Ngày nay, nhu cầu năng lượng trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng không ngừng gia tăng. Để th c đẩy tiến trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước thì vấn đề quan trọng hàng đầu là đảm ảo nguồn năng lượng an ninh quốc gia. Nhận thấy dầu mỏ và các sản phẩm dầu mỏ là một trong những nguyên,nhiên liệu quan trọng nhất của xã hội hiện đại. Là nhiên liệu của hầu hết tất cả các phương tiện giao thông vận tải, làm nguyên liệu trong công nghiệp hóa dầu sản xuất các chất dẻo, phân đạm, sợi tổng hợp, chất tẩy rửa, dược phẩm,.... Chính vì vậy Đảng và Nhà nước ta đã ch trọng đầu tư xây dựng các nhà máy lọc dầu, với mục đích tận dụng tối đa nguồn năng lượng sẵn có để phục vụ nhu cầu năng lượng ngày càng tăng theo sự phát triển của đất nước mà không quá lệ thuộc vào nguồn năng lượng thế giới. Điển hình là Nhà máy lọc dầu Dung Quất đang hoạt động và Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn đang trong giai đoạn khởi công. Là một sinh viên kĩ thuật hóa học chuyên ngành hóa dầu, tôi muốn tìm hiểu về Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn, sử dụng phần mềm Lingo để tính toán chi phí vận hành. Từ đó chọn ra được phương án vận hành tối ưu nhằm giảm thiểu chi phí, tối đa lợi nhuận cho nhà máy. Vì vậy, tôi chọn đề tài tốt nghiệp cho mình là : “Ứng dụng phần mềm Lingo tính toán chi phí vận hành cho nhà máy lọc dầu Nghi Sơn với chế độ Max gasoilne.”
Trang 2MỤC LỤC
Trang
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi
DANH MỤC CÁC BẢNG xiv
DANH MỤC HÌNH xv
LỜI MỞ ĐẦU 1
Chương 1: TỔNG QUAN NHÀ MÁY NGHI SƠN 2
1.1 Giới thiệu chung về nhà máy lọc dầu Nghi Sơn 2
1.2 Nguyên liệu và công suất thiết kế cho nhà máy 2
1.2.1 Lí do chọn dầu thô Kuwait 2
1.2.2 Công suất thiết kế 4
1.3 Các sản phẩm thương mại 4
1.3.1 Các sản phẩm năng lượng 4
1.3.1.1 LPG 4
1.3.1.2 Xăng (gasoline) 5
1.3.1.3 Nhiên liệu phản lực JET A1 5
1.3.1.4 Nhiên liệu Diesel 5
1.3.1.5 Nhiên liệu đốt lò FO 5
1.3.2 Các sản phẩm phi năng lượng 6
1.3.2.1 Benzen 6
1.3.2.2 Paraxylene 6
1.3.2.3 Polypropylene 6
1.3.2.4 Lưu huỳnh 6
Trang 3Chương 2:
THIẾT LẬP SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ KHU LIÊN HỢP LỌC HÓA DẦU
NGHI SƠN 7
2.1 Cấu trúc một nhà máy lọc dầu cơ bản 7
2.1.1 Cụm phân tách 7
2.1.1.1 Phân xưởng chưng cất khí quyển 7
2.1.1.2 Phân xưởng chưng cất chân không 7
2.1.2 Các phân xưởng chuyển hóa 7
2.1.3 Hoạt động phối trộn 8
2.1.3.1 LPG 8
2.1.3.2 Xăng RON92 8
2.1.3.3 Xăng RON95 8
2.1.3.4 Xăng RON98 9
2.1.3.5 Auto Diesel 9
2.1.3.6 Industrial Diesel 10
2.1.3.6 Fuel Oil 10
2.2 Các phân xưởng trong nhà máy 10
2.2.1 Xưởng chưng cất dầu thô CDU 10
2.2.1.1 Giới thiệu xưởng CDU 10
2.2.1.2 Nguyên liệu của xưởng CDU 11
2.2.1.3 Sản phẩm xưởng CDU 11
2.2.1.4 Các trường hợp thiết kế 12
2.2.1.5 Các trường hợp kiểm tra 12
2.2.1.6 Yêu cầu thiết kế 12
2.2.2 Xưởng xử lý lưu huỳnh trong phân đoạn Gasoil (GOHDS) 14
2.2.2.1 Giới thiệu xưởng GOHDS 14
2.2.2.2 Nguyên liệu của xưởng GOHDS 14
2.2.2.3 Sản phẩm xưởng GOHDS 14
2.2.2.4 Các trường hợp kiểm tra 14
Trang 42.2.2.5 Yêu cầu thiết kế 15
2.2.3 Xưởng xử lý lưu huỳnh trong phân đoạn kerosene ( KHDS) 16
2.2.3.1 Giới thiệu xưởng KHDS 16
2.2.3.2 Nguyên liệu xưởng KHDS 16
2.2.3.3 Sản phẩm phân xưởng KHDS 16
2.2.3.4 Công suất vận hành xưởng KHDS 17
2.2.3.5 Trường hợp thiết kế 17
2.2.3.6 yêu cầu thiết kế 17
2.2.4 Phân xưởng thu hồi LPG (LPGRU) 18
2.2.4.1 Giới thiệu xưởng LPGRU 18
2.2.4.2 Sản phẩm của phân xưởng LPGRU 20
2.2.4.3 Công suất vận hành 20
2.2.4.4 Yêu cầu thiết kế 20
2.2.5 Phân xưởng Alkyl hóa (InAlk) 21
2.2.5.1 Giới thiệu phân xưởng 21
2.2.5.2 Yêu cầu thiết kế 22
2.2.5.3 Trường hợp & công suất thiết kế 23
2.2.6 Phân Xưởng thơm (The Naphta And Aromatic Complex) 23
2.2.6.1 Giới thiệu phân xưởng 23
2.2.6.2 Đặc tính nguyên liệu 25
2.2.6.3 Sản phẩm phân xưởng 25
2.2.6.4 Yêu cầu thiết kế 26
2.2.7 Phân xưởng xử lý lưu huỳnh trong phân đoạn cặn (RHDS) 27
2.2.7.1 Giới thiệu phân xưởng RHDS 27
2.2.7.2 Nguyên liệu & sản phẩm 28
