Có 2 trường hợp thiết kế phân xưởng KHDS:
Trường hợp 1: chế độ kerosene với nguyên liệu kerosene thông thường Trường hợp 2: chế độ JetA1 với nguyên liệu kerosene tối đa.
2.2.3.6. Yêu cầu thiết kế
Phạm vi hoạt động
Phân xưởng KHDS có thể hoạt động tốt trong phạm vi 35-100% nguyên liệu trong trường hợp thiết kế 2, đảm bảo các đặc tính kĩ thuật của sản phẩm đều đạt yêu cầu.
Chu kì hoạt động
Cũng như phân xưởng GOHDS, phân xưởng KHDS được thiết kế để có chu kì hoạt động tối thiểu 4 năm. Hệ thống chất xúc tác có thể hoạt động trong ít nhất 4 năm mà không cần tái sinh xúc tác hoặc thay chất xúc tác mới.
Hiệu suất quá trình và thiết bị gia nhiệt
Thiết bị gia nhiệt có công suất 30 MW trở lên cùng với không khí đã được gia nhiệt trước (APH) tạo điều kiện sử dụng nhiệt thải từ khói thải để đáp ứng mục tiêu 92% hiệu suất nhiệt. Các lò gia nhiệt dưới 30 MW phải được tối đa hiệu suất – Khí thoát khỏi lò gia nhiệt thông qua ống khói sẽ trao đổi nhiệt với dòng đầu vào có nhiệt độ đầu vào tối thiểu là 550C.[4]
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái 20 SVTH: Lâm Hoàng Biết Nhà sản xuất quy định mức tiêu thụ và cơ sở vật chất cho việc lưu trữ, chuẩn bị và bơm hóa chất (nếu có) cần thiết cho hoạt động bình thường của xưởng, hoặc cần thiết để tạo điều kiện cho xưởng khởi động, tắt máy và bảo trì.
2.2.4. Phân xƣởng thu hồi LPG (LPGRU)[5]
2.2.4.1. Giới thiệu xưởng LPGRU.
Nguyên liệu :
Nguyên liệu của phân xưởng thu hồi LPG (LPGRU) là phân đoạn nhẹ (phân đoạn naphta và các phân đoạn nhẹ hơn) từ xưởng chưng cất dầu thô (CDU) và các xưởng khác
Nguyên tắc hoạt động:
Các dòng off-gas được thu lại, nén và kết hợp với các dòng naphta chưa ổn định hình thành 1 dòng mới. Dòng này được làm lạnh trước khi được đưa đến bình phân tách nguyên liệu.Dòng khí tách ra từ bình phân tách được đưa đến đáy của thiết bị hấp thụ amin để loại bỏ H2S trong off-gas bằng cách hấp thụ trong dòng MDEA tuần hoàn. Off-gas sau khi được khử chua sẽ đi ra từ đỉnh thiết bị hấp thụ và kết hợp với off-gas ra từ đỉnh tháp khử etan và sau đó được chuyển đến hệ thống thu thập fuel gas.
Dòng lỏng tách ra từ bình phân tách nguyên liệu được bơm lên tháp khử butan.Ở đây, naphta được ổn định bằng cách loại bỏ C4 và các thành phần nhẹ hơn.Naphta tù tháp khử butan được chuyển tới phân xưởng xử lý naphta bằng hydro (NHT) hoặc lưu trữ.Sản phẩm lỏng từ tháp khử butan là dòng LPG chưa ổn định và chưa làm ngọt (bao gồm etan và các cấu tử nhẹ hơn, H2S và RSH). Dòng LPG hỗn hợp này được đưa đến thiết bị hấp thụ amin LPG để khử H2S trong LPG và sau đó đưa đến xưởng bão hòa LPG (SGLM) để loại bỏ RSH sau khi đã rửa nước.
Khí từ tháp tách Butan sẽ đưa đến:
Thiết bị hấp thụ amin off-gas để loại bỏ H2S, sau đó đưa đến hệ thống thu hồi fuel-gas (vận hành không hồi lưu).
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái 21 SVTH: Lâm Hoàng Biết Bình tách nguyên liệu, để kết hợp với dòng nguyên liệu (vận hành kết hợp hồi lưu).
