2.2.6.I. Giới thiệu phân xưởng thơm ♦♦♦ Phân xưởng BTX bao gồm các xưởng sau:
• Naphta hydrotreater • Penex • CCR • Xylenes fractionation • Benzene-toluen fractionation • Tatoray • Isomar
Phân xưởng BTX có khả năng hoạt động độc lập tùy thuộc vào sự sẵn có của nguyên liệu, hydro và các thiết bị phụ trợ.
Khi dung lượng lưu trữ trung gian đã đầy sẽ cho phép phân xưởng tiếp tục sản xuất benzene và paraxylene nếu một trong hai xưởng naphta hydrotreater hoặc CCR
mất điện ngắn hạn, và sự hoạt động liên tục của phân xưởng BTX, CDU và LPGRU trong khoảng thời gian bị mất điện.
Sản phẩm Paraxylene và benzene được làm lạnh và đưa đến thùng chứa sản phẩm để lưu trữ.Isomerat được làm lạnh và đưa đến thùng chứa thành phần phối trộn xăng.Heavy aromatic được làm lạnh và đưa đến thùng chứa thành phần phối trộn fuel oil.Toluen và A9 thường được dùng làm nguyên liệu trực tiếp cho xưởng Tatoray hoặc có thể làm lạnh để lưu trữ trong thùng chứa thành phần phối trộn.LPG từ xưởng CCR sẽ được đưa đến tháp loại etan trong phân xưởng LPGRU.
Phân xưởng BTX thường hoạt động với 100% nguyên liệu trực tiếp tận dụng tối đa nguồn năng lượng.nhưng cũng có thể chấp một phần hoặc toàn bộ nguồn nguyên liệu lạnh từ thùng chứa để đảm bảo sảm phẩmđạt yêu cầu về chất lượng.
♦♦♦Mục đích thiết kế:
Phân xưởng BTX được thiết kế để xử lý nguyên liệu naphta sản xuất benzene
và paraxylene có độ tinh khiết cao để xuất khẩu và dòng isomerat thích hợp cho việc phối trộn xăng.
Xưởng CCR của phân xưởng sản xuất hydro có độ tinh khiết 99.9% để chuyển đến các máy nén và đến hệ thống phân phối để sử dụng trong nhà máy.LPG từ CCR sẽ được đưa đến tháp loại etan của phân xưởng LPGRU để xử lý.
Về mặt thiết kế, phân xưởng BTX tối đa hóa sản xuất paraxylene để tăng thêm lợi nhuận. Benzen được coi là sản phẩm phụ trong quá trình sản xuất paraxylene, là ưu tiên thứ hai.
Isomerat là sản phẩm không mong muốn, lượng isomerat được tạo ra càng giảm sẽ càng có lợi cho việc sản xuất paraxylene và benzene.
Sản xuất heavy aromatic cũng cần được giảm đến mức tối thiểu để tăng thêm sản lượng paraxylene và benzene.
L- Raf --- > REF ARO/TA PARAXYLENE BENZEN s BTX - NA HyAro V
Hình 2.6:Sơ đồ phân xưởng BTX.
2.2.6.3. Sản phẩm phân xưởng ♦♦♦Sản phẩm chính : xưởng ♦♦♦Sản phẩm chính :
Hai sản phẩm chính mang tính kinh tế cao là benzene và paraxylene
Ngoài hai sản phẩm chính mang tính kinh tế cao, phân xưởng BTX còn sản xuất cácsản phẩm khác:
- Thành phần phối trộn sản phẩm :
Phân xưởng tạo ra các sản phẩm sau có chất lượng phù hợp đem đi phối trộn để đáp ứng các yêu cầu kĩ thuật của xăng:
+ Isomerat từ xưởng Penex.
+ Toluen từ xưởng Toluene-benzen fractionation.
+ Dòng A9 từ đỉnh tháp tách heavy aromatic.
Trong quá trình vận hành bình thường, dòng toluene và A9 trở thành nguyên liệu cho xưởng tatoray.