2.2.7.3 Công suất thiết kế xưởng 28
2.2.7.4 Yêu cầu thiết kế 29
2.2.8 Phân xưởng cracking xúc tác tầng sôi (RFCC) 29
2.2.8.1 Giới thiệu phân xưởng RFCC 29
Trang 52.2.8.2 Nguyên liệu và sản phẩm 30
2.2.8.3 Công suất thiết kế 30
2.2.8.4 Yêu cầu thiết kế 31
Chương 3: TÍNH TOÁN CHI PHÍ NHÀ MÁY LỌC DẦU NGHI SƠN BẰNG PHẦN MỀM LINGO 32
3.1 Tổng quan về phần mềm Lingo 32
3.3.1 Khái niệm về quy hoạch tuyến tính 32
3.1.2 Quy hoạch tuyến tính trong lọc dầu 33
3.1.3 Giới thiệu về phần mềm Lingo 35
3.2 Xây dựng cấu trúc biến và các ràng buộc 36
3.2.1 Cấu trúc biến 36
3.2.2 Cấu trúc các ràng buộc 36
3.2.3 Cơ sở quá trình mô hình hóa sự hoạt động của nhà máy lọc dầu 37
3.3 Xây dựng ma trận của bài toán tối ưu trên Excel 39
3.3.1 Cấu tr c ma trận của ài toán thường gặp 39
3.3.2 Xác định biến và ràng buộc cho bảng ma trận 41
3.4 Phương pháp khai báo và liên kết dữ liệu với Excel 42
3.5 Giải tối ưu bằng Lingo và trao đổi kết quả 44
Chương 4: KẾT QUẢ TỐI ƯU TỪ LINGO – PHÂN TÍCH VÀ NHẬN XÉT 45
4.1 Ý nghĩa các giá trị hiển thị từ phần mềm Lingo 45
4.1.1 Ý nghĩa các giá trị “Varia le, Value, Reduce Cost” 45
4.1.2 Slack or Surplus 46
4.1.3 Dual price 47
4.1.4 Lingo/Range 47
Trang 64.2 Phân tích kết quả 48
4.2.1 Kết quả tối ưu khi phối trộn xăng MG92/95 48
4.2.1.1 Phạm vi thay đổi giá trị các hệ số của hàm mục tiêu mà không làm thay đổi bất kì giá trị tối ưu của biến số quyết định 524.2.1.2 Phạm vi thay đổi giá trị RHS mà không làm thay đổi phương án sản xuất 57
4.2.2 Kết quả tối ưu khi phối trộn xăng MG92/95/98 60
4.2.2.1 Phạm vi thay đổi giá trị các hệ số của hàm mục tiêu mà không làm thay đổi bất kì giá trị tối ưu của biến số quyết định 644.2.2.2 Phạm vi thay đổi giá trị RHS mà không làm thay đổi phương án sản xuất 69
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 73 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 PHỤ LỤC 79
Trang 7DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
CDU : Phân xưởng chưng cất dầu thô
LPGRU : Phân xưởng thu hồi LPG
NHT : Phân xưởng xử lý naphta
KHDS : Phân xưởng xử lý lưu huỳnh trong phân đoạn kerosene GOHDS : Phân xưởng xử lý lưu huỳnh trong phân đoạn gas oil RHDS : Phân xưởng xử lý lưu huỳnh trong cặn chưng cất khí
quyển RFCC : Phân xưởng cracking xúc tác tầng sôi
Penex : Phân xưởng isomer hóa
InAlk : Phân xưởng alkyl hóa
BTX : Phân xưởng tách các hydrocar on thơm
GASPA : Phân xưởng xử lý LPG
SRU : Phân xưởng xử lý lưu huỳnh
PSA : Phân xưởng thu hồi hydro
H2 Plant : Phân xưởng sản xuất hydro
PPU : Phân xưởng sản xuất polypropylene
Gasoline 92 : Xăng RON 92
Gasoline 95 : Xăng RON 95
Gasoline 98 : Xăng RON 98
Trang 8AU-DO : Auto Diesel
IN-DO : Industrial Diesel
Gasoline RON 92IMP : Xăng RON 92 nhập khẩu
Gasoline RON 95IMP : Xăng RON 95 nhập khẩu
Gasoline RON 98IMP : Xăng RON 98 nhập khẩu
Jet A1IMP : Jet A1 nhập khẩu
AU-DOIMP : Auto Diesel nhập khẩu
IN-DOIMP : Industrial Diesel nhập khẩu
LPGEXP : LPG xuất khẩu
Gasoline RON 92EXP : Xăng RON92 xuất khẩu
Gasoline RON 95EXP : Xăng RON95 xuất khẩu
Gasoline RON 98EXP : Xăng RON98 xuất khẩu
AU-DOEXP : Auto Diesel xuất khẩu
IN-DOEXP : Industrial Diesel xuất khẩu
BEZEXP : Benzen xuất khẩu
Trang 9PXLEXP : Paraxylene xuất khẩu
PPLEXP : Polypropylene xuất khẩu
SEXP : Lưu huỳnh xuất khẩu
CDU-naph : Phân đoạn naphta của phân xưởng CDU
CDU-Kero : Phân đoạn kerosene của phân xưởng CDU
CDU-GO : Phân đoạn gas oil của phân xưởng CDU
CDU-RA : Phân đoạn cặn của phân xưởng CDU
LPGRU-Naph : Naphta của phân xưởng LPGRU
LPGRU-LPG : LPG của phân xưởng LPGRU
LPGRU-Sour FG : Fuel gas của phân xưởng LPGRU
NHT-LNA : Naphta nhẹ của phân xường NHT
NHT-HNA : Naphta nặng của phân xưởng NHT
NHT-offgas : Off-gas của phân xưởng NHT
KHDS-Kero : Kerosene của phân xưởng KHDS
KHDS-offgas : Off-gas của phân xưởng KHDS
GOHDS-DO : Diesel của phân xưởng GOHDS
GOHDS-offgas : Offgas của phân xưởng GOHDS
GOHDS-naph : Naphta của phân xưởng GOHDS
RHDS-DO : Diesel của phân xưởng RHDS
RHDS-naphta : Naphta của phân xưởngRHDS
