I.Tổng Quan Về Nhà Máy:
Nhà máy lọc dầu Cát Lái là một đơn vị sản xuất kinh doanh các sản phẩm xăng dầu trực thuộc công ty dầu khí thành phố Hồ Chí Minh – SaiGon Petro. Nhà máy được thành lập vào năm 1986 với tổng diện tích mặt bằng là 25 ha nằm trên địa bàn phường Thạnh Mỹ Lợi, Quận 2, cách trung tâm thành phố Hồ Chí Minh 18km về phía Đông – Bắc. Đây là đơn vị sản xuất, cung ứng trực tiếp các sản phẩm xăng dầu của công ty SaiGon Petro với công suất lọc dầu 350.000 tấn/năm và là đầu mối tiếp nhận, tồn trữ xăng dầu nhập khẩu, phục vụ cho việc kinh doanh của công ty
Hệ thống cầu cảng:bao gồm 2 cầu cảng A và B,có khả năng tiếp nhận tàu có trọng tải tối đa 25000DWT,mớm nước tối đa là 9.5m
Hệ thống cấp phát xăng dầu bao gồm xe bồn và xà lan lên đến 5000m3 /ngày.Hệ thống phao quay dầu với ứng cứu sự cố tràn dầu trên sông
II.Giới Thiệu Về Nhà Máy: 1.Nguyên liệu của nhà máy:
Trong thời kì đầu vận hành,nhà máy lấy nguyên liệu là dầu thô từ mỏ Bạch Hổ.Tuy nhiên,do hàm lượng n_parafin quá cao nên thu được sản phẩm có chất lượng không cao,năng suất và hiệu quả kinh tế thấp.Để khắc phục nhược điểm này,nhà máy đã lắp đặt thêm 2 cụm condensat và cụm LPG vào năm 1993 và nguyên liệu của nhà máy tới nay là lấy từ mỏ Nam Côn Sơn và nhập từ Singapo về.
2.Sản Phẩm:
Sản phẩm bao gồm xăng,dầu hỏa dân dụng,dầu diesel và nhiên liệu đốt lò FO. Xăng:xăng sản xuất được của nhà máy chỉ là xăng thô,để chế tạo được xăng thương phẩm còn phải pha chế thêm xăng có trị số octan cao hơn.Trị số octan của nhà máy là A83 và A92
Dầu hỏa dân dụng:dầu hỏa từ nhà máy chủ yếu để thắp sáng và đun nấu.
Dầu diesel:phục vụ cho các lò đốt gia nhiệt trong nhà máy và phần còn lại làm sản phẩm thương mại.
Dầu FO:được sử dụng cho các lò đốt trong nhà máy. 3.Thị Trường Của Nhà Máy:
Chủ yếu là phân phối cho các tỉnh ở phía nam III.Công Nghệ Của Nhà Máy:
Về công nghệ, nhà máy có 3 cụm công nghệ chính là:
• Cụm Mini: lắp đặt năm 1986 với công suất thiết kế là 40000 tấn/ năm.
• Cụm Condensate: được lắp đặt năm 1993 với công suất thiết kế 35000 tấn/năm, của hãng Sembawang-Singapore.
• Cụm LPG: được lắp đặt cùng lúc với cụm condensate với mục đích thu hồi LPG sau cụm condensate. Công suất thiết kế là 200 kg/h.
Hiện nay cụm LPG đã ngừng hoạt động do trong nguyên liệu hàm lượng C3, C4 thấp.
1. CỤM MINI
Đặc điểm về cụm mini:
Xuất phát từ nhu cầu sử dụng nhiên liệu ngày càng tăng, và nhằm khai thác một cách có hiệu quả nguồn dầu mỏ có trữ lượng tương đối nhiều của Việt Nam. Năm 1986, công ty Dầu khí Sài Gòn (Sai Gon Petro) đã đầu tư lắp đặt dây truyền công nghệ Cụm Mini. Có thể nói sự ra đời của cụm mini là nền móng cơ bản cho công nghệ lọc dầu của Việt Nam.
