Sử dụng mô hình Grayson Street cho các tháp chính (Main Fractionator) (GS1) và xem như không có ngưng tụ hơi nước, mô hình Grayson Street (GS2) có xét đến quá trình ngưng tụ hơi nước cho hệ thống ngưng tụ hơi đỉnh tháp và tách pha lỏng-hơi.
0.16 Xây dựng mô hình và các thông số mô phỏng cần thiết:
Để mô phỏng quá trình chúng ta cần xây dựng một mô hình lí thuyết căn cứ vào các số liệu của mô hình thực tế. Những số liệu trong các bản vẽ PFD trong tài liệu của Technip về cấu trúc của tháp: số đĩa, vị trí lấy ra và đưa vào của các side column và tháp Stripping… đều là số liệu thực tế. Chẳng hạn về số đĩa của tháp, Pro/II sẽ mô phỏng dựa trên số đĩa lí thuyết. Vì vậy nếu chúng ta muốn có một mô hình chính xác và có độ tin cậy thì cần phải xác định được hiệu suất đĩa của tháp và từ đó đưa ra số đĩa lí thuyết phù hợp cho tháp. Giả sử ta xem hiệu suất đĩa là 100% thì số đĩa lí thuyết trong mô hình Pro/II chính bằng số đĩa thực tế của tháp. Tuy nhiên, hiệu suất đĩa trong thực tế sản xuất rất khó đạt được 100%. Do đó số đĩa lí thuyết thường nhỏ hơn số đĩa
thực tế. Vì thế nếu ta chọn số đĩa lí thuyết quá ít hoặc quá nhiều thì kết quả tính của Pro/II cũng sẽ không chính xác. Chất lượng các dòng sản phẩm sẽ xấu hơn hoặc tốt hơn. Bởi vậy, khi chạy Pro/II cần phải so sánh với các chỉ tiêu trong các tài liệu như Basic of Design, mass balance…
Theo thứ tự của quá trình, dầu thô sẽ vào tháp T-1101 trước. Sản phẩm đỉnh của T- 1101 sẽ đi vào tháp T-1107. Nhưng trước tiên phải xét độ tin cậy của tháp T-1101. Khi mô hình của T-1101 cho kết quả tin cậy rồi ta tiếp tục mô phỏng các thiết bị tiếp theo. Dưới đây là những thông số cần thiết để mô phỏng tháp T-1101.
0.16.1 Lưu lượng dòng nguyên liệu và các dòng sản phẩm chính: [3] - Nguyên liệu: Dầu thô Bạch Hổ, lưu lượng 937500 (kg/h).
- Các sản phẩm: Dựa trên hiệu suất thu từng phân đoạn trong “Crude assay 2009” của hãng Intertek, tôi tính toán ra lưu lượng của các sản phẩm như sau:
Sản phẩm Phân đoạn Lưu lượng (Kg/h)
LPG 9375
Naphtha (Full Range Naphtha) C5-165 134063
Kerosen 165-205 57188
LGO (Light Gasoil Oil) 205-330 228750 HGO (Heavy Gasoil Oil) 330-370 68438
Cặn (Residue) 370+ 439688
0.16.2 Các điều kiện vào tháp của dầu thô:
Theo số liệu vận hành thì dòng dầu thô ban đầu được bơm từ bể trước khi đi vào hệ thống tiền gia nhiệt để nạp vào tháp chính (Main FRACTIONATOR) có nhiệt độ là 61 (oC) và áp suất là 16 (Kg/cm2g), trước khi vào tháp chính dòng dầu thô có nhiệt độ là 354(oC), áp suất là 2.3 (Kg/cm2g).
0.16.3 Thông số các dòng hơi nước quá nhiệt:
Các thông số dưới đây được ước lượng dựa trên số liệu vận hành ở 105% năng suất: Lưu lượng
kg/h Nhiệt độ oC Áp suất kg/cm2g Ghi chú
Steam 1 12000 355 3.85
Stripping đáy tháp chính
Steam 2 7000 355 3.85 Stripping LGO
Steam 3 1300 355 3.85 Stripping HGO
Bảng 4.4: Thông số của hơi nước Stripping
0.16.4 Các thông số thiết kế và vận hành của tháp chính T-1101: [1],[25] Dưới đây là những thông số thiết kế và thông số ước lượng dựa trên số liệu vận hành ở 105% năng suất: Số đĩa thực tế 48 Nhiệt độ đỉnh, oC 112 Nhiệt độ đáy, oC 330 Áp suất đỉnh, kg/cm2g 1 Áp suất đáy, kg/cm2g 2.2
Bảng 4.5. Các thông số thiết kế và vận hành của tháp chính T-1101.