RHDS-offgas : Off-gas của phân xưởng RHDS
RHDS-RE : Cặn của phân xưởng RHDS
RFCC-LCO : LCO của phân xưởng RFCC
RFCC-CLO : CLO của phân xưởng RFCC
Trang 10RFCC-LNA : Xăng nhẹ của phân xưởng RFCC
RFCC-HNA : Xăng nặng của phân xưởng RFCC
RFCC-C3 : C3 của phân xưởng RFCC
RFCC-C4 : C4 của phân xưởng RFCC
RFCC-H2S : H2S của phân xưởng RFCC
Isomerate : Isomerate của phân xưởng Penex
Alkylat : Alkylate của phân xưởng InAlk
C4 : C4 đem đi phối trộn LPG
CCR-Reformate : Reformate của phân xưởng CCR
CCR-H2RG : H2 rich gas của phân xưởng CCR
CCR-LPG : LPG của phân xưởng CCR
H2 tong : Hydro tổng
H2-Rich Gas : H2 rich gas của phân xưởng GOHDS và RHDS
BTX-NA : Naphta của phân xưởng BTX
BTX-HyARO : Heavy aromatic của phân xưởng BTX
BTX-Raffinate : Raffinate của phân xưởng BTX
BTX-Benz : Benzen của phân xưởng BTX
BTX-Para : Paraxylene của phân xưởng BTX
C3 : C3 đem đi phối trộn LPG
PSA-OG : Off-gas của phân xưởng PSA
Polypro : Polypropylene
TAILGAS : Tailgas của phân xương PSA
NL nội bộ : Năng lượng nội bộ
d15MG92-MIN : Khối lượng riêng tối thiểu của xăng RON 92 ở 150C
Trang 11d15MG95-MIN : Khối lượng riêng tối thiểu của xăng RON 95 ở 150C
d15MG98-MIN : Khối lượng riêng tối thiểu của xăng RON 98 ở 150C
d15JETA1-MIN : Khối lượng riêng tối thiểu của JetA1 ở 150C
d15AUDO-MIN : Khối lượng riêng tối thiểu của Auto Diesel ở
150C
d15INDO-MIN : Khối lượng riêng tối thiểu của Industrial Diesel ở
150C
d15MG92-MIN : Khối lượng riêng tối thiểu của xăng RON 92 ở 150C
d15MG95-MIN : Khối lượng riêng tối thiểu của xăng RON 95 ở 150C
d15MG98-MIN : Khối lượng riêng tối thiểu của xăng RON 98 ở 150C
RONMG92MIN : Chỉ số RON tối thiểu của xăng RON 92
RONMG95MIN : Chỉ số RON tối thiểu của xăng RON 95
RONMG98MIN : Chỉ số RON tối thiểu của xăng RON 98
RVPMG92MIN : Áp suất hơi ão hòa của xăng RON 92
RVPMG95MIN : Áp suất hơi ão hòa của xăng RON 95
RVPMG98MIN : Áp suất hơi ão hòa của xăng RON 98
CDUMIN : Công suất tối thiểu của xưởng chưng cất dầu thô
d15MG92-MAX : Khối lượng riêng tối đa của xăng RON 92 ở 150C
d15MG95-MAX : Khối lượng riêng tối đa của xăng RON 95 ở 150C
d15MG98-MAX : Khối lượng riêng tối đa của xăng RON 98 ở 150C
d15JETA1-MAX : Khối lượng riêng tối đa của JetA1 ở 150C
d15AUDO-MAX : Khối lượng riêng tối đa của Auto Diesel ở 150C
d15INDO-MAX : Khối lượng riêng tối đa của Industrial Diesel ở 150C
d15FO-MAX : Khối lượng riêng tối đa của Fuel Oil ở 150C
Trang 12RVP-LPGMAX : Áp suất hơi ão hòa tối đa của LPG
RVP-MG92MAX : Áp suất hơi ão hòa tối đa của xăng RON 92
RVP-MG95MAX : Áp suất hơi ão hòa tối đa của xăng RON 95
RVP-MG98MAX : Áp suất hơi ão hòa tối đa của xăng RON 98
SLPGMAX : Hàm lượng lưu huỳnh tối đa trong LPG
SMG92MAX : Hàm lượng lưu huỳnh tối đa trong xăng RON 92
SMG95MAX : Hàm lượng lưu huỳnh tối đa trong xăng RON 95
SMG98MAX : Hàm lượng lưu huỳnh tối đa trong xăng RON 98
SJETA1MAX : Hàm lượng lưu huỳnh tối đa trong JetA1
SAUDOMAX : Hàm lượng lưu huỳnh tối đa trong Auto Diesel
SINDOMAX : Hàm lượng lưu huỳnh tối đa trong Industrial Diesel SFOMAX : Hàm lượng lưu huỳnh tối đa trong Fuel Oil
AroMG92MAX : Hàm lượng aromatic tối đa trong xăng RON 92
AroMG95MAX : Hàm lượng aromatic tối đa trong xăng RON 95
AroMG98MAX : Hàm lượng aromatic tối đa trong xăng RON 98
PPI-AUDOMAX : Chỉ số điểm đông đặc tối đa của Auto Diesel
PPI-INDOMAX : Chỉ số điểm đông đặc tối đa của Industrial Diesel
PPI-FOMAX : Chỉ số điểm đông đặc tối đa của Fuel Oil
FPI-JETA1MAX : Chỉ số điểm chớp cháy tối đa của JetA1
FPI-AUDOMAX : Chỉ số điểm chớp cháy tối đa của Auto Diesel
FPI-INDOMAX : Chỉ số điểm chớp cháy tối đa của Industrial Diesel FPI-FOMAX : Chỉ số điểm chớp cháy tối đa của Fuel Oil
CDU-MAX : Công suất tối đa của xưởng chưng cất dầu thô
C3LPG : C3 phối trộn LPG
Trang 13C4LPG : C4 phối trộn LPG
C4MG92 : C4 phối trộn xăng RON 92
Isomerate92 : Isomerat phối trộn xăng RON 92
Lt GSL – RFCC92 : Naphta nhẹ của RFCC phối trộn xăng RON 92
Hvy GSL – RFCC92 : Naphta nặng của RFCC phối trộn xăng RON 92
BTX – NA92 : Naphta của BTX phối trộn xăng RON 92
