4.7.1. Cấu tạo, chức năng và nguyên lý làm việc
- Cấu tạo: Tháp tách Ethane C-01 gồm có 32 đĩa van, 13 đĩa ở phần luyện của tháp có
đường kính 2,6m. Phần chưng của tháp có 19 đĩa có đường kính 3,05m. Bộ kiểm soát chênh áp qua tháp PDIA-1321 có nhiệm vụ kiểm soát chênh áp qua tháp nhằm kịp thời phát hiện các hiện tượng bất thường như ngập tháp, tạo bột. Hai thiết bị gia nhiệt dạng Kettle Reboiler được lắp tại đáy của tháp, với công suất hoạt động của mỗi thiết bị là 50%, để cung cấp nhiệt cho đáy tháp.
- Chức năng: Thực hiện quá trình phân tách giữa C2 và C3. C2-và một phần nhỏ C3 sẽ đi ra khỏi đỉnh ở pha khí, phần lớn lượng C3+ và một phần nhỏ C2 ra khỏi đáy C-01 ở SVTH: Mai Thanh Tùng Trang 52
H2O Hot Oil 1 2 3 4 5 6
1. Thiết bị chắn đầu vào. 2. Tấm chắn sương. 3. Dòng khí ra. 4. Dòng lỏng ra. 5. Boot tách nước.
6. Dòng nguyên liệu đầu vào.
dạng lỏng sẽ được đưa tới tháp C-02 để phân tách tiếp để sản xuất ra LPG và condensate.
- Nguyên lý làm việc: Nhờ sự chênh lệch nhiệt độ giữa đáy và đỉnh tháp nên các cấu tử
nhẹ ( C1, C2 ) sẽ bốc hơi lên đỉnh tháp các cấu tử nặng C3+ sẽ được giữ lại ở đáy tháp để đưa về tháp C-02 chưng cất thành LPG và Condensate. Dòng lỏng có nhiệt độ thấp từ tháp C-05 sẽ đóng vai trò làm dòng hồi lưu lạnh cho đính tháp. Nhiệt độ của đáy tháp được duy trì nhờ 02 Reboiler gia nhiệt đáy tháp E-01A/B.
Hình 4-8: Sơ đồ cấu tạo và thông số vận hành tháp C-01
4.7.2. Thông số vận hành
• Áp suất tháp C-01 trong chế độ GPP chuyển đội là 27 bar, được duy trì bằng cách điều chỉnh độ đóng mở của van PV-1403A/B và tốc độ quay của máy nén K-01, trong trường hợp áp suất vượt giới hạn thiết kế, van PV-1305B sẽ mở để xả khí ra đốt tại flare để tránh gây quá áp cho tháp.
• Nhiệt độ ở đỉnh và đáy tương ứng là 14 oC và 109 oC được duy trì nhờ vào việc điều chỉnh lượng dầu hot oil cung cấp vào thiết bị gia nhiệt đáy tháp.
4.7.3. Sự cố, nguyên nhân và biện pháp khắc phục.
No Tín hiệu Ý nghĩa Nguyên nhân Hành động xử lý
PDAH- 1321
Chênh áp các đĩa C- 01 cao
1.Quá nhiều hơi trên các đĩa 2.Bụi, mảnh vụn,
hydrate hoặc bọt
1. Giảm lưu lượng vào C-01 hoặc vào nhà máy.
2. Kiểm tra trend PDI-1321. Bơm methanol, chất phá bọt hoặc làm sạch đĩa. 3. Nếu PDI-1321 > 19 kPa thì
xem xét khả năng dừng K- 01, K-02/03 để đảm bảo an toàn thiết bị PAH- 1303B Áp suất đỉnh C-01 cao