- Hệ thống Pumparound:
Từ đĩa 4
Đến đĩa 1
Công suất nhiệt, KW -20900
Nhiệt độ vào tháp,°C 71.7
Lưu lượng ra, m3/h
1019
Từ đĩa 15
Đến đĩa 12
Công suất nhiệt, KW -9000
Lưu lượng ra, m3/h 360
Bảng 4.7. Các thông số thiết kế và vận hành của Pumparound 1.
Từ đĩa 26
Đến đĩa 23
Công suất nhiệt, KW -31000
Lưu lượng ra, m3/h 530
Bảng 4.8. Các thông số thiết kế và vận hành của Pumparound 2.
Từ đĩa 38
Đến đĩa 35
Công suất nhiệt, KW -4925
Lưu lượng ra, m3/h 218.8
Bảng 4.9. Các thông số thiết kế và vận hành của Pumparound 3.
- Dầu thô vào tháp ở đĩa: 43
- Các dòng hơi từ tháp stripping vào lại tháp chính ở các đĩa:
• KEROSENE-V: 12
• LGO-V: 23
• HGO-V: 35
- Dòng hơi stripping vào tháp ở đĩa đáy. - Các dòng sản phẩm lỏng lấy ra ở các đĩa: • Naphtha: 1 • KEROSENE-1: 15 • LGO-1: 26 • HGO-1: 38 • Cặn (Residue): 48
0.16.5 Các thông số thiết kế và vận hành của tháp stripping: [25]
Dưới đây là những thông số thiết kế và thông số ước lượng dựa trên số liệu vận hành ở 105% năng suất: Số đĩa 11 Đĩa nạp liệu 1 Nhiệt độ đỉnh, oC 185 Nhiệt độ đáy, oC 220 Áp suất đỉnh, Kg/cm2g 1.2 Áp suất đáy, Kg/cm2g 1.3
Công suất nhiệt Reboiler, KW 2800
Bảng 4.10. Các thông số thiết kế và vận hành của tháp T-1102.
Số đĩa 6 Đĩa nạp liệu 1 Nhiệt độ đỉnh, oC 232 Nhiệt độ đáy, oC 235 Áp suất đỉnh, Kg/cm2g 1.1 Áp suất đáy, Kg/cm2g 1.2
Dòng Steam vào ở đĩa 6
Bảng 4.11. Các thông số thiết kế và vận hành của tháp T-1103.
Số đĩa 6
Đĩa nạp liệu 1
Nhiệt độ đỉnh, oC 315
Áp suất đỉnh, Kg/cm2g 1.2
Áp suất đáy, Kg/cm2g 1.3
Dòng Steam vào ở đĩa 6
Bảng 4.12. Các thông số thiết kế và vận hành của tháp T-1104.
0.16.6 Các tiêu chuẩn kỹ thuật:
- Sử dụng các ràng buộc về lưu lượng các dòng sản phẩm cuối cùng là KEROSENE, LGO, HGO và nhiệt độ đỉnh tháp T-1101 bằng cách khống chế các yếu tố gồm: lưu lượng các dòng sản phẩm lỏng trích ngang tháp chính (KEROSENE-1, LGO-1, HGO-1) và công suất nhiệt của Pumparound PA1.
- Yêu cầu về độ phân tách sản phẩm: [2]
•Phân đoạn KER – NA : GAP = 10 ÷20 0C
•Phân đoạn LGO – KER : GAP = 5 ÷ 10 0C
•Phân đoạn HGO – LGO : OVERLAP = -5 ÷ 00C
0.16.7 Mô hình tháp T-1101 trong mô phỏng bằng phần mềm Pro/II:
Hình 4.3: Mô hình tháp T-1101 trong mô phỏng bằng phần mềm Pro/II