Nguyên liệu
Trong thời kì đầu vận hành, Cụm Mini sử dụng nguồn nguyên liệu là dầu thô lấy từ mỏ Bạch Hổ. Tuy nhiên, do hàm lượng n-parapin cao nên sản phẩm thu được có chất lượng không cao năng suất thấp và hiệu quả kinh tế thấp.
Để khắc phục nhược điểm này công ty SP đẵ lắp đặt thêm hai cụm condensat và cụm LPG vào năm 1993. Từ khi cụm condensat đi vào vận hành thì Cụm Mini chủ yếu là sử dụng sản phẩm đáy của Condensate làm nguyên liệu. Hiện nay, công suất của Cụm Mini là khoảng 40.000tấn/năm, tương đối nhỏ so với nhu cầu cần có.
Sản phẩm
Các sản chính của cụm mini: kerosen, dầu diezen (DO), dầu FO.
• Kerosen
Với khoảng nhiệt độ sôi khoảng 200 - 3100C, sử dụng làm dầu hoả đốt nóng dân dụng. Kerosen là sản phẩm nhẹ nhất trong số 3 sản phẩn chính thu được từ cụm mini.
• Dầu diesel (DO)
Được sử dụng chủ yếu cho động cơ diesel và hiện nay nhu cầu DO trên thế giới ngày càng tăng do ưu điểm nổi bật của động cơ diesel so với động cơ xăng. Trong nhà máy lọc dầu Cát Lái, DO được sản xuất ra từ cụm mini được dùng một phần làm nhiên liệu đốt lò cung cấp nhiệt trong các lò gia nhiệt.
• Nhiên liệu đốt lò (FO)
Là sản phẩm nặng nhất thu được từ Cụm Mini, với khoảng nhiệt độ sôi đầu của sản phẩm theo thiết kế là 272 - 3500C. FO được sử dụng trong các lò đốt công nghiệp có công suất lớn (sản xuất ximăng, nhà máy nhiệt điện…).
Dây chuyền công nghệ cụm mini
http://i262.photobucket.com/albums/ii94/nguyenlebk/mini.jpg
Mô tả sơ đồ dòng
Các dòng đi chính trong sơ đồ
1-Dòng nguyên liệu đầu từ bồn chứa T7C, T7D vào tháp chưng cất C03. 2-Dòng sản phẩn đáy (FO) của tháp C03 ra bồn chứa T3.
3-Dòng sản phẩm đỉnh của tháp C03 vào tháp C04. 4-Dòng sản phẩm đáy của tháp C04 ra bơm 20P07A/B. 5-Dòng lỏng hồi lưu vào tháp C03.
6-Dòng sản phẩm đáy của tháp C04 qua các thiết bị trao đổi nhiệt rồi ra bể chứa T2A, T2B.
7-Dòng sản phẩm đỉnh của tháp 20C04 qua trao đổi nhiệt với nguyên liệu đầu đưa về bình ngưng tụ tách nước 20B01.
8-Dòng sản phẩm đỉnh của tháp C04 đưa trực tiếp về bình 20B01. 9-Dòng lỏng từ bình ngưng tụ 20B01 đưa về hồi lưu vào tháp C04.
Nguyên liệu sử dụng cho cụm mini là sản phẩm đáy của tháp chưng luyện bên Cụm Condensate được chứa trong hai bồn T7C và T7D. Dòng nguyên liệu được đưa vào tháp C03 nhờ hai bơm P01A/B. Trước khi vào tháp nguyên liệu được gia nhiệt qua 4 cấp trao đổi nhiệt :
• Cấp 1: Trao đổi nhiệt với dòng sản phẩm đỉnh của tháp C04 (dòng bán thành phẩm nhẹ – kerosen có nhiệt độ 201,20C) qua thiết bị trao đổi nhiệt E13.
• Cấp 2: Sau khi qua trao đổi nhiệt cấp 1, nguyên liệu có t=169,60C tiếp tục được đưa sang thiết bị trao đổi nhiệt cấp 2 E01 dùng chất tải nhiệt là sản phẩm đáy của của tháp C04 (dòng bán thành phẩm trung bình - diezel), có t=2250C.