1. Quá nhiều hơi trên các đĩa 2. Van 1403B mở
do lỗi điều khiển
1. Giảm lưu lượng vào C-01 hoặc vào nhà máy hoặc giảm nhiệt độ tháp.
2. Kiểm tra van này và khắc phục.
SVTH: Mai Thanh Tùng Trang 53
3. Công suất K-01 không phù hợp 3. Chọn công suất phù hợp cho K-01. TAH- 1307A/B Hơi quay trở lại E- 01A(B)
Lỗi tín hiệu hoặc hỏng van TV- 1307A(B)
Kiểm tra trend khi mở TV- 1307A(B). Sử dụng đường bypass và tiến hành sửa chữa. LAL-
1302
Mức chất lỏng V-15 thấp
Lỗi tín hiệu hoặc hỏng van FV- 1301
Kiểm tra trend khi mở FV- 1301. Sử dụng đường bypass và tiến hành sửa chữa.
LAH- 1302 Mức chất lỏng V-15 cao FV- 1301 đóng do lỗi điều khiển hoặc kẹt do mảnh vụn.
Kiểm tra trend khi mở FV- 1301. Sử dụng đường bypass và tiến hành sửa chữa.
4.7.4. Quy trình vận hành
a. Chuẩn bị khởi động tháp
Thao tác vận hành Thông tin
1. Đảm bảo các van an toàn PSV- 0301A/B, PSV-1001, PSV-1301A/B, PSV-1302A/B, PSV-1303A/B, các Rupture Disk 1303-A/B không bị cô lập và hoạt động bình thường.
Bảo vệ quá áp V-03, E-20, C-01 và E-01 A/B
2. Đảm bảo rằng 2 van tay upstream và downstream của PV-1303B đang mở và PT-1303, PIC-1303B đang hoạt động bình thường. PIC-1303B đang đặt ở trạng thái AUTO và SETPOINT = 2800 kPaA
Bảo vệ áp suất đỉnh C-01
3. Mở các van tay và SDV trên đường lỏng từ V-03 qua E-04 tới đĩa thứ 20 của tháp C-01 bao gồm : SDV-0302, V-03-003-85, E-04A-017-1, E-04B- 017-14, E-04B-017-17, C-01-013-6. Đảm bảo rằng các LT-0302, FT-0302, LIC-0302, FIC-0302, HS-0302, HS- 1701A, FV-1701 vẫn hoạt động tốt.
Mở thông đường lỏng từ V-03 tới C- 01
4. Mở các van tay và SDV trên đường lỏng từ đáy C-05 qua E-20 tới đĩa thứ nhất của tháp C-01 bao gồm : SDV- 1211, C-05-011-26, C-05-012-28, E- 20-010-16, E-20-010-14. Đảm bảo rằng các LT-1201, FT-1201, LIC-
Mở thông đường lòng từ C-05
SVTH: Mai Thanh Tùng Trang 54
1201, FIC-1201, FV-1201 vẫn hoạt động bình thường.
5. Mở các van tay trên đường khí từ đỉnh V-03 tới đĩa thứ 2 và 3 của tháp C-01 bao gồm : V-03-003-38, C-01- 013-18, C-01-013-16, C-01-013-15, C-01-013-13. Đảm bảo rằng PT- 1305, PIC-1305A/B, PV-1305A/B vẫn hoạt động tốt. Mở thông đường khí từ V-03
6. Mở 2 van bướm của đường lỏng đáy C-01 tới E-01A/B. Mở 2 van tay V- 15-013-26, V-15-013-25 của đường khí từ đỉnh E-01A/B tới đáy của tháp C-01. Mở 2 van tay E-01A-013-18, E-01B-013-8 của đường lỏng từ đáy E-01A/B tới V-15.
Mở thông đường H.C lỏng và khí C- 01/E-01 A/B và V-15
7. Mở các van tay E-01A-013-1, E- 01A-013-10, E-01A-013-12 của đường dầu nóng tới E-01A. Đảm bảo TIC-1307A và TV-1307A hoạt động tốt.
Mở thông đường hotoil cho E-01A
8. Mở các van tay E-01B-013-1, E-01B- 013-19, E-01B-013-21 của đường dầu nóng tới E-01B. Đảm bảo TIC- 1307B và TV-1307B hoạt động tốt.
