4Sử dụng phần mềm hysys để mô phỏng phân xưởng xử lý naphtha bằng hydro (nht unit 012) của nhà máy lọc dầu dung quất

Trong các phân xưởng công nghệ của NMLD Dung Quất, phân xưởng xử lýNaphtha bằng Hydro NHT được thiết kế để xử lý các tạp chất trong phân đoạnNaphtha nhằm đảm bảo chất lượng nguyên liệu đ

LỜI MỞ ĐẦU

Nhà máy lọc dầu (NMLD) Dung Quất là công trình dầu khí trọng điểm quốc gia có

ý nghĩa hết sức to lớn với việc phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Quảng Ngãi và cáctỉnh, thành phố khu vực miền Trung – Tây Nguyên Việc đầu tư xây dựng NMLDDung Quất cho phép nước ta chế biến dầu thô trong nước, đảm bảo từng bước về anninh năng lượng, giảm bớt sự phụ thuộc vào nguồn cung cấp các sản phẩm dầu mỏthương phẩm từ nước ngoài, góp phần vào sự nghiệp công nghiệp hóa – hiện đại hóađất nước Với công suất 6,5 triệu tấn dầu thô một năm, NMLD Dung Quất đã đáp ứngđược khoảng 30% nhu cầu sử dụng trong nước gồm Propylene, LPG, xăng, dầuDiesel, nhiên liệu phản lực Jet A1, dầu hỏa, dầu đốt lò đạt chất lượng theo yêu cầu củaQuy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về sản phẩm xăng dầu

Trong các phân xưởng công nghệ của NMLD Dung Quất, phân xưởng xử lýNaphtha bằng Hydro (NHT) được thiết kế để xử lý các tạp chất trong phân đoạnNaphtha nhằm đảm bảo chất lượng nguyên liệu đầu vào cho hai phân xưởng Isomerhóa và CCR Để tìm hiểu kỹ hơn về phân xưởng NHT này, em được giao nhiệm vụ

thực hiện đề tài tốt nghiệp: “Sử dụng phần mềm Hysys để mô phỏng phân xưởng xử

lý Naphtha bằng hydro (NHT-Unit 012) của nhà máy lọc dầu Dung Quất”.

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Ảnh hưởng của thời gian lưu đến phản ứng loại bỏ lưu huỳnh 16

Hình 1.2 Vị trí phân xưởng NHT 17

Hình 1.3 Sơ đồ kết nối các dòng công nghệ phân xưởng NHT 18

Hình 1.4 Sơ đồ kết nối các dòng phụ trợ, năng lượng, hóa học ở cụm phân xưởng NHT/CCR/ISOM 23

Y Hình 3 1 thiết lập hệ đơn vị 43

Hình 3 2 nhập cấu tử 43

Hình 3 3 chọn mô hình nhiệt động 44

Hình 3 4 thiết lập phương trình phản ứng 44

Hình 3 5 sơ đồ mô phỏng 45

Hình 3 6 dòng Straight Run Naphtha (201) 46

Hình 3 7 dòng Hydro bổ sung 46

Hình 3 8 dòng nước làm mát 47

Hình 3 9 thiết bị phản ứng 47

Hình 3 10 các thông số của thiết bị phản ứng 48

Hình 3 11 thông số các dòng kết nối với tháp Stripper 49

Hình 3 12 thông số tháp Stripper 49

Hình 3 13 thông số tháp Stripper (T-100) 50

Hình 3 14 thông số tháp Splitter 51

Hình 3 15 thông số các dòng kết nối với tháp Splitter 52

Hình 3 16 thông số bình tách 52

Hình 3 17 thông số thiết bị trao đổi nhiệt E-1201 53

Hình 3 18 thiết bị trao đổi nhiệt E-1202 53

Hình 3 19 thiết bị trao đổi nhiệt E-1207 54

Hình 3 20 thiết bị trao đổi nhiệt E-1206 55

Hình 3 21 thiết bị trao đổi nhiệt E-105 55

Hình 3 22 lò đốt 56

Hình 3 23 bơm Pump-1 56

Hình 3 24 bơm Pump-2 57

Hình 3 25 bơm Pump-3 57

Hình 3 26 bơm Pump-4 58

Hình 4 1 Thể tích lỏng trong các dòng ra vào bình ngưng tụ 65

Hình 4 2 thông số thiết kế bình ngưng tụ 66

Hình 4 3 đồ thị điểm nhạy cảm tháp splitter 68

Hình 4 4 nhập kích thước tháp 77

Hình 4 5 nhập thể tích condenser 77

Hình 4 6 nhập thể thích reboiler 78

Hình 4 7 sơ đồ điều khiển 78

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Nhiệt phản ứng 13

Bảng 1.2 Điều kiện hoạt động đặc trưng quá trình khử S của Distillats và cặn 16

Bảng 1.3 Tính chất của Naphtha nguyên liệu 19

Bảng 1.4 Áp suất dòng khí Hydro 20

Bảng 1.5 Thành phần dòng khí Hydro bổ sung 20

Bảng 1.6 Thành phần khí Off Gas 21

Bảng 1.7 Các tính chất xăng nhẹ 21

Bảng 1.8 Cân bằng vật chất của phân xưởng 32

Bảng 1.9 Giả sử các chất chứa lưu huỳnh 35

Bảng 1.10 Cân bằng vật chất mới của phân xưởng 36

Y Bảng 3.1 Kết quả và so sánh dòng Off Gas 57

Bảng 3.2 Kết quả và so sánh dòng Light Naphtha 59

Bảng 3.3 Kết quả và so sánh dòng Heavy Naphtha 60

Bảng 4.1 Các thông số thiết kế tháp Splitter 63

Bảng 4 2 Các thông số thiết kế tháp 65

Bảng 4.3 Bảng biến thiên nhiệt độ để xác định đĩa nhạy cảm 66

Bảng 4.4 Thông số điều khiển 78

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BFW Boiling Feed Water Nước cấp cho nồi hơi

CDU Crude Distillation Unit Phân xưởng chưng cất khí quyển

LPG Liquefied Petroleum Gas Khí dầu mỏ hóa lỏng

LTU LPG Treater Unit Phân xưởng xử lý LPG

NTU Naphtha Treater Unit Phân xưởng xử lý Naphtha của

RFCC

NHT Naphtha Hydro Treater Phân xưởng xử lý Naphtha bằng

HydroP&ID Piping and Instrument Diagram Sơ đồ đường ống và điều khiểnPFD Process Flow Diagram Sơ đô công nghệ

RON Research octane number Chỉ số octane

PRU Propylene Recovery Unit Phân xưởng thu hồi PropyleneRFCC Residue Fluid Catalytic Cracking Cracking xúc tác tầng sôi dầu cặnCCR Continous Catalytic Reforming Phân xưởng Reforming xúc tácSWS Sour Water Storage Phân xử lý nước chua