Alkylate92 : Alkylate phối trộn xăng RON 92
C4MG95 : C4 phối trộn xăng RON 95
Isomerate95 : Isomerat phối trộn xăng RON 95
Lt GSL – RFCC95 : Naphta nhẹ của RFCC phối trộn xăng RON 95
Hvy GSL – RFCC95 : Naphta nặng của RFCC phối trộn xăng RON 95
BTX – NA95 : Naphta của BTX phối trộn xăng RON 95
Alkylate95 : Alkylate phối trộn xăng RON 95
C4MG98 : C4 phối trộn xăng RON 98
Isomerate98 : Isomerat phối trộn xăng RON 98
Lt GSL – RFCC98 : Naphta nhẹ của RFCC phối trộn xăng RON 98
Hvy GSL – RFCC98 : Naphta nặng của RFCC phối trộn xăng RON 98
BTX – NA98 : Naphta của BTX phối trộn xăng RON 98
Alkylate98 : Alkylate phối trộn xăng RON 98
KEHDSAUDO : Kerosene phối trộn Auto Diesel
DOHDSAUDO : DO của GOHDS phối trộn Auto Diesel
DORHDSAUDO : DO của RHDS phối trộn Auto Diesel
KEHDSINDO : Kerosene phối trộn Industrial Diesel
LCOINDO : LCO phối trộn Industrial Diesel
Trang 14DOHDSINDO : DO của GOHDS phối trộn Industrial Diesel
DORHDSINDO : DO của RHDS phối trộn Industrial Diesel
KEHDSFO : Kerosene phối trộn FO
DOHDSFO : DO của GOHDS phối trộn FO
DORHDSFO : DO của RHDS phối trộn FO
HvyAroFO : Heavy aromatic phối trộn FO
KeroJET : Kerosene phối trộn JetA1
Trang 15DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1.1:Kuwait Export 29.9oC 3
Bảng 2.1:Tính chất của LPG 8
Bảng 2.2:Tính chất của xăng RON92 8
Bảng 2.3: Tính chất của xăng RON95 8
Bảng 2.4: Tính chất của xăng RON98 9
Bảng 2.5: Tính chất của Auto Diesel 9
Bảng 2.6: Tính chất của Industrial Diesel 10
Bảng 2.7: Tính chất của Fuel Oil 10
Bảng 3.1: Cấu tr c ma trận của ài toán thường gặp 40
Bảng phạm vi thay đổi giá trị RSH mà không làm thay đổi phương án sản xuất 73
Bảng so sánh khi nhu cầu cần tăng thêm sản phẩm 1 tấn/ngày 74
Bảng phạm vi thay đổi giá nhập mà không làm thay đổi phương án sản xuất 75
Bảng so sánh phương án sản xuất MG92/MG95 và MG92/MG95/MG98 76
Bảng phụ lục 1: Bảng tính chất của các án sản phẩm 79
Bảng phụ lục 2 : Bảng tính chất của các sản phẩm 80
Trang 16DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 3.1: Phương pháp khai áo và liên kết dữ liệu với excell 43
Hình 4.1: Kết quả chạy tối ưu trường hợp Max gasoline phối trộn tạo MG92/95 49
Hình 4.2: Kết quả chạy tối ưu trường hợp Max gasoline phối trộn tạo MG92/95/98 60 Hình phụ lục 1: Bảng Reduced Cost 96
Hình phụ lục 2: Bảng Slack or Sulplus 97
Hình phụ lục 3: Bảng Range Report 98
Hình phụ lục 4: Bảng Righthand Side Ranges 99
Hình phụ lục 5: Sơ đồ công nghệ nhà máy lọc dầu Nghi Sơn
Hình phụ lục 6: Sơ đồ phối trộn các sản phẩm
Trang 17LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, nhu cầu năng lượng trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng không ngừng gia tăng Để th c đẩy tiến trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước thì vấn đề quan trọng hàng đầu là đảm ảo nguồn năng lượng an ninh quốc gia Nhận thấy dầu mỏ và các sản phẩm dầu mỏ là một trong những nguyên,nhiên liệu quan trọng nhất của xã hội hiện đại Là nhiên liệu của hầu hết tất cả các phương tiện giao thông vận tải, làm nguyên liệu trong công nghiệp hóa dầu sản xuất các chất dẻo, phân đạm, sợi tổng hợp, chất tẩy rửa, dược phẩm, Chính vì vậy Đảng và Nhà nước ta đã ch trọng đầu tư xây dựng các nhà máy lọc dầu, với mục đích tận dụng tối đa nguồn năng lượng sẵn có để phục vụ nhu cầu năng lượng ngày càng tăng theo sự phát triển của đất nước mà không quá lệ thuộc vào nguồn năng lượng thế giới Điển hình là Nhà máy lọc dầu Dung Quất đang hoạt động và Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn đang trong giai đoạn khởi công
Là một sinh viên kĩ thuật hóa học chuyên ngành hóa dầu, tôi muốn tìm hiểu
về Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn, sử dụng phần mềm Lingo để tính toán chi phí vận hành Từ đó chọn ra được phương án vận hành tối ưu nhằm giảm thiểu chi phí, tối
đa lợi nhuận cho nhà máy Vì vậy, tôi chọn đề tài tốt nghiệp cho mình là :
“Ứng dụng phần mềm Lingo tính toán chi phí vận hành cho nhà máy lọc dầu Nghi Sơn với chế độ Max gasoilne.”
