Sản phẩm Tấn/ngày Sản phẩm Tấn/năm
LPG 900÷1000 LPG 370000
Xăng A90 2900÷5100 Naphtha 361000
A92-95 2600÷2700 Mogas 1300000
JA1 650÷1250 Jet A1 1594000
FO 1000÷1100 DO 3449000
Propylene 320÷460 Lưu huỳnh 238000
Cốc 1013000
- NMLD số 3 với nguyên liệu là dầu nặng nâng cấp Venezuela độ API 16 chứa nhiều hợp chất nặng cũng như lưu huỳnh nên sản phẩm ở NMLD số 3 có các sản phẩm Cốc (1013000 tấn/năm), lưu huỳnh (238000 tấn/năm).
- NMLD Dung Quất với nguyên liệu là dầu nhẹ Bạch Hổ nên sẽ không có các sản phẩm như cốc, lưu huỳnh nhưng thay vào đó sẽ là có sản phẩm nhẹ hơn như propylene (320÷460 tấn/ngày).
4.4 Dự án khu liên hợp lọc hóa dầu Nghi Sơn
- Địa điểm đặt dự án: Khu kinh tế Nghi Sơn, Tĩnh Gia, Thanh Hóa - Vốn đầu tư: 6.2 tỷ USD
- Diện tích: 325 ha
- Chủ đầu tư: Gồm 4 thành viên: PetroVietnam 25.1%, Công ty dầu lửa Kuwait (KPI) 35.1%, Công ty hoá chất Mitsui - Nhật Bản (MCI) 4.7%, Công ty Idemitsu Kosan -Nhật Bản (IKC) 35.1%.
- Công suất chế biến: 10 triệu tấn/năm - Nguyên liệu: Dầu thô Kuwait
- Thời gian dự kiến đi vào hoạt động: Cuối năm 2013 + Thông tin về nguyên liệu và sản phẩm
Bảng 4.7: Thông tin nguyên liệu, sản phẩm của khu liên hợp lọc hóa dầu Nghi Sơn.
Nguyên liệu 100% Kuwait Sản phẩm Tấn/năm
Độ API 29.9 LPG 495.000
Hệ số K 11.84 Propylen 347.000
Tỷ trọng ở 150C 0.876 P-X 480.000
Nhiệt độ điểm chớp cháy (0C) <-36 Benzene 145.000
Áp suất hơi Reid 26.2 kpa Gasoline 2.101.000
Hàm lượng lưu huỳnh (wt%) 2.65 Kerosene/ JA1 793.000
Cặn Carbon (% khối lượng) 6.11 DO 2.664.000
+ Thông tin về công nghệ
Bảng 4.8: Thông tin về công nghệ của dự án khu liên hợp lọc dầu Nghi Sơn.
Phân xưởng Công suất
(ngànthùng/ngày) Bản quyền Lọc dầu
Phân xưởng chưng cất khí quyển (CDU) 181,7 Chưa xác định
Phân xưởng xử lý và thu hồi LPG (LRU) 7,7 Chưa xác định
Phân xưởng xử lý Naphtha bằng hydro (NHT) 46,4 Chưa xác định
Phân xưởng Reforming xúc tác (CCR) 30,7 Chưa xác định
Phân xưởng xử lý Kerosen bằng hydro KHDS 19,3 Chưa xác định
Phân xưởng Xử lý Gas Oil bằng hydro GO HDS 50,7 Chưa xác định
Phân xưởng xử lý cặn bằng hydro (RHDS) 85,1 Chưa xác định
Phân xưởng Cracking xúc tác cặn (RFCC) 73,7 Chưa xác định
Phân xưởng khí chưa no (USP) 40,2 Chưa xác định
Phân xưởng thu hồi Propylen PRU 19,1 Chưa xác định
Phân xưởng xử lý amin (ATU) (*) Chưa xác định
Phân xưởng Xử lý nước chua (SWS) (*) Chưa xác định
Phân xưởng Thu hồi Lưu huỳnh (SRU) 606 tấn/ngày Chưa xác định
Phân xưởng Xử lý xăng (GTU) 10,2 Chưa xác định
Phân xưởng Isome hoá C5/C6 11,1 Chưa xác định
Phân xưởng Alkylation 8,1 (sản phẩm) Chưa xác định
Phân xưởng Sản xuất Hydro (HMU) 14 tấn/ngày Chưa xác định
Phân xưởng Trung hoà kiềm đã sử dụng (CNU) (*) Chưa xác định
Nhận xét: Dự án khu liên hợp lọc dầu Nghi Sơn là một dự án lớn của lọc dầu Việt Nam, với nguyên liệu là dầu thô Kuwait có độ API 29.9, với 18 công nghệ sử dụng trong lọc dầu chưa xác định bản quyền, dự kiến đến năm 2013 sẽ đi vào hoạt động.
