Nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện vận hành đến hiệu quả hoạt động của phân xưởng thu hồi lưu huỳnh tại BSR khi thay đổi nguồn dầu thô bằng mô phỏng

Tuy nhiên, với việc phải chế biến các loại dầu thô thay thế nhập khẩu từ nước ngoài có hàm lượng tạp chất lưu huỳnh, nitơ, clo cao hơn rất nhiều so với thiết kế ban đầu, trong thời

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -

ĐỒNG LÂM XUÂN PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN

XƯỞNG THU HỒI LƯU HUỲNH TẠI BSR KHI THAY

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Kỹ Thuật Hóa Học

Đà Nẵng – Năm 2022

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -

ĐỒNG LÂM XUÂN PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN

XƯỞNG THU HỒI LƯU HUỲNH TẠI BSR KHI THAY

Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học

Mã số: 8520301

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS Nguyễn Thanh Bình PGS TS Nguyễn Đình Lâm

Đà Nẵng – Năm 2022

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện vận hành đến hiệu quả hoạt động của phân xưởng thu hồi lưu huỳnh tại BSR khi thay đổi nguồn dầu thô bằng mô phỏng” là công trình nghiên cứu do tôi thực hiện và được sự

hướng dẫn của TS NGUYỄN THANH BÌNH và PGS TS NGUYỄN ĐÌNH LÂM Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa từng được ai công

bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây Tôi xin cam đoan, những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tôi thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo Ngoài ra, trong luận văn còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu của các tác giả khác, cơ quan đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung luận văn của mình

Tác giả luận văn

ĐỒNG LÂM XUÂN PHƯƠNG

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Phương pháp nghiên cứu của đề tài 2

5 Nội dung nghiên cứu của đề tài 2

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3

7 Cấu trúc của luận văn 3

Chương 1 – GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 4

1.1 Tổng quan về NMLD Dung Quất 4

1.1.1 Địa điểm xây dựng NMLD Dung Quất 4

1.1.2 Công suất chế biến của NMLD Dung Quất 4

1.1.3 Cấu hình NMLD Dung Quất 5

1.1.4 Cơ cấu sản phẩm của nhà máy 7

1.2 Tổng quan về khí H2S 1.3 Tổng quan về lưu huỳnh rắn 1.4 Tổng quan về phân xưởng thu hồi lưu huỳnh 10

1.4.1 Mục đích của phân xưởng thu hồi lưu huỳnh 18

1.4.2 Phân xưởng SRU gồm các phần công nghệ chính : 20

1.4.3 Sơ đồ cấu hình phân xưởng thu hồi lưu huỳnh (SRU) 20

CHƯƠNG 2: MÔ PHỎNG 22

2.1 Giới Thiệu Về Phần Mềm Mô Phỏng 22

2.1.1 Giới thiệu phần mềm mô phỏng ASPEN HYSYS 22

2.1.2 Quy trình thực hiện mô phỏng trên HYSYS 24

2.2 Mô Phỏng Công Nghệ Phân Xưởng Thu Hồi Lưu Huỳnh Bằng Hysys 25

2.2.1 Các thiết bị chính 25

2.2.2 Sơ đồ công nghệ phân xưởng thu hồi lưu huỳnh Error! Bookmark not defined

2.2.2 Mô tả sơ đồ công nghệ : Error! Bookmark not defined

2.2.3 Trích xuất dữ liệu của các dòng công nghệ 34

2.2.4 Chỉ Tiêu Chất Lượng Sản Phẩm 34

2.2.5 Thông số các thiết bị chính của phân xưởng: 35

2.2.6 Xây dựng mô phỏng 42

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ 48

3 KẾT QUẢ TỪ QUÁ TRÌNH MÔ PHỎNG: 48

3.1 Công Suất Của Phân Xưởng 48

3.2 Khảo sát các yếu tổ công nghệ ảnh hưởng 49

3.2.1 Lưu Lượng Dòng Khí Vào Phân Xưởng 49

3.2.2 Nồng Độ Hàm Lượng Khí C4+, C6+ Trong Dòng Khí Công Nghệ 52

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54

I KẾT LUẬN 54

II KIẾN NGHỊ 54

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện vận hành đến hiệu quả hoạt động của phân xưởng thu hồi lưu huỳnh tại BSR khi thay đổi nguồn dầu thô bằng mô phỏng

Học viên: ĐỒNG LÂM XUÂN PHƯƠNG Chuyên ngành: Kỹ Thuật Hóa Học

Mã số: 8520301 Khóa: K40.KHH.QNg Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN

Tóm tắt – NMLD Dung Quất được thiết kế chế biến 100% dầu thô ngọt trong

nước (dầu Bạch Hổ ) hoặc dầu thô hỗn hợp gồm 85% dầu thô ngọt trong nước (dầu Bạch Hổ ) + 15% dầu thô chua nước ngoài (ví dụ như dầu chua Dubai) Tuy nhiên, với việc phải chế biến các loại dầu thô thay thế nhập khẩu từ nước ngoài có hàm lượng tạp chất lưu huỳnh, nitơ, clo cao hơn rất nhiều so với thiết kế ban đầu, trong thời gian qua

đã phát sinh vấn đề về không thu hồi được hoàn toàn lượng lưu huỳnh trong khí chua tại phân xưởng SRU Làm cho lượng khí chua không xử lý được phải xả ra ngoài môi trường, gây ảnh hưởng tới môi trường Vì vậy, luận văn đã nghiên cứu các điều kiện vận hành của phân xưởng SRU, khi thay đổi nguồn dầu thô bằng mô phỏng Từ đó, luận văn đã đưa ra các giải pháp nhằm thu hồi tối đa được lượng lưu huỳnh trong khí chua, giảm phát thải khí độc hại ra ngoài môi trường

Studying the effect of operating conditions on the performance of the sulfur recovery unit at BSR when changing the source of crude oil by simulation

Abstract – Dung Quat refinery is designed to process 100% domestic sweet crude

oil (Bach Ho ) or mixed crude oil consisting of 85% domestic sweet crude oil (Bach Ho) + 15% foreign sour crude oil (Dubai ) However, with the need to process alternative crude oils imported from abroad with much higher concentrations of sulfur, nitrogen, and chlorine impurities than designed, in the past time, air pollution problems have arisen completely recovered sulfur in sour gas at the SRU plant The amount of sour gas that cannot be treated must be discharged into the environment, affecting the environment Therefore, the thesis has studied the operating conditions of the SRU plant, when changing the crude oil source by simulation Since then, the thesis has proposed solutions to maximize the amount of sulfur in the sour gas,

reducing the emission of harmful gases into the environment

Key words - Dung quat refinery, SRU, Sulfur, Environment, gases

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

NMLD: Nhà Máy Lọc Dầu

SRU: Sulfur Recovery Unit – Phân xưởng thu hồi lưu huỳnh

SWS : Sour Water Stripped – Phân xưởng xử lý nước chua

ARU : Amine Recovery Unit – Phân xưởng tái sinh amine

CNU : Caustic Netrauline Unit – Phân xưởng trung hòa kiềm thải

RFCC : Residue Fluidized Catalytic Cracking – Phân xưởng cracking xúc tác cặn Off gas : Khí metan và etan

DO : Diesel Oil

FO : Fuel Oil

LGO : Light Gas Oil

HGO : Heavy Gas Oil

T-1801 : Tháp tách khí H2S bằng hơi nước tại phân xưởng xử lý nước chua

T-1901 : Tháp tái sinh amine bằng hơi nước tại phân xưởng tái sinh amine

TK-2501A/B Bể chứa sản phẩm lưu huỳnh lỏng của phân xưởng SRU

D-2508: Bể tách khí trong sản phẩm lưu huỳnh lỏng

R-2501: Thiết bị phản ứng xúc tác thứ nhất

R-2502: Thiết bị phản ứng xúc tác thứ hai

R-2503: Thiết bị phản ứng xúc tác chọn lọc

H-2501/2502 Thiết bị phản ứng nhiệt

SG-2501 Thiết bị thu hồi nhiệt thải

Sulfur trap: Thiết bị thu gom lưu huỳnh lỏng từ các thiết bị phản ứng về bể chứa

LP : Low pressure steam – Hơi nước thấp áp

MP : Medium pressure steam – Hơi nước trung áp

NOx: Nồng độ khí ô nhiễm NO và NO2 trong khí thải

SOx: Nồng độ khí ô nhiễm SO2, SO3 trong khí thải

HC: Hàm lượng khí hydrocarbon

DMC: Công ty cổ phần hóa phẩm dầu khí miền Trung

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Số hiệu

Hình 1.1 Mô Tả Sơ Đồ Vị Trí Của NMLD Dung Quất 4 Hình 1.2 Sơ Đồ Tổng Quan Về NMLD Dung Quất 6 Hình 1.3 Vòng tuần hoàn của lưu huỳnh trong tự nhiên 10 Hình1.4 Đồ thị quan hệ giữa các dạng H2S, HS

-, S2- tại các pH khác nhau của dung dịch 10-3 M H2S (32mg/L H2S) 12 Hình 1.5 Quá trình oxi hóa H2S thành H2SO4 trong đường ống 15 Hình 1.6 Hình ảnh tinh thể lưu huỳnh rắn 16 Hình 1.7 Vị Trí Phân Xưởng Thu Hồi Lưu Huỳnh Tại NMLD Dung Quất 19 Hình 1.8 Phân xưởng thu hồi lưu huỳnh SRU 20 Hình 1.9 Sơ Đồ Khối Thể Hiện Phân Xưởng SRU 21 Hình 2.1 Sơ đồ thực hiện các bước mô phỏng trên ASPEN HYSYS 26 Hình 2.2 Sơ Đồ Công Nghệ Phân Xưởng Thu Hồi Lưu Huỳnh - 1 27 Hình 2.3 Sơ Đồ Công Nghệ Phân Xưởng Thu Hồi Lưu Huỳnh - 2 27 Hình 2.4 Sơ Đồ Công Nghệ Phân Xưởng Thu Hồi Lưu Huỳnh - 3 28 Hình 2.5 Sơ Đồ Công Nghệ Phân Xưởng Thu Hồi Lưu Huỳnh - 4 28 Hình 2.6 Hình Chọn Phương Trình Trạng Thái 40 Hình 2.7 Bảng Cấu Tử Lựa Chọn Mô Phỏng 41 Hình 2.8 Thiết Bị Phản Ứng Nhiệt Chính H-2501 43 Hình 2.9 Thiết Bị Phản Ứng Xúc Tác R-2501 44 Hình 2.10 Thiết Bị Phản Ứng Xúc Tác R-2502 44 Hình 2.11 Thiết Bị Phản Ứng Superclaus R-2503 45 Hình 2.12 Sơ Đồ Mô Phỏng Phân Xưởng Thu Hồi Lưu Huỳnh 45 Hình 3.1 Khối Lượng Lưu Huỳnh Thu Hồi Từ Phần Mềm Mô Phỏng 46 Hình 3.2 Thông Số Case Study Lưu Lượng Khí ARU Off Gas 47 Hình 3.3 Mẫu Sản Phẩm Lưu Huỳnh Tại Phân Xưởng Thu Hồi Lưu

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp tại Việt Nam thì nhu cầu về sản phẩm xăng dầu trong nước ngày càng tăng mạnh Để đáp ứng được nhu cầu này, đòi hỏi các NMLD trên thế giới, trong đó có NMLD Dung Quất tại Việt Nam, phải tìm kiếm các giải pháp để nâng cao hiệu quả kinh tế, như tăng công suất chế biến,

đa dạng hóa và nâng cao chất lượng sản phẩm, tìm kiếm các giải pháp tối ưu để tiết giảm chi phí sản xuất trong bối cảnh thị trường xăng dầu đang cạnh tranh rất khốc liệt Trên cơ sở đó, mục tiêu hàng đầu của Công ty Lọc Hóa Dầu Bình Sơn là tập trung duy trì tuyệt đối tính ổn định và an toàn trong vận hành của nhà máy, chế biến ra các sản phẩm đạt chất lượng theo yêu cầu của thị trường Tuy nhiên, với cấu hình của NMLD Dung Quất được thiết kế để chế biến các loại dầu thô tương đối ngọt và ít cặn bẩn, hàm lượng các tạp chất như lưu huỳnh, nitơ, clo rất thấp, … nên đã dẫn đến nhiều hạn chế trong việc chế biến các chủng loại dầu thô khác nhau có thành phần tạp chất cao hơn Đặc biệt trong bối cảnh trữ lượng khai thác dầu thô trong nước đang giảm mạnh

và các mỏ dầu đang trong giai đoạn cuối của quá trình khai thác nên chứa rất nhiều tạp chất lẫn theo Điều này buộc nhà máy phải tìm kiếm một số loại dầu thô tương đương

từ nước ngoài để thay thế như dầu thô Azeri light, Ruby, Espo, WTI, … để đảm bảo công suất chế biến của nhà máy

Với việc NMLD Dung Quất phải chế biến các loại dầu thô trong nước tại các mỏ ở giai đoạn cuối của quá trình khai thác, cũng như lựa chọn các loại dầu thô thay thế có nguồn gốc từ nước ngoài với hàm lượng tạp chất cao hơn so với thiết kế ban đầu đã gây ra một số ảnh hưởng khá lớn đối với các phân xưởng công nghệ như ARU, SWS, CNU, và RFCC

Trong thời gian vừa qua phân xưởng thu hồi lưu huỳnh (SRU) đã phải đối mặt với vấn đề quá tải trong việc xử lý lượng khí chua của nhà máy Hậu quả của vấn đề này là nhà máy phải xả một phần lượng khí chua ra ngoài môi trường, nhằm đảm bảo an toàn trong vận hành và tuổi thọ của thiết bị Việc xả thải đã gây hậu quả ảnh hưởng tới môi trường về các hàm lượng khí thải ( NOx, SOx) xả ra môi trường

Với những lý do được nêu ở trên, thì việc “Nghiên cứu ảnh hưởng của các điều

kiện vận hành đến hiệu quả hoạt động của phân xưởng thu hồi lưu huỳnh tại BSR

khi thay đổi nguồn dầu thô bằng mô phỏng” là nhiệm vụ thật sự cấp bách và cần

thiết hiện nay tại NMLD Dung Quất Kết quả của đề tài là cơ sở để từ đó đưa ra các giải pháp xử lý phù hợp giúp duy trì an toàn và ổn định vận hành các cụm phân xưởng của nhà máy trong bối cảnh phải chế biến các loại dầu thô thay thế chứa nhiều thành phần tạp chất hơn so với các loại dầu thô theo thiết kế ban đầu

2 Mục đích nghiên cứu

▪ Xác định chính xác sự ảnh hưởng của các điều kiện vận hành tới khả năng thu hồi lưu huỳnh và chất lượng lưu huỳnh của phân xưởng SRU

▪ Đề xuất bộ giải pháp để xử lý trong từng trường hợp cụ thể ứng với việc sử dụng nguồn dầu thô khác nhau

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

▪ Xác định các yếu tố ảnh hưởng tới điều kiện vận hành của phân xưởng SRU

▪ Đánh giá khả năng thu hồi lưu huỳnh của phân xưởng trong các điều kiện cụ thể ứng với các nguồn dầu thô khác nhau

4 Phương pháp nghiên cứu của đề tài

▪ Dùng phương pháp mô phỏng để mô phỏng lại phân xưởng thu hồi lưu huỳnh

▪ Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ: nhiệt độ, áp suất, lưu lượng và thành phần của dòng khí chua công nghệ tới khả năng thu hồi lưu huỳnh của phân xưởng SRU

5 Nội dung nghiên cứu của đề tài

▪ Xác định nguyên nhân ảnh hưởng tới hiệu suất thu hồi lưu huỳnh của phân

▪ Xác định các tác hại ảnh hưởng tới phân xưởng SRU khi tăng hàm lượng dầu

chua

- Không thu hồi được hoàn toàn lượng lưu huỳnh trong khí chua

- Xuất hiện cặn carbon trong lưu huỳnh sản phẩm, làm giảm chất lượng lưu huỳnh thu hồi

- Gây ăn mòn đường ống và thiết bị

▪ Các giải pháp xử lý

- Hạn chế các ảnh hưởng đối với hệ thống thiết bị khi thay đổi nguồn nguyên liệu

có hàm lượng dầu chua cao với phân xưởng SRU như sau:

✓ Điều chỉnh thông số công nghệ của hệ thống xử lý nước chua (SWS) bằng cách tăng lượng hơi nước LP vào tháp T-1802 để loại bỏ hàm lượng khí hydrocacbon tối đa

✓ Điều chỉnh thông số công nghệ của hệ thống tái sinh amine (ARU) bằng cách tăng lượng hơi nước vào hai tháp T-1901 để loại bỏ hàm lượng khí hydrocacbon tối

đa

✓ Tăng nhiệt độ thiết bị phản ứng H-2501 lên 1250 độ C, điều chỉnh khống chế lượng khí chua vào thiết bị phản ứng đảm bảo tỉ lệ hydrocacbon trong dòng khí vào dưới 0,25%

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

▪ Xử lý được hiện tượng xuất hiện cặn cacbon trong sản phẩm lưu huỳnh của phân xưởng SRU

▪ Giúp phân xưởng SRU tại NMLD Dung Quất luôn vận hành ổn định

▪ Giúp nhà máy có thể chế biến được nhiều chủng loại dầu thô khác nhau

▪ Có thể dùng làm tài liệu tham khảo bổ ích cho công tác đào tạo, cũng như chia sẽ

nghiên cứu cho một số NMLD khác

7 Cấu trúc của luận văn

▪ Mở đầu

▪ Chương 1 – Giới thiệu tổng quan

▪ Chương 2 – Mô phỏng phân xưởng thu hồi lưu huỳnh

▪ Chương 3 – Kết quả và thảo luận

▪ Kết luận và kiến nghị

Chương 1 – GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về NMLD Dung Quất

1.1.1 Địa điểm xây dựng NMLD Dung Quất

NMLD Dung Quất thuộc địa bàn các xã Bình Trị và Bình Thuận, huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi, nằm trong Khu kinh tế Dung Quất Hình 1.1 dưới đây mô tả sơ đồ vị trí của nhà máy

Hình 1.1 - Mô Tả Sơ Đồ Vị Trí Của NMLD Dung Quất [1]

Diện tích sử dụng của nhà máy vào khoảng 956 ha (bao gồm cả 140 ha mở rộng trong tương lai) bao gồm 485 ha mặt đất và 471 ha mặt biển Hiện tại, nhà máy có thể chia thành các khu vực sau đây: khu nhà máy chính (110 ha); khu bể chứa dầu thô (42 ha); khu bể chứa sản phẩm (43,83 ha); khu tuyến dẫn dầu thô, cấp và xả nước biển (17 ha); tuyến ống dẫn sản phẩm (77,46 ha); cảng xuất sản phẩm (135 ha) và hệ thống phao nhập dầu không bến, tuyến ống ngầm dưới biển và khu vực vòng quay tàu (336 ha)

1.1.2 Công suất chế biến của NMLD Dung Quất

NMLD Dung Quất được thiết kế với công suất chế biến 6,5 triệu tấn dầu thô/năm, tương đương 148,000 thùng/ngày Hiện tại, theo thiết kế ban đầu thì NMLD

Dung Quất có thể xử lý các nguồn dầu thô sau đây:

▪ Xử lý 100% dầu thô Bạch Hổ (Việt Nam) hoặc các loại dầu thô có tính chất tương đương

▪ Hoặc dầu thô hỗn hợp gồm 85% dầu thô Bạch Hổ + 15% dầu chua Dubai

1.1.3 Cấu hình NMLD Dung Quất

NMLD Dung Quất được thiết kế gồm 14 phân xưởng công nghệ chính:

▪ Phân xưởng chưng cất dầu thô ở áp suất khí quyển CDU (Crude Distillation Unit)

▪ Phân xưởng xử lý naptha bằng hydro NHT (Naphtha Hydro Treating)

▪ Phân xưởng reforming xúc tác liên tục CCR (Continuous Catalytic Reforming)

▪ Phân xưởng xử lý kerosen KTU (Kerosene Treating Unit)

▪ Phân xưởng cracking xúc tác cặn dầu RFCC (Residue Fluidized Catalytic Cracking)

▪ Phân xưởng xử lý LPG LTU (LPG Treating Unit)

▪ Phân xưởng xử lý naphtha của RFCC NTU (Naphtha Treating Unit)

▪ Phân xưởng xử lý nước chua SWS (Sour Water Stripper)

▪ Phân xưởng tái sinh Amine ARU (Amine Regenneration Unit)

▪ Phân xưởng trung hòa kiềm CNU (Spent Caustic Neutralization Unit)

▪ Phân xưởng thu hồi prolylene PRU (Propylene Recovery Unit)

▪ Phân xưởng thu hồi lưu huỳnh SRU (Sulphur Recovery Unit)

▪ Phân xưởng đồng phân hóa naphtha nhẹ ISOM (Isomerization Unit)

▪ Phân xưởng xử lý LCO bằng hydro LCO-HDT (LCO Hydro Treating)

Và 10 phân xưởng phụ trợ như nhà máy điện, các phân xưởng cung cấp khí nén

và khí điều khiển, hóa chất, nước làm mát, nước cứu hỏa và nước sinh hoạt, khí nhiên liệu, dầu nhiên liệu, phân xưởng xử lý nước thải v.v để đảm bảo quá trình hoạt động của các phân xưởng công nghệ và các hạng mục liên quan khác

Sơ đồ vị trí các phân xưởng của nhà máy được trình bày trên Hình 1.2, trong đó chủ yếu mô tả các phân xưởng công nghệ chính của quá trình chế biến dầu thô, hệ thống bồn bể phối trộn và các sản phẩm của nhà máy

Hình 1.2 - Sơ Đồ Tổng Quan Về NMLD Dung Quất [2]

1.1.4 Cơ cấu sản phẩm của nhà máy

Bảng 1.1 Mô tả cơ cấu sản phẩm của nhà máy hiện nay

Bảng 1.1 - Mô Tả Cơ Cấu Sản Phẩm Của NMLD Dung Quất [3]

Số thứ

Sản lượng (nghìn tấn/ năm)

1 Khí hóa lỏng LPG 294 - 340

3 Xăng Mogas 92/95 2000 - 2800

4 Xăng máy bay (Jet A1)/Dầu hỏa 220 - 410

5 Dầu Diesel ô tô (DO) 2500 - 3000

6 Dầu nhiên liệu (FO) 40 - 80

Công ty Lọc Hóa Dầu Bình Sơn trực tiếp bán các sản phẩm đến nhà phân phối thông qua đường biển (thông qua cảng xuất bán sản phẩm) và đường bộ (thông qua trạm xuất xe bồn, xe tải) và đường ống đến Kho xăng dầu PVOIL và Kho khí LPG của PVGas tại Dung Quất

Các sản phẩm nói trên đã góp phần quan trọng vào thành công chung của Công ty Lọc Hóa Dầu Bình Sơn, trong đó các sản phẩm xăng dầu là sản phẩm chủ lực, sản phẩm hạt nhựa Polypropylen (PP) và khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG) là sản phẩm có giá trị kinh tế cao

Bốn (04) sản phẩm đầu tiên là Propylen, LPG, KO và Jet A-1 sẽ được đưa thẳng

ra bể chứa sản phẩm của Nhà máy từ các phân xưởng công nghệ Ba sản phẩm tiếp theo là xăng RON92/E5, xăng RON95 và nhiên liệu DO sẽ được phối trộn, kiểm tra trước khi chuyển ra bể chứa sản phẩm của Nhà máy

Sản phẩm Polypropylen (PP) tạo ra từ phân xưởng sản xuất hạt nhựa Polypropylen (PP Plant)

Sản phẩm khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG): LPG được thu hồi ở phân xưởng chế

biến khí (RFCC Gas Plant) Hỗn hợp C3/C4 từ đây được đưa qua phân xưởng xử lý LPG (LTU) LPG sau thu được khi xử lý tại Phân xưởng PRU để phân tách và thu hồi

Propylen trong dòng LPG Sản phẩm LPG từ phân xưởng PRU sẽ được kết hợp với dòng LPG từ phân xưởng Reforming (CCR) trước khi đưa ra bể chứa sản phẩm

Sản phẩm Propylen: Sản phẩm Propylen được phân tách và thu hồi tại phân

xưởng thu hồi Propylen (PRU) đạt độ tinh khiết đến phẩm cấp Propylen dùng cho hóa tổng hợp (99,5 % wt) Sản phẩm Propylen sẽ được đưa ra khu bể chứa sản phẩm hoặc

sử dụng làm nguyên liệu cho phân xưởng sản xuất hạt nhựa Polypropylen (PP Plant) Sản phẩm xăng không chì RON92: Xăng RON92 được sản xuất và phối trộn từ

05 thành phần sau:

- Phân đoạn xăng Full Range Naphtha từ phân xưởng Chưng cất khí quyển (CDU);

- Hỗn hợp C4 từ phân xưởng PRU;

- Isomerate từ phân xưởng Isome hóa (ISOM);

- Reformate từ phân xưởng Reforming (CCR);

- RFCC Naphtha từ phân xưởng Cracking xúc tác RFCC (sau đó được xử lý Naphtha NTU)

Sản phẩm xăng không chì RON95: Xăng RON95 được sản xuất và phối trộn từ

04 thành phần sau:

- Phân đoạn xăng Full Range Naphtha từ phân xưởng Chưng cất khí quyển (CDU);

- Hỗn hợp C4 từ phân xưởng PRU;

- Isomerate từ phân xưởng Isome hóa (ISOM);

- Reformate từ phân xưởng Reforming (CCR);

- RFCC Naphtha từ phân xưởng Cracking xúc tác RFCC (sau đó được xử lý Naphtha NTU)

Sản phẩm dầu hỏa (KO): Phân đoạn Kerosene từ phân xưởng Chưng cất khí

quyển (CDU) được đưa qua phân xưởng Kerosene Treater (KTU) để làm sạch (loại bỏ Mercaptan, H2S, Naphthenic acid) Kerosene thành phẩm được đưa sang bể chứa Kerosene cũng có thể được sử dụng để phối trộn sản phẩm dầu Diesel (DO)

Nhiên liệu sử dụng cho động cơ phản lực (Jet A-1): Sản phẩm được kiểm soát

chặt chẽ theo quy trình sản xuất Jet A-1 từ chế độ vận hành của các phân xưởng công

nghệ (CDU, KTU), đến khâu vận chuyển và tồn chứa Phụ gia chống tĩnh điện static) được nạp vào trước khi đưa sản phẩm vào bể chứa sản phẩm

(anti-Sản phẩm nhiên liệu điêzen (DO 0,05S): Nhiên liệudiesel được sản xuất và

phối trộn từ 04 thành phần sau:

- Kerosene từ phân xưởng CDU/KTU;

- Phân đoạn Light Gas Oil (LGO) từ phân xưởng CDU

- Phân đoạn Heavy Gas Oil (HGO) từ phân xưởng CDU

- Light Cycle Oil đã qua xử lý (Treated LCO) từ phân xưởng Phân xưởng xử lý LCO bằng Hydro (LCO HDT)

Phụ gia làm giảm điểm đông đặc (Flow Improver) và cải thiện độ bôi trơn (Lubricity Improver) có thể được đưa vào sản phẩm trong trường hợp cần thiết để cải thiện chất lượng sản phẩm

Sản phẩm DO của Nhà máy có hàm lượng lưu huỳnh thấp, nhỏ hơn 0,05% S, do được chế biến từ dầu thô Bạch Hổ

Sản phẩm dầu nhiên liệu (FO): Sản phẩm FO được sản xuất và phối trộn từ 05

thành phần sau:

- Phân đoạn Light Gas Oil (LGO) từ phân xưởng CDU

- Phân đoạn Heavy Gas Oil (HGO) từ phân xưởng CDU

- Light Cycle Oil đã qua xử lý (Treated LCO) từ phân xưởng Phân xưởng xử lý LCO bằng Hydro (LCO HDT);

- Decant Oil (DCO) từ phân xưởng RFCC

- Cặn chưng cất khí quyển (Residue) từ phân xưởng CDU

Sản phẩm hạt nhựa Polypropylene (PP): Phân xưởng sản xuất hạt nhựa

polypropylene (PP Plant) sử dụng nguyên liệu Propylene được lấy từ Nhà máy lọc dầu (Phân xưởng PRU) Sản phẩm hạt nhựa Polypropylene ở trạng thái rắn, được đóng bao, lưu kho… trước khi xuất bán cho khách hàng

Sản phẩm xăng E5 RON 92: Xăng E5 RON92 của BSR được sản xuất tại Kho

xăng dầu Dung Quất thuộc Tổng công ty Dầu Việt Nam - Chi nhánh Quảng Ngãi từ xăng gốc của BSR Xăng gốc từ kho chứa sản phẩm Nhà máy lọc dầu Dung Quất được bơm qua đường ống sang bể chứa T102 thuộc Kho xăng dầu Dung Quất E100 được nhập vào bể chứa T104 và được phối trộn cùng xăng gốc từ T102 với tỷ lệ E100 chiếm

từ 4-5 % thể tích thành xăng E5 Xăng E5 được xuất trực tiếp lên xe bồn hoặc đưa vào

bể T103 trước khi xuất lên xe bồn từ bể này

Tính từ năm 2014 đến hết Quý I/2021, BSR đã xuất bán được 254.193 tấn xăng E5 RON92

Xăng E5 đã được thị trường đón nhận như là sản phẩm có chất lượng tương đương xăng không chì và đảm bảo giảm thiểu tác động đến môi trường

1.2 Tổng quan về khí H 2 S

Hình 1.3: Vòng tuần hoàn của lưu huỳnh trong tự nhiên

Khái niệm:

Hydro sunfua (H2S) là một chất khí không màu, có mùi thối khó chịu (mùi trứng thối), cấu trúc H2S tương tự cấu trúc phân tử nước H2O, H2S bị phân cực khả năng tạo thành liên kết Hydro của H2S yếu hơn H2O H2S ít tan trong nước nhưng lại

tan nhiều trong dung môi hữu cơ H2S rất độc, nó độc không kém HCN, ở trạng thái lỏng H2S bị oxy hóa một phần:

Quan hệ giữa các dạng H2S, HS-, S2- tại các pH khác nhau của dung dịch chứa 10-3 M

H2S (32mg/L H2S) được trình bày trong đồ thị sau:

Hình1.4: Đồ thị quan hệ giữa các dạng H2S, HS-, S2- tại các pH khác nhau của

dung dịch 10-3 M H2S (32mg/L H2S)

Tính chất vật lý:

- H2S là chất khí không màu, mùi trứng thối, nặng hơn không khí

- Khối lượng riêng = 1,5392 kg/l

- Khối lượng phân tử M= 34,08 kg/kmol

- Nhiệt độ nóng chảy tnc= -85,60C

- Nhiệt độ sôi ts= -60,750C

- H2S kém bền, dễ phân hủy, ít tan trong nước, tan nhiều trong dung môi

Bảng 1.2 – Bảng thuộc tính của khí H2S

Trạng thái vật lý Thường gặp ở dạng khí

Màu sắc Màu sắc không màu

Không có dấu hiệu rõ ràng của H2S để cảnh báo về sự hiện diện của

H2S Mùi

Có mùi như "trứng thối"

Làm giảm khứu giác của bạn ở nồng độ thấp

Không dựa vào khứu giác để phát hiện H2S

SO2

SO2 rất nguy hiểm và gây kích ứng mắt và hệ hô hấp

Nổ khi trộn lẫn với không khí

- Trong sản xuất công nghiệp:

H2S sinh ra trong quá trình sử dụng nhiên liệu có chứa lưu huỳnh

Ảnh hưởng của khí H 2 S

Trong các khu đô thị nồng độ khí H2S trong không khí thường dưới 0.001 ppm, nhưng ở gần các khu công nghiệp nồng độ khí H2S có thể lên đến 0.13 ppm Ngưỡng nhận biết của H2S dao động trong khoảng 0.0005-0.13 ppm

a) Tác hại đối với thực vật:

• Thương tổn lá cây

• Rụng lá

• Giảm sinh trưởng

b) Đối với con người:

▪ Nồng độ thấp

• Gây nhức đầu

• Tinh thần mệt mỏi

▪ Nồng độ cao

• Gây hôn mê, tử vong

• Ở nồng độ 150 ppm hoặc lớn hơn gây tê liệt cơ quan khứu giác, đường hô hấp, niêm mạc và giác mạc

Bảng 1.3: Bảng Phân Loại Các Ảnh Hưởng Của Khí H2S Theo Nồng Độ

Hàm

lượng,

ppm

10 Có thể nhận biết được mùi trứng thối

Ảnh hưởng tối thiểu trong 8 giờ

Giá trị giới hạn của H2S

15 Kích thích mắt, phổi

70-150 Mất khứu giác sau 3-15 phút, kích thích

mắt, cổ họng và phổi 150-400 Mất khứu giác, đau đầu, khó thở, ho, đau

mắt, cổ họng, phổi Cần đưa ngay đến nơi có không khí trong lành

400-700 Ho, suy sụp, bất tỉnh, có thể tử vong Nguy hiểm, gây ra các

Trên

1000

Bất tỉnh ngay lập tức, tử vong trong vài phút

• Giá trị giới hạn của khí H2S là 10 ppm Các hoạt động khi có sự tồn tại của khí

H2S với hàm lượng cao hơn không được phép kéo dài quá 8 giờ

• Hầu hết những thông báo chỉ dẫn đều nhấn mạnh 6 - 7 ppm là hàm lượng tối đa

mà khí H2S được phép tồn tại, nhưng không quá 12 giờ

• Trong ngành dầu khí, khí H2S ảnh hưởng rất nhiều đến công tác khoan

c) Tác hại đối với vật liệu:

Do có tính axit nên H2S là nguyên nhân gây ăn mòn nhanh chóng các loại máy móc và đường ống dẫn, như ăn mòn đường ống công nghệ , đường ống nước…

Ăn mòn đường ống được cho là H2S và H2SO4 trong quá trình khử lưu huỳnh thành

H2S và H2SO4 Trong đường ống công nghệ không được thông thoáng, thành ống và đỉnh ống bị ẩm ướt H2S sẽ hòa tan vào lớp nước trên thành và đỉnh ống tương ứng với

áp suất riêng phần của nó Trên thành ống và đỉnh ống có vi khuẩn Thiobacillus, vi khuẩn này sẽ oxi hóa H2S thành H2SO4 Do trong điện thiếu khí, lượng H2SO4 sinh ra

ngày càng đậm đặc và ăn mòn các đường ống cấp công nghệ kể cả đường ống bê tông

Hình 1.5: Quá trình oxi hóa H2S thành H2SO4 trong đường ống

1.3 Tổng quan về lưu huỳnh rắn:

Hình 1.6: Hình Ảnh Tinh Thể Lưu Huỳnh Rắn Lưu huỳnh còn có tên gọi khác là Sulfur, là một nguyên tố hoá học trong bảng tuần

hoàn, có ký hiệu là S và có số nguyên tử là 16 Nguyên tố này là một phi kim phổ biến, không mùi, không vị và có nhiều hoá trị

Dạng gốc của phi kim này là chất rắn kết tinh màu vàng chanh

Trong tự nhiên, phi kim này có thể tìm thấy ở dạng đơn chất hoặc trong các khoáng

chất sulfua và sulfat Lưu huỳnh được xem là một nguyên tố thiết yếu cho sự sống và chúng được tìm thấy trong 2 axit amin Trong thương mại, chúng được sử dụng trong phân bón hoặc dùng trong thuốc súng, diêm, thuốc trừ sâu và thuốc diệt nấm

Vị trí: Ô thứ 16, chu kì 3, nhóm VIA

Kí hiệu: S

Cấu hình e: 1s22s22p63s23p4

Độ âm điện: 2,58

Đặc Trưng Của Lưu Huỳnh

Ở điều kiện nhiệt độ phòng, lưu huỳnh ở trạng thái rắn xốp và có màu vàng nhạt và ở trạng thái đơn chất không có mùi Phi kim này khi cháy có ngọn lửa màu xanh lam và toả ra đioxit lưu huỳnh có mùi ngột ngạt, khác thường và tạo cảm giác khó chịu Sulfur không hòa tan trong nước nhưng hòa tan trong đisulfua cacbon và các dung môi không

phân cực khác Một số trạng thái ôxi hóa phổ biến của Sulfur là -2, -1(pirit sắt…), +2, +4 và +6 Sulfur tạo thành các hợp chất ổn định với gần như mọi nguyên tố, chỉ ngoại trừ các khí trơ

– Ở trạng thái rắn, Sulfur tồn tại như các phân tử vòng dạng vòng hoa S8 và bên cạnh

đó nó cũng có nhiều hình thù khác Màu vàng đặc trưng của lưu huỳnh được tạo nên từ việc loại một nguyên tử từ vòng S7 Ngược lại, nguyên tố oxy cùng phân nhóm nhưng lại nhẹ hơn về cơ bản chỉ tổn tại trong 2 dạng là: O2 và O3

– Sulfur có tinh thể rất phức tạp, phục thuộc vào các điều kiện cụ thể, các thù hình của chúng tạo thành các cấu trúc tinh thể khác nhau, các dạng hình thoi và xiên đơn S8 là các dạng được nghiên cứu tỉ mỉ nhất

– Sulfur nóng chảy có độ nhớt, đây cũng là tính chất nổi bật của phi kim này, độ nhớt này tăng lên theo nhiệt độ do sự hình thành các chuỗi polyme Tuy nhiên, sau khi đã đạt được một khoảng nhiệt độ nhất định thì độ nhớt lại bị giảm do đã đủ năng lượng để phá vỡ chuỗi polymer

– Sulfur vô định hình hay còn gọi là “dẻo” có thể tạo ra khi làm nguội nhanh Sulfur nóng chảy Theo nghiên cứu tinh thể bằng tia X, dạng vô định hình có thể có cấu trúc xoắn ốc với 8 nguyên tử trên một vòng Đây là dạng ổn định ở nhiệt độ phòng và dần chuyển thành dạng kết tinh Quá trình này diễn ra trong vài giờ hoặc vài ngày nhưng

có thể tăng tốc nếu có xúc tác

Ứng Dụng Của Lưu Huỳnh

Lưu huỳnh được dùng nhiều trong công nghiệp với các ứng dụng khác nhau Sulfur có dẫn xuất chính là axít sulfuric (H2SO4), được đánh giá là một trong những nguyên tố quan trọng nhất được dùng như nguyên liệu công nghiệp và được xem là quan trọng bậc nhất với mọi lĩnh vực của kinh tế thế giới

Một số ứng dụng chủ yếu của lưu huỳnh:

Sản xuất axit sulfuric

Sử dụng trong ắc quy, bột giặt, lưu hoá cao su, thuốc diệt nấm và dùng trong sản xuất phân bóng phốtphat

Sulfit được sử dụng để làm trắng giấy và làm chất bảo quản trong rượu vang và làm khô hoa quả

Với bản chất dễ cháy, nó còn được dùng trong các loại diêm, thuốc súng và pháo hoa

Sulfat magiê (muối Epsom) có thể được dùng như thuốc nhuận tràng, chất bổ sung cho các bình ngâm (xử lý hóa học), tác nhân làm tróc vỏ cây, hay để bổ sung magiê cho cây trồng

Lưu huỳnh nóng chảy còn được dùng để tạo các lớp khảm trang trí trong sản phẩm đồ

gỗ

1.4 Tổng quan về phân xưởng thu hồi lưu huỳnh

1.4.1 Mục đích của phân xưởng thu hồi lưu huỳnh

• Phân xưởng thu hồi lưu huỳnh (SRU) được đặt xây dựng tại khu vực A3 nhà máy lọc hóa dầu Bình Sơn, Quảng Ngãi, với công suất thiết kế thu hồi lưu huỳnh 13 tấn / ngày

• Phân xưởng thu hồi lưu huỳnh SRU đang sử dụng công nghệ bản quyền của JACOBS

• Phân xưởng được thiết kế để xử lý các dòng khí chua từ các phân xưởng xử lý nước chua (SWS), phân xưởng tái sinh amine (ARU), xử lý đốt cháy các dòng khí thải

NH3 từ phân xưởng nước chua và dòng khí thải từ phân xưởng trung hòa kiềm (CNU)

• Dòng khí chua giàu H2S từ phân xưởng xử lý nước chua (SWS) và phân xưởng tái sinh amine (ARU) được đưa tới thiết bị phản ứng nhiệt, nơi sẽ thu hồi lại lưu huỳnh

• Lưu huỳnh sau khi được tách khí sẽ được bơm lên hai bể chứa sản phẩm lưu huỳnh lỏng TK-2501A/B để lưu trữ và chờ xuất ra xe bồn cho nhà thầu DMC

Phân xưởng thu hồi lưu huỳnh đang được đặt ở vị trí Tây – Nam của khu vực A3, tại nhà máy lọc dầu Dung Quất (theo Hình 1.5)

Hình 1.5 Vị Trí Phân Xưởng Thu Hồi Lưu Huỳnh Tại NMLD Dung Quất [1]

Hình 1.6 Phân xưởng thu hồi lưu huỳnh SRU

1.4.2 Phân xưởng SRU gồm các phần công nghệ chính:

• Thiết bị phản ứng nhiệt

• Thiết bị phản ứng xúc tác Claus

• Thiết bị phản ứng xúc tác chọn lọc Super Claus

• Khu vực tách khí lưu huỳnh

• Khu vực bể chứa lưu huỳnh

• Hệ thống đốt khí thải và ống khói

Công nghệ của phân xưởng thu hồi lưu huỳnh hiện nay đang sử dụng công nghệ bản quyền của Jacob

• 1/3 lượng khí H2S trong dòng khí công nghệ sẽ được đốt và chuyển hóa sang SO2

• 2/3 lưọng H2S sau sẽ phản ứng với SO2 để tạo ra lưu huỳnh

• Lượng lưu huỳnh được tạo ra sẽ được làm nguội sau đó ngưng tụ lại tại các bộ gom lưu huỳnh

• Lượng khí thải còn dư sẽ được đốt ở lò đốt khí thải tạo ra khí SO2 thải ra môi trường

1.4.3 Sơ đồ cấu hình phân xưởng thu hồi lưu huỳnh (SRU)

▪ Sơ đồ khối của phân xưởng thu hồi lưu huỳnh (SRU) được thể hiện như trên

Hình 1.4

Hình 1.7 Sơ Đồ Khối Thể Hiện Phân Xưởng SRU

Mô tả sơ đồ công nghệ:

Dòng khí công nghệ chứa H2S được trộn lẫn với dòng không khí đưa tới thiết bị phản ứng nhiệt ( combustion chamber), tại đây một phần dòng khí H2S sẽ được đốt cháy thành SO2 Lượng nhiệt dư được đưa tới thiết bị thu hồi nhiệt thải ( Waste heat boiler) tạo ra dòng hơi nước thấp áp đưa lên mang hơi của nhà máy Dòng công nghệ sau thiết bị phản ứng nhiệt được đưa tới thiết bị ngưng tụ Condenser và lưu huỳnh ngưng tụ được đưa ra khỏi thiết bị tới hệ thống thu gom lưu huỳnh lỏng Lượng khí công nghệ còn lại được tới thiết bị gia nhiệt trước khi tới thiết bị phản ứng Claus thứ nhất, sau đó được đưa tới thiết bị ngưng tụ Condenser , lượng lưu huỳnh lỏng được rút

ra và đưa tới hệ thống thu gom lưu huỳnh lỏng Khí công nghệ sau đó được đưa tới thiết bị gia nhiệt thứ hai, trước khi vào thiết bị phản ứng Claus thứ hai, sau khi phản ứng tại xong thì được đưa tới thiết bị ngưng tụ thứ ba, lưu huỳnh lỏng được rút ra và đưa về hệ thống thu gom lưu huỳnh lỏng Lượng khí còn lại sẽ được đưa tới lò đốt để đốt cháy hoàn toàn lượng khí lưu huỳnh dư thành SO2 trước khi thải ra ngoài môi

trường

CHƯƠNG 2 : MÔ PHỎNG

2.1 Giới Thiệu Về Phần Mềm Mô Phỏng [5]

2.1.1 Giới thiệu phần mềm mô phỏng ASPEN HYSYS

Ngày nay trên thế giới, hầu hết các quốc gia kể cả các quốc gia không có dầu mỏ cũng đã xây dựng cho mình một ngành công nghiệp Lọc – Hóa Dầu nhằm ổn định, phát triển kinh tế và các vấn đề liên quan đến an ninh năng lượng Ngành công nghiệp này đóng vai trò hết sức quan trọng trong công cuộc phát triển đất nước và quốc phòng Sản phẩm dầu mỏ là nguồn năng lượng trụ cột cho hầu hết các ngành công nghiệp trên toàn thế giới Con người ngày càng có những bước tiến xa hơn trong công nghệ nhằm thu hồi triệt để các sản phẩm dầu mỏ Với sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghệ thông tin thì việc xây dựng các phần mềm mô phỏng để khảo sát cũng như tìm ra một quy trình phù hợp đã trở nên dễ dàng hơn

Trước đây, để lên kế hoạch cho một dự án đòi hỏi nhiều thời gian và khả năng thực hiện dự án đó là khó có thể biết trước được Tuy nhiên, khi các phần mềm mô phỏng ra đời, thì công việc trở nên đơn giản đi rất nhiều Chúng ta có thể thiết kế được nhiều dự án khác nhau và tìm được phương án tối ưu một cách nhanh chóng, cho kết quả chính xác và đạt hiệu quả cao nhất Ngoài ra, các phần mềm này còn được ứng dụng trực tiếp vào quá trình hoạt động của nhà máy Ta có thể khảo sát sự biến thiên của các thông số làm việc và chế độ hoạt động của nhà máy khi có những sự thay đổi ở bất kỳ một đơn vị hoạt động nào đó

Bên cạnh đó, các phần mềm mô phỏng còn giúp cho việc giảm thiểu những tai nạn và rủi ro có thể xảy đến với con người, làm giảm chi phí đầu tư ban đầu và tăng năng suất của nhà máy Chương trình mô phỏng luôn có các thành phần sau:

➢ Thư viện dữ liệu và thuật toán liên quan đến việc truy cập và tính toán các tính chất hóa lý của các cấu tử và hệ cấu tử

➢ Các công cụ mô phỏng cho các quá trình có thể có trong hệ thống công nghệ hóa học như bơm, máy nén, truyền nhiệt, chưng cất, Phần này chứa các

mô hình toán và thuật toán phục vụ cho quá trình tính toán các thông số công nghệ của một quá trình được mô phỏng

➢ Các công cụ mô phỏng cho các quá trình điều khiển trong một quy trình công nghệ hóa học

➢ Chương trình điều hành chung toàn bộ hoạt động của các công cụ mô phỏng và ngân hàng dữ liệu, xuất, nhập, in dữ liệu và kết quả tính toán được từ quá trình mô phỏng

➢ Chương trình xử lý thông tin, lưu trữ

Một số phần mềm mô phỏng được sử dụng rộng rãi hiện nay và có thể được kể ra như:

• PRO/II (SIMSCI- Mỹ)

• HYSYS (HYPROTECH - Canada)

• ASPEN PLUS (ASPENTECH - Mỹ)

• DESIGN II (CHEMSHARE - Mỹ)

Trong phạm vi nghiên cứu của để tài này, chúng tôi sử dụng phần mềm mô phỏng ASPEN HYSYS để thực hiện các tính toán mô phỏng phân xưởng thu hồi lưu huỳnh ASPEN HYSYS là sản phẩm của công ty Hyprotech thuộc công ty AEA Technology Engineering Software-Hyprotech Ltd Đây là một phần mềm có khả năng tính toán đa dạng, cho kết quả có độ chính xác cao Đồng thời, nó cung cấp nhiều thuật toán sử dụng trợ giúp trong quá trình tính toán công nghệ và khảo sát các thông số trong quá trình thiết kế nhà máy hóa chất Ngoài thư viện có sẵn, HYSYS cho phép người sử dụng tạo các thư viện riêng rất thuận tiện cho việc sử dụng

Ngoài ra, HYSYS còn có khả năng tự động tính toán các thông số còn lại nếu thiết lập đủ thông tin Đây chính là điểm mạnh của HYSYS giúp người sử dụng tránh những sai sót và đồng thời có thể sử dụng những dữ liệu ban đầu khác nhau

Phần mềm HYSYS được phát triển trên nền tảng là phiên bản của phần mềm mô phỏng Hyprotech Sản phẩm mới này có các ưu điểm:

HYSYS được thiết kế sử dụng cho hai trạng thái mô phỏng:

- Steady Mode: Trạng thái tĩnh, sử dụng thiết kế công nghệ cho một quá trình

- Dynamic Mode: Trạng thái động, mô phỏng thiết bị hay quy trình ở trạng thái

đang vận hành liên tục, khảo sát sự thay đổi các đáp ứng của hệ thống theo sự thay đổi của một vài thông số

2.1.2 Quy trình thực hiện mô phỏng trên HYSYS

a) Trích xuất dữ liệu mô phỏng

Trước khi thực hiện mô phỏng, chúng ta cần xác định được cơ sở dữ liệu cho quá trình mô phỏng, các dữ liệu ấy bao gồm:

- Thông số của dòng nguyên liệu và dòng hồi lưu cụ thể là: nhiệt độ, áp suất, lưu lượng và thành phần các cấu tử có mặt

- Các thiết bị có mặt trong sơ đồ công nghệ: bình tách, bơm, máy nén, thiết bị phản ứng hay tháp tách Từ đó, xác định điều kiện làm việc của các thiết bị

- Các tiêu chuẩn liên quan tới chất lượng sản phẩm

Sau khi xác định đầy đủ các dữ liệu cần thiết, ta sẽ tiến hành thực hiện trên phần mềm ASPEN HYSYS

b) Các bước thực hiện trên phần mềm HYSYS

Để đảm bảo việc mô phỏng trở nên hiệu quả, chúng ta cần nắm các bước thực hiện của một quá trình mô phỏng, Hình 2.1 dưới đây thể hiện các bước thực hiện:

Hình 2.1 : Sơ đồ thực hiện các bước mô phỏng trên ASPEN HYSYS

Trên đây là quá trình thực hiện các bước mô phỏng trên ASPEN HYSYS, ở nội dung tiếp theo các bước thực hiện mô phỏng sẽ được trình bày chi tiết hơn

2.2 Mô Phỏng Công Nghệ Phân Xưởng Thu Hồi Lưu Huỳnh Bằng Hysys

Thiết bị phản ứng claus thứ hai: R-2502

Khai báo các cấu tử

Xác định phương trình nhiệt động cho quá trình mô phỏng

Khai báo các phản ứng hóa học và các thông tin liên quan

Truy cập vào môi trường mô phỏng và thiết lập sơ đồ PFD

Cài đặt các tiêu chuẩn cho từng thiết bị trong sơ đồ PFD

Tiến hành chạy mô phỏng và thu thập kết quả từ mô phỏng

Thiết bị phản ứng superclaus: R-2503

Thiết bị trao đổi nhiệt: E-2501, E-2502, E-2503, E-2504, E-2505

Thiết bị thu hồi nhiệt và sinh hơi: SG-2501, SG-2502

2.2.2 Sơ đồ công nghệ phân xưởng thu hồi lưu huỳnh [6]

Hình 2.2 Sơ Đồ Công Nghệ Phân Xưởng Thu Hồi Lưu Huỳnh – 1

Hình 2.3 Sơ Đồ Công Nghệ Phân Xưởng Thu Hồi Lưu Huỳnh - 2