Ngoài ra, isomerat từ xưởng Penex bắt buộc phải có chỉ số RON tối thiểu là 88 và điểm sôi cuối của dòng A9 phải thấp hơn 2100C.
• Dòng heavy aromatic : Dòng heavy aromatic sản xuất trong phân xưởng BTX được xem như fuel oil và được đưa đến bồn chứa fuel oil.
• Hydro: Hydro sản xuất trong phân xưởng BTX có độ tinh khiết 99.9% được chuyến đến các máy nén và hệ thống phân phối để sử dụng trong nhà máy.
• LPG từ xưởng CCR khi đã đạt được các chỉ tiêu yêu cầu sẽ được đưa
đến tháp loại etan của phân xưởng LPGRU. LPG của xưởng CCR phải chứa ít hơn 1.1 %mol C5+.
♦♦♦Sản phẩm phụ:
Các sản phẩm phụ có thể có trong qua trình vận hành của phân xưởng BTX:
• Off-gas từ phân xưởng NHT sẽ được đưa đến phân xưởng LPGRU.
• Fuel-gas từ xưởng Isomar và Tatoray sẽ được đưa đến hệ thống phân phối khí nhiên liệu.
• Tail gas từ PSA trong xưởng CCR chuyển đến xưởng sản xuất hydro. • Nước chua và nước bị ô nhiếm hydrocarbon được đem đi xử lý. • Khí thải từ lò gia nhiệt trong phân xưởng BTX.
• Khí thải trong thiết bị tái sinh của xưởng CCR.
Đối với khí lò, khí thải dạng hạt, sẽ được giới hạn tối đa là 50mg/Nm3. Loại bỏ clorua và HCl trong thiết bị tái sinh của xưởng CCR. Khí nhiên liệu (fuel-gas) cần có hàm lượng H2S tối đa là 50ppmwt.
2.2.6.4. Yêu cầu thiết kế ♦♦♦Phạm vi hoạt động
Phân xưởng BTX được thiết kế để hoạt động tốt trong khoảng 50-100% lượng nguyên liệu thiết kế trong khi vẫn đáp ứng các thông số kĩ thuật của sản phẩm.
♦♦♦Chu kì hoạt động
Chất xúc tác được quy định tối thiểu 4 năm hoạt động giữa mỗi chu kì. Tất cả các thiết bị phải được xác định và không bị ảnh hưởng để hỗ trợ 4 năm vận hành liên tục.
Tháp hấp phụ paraxylene được thiết kế để tăng gấp 3 lần độ dài chu ki (12 năm) mà không cần thay chất hấp phụ mới.
♦♦♦Hiệu suất quá trình và thiết bị gia nhiệt
Thiết bị gia nhiệt sẽ sử dụng không khí được gia nhiệt trước để tận dụng nhiệt từ khí thải, trừ khi việc bổ sung khí được gia nhiệt trước là không kính tế hoặc gây hại đến các thiết bị trong phân xưởng.
♦♦♦Làm sạch dòng Off-gas
Nhà máy sử dụng amin để hấp thụ loại bỏ H2S từ dòng khí chua trong phân
♦♦♦Xử lý và tái sinh xúc tác
Nhà máy quy định toàn bộ các quy trình tái sinh và thay thế các loại xúc tác
trong phân xưởng BTX.Nhà máy có đầy đủ cơ sở vật chất cần thiết cho việc nạp và tháo bỏ xúc tác.
Các thiết bị yêu cầu tái sinh xúc tác tại chỗ, hoặc sulfur hóa sơ bộ được thiết kế phù hợp, bao gồm các thiết bị bổ sung nếu cần.
2.2.7. Phân xưởng xử lý lưu huỳnh trong phân đoạn cặn (RHDS) [8]
2.2.7.1. Giới thiệu phân xưởng
RHDS. RHDS- DO CDU- AR OFF GAS NAPHTA > > >
Hình 2.7: Sơ đồ phân xưởng RHDS.