Trang 18CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NHÀ MÁY NGHI SƠN
1.1 Giới thiệu chung về nhà máy lọc dầu Nghi Sơn
Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn thuộc khu kinh tế Nghi Sơn, huyện Gia Tĩnh, Tỉnh Thanh Hóa với tổng diện tích hơn 500ha Ngày 23/10/2013 dự án Liên hợp lọc hóa dầu Nghi Sơn được Thủ tướng Chính phủ Nguyễn Tấn Dũng phát lệnh khởi công Trong đó, Công ty TNHH Lọc Hóa dầu Nghi Sơn làm chủ đầu tư, được thành lập bởi các nhà đầu tư theo hợp đồng liên doanh ký ngày 7/4/2008 và giấy chứng nhận đầu tư cấp ngày 14/4/2008 có tổng vốn đầu tư hơn 9 tỷ USD Các nhà đầu tư gồm: Tập đoàn Dầu khí Việt Nam (PVN) 25,1%, Công ty Dầu khí Quốc tế Cô- Oét (KPI/KPE) 35,1%, Công ty Idemitsu Kosan Co., Ltd (IKC) Nhật Bản 35,1%, Công
ty Hóa chất Mitsui Chemicals Inc (MCI) Nhật Bản 4,7% Dự án sẽ hoàn thành và đưa vào vận hành giữa năm 2017 Có công suất lọc dầu là 200 nghìn thùng/ngày (tương đương với 10 triệu tấn/năm); nguyên liệu dầu thô nhập khẩu từ Cô-Oét (KEC)
Liên hợp được thiết kế và trang bị dầy đủ các công trình năng lượng, phụ trợ, ngoại vi, công trình chung để đảm bảo vận hành tốt như một liên hợp hoàn chỉnh Nhà máy được thiết kế thỏa mãn các tiêu chuẩn về phòng chống cháy nổ, an toàn và môi trường nghiêm ngặt nhất của Việt Nam và quốc tế đề ra
Mục đích xây dựng khu liên hợp lọc hóa dầu Nghi Sơn Thanh Hóa:
Đáp ứng nhu cầu tiêu dung trong nước và đảm bào an ninh nhiên liệu
Cung cấp nguyên liệu phát triển công nghiệp hóa dầu
Góp phần phát triển kinh tế khu vực phía Bắc và đảm bảo sự phát triển đồng đều của đất nước
1.2 Nguyên liệu sử dụng và công suất thiết kế cho nhà máy
1.2.1 Lý do chọn dầu thô Kuwait [1]
Trang 19Hiện nay, nhà máy lọc dầu Dung Quất đang sử dụng nguồn dầu thô chủ yếu lấy
từ mỏ Bạch Hổ - Vũng Tàu, đây là nguồn dầu sạch vì có hàm lượng lưu huỳnh thấp (0.041%wt) Tuy nhiên, mỏ Bạch Hổ đã được chúng ta bắt đầu khai thác từ năm
1973 nên để đảm bảo sự hoạt động lâu dài và liên tục của khu liên hợp lọc hóa dầu Nghi Sơn thì nguồn dầu thô cung cấp được nhập khẩu từ Trung Đông Các phương
án pha trộn dầu thô Kuwait, Sư Tử Đen, Du ai cũng được thử nghiệm nhưng vẫn không cho lợi nhuận cao nhất khi sử dụng 100% dầu thô Kuwait Vì vậy, dầu thô Kuwait được chọn làm nguyên liệu cho liên hợp lọc hóa dầu Nghi Sơn
Bảng 1.1:KuWait Export 29.9 0
Crude Balance Gravity
Specific Gravity
Density
K Factor
API 60/60 kg/dm3
29.9 0.8765 0.8760 11.84
30.2 0.8752
-
- Sulfur
2.65 135.0
<1 930.0
2.64
-
- 956.2 CON Carbon
6.11
0 2.50 3.80 0.7 10.1 31.1 3.3
<-36 10.5 26.2 0.18
- 22.73
- 11.41 8.8
-
27.02 22.65 12.36 11.57 8.79 6.89
Trang 20Dựa vào các thông số ở bảng trên, ta thấy:
Dầu thô Kuwait thuộc loại dầu trung bình vì có 0.875<d1515<0.885 (ta tính được d15
15=0.8751 dựa vào chỉ số API) Đây là loại dầu chua vì có hàm lượng lưu huỳnh (2.65%kl) >2%kl Vì vậy, trong quá trình chế biến dầu thô, nhà máy cung cấp thêm các phân xưởng HDS để khử lưu huỳnh trong các phân đoạn Bên cạnh
đó, hàm lượng Nitơ và các kim loại như sắt, niken, vanadi cũng rất cao Đây là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến ngộ độc xúc tác, làm sẫm màu sản phẩm Vậy nên trước khi được đưa đến phân xưởng chưng cất khí quyển (CDU), dầu thô được đưa qua bộ phận xử lý từ để loại bớt kim loại có chứa trong dầu thô và nhà máy còn được thiết kế thêm phân xưởng RHDS để xử lý sâu lưu huỳnh và hợp chất lưu huỳnh có trong dầu thô
1.2.2 Công suất thiết kế
Dự kiến dự án sẽ đi vào vận hành thương mại vào giữa năm 2017 với các sản phẩm: Khí hóa lỏng LPG: 32 nghìn tấn/năm; Xăng RON 92: 1.131 nghìn tấn/năm; Xăng RON 95: 1.131 tấn/năm; Nhiên liệu phản lực: 580 nghìn tấn/năm; Diesel cao cấp: 2.161 nghìn tấn/năm; Diesel thường: 1.441 nghìn tấn/năm; Paraxylene: 670 nghìn tấn/năm; Benzene: 238 nghìn tấn/năm; Polypropylene: 366 nghìn tấn/năm; Lưu huỳnh rắn: 244 nghìn tấn/năm Trong liên hợp còn có các cụm phân xưởng hóa dầu để sản xuất ra các sản phẩm hydrocar on thơm ( enzene, paraxylene) và polypropylene
1.3 Các sản phẩm thương mại
