy thay đổi nguồn nguyên liệu có chứa nhiều lưu huỳnh tương lai 3.8.2 Khảo sát ảnh hưởng áp suất tới trình Hình 3.21 Ảnh hưởng áp suất tới hàm lượng lưu huỳnh LCO sản phẩm SVTH: Nguyễn Ngọc Khang – 20142261Trang 40 ĐỒ ÁN KỸ SƯ SVTH: Nguyễn Ngọc Khang – 20142261Trang 41 GVHD: TS NGUYỄN ANH VŨ ĐỒ ÁN KỸ SƯ GVHD: TS NGUYỄN ANH VŨ Các trình hydrodesulfua hoá thường tiến hành áp suất từ 30 đến 100 atm [8] Tiến hành khảo sát từ 30kg/cm đến 100 kg/cm2 Ta thấy tăng áp suất phản ứng từ 30kg/cm2 lên 100 kg/cm2, ta thấy độ chuyển hoá phản ứng tăng lên, hàm lượng lưu huỳnh giảm đáng kể Khi tăng lên tới 100 kg/cm lượng lưu huỳnh cịn 2.246e-003 kg/h Điều với lý thuyết nhiều phản ứng phản ứng giảm thể tích Tuy nhiên việc tăng áp suất dẫn đến chi phí cho máy nén, máy bơm tăng cao, ảnh hưởng tới giá thành chế tạo thiết bị an toàn q trình sử dụng Do phải lựa chọn hợp lý để cân tiêu kinh tế, kỹ thuật SVTH: Nguyễn Ngọc Khang – 20142261Trang 42 ĐỒ ÁN KỸ SƯ GVHD: TS NGUYỄN ANH VŨ 3.8.3 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ Hình 3.22 Ảnh hưởng nhiệt độ tới hàm lượng lưu huỳnh LCO sản phẩm Quá trình HDS thường diễn từ 320 đến 400 oC [8], ta tiến hành khảo sát khoảng nhiệt độ Khi tăng nhiệt độ phản ứng hàm lượng lưu huỳnh sản phẩm giảm Do trình HDS gồm phản ứng thu nhiệt mạnh, lượng hoạt hóa lớn, nên nhiệt độ cao phản ứng thúc đẩy xảy nhanh Nhưng phản ứng tỏa nhiệt mạnh nên nhiệt độ thiết bị phản ứng tăng nhanh Cùng với tăng nhiệt độ dẫn đến tăng phản ứng phụ phản ứng hydrocracking phản ứng ngưng tụ dẫn đến bám cốc bề mặt xúc tác, làm giảm hoạt tính xúc tác làm giảm chất lượng sản phẩm Khi nhiệt độ từ thiết bị phản ứng nhiệt độ cao, phản ứng phụ xảy mạnh Đó lý phải giảm nhiệt độ sau tầng xúc tác hay giảm nhiệt độ cuối q trình Ngồi nhiệt độ cao làm xúc tác nhanh hoạt tính, giảm tuổi thọ sử dụng Chính mà thiết bị phản ứng thường chia thành nhiều tấng xúc tác để dễ điểu chỉnh nhiệt độ SVTH: Nguyễn Ngọc Khang – 20142261Trang 43 ĐỒ ÁN KỸ SƯ GVHD: TS NGUYỄN ANH VŨ CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ THIẾT BỊ 4.1 Các số liệu đầu - Đường kính: 3100 (mm) - Chiều cao: 15415 (mm) - Năng suất: 175 272 kg/h LCO - Lượng Hydro đưa vào: 11406 kg/h - Hàm lượng lưu huỳnh đầu vào: 0.45% - Hàm lượng CO2: 0.0% - Hàm lượng lưu huỳnh ra: 350 ppm max - Áp suất nguyên liệu vào: 59.3 kg/cm2 - Áp suất 56 kg/cm2 - Nhiệt độ vào: 324.4oC - Nhiệt độ ra: 348.8 oC Bảng 4.24 Bảng phân bố xúc tác thiết bị [4] Khối Tầng Tầng Tầng Tầng Tổng lượng Tỉ trọng Chiều cao (kg) 1528 (kg/m3) 1350 (mm) 150 2.3 1245 550 300 HR-945 10 8767 880 