Phân xưởng RHDS được thiết kế để xử lý lượng cặn từ phân xưởng chưng cất dầu thô (CDU).
Phân xưởng RHDS phải có khả năng hoạt động độc lập.Tức là phân xưởng RHDS vẫn hoạt động một cách bình thường khi một vài hoặc tất cả các phân xưởng khác trong nhà máy ngừng hoạt động. Điều đó tùy thuộc vào:
- Lượng hydro sẵn có.
- Nguyên liệu sẵn có.
- Cơ sở vật chất sẵn có (bao gồm amin).
2.2.7.2. Nguyên liệu & sản phẩm♦♦♦Nguyên liệu : ♦♦♦Nguyên liệu :
Nguyên liệu cho phân xưởng RHDS là cặn chưng cất khí quyển từ phân xưởng CDU. Nguyên liệu thường là dòng cặn nóng được cung cấp trực tiếp từ phân xưởng CDU.Nhưng cũng có thể chấp nhận một phần nguyên liệu lạnh từ thùng dự trữ.
Phân xưởng được thiết kế để xử lý lượng cặn chưng cất khí quyển có nhiệt độ
sôi trên 3600C được chế biến từ 100% dầu thô Kuwait. ♦♦♦Sản phẩm:
Toàn bộ sản phẩm cặn của phân xưởng RHDS đưa thùng dự trữ nguyên liệu cho phân xưởng RFCC.Ngoài ra, nhà cung cấp cũng cho phép toàn bộ hoặc một phần sản phẩm cặn (lạnh) được đưa trực tiếp đến phân xưởng RFCC.
Phân xưởng RHDS sản xuất các dòng sản phẩm sau:
• Cặn khí quyển đã được khử lưu huỳnh được đưa đến phân xưởng RFCC.
• Naphta chưa ổn định được đưa đến phân xưởng LPGRU.
• Diesel đã được khử lưu huỳnh được đưa đến bể chứa diesen. • Phân xưởng đồng thời cũng sản xuất ra những sản phẩm phụ sau: • Off-gas thu hồi từ sản phẩm được đưa đến phân xưởng LPGRU.
• Off-gas từ lò phản ứng được đưa đến máy nén và hệ thống phân phối khí
hydro.
2.2.7.3. Công suất thiết kế
Phân xưởng RHDS được thiết kế để xử lý 14325 tấn/ngày cặn chưng cất khí quyển của phân xưởng CDU.
2.2.7.4. Yêu cầu thiết kế♦♦♦Phạm vi hoạt động ♦♦♦Phạm vi hoạt động
Phân xưởng RHDS được thiết kế để có thể vận hành tốt trong phạm vi 50 -
100% lượng nguyên liệu thiết kế trong khi đáp ứng tất cả các thông số kĩ thuật. ♦♦♦ Module - bộ truyền động.
Lò phản ứng của RHDS có hai module bao gồm các vùng phản ứng nằm song song. Các module được thiết kế để hoạt động riêng lẻ còn phần thu hồi sản phẩm là chung cho cả hai module.
♦♦♦Hấp thụ khí chua bằng amin
Phân xưởng RHDS được thiết kế kết hợp hấp thụ amin để loại bỏ H2S khỏi
dòng khí chua.
Amin gầy sẽ được cung cấp từ thiết bị tái sinnh amin. Thiết kế tháp hấp thụ căn cứ vào các thông số kĩ thuật sau cho amin gầy và amin giàu khí:
- Dung môi amin: 40% khối lượng dung dịch MDEA
- Amin gầy: 0.015mol khí acid/mol MDEA
- Sử dụng chất hấp thụ giàu khí có chi phí thấp hơn trong các lựa chọn sau: + 75% khối lượng MDEA để cân bằng giữa các dòng condensate chua + Tối đa 0.4mol H2S/mol MDEA.
