I. Các chế độ vận hành, các thiết bị chính trong mỗi chế độ vận hành
1. Nguồn phân phối, tiêu thụ
Sản phẩm chính của nhà máy gồm có ba loại là khí khô, LPG, và Condensate.
a. Khí khô:
• Hai nguồn tiêu thụ khí khô chính là nhà máy nhiệt điện Bà Rịa và Nhà máy đạm Phú Mỹ để sản xuất điện năng và phân đạm. Ngoài ra, nhà máy còn cung cấp khí khô cho một số hộ tiêu thụ thấp áp để làm nhiên liệu đốt như các nhà máy sản xuất gạch men, gốm sứ...
• Nguồn tiêu thụ: nhà máy điện Bà Rịa, Phú Mỹ 1, Phú Mỹ 2.1, Phú Mỹ 2.2, Phú Mỹ 3, Phú Mỹ 4, công ty sản xuất phân bón, thép, vật liệu xây dựng, gốm sứ, gạch, thủy tinh như công ty phân đạm và hóa dầu Dầu Khí, công ty Vedan, công ty Taicera,...
n. Condensate
• Được đưa ra kho cảng Thị Vải và được tiêu thụ bởi công ty PDC. Tại đây, Condensate sẽ được tiến hành tách và thực hiện các quá trình Isomer hóa cũng như Reforming... để chế tạo xăng từ Condensate.
• Nơi phân phối: kho cảng Thị Vải
o. LPG
• Đây là nguồn cung cấp LPG dân dụng, đáp ứng khoảng 30% nhu cầu thị trường và qua trung gian công ty khí Petro Gas. Ngoài ra còn có một số hộ tiêu thụ áp suât thấp. Nhưng các hộ này chỉ tiêu thụ một lượng nhỏ để dùng làm nhiên liệu đốt trong trường hợp không có khí.
• Nơi phân phối: kho cảng Thị Vải
ii. Ứng dụng
a. Khí khô:
• Ứng dụng: chủ yếu để sản xuất điện, xu hướng sử dụng CNG (Compressed Natural Gas), xe chạy bằng động cơ khí, tổng hợp hữu cơ hóa dầu để sản xuất propylen, butadiene-1,3.
p. Khí hóa lỏng:
• Ứng dụng:lĩnh vực công nghiệp và dân dụng
Chương 5. TRẢ LỜI CÂU HỎI CHO ĐỢT THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
Câu 1: Trong chưng cất, áp suất càng thấp thì càng dễ tách (an toàn và tiết kiệm năng lượng).
Giải thích vì sao phải duy trì áp suất của tháp C-02 là 11bar, tháp C-03 là 16bar.
Trả lời:
Tháp C-02 phải duy trì ở áp suất ở 11 bar, vì tháp C-02 là tháp tách C3 và C4 ở đỉnh còn đáy là condensate. Vì vậy dựa vào giản đồ pha của thành phần các cấu tử ở đỉnh cùng với tác nhân làm lạnh ở đỉnh là không khí ta sẽ xác định được áp suất hoạt động của tháp dựa vào điều kiện tách cấu tử nào ở đỉnh. Cách xác định áp suất tháp C-03 ở 16 bar cũng tương tự.
Câu 2: Khi hệ thống tách nước V-06A/B chuyển quá trình hấp phụ sang tháp dự phòng sẽ có
những thay đổi gì đến công nghệ. Nêu các điều chỉnh cần thiết của người vận hành ? Nêu các biện pháp cần thiết để giảm thiểu các thay đổi trên.
Trả lời:
Những thay đổi về công nghệ là:
o làm gián đoạn dòng khí.
o Thay đổi thành phần khí.
Những điều chỉnh cần thiết là trong thời gian ngắn nhất hai tháp hấp phụ được vận hành song song.
Câu 3: Giải thích vì sao trong chế độ GPP, tháp C-05 lại là tháp chưng cất ?
Trả lời:
Vì dòng khí từ V-06A/B vào bình tách lọc F-01A/B để tách lọc các tạp chất cơ học, sau đó sẽ
được tách làm hai phần:
o Khoảng 1/3 dòng khí qua thiết bị trao đổi nhiệt E-14 để làm lạnh xuống còn - 35oC sau đó qua van giảm áp FV- 1001 để giảm áp suất từ 109 bar xuống còn 33,5 Bar và nhiệt độ là -62oC ( khoảng 55% mol lỏng ) và vào phần đỉnh của tháp C-05. Dòng này đóng vai trò như dòng hồi lưu ngoài.
o Khoảng 2/3 dòng khí còn lại vào phần giản nỡ thiết bị Expander ( CC-01 ) để giảm áp suất xuống còn 33,5 bar và nhiệt độ -18oC ( khoảng 18% mol lỏng) và vào đáy tháp C- 05.