Mở thông đường hotoil cho E-01B
9. Mở các van tay và SDV trên đường lỏng từ đáy V-15 tới tháp C-02 bao gồm : SDV-1301, V-15-013-19, V- 15-013-21, V-15-013-24. Đảm bảo rằng FT-1301, FIC-1301, FV-1301 đang hoạt động tốt
Mở thông đường sản phẩm đáy
10. Chuyển HS-0302 về điều khiển FV- 1701. Chuyển HS-1701A về nhận tín hiệu từ FIC-0302. Chuyển FIC-0302, FIC-1201, FIC-1301, TIC-1307A/B về trạng thái Manual với output = 0. LIC-0302, LIC-1201 đang đặt AUTO với setpoint = 50%. Chuyển PIC- 1305A/B về trạng thái Auto, setpoint lần lượt là 4500 và 4600 kPaA.
Chuẩn bị các loop điều khiển.
SVTH: Mai Thanh Tùng Trang 55
Lưu ý: Nếu khởi động C-01 để vận hành ở chế độ AMF (sản phẩm đáy tháp là condensate thương phẩm) thì phải chọn bồn V-21C làm nơi chứa sản phẩm đáy off- spec trong quá trình khởi động.
b. Quá trình khởi động tháp
Thao tác vận hành Thông tin
1. Mở từ từ các van FV-1701, FV- 1201 từ các loop FIC-0302, FIC- 1201. Vừa mở vừa theo dõi mức lỏng tại đáy C-05 và V-03 (mức lỏng của V-03 có thể điều chỉnh được bằng các van FV-0131A/B. Khi nào mức V-03 ổn định thì chuyển FIC-0302 sang AUTO, đặt CASCADE, mức C-05 ổn định thì chuyển FIC-1201 sang AUTO và đặt CASCADE.
Đưa dòng nguyên liệu vào C-01
2. Khi mức lỏng của E-01 (hiển thị qua LI-0131A/B) tăng dần lên khoảng 15% thì bắt đầu mở dần các van TV-1307A/B bằng TIC- 1307A/B nhằm cung cấp nhiệt cho hệ thống.
Bắt đầu gia nhiệt, tạo dòng khí lên đỉnh tháp
3. Khi mức lỏng của C-05 và V-03 bắt đầu ổn định thì chuyển FIC-0302, FIC-1201 sang AUTO và đặt CASCADE; LIC-0302, LIC-1201 chuyển sang AUTO với setpoint phù hợp (khoảng 50 - 60%).
Ổn định mức đáy C-05 và V-03, cung cấp ổn định nguyên liệu cho C- 01
4. Điều chỉnh độ mở của van TV- 1307A/B sao cho nhiệt độ của TI- 1307A/B đạt xấp xỉ 100oC.
Điều chỉnh nhiệt độ đáy tháp
5. Khi mức V-15 đạt khoảng 25% thì mở dần FV-1301 để đưa dòng lỏng tới tháp C-02 bằng loop FIC-1301 tương ứng sao cho ổn định được mức lỏng của V-15. (FIC-1301 hiện nay không thể đặt CASCADE theo LIC-1301 được vì điều khiển không tốt).
Ổn định mức đáy
6. Sau khi các giá trị nhiệt độ (TI- 1307A/B, TI-1325, TI-1309) và lưu
Xử lý khí ở đỉnh C-01
SVTH: Mai Thanh Tùng Trang 56
lượng khí (FI-1302) trên tháp C-01 ổn định thì bắt đầu khởi động K-01 theo quy trình PVGC/OP/218 để đưa khí từ đỉnh C-01 ra SaleGas hoặc ra K-02/03 thay vì đốt bỏ tại Flare.
7. Sau khi K-01 vào tải (loading) xong thì chuyển PICA-1303A sang AUTO và setpoint = 2700 kPaA, trong quá trình vào tải cần theo dõi thường xuyên lưu lượng của đỉnh C-01 qua FI-1302 đồng thời điều chỉnh nó thông qua các van TV- 1307A/B để đảm bảo phù hợp với tốc độ của K-01.
