Bài 1
1. Đa phần cỏc nhà mỏy lọc dầu đều xa cỏc mỏ dầu, dầu thụ phải nhập từ rất
xa (chủ yếu từ Trung đụng, Chừu phi và biển bắc), vỡ vậy, phƣơng tiện vận chuyển cú chi phớ thấp nhất và khả thi nhất là sử dụng đƣờng biển. Cỏc nhà mỏy lọc dầu đặt cạnh biển cú điều kiện tự nhiờn tốt để tiếp nhận cỏc tàu dầu lớn sẽ tạo điều kiện nhập dầu thụ nguyờn liệu dễ dàng với chi phớ thấp hơn so với cỏc nhà mỏy đặt sõu trong đất liền. Ngồi ra, một lƣợng lớn sản phẩm (tƣơng đƣơng với lƣợng nguyờn liệu nhập vào) cần phải xuất ra khỏi nhà mỏy, nếu sử dụng cỏc phƣơng tiện vận chuyển đƣờng bộ và đƣờng thủy với cụng suất bến nhỏ thỡ quy mụ bến xuất rất lớn dẫn đến hiệu quả hoạt động thấp. Nếu nhà mỏy đặt cạnh biển cú cảng nƣớc sõu thỡ việc xuất hàng húa từ nhà mỏy cũngg thuận lợi và hiệu quả hơn do cú thể sử dụng đƣợc cỏc tàu vận chuyển cú tải trọng lớn.
2. Khu bể chứa dầu thụ cú nhiệm vụ tồn trữ dầu thụ cho nhà mỏy, đảm bảo đủ
cụng suất cho nhà mỏy hoạt động bỡnh thƣờng giữa cỏc lần nhập hàng và cú khả năng dự trữ đƣợc một lƣợng dầu thụ dự phũng cho nhà mỏy trong một gia đoạn nhất định. Bể chứa dầu thụ cũng cú nhiệm vụ tỏch sơ bộ nƣớc tự do lẫn trong dầu thụ, duy trỡ nhiệt độ dầu phự hợp cho quỏ trỡnh vận chuyển.
3. Cấu hỡnh cụng nghệ của nhà mỏy lọc dầu đƣợc quyết định bới nhiều yếu tố,
song cỏc yếu tố quyết định là: Chủng loại và chất lƣợng sản phẩm nhà mỏy cần sản xuất, nguyờn liệu sử dụng và tiờu chuẩn về mụi trƣờng.
Hiện nay, theo tớnh chất của dầu thụ cú thể tạm thời chia ra ba sơ đồ cụng nghệ điển hỡnh để chế biến dầu nhẹ, dầu nặng và sơ đồ cụng nghệ trung gian chế biến dầu trung bỡnh. Cỏc sơ đồ trỡnh bày nhƣ trong hỡnh H-2, H-3 và H-4 trong giỏo trỡnh.
4. Một nhà mỏy lọc dầu điển hỡnh bao gồm cỏc hạng mục chớnh: - Cỏc phõn xƣởng cụng nghệ; - Phõn xƣởng và hạng mục năng lƣợng, phụ trợ; - Cỏc hạng mục cụng trỡnh ngoại vi; - Cụng trỡnh chung. Cỏc phõn xưởng cụng nghệ: Cỏc phõn xƣởng cụng nghệ cú nhiệm vụ chế
biến dầu thụ bằng cỏc phƣong phỏp vật lý, húa học để thu đƣợc sản phẩm đạt tiờu chuẩn theo yờu cầu thiết kế.
Cỏc phõn xưởng và hạng mục năng lượng phụ trợ: Cụng trỡnh năng lƣợng
và phụ trợ cú nhiệm vụ cung cấp năng lƣợng và tiện ớch phục vụ cho nhu cầu của cỏc phõn xƣởng cụng nghệ và tồn nhà mỏy nhƣ điện, hơi nƣớc, khớ nộn,...
Cỏc cụng trỡnh ngoại vi: Cụng trỡnh ngoại vi cú nhiệm vụ hỗ trợ cho sự hoạt
động của cỏc phõn xƣởng cụng nghệ trong mọi chế độ hoạt động (khởi động, hoạt động bỡnh thƣờng và khi gặp sự cố), đảm bảo sản phẩm thu đƣợc đỳng tiờu chuẩn, cỏc nguồn thải đỏp ứg tiờu chuẩn mụi trƣờng.
Cụng trỡnh chung: Cỏc hạng mục cụng trỡnh chung cú nhiệm vụ phục cho
nhu cầu chung của nhà mỏy hỗ trợ cho cụng tỏc quản lý, vận hành, điều khiển nhà mỏy và đảm bảo tiờu chuẩn về mụi trƣờng làm việc cho cỏc bộ nhõn viờn.