Tháp C-05 không có Condenser ở đỉnh và Reboiler ở đáy, nhưng có dòng hồi lưu ngoài ở đỉnh chứa chủ yếu lỏng và dòng vào ở đáy chứa thành phần chủ yếu là khí nên trong tháp có sự tiếp xúc lỏng hơi, vì vậy tháp C-05 trong chế độ GPP hoạt động như 1 tháp chưng cất
Câu 4 : Việc điều chỉnh áp suất tháp C-01 và bình tách V-03 trong chế độ GPP ?
Trả lời:
o Điều khiển áp suất của C-01 trong chế độ GPP. Nếu áp suất của tháp tăng cao quá thiết kế thì ta tăng công suất làm việc của máy nén, nhưng nếu áp suất vẫn còn cao quá giới giạn cho phép thì điều khiển van PV-1303B xả khí ra hệ thống flare để đốt. Trong
nén K-01, nếu giảm công suất máy nén đến tối thiểu mà áp suất vẫn còn thấp thì điều khiển van PV-1403A hồi lưu lại một phần khí sales gas để tăng áp suất C-01
o Điều khiển áp suất V-03: Áp suất của bình tách được điều chỉnh ở 75 bar bằng van PV-2002A lắp đặt trên đường hồi lưu của máy nén hồi lưu cấp 2 K-02.
- Khi áp suất trong hệ thống tăng ( > 75bar) thì nó điều khiển tăng công suất máy nén K-03 để hạ áp, khi máy nén K-03 hoạt động hết công suất mà áp suất vẫn cao thì nó tác động mở van PV-2002B xả bớt khí ra hệ thống đuốc.
- Khi áp suất trong hệ thống giảm ( < 75bar) thì nó điều khiển giảm công suất máy nén K-03 để tăng áp, khi máy nén K-03 hoạt động ở mức tối thiểu mà áp suất vẫn thấp thì nó tác động mở van PV-2002A, một lượng khí sau E-13 có áp suất 109bar sẽ được hồi lưu lại hệ thông giúp tăng áp.
Hệ thống Flare và Closed drain
Vai trò của các thiết bị:
o Bình tách V-52 và V-51 là bình tách lỏng và khí.
o Flare hệ thống đốt khí.
o Burnpit hệ thống chứ lỏng từ V-51 từ V-52.
Mối quan hệ của hệ thống là: dòng nước vào bình tách V-52 ở đây khí và lỏng được tách ra. Khí tiếp tục qua bình tách V-51 (Closed drain ) để tách triệt để lượng HC còn lẫn. Khí ra từ thiết bị đưa đến Flare để đốt.
Câu 6: Khi nhà máy bị shutdown, sau khi đã xác định nguyên nhân và xử lý, thứ tự ưu tiên
khởi động lại thiết bị trong nhà máy ?
Trả lời:
Ưu tiên khỏi động lại đầu tiên là chế độ MGPP→ GPP→ MF → AMF. Khởi động lại với chế độ MGPP:
o Bắt đầu cấp khí qua E-14 và FV-0501B để vào tháp C-05 bằng cách mở van đầu vào hệ thống làm khô khí V-06 sau đó từ từ mở van FV-1001 và FV-0501B.
o Dừng cấp khí theo đường Bypass nhà máy bằng cách đóng van tay trên đường Bypass.
o Mở van đầu vào/đầu ra của hệ thống khí tái sinh. Khởi động máy nén khí tái sinh K- 04A/B. Sau đó khởi động hệ thống làm khô khí V-06.
o Chuyển Condensate đầu ra của V-03 từ đường xả lỏng (liquid rundown) sang đường bình thường. Chuyển van đường khí đầu ra của V-03 theo chế độ MGPP.
o Khi áp suất đầu vào nhà máy đạt 65 bar, tiến hành khởi động và vào tải các máy nén đầu vào K-1011. Đóng van tay bypass trạm nén đầu vào. Cài đặt áp suất đầu ra của trạm nén là 109 bar.