Các sản phẩm của nhà máy lọc dầu Nghi Sơn ao gồm:
Các sản phẩm năng lượng: LPG, xăng, JETA1, diesel, FO
Các sản phẩm phi năng lượng: enzen, paraxylen, polypropylene, lưu huỳnh
1.3.1 Các sản phẩm năng lượng:
1.3.1.1 LPG
LPG được tách ra từ phân đoạn nhẹ khi chưng cất dầu thô, thành phần gồm
Trang 21propan C3 và C4 được phối trộn theo tỉ lệ tùy điều kiện sử dụng
1.3.1.2 Xăng (Gasoline)
Phân đoạn xăng với khoảng nhiệt độ sôi < 180o
C bao gồm các hydrocacbon
từ C5 – C11
Một trong những tính chất quan trọng của xăng là chỉ số RON Còn gọi là chỉ
số octan Ngoài chỉ số RON thì hàm lượng lưu huỳnh và áp suất hơi ão hòa của xăng cũng là
1.3.1.3 Nhiên liệu phản lực JET A1
Một số tính chất cần lưu ý khi sử dụng nhiên liệu phản lực JETA1:
Nhiệt trị: là nhiệt lượng được giải phóng khi đốt cháy một đơn vị nhiên liệu trong điều kiện tiêu chuẩn
Điểm đông đặc (Freezing point) là nhiệt độ tại đó sản phẩm lỏng đem làm lạnh trong điều kiện nhất định không còn chảy được nửa
1.3.1.4 Nhiên liệu Diesel
Nhiên liệu Diesel chủ yếu lấy từ phân đoạn gasoil lấy từ quá trình chưng cất dầu thô có khoảng nhiệt độ sôi trong khoảng 250oC – 350oC, với thành phần gồm các hydrocacbon từ C16 – C20
Tính chất sử dụng đối với sản phẩm Diesel: chỉ dố cetane, thành phần phân đoạn, độ nhớt, điểm chớp cháy, điểm vẩn đục, điểm chảy…
Trang 23CHƯƠNG 2: THIẾT LẬP SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ KHU LIÊN HỢP LỌC HÓA
DẦU NGHI SƠN 2.1 Cấu trúc một nhà máy lọc dầu cơ bản
Nhà máy lọc dầu bao gồm:
Cụm phân tách dầu thô
Các phân xưởng chuyển hóa
Hoạt động phối trộn sản phẩm
2.1.1 Cụm phân tách:
2.1.1.1 Phân xưởng chưng cất khí quyển
Sản phẩm của chưng cất khí quyển bao gồm các phân đoạn sau:
Phân đoạn khí
Phân đoạn xăng
Phân đoạn Kerosene
Phân đoạn Gasoil
Phân đoạn cặn của chưng cất khí quyển
2.1.1.2 Phân xưởng chưng cất chân không
2.1.2 Các phân xưởng chuyển hóa:
Mục đích của phân xưởng chuyển hóa là chuyển hóa các phân đoạn nặng thành các phân đoạn nhẹ hơn, thu hồi tối đa các sản phẩm trắng, sản xuất nguồn phối liệu phù hợp tiêu chuẩn quy định:
Phân xưởng Reforming xúc tác (CCR)
Phân xưởng Isome hóa (ISOM)
Phân xưởng Alkyl hóa (ALK)
Phân xưởng khử lưu huỳnh(HDS)
Phân xưởng Merox
phân xưởng thu hồi lưu huỳnh (SRU)
Trang 24Bảng 2.2: Tính chất phối trộn của sản phẩm xăng RON92 [12]
Trang 25Thông số kĩ thuật Đơn vị Yêu cầu
Bảng 2.4: Tính chất phối trộn của sản phẩm xăng RON98 [12]
Trang 262.1.3.6 Industrial Diesel
Có rất nhiều tính chất để ràng buộc trong phối trộn Industrial Diesel, nhưng dưới đây là các tính chất cơ ản để phối trộn Industrial Diesel:
Bảng 2.6: Tính chất của Industrial Diesel [12]
2.2 Các phân xưởng trong nhà máy
2.2.1 Xưởng chưng cất dầu thô CDU [2]
2.2.1.1 Giới thiệu xưởng
Xưởng chưng cất dầu thô (CDU) có vai trò phân tách các sản phẩm dầu thô
để sản xuất nguyên liệu trực tiếp phối trộn cho các sản phẩm khác và cũng là nguồn nguyên liệu cho các xưởng xử lý tiếp theo
Phân xưởng đòi hỏi sự vận hành đồng thời của phân xưởng thu hồi LPG để
Trang 27ổn định naphta, tùy thuộc vào nguyên liệu và thiết bị phụ trợ sẵn có
Nguyên liệu dầu thô được gia nhiệt sơ ộ bằng nhiệt từ dòng sản phẩm và dòng hồi lưu trước khi đưa đến lò nung Sự phân tách chủ yếu được thực hiện trong bình preflash / cột phân tách dầu thô chính và cột chưng cất các dòng trích ngang Sản phẩm đỉnh là Naphta tiếp tục được ổn định trong cột ổn định naphta của Phân xưởng thu hồi LPG Sau đó được làm lạnh và đem đi phối trộn, lưu trữ trung gian hoặc chế biến cho phù hợp
2.2.1.2 Nguyên liệu của xưởng CDU
Nguyên liệu là 100% dầu thô nhập khẩu từ Kuwait với công suất 27286 tấn/ngày
2.2.1.3 Sản phẩm xưởng CDU
Phân xưởng CDU được thiết kế phù hợp với mục tiêu tối đa hóa sản phẩm chưng cất, giảm thiểu lượng dư sau chưng cất Thiết kế kết hợp linh hoạt trong sản xuất sản phẩm chưng cất cho phép sai lệch nhỏ trong chất lượng nguyên liệu, và giúp xử lý linh hoạt kết quả trong quá trình phối trộn của nhà máy lọc dầu Sản phẩm của phân xưởng CDU bao gồm những dòng sau:
Sản phẩm khí được đưa đến Phân xưởng thu hồi LPG