Bài 2
1. Cỏc nhà mỏy lọc dầu hiện nay thƣờng cú cụng suất chế biến lớn (thƣờng lớn hơn 7 triệu tấn/năm), vỡ vậy, chi phớ vận chuyển dầu thụ cú ảnh hƣởng khụng
nhỏ tới hiệu quả kinh tế của nhà mỏy. Do đú, phƣơng tiện vận chuyển dầu thụ
là vấn đề hết sức quan tõm. Để giảm chi phớ vận chuyển, cỏc tàu dầu cú tải trọng lớn thƣờng đƣợc lựa chọn. Để tiếp nhận cỏc tàu dầu cú tải trọng lớn thỡ
khớ cú nơi nào cú điều kiện tự nhiờn đỏp ứng đƣợc khả năng tiếp nhận đƣợc
cỏc tàu dầu này với cỏc cảng cứng thụng thƣờng, vỡ vậy, phƣơng ỏn tiếp nhận dầu thụ qua cảng SPM đƣợc xem là khả thi nhất.
Nguyờn lý hoạt động của bến nhập SPM rất đơn giản: Sau khi cập bến,
neo đậu, tàu chở dầu đƣợc nối với hệ thống đƣờng ống nhập ngầm dƣới biển qua đƣờng ống nối mềm. Dầu thụ đƣợc bơm từ tàu dầu lờn bể chứa dầu thụ nhờ bơm trờn tàu dầu. Để giảm thiểu tổn thất nhiệt qua đƣờng ống trong qua
trỡnh nhập, đƣờng ống ngầm dƣới biển đƣợc bảo ụn. Dầu thụ đƣợc gai nhiệt
trờn tàu tới nhiệt độ thớch hợp để thuận lợi cho việc vận chuyển bằng bơm và đủ nhiệt lƣợng bự vào tổn thất trong quỏ trỡnh vận chuyển. Để chống hiện
tƣợng đụng đặc dầu thụ trong đƣờng ống sau mỗi lần nhập, ngƣời ta sử cỏc biện phỏp cụng nghệ thớch hợp nhƣ gia nhiệt hoặc sử dụng dầu thay thế.
2. Để trỏnh hiện tƣợng dầu thụ cú nhiệt độ đụng đặc cao đụng đặc trong đƣờng ống vận chuyển sau mỗi lần nhập, ngƣời ta ỏp dụng cỏc giải phỏp cụng nghệ sau:
- Phƣơng phỏp dựng dầu thay thế;
- Phƣơng phỏp gia nhiệt bằng điện;
- Phƣơng phỏp bổ sung phụ gia vào dầu thụ để nõng cao nhiệt độ điểm
đụng đặc.
Nguyờn lý hoạt động của phƣơng phỏp dựng dầu thay thế nhƣ sau: Sau mỗi lần nhập dầu thụ ngƣời ta sử dụng dầu cú nhiệt độ đụng đặc thấp (dầu rửa -flushing oil) để thay thế tồn bộ lƣợng dầu thụ chứa trong đƣờng ống. Trƣớc khi nhập dầu thụ chuyến tiếp theo, ngƣời ta tiến hành gia nhiệt và tuần hồn dầu rửa trong hệ thống đƣờng ống để nõng nhiệt độ của tuần bộ hệ thống tới nhiệt độ thớch hợp. Sau khi cụng tỏc gia nhiệt tuyến ống hồn thành, dầu thụ đƣợc bơm từ dầu vào hệ thống đƣờng ống, dầu thụ sẽ đẩy dầu rửa chứa trong tuyến ống về một bể chứa dầu rửa riờng biệt. Nhờ đầu cảm biến phỏt hiện vị trớ giao diện giữa dầu thụ/dầu rửa, hệ thống điều khiển sẽ đúng mở cỏc van điều khiển tự động thớch hợp để dầu thụ đƣợc dẫn về khu bể chứa và sao cho dầu thụ khụng lẫn vào dầu rửa. Sau khi nhập xong, ngƣời ta lại tiến hành thay thế dầu thụ trong ống bằng dầu rửa hồn thành một chu trỡnh nhập dầu, quỏ trỡnh cứ nhƣ vậy tiếp diễn.
3. Nguyờn lý hoạt động của phƣơng phỏp gia nhiệt bằng dũng điện bề mặt cao
ỏp là dựa vào nguyờn lý phỏt sinh dũng điện trờn bề mặt ống kim loại khi cú dũng điện cao ỏp chạy trong lũng ống (tƣơng tự nhƣ dũng điện cao tần). Do dũng điện bề mặt sẽ làm ống núng lờn làm nguồn nhiệt để gia nhiệt đƣờng ống. Tận dụng hiện tƣợng này, ngƣời ta hàn dọc đƣờng ống dẫn dầu thụ những ống kim loại (ống gia nhiệt) bờn trong lắp cỏc dõy dẫn dũng điện cao ỏp. Khi cú
dũng điện cao ỏp đi qua cỏc dõy dẫn này, sẽ xuất hiện dũng điện trờn bề mặt
của ống gia nhiệt. Dũng điện bề mặt sẽ làm núng ống gia nhiệt và do đú làm nỳng ống dẫn dầu thụ.
Phƣơng phỏp gia nhiệt đƣờng ống này cú nhiều ƣu điểm: Khi ỏp dụng gia nhiệt cho tuyến dầu thụ thỡ chỉ cần một đƣờng ống do đú giảm đƣợc vốn đầu tƣ đỏng kể, độ tin cậy vận hành cao, khi xảy ra sự cố cú thể khụi phục lại gần nhƣ hồn tồn trạng thỏi ban đầu của tuyến ống (nếu dựng phƣơng phỏp
dựng dầu thay thế, khi dầu thụ đú đụng đặc trong ống thỡ khụng thể khụi phục lại tuyến ống). Tuy nhiờn, phƣơng phỏp này cú nhƣợc điểm là chớ phớ vận hành cao hơn so phƣơng phỏp dựng dầu thay thế.
Bài 3
1. Sự hoạt động liờn tục và ổn định của Nhà mỏy lọc húa dầu cú ý nghĩa quan
trọng đối với hiệu quả kinh tế và an tồn vận hành. Nếu Nhà mỏy phải dừng vỡ sự cố sẽ gừy tổn thất lớn về kinh tế vỡ cỏc sản phẩm trong khi dừng Nhà mỏy sẽ khụng đạt chất lƣợng phải chế biến lại. Việc khởi động cỏc phõn xƣởng rất phức tạp, mất nhiều cụng sức làm tăng chi phớ vận hành. Mặt khỏc, đứng về khớa cạnh an tồn vận hành, vào thời điểm dừng nhà mỏy là thời điểm nhạy cảm dễ xảy ra cỏc sựu cố do sự biến đổi đột ngột về ỏp suất, nhiệt độ cỏc thiết bị phải tũn thủ theo quy trỡnh dừng thiết bị nếu khụng rất dễ xảy ra sự cố chỏy nổ. Trong thời gian ngừng khẩn cấp nhiều sản phẩm hydrocacbon phải đƣa ra cột đuốc, điều này khụng chỉ gõy tổn thất về kinh tế mà cũng gừy ụ nhiễm mụi trƣờng. Để hạn chế nguyờn nhõn ngừng nhà mỏy ngồi kế hoạch do nguồn điện, đa số cỏc nhà mỏy lọc dầu trờn Thế giới xõy dựng riờng một phõn xƣởng phỏt điện trong Nhà mỏy, ngoại trừ cỏc quốc gia phỏt triển cú nguồn điện ổn định giỏ rẻ (nhƣ vựng Trung đụng). Việc xõy dựng phõn xƣởng phỏt điện trong Nhà lọc dầu, về mặt kinh tế cho phộp sử dụng nguồn điện giỏ rẻ hơn do tận dụng đƣợc nguồn nhiờn liệu dƣ thừa sản sinh trong nhà mỏy ( khớ nhiờn liệu và dầu thải).
Việc xõy dựng phõn xƣởng phỏt điện trong Nhà mỏy cú nhiều ƣu điểm nhƣ: Chủ động nguồn năng lƣợng, tăng nguồn năng lƣợng điện dự phũng, tận dụng đƣợc nguồn khớ nhiờn liệu và dầu thải trong Nhà mỏy. Điều đặc biệt quan trọng là trong Nhà mỏy lọc húa dầu sử dụng nhiều hơi nƣớc ở cỏc cấp ỏp suất khỏc nhau, tuy nhiờn, lƣợng hơi sản xuất trong cỏc phõn xƣởng cụng nghệ ( tận dụng nhiệt) đụi khi khụng đỏp ứng đƣợc nhu cầu nội tại của Nhà mỏy. Trong trƣờng hợp này phõn xƣởng điện (dựng tuốc bin hơi) đƣợc xem nhƣ một nguồn bổ sung hơi quan trọng để điều tiết cung cầu hơi trong tồn bộ nhà mỏy.