o Cùng với việc gia tăng áp suất thượng nguồn nhà máy thì nhiệt độ làm việc của tháp C-05 cũng giảm dần, tăng lượng lỏng ở đáy tháp. Khi mức lỏng đáy tháp C-5 đạt mức vận hành bình thường thì bắt đầu cung cấp lỏng cho tháp C-01. Khí từ đỉnh tháp C-01 sẽ được đốt tự động.
o Khi mức lỏng đáy tháp C-01 và Reboiler E-01A/B gần đạt giá trị vận hành bình thường thì bắt đầu cung cấp Hot oil cho Reboiler E-01A/B.
o Khi mức lỏng trong bình ổn định đáy tháp C-01 (V-15) đạt giá trị vận hành bình thường thì bắt đầu cung cấp dòng lỏng cho tháp C-02.
o Khi mức lỏng trong tháp C-02 và bình hồi lưu đỉnh V-02 gần đạt giá trị vận hành bình thường thì bắt đầu cung cấp Hot oil cho Reboiler E-03.
o Khởi động quạt làm mát E-02 và bơm hồi lưu P-01A/B.
o Khởi động hệ thống Turbo-Expander CC-01.
o Khi áp suất C-01 đạt giá trị vận hành bình thường (27 bar) và nhiệt độ đỉnh < 20oC thì khởi động máy nén khí K-01.
o Khởi động máy nén khí K-02, K-03.
o Chuyển dòng khí đỉnh tháp C-01 theo chế độ vận hành GPP.
Câu 7: Vì sao trong chế độ GPP, yêu cầu hiệu quả tách ẩm của thiết bị V-06A/B lại cao hơn?
Giải thích vì sao lưu lượng khí tái sinh trong chế độ MF (18000m3/h) lại lớn hơn trong chế độ GPP (18000m3/h) theo thiết kế ?
Trả lời:
o Vì ở chế độ GPP đưa thiết bị CC-01 vào hoạt động nên quá trình tách lỏng cần phải cao hơn để tránh lỏng làm hư hỏng thiết bị.
o Vì quá trình hấp phụ xảy ra thuận lợi ở điều kiện áp suất thấp, nhiệt độ cao. Mà dòng khí tái sinh ở chế độ MF có áp suất cao hơn chế độ GPP. Mặt khác hiệu suất thu hồi khí ở chế độ MF cao hơn chế độ GPP, nên lượng khí tái sinh ở chế độ MF sẽ lớn hơn chế độ GPP.
Câu 8: Trước các máy nén thường có các bình tách để tách lỏng. Vì sao máy nén K-04A/B lại
không có ?
Trả lời:
vì dòng khí qua máy nén K-04A/B là dòng khí khô Sales gas, nên trong dòng khí này hầu như không có lỏng. Vì vậy trước máy nén K-04A/B không có bình tách lỏng.
Câu 9: Vai trò của chất tạo mùi trong LPG và Sales gas. Các yêu cầu của một chất tạo mùi.
Trả lời:
Ở dạng tinh khiết, Sales Gas và LPG ở trạng thái lỏng/hơi không màu, không mùi, nên khi Sales Gas hay LPG bị rò rỉ sẽ không được phát hiện kịp thời. Do vậy LPG được pha thêm chất tạo mùi mercaptan với tỉ lệ 30g ÷ 40g mercaptan/1 tấn LPG để có mùi đặc trưng nhằm dễ
Các yêu cầu của một chất tạo mùi: có mùi đặt trưng, không gây hại sức khỏe con người, không ngây ô nhiễm môi trường.
Câu 10 : Nêu ảnh hưởng của các yếu tố sau đến công nghệ của nhà máy. Nêu các điều chỉnh
cần thiết khi các yếu tố đó thay đổi? Giải thích?
o Nhiệt độ đầu vào của khí
o Áp suất đầu vào
o Thành phần khí nguyên liệu
o Áp suất Sales gas
o Lưu lượng Condensate bơm ngoài biển vào
o Tỉ lệ dòng khí qua E14/CC-01
Trả lời:
Nhiệt độ khí đầu vào: khi nhiệt độ khí đầu vào tăng lên đồng nghĩa sự tăng nhiệt độ của dòng khí. Lỏng tại SC- 01/02 sẽ bay hơi theo dòng khí, dẫn đến khả năng ngưng tụ lỏng giảm, suy ra khả năng thu hồi lỏng giảm và ngược lại.