Điều khiển áp suất đỉnh C-01
Sau các bước trên thì tháp C-01 dần đi vào hoạt động ổn định.
Lưu ý: Nếu khởi động tháp C-01 để vận hành ở chế độ AMF thì theo dõi RVP của condensate qua AI-1701 để chuyển sản phẩm đáy từ bồn chứa off-spec sang TK-21
hoặc đường ống sản phẩm lỏng.
c. Vận hành ổn định tháp:
Trong quá trình vận hành và ổn định tháp, vận hành viên cần lưu ý các điểm sau :
• Cần điều chỉnh nhiệt độ của tháp bằng TIC-1307A/B để sao cho hàm lượng C2 trong LPG đạt giá trị mong muốn (khi C2 cao thì tăng nhiệt độ của C-01, khi C2 thấp thì giảm nhiệt độ của C-01). Hàm lượng C2- cần kiểm soát phụ thuộc vào yêu cầu chất lượng của công ty và theo thỏa thuận với khách hàng. Hiện nay hàm lượng này là từ 2% – 2.5%.
• Khi nhận thấy lưu lượng đỉnh C-01 vượt quá giá trị bình thường (van recycle PV-1403A của K-01 đóng dần tới 0 thì nên tăng tốc độ của K-01 đồng thời giảm nhiệt độ của C-01 xuống (nhằm giảm lưu lượng khí đi ra từ đỉnh C-01). Tốc độ của K-01 tối ưu khi van PV-1403A mở khoảng 15 – 25%.
• Khi phát hiện mức lỏng đáy C-01 báo HH (LAHH-1301) thì nên mở FV-1301 lớn hơn, tránh ngập đáy C-01, E-01A/B, V-15 làm giảm hiệu quả làm việc (truyền nhiệt, truyền khối) của tháp.
4.8. Tháp ổn định C-02
4.8.1. Cấu tạo, chức năng và nguyên lý làm việc
- Cấu tạo: Tháp C-02 gồm 30 đĩa van, đường kính 2,14 m, đĩa nạp liệu là đĩa số 10, một
thiết bị ngưng tụ ở đỉnh, một thiết bị đun sôi lại ở đáy. Thiết bị Reboiler của tháp C-02 thuộc loại Kettle (E- 03) được sử dụng để cung cấp nhiệt cho đáy tháp. Nhiệt độ đáy tháp được khống chế nhờ việc điều chỉnh lượng dầu nóng cung cấp cho Reboiler qua van TV- 1523. Hơi LPG từ đỉnh tháp sẽ ngưng tụ ở 43oC trong thiết bị ngưng tụ bằng không khí E-02 sau đó đến bình hồi lưu V-02 ( là bình nằm ngang có đường kính D = 2,2 m, l = 7 m). Lỏng LPG được bơm hồi lưu P-01A/B ( công suất bơm là 180 m3/ h, chiều cao đẩy 133,7 m, công suất động cơ là 75 kw).. Ngoài ra còn có thiết bị kiểm SVTH: Mai Thanh Tùng Trang 57
soát chênh áp qua tháp PDIA-1521, để tránh sự chênh áp trong tháp quá cao nhằm kịp thời phát hiện các hiện tượng bất thường như: Ngập lỏng, tạo bọt…
Hình 4-9: Sơ đồ cấu tạo và thông số vận hành tháp C-02
- Chức năng: Phân tách các cấu tử C4 và C5 của dòng lỏng từ V-15 tới để tạo ra hai loại sản phẩm riêng biệt : LPG (Bupro) và Condensate (C5+).