1320 HR-448 7.5 5283 700 1000 Ceramic ball ¼’’ 1.1 1585 1400 150 Ceramic ball ¼’’ 1.1 1585 1400 150 HR-448 22.5 15744 700 2980 Ceramic ball ¼’’ 1.1 1585 1400 150 Ceramic ball ¼’’ 1.1 1585 1400 150 HR-448 45 31504 700 6160 Ceramic ball ¼’’ 0.9 1190 1400 150 Ceramic ball ¾’' 2.1 2768 1350 370 95.8 74369 Thành phần Thể tích Ceramic ball ¾’' (m3) 1.1 ACT 077 Thiết bị sử dụng loại thiết bị nhiều tầng cố định, loại đệm, xuyên tâm SVTH: Nguyễn Ngọc Khang – 20142261Trang 44 13030 ĐỒ ÁN KỸ SƯ GVHD: TS NGUYỄN ANH VŨ Hình 4.23 Cấu tạo chung thiết bị phản ứng dạng tầng cố định 4.2 Lựa chọn vật liệu làm thiết bị Quá trình làm việc phản ứng HDS diễn áp suất cao, nhiệt độ cao, ngun liệu có tính ăn mịn cao vật liệu phù hợp để sử dụng làm vỏ thiết bị thép khơng rỉ Ngồi ăn mòn H2S, nhiệt độ cao, H2 làm giòn vật liệu Để chống lại tượng người ta thường sử dụng vật liệu 4Cr-1Mo, nhiên nhiệt độ phản ứng lớn 260 độ dùng 18Cr-8Ni hay S30400 [9] Nhiệt độ làm việc tối đa 1500oC 4.3 Kích thước thiết bị Chiều dài chiều rộng thiết bị cần phải tối ưu hoá Chiều dài lớn làm tăng chênh lệch áp suất đầu vào thiết bị phản ứng dẫn tới làm tăng chi phí máy nén máy bơm Thiết bị thấp tốn nhiều diện tích xây dựng Chiều cao thực tế thiết bị 15.41m đường kính 3.1m [1] Thể tích thiết bị 116m 4.4 Tính chiều dày thiết bị Chiều dày thiết bị tính theo công thức theo tiêu chuẩn ASME Code VIIII[10] SVTH: Nguyễn Ngọc Khang – 20142261Trang 45 ĐỒ ÁN KỸ SƯ GVHD: TS NGUYỄN ANH VŨ P: áp suất thử thuỷ tĩnh (kPa) S: Áp suất cho phép (kPa) t: độ dày (mm) E: hệ số hiệu mối hàn R: bán kính thiết bị (mm): 1050mm - Hệ số hiệu mối hàn E = 1.0 (100%) với mối hàn kiểm tra lại Xray - Giới hạn kéo (Tensile Strength) tối thiểu 515 MPa [10] Hệ số an toàn 2.6 [11] - Giới hạn chảy: (Yeild Strength) tối thiểu 215 MPa [10] Hệ số an tồn 1.5 [11] - S= - Tính áp suất thuỷ tĩnh Áp suất thử thuỷ tĩnh tính nhiệt độ hoạt động thấp thiết bị [12] Áp suất cho phép nhiệt độ làm việc 324.4 đến 348.8oC 12000 psi Áp suất thử thuỷ tĩnh P = áp suất làm việc + áp suất thuỷ tĩnh P =15.41 x 9.81 x 999.31 + 5815343 = 151067.79 + 5815343 = 5966410.79 N/m2 Từ kết tính tốn lựa chọn thép có độ dày quy chuẩn t = 50 mm 4.5 Tính đáy nắp thiết bị Đối với thiết bị có đường kính lớn, ta dùng đáy có hình elips [11], [13].Theo tiêu chuẩn ASME, đáy hình elip thiết kế theo nguyên tắc kết hợp đường cong có bán kính 0.17D, 0.9D Hình 4.24 Cấu tạo đáy nắp hình elip Cơng thức tính bề dày đáy nón theo ASME [10] SVTH: Nguyễn Ngọc Khang – 20142261Trang 46 ĐỒ ÁN KỸ SƯ GVHD: TS NGUYỄN ANH VŨ t: chiều dày đáy nắp P: áp