ISOM Isomerization Đồng phân hóa Naphtha nhẹ

PV Process variable Biến quá trình

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 1

DANH MỤC HÌNH 2

DANH MỤC BẢNG 3

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 4

MỤC LỤC 5

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 8

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHÂN XƯỞNG XỬ LÝ NAPHTHA (NHT) BẰNG HYDRO CỦA NMLD DUNG QUẤT 8

1 Các phản ứng chính 9

a) Phản ứng khử lưu huỳnh (HDS) 9

b) Phản ứng khử Nitơ (HDN) 10

c) Phản ứng khử Oxy (HDO) 11

d) Phản ứng bão hòa các Olefin 11

e) Phản ứng bão hòa các Aromatic 11

f) Phản ứng khử các Halogen (HDX) 11

g) Phản ứng khử kim loại (HDM) 12

2 Hiệu suất phản ứng và nhiệt của phản ứng: 12

3 Xúc tác 13

4 Hóa chất sử dụng 13

5 Thông số vận hành của quá trình 13

a) Áp suất riêng phần của H2 (ppH ) 13

b) Nhiệt độ trong thiết bị phản ứng 14

c) Tốc độ nạp liệu thể tích VVH: 15

d) Chỉ số tuần hoàn của H2 15

e) Áp suất riêng phần của H2S 15

II TỔNG QUAN VỀ PHÂN XƯỞNG XỬ LÝ NAPHTHA (NHT 012) 16

1 Vị trí phân xưởng 16

2 Mục đích phân xưởng 17

a) Bản quyền 17

b) Chức năng của phân xưởng 17

3 Cơ sở thiết kế 18

a) Đặc tính của nguyên liệu 18

b) Chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm 20

4 Các dòng phụ trợ, năng lượng, hóa học được tiêu thụ 22

5 Sơ đồ dòng công nghệ 23

a) Khu vực phản ứng 23

b) Khu vực stripper (T-1201) 27

c) Khu vực phân tách Naphtha (Naphtha Splitter T-1202) 28

6 Cân bằng vật chất tổng thể của phân xưởng 31

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM HYSYS 39

I GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM HYSYS 39

1 Giới thiệu sơ lược về Hysys 39

2 Các ứng dụng của Hysys 39

3 Những ưu điểm của phần mềm Hysys 40

II CÁC BƯỚC MÔ PHỎNG BẰNG PHẦN MỀM HYSYS 41

CHƯƠNG 3: SỬ DỤNG PHẦN MỀM HYSYS MÔ PHỎNG PHÂN XƯỞNG XỬ LÝ NAPHTHA BẰNG HYDRO CỦA NMLD DUNG QUẤT 43

I CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH MÔ PHỎNG 43

1 Chọn hệ đơn vị đo: 43

2 Nhập cấu tử: 43

3 Chọn mô hình nhiệt động: 44

4 Thiết lập phản ứng cho thiết bị phản ứng 44

II SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG 44

III TIẾN HÀNH MÔ PHỎNG 46

1 Thiết lập các dòng nguyên liệu: 46

a) Dòng Straight Run Naphtha (201): 46

b) Dòng Make up Hydrogene: 46

c) Dòng nước làm mát: 47

2 Thiết bị phản ứng 47

3 Tháp Stripper Naphtha (T-100) 48

4 Tháp Splitter Naphtha 50

5 Bình tách V-100 52

6 Các thiết bị trao đổi nhiệt 53

a) Thiết bị trao đổi nhiệt E-1201 53

b) Thiết bị trao đổi nhiệt bằng không khí E-1202 53

c) Thiết bị trao đổi nhiệt E-1207 54

d) Thiết bị trao đổi nhiệt E-1206 54

e) Thiết bị trao đổi nhiệt E-1213 55

7 Lò đốt 56

8 Bơm và các thiết bị Mixer 56

a) Bơm Pump-1: 56

b) Bơm Pump-2: 57

c) Bơm Pump-3 57

d) Bơm Pump-4 58

IV.KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THẢO LUẬN 58

1 Dòng Off Gas: 58

2 Dòng Light Naphtha 60

3 Dòng Heavy Naphtha: 61

4 Nhận xét kết quả 63

CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG ĐỘNG THÁP SPLITER 64

I THIẾT KẾ THÁP SPLITTER 64

II XÁC ĐỊNH ĐĨA NHẠY CẢM THÁP SPLITTER NAPHTHA 66

III CÁC BƯỚC CHUYỂN TỪ TRẠNG THÁI TĨNH SANG TRẠNG THÁI ĐỘNG 69

1 Các chú ý quan trọng khi xây dựng trạng thái động 70

2 Troubleshooting (Xử lý sự cố) 71

3 Công cụ kiểm tra trước khi chuyển sang trạng thái động Dynamics Assistant 72 4 Integrator 73

IV TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PID 74

V MÔ PHỎNG 77

1 Nhập kích thước tháp 77

2 Lắp bơm, van, thiết bị điều khiển 78

3 Xuất biểu đồ Strip Chart 79

KẾT LUẬN 81

TÀI LIỆU THAM KHẢO 82

PHỤ LỤC 83

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHÂN XƯỞNG XỬ LÝ NAPHTHA (NHT) BẰNG HYDRO CỦA NMLD DUNG QUẤT

Quá trình xử lý Hydro thường được sử dụng để loại trừ các chất gây ngộ độc xúctác phân xưởng Platforming từ Naphtha trực tiếp hay Naphtha qua các quá trình chếbiến được đưa đến nạp liệu cho phân xưởng công nghệ Platforming

Các hợp chất cơ kim, Arsen và Chì là những chất gây ngộ độc vĩnh viễn xúc tác cóchứa Platin Sự loại trừ hoàn toàn các chất này bằng quá trình xử lý Hydro sẽ kéo dàituổi thọ xúc tác phân xưởng Platforming Lưu huỳnh là chất gây ngộ độc tạm thời đốivới xúc tác của xưởng Platforming Hoạt tính của xúc tác Platforming chính là nguyênnhân làm thay đổi sản phẩm không mong muốn và tăng hàm lượng cốc Hợp chất Nitơhữu cơ cũng gây ngộ độc tạm thời xúc tác Platforming Nó cũng là 1 thông số quantrọng, tuy nhiên với nồng độ của Nitơ tương đối nhỏ trong nguyên liệu củaPlatforming sẽ là nguyên nhân gây nên chênh lệnh rộng hoạt tính của xúc tác như việclắng đọng muối Clo trong những khu vực lạnh của xưởng Platforming

Các hợp chất của Oxy cũng gây thiệt hại cho quá trình vận hành phân xưởngPlatforming Bất kì hợp chất Oxy mà không được loại trừ trong phân xưởng xử lýHydro sẽ được chuyển hóa thành nước trong phân xưởng Platforming, chính vì thế ảnhhưởng đến cân bằng nước/Clo của xúc tác Platforming Hàm lượng lớn các Olefin sẽlàm tăng cốc bám lên xúc tác Platforming Đồng thời nó cũng có thể kết hợp lại ở điềukiện vận hành của phân xưởng Platforming và tạo cặn trong thiết bị phản ứng và thiết

bị trao đổi nhiệt

Quá trình xử lý Naphtha bằng Hydro góp phần lớn để vận hành phân xưởngPlatforming một cách dễ dàng và kinh tế Sự dao động lớn là điều kiện trong việc lựachọn nguyên liệu đến phân xưởng Platforming Bởi vì phân xưởng này bảo vệ xúc tácPlatforming, nên rất quan trọng để duy trì vận hành tốt phân xưởng xử lý xăng bằngHydro

Thêm vào đó Naphtha xử lý làm nguyên liệu cho phân xưởng Platforming có nhiềunguồn khác như Naphtha sản xuất từ các quá trình nhiệt như delayed coking, thường

có hàm lượng olefin cao và các tạp chất khác và có thể không ổn định trong bể chứa.Những loại Naphtha này có thể được xử lý bằng Hydro để loại bỏ các olefin và làmgiảm các hợp chất kim loại và hữu cơ cung cấp sản phẩm cho thị trường

Như đã đề cập, mục đích chính của phân xưởng xử lý Naphtha bằng Hydro là đểlàm sạch phân đoạn Naphtha để thích hợp làm nguyên liệu cho phân xưởngPlatforming Có 6 phản ứng cơ bản xảy ra trong phân xưởng xử lý Hydro

H2C

độ truyền nguyên liệu

b) Phản ứng khử Nitơ (HDN)

Phản ứng loại bỏ Nitơ được xem là khó hơn phản ứng loại bỏ lưu huỳnh trong quátrình xử lý Naphtha bằng Hydro Tỉ lệ phản ứng khử Nitơ chỉ bằng 1/5 phản ứng khử

Lưu huỳnh Hầu hết Naphtha trực tiếp chứa hàm lượng Nitơ ít hơn Lưu huỳnh, nhưngchú ý phải chắc rằng Naphtha nguyên liệu đến xúc tác lưỡng kim Platforming chứa tối

đa hàm lượng Nitơ là 0.5ppm khối lượng và thường ít hơn Bất kì Nitơ hữu cơ mà điđến phân xưởng Platforming sẽ phản ứng tạo Amonia và tiếp tục phản ứng với Clotrong dòng khí tuần hoàn để tạo muối Amonia Clo Muối Amonia Clo sẽ lắng đọngtrong dòng khí tuần hoàn hay hệ thống đỉnh của tháp ổn định Muối Amonia Clo có thểđược làm sạch bởi việc rửa bằng nước nhưng trong sản phẩm thì đưa đến Slop MuốiAmonia Clo có thể được hạn chế nhờ việc loại trừ tối đa Nitơ ở phân xưởng xử lýNaphtha bằng Hydro Phản ứng loại trừ Nitơ đặc biệt quan trọng hơn khi phân xưởng

xử lý Naphtha bằng Hydro xử lý Naphtha từ các quá trình nhiệt (như Coker Naphtha),những loại nguyên liệu này thường chứa Nitơ nhiều hơn Naphtha trực tiếp Amoniatạo thành trong phản ứng khử Nitơ dưới đây tiếp tục được loại bỏ bằng dòng nước rửatrong phản ứng xử lý Hydro

Các chất hữu cơ với Oxy như Phenol, Alcolhol được loại trừ trong phân xưởng xử

lý Naphtha bằng Hydro bởi phản ứng Hydro hoá của các nhánh Hydroxit cacbon tạothành nước và Hydrocacbon tương ứng:

+ + H2

OH

O

H2

d) Phản ứng bão hòa các Olefin

Phản ứng bão hòa Olefin thì hầu hết xảy ra nhanh như phản ứng khử Lưu huỳnh.Hầu hết Naphtha trực tiếp chứa chỉ lượng Olefin dưới dạng vết nhưng Naphtha của cácquá trình nhiệt như Coker Naphtha thường có hàm lượng Olefin cao Xử lý hàm lượngOlefin cao trong phân xưởng xử lý Naphtha bằng Hydro phải được theo dõi (approach)cẩn thận bởi vì nhiệt toả ra cao của phản ứng liên quan đến phản ứng bão hòa

(i) Linear Olefine

Phản ứng loại bỏ các kim loại từ nguyên liệu thường xảy ra ở plug flow ứng vớitầng xúc tác Sắt được tìm thấy dưới dạng sắt sulfid ở trên đỉnh của tầng xúc tác.Arsen, thậm chí tỉ lệ hiếm khi vượt quá 1ppb khối lượng trong Naphtha trực tiếp, thìrất quan trọng bởi vì gây ngộ độc Platin Hàm lượng Arsen khoảng 3%khối lượng vàcao hơn được phát hiện ra trên xúc tác Hydrocacbon đã sử dụng mà duy trì hoạt tínhcủa chúng cho phản ứng khử Lưu huỳnh Sự nhiễm bẩn của các bể chứa bởi Naphthanhiễm chì và quá trình xử lý lại Naphtha nhiễm chì trong tháp chưng cất dầu thô lànguồn gốc của Chì trong xúc tác Hydrocacbon đã sử dụng Na, Ca và Mg là do sự tiếpxúc của nguyên liệu với nước muối hay phụ gia Việc sử dụng chất phụ gia để bảo vệ

hệ thống đỉnh của tháp tách từ việc ăn mòn hay để điều khiển quá trình tạo bọt khôngchính xác là nguồn gốc của P và Si

Phản ứng loại trừ các kim loại hoàn toàn phải trên 3150C lên đến 2-3% tổng xúctác Trên mức này xúc tác bắt đầu đạt đến mức bão hoà cân bằng nhanh chóng và loại

bỏ kim loại (Metal breakthrough) hầu như xảy ra Mối quan tâm lúc này là vấn đề cơkhí bên trong thiết bị phản ứng như chảy dòng (Channeling) là điều không tốt, dòngchảy chỉ qua (tiếp xúc) lượng nhỏ của xúc tác trong thiết bị phản ứng

2 Hiệu suất phản ứng và nhiệt của phản ứng:

Hiệu suất phản ứng tương đối cho 3 loại phản ứng là:

(kJ/Kg nguyên liệu trên m3 H2)

Nhiệt tương đối củaphản ứng

Như trên thì phản ứng khử Lưu huỳnh xảy ra nhanh nhất nhưng phản ứng bão hòaOlefin sinh nhiệt lớn nhất Tất nhiên khi mức Lưu huỳnh trong nguyên liệu tăng thìnhiệt của phản ứng cũng tăng Tuy nhiên trong phần lớn quá trình xử lý nguyên liệu,nhiệt của phản ứng, được tính thông qua nhiệt độ đầu vào và đầu ra của thiết bị phảnứng xử lý Naphtha bằng Hydro, thì luôn cân bằng Hiệu suất chuyển hoá các hợp chấthữu cơ chứa Clo và Oxy cũng khó khăn như phản ứng khử Nitơ Kết quả là khi có sựhiện diện của các hợp chất này thì điều kiện vận hành phải nghiêm ngặt hơn

Sulfide (Package X-1252) được bơm vào cho quá trình sulfiding cho xúc tác NHT

trong quá trình khởi động và cũng được bơm liên tục thông qua cụm X1252 Nó đượcđưa vào trong nguyên liệu tại đầu hút của bơm P-1201A/B với tên thương mại DES

5 Thông số vận hành của quá trình

a) Áp suất riêng phần của H 2 (ppH )

Hydro là một trong những chất phản ứng chính, việc lựa chọn áp suất riêng phầncủa H2 là rất quan trọng để cho quá trình tiến hành tốt PpH2 càng tăng thì hiệu suấtphản ứng càng cao do H2 được hấp phụ trên bề mặt xúc tác càng nhiều kéo theo việctăng vận tốc phản ứng Tuy nhiên, viêc tăng vận tốc phản ứng là có giới hạn do sự bảohòa H2 trên bề mặt xúc tác, chính vì thế mà ta không tăng ppH2 lên quá cao vì sẽ tăngchi phí vận hành

Tăng ppH2 nhằm mục đích làm tăng chuyển dịch các phản ứng theo hướng có lợi

và giảm thiểu các phản ứng thứ cấp hình thành khí và coke bám trên bề mặt xúc tác đểđảm bảo cho thời gian hoạt động của xúc tác bền vững được kéo dài

Khi ppHcàng tăng thì phản ứng xảy ra càng nhanh và xúc tác càng ít bị giảm hoạttính Ngoài ra, H2 còn có tác dụng ức chế các phản ứng cracking nhiệt và Polyme hoá

Áp suất riêng phần của H2 càng tăng khi xử lý nguyên liệu càng nặng và nó thayđổi tuỳ theo mục đích chính của quá trình như:

- HDS : 15 ÷ 25 bar

- No hoá các hợp chất thơm : 35 ÷ 60 bar

b) Nhiệt độ trong thiết bị phản ứng

Do năng lượng hoạt hóa của phản ứng HDS lớn nên nếu ta tăng nhiệt độ thì phảnứng xảy ra thuận lợi Tuy nhiên, các phản ứng đều tỏa nhiệt rất mạnh nên nhiệt độtrong thiết bị phản ứng sẻ tăng lên rất nhanh Cùng với sự tăng nhiệt độ dẫn đến tăngphản ứng phụ như phản ứng cracking nhiệt và phản ứng ngưng tụ dẫn đến sự bám coketrên bề mặt xúc tác, làm giảm hoạt tính xúc tác và làm giảm chất lượng sản phẩm.Khi nhiệt độ đi ra từ thiết bị phản ứng đạt từ 410-420oC, các phản ứng phụ xảy rarất mạnh Đó là lý do phải giảm nhanh nhiệt độ sau mỗi tầng xúc tác hay giảm nhiệt độcuối quá trình

Nhiệt độ ban đầu quá trình hay nhiệt độ vào thiết bị phản ứng phụ thuộc vào tínhchất hoá lý của nguyên liệu Khi khối lượng phân tử trung bình tăng, phản ứng táchlưu huỳnh càng khó xảy ra Điều này dẫn tới giảm tốc độ truyền nguyên liệu và phảităng nhiệt độ đầu quá trình Nói chung, người ta cố định nhiệt độ cuối của chu trình,việc lựa chọn này đảm bảo chênh lệch nhiệt độ vào ra thiết bị phản ứng thay đổi tốithiểu trong cả chu trình là 30oC Nhiệt độ ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất và thời gianlàm việc của xúc tác

Thêm nữa, các phản ứng tách lưu huỳnh bằng H2 (HDS) là các phản ứng toả nhiệtnên hình thành một Gradient tăng nhiệt độ trong các tầng xúc tác, do đó xúc tácthường được chia ra làm nhiều tầng

Thông số VHH sẽ cho biết lượng xúc tác được sử dụng để đạt được hiệu suấtcho trước VVH phụ thuộc vào hoạt tính riêng của xúc tác, bản chất của nguyênliệu và áp suất riêng phần của H2 Với một nguyên liệu cho trước cần có sự điềuchỉnh phối hợp các thông số như áp suất riêng phần H2, VVH và chênh lệch nhiệt

độ đầu và cuối quá trình Nói chung VVH biến thiên nhiều trong quá trình hoạtđộng của phân xưởng.

Hình 1.1 Ảnh hưởng của thời gian lưu đến phản ứng loại bỏ lưu huỳnh

d) Chỉ số tuần hoàn của H 2

Nó cho phép giữ được áp suất riêng phần H2 và đảm bảo sự tiếp xúc giữa H2 vàhydrocarbone trên xúc tác Như vậy, cần thiết đưa vào lượng H2 đủ lớn và đủ để tiêutốn cho các phản ứng hoá học Đối với một áp suất tổng cố định, áp suất riêng phần H2phụ thuộc vào tỷ số giữa lưu lượng H2 tinh khiết và lưu lượng hydrocarbone, độ sạchcủa khí H2 thêm vào và sự tiêu thụ H2 hóa học đã cho

e) Áp suất riêng phần của H 2 S

Trong khí tuần hoàn có chứa H2S, đây là một chất ức chế cho quá trình khử lưuhuỳnh Tuy nhiên, việc duy trì một hàm lượng nhất định H2S trong khí hồi lưu để duytrì áp suất riêng phần của H2S trong thiết bị phản ứng đảm bảo trạng thái sulfure hóacủa pha hoạt động xúc tác

Bảng 1.2 Điều kiện hoạt động đặc trưng quá trình khử S của Distillats và cặn

Phân

đoạn dầu

mỏ

Khoảngnhiệt độ sôi(oC)

VVH (h-1)

ppH2(bar)

T SOR

oC

Tỷ lệ

H2/HC(Nm3/m3)

H2 tiêutốn(%kl)Naphta

KO

GO

70-180160-240230-350

4-101-41-3

5-1015-3015-40

260-300300-340150-300

100150150-300

0.05-0.10.1-0.20.3-0.5

300-50010001000

300-50010001000

0.4-0.71-1.51.5-2

II TỔNG QUAN VỀ PHÂN XƯỞNG XỬ LÝ NAPHTHA (NHT 012)

b) Chức năng của phân xưởng

Chức năng của phân xưởng xử lý xăng bằng Hydro là để xử lý naphtha trực tiếp từtháp chưng cất khí quyển (unit 011), công suất thiết kế của cụm thiết bị phản ứng là

23500 thùng/ngày 100% dầu Bạch Hổ Trong trường hợp sự cố hoặc dừng phân xưởng

11, phân xưởng xử lý naphtha bằng Hydro có thể sử dụng nguyên liệu là naphtha (Fullrange Naphtha) từ bể chứa TK_5112

Công nghệ xử lý naphtha bằng Hydro là quá trình xử lý bằng xúc tác được thựchiện với xúc tác chọn lọc và dòng khí giàu Hydro để tách loại các hợp chất Lưu huỳnh

Nước chua đến phân xưởng 018Xăng nặng đến bể chứa TK-5104Xăng nặng đến phân xưởng 013Xăng nhẹ đến bể chứa TK-5106Xăng nhẹ đến phân xưởng 023Lỏng không ổn định đến phân xưởng 011Khí chưa đạt tiêu chuẩn đến xưởng 015Khí bổ sung đến phân xưởng 023

Khí bổ sung đến phân xưởng 024Khí bổ sung đến phân xưởng 013

hữu cơ, Oxy và Nitơ chứa trong các phân đoạn Hydrocacbon Thêm vào đó quá trìnhnày còn loại trừ các hợp chất Cơ kim và Olefin không no

Phân xưởng NHT thường được sử dụng để loại bỏ các chất gây ngộ độc xúc tác tạiphân xưởng CCR hoặc bẻ gãy mạch xăng trước khi vào phân xưởng CCR Trong phânxưởng NHT, xăng đã được xử lý bằng hydro được tách thành xăng nhẹ đi đến phânxưởng isomer hóa (unit 023) và xăng nặng đi đến phân xưởng CCR (unit 013)

Ngoài ra phân xưởng NHT còn cung cấp dòng hydro yêu cầu cho các phản ứng xảy

ra tại các phân xưởng ISOM (unit 023) và phân xưởng LCO HDT (unit 024)

Hình 1.3 Sơ đồ kết nối các dòng công nghệ phân xưởng NHT

3 Cơ sở thiết kế

a) Đặc tính của nguyên liệu

(i) Tính chất của Naphtha

Phân xưởng xử lý naphtha bằng Hydro được thiết kế để xử lý naphtha trực tiếp từ100% dầu Bạch Hổ với công suất thiết kế 23500 thùng/ngày

Bảng đánh giá phân đoạn naphtha của UOP dưới đây cho trường hợp 100% dầuBạch Hổ Cơ sở thiết kế dựa trên 100% dầu Bạch Hổ với hàm lượng lưu huỳnh là 100ppm sẽ được sử dụng như là cơ sở thiết kế cho tổ hợp phân xưởng NHT/Penex-DIH vàCCR Platformer

Nguồn nguyên liệu: Phân xưởng chưng cất khí quyển (Unit 11)

Công suất thiết kế: Dòng vào 23215 thùng/ngày

Bảng 1.3 Tính chất của Naphtha nguyên liệu

(ii) Khí Hydro bổ sung

Dòng khí giàu Hydro được lấy từ phân xưởng Reforming xúc tác (unit 013) đượctiếp xúc lại để thu hồi Hydrocacbon ở cụm thu hồi thêm-Recovery Plus Package (X-1301) và loại trừ Clo Sau khi loại bỏ khí Clo, khí Hydro từ phân xưởng CCR đượcđưa đến các máy nén đa cấp C-1202A/B/C nơi mà dòng khí này được nén đến áp suấtyêu cầu của các nơi tiêu thụ như sau:

Bảng 1.4 Áp suất dòng khí Hydro

- Phân xưởng ISOM (Unit 023)

- Phân xưởng LCO HDT (024)

- Bình chứa Hydro D-1251A/B

Đối với khởi động lần đầu tiên của nhà máy lọc dầu thì Hydro được cung cấp bởibình chứa Hydro D-1251A/B Phân xưởng CCR Platforming là phân xưởng được khởiđộng đầu tiên cũng là nơi duy nhất sản xuất Hydro cho nhà máy lọc dầu và cần thiếtcho việc khởi động tất cả các xưởng cần Hydro Khi xưởng CCR Platforming bắt đầusản xuất ra Hydro thì phân xưởng NHT có thể khởi động Trong quá trình vận hànhbình thường, bình chứa Hydro D-1251A/B được điền đầy với dòng khí đi ra khỏi cấpnén thứ 3 của máy nén khí bổ sung C-1202A/B/C Hai bình chứa này đủ lớn để đảmbảo khởi động 2 lần cho xưởng CCR sau khi dừng xưởng

Thành phần của khí Hydro trong điều kiện vận hành bình thường như bảng sau:

Bảng 1.5 Thành phần dòng khí Hydro bổ sung

i-Pentane 0.04

b) Chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm

(i) Khí tách ra từ đỉnh tháp ổn định Naphtha T-1201 đến phân xưởng xử lý khí của RFCC:

Bảng 1.6 Thành phần khí Off Gas

Bảng 1.7 Các tính chất xăng nhẹ

Nước Bão hoà ở nhiệtđộ thiết kế UOP 481

Lưu huỳnh, ppm khối lượng 0.1 ASTM D-4045

Tổng hàm lượng Oxy, ppm

PHÂN XƯỞNG NHT/CCR PLATFORMING/PE

NEX

(Unit 012/013/023)

Kiềm bẩn đến phân xưởngtrung hoà kiềmNước nhiễm dầu

Đến đuốc đốt (unit 057)

Nước làm mát

Nước ngưng chân không

Nước ngưng trung áp

Nước ngưng cao áp

Nước ngưng thấp ápKiềm 200Be từ phân xưởng 039

Khí nhiên liệu từ phân xưởng 037

Nước nhiễm dầu

Nước cấp cho lò hơi cao áp

Nước nguội cấp cho lò hơi

Hơi trung áp

Khí mồi lò đốt (Pilot gas)

4 Các dòng phụ trợ, năng lượng, hóa học được tiêu thụ

Hình 1.4 Sơ đồ kết nối các dòng phụ trợ, năng lượng, hóa học ở cụm phân xưởng

NHT/CCR/ISOM

5 Sơ đồ dòng công nghệ

a) Khu vực phản ứng

(i) Hệ thống nguyên liệu

Nguyên liệu Naphtha có thể đi trực tiếp từ phân xưởng chưng cất khí quyển(CDU), từ bể chứa trung gian (TK-5112, TK-5104) hoặc từ các phân xưởng công nghệkhác (U23) Trong trường hợp nguyên liệu từ bể chứa thì bể chứa phải được kín (gasblanket) để ngăn ngừa Oxy hoà tan vào trong Naphtha Thậm chí chỉ lượng nhỏ củaOxy dưới dạng vết và/hoặc Olefin trong nguyên liệu có thể là nguyên nhân Polymehoá các Olefin trong bể chứa khi tồn trữ trong một thời gian dài hoặc trong các thiết bịtrao đổi nhiệt kết hợp (E-1201A/H) Kết quả là hiện tượng đóng cặn và làm giảm hiệusuất trao đổi nhiệt

Nguyên liệu được gom lại ở bình chứa D-1201 Bình D-1201 có bộ phận WaterBoot để tách bất kì nước trong nguyên liệu Nước chua được tách ra đưa đến đầu nướcchua hoạt động nhờ bộ điều khiển mức tự động LIC-002

Áp suất của bình D-1201 được điều khiển bởi bộ điều khiển áp suất 012-PIC-001(Kiểu Split Range Control) để duy trì áp suất của bình trên điểm sôi của Naphtha Khitín hiệu áp suất thấp, dòng khí nhiên liệu từ phân xưởng 037 sẽ được cấp thêm vàobình bằng việc mở van 012-PV-001A Khi tín hiệu áp suất cao, van trên dòng khínhiên liệu 012-PV-001A sẽ đóng và van xả 012-PV-001B sẽ mở Ở trạng thái sẵn sàng

cả 2 van sẽ đóng

Khi phân xưởng NHT được nạp liệu trực tiếp từ phân xưởng chưng cất khí quyểnthì không có bộ điều khiển mức của Bình D-1201 Naphtha được đưa đến phân xưởngNHT dưới bộ điều khiển dòng đặt ở bên trong của phân xưởng nguồn Chỉ có tín hiệu

bộ hiển thị mức của D-1201 đưa trở lại phân xưởng CDU (012-LIC-004)

Naphtha nặng từ bể chứa TK-5104 sẽ được sử dụng trong quá trình khởi động củaphân xưởng NHT và CCR

Ở đầu hút của bơm P-1201 A/B nối với điểm phun Lưu huỳnh cung cấp Lưu huỳnhcho quá trình Sulfiding xúc tác trong quá trình khởi động lần đầu Tỉ lệ phun Lưu

huỳnh vào được cài đặt để duy trì ít nhất là 15ppm khối lượng Điều này để giữ choxúc tác ở trạng thái tối ưu của nó.

Dòng tối thiểu của bơm này được đảm bảo bởi bộ điều khiển 012-FIC-031, hoạtđộng của van 012-FV-031 trên đường tuần hoàn (từ đầu xả của bơm quay về bình D-1201) để bảo vệ bơm tránh phá huỷ Tỉ lệ dòng đến thiết bị phản ứng được cài đặt bởi

bộ điều khiển hiển thị dòng 012-FIC-003 Khi dòng thấp sẽ ngắt nguyên liệu đến thiết

bị phản ứng và thiết bị trao đổi nhiệt để ngăn ngừa sự giảm áp của phân xưởng Bởi vì

do sự chênh lệnh áp suất cao giữa đầu xả và đầu hút của bơm nguyên liệu nên bất cứkhi nào bơm nguyên liệu dừng van điều khiển nguyên liệu 012-FV-003 thì vanĐóng/Mở 012-XV-010 tự động đóng để đảm bảo rằng dòng chảy ngược từ khu vựcphản ứng đến bình D-1201 không xảy ra thông qua van dòng tối thiếu của bơm (trongtrường hợp van 1 chiều ở đầu xả của bơm không kín hoàn toàn) và cũng để tránh sựgia áp và tạp chất của nước nguyên liệu cấp cho Boiler

(ii) Hệ thống phản ứng

Naphtha nguyên liệu từ bơm P-1201 A/B kết hợp với dòng khí giàu Hydro và điđến thiết bị trao đổi nhiệt E-1201 nơi mà nó nhận nhiệt từ dòng ra khỏi thiết bị phảnứng R-1201 Nguyên liệu rời khỏi thiết bị trao đổi nhiệt này ở dạng hơi và được đưađến Lò gia nhiệt nguyên liệu H-1201 Nhiệt độ đầu vào thiết bị phản ứng R-1201mong muốn đạt được thông qua bộ điều khiển nhiệt độ đầu ra của Lò (012-TIC-005)cài đặt lại bộ điều khiển áp suất khí nhiên liệu lò 012-PIC-526B Thỉnh thoảng by-passdòng nguyên liệu qua các thiết bị trao đổi nhiệt nguyên liệu để cải thiện điều khiển lửacủa lò