Nguyên liệu dâu thô Kuwait là nguyên liệu có độ nhớt, hàm lượng lưu huỳnh, thành phần cặn cacbon nhỏ hơn so với nguyên liệu dầu nâng cấp Venezuela sử dụng trong nhà máy lọc dầu số 3, nhưng vẫn lớn hơn dầu thô Bạch Hổ. Do đó trong công nghệ có những đặc điểm sau:
- Không sử dụng phân xưởng cốc hóa cũng như phân xưởng chưng cất chân không.
- Có phân xưởng thu hồi lưu huỳnh (do hàm lượng lưu huỳnh trong nguyên liệu vượt quá mức quy định)
Về sản phẩm:
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
* Kết Luận
Sau một thời gian tìm hiểu đề tài: “Nghiên cứu tổng quan các công nghệ xử lý dầu nặng – Đề nghị mô hình xử lý dầu syncrude 16 0API của nhà máy lọc dầu Long Sơn” với sự hướng dẫn tận tình của TS. Nguyễn Thị Thanh Xuân, Em rút ra kết luận như sau:
Nguyên liệu dầu nhẹ dễ khai thác trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng càng ngày càng cạn kiệt, việc sử dụng dầu nặng thay thế cho dầu nhẹ là điều tất yếu khi mà nhu cầu năng lượng càng ngày càng tăng. Do đó việc nghiên cứu công nghệ nâng cấp dầu nặng là một việc làm rất quan trọng và cần thiết trong tình hình hiện nay, có thể tóm tắt như sau:
Các công nghệ cơ bản sử dụng trong nâng cấp dầu dầu có thể liệt kê thành 3 nhóm:
+ Nhóm công nghệ loại cacbon:
- Công nghệ cracking nhiệt là công nghệ sử dụng tác nhân nhiệt để chuyển hóa nguyên liệu nặng thành các sản phẩm nhẹ hơn, đối với nguyên liệu là dầu nặng thì đây là giải pháp tối ưu nhất. Thường được sử dụng để phân tách sơ bộ nguyên liệu. Ưu điểm của công nghệ này là không sử dụng xúc tác nên chi phí cho công nghệ tương đối thấp. Trong cracking nhiệt có rất nhiều công nghệ nhưng thường được sử dụng nhất đó là công nghệ cốc hóa và công nghệ Visbreking của SHELL / Lummus.
- Công nghệ cracking xúc tác: Công nghệ này có chi phí đầu tư cao vì có sử dụng xúc tác nên có khá nhiều hạn chế trong nguyên liệu sử dụng cho công nghệ, nhưng nó là công nghệ có khả năng chuyển hóa thành các sản phẩm có chất lượng cao và được sử dụng nhiều trong lọc dầu. Công nghệ tiêu biểu đó là R2R của IFP và công nghệ FCC của SHELL, Stone & Webster.
+ Nhóm công nghệ thêm hydro:
- Công nghệ hydrotreating là quá trình xử lý các phân đoạn bằng hydro, dùng để chuẩn bị nguyên liệu cho các phân xưởng chuyển hóa khác như phân xưởng RC, cracking hơi, cracking xúc tác, có thể cải thiện tính chất sản phẩm đảm bảo tiêu chuẩn cho môi trường. Công nghệ tiểu biểu Chevron RDS/VRDS, LC-FINING của Chevron Lummus Global, Công nghệ H-OIL của HRI.
- Công nghệ hydrocracking: Hydrocracking cũng như cracking xúc tác có khả năng chế biến sâu dầu thô. Ứng dụng quá trình này vào công nghiệp có ảnh hưởng lớn đến sự hoàn thiện tiếp các quá trình chế biến dầu. Tính mềm dẻo của quá trình, có thể làm việc với những nguyên liệu khác nhau, với hiệu suất cho sản phẩm sáng và sản phẩm sẫm khác nhau, khiến cho quá trình này trở thành một trong những quá trình then chốt của các nhà máy chế biến dầu hiện đại. Công nghệ tiêu biểu là công nghệ Isocracking của Chevron.
+ Nhóm công nghệ tách asphalt bằng dung môi: Asphalt là những hợp chất cao phân tử đa vòng, ngưng tụ cao, có khối lượng phân tử lớn. Dựa vào tính chất của asphalt là không hòa tan vào một số dung môi, dựa vào đặc điểm trên để tách asphalt và một số tạp chất ra khỏi dầu. Sản phẩm chính là dầu DAO. Nhóm công nghệ này ít được sử dụng, do quá đơn giản và tách không triệt để.
Tuy nhiên, để xử lý hiệu quả nguyên liệu dầu nặng người ta không sử dụng riêng lẻ một công nghệ nào mà phải sử dụng kết hợp tất cả các nhóm công nghệ kể trên.
Ngoài việc tìm hiểu các công nghệ nâng cấp dầu nặng, em còn tìm hiểu thêm được một số dự án lọc dầu ở Việt Nam: Dự án nhà máy lọc dầu Long Sơn với nguyên liệu là dầu nặng đã nâng cấp của Venezuela có độ API 16. Nhà máy lọc dầu Dung Quất với nguồn nguyên liệu là dầu nhẹ Bạch Hổ, qua đó có thể so sánh sự khác nhau về công nghệ, sản phẩm... của hai nhà máy này .
* Đề Xuất
+ Đối với nhà máy lọc dầu Dung Quất
- Nguồn nguyên liệu là dầu Bạch Hổ đang có xu hướng sụt giảm, do đó nhà máy cần có chiến lược nghiên cứu cụ thể các loại dầu thô (trong nước cũng như nước ngoài), có nguồn gốc rõ ràng và khai thác ổn định để có thể thay thế một phần hoặc toàn phần dầu Bạch Hổ.
- Với cấu hình hiện tại của nhà máy, trong tương lai gần nhà máy cần làm việc với nhà cung cấp bản quyền công nghệ để đánh giá tính khả thi của việc nâng công suất của một số phân xưởng, đặc biệt là phân xưởng tách hợp chất lưu huỳnh (SRU) và sử dụng phụ gia DeSOx cho thêm vào xúc tác trong quá trình FCC, đối với nguyên liệu thay thế là dầu nặng hoặc nguyên liệu có nhiều tạp chất.
+ Đối với dự án nhà máy lọc dầu Long Sơn – Số 3
Nhà máy lọc dầu số 3 là một dự án đang được xây dựng, dự kiến đến năm 2014 sẽ hoàn thành. Hiện nay dự án vẫn chưa xác định nhà cung cấp bản quyền công nghệ cho các phân xưởng trong nhà máy, sau khi tìm hiểu về các công nghệ nâng cấp dầu nặng em xin có những đề xuất sau:
- Phân xưởng hydrocracking sử dụng công nghệ Isocracking của Chevron, với chế độ tái sinh khắt khe. Có sự lựa chọn như vậy do công nghệ này có những đặc điểm phù hợp với sơ đồ công nghệ của dự án NMLD số 3, đó là:
Ở chế độ hồi lưu mãnh liệt: Chuyển hóa 100% nguyên liệu thành sản phẩm nhẹ như naphtha, kerosene và diesel. Sản phẩm có thể làm nguyên liệu cho quá trình FCC, và nguyên liệu có thể là cặn từ FCC và cốc hóa. Đúng với sơ đồ NMLD3.
Hệ xúc tác đa dạng, nhưng trong trường hợp này chúng ta chọn xúc tác là zeolite, với xúc tác này làm tăng hiệu quả để sản xuất các sản phẩm nhẹ như naphtha, kerosene là những sản phẩm được sản xuất trong nhà máy lọc dầu số 3.
- Phân xưởng cốc hóa: Một sản phẩm quan trọng trong NMLD số 3 đó là cốc, do đó công nghệ cốc hóa trễ là lựa chọn tốt nhất cho nhà máy, do có những đặc điểm sau: Công nghệ Flexicoking/Fluid coking và cốc hóa trễ có hiệu suất cốc là như nhau. Nhưng trong quá trình Flexicoking/Fluid coking sản phẩm cốc tạo ra được đốt để lấy nhiệt cho các quá trình còn trong công nghệ cốc hóa trễ nhờ có hệ thống cốc hóa nên người ta có thể điều chỉnh được thời gian lưu qua đó có thể sản xuất các sản phẩm cốc có chất chất lượng theo mong muốn. Mặc dù sản phẩm distillate không ổn định nhưng được nâng cấp tiếp bằng reforming, hydro hóa, cracking xúc tác. Đúng với sơ đồ NMLD số 3. Phản ứng cracking nhiệt và cốc hóa trong cốc hóa trễ diễn ra sâu hơn so với các quá trình cracking nhiệt khác.
- Phân xưởng cracking xúc tác: Sử dụng công nghệ R2R của IFP.