Phân xưởng LPGRU không thể hoạt động độc lập, vì thiết bị ngưng tụ đỉnh tháp chưng cất dầu thô của xưởng CDU được sử dụng như thiết bị làm mát chống sự giãn nở quá mức của khí trong máy nén LP. Ngoài ra, bất kì nguyên liệu nào bị ngưng tụ từ hai bình tách của xưởng LPGRU đều được đưa trở vể đỉnh tháp chưng cất CDU. Hơn nữa, hai thiết bị hấp thụ amin cần kết hợp với hoạt động của thiết bị tái sinh amin (ARU) vì thiết bị hấp thụ tiếp nhận amin từ ARU.
Vận hành không hồi lưu sản xuất nhiều off-gas hơn và ít LPG hơn so với vận hành có hồi lưu.
LPG ngọt và chưa ổn định từ thiết bị xử lý LPG kết hợp với LPG chưa ổn định từ CCR PSA. Dòng LPG kết hợp sau đó được đưa trở lại tháp khử Etan của LPGRU để ổn định và dòng off-gas lấy từ đỉnh tháp sẽ được đưa đến hệ thống thu hồi fuel gas, không có sản phẩm lỏng trong tháp tách etan. Dòng LPG ổn định ra từ đáy tháp tách etan được đưa đến tháp tách propan để tách riêng C3 và C4.Sau đó được làm lạnh trước khi đưa đi lưu trữ sau.
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái 22 SVTH: Lâm Hoàng Biết Hình 2.4:Sơ đồ phân xƣởng LPGRU.
2.2.4.2. Sản phẩm của phân xưởng LPGRU Phân xưởng LPGRU được thiết kế để: Phân xưởng LPGRU được thiết kế để:
Thu hồi lượng off-gas, LPG, naphta từ phân xưởng CDU và các phân xưởng khác.
Sản xuất off-gas để cung cấp cho hệ thống thu thập fuel gas sau khi đã khử H2S.
Sản xuất LPG hỗn hợp, sau khi đã loại bỏ H2S và rửa nước, được đưa đến SGLM để khử mercaptan sulfur.
Tiếp nhận dòng LPG ngọt từ SGLM để ổn định trong tháp khử propan để sản xuất ra C3 và C4, sau đó được lưu trữ.
Sản xuất phân đoạn naphta ổn định để đưa đến phân xưởng NHT hoặc làm để lưu trữ.
Dòng nước chua sẽ được đưa đến thiết bị tách nước chua. Amin giàu khí sẽ được đưa đến thí bị tái sinh amin. NHT-OG
LPG
Full Range Napta LPGRU KHDS-OG GOHDS-OG RHDS-OG GOHDS-NA RHDS-NA PSA-OG Naphta Fuel gas
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái 23 SVTH: Lâm Hoàng Biết 2.2.4.3. Công suất vận hành
Tổng lưu lượng đến LPGRU: 45.8 tấn/h off-gas.
234 tấn/h naphta.
8.9 tấn/h LPG. ( từ xưởng CCR) 2.2.4.4. Yêu cầu thiết kế
Phạm vi hoạt động
Phân xưởng LPGRU có thể hoạt động tốt ở mức tối đa là 50% nguyên liệu thiết kế, đảm bảo các đặc tính kĩ thuật của sản phẩm đều đạt yêu cầu.
Cấp nhiệt
Phân xưởng LPGRU không tích hợp nhiệt với CDU.Dòng HP cung cấp nhiệt cho reboiler của tháp tách butan, dòng LP cấp nhiệt cho reboiler của tháp tách propan.
Thiết bị hấp thụ Amin
Khí Off-gas từ bình tách nguyên liệu và LPG hỗn hợp từ tháp tách etan sẽ được xử lý ở một trong hai thiết bị hấp thụ amin để loại bỏ H2S.Dòng amin giàu khí, có chứa H2S sẽ được quay trở lại thiết bị tái sinh amin.
Amin gầy từ thiết bị tái sinh amin sẽ được chuyển đến thiết bị hấp thụ sau khi đã được làm mát. Bơm tăng áp được sử dụng để đưa amin gày đến thiết bị hấp thụ.