2.2.8. Phân xưởng cracking xúc tác tầng sôi (RFCC) [9]
2.2.8.I. Giới thiệu phân xưởng RFCC.
AR- RHDS C4s LCO C3s LFN RFCC C O HFN HyAro
Hình 2.8:Sơ đồ phân xưởng RFCC.
Phân xưởng RFCC xử lý cặn chưng cất khí quyển đã qua xử lý bằng hydro từ phân xưởng RHDS, để sản xuất propylene làm nguyên liệu cho phân xưởng sản xuất polypropylene (PPU), gasoline nhẹ và gasoline nặng được chuyển đến bồn chứa xăng, propane, hỗn hợp butane làm nguyên liệu cho phân xưởng InAlk, LCO làm nguyên liệu cho phân xưởng GOHDS và CLO.
Phân xưởng RFCC vận hành ở2 chế độ: max propylene và max gasoline. Khi vận hành ở chế độ max propylene, phân xưởng sản xuất được propylene với lưu lượng khoảng 48 tấn/h. Chế độ này được thiết kế để phù hợp với công suất tối đa của phân xưởng PPU.
• RFCC (bao gồm lò phản ứng, thiết bị tái sinh xúc tác, dự trữ và xử lý xúc tác, tháp cất phân đoạn chính, tháp tách,...).
• GCU (bao gồm máy nén khí ẩm, tháp tách, tháp tách butane, tháp tách naphta, tháp hấp thụ chính và phụ và thiết bị xử lý amine).
• Hấp thụ LPG.
• Tái sinh amin.
• Tách riêng C3 và C4.
• Thu hồi propylene.
2.2.8.2. Nguyên liệu và sản phẩm ♦♦♦Nguyên liệu : phẩm ♦♦♦Nguyên liệu :
Phân xưởng RFCC xử lý cặn chưng cất khíquyển đã qua xử lý bằng hydro từ phân xưởng RHDS
♦♦♦Sản phẩm:
Phân xưởng RFCC sản xuất ra các dòng sản phẩm sau:
• Dòng LPG đã được xử lý bằng amin. Dòng LPG này sẽ được xử lý tiếp tục bằng xút để loại mercaptan sau đó được đưa đến tháp tách riêng propane và butane.
• Sau khi đã được loại bỏ mercaptan, dòng LPG sẽ được tách ra. Một dòng
C3 được đưa đi làm nguyên liệu cho xưởng thu hồi propylene (PRU) để sản xuất propylene, C4s được đưa đến phân xưởng InAlk, và một dòng C3 sẽ được đưa đi phối trộn LPG thương phẩm.
• Gasoline nhẹ (LFG) được đưa đến bồn chứa sau khi đã qua xử lý bằng xút. • Gasoline nặng (HFG) được đưa trực tiếp đến bồn chứa.
• LCO được đưa đi làm nguyên liệu cho phân xưởng GOHDS hoặc được đưa
đi phối trộn FO.
• CLO được đưa đi phối trộn FO.
Phân xưởng RFCC cũng sản xuất ra những dòng sản phẩm phụ sau:
• Off-gas được đưa đi làm fuel gas làm nhiên liệu đốt.
• Nước chua được đưa đi khử chua.
2.2.8.3. Công suất thiết kế.
Phân xưởng RFCC được thiết kế để xử lý 10914 tấn/ngày cặn của phân xưởng RHDS. Cả hai chế độ max propylene và max gasoline đều có thể vận hành với công suất trên.
2.2.8.4. Yêu cầu thiết kế♦♦♦Phạm vi hoạt động ♦♦♦Phạm vi hoạt động
Phân xưởng RFCC được thiết kế để hoạt động tốt trong khoảng 50-100%
lượng nguyên liệu thiết kế trong khi vẫn đáp ứng tất cả các chỉ tiêu kĩ thuật của sản phẩm.