Tiếp đến nguyên liệu kết hợp đi vào thiết bị phản ứng và đi từ trên xuống tầng xúctác Khi xử lý Naphtha trực tiếp thì sự thay đổi nhiệt độ qua tầng xúc tác là rất ít Dòng

ra của thiết bị phản ứng bao gồm sản phẩm chứa Lưu huỳnh, khí giàu Hydro, H2S, vàAmonia được làm lạnh bên trong ống của thiết bị trao đổi nhiệt nguyên liệu kết hợp E-

1201 A/H nơi mà cung cấp nhiệt cho dòng nguyên liệu vào Dòng sản phẩm này tiếptục được làm lạnh ở thiết bị ngưng tụ sản phẩm E-1202 chuẩn bị cho quá trình táchlỏng-khi Nước rửa được phun vào cùng dòng ra của thíêt bị phản ứng đến thiết bịngưng tụ sản phẩm để pha loãng HCl và ngăn ngừa sự tạo muối trên đường ống haythiết bị ngưng tụ (Condenser)

(iii) Hệ thống nước rửa

Điểm phun nước rửa cung cấp cho 3 nơi khác nhau ở dòng ra của thiết bị phản ứng.Thứ nhất là ở đầu vào của thiết bị trao đổi nhiệt cuối cùng của cụm thiết bị trao đổinhiệt nguyên liệu kết hợp E-1201G/H Điểm thứ hai là ở đầu ra của cụm này đến thiết

bị ngưng tụ E-1202 và điểm thứ ba là ở bình D-1204 (Đường này không có dòng ởđiều kiện vận hành bình thường) Nước rửa được sử dụng để rửa bất kì muối tạo ratrong thiết bị trao đổi nhiệt nguyên liệu, đường ống công nghệ hay thiết bị ngưng tụ vàpha loãng HCl có thể có mặt Điểm phun trước E-1202 sẽ phun liên tục Bơm phunnước rửa P-1202 cấp đủ nước sạch, 3% tỉ lệ nguyên liệu thông qua bộ điều khiển hiểnthị dòng 012-FIC-008 đến hệ thống để ngăn ngừa sự tạo muối và pha loãng axit Cloric

Bể chứa nước D-1202 được cung cấp nước từ nước Boiler thông qua bộ điều khiểnmức 012-LIC-005

(iv) Hệ thống tách (D-1203)

Dòng nước phun vào và dòng ra của thiết bị phản ứng ra khỏi thiết bị ngưng tụ sảnphẩm E-1202 Nhiệt độ đầu ra của thiết bị ngưng tụ này sẽ thấp đủ để đảm bảo thu hồihoàn toàn Naphtha đi vào thiết bị tách D-1203 Đó là lý do tại sao bộ hiển thị cảnh báonhiệt độ cao TAH-009 được đặt ở đầu ra của thiết bị ngưng tụ sản phẩm E-1202 Bộlưới tách được cung cấp để tách hoàn toàn khí, hydrocacbon lỏng và nước Bình táchD-1203 cũng có bộ tách nước (Water Boot) để gom nước đã phun vào cho quá trìnhtách muối Nước này được gia áp thông qua bộ điều khiển mức 012-LIC-006 đến hàngrào nhà máy ( và đến phân xưởng xử lý nước chua Unit 018 ) Lượng nước rửa sẽ đượchiệu chỉnh điều đặn ở điểm này (CP026 và CO027) để đảm bảo viêc điều khiển ănmòn đang xảy ra chính xác Mục đích là để giữ nước chua của bình tách từ 5.5-6.5pH.Nếu có lỗi sẽ dẫn đến ăn mòn, và có thể phá hủy ống trong đường ống dẫn sản phẩm rakhỏi thiết bị phản ứng và thiết bị như thiết bị làm lạnh dòng công nghệ Một vài hiệuchỉnh tỉ lệ nước phun vào có thể tiến hành để pha loãng hơn HCl Tuy nhiên tỉ lệ nàykhông được giảm xuống dưới 3% thể tích lỏng của nguyên liệu và điều quan trọng là ítnhất 25% nước được phun vào duy trì ở pha lỏng

(v) Khí tuần hoàn

Sau khi tách lỏng và khí ở bình tách D-1203 dòng khí đi lên phần trên của tháptách và đi đến Bình chứa đầu hút máy nén tuần hoàn D-1204 và đến máy nén khí tuần

hoàn C-1201A/B Bình D-1204 có gắn bộ lưới tách để tách bất kì hạt lỏng trước khivào máy nén C-1201 (reciprocating compressors) Bình này có gắn 2 đĩa và nối với hệthống cấp nước Điểm này được sử dụng trong suốt quá trình tái sinh xúc tác Ở điềukiện vận hành bình thường bất kì lỏng ngưng tụ nào được đưa đến tháp Stripper T-

1201 thông qua bộ điều khiển mức 012-LIC-010 Máy nén khí tuần hoàn C-1201A/B

là máy nén đơn cấp có thể vận hành trong khoảng 50-100% tỉ lệ dòng khí tuần hoànthiết kê

Sau khi ra khỏi máy nén, dòng khí tuần hoàn được đưa đến và phun vào dòngNaphtha nguyên liệu trước khi đi vào cụm thiết bị trao đổi nhiệt kết hợp E-1201A/H.Dòng khí chảy cùng với dòng nguyên liệu lỏng đến thiết bị phản ứng và tiếp tục chutrình như đã mô tả trước

(vi) Điều khiển áp suất

Áp suất của vòng phản ứng được điều khiển ở mức của bình D-1204 thông qua bộđiều khiển hiển thị áp suất 012-PIC-009 Khí bổ sung từ Platforming được nén ở máynén khí bổ sung C-1202A/B/C Ở đầu xả của cấp nén thứ 2, Hydro bổ sung được đưađến vòng phản ứng của phân xưởng NHT thông qua bộ điều khiển áp suất 012-PIC-

009, chỉ trước D-1204 để bổ sung Hydro đã tiêu thụ bởi các phản ứng và giữ áp suấthằng số Bình tách cũng có van điều khiển bằng tay (012-HV-007) trên đường khí ra,bình thường van này đóng, nó có thể được sử dụng để giảm áp phân xưởng Khu vựcphân tách

Nguyên liệu đi đến khu vực tách phân đoạn gồm Hydrocacbon lỏng từ bình tách

D-1203, khoảng khối lượng phân tử rộng, (từ H2 và H2S đến cấu tử nặng nhất của xăngnặng), và cần thiết tách thành 3 dòng thành sản phẩm mong muốn như khí nhẹ,Naphtha nhẹ và Naphtha nặng

Nguyên liệu này đầu tiên được đưa đến tháp T-1201 để tách H2S, nước,Hydrocacbon nhẹ và Hydro hòa tan từ nguyên liệu

Dòng sản phẩm đáy của tháp Stripper được gia nhiệt ở thiết bị trao đổi nhiệt 1207A/B trước khi đi đến tháp T-1202 Tháp T-1202 (Naphtha Splitter) sẽ phân táchNaphtha thành Naphtha nhẹ (hầu hết là phân đoạn C6) thường đưa đến phân xưởngISOM (Unit 023) và Naphtha nặng (phân đoạn C7+) thường đưa đến phân xưởngPlatforming (Unit 013)

E-b) Khu vực stripper (T-1201)