2. Về nguyờn tắc cỏc tổ mỏy phỏt điện trong phõn xƣởng phỏt điện của Nhà mỏy lọc dầu cú thể sử dụng cỏc tuốc bin khớ. Tuy nhiờn, nhƣ đú trỡnh bày, lƣợng khớ nhiờn liệu trong Nhà mỏy khụng đủ để cung cấp 100% cho nhu cầu phỏt điện, vỡ vậy, dầu nhiờn liệu đƣợc sử dụng bổ sung. Để nõng cao hiệu quả kinh tế dầu sử dụng cho nhu cầu phỏt điện thƣờng cú chất lƣơng thấp, để đỏp ứng đƣợc yờu cầu là nhiờn liệu cho cỏc tuốc bin khớ thỡ cần phải đầu tƣ thiết bị xử lý dầu nhiờn liệu làm tăng chi phớ đầu tƣ và chi phớ vận hành. Mặt khỏc nhƣ
đú biết, phõn xƣởng điện phỏt điện khụng chỉ cú chức năng cung cấp điện năng
cho Nhà mỏy mà cũng cú nhiệm vụ cung cấp hơi cho nhu cầu của Nhà mỏy, vỡ
vậy, cấu hỡnh nồi hơi kết hợp với tuốc bin hơi là thớch hợp cho phõn xƣởng điện trong Nhà mỏy lọc dầu.
3. Trong Nhà mỏy lọc húa dầu cú rõt nhiều nguồn nhiệt cao nhƣ cỏc dũng sản
phẩm, sản phẩm trung gian đi ra từ cỏc phõn xƣởng chế biến, cỏc dũng khớ từ cỏc lũ đốt, lũ tỏi sinh xỳc tỏc (điển hỡnh là lũ tỏi sinh xỳc tỏc phõn xƣởng cracking). Cỏc dũng cụng nghệ cú nhiệt độ cao và cỏc dũng khớ thải cú nhiệt độ cao này thƣờng phải đƣợc làm mỏt tới nhiệt độ thớch hợp trƣớc khi đƣa về bể chứa hay thải vào mụi trƣờng. Nhƣ vậy, nếu khụng cú giải phỏp thớch hợp thỡ cỏc nguồn nhiệt này khụng những đƣợc tận dụng mà cũng phải chi thờm năng lƣợng, thiết bị để giảm nhiệt độ cỏc nguồn nhiệt đỏp ứng yờu cầu cụng nghệ và tiờu chuẩn mụi trƣờng. Chớnh vỡ vậy, việc tận dụng cỏc nguồn nhiệt cao đƣợc quan tõm vỡ khụng chỉ mang lại hiệu quả kinh tế mà cũng cú ý nghĩa bảo vệ mụi trƣờng do giảm đƣợc tiờu hao năng lƣợng chung.
Đối với cỏc dũng cụng nghệ cú nhiệt độ cao phƣơng thức tận dụng nhiệt phổ biến là cho cỏc dũng cụng nghệ cú nhiệt độ cao trao đổi nhiệt với cỏc dũng cụng nghệ cú nhiệt độ thấp cần phải nõng cao nhiệt độ (nguyờn liệu vào cỏc lũ gia nhiệt). Sơ đồ cụng nghệ tận dụng dũng cụng nghệ cú nhiệt độ cao cú thể minh hoạ nhƣ hỡnh H-12A của giỏo trỡnh.
Đối với cỏc nguồn khớ thải cú nhiệt độ cao (một số dũng cũng chứa cỏc cấu tử cú nhiệt lƣợng chỏy cao nhƣ khớ thải từ lũ tỏi sinh xỳc tỏc phõn xƣởng cracking) thƣờng dựng cỏc tuốc bin khớ và cỏc lũ hơi để tận dụng nhiệt thừa. Cỏc nguồn khớ thải cú nhiệt độ cao này trƣớc hết đƣợc đƣa qua tua bin khớ (dựng dẫn động động cơ hoặc mỏy phỏt điện), sau đú đƣa vào lũ đốt của nồi hơi tận dụng nhiệt. Khớ thải sau đú đƣợc xử lý rồi đƣa ra ống khúi chung của Nhà mỏy. Sơ đồ tận dụng nguồn khớ cú nhiệt độ cao cần minh hoạ nhƣ hỡnh H- 12B trong giỏo trỡnh.
4. Hệ thống khớ nộn cú vai trũ quan trọng trong hoạt động của của nhà mỏy chế biến dầu khớ. Khớ nộn cung cấp cho hệ thống điều khiển tự động nhà mỏy (chủ yếu là cỏc van điều khiển bằng khớ nộn), động lực cho một số dụng cụ sửa chữa. Cỏc cụm khớ nộn cục bộ cũng cung cấp dũng cụng nghệ quan trọng cho một số quỏ trỡnh (đốt coke,...).
