2.3.1
Hình 2-1 Sơ đồ dòng công nghệ của phân xưởng PRU (Propylene Recovery Unit) Tháp chƣng
cất
Hình 2-2 Sơ đồ dòng công nghệ của tháp tách C3/C4 – T2101
Tháp chưng cất T-2101 được lắp đặt tại phân xưởng thu hồi propylen (Propylene Recovery Unit - PRU) của Nhà máy lọc dầu Dung Quất. Tháp có nhiệm vụ tách dòng nguyên liệu với thành phần chủ yếu là propene (C3) và butene (C4) và một số sản phẩm khác (chi tiết thành phần của dòng nguyên liệu đƣợc thể hiện ở bảng 2-1)
Bảng 2-1 Thành phần chi tiết của dòng nguyên liệu đầu vào tháp T-2101
Dòng nguyên liệu khí hóa lỏng C3/C4 từ D-2101 đƣợc đƣa vào tháp T-2101 tại đĩa số 12 thông qua bơm P-2101A/B. Sản phẩm C3 nhẹ hơn và C4 nặng hơn sẽ đƣợc phân tách tại tháp T-2101. Việc gia nhiệt cho dòng nguyên liệu thông qua thiết bị trao đổi nhiệt E-2101. Tại tháp T-2101 thì thành phần hơi sẽ đi ra khỏi đỉnh tháp và đƣợc ngƣng tụ bởi các thiết bị trao đổi nhiệt E-2102A/B/C/D sau đó sẽ đi đến thiết bị D- 2102, ở đó hỗn hợp khí hóa lỏng và nước sẽ được phân tách, một phần hỗn hợp sản phẩm C3 và thành phần nhẹ hơn sẽ đƣợc đƣa trở về tháp T-2101 thông qua bơm P- 2102A/B và phần còn lại sẽ đƣợc đƣa đến tháp T-2102 thông qua bơm P-2103A/B để tiếp tục chƣng cất để đạt đƣợc sản phẩm mong muốn là propypene với thành phần chi tiết đƣợc cho ở bảng 2-2 [6, 7].
Bảng 2-2 Thành phần chi tiết dòng sản phẩm sau khi đi ra khỏi phân xưởng PRU
Việc gia nhiệt cho tháp T-2101 bằng hơi thấp áp (LP steam) thông qua 02 thiết bị đun sôi (reboiler) hoạt động song song E-2103A/B. Sản phẩm đáy của tháp T-2101 là hỗn hợp C4 sau khi trao đổi nhiệt với dòng nguyên liệu tại E-2101 sẽ đƣợc làm lạnh tại E-2104 trước khi đi đến bể chứa. Hỗn hợp C4 từ tháp T-2101 được phân thành 2
dòng sau khi qua thiết bị trao đổi nhiệt E-2104, một dòng đi đến bể chứa LPG, một dòng dùng để phối trộn với dòng propane. Hỗn hợp C4 sau khi ra khỏi phân xưởng PRU sẽ chứa không quá 1 wt% C3 và các thành phần nhẹ hơn.
2.3.2 Nguyên lý điều khiển đáy tháp T-2101
Hệ thống điều khiển tháp T-2101 bao gồm nhiều vòng điều khiển độc lập nhƣ điều khiển nhiệt độ tháp, mức đáy tháp, áp suất đỉnh tháp,… Ở đây, ta chỉ đi sâu phân tích vòng điều khiển nhiệt độ tháp.
Hình 2-3 Màn hình giao diện điều khiển (HMI) nhiệt độ đáy tháp T-2101
Điều khiển nhiệt độ đáy tháp T-2101 thông qua việc điều khiển nhiệt độ tại thiết bị trao đổi nhiệt E-2103A/B để đạt đƣợc hỗn hợp sản phẩm C4 đạt chất lƣợng theo yêu cầu tại đáy tháp. Lưu lượng dòng hơi đi vào E-2103A/B được điều khiển bởi bộ điều khiển 021-FIC-005 và đƣợc cài đặt lại bởi bộ điều khiển nhiệt độ 021-TIC-005 với cảm biến nhiệt độ đặt tại đĩa 19 của tháp T-2101. Điều này cho phép điều khiển độ mở van 021-FV-005. Mức hơi ngƣng tụ tại E-2103A/B đƣợc điều khiển bởi 02 bộ điều khiển mức 021-LIC-007A và 021-LIC-007B thông qua bộ lựa chọn 021-HS-101 để điều khiển độ mở của van 021-LV-007.
Theo điều kiện vận hành thực tế tại Nhà máy thì giá trị cài đặt cho bộ điều khiển 021-TIC-005 là 91,8oC. Khi nhiệt độ của tháp tăng, bộ điều khiển 021-TIC-005 sẽ gửi tín hiệu đến bộ điều khiển 021-FIC-005 để bộ điều khiển này thay đổi độ mở của van 021-FV-005 (đóng bớt) qua đó sẽ giảm lương hơi cấp nhiệt đi qua bộ trao đổi
nhiệt E-2103A/B, do đó nhiệt độ của tháp T-2101 sẽ giảm xuống giá trị mong muốn.
Tương tự khi nhiệt độ của tháp giảm, bộ điều khiển 021-TIC-005 sẽ gửi tín hiệu đến bộ điều khiển 021-FIC-005 để bộ điều khiển này thay đổi độ mở của van 021-FV-005 (mở thêm) qua đó sẽ tăng lƣợng hơi cấp nhiệt đi qua bộ trao đổi nhiệt E-2103A/B, do đó sẽ làm cho nhiệt độ của tháp T-2101 tăng lên giá trị cài đặt [6, 7].
T-2101
LT 007B LT
007A
LIC 007B
021-LV-007 FC
CL SL HS 101 LIC
007A DCS
FIELD
E-2103A E-2103B
SELECTOR SWITCH ( 021-LIC-007-A or B )
Hình 2-4 Nguyên lý điều khiển nhiệt độ đáy tháp T-2101
Có thể thấy rằng việc điều khiển nồng độ sản phẩm đáy tháp để đạt đƣợc chất lượng mong muốn thông qua việc điều khiển nhiệt độ tháp sẽ ảnh hưởng đến chất lƣợng sản phẩm đáy do quá trình điều khiển nhiệt độ là một quá trình có độ trễ lớn. Do vậy, cần nghiên cứu xây dựng mô hình toán cho tháp T-2101 để áp dụng một thuật toán điều khiển mới cho toàn bộ tháp chƣng cất T-2101 từ đó nhận đƣợc các sản phẩm đầu ra có chất lƣợng nhƣ mong muốn.