Áp suất đầu vào:
- Ở điều kiện nhiệt độ không đổi, khi áp suất khí tại SC-01/02 lớn dẫn đến tăng khả năng ngưng tụ của các cấu tử nhẹ vào trong pha lỏng tại SC-01/02 làm cho lượng khí sẽ ít đi. Nhưng khi áp suất tăng, sẽ làm giảm khả năng phân tách của Slug Catcher. Lỏng từ SC-01/02 được đưa vào bình tách V-03, tiếp theo khí và lỏng từ bình tách này sẽ được nhập liệu cho tháp C-01. Trong tháp C-01, lỏng đáy tháp được khống chế theo một tiêu chuẩn nhất định. Do đó, khi áp suất ở SC-01/02 tăng thì lượng khí đi ra ở đỉnh C-01 cũng tăng lên. Dòng khí này được đưa trở lại về đầu bình tách V-08 để thu hồi lại lỏng. Ngược lại khi áp suất thấp thì làm tăng khả năng phân tách, nhưng lại giảm lượng lỏng thu được ở SC-01/02 do có nhiều cấu tử nặng lẫn theo khí. Như vậy trong cả hai trường hợp lượng khí đi vào V-08 là xem như không đổi, cho nên ảnh hưởng của yếu tố áp suất khí đầu vào tại SC- 01/02 là không đáng kể.
- Mặt khác, khi áp suất vào nhà máy tăng sẽ tiết kiệm được năng lượng cho máy nén khí đầu vào, bởi vì sẽ giảm được tỷ số nén của trạm nén khí đầu vào. Tỷ số nén được xác định bằng Pra/Pvào mà áp suất ra cố định ở 109 bar.
Thành phần khí nguyên liệu:
- Khí thành phần khí nguyên liệu nhiều cấu tử nhẹ thì tăng khả năng thu hồi khí Sales gas và giảm khả năng thu hồi lỏng.
- Nếu thành phần khí nguyên liệu nhiều cấu tử nặng thì tăng khả năng thu hồi lỏng càng nhiều. nhưng nếu quá nhiều cấu tử nặng thì ta phải điều chỉnh lại nhiệt độ, áp
Áp suất Sales: Khi áp suất salegas tăng, do tỷ số nén không đổi nên áp suất đỉnh tháp tăng, tăng áp suất chung của tháp dẫn đến giảm hiệu quả làm lạnh nên giảm hiệu suất thu hồi lỏng. Tương tự khi áp suất sale gas giảm thì áp suất đỉnh tháp giảm theo, giảm áp suất chung của tháp dẫn đến tăng hiệu quả làm lạnh nên tăng hiệu suất thu hồi lỏng.
Lưu lượng condensate bơm ngoài biển vào:
- Nếu lưu lượng condensate bơm từ ngoài biển vào nhiều, thì nguyên liệu chứ nhiều cấu tử nặng nên việc thu hồi lỏng sẽ tăng. Nhưng nếu quá nhiều lượng condensate thì ta phải điều chỉnh lại công suất của các thiết bị: slug Catcher, tháp C-02, tháp C-05.
- Nếu lượng condensate bơm ngoài biển vào mà thấp thì tăng khả năng thu hồi khí.
Tỉ lệ dòng qua E-14/CC-01: Do vậy hiệu quả làm lạnh sâu của dòng khí đến đỉnh tháp C-05 phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ làm lạnh ra tại E-14, mà nhiệt độ này lại phụ thuộc vào lưu lượng của dòng khí qua E-14. Như vậy có một tỷ lệ dòng qua E-14 và CC-01 mà ở đó hiệu quả trao đổi nhiệt đạt giá trị tối ưu, giá trị tối ưu sẽ đạt được khi độ chênh nhiệt độ của dòng nóng vào và dòng lạnh ra bằng độ chênh nhiệt độ của dòng lạnh vào và dòng nóng ra khỏi E-14:
- Nếu khi tăng tỷ lệ dòng khí qua E-14 thì dẫn đến tăng áp suất làm việc của C-05, do đó làm giảm hiệu suất làm lạnh của quá trình nên giảm khả năng thu hồi sản phẩm lỏng.
- Nếu khi giảm tỷ lệ dòng qua E-14, tức là tăng lưu lượng qua CC-01 thì giảm áp suất làm việc của C-05 do đó làm tăng hiệu suất làm lạnh của quá trình nên tăng khả năng thu hồi sản phẩm lỏng.