• Cấp 3: Nguyên liệu tiếp tục trao đổi nhiệt với dòng sản phẩm đáy của tháp C03 (bán thành phẩm nặng – FO) có t = 272 độC. Sau khi qua trao đổi nhiệt cấp 3, dòng nguyên liệu có nhiệt độ t = 223,90C.
Ba cấp gia nhiệt trên nhằm mục đích tận dụng nhiệt của các dòng sản phẩm có nhiệt độ cao để đun nóng nguyên liệu đầu, đồng thời làm giảm chi phí cho việc hạ nhiệt độ của các dòng sản phẩm.
• Cấp 4: Gia nhiệt nguyên liệu đầu qua thiết bị trao đổi nhiệt E12 bằng dòng dầu nóng có nhiệt độ cao t= 3400C (được cung cấp từ hệ thống đun nóng dầu 20F01). Sau khi trao đổi nhiệt cấp 4 thì nhiệt độ mà nguyên liệu có được trước khi vào tháp là khoảng 270oC. Việc đun nóng nguyên liệu đến nhiệt độ này là nhằm tạo hỗn hợp lỏng–hơi để khi vào tháp có được sự phân tách pha tốt hơn.
Dòng nguyên liệu sẽ được đưa vào tháp ở phía dưới tầng đệm. Do ở trạng thái lỏng hơi nên khi nguyên liệu vào tháp sẽ phân tách thành hai pha. Pha hơi đi lên phía trên, pha lỏng đi xuống đáy tháp. Mức lỏng trong tháp được khống chế bởi cụm van LCV804 đựoc điều khiển bỏi bộ điều khiển LIC804.
Dòng sản phẩm đáy của tháp C03 do có nhiệt độ cao t =2720C nên được 2 bơm P09A/B đưa qua thiết bị trao đổi nhiệt E03/06 đến 50oC, rồi đưa về bồn chứa. Sản phẩm đáy của tháp C03 là bán thành phẩm nặng – FO.
Dòng sản phẩm đỉnh của tháp 20C03 có nhiệt độ 225oC ở trạng thái hơi được đưa vào tháp C04 làm nguyên liệu đầu.
Trong tháp C04, dòng hơi này được trao đổi nhiệt với dòng lỏng hồi lưu từ trên xuống. Pha hơi tiếp tục được đưa lên trên còn dòng lỏng đi xuống đáy tháp được khống chế qua cụm van LCV805.
Dòng sản phẩm đáy của tháp C04 có t=2250C được vận chuyển đi bởi hai van 20P07A/B, một phần được đưa trở lại làm dòng lỏng hồi lưu cho tháp C03 còn một phần đưa qua thiết bị trao đổi nhiệt 20E01 để cung cấp nhiệt cho nguyên liệu đầu nhằm tận dụng nhiệt. Sau khi qua E01 thì nhiệt độ của dòng sản phẩm đáy là 1900C
nên cần làm mát bằng nước lạnh qua thiết bị trao đổi nhiệt E05 trước khi đưa vào hai bồn chứa T2A/B.
Dòng sản phẩm đỉnh của tháp 20C04, một phần được đưa thẳng về bình ngưng tụ 20B01, một phần được đưa về thiết bị trao đổi nhiệt E13 để đun nóng cho nguyên liệu đầu, sau đó được dẫn vào bình 20E01. Bình 20B01 có nhiệm vụ ngưng tụ sản phẩm đỉnh và tách nước sơ bộ có trong sản phẩm đỉnh của tháp C04. Nước lắng trong bình 20B01 được tách triệt để bởi bình tách nước 20B01B. Mức chất lỏng trong bình 20B01 được khống chế bởi cụm van LCV807 được điều khiển bởi bộ chỉ thị LIC807. Nhiệt độ của sản phẩm lỏng ngưng tụ trong bình 20B01 vào khoảng 940C. Chất lỏng trong bình được hai bơm P02A/B vận chuyển đi, một phần quay trở lại hồi lưu vào đỉnh tháp C04, một phần được làm mát bằng nước lạnh qua thiết bị trao đổi nhiệt 20E04 xuống 450C, sau đó đưa vào bể chứa B5 (75A).
Do tính ăn mòn của sản phẩm đỉnh của tháp 20C04 nên ta phải đưa thêm chất chống ăn mòn. Chất chống ăn mòn được sử dụng là “Philm plus K5” có tên hoá học là: 1,2,4-trimêtylbenzen.
Chất chống ăn mòn được bơm hoá chất 20WB1 đưa vào dòng hồi lưu đỉnh và dòng sản phẩm đỉnh của tháp 20C04.
Qua tháp 20C04 thu được sản phẩm nhẹ là kerosen và sản phảm nặng là dầu diesel. Dầu diesel thu được một phần lấy ra để cung cấp cho các lò gia nhiệt E10 (cụm condensate), 20F01(Cụm Mini).
Thiết bị trong cụm mini
Thiết bị chính
Thiết bị chính trong Cụm Mini là hai tháp loại đệm 20C03, 20C04.
• Chiều cao lớp đệm: 2 m
• Đường kính tháp phần chứa đệm: 0,8 m
Loại đệm sử dụng trong tháp có hình vòng tròn, có tạo các lỗ và cánh cong nhằm tăng bề mặt tiếp xúc. Đệm được chế tạo bằng hợp kim Al-Zn.
Thiết bị phụ trợ
Lò gia nhiệt gián tiếp 20F01
Lò 20F01 có nhiệm vụ đun nóng nguyên liệu đầu vào tháp 20C03 đến nhiệt độ thích hợp để tạo trạng thái hỗn hợp lỏng hơi. Lò sử dụng chất tải nhiệt là dầu chuyên dụng Gylotherm có khả năng thu nhiệt và cung cấp nhiệt tốt. Dòng dầu này lấy nhiệt từ trong lò đốt sử dụng nhiên liệu đốt lò là dầu DO từ sản phẩm của tháp 20C04.
Khi Cụm Mini hoạt động ở trạng thái ổn định thì quá trình hoạt động của hệ thống gia nhiệt dán tiếp dùng dầu tải nhiệt được tiến hành như sau:
Dòng nhiên liệu DO:
DO được chứa trong hai bồn 20B03/04 được bơm cao áp 20F02A/B hút vào bình tách khí, dầu đến béc phun, áp suất và lưu lượng của dầu được khống chế bằng cam chỉnh. Để đảm bảo an toàn và hiệu quả của quá trình thì áp suất được khống chế trong trong một giới hạn xác định khoảng 30 bar, nếu ra ngoài giới hạn này thì lò sẽ tắt và báo sự cố. Để ổn định áp suất của lò đốt thì luôn có dòng dầu dư tuần hoàn lại đầu hút của bơm cấp liệu tại bình tách khí. Dòng hồi lưu này được duy trì ở áp suất P>8bar để tránh sự cố béc đốt làm nóng lò.
Giữa dòng vào và dòng hồi lưu có van điện nằm phía sau bình tách khí và trước supáp của bình hồi lưu. Khi cần vệ sinh ống thì van này đóng lại và kéo theo sự đóng mở van nạp liệu và hồi lưu.
Lưu lượng khống chế từ quạt gió phía trên đỉnh lò được đưa vào phù hợp với lưu lượng dòng DO qua đĩa cam chỉnh. Hỗn hợp được đốt cháy ở điều kiện nghèo và được quyết định bởi giới hạn áp suất không khí vào lò. Nếu vượt quá giới hạn này thì hệ thống sẽ báo sự cố và dừng lò.
Hỗn hợp cháy được phun với áp suất cao (gần 30 bar) khi đập vào đầu bec đốt, nó bị phân tách thành các hạt sương rất nhỏ và dễ dàng đốt cháy khi đánh lửa. Phần không khí dư và khí thải sau đốt cháy sẽ theo ống khối ra ngoài nhờ vào sự chênh lệch áp suất trong lò và miệng ống khói.
Dòng dầu tải nhiệt tuần hoàn.
Dầu tải nhiệt được hai bơm tuần hoàn 20F01A/B đẩy vào lò gia nhiệt 20F01. Dòng dầu được chia ra làm sáu đường đi vào sáu ống xoắn lò xo bên trong lò để tăng diện tích bề mặt trao đổi nhiệt. Nhiệt độ ra của dầu tải nhiệt lớn nhất là 3800C. Nếu quá nhiệt độ này thì sẽ báo sự cố và tắt lò.