suất thiết bị D: đường kính thân thiết bị S: áp suất cho phép E: hệ số hàn - Áp suất thử thuỷ tĩnh P = áp suất làm việc + áp suất thuỷ tĩnh P =15.41 x 9.81 x 999.31 + 5815343 = 151067.79 + 5815343 = 5966410.79 N/m2 Lấy h: chiều cao đáy nón = 0.25D [11] - Đối với trình hàn kiểm tra Xray ta có E = 1.0 Từ kết tính tốn lựa chọn thép có độ dày quy chuẩn t = 70 mm Chiều cao gờ: SF= 3.t = 3.50 = 150 mm [11] 4.6 Lựa chọn thiết bị đỡ xúc tác Với đường kính tháp 3100mm > 1200mm ta dùng thiết bị đỡ loại SP-1 Raschig Company có chiều dày 265mm làm từ thép hợp kim [13] Kích thước mắt lỗ 15mm cho vịng đai inch cho phần thành Tấm đỡ xúc tác hàn với thân thiết bị để đảm bảo cố định áp suất tăng SVTH: Nguyễn Ngọc Khang – 20142261Trang 47 ĐỒ ÁN KỸ SƯ GVHD: TS NGUYỄN ANH VŨ Hình 4.25 Cấu tạo đĩa đỡ xúc tác 4.7 Lựa chặn đệm Lưới giữ phía có tác dụng giữ cho xúc tác hạt ceramic bé khơng bị theo dịng áp suất tăng lên đột ngột, khơng cản trở q trình phân phối lỏng SVTH: Nguyễn Ngọc Khang – 20142261Trang 48 ĐỒ ÁN KỸ SƯ GVHD: TS NGUYỄN ANH VŨ Hình 4.26 Cấu tạo giữ xúc tác [13] SVTH: Nguyễn Ngọc Khang – 20142261Trang 49 ĐỒ ÁN KỸ SƯ GVHD: TS NGUYỄN ANH VŨ Với đường kính thiết bị 3100 mm, áp suất làm cao, ta chọn loại HP-1 làm thép, đường kính 2960mm, bề dày thành 65mm có chiều cao 80mm, khối lượng 106kg, số chia [13] 4.8 Lựa chọn cấu phân phối khí Việc phân phối khí đồng toàn tiết diện ngang thiết bị quan trọng ảnh hưởng đến hiệu phản ứng hạ nhiệt độ đồng tồn khối chất phản ứng Khí phân phối ống bình thường xảy tượng khơng động lực qn tính dịng khí mơ tả hình Hình 4.27 Cơ cấu phân phối khí [13] Để giảm ảnh hưởng tác động này, sử dụng đầu dẫn khí kiểu hướng xuống khoảng cách đầu ống vỏ thiết bị khuyến cáo lớn 1000mm cho thiết bị có đường kính lớn 2m Và tỷ lệ đường kính thiết bị với SVTH: Nguyễn Ngọc Khang – 20142261Trang 50 ĐỒ ÁN KỸ SƯ GVHD: TS NGUYỄN ANH VŨ khoảng cách phụ thuộc vào tỷ lệ tốc độ thiết bị tốc độ ống [13] Áp suất khí thiết bị 59.3 Áp suất dịng khí Hydro vào 69.3 kg/cm2 Vậy khoảng từ đầu ống đến thành thiết bị là: 2649.57 (mm) 4.9 Lựa chọn cấu tái phân phối Do tốc độ di chuyển hai pha sau tầng đệm xúc tác dày dẫn tới tách pha trộn lẫn không nồng độ lỏng khơng cần có thiết bị để thu gom, trộn phân phối lại Có nhiều cấu phân phối lại, phổ biến buble cap (đĩa chóp) đĩa chóp có nhiều ưu điểm so với loại chimney chẳng hạn mức chất lỏng giữ ổn định tất vận tốc giúp cho trình tiếp xúc đồng Cấu tạo đĩa phân phối lấy theo Patent US5837208A SVTH: Nguyễn Ngọc Khang – 20142261Trang 51 ĐỒ ÁN KỸ SƯ GVHD: TS NGUYỄN ANH VŨ KẾT LUẬN