CỦA THÁP C-01 (DE-ETHANIZER)
3.1. Tháp C-01
3.1.1. Giới thiệu
Tháp chưng cất C-01 là thiết bị trong đó 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 dạng lỏng sẽ được đưa tới tháp C-02 để phân tách tiếp để sản xuất ra LPG và condensate.
Trong chế độ vận hành bình thường hiện nay, tháp C-01 làm việc ở áp suất 27 Barg (áp suất này được điều khiển bởi K-01A/B), nó có 3 đường nhập liệu như sau:
− Đường lỏng từ đáy C-05 có nhiệt độ thấp (khoảng -17 ÷ -10oC) vào đĩa thứ nhất được điều khiển bằng van FV-1201
− Đường lỏng thứ 2 từ đáy V-03 có nhiệt độ trong khoảng 50 ÷ 70oC vào đĩa thứ 20 (có thể vào đĩa thứ 14) được điều khiển bằng van FV-1701.
− Đường khí từ đỉnh V-03 vào đĩa thứ 2,3 qua 2 van điều khiển PV-1305A/B để điều khiển áp suất của V-03
Ngoài ra, dòng lỏng từ đáy tháp C-01 được bốc hơi một phần (phần chứa các cấu tử nhẹ như etan, propan) quay trở lại đĩa cuối cùng dưới tác dụng của 2 Reboiler E- 01A/B. Phần lỏng còn lại sẽ được đưa tới V-15 sau đó tới C-02 nhằm phân tách giữa C4
và C5 để tạo ra LPG và condensate.
Dòng khí đi lên từ đỉnh C-01 bao gồm chủ yếu là C2 và một phần C3 được dẫn tới máy nén K-01 để đẩy ra Sale Gas (trong chế độ MF) hay tới K-02/03 tuần hoàn lại V-08 nhằm thu hồi tối đa phần C3 trong đó.
Chú ý : Khi C-01 bắt đầu khởi động thì khí đi khỏi đỉnh C-01 sẽ được đốt tại Flare qua PV-1303B.
3.1.2. Cấu tạo tháp C-01
Tháp được cấu tạo bao gồm:
- Hình trụ lớn nửa dưới: chiều cao 17,41m; đường kính 3,05m
- Hình trụ nhỏ nửa trên: chiều cao 9,234m; đường kính bằng 2,6m
- Trong tháp gồm có 32 đĩa có chức năng tách sản phẩm.
- Các đầu vào ra, các thiết bị cảm ứng nhiệt độ, áp suất.
Các thông số thiết kế: - Áp suất: 32,36 Barg - Nhiệt độ: -25 ÷ -210 0C - Thể tích: 178 m3 Các thông số vận hành: - Áp suất: 27 Barg - Nhiệt độ: -20 ÷ -195 oC
3.2. Cụm thiết bị liên quan đến hoạt động của tháp
Tháp C-05 là hình trụ đứng: chiều cao: 20,86m; đường kính: 2,14m; thể tích: 60,2 m3; có 12 đĩa bên trong tháp.
Thông số thiết kế: - Áp suất: 61.2 Barg - Nhiệt độ: -70 ÷ -80 oC Thông số vạn hành: - Áp suất: 34.2 ÷ 51 Barg - Nhiệt độ: -43 ÷ -21 oC 3.2.2. Bồn V-03
Bồn tiếp nhận và ổn định sản phẩm lỏng tách ra từ nguồn khí đầu vào nhà máy sau khi qua thiết bị phân tách Slug Catcher SC-01.
Thông số thiết kế: - Áp suất: 82,5 Barg - Nhiệt độ: 80 oC Thông số vận hành: - Áp suất: 74 Barg - Nhiệt độ: 20 oC 3.2.3. Tháp C-02
Tháp có chức năng tách sản phẩm đi ra từ đáy C-01 thành hai sản phẩm condensate nóng ( 132 – 145 oC) đi ra từ đáy tháp được thực hiện trao đổi nhiệt với dòng sản phẩm lỏng từ V-03 về tháp C-01 nhờ thiết bị trao đổi nhiệt E-04.
Thông số thiết kế: - Áp suất: 12,5 Barg - Nhiệt độ: 170 oC Thông số vận hành: - Áp suất: 10 Barg - Nhiệt độ: 60 ÷ -145 oC 3.2.4. Máy nén K-01A/B
Các cụm máy nén này dung để nâng áp cho dòng sản phẩm khí (methane và ethane) đi ra từ đỉnh tháp C-01 lên giá trị áp suất khoảng 75Barg, dòng khí tiếp tục đưa tới cụm K-02/03 để nâng áp suất lên khoảng 107 Barg, dòng khí sau khi được nâng áp được đưa về khâu xử lí phía trước có áp suất cao hơn.
Thông số thiết kế:
- Áp suất: 60 Barg
Thông số vạn hành:
- Áp suất: 49 Barg
- Nhiệt độ: 49,1 oC
3.2.5. Thiết bị gia nhiệt E-01
Thiết bị gia nhiệt E-01 có chức năng gia nhiệt cho tháp C-01. Thiết bị gia nhiệt thực hiện bằng phương pháp trao đổi nhiệt từ nguồn dầu nóng với sản phẩm ở vùng đáy tháp C-01. Thông số thiết kế: - Áp suất: 35 Barg - Nhiệt độ: 210 oC Thông số vận hành: - Áp suất: 27 Barg - Nhiệt độ: 100 oC 3.2.6. Bồn trung gian V-15
Bồn có chức năng tiếp nhận và ổn định sản phẩm ra từ đáy tháp C-01 trước khi chuyển sang tháp C-02 để xử lý tiếp.