Khi ra khỏi lò, sáu dòng nhập lại làm một và nhiệt độ được khống chế bởi giá trị ở TIC theo yêu cầu vận hành.
Để đảm bảo an toàn áp suất, có một đường ống thông với bình giãn nở nhằm ổn định thể tích lỏng trong ống. Khi áp suất của dầu trong ống lớn, dầu sẽ tràn lên trên bình giãn nở. Giữa bình giãn nở 20FB02 và bình chứa 20FB01 được nốivới nhau bằng ống chảy tràn. Tại một độ cao của ống, người ta đục một lỗ để dầu từ bình giãn nở 20FB02 có thể chảy tràn xuống 20FB01 theo đường ống này.
Nhằm đảm bảo lưu lượng trong giới hạn hoạt động, người ta gắn một thiết bị tự động đo chênh lệch áp trên dòng đi. ∆P cho phép trong giới hạn từ 0,2 - 0,4 at. Ngoài ra còn một supap an toàn áp suất gắn giữa đường đi của dòng dầu và bình giãn nở ở ngưỡng 3,5 bar. Các thiết bị này nhằm đảm bảo an toàn cho đường ống, thiết bị và để tránh tạo cốc trong thiết bị. Dòng dầu tải nhiệt được đưa đến thết bị trao đổi nhiệt E12. Lưu lượng dòng được điều chỉnh bằng van tự động TCV802. Van này được điều khiển bằng thiết bị tự động TIC802 nhằm ổn định nhiệt độ trước khi vào cột chưng 20C03.
Để đảm bảo an toàn áp suất, người ta còn gắn một van tự động PCV815 với giá trị gán 11,4 bar. Khi quá giá trị này thì van sẽ mở để cho dòng dầu tải nhiệt quay trở về đầu hút của bơm tuần hoàn.
Bình ngưng tụ sản phẩm đỉnh 20B01,và bình tách nước 20B01B
Bình ngưng tụ 20B01có nhiệm vụ thu hồi hơi của sản phẩm đỉnh của tháp 20C04 tạo trạng thái lỏng. Đồng thời bình còn có nhiệm vụ tách sơ bộ nước có trong sản phẩm.
Các thiết bị trao đổi nhiệt
Thiết bị trao đổi nhiệt loại ống chùm:
Các thiết bị loại này được sử dụng trong quá trình gia nhiệt cho nguyên liệu đầu vào tháp 20C03 như:
• 20E13 Chất tải nhiệt là sản phẩm đỉnh của tháp 20C04.
• 20E01 Chất tải nhiệt là sản phẩm đáy của tháp 20C04.
• 20E12 Chất tải nhiệt là dầu nóng gylotherm. Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm
Được sử dụng trong quá trình làm mát các dòng sản phẩm thu được bằng nước lạnh như:
• 20E03, 20E06: Làm mát sản phẩm đáy của tháp 20C03.
• 20E05: Làm mát sản phẩm đáy của tháp 20C04.
• 20E04: Làm mát sản phảm đỉnh của tháp 20C04.
• 20E13B: Làm mát dòng sản phảm đỉnh đi ra khỏi thiết bị trao đổi nhiệt 20E13 trước khi về bình ngưng tụ.
Bơm
Bơm màng:
Sử dụng để bơm hoá chát chống ăn mònn vào sản phẩm đỉnh của tháp 20C04 (Bơm 20W01).
Bơm ly tâm:
Sử dụng trong các trường hợp bơm sản phẩm, bơm nguyên liệu,... Ngoài ra trong dây chuyền còn sử dụng nhiều thiết bị phụ trợ khác như:
• Các thiết bị điều khiển, thiết bị chỉ thị.
• Các van: Van cầu, van lá...
• Các bồn bể chứa...
2. CỤM CONDENSATE
Đặc điểm về cụm condensate
Cụm Condensate là cụm quan trọng nhất trong 3 cụm chính của nhà máy. Nó được lắp đặt từ năm 1993 và được thiết kế để chưng cất dầu mỏ có tỷ trọng thấp hoặc