Toàn bộ dòng naphta không ổn định được đưa đến Phân xưởng thu hồi LPG
để tiếp tục xử lý
Dòng kerosene được đưa đến Phân xưởng xử lý lưu huỳnh trong phân đoạn kerosene (KHDS) hoặc đến bể chứa dầu thải trong trường hợp KHDS ngừng hoạt động
Dòng gas oil được đưa đến Phân xưởng xử lý lưu huỳnh trong phân đoạn gas oil (GOHDS) hoặc đưa đến bể chứa trung gian GOHDS
Trang 28Dòng cặn chưng cất nóng được đưa đến Phân xưởng xử ly lưu huỳnh trong cặn để chế biến sâu hoặc đến bể chứa trung gian
2.2.1.4 Các trường hợp thiết kế
Trường hợp cơ sở
CDU được thiết kế dựa trên các điểm cắt TPB và thông số kĩ thuật của sản phẩm Khí thừa được quy định ở mức 5% và đảm bảo chỉ thực hiện dựa trên trường hợp này
Trường hợp minimum kerosene
CDU có thể tăng lượng sản phẩm naphta chưa ổn định trong trường hợp giá kerosene giảm để tối đa hóa lợi nhuận
2.2.1.5 Các trường hợp kiểm tra
Trường hợp maximum kerosene
CDU phải có khả năng sản xuất kerosene nhiều hơn với chất lượng có thể chấp nhận được để tận dụng tối đa sự thay đổi của thị trường Ứng với việc sản xuất kerosene hơn 17% so với thông thường
Trường hợp hồi lưu lạnh
CDU có thể linh động trng vận hành để hoạt động với tỉ số hồi lưu lạnh là 5 wt% (naphta lạnh/ ơm hồi lưu) Thiết bị này bao gồm dòng naphta chưa ổn định từ cột nhận ở phía trên chuyển vào lại ơm hồi lưu CDU sẽ hoạt động ở trường hợp này trong quá trình khởi động, làm sạch và vận hành
2.2.1.6 Yêu cầu thiết kế
Overflash
CDU được thiết kế để tối đa là 5% Overflash Overflash là tỷ lệ chất lỏng
Trang 29thoát ra khỏi đĩa trên vùng cháy so với lượng dầu thô an đầu ở 150C
Số lượng ơm hồi lưu và công suất ơm được chọn để tối đa hóa nhiệt thu hồi
Khử muối
Hai giai đoạn khử muối được cung cấp để giảm nồng độ muối của dầu thô,
và do đó cặn được giảm đến mức tối thiểu phù hợp với sự vận hành của RHDS Nước được tái chế trong hệ thống khử muối để giảm thiểu lượng nước yêu cầu Hệ thống khử muối được cung cấp tháp ay hơi để tách nước ra khỏi nước chua
Hệ thống bơm hồi lưu
Thiết kế bao gồm một ơm hồi lưu có nhiệm vụ giảm tải công suất của các ình ngưng tụ Các ơm hồi lưu khác được cung cấp để tận dụng tối đa nhiệt thu hồi
từ các phân đoạn sản phẩm
Thiết bị gia nhiệt
Sử dụng thiết bị gia nhiệt nằm ngang Lượng nhiệt trung bình cho phép là 12000Btu/hr/ft2 Thiết bị được trang bị máy sấy sơ ộ để tối đa hóa hiệu quả gia nhiệt
Mâm chưng cất
Tất cả các cột chưng cất trong CDU đều sử dụng loại mâm van
Trang 302.2.2 Xưởng xử lý lưu huỳnh trong phân đoạn Gasoil (GOHDS) [3]
2.2.2.1 Giới thiệu xưởng
Phân xưởng GOHDS có nhiệm vụ làm giảm nồng độ lưu huỳnh, nitơ và axit naphthenic từ Gasoil nhẹ và gasoil nặng thu được từ phân xưởng chưng cất dầu thô (CDU) và dầu nhẹ hồi lưu (LCO) từ phân xưởng RFCC
Gasoil sau khi được xử lí sẽ đáp ứng yêu cầu chất lượng để sản xuất nhiên liệu động cơ diesel với nồng độ lưu huỳnh thấp (50 ppmwt)
2.2.2.2 Nguyên liệu của xưởng GOHDS
Xưởng GOHDS xử lý 5934 tấn/ngày gasoil cất trực tiếp nóng (CDU trường hợp cơ sở) và 2251 tấn/ngày của dầu hồi lưu nhẹ lạnh (RFCC trường hợp tối đa Propylene) LCO chiếm 29,9% khối lượng trong tổng nguyên liệu
Các đặc tính của nguyên liệu dựa trên nguyên liệu khô ở điều kiện tiêu chuẩn Hàm lượng nước cho phép trong nguyên liệu ướt là 0.09% khối lượng
Nước chua được đưa đến thiết bị khử chua trong nước
Nước nhiễm dầu được đưa đi xử lý như nước thải
2.2.2.4 Các trường hợp kiểm tra
Trường hợp 1: Lượng tối đa LCO tinh khiết (100%)
Trang 31Trường hợp 2: Lượng tối đa LCO (tối thiểu 652.15 tấn/ngày) cùng với
8185.8 tấn/ngày gas oil từ chưng cất trực tiếp
2.2.2.5 Yêu cầu thiết kế
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
Thu hồi nhiệt thải bằng cách thêm các dòng gia nhiệt sơ ộ trong lò được xem xét để tối đa hóa hiệu suất thiết bị gia nhiệt
Trang 32 Amin gầy: tối đa 0.015 mol acid/1mol MDEA
Amin giàu: tối đa 0.4 mol H2S/1mol MDEA
Condensate của quá trình và nước chua đã qua xử lý sẽ được sử dụng làm nước rửa của xưởng GOHDS
2.2.3 Xưởng xử lý lưu huỳnh trong phân đoạn Kerosene (KHDS) [4]
2.2.3.1 Giới thiệu xưởng KHDS