Máy nén off – gas
Máy nén áp suất rất thấp: là loại máy nén piston nhỏ, áp suất nén 10kPa. Máy nén áp suất thấp: là loại máy nén ly tâm lớn-tuabin điều khiển 2 giai đoạn, thu thập khí từ các phân xưởng CDU, GOHDS, KHSD, HCDS và PSA, áp suất nén 20kPa.
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái 24 SVTH: Lâm Hoàng Biết Máy nén áp suất cao: là loại máy nén ly tâm-motor điều khiển 1 giai đoạn, thu thập khí từ các phân xưởng NHT, RHDS và InAlk, áp suất nén 300kPa.
2.2.5. Phân xƣởng Ankyl hóa (InAlk) [6]
2.2.5.1. Giới thiệu phân xưởng
Phân xưởng Alkyl hóa có nhiệm vụ tối đa sản xuất xăng paraffin có chỉ số octan cao, áp suất hơi thấp, có chất lượng tương tự như alkylat thông thường, sử dụng xúc tác rắn để isobutene phản ứng với olefin nhẹ từ dòng C4s của phân xưởng RFCC.
Mục đích của phân xưởng InAlk là: Sản xuất xăng pha trộn alkylat. Thu hồi butan để phối trộn LPG.
Phân xưởng InAlk có thể hoạt động với 100% công suất tùy thuộc vào lượng nguyên liệu sẵn có, hydro và các thiết bị phụ trợ.
Hình 2.5:Sơ đồ phân xƣởng InAlk.
2.2.5.2. Yêu cầu thiết kế
Phạm vi hoạt động
Phân xưởng InAlk được thiết kế để hoạt động tốt trong tất cả các chế độ vận hành. Ở mức tối thiểu là 40% cho đến 100% lượng nguyên liệu trong khi vẫn đảm bảo đáp ứng các thông số kĩ thuật của sản phẩm.
Chu kì hoạt động C4s
Alkylate
Butanes ALK
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái 25 SVTH: Lâm Hoàng Biết Phân xưởng InAlk được thiết kế để có hoạt động liên tục tối thiểu 4 năm.Việc bố trí lò phản ứng PSA giúp thay xúc tác mới trong khi phân xưởng vẫn hoạt động bình thường.
Điều kiện vận hành
Nhiệt độ phản ứng alkyl hóa được tối đa hóa để tối đa sản xuất sản phẩm có chỉ số octan cao. Phân xưởng InAlk phải có khả năng hoạt động ở chế độ max alkylat nếu có yêu cầu. Cơ sở vật chất để kiểm soát và điều chỉnh sang chế độ max alkylat đều sẵn có.
Phân xưởng InAlk được thiết kế để giảm thiểu sự thất thoát khi sản xuất ra alkylat và gồm các thiết bị cần thiết cho phép tái chế.Phân xưởng còn sản xuất khí hóa lỏng bão hòa.
Hiệu suất quá trình
Sừ dụng Reboiler để thu hồi nhiệt tối đa nhằm tối ưu hóa việc tiêu thụ năng lượng bằng cách kết hợp quá trình với sự tích hợp nhiệt ở mức cao để cung cấp năng lượng cho nhà máy.
2.2.5.3. Trường hợp & công suất thiết kế
Có hai trường hợp thiết kế cho phân xưởng InAlk:
Trường hợp 1: dựa vào việc sản xuất tối đa propylene trong phân xưởng RFCC (0.9% khối lượng butadien).
Trường hợp 2: dựa vào việc sản xuất tối đa xăng trong RFCC.
Phân xưởng InAlk có thể hoạt động với 100% công suất khi các nguyên với nguyên liệu từ thùng chứa trong khi sản phẩm vẫn đáp ứng các yêu cầu kĩ thuật.
Phân xưởng InAlk được thiết kế để xử lý C4s từ phân xưởng RFCC với lưu lượng 85 tấn/h.