Hydrocacbon lỏng ở bình tách D-1203 được đưa qua thiết bị trao đổi nhiệt dòngđáy của Naphtha Splitter và Stripper Feed E-1206 và E-1207A/B thông qua bộ điềukhiển mức 012-LIC-007 và nâng nhiệt lên đi vào trên đĩa thứ 6 của tháp Stripper Nhiệt vào yêu cầu của tháp Naphtha Splitter được cung cấp bởi Stripper ReboilerHeater H-1202 cho phép tách Hydro hòa tan, H2S, nước và Hydrocacbon nhẹ và đi lênđỉnh tháp Quá trình cháy mong muốn trong H-1202 đạt được thông qua bộ điều khiểnnhiệt độ 012-TIC-037 thiết lập đến bộ điều khiển áp suất 012-PIC-533B

Dòng đỉnh của Stripper ngưng tụ một phần, đầu tiên ở thiết bị làm lạnh bằng khôngkhí E-1209 và sau đó đến thiết bị làm lạnh bằng nước E-1210 Dòng ra của thiết bịngưng tụ này được tách thành 2 pha lỏng và khí ở bình D-1209 (Stripper Receiver) Pha khí (C4 và nhẹ hơn) rời khỏi D-1209 thông qua bộ điều khiển áp suất để điềukhiển áp suất đỉnh của tháp Stripper (012-PIC-018)

Pha Hydrocacbon lỏng được bơm P-1205 (Stripper Reflux Pump ) bơm tuần hoàn

về tháp Stripper, bình thường không có lấy dòng sản phẩm lỏng D-1209 mà phải hồilưu hoàn toàn

Dòng hồi lưu này được bơm quay về tháp Stripper thông qua bộ điều khiển mứccủa D-1209 (012-LIC-021).Tỉ lệ hồi lưu/nguyên liệu xấp xỉ khoảng 0.25 là đủ để táchhiệu quả phần nhẹ và nước từ tháp

Nước chua được loại bỏ từ Stripper Receiver Boot thông qua bộ điều khiển mức012-LIC-022 và được đưa đến hàng rào nhà máy (và tiếp tục đưa đến phân xưởng xử

lý nước chua Unit 018)

Chất ức chế ăn mòn được phun vào trên dòng sản phẩm khí ở trên đỉnh của thápStripper để ngăn ngừa ăn mòn đường ống công nghệ và thiết bị do H2S trong dòng sảnphẩm đỉnh

Dòng sản phẩm đáy của tháp Stripper được bơm qua thiết bị trao đổi nhiệt 1207A/B thông qua bộ điều khiển mức 012-LIC-020 trước khi đưa đến tháp T-1202(Naphtha Splitter)

E-c) Khu vực phân tách Naphtha (Naphtha Splitter T-1202)

Dòng nạp liệu đến tháp T-1202 được làm lạnh trước ở thiết bị trao đổi nhiệt 1207A/B trước khi đưa đến tháp T-1202 (Naphtha Splitter) trên đĩa số 25

E-Dòng sản phẩm đỉnh của tháp T-1202 được ngưng tụ hoàn toàn ở thiết bị ngưng tụbằng không khí E-1202 trước khi được đưa đến bình D-1210 Hydrocacbon lỏng đượcbơm từ bình này thông qua bơm P-1214A/B và được chia thành 2 dòng:

Dòng hồi lưu được đưa đến tháp Naphtha Splitter thông qua bộ điều khiển dòng012-FIC-026 cài đặt bởi bộ điều khiển mức của bình D-1210 là 012-LIC-023

Dòng Naphtha nhẹ đã xử lý bằng Hydro được đưa đến hàng rào nhà máy thông qua

bộ điều khiển lưu lượng 012-FIC-025 được cài đặt bởi bộ điều khiển nhiệt độ trên đĩanhạy cảm số 14 là 012-TIC-043 và được xử lý ở phân xưởng ISOM (Unit 023)

Sản phẩm Naphtha nặng được bơm P-1213 phân thành 2 dòng:

Dòng đun sôi lại được đưa đến thiết bị E-1211 (Naphtha Splitter Reboiler), thiết bịnày dùng hơi trung áp để cung cấp nhiệt Công suất của thiết bị đun sôi lại được đảmbảo bởi bộ điều khiển dòng nước ngưng trung áp (FIC-024)

Naphtha nặng đã xử lý bằng Hydro thường được đưa đến phân xưởng Platformingsau khi làm lạnh ở thiết bị trao đổi nhiệt E-1206 Điều khiển lưu lượng Naphtha nặng

đã xử lý được thực hiện bên trong phân xưởng Platforming bởi bộ điều khiển

013-FIC-003 Trường hợp vận hành liên quan sản phẩm này được đưa đến bể chứa TK-5104sau khi đã làm lạnh tiếp ở E-1208 (trong trường hợp có sự cố ở xưởng Platforming )

Áp suất đỉnh của tháp Splitter được điều khiển bởi bộ điều khiển áp suất

012-PIC-021 hoạt động trên dòng hơi ở đỉnh đến thiết bị ngưng tụ E-1212 (van 012-PV-012-PIC-021)

Áp suât của bình Receiver được điều khiển bởi hiệu chỉnh lượng hơi nóng by-pass quaE-1212 thông qua bộ điều khiển chênh áp (012-PDIC-022) Khu vực máy nén

Khí Hydro từ phân xưởng Platforming được tiếp xúc lại ở cụm thu hồi X-1301 vàđược đưa đến bình D-1302 để tách Clo Sau khi tách loại Clo, dòng Hydro được chiathành 2 dòng:

Dòng Hydro cần thiết cho vận hành các phân xưởng khác được đưa đến các máynén khí bổ sung C-1202A/B/C

Lượng còn lại được đưa đến khí nhiên liệu thông qua bộ điều khiển áp suất bìnhtách PIC-004

Máy nén khí bổ sung C-1202A/B/C có 3 cấp nén Hai máy vận hành và một máy

dự phòng

Trước khi đi vào cấp nén thứ nhất, Hydro được đưa đến bình đầu hút của máy nénkhí bổ sung D-1205 Bình này có chứa tấm lưới để tách các giọt lỏng cuốn theo trướckhi đi vào máy nén C-1202A/B Sau quá trình tách, khí đi ra khỏi bình từ trên đỉnh vàđược đưa đến cấp thứ nhất của máy nén khí bổ sung C-1202A/B/C, tại đó nó được nénđến áp suất 10.5 kg/cm2g Khí này sau đó được làm mát ở thiết bị làm mát E-1203 đặt

ở phía sau đầu xả cấp nén thư nhất đến nhiệt độ 380C trước khi đi vào bình D-1206 ởđầu hút của cấp nén thứ hai Lỏng ở đáy của bình D-1205 được đưa quay lại phânxưởng CCR thông qua bộ điều khiển mức 012-LIC-012

Cũng tương tự cho dòng ở cấp nén thứ hai và thứ ba Khí ra khỏi đỉnh của đỉnh củabình D-1206/D-1207 và được đưa đến cấp nén thứ hai/thứ ba của máy nén và đượcnén đến áp suất 23.9 kg/cm2g /43.3 kg/cm2g Sau đó khí được tiếp tục làm lạnh đến

380C trước khi vào bình đầu hút D-1207 ở cấp thứ ba của máy nén /bình tách khí-táchsương dầu D-1208

Đối với bình D-1206/D-1207 và D-1208, dòng lỏng được cho rằng rất nhỏ Do đóchỉ cần 1 van cầu trên mỗi đường dẫn lỏng ở đáy của mỗi bình này để dẫn pha lỏng ra

Bộ hiển thị mức 012-LI-014/016/018 báo cho người vận hành biết mức ở các bình và

xả khi cần thiết, các đồng hồ đo mức LG-036/037/038 có thể đọc được từ van cầu Hydro được cấp đến các nơi tiêu thụ ở các mức áp suất khác nhau:

Ở đầu xả cấp nén thứ hai trước thiết bị làm lạnh E-1204, một lượng Hydro đượcđưa đến thiết bị A-1351 (Booster Gas Coalescer) ở cụm tái sinh của phân xưởng CCR

Ở đầu xả của cấp nén thứ hai, trước thiết bị làm lạnh E-1204, một lượng Hydrođược đưa đến vòng phản ứng NHT trước đầu vào bình D-1204 thông qua bộ điều

khiển áp suất 012-PIC-009 Hydro này được sử dụng để duy trì áp suất Hydro ở vòngphản ứng của phân xưởng NHT

Ở đầu xả của cấp nén thứ ba sau bình D-1208, khí bổ sung được đưa đến:

Phân xưởng PENEX thông qua bộ điều khiển 023-FIC-013

Phân xưởng LCO HDT thông qua bộ điều khiển áp suất 024-PIC-012

Các bình chứa Hydro D-1251A/B Dòng này thường không có dòng Các bìnhchứa Hydro này được điền đầy bởi van vận hành bằng tay 012-HV-032 Chúng cầnthiết cho khởi động bình thường của phân xưởng CCR Nó được điền đầy đến áp suất42.3kg/cm2g Đối với khởi động lần đầu tiên của nhà máy, bình chứa Hydro sẽ được

sử dụng để đảm bảo tỉ lệ Hydro yêu cầu trong phân xưởng CCR

Áp suất của khu vực phản ứng được điều khiển bởi các bộ điều khiển áp suất lắptrên các bình D-1205/D-1206/D-1207/D-1208, 012-PIC-010/011/012/013 và các vantuần hoàn trên đường vào của máy nén Các dòng tuần hoàn này vận hành theo kiểuSplit range với mục đích sau:

Van tuần hoàn nhỏ, 012-PV-011A/012A/013A/014A sẽ điều khiển áp suất quanhđiểm vận hành bình thường

Van tuần hoàn lớn, 012-PV-011B/012B/013B/014B cùng với van tuần hoàn nhỏ cóthể vận hành ở 100% của mỗi giai đoạn nén khí

6 Cân bằng vật chất tổng thể của phân xưởng

Bảng 1.8 Cân bằng vật chất của phân xưởng

Feed Hydro

Make up Water

LightNaphtha NaphthaHeavy WaterSour WaterSour GasOff

Nhìn vào bảng cân bằng vật chất ta thấy lượng lưu huỳnh phản ứng trong thiết bịphản ứng để tạo ra H2S sẽ là 0.34 kmol/h, tức là lượng lưu huỳnh tạp chất có trongnguyên liệu đã phản ứng là 0.34 kmol/h.

Giả sử các cấu tử bị chứa lưu huỳnh có cấu tạo là C6H14S (do hàm lượng các cấu tử

C6 tham gia phản ứng nhiều nhất) và tổng lượng lưu huỳnh có trong nguyên liệu là 100ppm tương đương với:

112051 x 100 x 10-6 = 11.2051 kg/h = 0.35 kmol/h

Bảng 1.9 Giả sử các chất chứa lưu huỳnh

Cấu tử Công thức cấu tạo Lưu lượng (kmol/h)

Ban đầu Chuyển hóa Còn lại1-hexanethiol CH3(CH2)4CH2SH 0.0875 0.085 0.0025

((0.135+0.013)x86+(0.14+0.01)x84)/118 = 0.2088 kmol/h C6H14S được thay thế.Cần thay thế thêm 0.35 - 0.2088 = 0.1312 kmol/h C6H14S, ta thay thế bằng C7, phảicần: 0.1312x118/(100+98) = 0.0782 kmol/h C7 trừ vào mỗi lượng 3MH, MCH

Ta có bảng cân bằng vật chất mới như sau:

Bảng 1.10 Cân bằng vật chất mới của phân xưởng

Feed Hydro

Make up Water

LightNaphtha NaphthaHeavy WaterSour WaterSour GasOff

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM HYSYS

I GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM HYSYS

1 Giới thiệu sơ lược về Hysys

Hysys là sản phẩm của công ty Hyprotech thuộc công ty AEA TechnologyEngineering Software-Hyprotech Ltd Là một phần mềm có khả năng tính toán đadạng, cho kết quả có độ chính xác cao Đồng thời cung cấp nhiều thuật toán sử dụngtrợ giúp trong quá trình tính toán công nghệ và khảo sát các thông số trong quá trìnhthiết kế nhà máy hóa chất Ngoài thư viện có sẵn, Hysys cho phép người sử dụng tạocác 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 thiếtlập đủ thông tin Đây chính là điểm mạnh của Hysys giúp người sử dụng tránh nhữngsai 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 môphỏng Hyprotech Sản phẩm mới này có các khả năng:

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

Steady Mode: Trạng thái tỉnh, sử dụng thiết kế công nghệ cho một quá trình.Dynamic Mode: Trạng thái động, mô phỏng thiết bị hay quy trình ở trạngthái đang vận hành liên tục, khảo sát sự thay đổi các đáp ứng của hệ thốngtheo sự thay đổi của một vài thông số

2 Các ứng dụng của Hysys

Hysys.concept: Thiết kế và bảo vệ hệ thống phân tách một cách hiệu quả nhất.

Hysys.Process: Giảm thấp nhất vốn đầu tư và chi phí vận hành, chọn lựa cách bảo

quản, các đặc tính và phân loại thiết bị, trang bị và sữa chữa các thiết bị để cải tiến quá

trình hoạt động và điều khiển nhà máy.

Hysys.Plant: Sử dụng công cụ mô phỏng để đưa ra các điều kiện thuận lợi, đánh

giá hoạt động của nhà máy hiện hành, trang bị các thiết bị để đạt được độ tin cậy vềhoạt động, an toàn, lợi nhuận cao nhất Cải tiến các thiết bị có sẵn và mở rộng quy mônhà máy hiện hành

Hysys.OTS: Những qui trình hướng dẫn hoạt động giúp người vận hành nắm bắt

về công nghệ, mức độ an toàn trong hoạt động của nhà máy, làm theo những qui tắchướng dẫn về an toàn và vận hành để tăng lợi nhuận

Hysys.RTO+: Tối ưu hiệu quả nhà máy, chuyển đổi mô hình sản xuất, sử dụng

công nghệ có sẵn và tăng lợi nhuận trong hoạt động bằng cách cho phép những thayđổi về công nghệ và sản phẩm

Economix: Những dữ liệu thu được từ mô phỏng là công cụ cơ bản để dựa vào nó

mà có những thông tin xác thực nhằm quyết định về vấn đề đầu tư và xây dựng mộtcách có hiệu quả nhất

Qua đây ta thấy phần mềm Hysys được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khácnhau

3 Những ưu điểm của phần mềm Hysys

Hysys cho độ chính xác rất cao Trong Hysys việc mô phỏng được hướng dẫn mộtcách cặn kẽ trong quá trình làm nền tương đối đơn giãn, Hysys có khả năng báo lỗibằng màu đỏ tại các thiết bị mô phỏng khi ta nhập dữ liệu không hợp lệ hoặc nhậpthiếu dữ liệu Việc điều hành và tính toán các thông số công nghệ của dòng và các thiết

bị trong nhà máy mang tính logic cao, việc thêm bớt các thiết bị cũng đơn giản vàkhông cần đòi hỏi nhập lại các số liệu ban đầu cũng như thiết lập một quy trình Khi

mô phỏng thì Hysys có các khả năng sau:

Khả năng tính toán các thông số còn lại khi đã biết đủ các thông số liên quan:trong Hysys, người ta đã lập ra nhiều mô hình nhiệt động và phương trình tính