Khi sử dụng các loại cracking xúc tác thông thường thường gặp các vấn đề sau: Ở nhiệt độ cao và có mặt của hơi nước, chất xúc tác sẽ bị phá hủy thủy nhiệt do
hàm lượng đáng kể của V có trong nguyên liệu. Nhiệt độ tái sinh của xúc tác được tái
sinh rất lớn, do đó nhiệt độ của hỗn hợp nguyên liệu và chất xúc tác trong ống Riser lớn dẫn đến quá trình cracking sâu, tạo ra nhiều khí và cốc là các sản phẩm không
mong muốn. Công nghệ R2R được đưa ra để khắc phục những nhược điểm trên. Ngoài ra công nghệ R2R cũng có những ưu điểm sau:
So với quá trình FCC thông thường thì quá trình R2R có thể xử lý nguyên liệu nặng hơn (cặn chưng cất khí quyển, dầu nặng…) có hàm lượng CCR (10%khối lượng) và hàm lượng kim loại cao. Công nghệ R2R sử dụng cho quá trình cracking xúc tác cặn áp dụng kỹ thuật mới, những cải tiến như vậy thì hiệu suất cốc và khí sẽ thấp, hiệu suất xăng và distillate sẽ cao hơn hoặc bằng so với công nghệ FCC thông thường. * Hạn chế đề tài
- Với đề tài nghiên cứu tổng quan các công nghệ xử lý dầu nặng, mặc dù có đưa ra được nhiều công nghệ nhưng vẫn chưa đi sâu được từng công nghệ chế biến.
- Việc đề xuất công nghệ cho nhà máy xử lý dầu syncrude 16 0API của nhà máy lọc dầu Long Sơn vẫn mang quá nhiều tính lý thuyết. Nếu muốn ứng dụng vào thực tế cần tìm hiểu sâu hơn từng công nghệ cũng như tính kinh tế của mỗi công nghệ.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Teruo Noguchi, Heavy Oil Processing Handbook, Research association for residua oil processing, 1991
[2] Jorge Ancheyta, James G. Speight, hydroprocessing of heavy oil and residua, Taylor & Francis Group, LLC, 2007
[3] Alberta Oil Sands Industry Update, Alberta Employment, Immigration and Industry, 12/2007.
[4] James G. Speight. The Desulfurization of Heavy Oil and Residua. Marcel Dekker, Inc
[5] Extra Heavy Oil and Bitumen, Total
[6] M.B. Dusseault, Comparing Venezuelan and Canadian Heavy Oil and Tar Sands, PRISM production technologies
[7] Current and Future Upgrading Options For The Orinoco Heavy Crude Oils, PDVSA, Venezuela
[8] The Orinoco Oil Belt Target Light/Medium Crude Oil and Product Market Opportunities
[9] Overview of the Canadian Downstream Petroleum Industry: Crude Slate- Microsoft
[10] 2007_FS_Infrastructure&Marketing.pdf, Husky Energy
[11] Agenda: Upgrading heavy oil
[12] TS. Nguyễn Thanh Sơn, Giáo trình giam nhot.pdf, Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng.
[13] TS. Nguyễn Thanh Sơn, giáo trình môn học quá trình công nghệ hóa học 1, Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, 2008.
[14] Th.S Lê Thị Như Ý, Môn học quá trình công nghệ hóa học II, đại học Bách Khoa Đà Nẵng, 2008
[15] KS. Dương Thanh Long, Cập nhật thông tin về 3 dự án lọc hóa dầu lớn của tập đoàn dầu khí việt nam, Trung tâm nghiên cứu và phát triển chế biến dầu khí, 2009
[16] Phòng công nghệ lọc dầu, Sơ lược về nhà máy lọc dầu Dung Quất, Trung tâm nghiên cứu và phát triển chế biến dầu khí, 2009
[17]Http://www.conocophillip.com/Tech/downstream/delayed+coking/Operating+Uni ts/index.htm [18]Http://pvpro.com.vn/vn/default_opennew.aspx?cat_id=791&news_id=1048 [19] Http://vi.wikipedia.org/wiki/nhà_máy_lọc_dầu_dung_quất [20] Http://en.wikipedia.org/wiki/File:Delayed_Coker.png [21] Http://lochoadau.com/forum/viewthread.php?action=printable&tid=462 [22] http://congnghedaukhi.com/web/cndk-News-141.html http://congnghedaukhi.com/web/cndk-News-145.html [23]http://www.ogj.com/articles/save_screen.cfm?ARTICLE_ID=22131