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái 26 SVTH: Lâm Hoàng Biết
2.2.6. Phân Xƣởng BTX (The Naphta And Aromatic Complex)[7]
2.2.6.1. Giới thiệu phân xưởng thơm
Phân xưởng BTX bao gồm các xưởng sau: Naphta hydrotreater Penex CCR Xylenes fractionation Benzene-toluen fractionation Tatoray Isomar
Phân xưởng BTX có khả năng hoạt động độc lập tùy thuộc vào sự sẵn có của nguyên liệu, hydro và các thiết bị phụ trợ.
Khi dung lượng lưu trữ trung gian đã đầy sẽ cho phép phân xưởng tiếp tục sản xuất benzene và paraxylene nếu một trong hai xưởng naphta hydrotreater hoặc CCR mất điện ngắn hạn, và sự hoạt động liên tục của phân xưởng BTX, CDU và LPGRU trong khoảng thời gian bị mất điện.
Sản phẩm Paraxylene và benzene được làm lạnh và đưa đến thùng chứa sản phẩm để lưu trữ.Isomerat được làm lạnh và đưa đến thùng chứa thành phần phối trộn xăng.Heavy aromatic được làm lạnh và đưa đến thùng chứa thành phần phối trộn fuel oil.Toluen và A9 thường được dùng làm nguyên liệu trực tiếp cho xưởng Tatoray hoặc có thể làm lạnh để lưu trữ trong thùng chứa thành phần phối trộn.LPG từ xưởng CCR sẽ được đưa đến tháp loại etan trong phân xưởng LPGRU.
Phân xưởng BTX thường hoạt động với 100% nguyên liệu trực tiếp tận dụng tối đa nguồn năng lượng.nhưng cũng có thể chấp một phần hoặc toàn bộ nguồn nguyên liệu lạnh từ thùng chứa để đảm bảo sảm phẩm đạt yêu cầu về chất lượng.
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái 27 SVTH: Lâm Hoàng Biết
Mục đích thiết kế:
Phân xưởng BTX được thiết kế để xử lý nguyên liệu naphta sản xuất benzene và paraxylene có độ tinh khiết cao để xuất khẩu và dòng isomerat thích hợp cho việc phối trộn xăng.
Xưởng CCR của phân xưởng sản xuất hydro có độ tinh khiết 99.9% để chuyển đến các máy nén và đến hệ thống phân phối để sử dụng trong nhà máy.LPG từ CCR sẽ được đưa đến tháp loại etan của phân xưởng LPGRU để xử lý.
Về mặt thiết kế, phân xưởng BTX tối đa hóa sản xuất paraxylene để tăng thêm lợi nhuận. Benzen được coi là sản phẩm phụ trong quá trình sản xuất paraxylene, là ưu tiên thứ hai.
Isomerat là sản phẩm không mong muốn, lượng isomerat được tạo ra càng giảm sẽ càng có lợi cho việc sản xuất paraxylene và benzene.
Sản xuất heavy aromatic cũng cần được giảm đến mức tối thiểu để tăng thêm sản lượng paraxylene và benzene.
Hình 2.6:Sơ đồ phân xƣởng BTX.
2.2.6.2. Đặc tính nguyên liệu.
Phân xưởng BTX được thiết kế để xử lý nguyên liệu naphta để sản xuất sản phẩm benzene và paraxylene có độ tinh khiết cao
REF PARAXYLENE BENZEN BTX – NA ARO/TA HyAro L- Raf
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái 28 SVTH: Lâm Hoàng Biết 2.2.6.3. Sản phẩm phân xưởng
Sản phẩm chính :
Hai sản phẩm chính mang tính kinh tế cao là benzene và paraxylene
Ngoài hai sản phẩm chính mang tính kinh tế cao, phân xưởng BTX còn sản xuất các sản phẩm khác:
Thành phần phối trộn sản phẩm :
Phân xưởng tạo ra các sản phẩm sau có chất lượng phù hợp đem đi phối trộn để đáp ứng các yêu cầu kĩ thuật của xăng:
+ Isomerat từ xưởng Penex.
+ Toluen từ xưởng Toluene-benzen fractionation. + Dòng A9 từ đỉnh tháp tách heavy aromatic.
Trong quá trình vận hành bình thường, dòng toluene và A9 trở thành nguyên liệu cho xưởng tatoray.