Qua đề tài "Mô phân xưởng LCO HDT nhà máy lọc dầu Dung Quất ", em tìm hiểu cơng nghệ hydrotreating với ngun liệu LCO rút số kết luận NMLD Dung Quất có phân xưởng LCO HDT để xử lý nâng cao chất lượng sản phẩm trước phối trộn Quá trình LCO HDT nhằm để xử lý loại bỏ tạp chất có hại cho sản phẩm lưu huỳnh, nito, oxy, đồng thời cải thiện tính chất khác sản phẩm Q trình mơ tập trung mô lại phản ứng xử lý lưu huỳnh lượng nito, oxi nguyên liệu không đáng kể bỏ qua phản ứng phụ thực tế hydrocracking Q trình mơ cơng nghệ nhà máy cho kết với sản phẩm LCO naptha đạt suất chất lượng gần tương đương với thực tế Sản phẩm khí hạn chế phần mềm, bỏ qua phản ứng phụ nên suất sản phẩm có sai lệch so với thực tế Thiết bị phản ứng HDS thiết kế thiết bị phản ứng dạng đệm tầng cố định, tầng có làm mát phận tái phân phối Với công nghệ xử lý LCO hydro mô sử dụng lượng nguyên liệu 163900 kg/h cho suất 163329.88 kg/h Lượng Hydro sử dụng 4549 kg/h Sản phẩm phụ trình thu khí dùng làm khí nhiên liệu có suất 2291.13 kg/h Naptha có suất 478 kg/h Về vấn đề phát thải, lượng nước thải nhiễm dầu cần xử lý 2121 kg/h, lượng khí đốt Flare 38.74 kg/h SVTH: Nguyễn Ngọc Khang – 20142261Trang 52 ĐỒ ÁN KỸ SƯ GVHD: TS NGUYỄN ANH VŨ TÀI LIỆU THAM KHẢO Binh Son Refinery Co Ltd, “Unit-024 LCO HDT,” Dung Quat Refin Oper Man., 2010 Axens, “HP Petrochemical ProcessHandbook 2014,” Gulf Publishing Company, 2014 KS Lê Hữu Ninh; PGS TS Nguyễn Thị Minh Hiền, “Mơ q trình xử lý ngun liệu LCO nhà máy lọc dầu Dung Quất,” Tạp chí Dầu Khí, 5, tr p 49–54, 2015 Lê Hữu Ninh, “Luận văn thạc sĩ: Mơ q trình xử lý lưu huỳnh nguyên liệu LCO nhà máy lọc dầu Dung Quất,” 2015 Nguyễn Thị Minh Hiền, “Mô q trình cơng nghệ hóa học,” NXB Bách Khoa Hà Nội, 2014 BKSim, “Mô hình thiết bị phản ứng CSTR & PFR,” 2014 Vasant P Thakkar, “LCO Upgrading - A novel approach for greater added value and improved returns,” UOP LLC, 2005 Jinwen Chen, “Hydrodesulfurization of Dibenzothiophenic Compounds in a Light Cycle Oil,” Pet Sci Technol., 21, 5–6, tr p 911–935, 2007 Hiroo Tominaga; Masakgu Tamaki, Chemical Reaction and Reactor Design John Wiley & Sons, 1997 10 American Society of Mechanical Engineering, “2015 ASME Boiler & Pressure Vessel Code,” II, 2015 11 Tập thể tác giả, “Sổ tay Quá trình thiết bị cơng nghệ hóa chất, Tập 2,” NXB Khoa học Kỹ thuật, 1999 12 M H Jowod, “Structural Analysis and Design of Process Equipment,” John Wiley Sons, 1983 13 Nikolai Kolev, “Packed Bed Columns for absorption, desorption, rectification and direct heat transfer.” SVTH: Nguyễn Ngọc Khang – 20142261Trang 53