Phân xưởng KHDS có vai trò làm giảm nồng độ lưu huỳnh và nito và loại bỏ hoàn toàn acid naphtenic trong phân đoạn kerosene được chưng cất trực tiếp từ phân xưởng CDU
Xưởng KHDS cần xử lý kerosene phải đáp ứng các yêu cầu về chất lượng để sản xuất Jet A1.Phân xưởng KHDS được thiết kế để chạy với 100% công suất với nguyên liệu kerosene từ CDU
Nguyên liệu kerosene được dự trữ tại thiết bị chứa trung gian đủ để phân xưởng KHDS tiếp tục sản xuất khi CDU ngừng hoạt động
2.2.3.2 Nguyên liệu xưởng KHDS
Nguyên liệu của xưởng là nguồn kerosene được lấy từ tháp chưng cất CDU Trong đó,Hydro và nước rửa có tính chất tương tự xưởng GOHDS nhưng có một điểm khác so với xưởng GOHDS là hàm lượng nito trong hydro của xưởng KHDS là 50ppmwt (hàm lượng nito bằng 0.1 là thiết kế riêng cho phân xưởng GOHDS)
Trang 33phẩm có nồng độ lưu huỳnh tối đa 50ppmwt và nồng độ mercaptan 0.003 %wt
Bên cạnh đó, phân xưởng cũng cho ra một số sản phẩm phụ:
Naphta không ổn định được đưa trở về CDU để ổn định
Off-gas được đưa đến phân xưởng thu hồi LPG
Nước chua sẽ được đưa đến thiết bị tách nước chua
2.2.3.4 Công suất vận hành của phân xưởng KHDS
Phân xưởng KHDS xử lý 2728.6 tấn/ngày kerosene cất trực tiếp khi xử lý lượng tối đa nguyên liệu kerosene (max kerosene) và 1862.3 tấn/ngày khi xử lý nguyên liệu kerosene thông thường (nomal kerosene)
Phân xưởng KHDS có nhiệm vụ làm giảm hàm lượng lưu huỳnh trong sản phẩm ( xuống thấp hơn 50 ppmwt) và:
Để phù hợp với đặc tính kĩ thuật của JetA1 khi hoạt động ở chế độ max kerosene
Hoặc phù hợp với đặc tính kĩ thuật của kersene khi hoạt động ở chế độ nomal kerosene
2.2.3.5 Trường hợp thiết kế
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
Trang 34Chu 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 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
Thiết bị & công trình phụ trợ
Nhà sản xuất quy định mức tiêu thụ và cơ sở vật chất cho việc lưu trữ, chuẩn
bị và ơm hóa chất (nếu có) cần thiết cho hoạt động ình thường của xưởng, hoặc cần thiết để tạo điều kiện cho xưởng khởi động, tắt máy và bảo trì
2.2.4 Phân xưởng 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 ình 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
Trang 35MDEA 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 ơm 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 utan 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 ão hòa LPG (SGLM) để loại bỏ RSH sau khi đã rửa nước
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
Trang 36hồi 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.
2.2.4.2 Sản phẩm của phân xưởng LPGRU
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
Trang 37Phân 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-tua in điều khiển 2 giai đoạn, thu thập khí từ các phân xưởng CDU, GOHDS, KHSD, HCDS và PSA, áp suất nén 20kPa
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 xưởng 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
Trang 38dụng xúc tác rắn để isobutene phản ứng với olefin nhẹ từ dòng C4s của phân xưởng RFCC
Mục đích của phân xưởng InAlk:
Sản xuất xăng pha trộn alkylat
Thu hồi utan 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
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
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 ình 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
Trang 39Hiệu suất quá trình
Sừ dụng Re oiler 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
2.2.6 Phân Xưởng thơm (The Naphta And Aromatic Complex) [7]
2.2.6.1 Giới thiệu phân xưởng thơm
Phân xưởng thơm bao gồm các xưởng sau:
Trang 40nguyên 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 thơm, CDU và LPGRU trong khoảng thời gian bị mất điện
Sản phẩm Paraxylene và enzene 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 thơm 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
Mục đích thiết kế:
Phân xưởng thơm được thiết kế để xử lý nguyên liệu naphta sản xuất enzene 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 thơm 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