Ngoài ra, isomerat từ xưởng Penex bắt buộc phải có chỉ số RON tối thiểu là 88 và điểm sôi cuối của dòng A9 phải thấp hơn 2100C.
Dòng heavy aromatic : Dòng heavy aromatic sản xuất trong phân xưởng BTX được xem như fuel oil và được đưa đến bồn chứa fuel oil.
Hydro: Hydro sản xuất trong phân xưởng BTX có độ tinh khiết 99.9% được chuyến đến các máy nén và hệ thống phân phối để sử dụng trong nhà máy.
LPG từ xưởng CCR khi đã đạt được các chỉ tiêu yêu cầu sẽ được đưa đến tháp loại etan của phân xưởng LPGRU. LPG của xưởng CCR phải chứa ít hơn 1.1 %mol C5+.
Sản phẩm phụ:
Các sản phẩm phụ có thể có trong qua trình vận hành của phân xưởng BTX: Off-gas từ phân xưởng NHT sẽ được đưa đến phân xưởng LPGRU.
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái 29 SVTH: Lâm Hoàng Biết Fuel-gas từ xưởng Isomar và Tatoray sẽ được đưa đến hệ thống phân phối khí nhiên liệu.
Tail gas từ PSA trong xưởng CCR chuyển đến xưởng sản xuất hydro. Nước chua và nước bị ô nhiếm hydrocarbon được đem đi xử lý. Khí thải từ lò gia nhiệt trong phân xưởng BTX.
Khí thải trong thiết bị tái sinh của xưởng CCR.
Đối với khí lò, khí thải dạng hạt, sẽ được giới hạn tối đa là 50mg/Nm3
. Loại bỏ clorua và HCl trong thiết bị tái sinh của xưởng CCR. Khí nhiên liệu (fuel-gas) cần có hàm lượng H2S tối đa là 50ppmwt.
2.2.6.4. Yêu cầu thiết kế
Phạm vi hoạt động
Phân xưởng BTX được thiết kế để hoạt động tốt trong khoảng 50-100% lượng nguyên liệu thiết kế trong khi vẫn đáp ứng các thông số kĩ thuật của sản phẩm.
Chu kì hoạt động
Chất xúc tác được quy định tối thiểu 4 năm hoạt động giữa mỗi chu kì. Tất cả các thiết bị phải được xác định và không bị ảnh hưởng để hỗ trợ 4 năm vận hành liên tục.
Tháp hấp phụ paraxylene được thiết kế để tăng gấp 3 lần độ dài chu ki (12 năm) mà không cần thay chất hấp phụ mới.
Hiệu suất quá trình và thiết bị gia nhiệt
Thiết bị gia nhiệt sẽ sử dụng không khí được gia nhiệt trước để tận dụng nhiệt từ khí thải, trừ khi việc bổ sung khí được gia nhiệt trước là không kính tế hoặc gây hại đến các thiết bị trong phân xưởng.
Làm sạch dòng Off-gas
Nhà máy sử dụng amin để hấp thụ loại bỏ H2S từ dòng khí chua trong phân xưởng BTX.
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái 30 SVTH: Lâm Hoàng Biết
Xử lý và tái sinh xúc tác
Nhà máy quy định toàn bộ các quy trình tái sinh và thay thế các loại xúc tác trong phân xưởng BTX.Nhà máy có đầy đủ cơ sở vật chất cần thiết cho việc nạp và tháo bỏ xúc tác.
Các thiết bị yêu cầu tái sinh xúc tác tại chỗ, hoặc sulfur hóa sơ bộ được thiết kế phù hợp, bao gồm các thiết bị bổ sung nếu cần.
2.2.7. Phân xƣởng xử lý lƣu huỳnh trong phân đoạn cặn (RHDS) [8]
2.2.7.1. Giới thiệu phân xưởng RHDS.
Hình 2.7: Sơ đồ phân xƣởng RHDS.
Phân xưởng RHDS được thiết kế để xử lý lượng cặn từ phân xưởng chưng cất dầu thô (CDU).
Phân xưởng RHDS phải có khả năng hoạt động độc lập.Tức là phân xưởng RHDS vẫn hoạt động một cách bình thường khi một vài hoặc tất cả các phân xưởng