5. Sơ đồ cụng nghệ hệ thống khớ nộn trỡnh bày nhƣ hỡnh vẽ H-13. Theo sơ đồ
7-11 Kg/cm2), đƣợc làm mỏt rồi đƣa tới bỡnh chứa khớ ƣớt. Một phần hơi nƣớc trong khụng khớ đƣợc ngƣng tụ và tỏch ra. Lƣợng hơi nƣớc trong khụng khớ nộn yờu cầu rất thấp, vỡ vậy, cần phải tiếp tục tỏch hơi ẩm ra khỏi khớ nộn cho tới khi đạt yờu cầu về độ ẩm cho phộp. Khụng khớ đƣợc đƣa tới bỡnh sấy khụ, tại đõy hơi nƣớc tiếp tục đƣợc tỏch ra khỏi khụng khớ nộn tới giới hạn yờu cầu. Cỏc hạt rắn lẫn trong khụng khớ cũngg đƣợc tỏch ra ở đõy trong thiết bị sấy. Khụng khớ sau khi ra khỏi thiết bị sấy khụ đƣợc đƣa tới bỡnh chứa khớ nộn. Bỡnh chứa khớ nộn cú chức năng bỡnh ổn ỏp suất cung cấp cho cỏc hộ tiờu thụ và là nguồn dự trữ khớ nộn trong trƣờng hợp cỏc mỏy nộn gặp sự cố hoặc hệ thống phải ngừng hoạt đồng hồn tồn do mất điện.
6. Hệ thống khớ nộn trong nhà mỏy chế biến dầu khớ thƣờng sử dụng hai loại
mỏy nộn là: mỏy nộn ly tõm và mỏy nộn kiểu trục vớt. Thụng thƣờng mỏy nộn kiểu trục vớt đƣợc sử dụng cho hệ thống khớ nộn nếu cụng suất yờu cầu nằm trong dải cụng suất cỏc mỏy nộn trục vớt thụng dụng của cỏc nhà sản xuất. So với cỏc mỏy nộn khỏc nhƣ mỏy nộn pớt -tụng và mỏy nộn ly tõm mỏy nộn trục vớt cú nhiều ƣu điểm:
So với mỏy trộn kiểu pittong:
- Khụng cú bộ phận chịu tỏc dụng của ứng suất mỏi do phải hoạt động
liờn tục (xộc măng pớt-tụng, van), do vậy ớt phải bảo dƣỡng.
- Khụng cú bộ phận giao động lệch tõm, vỡ vậy mỏy ớt rung động hơn nhờ đú chi phớ cho nền múng cũngg ớt hơn.
- Khả năng phục vụ cao đạt tới 99%.
- So với mỏy trộn kiểu ly tõm:
- Khớ nộn cú thể chứa bụi (cho phộp tới 300 mg/m3) hoặc giọt lỏng (điều mà mỏy nộn khỏc dƣờng nhƣ khụng cho phộp);
- Vận tốc đầu ra thấp vỡ vậy cho phộp đƣa chất lỏng vào dũng với mục
đớch làm mỏt hoặc rửa sạch;
- Lƣu lƣợng thể tớch cửa hỳt mỏy dƣờng nhƣ khụng đổi khi tỷ số nộn thay đổi do vậy khụng gõy ra hiện tƣợng sung;
- Cú đỏp ứng rất tốt giữa mức tải và năng suất tiờu thụ: 50% lƣu lƣợng
tƣơng ứng 50% vận tốc và tiờu thụ năng lƣợng bằng 50%;
- Hoạt động ở dƣới vận tốc độ cộng hƣởng thứ nhất của trục quay, vỡ vậy, khụng gừy ra hiện tƣợng rung động nguy hiểm khi mỏy vƣợt qua vận tốc cộng hƣởng này.
- Tuy nhiờn, mỏy nộn trục vớt cú nhƣợc điểm là giỏ thành chế tạo thƣờng cao hơn so cỏc loại mỏy nộn ly tõm, pớt-tụng và dải cụng suất của mỏy nộn trục vớt thƣờng thấp hơn so mỏy nộn ly tõm.
7. Khớ ni-tơ cú vai trũ quan trọng trong việc đảm bảo vận hành an tồn nhà mỏy chế biến dầu khớ. Ni-tơ đƣợc sử dụng với tƣ cỏch là một khớ trơ để cỏch ly cỏc mụi trƣờng mà khi tiếp xỳc với nhau sẽ gõy ra nguy cơ chỏy nổ. Ni-tơ cũng cú