- Nguyên lý làm việc: Dựa vào sự chênh lệch nhiệt độ sôi của cấu tử nhẹ ( C3, C4 ) và Condensate. LPG ra khỏi đỉnh tháp (ở trạng thái điểm sương) được làm lạnh bằng không khí bởi giàn quạt E-02 để ngưng tụ thành lỏng (trạng thái điểm sôi) tại V-02. Sau đó một phần LPG sẽ được bơm P-01A/B hồi lưu lại tháp nhằm tăng độ tinh cất của tháp, một phần khác được bơm tới V-21A/B, kho cảng Thị Vải hay tới tháp C-03 để tách riêng Propan và Butan. Condensate ở đáy tháp được dẫn tới E-03 để gia nhiệt nhằm bốc hơi một phần các cấu tử nhẹ quay trở lại đáy tháp. Phần lỏng ra khỏi đáy E- 03 sẽ là Condensate thành phẩm. Nhiệt độ tháp C-02 được điều khiển bởi van dầu nóng TV-1523 sao cho hàm lượng C5 trong LPG < 2% (càng gần 2% càng cho nhiều LPG) và áp suất hơi bão hòa (RVP) của Condensate không vượt quá 11.2 psia.
4.8.2. Thông số vận hành
• Áp suất làm việc của tháp C-02 là 11 barA, được điều chỉnh nhờ việc điều chỉnh công suất quạt làm mát và các van PV-1501A/B.
• Nhiệt độ ở đỉnh và đáy tương ứng là 40 oC và 141 oC được duy trì ổn định nhờ vào việc điều chỉnh tỷ lệ hồi lưu lạnh đính tháp và lượng nhiệt Hot oil cung cấp vào Reboiler đáy tháp.
4.8.3. Sự cố, nguyên nhân và biện pháp khắc phục
Hiện tượng ngập tháp C-02 là hiện tượng mức lỏng đáy E-03 tăng lên quá mức vận hành bình thường (50-60%), chiếm toàn bộ phần shell side của E-03 và bắt đầu ngập lên trên tháp. Lúc này công suất của E-03 không đủ để gia nhiệt cho đáy C-02 dẫn đến nhiệt độ đáy C-02 giảm và làm condensate không đạt chất lượng.
Tháp C-02 thường bị ngập trong các trường hợp sau:
- Khi lỏng từ C-01 vào C-02 tăng lên nhiều nhưng dòng condensate ra khỏi E-03 không kịp điều chỉnh hợp lý kịp thời (thường xảy ra khi LIC-1501 để ở chế độ Manual hoặc LT-1501 bị hỏng).
- Khởi động lại tháp C-02 sau khi bị shutdown đột ngột.
SVTH: Mai Thanh Tùng Trang 58
- Khi hệ thống SSD/DCS bị sự cố phải xử lý tạm thời để cấp khí qua E-14/E-20 nhưng dòng lỏng không được xử lý trong thời gian dài.
- Van TV-1523 bị đóng hoặc nhiệt độ đáy tháp C-02 quá thấp, dòng nạp liệu và hồi lưu lớn.
- Kết hợp các trường hợp trên.
Các hành động xử lý khắc phục.
Do mức độ ngập lỏng của C-02 có thể dao động từ mức tương đối nhẹ (phát hiện và xử lý kịp thời) đến rất nghiêm trọng (khi shutdown toàn bộ dây chuyền xử lý lỏng trong thời gian dài) nên các biện pháp xử lý cũng thay đổi tùy trường hợp. Qui trình này đưa ra 3 mức xử lý mà tùy vào tình huống, đánh giá của ca trực vận hành mà linh hoạt áp dụng.
Xử lý mức 1:
Là mức độ sự cố không nghiêm trọng do mới phát sinh, phát hiện kịp thời và có thể xử lý ngay. Các bước xử lý này cũng là các bước xử lý cơ bản có thể áp dụng an toàn cho mọi trường hợp. Các dấu hiệu nhận biết hiện tượng ngập tháp C-02:
• LAHH-1521 alarm.
• TI-1521 và TI-1523 giảm dù đã tăng độ mở của van TV-1523.
• Mức E-03 tăng đột biến.
• PDI-1521 tăng.
STT Các bước thực hiện Thao tác Giải thích
1.
Đưa condensate off- spec từ E-03 về