♦♦♦Cấu hình lò phản ứng/tái sinh xúc tác
Cấu hình một ống đứng đáp ứng các mục tiêu cần thiết về sản lượng propylene. Để thu hồi tối đa propylene trong quá trình xử lý khí không bão hòa, phân xưởng được lắp đặt thêm một tháp hấp thụ/tách. Dự kiến cấu hình này sẽ không bao gồm thiết bị làm mát xúc tác.
Hệ thống lò phản ứng/tái sinh được thiết kế bao gồm các chi tiết sau đây: • Đường kính lò phản ứng/tái sinh
• Số cyclone
• Đường kính ống đứng
• Tiêm nguyên liệu
• Vị trị và việc sắp xếp các van trượt
Nhà sản xuất cung cấp điều kiện vận hành bao gồm: • Tỷ lệ xúc tác/nguyên liệu
• Nhiệt độ và áp suất của lò phản ứng/tái sinh
• Mức kim loại trên xúc tác.
2.3. Sơ đồ phối trộn cac sản phẩm.
2.3.1. LPG.
LPGEXP 490
Hình 2.9: Sơ đồ phối trộn LPG
2.3.2. Xăng RON92
Gasoline RON 92EXP 0
2.3.3. Xăng RON95
Gasoline RON 95EXP 0 Gasoline RON 95IMP 0
GSL70 BTX- NA 0 ---- 7 Alkylate 310 Isomerate 0 s LFN 1631 s \ s HFN 1307 —> 95 RON GASOLINE
Hình 2.11: Sơ đồ phối trộn xăng RON95.
2.3.4. Auto Diesel
2.3.5. Industrial Diesel. IN- DOEXP 0 < --- - --- IN- DOIMP 678 RHDS-DO 2475 --- — --- > GOHDS-DO 1057 --- — --- > LCO 23 Kero 0 --- >
Hình 2.13: Sơ đồ phối trộn Industrial Diesel
IN-DO
2.3.6. Fuel oil
Gasoline RON 95EXP 0 < --- - --- Gasoline RON 95IMP 241
HyAro 61 DOHDS-FO 349 -- LCO 0 CLO 927 RHDS-FO 122 \ Kero 0 — >
Hình 2.14: Sơ đồ phối trộn Fuel Oil.
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CHI PHÍ NHÀ MÁY LỌC DẦU NGHI SƠN BẰNG PHẦN MỀM LINGO
.1. Tổng quan vê phân mêm Lingo.
3.1.1. Khái niệm vê quy hoạch tuyến tính.
Quy hoạch tuyến tính là một mô hình toán học dùng để tìm giá trị nhỏ nhất hoặc lớn nhất của một hàm tuyến tính theo một số biến cho trước, thỏa mãn một số hữu hạn các ràng buộc được biểu diễn bằng hề phương trình và bất phương trình tuyến tính, nó có thể giải quyết nhiều vẫn đề liên quan đến quá trình sản xuất.
Các thành phần chính của một quy hoạch tuyến tính:
• Biến: biểu diễn các đại lượng mà ta có thể điều chỉnh. Mục đích của bài toán
là tìm các giá trị của các biến để cho giá trị hàm mục tiêu đạt tối ưu.
• Hàm mục tiêu: là các biểu thức toán học, liên kết các biến để biểu thức mục
tiêu đạt tối ưu.
• Các ràng buộc: là các đẳng thức hay các bất đẳng thức thể hiện giới hạn của
các phương án khả thi hoặc giới hạn giá trị của các biến.
Dạng cơ bản của quy hoạch tuyến tính là dạng chính tắc: [10]
Ứng dụng của quy hoạch tuyến tính: quy hoạch tuyến tính được sử dụng nhiều
trong công nghiệp.
• Xác định các hợp kim trong công nghiệp luyện kim. • Tối ưu hóa những hỗn hợp trong công nghiệp thực phẩm. • Tối ưu hóa sản xuất trong công nghiệp ôtô.
• Tối ưu hóa sự cung cấp, sự sản xuất và sự phân phối trong công nghiệp lọc