Thông số thiết kế: - Áp suất: 35 Barg - Nhiệt độ: 210 oC Thông số vận hành: - Áp suất: 27 Barg - Nhiệt độ: 100 oC
3.2.7. Cụm thiết bị tạo nguồn dầu nóng H-31A/B/C
Thiết bị tạo dầu nóng cho nhà máy gồm 3 cụm thiết bị H-31A, H-31B, H-31C cung cấp sản phẩm dầu nóng cho toàn bộ thiết bị gia nhiệt của nhà máy.
Thông số thiết kế: - Áp suất: 13,5 Barg - Nhiệt độ: 300 oC - Lưu lượng: 750 m3/h Thông số vận hành: - Áp suất: 7,5 Barg - Nhiệt độ: 255 oC - Lưu lượng: 400 m3/h
Dầu nóng được điều chỉnh nhiệt độ và áp suất ổn định để cung cấp cho toàn nhà máy.
3.3. Khởi động và vận hành tháp C-01
3.3.1. 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-1201, FIC-1201, FV-1201 vẫn hoạt động bình thường.
Mở thông đường lòng từ C-05
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-
Mở thông đường hotoil cho E-01A
1307A và TV-1307A hoạt động tốt.
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.
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.
3.3.2. 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
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.
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 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.
Xử lý khí ở đỉnh C-01
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.
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.
3.4. Hoạt động của tháp C-01
Tháp C-01 nhận các sản phẩm từ bồn V-03( bao gồm condensate và sản phẩm khí) và tháp C-05 (bao gồm condensate, propan, butane, ethane, methane) và thực hiện chức năng tách sản phẩm.
Tại tháp C-01 sẽ được thực hiện chức năng chưng cất để tách sản phẩm thành phần nhẹ khí methane và ethane (C2-) được dẫn ra theo đường đỉnh tháp, các sản phẩm nặng gồm ethane, propane, butane và condesate (C5+) sẽ được dẫn ra theo đường đáy tháp.
3.4.1. Các dòng nhập liệu vào tháp C-01
a. Sản phẩm tới từ bồn V-03
Dòng sản phẩm lỏng từ đáy bồn V-03:
- Lưu lượng (FI-0302): 4500 ÷ 14000 kg/h
- Nhiệt độ trước E-04 (TI-0305): 20 ÷ 33 oC
- Nhiệt độ sau E-04 (TI-1303): 70 ÷ 92 oC
- Áp suất (PI-0301): 45 ÷ 46,5 Barg
Dòng sản phẩm này đi ra từ đáy bồn V-03 có nhiệt độ 20 ÷ 30 oC qua trao đổi nhiệt với dòng sản phẩm lỏng (nóng) đi ra từ đáy tháp C-02 có nhiệt độ 132 ÷ 145 oC (qua thiết bị trao đổi E-04), dòng sản phẩm được gia nhiệt tới giá trị nhiệt độ 70 ÷ 80 oC và tiếp tục đi vào tháp C-01 tại đĩa số 20.
Mức lỏng trong bồn V-03 có thiết bị theo dõi LI-0302, lưu lượng dòng sản phẩm đi ra từ đáy bồn V-03 có thiết bị theo dõi FI-0302.
b. Dòng sản phẩm khí từ đỉnh bồn V-03
- Lưu lượng (FI-0301): 1650 ÷ 3100 m3/h
- Nhiệt độ (TI-0304): 18 ÷ 23 oC
Dòng sản phẩm khí này được dẫn về đỉnh tháp C-01 tại vị trí đĩa số 1 phẩn đỉnh tháp. Trước khi vào tháp C-01 phải đi qua van điều áp PV-1305, van này có chức năng điều chỉnh để ổn định áp suất cho bồn V-03.
c. Dòng sản phẩm ra từ đáy tháp C-05
- Lưu lượng ( FI-1201): 120 ÷ 145 m3/h
- Nhiệt độ (TI-1301): -25 ÷ -9 oC
Dòng sản phẩm này được dẫn tới tháp C-01 tại vị trí khay số 1 trên đỉnh tháp. Mức lỏng trong tháp C-05 có thiết bị theo dõi LI-1201, lưu lượng dòng sản phẩm lỏng đi ra từ đáy tháp C-05 có thiết bị theo dõi FI-1201.
3.4.2. Các thông số hoạt động trên tháp C-01
Áp suất làm việc của tháp: 27 Barg
Cột áp trên tháp (PDI-1321): 15 ÷ 16.5 kpaG Nhiệt độ tại vị trí đĩa số 13 (TI-1322): 32 ÷ 39 oC Nhiệt độ tại vị trí đĩa số 14 (TI-1223): 33 ÷ 40 oC Nhiệt độ tại vị trí đĩa số 20 (TI-1324): 40 ÷ 50 oC Nhiệt độ tại vị trí đĩa số 32 (TI-1324): 80 ÷ 87 oC Nhiệt độ vùng đáy tháp C-01 (TI-1307): 97 ÷ 104 oC
3.4.3. Sản phẩm ra từ tháp C-01 bao gồm
Dòng sản phẩm khí methane và ethane (còn lại C2-) đi ra từ đỉnh tháp được dẫn theo đường ống tới đầu vào cụm máy nén K-01A/B:
- Lưu lượng (FI-1302): 15000 ÷ 33000 m3/h
- Áp suất (PI-1302): 26.9 ÷ 27,1 Barg
- Nhiệt độ (TI-1309): 6 ÷ 15 oC Sản phẩm lỏng đáy tháp C-01: