Bên cạnh đó là sựphát triển không ngừng của các quá trình chế biến dầu thô như là Chưng cất, Crackingxúc tác, Reforming xúc tác và nhiều quá trình khác nhằm sản xuất ra xăng chất lượngca
Trang 1L I C M N Ờ Ả Ơ
Sau h n ba tháng làm vi c dơ ệ ướ ự ưới s h ng d n c a th y Nguy n Đình Lâm,ẫ ủ ầ ễ
- -em c b n đã hoàn thành xong đ án t t nghi p “ơ ả ồ ố ệ Mô ph ng phân xỏ ưởngReforming xúc tác liên t c theo s li u c a NMLD Dung Qu t b ng ph n m mụ ố ệ ủ ấ ằ ầ ềHysys 7.2” Đ án t t nghi p là nh ng gì đúc k t l i m t quá trình h c t p,ồ ố ệ ữ ế ạ ộ ọ ậnghiên c u tìm hi u c a sinh viên dứ ể ủ ướ ựi s ch b o c a th y cô Đ án t ng k tỉ ả ủ ầ ồ ổ ế
l i nh ng ki n th c, nh ng gì thu ho ch đạ ữ ế ứ ữ ạ ược sau 5 năm đ i h c.ạ ọ
Năm năm h c trôi qua nh ng gì em có đọ ữ ược hôm nay không ch là nh ngỉ ữ
ki n th c chuyên ngành d u khí mà còn là l i s ng, là nh ng quy t c ng x màế ứ ầ ố ố ữ ắ ứ ử
th y cô truy n đ t Đó cũng là hành trang và tài s n quý báu c a em trong côngầ ề ạ ả ủ
vi c mai sau và trong cu c đ i.ệ ộ ờ
Trang 2MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC HÌNH ẢNH iv
DANH MỤC BẢNG BIỂU vi
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT viii
LỜI MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT 2
1.1 Địa điểm 2
1.2 Diện tích và công suất của phân xưởng 2
1.3 Nguyên liệu và sản phẩm 3
1.4 Các phân xưởng trong nhà máy lọc dầu: 3
CHƯƠNG II : GIỚI THIỆU VỀ QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC VÀ PHÂN XƯỞNG REFORMING XÚC TÁC LIÊN TỤC (CCR) CỦA NMLD DUNG QUẤT 7
2.1 Giới thiệu quá trình Reforming xúc tác: 7
2.1.1 Mục đích, nguyên liệu và sản phẩm: 7
2.1.2 Các phản ứng xảy ra trong quá trình CR: 9
2.1.3 Xúc tác của quá trình: 11
2.1.4 Các thông số của quá trình CR: 14
2.1.5 Các công nghệ quá trình CR: 17
2.2 Giới thiệu phân xưởng Reforming xúc tác liên tục NMLD Dung Quất 19
2.2.1 Mục đích của phân xưởng: 20
2.2.2 Điều kiện môi trường của phân xưởng: 21
2.2.3 Nguyên liệu và sản phẩm 22
2.2.5 Công nghệ của phân xưởng Reforming xúc tác liên tục NMLD Dung Quất 25 A Khu vực phản ứng (Platforming section): 25
B Khu vực tái sinh 36
CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG PHÂN XƯỞNG CCR THEO SỐ LIỆU CỦA NMLD DUNG QUẤT VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA PHẦN MỀM HYSYS 47
3.1 Giới thiệu về phần mềm Hysys: 47
3.2 Các bước tiến hành mô phỏng phân xưởng CCR bằng phần mềm Hysys 7.2 47
3.3 Tiến hành mô phỏng phân xưởng CCR 49
3.3.1 Mô phỏng dòng nguyên liệu 49
3.3.2 Tính vận tốc truyền nguyên liệu LHSV: 51
3.3.3 Tính nhiệt độ trung bình đầu vào thiết bị phản ứng WAIT 52
3.3.4 Mô phỏng hệ thống thiết bị phản ứng: 54
3.3.5 Mô phỏng máy nén Recycle Compressor C-1301 57
3.3.6 Mô phỏng bơm Separator Pump P-1301 58
Trang 33.3.7 Mô phỏng thiết bị trao đổi nhiệt Combined Feed Exchanger E-1301 59
3.3.8 Mô phỏng thiết bị ngưng tụ bằng không khí E-1303 61
3.3.9 Mô phỏng thiết bị làm mát bằng không khí Net Gas Cooler E-1304 61
3.3.10 Mô phỏng thiết bị Splitter X-1301 62
3.3.11 Mô phỏng tháp Debutanizer T-1301 64
3.3.12 Tính sizing cho tháp T-1301 65
CHƯƠNG 4: XÁC ĐỊNH HỆ SỐ ĐỘNG HỌC CỦA CÁC PHẢN ỨNG TRONG CCR 68
4.1 Hệ số động học của các phản ứng trong CCR 68
4.2 Điều chỉnh các hệ số động học (Kinetic Tuning) 70
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ THIẾT BỊ NGƯNG TỤ BẰNG KHÔNG KHÍ E-1303 TRÊN PHẦN MỀM PRO II 9.0 72
5.1 Giới thiệu phần mềm Pro II 72
5.2 Thiết kế thiết bị ngưng tụ bằng không khí E-1303 trên ProII 9.0 72
5.2.1 Mô phỏng dòng S1 72
5.2.2 Tính nhiệt độ của không khí ra khỏi thiết bị ngưng tụ E-1303 75
5.2.3 Mô phỏng dòng không khí 77
5.2.4 Mô phỏng thiết bị E-1303 78
CHƯƠNG 6: PHÂN TÍCH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 81
6.1 Khu vực phản ứng 81
6.2 Khu vực phân tách sản phẩm 83
6.3 Kết quả tính sizing tháp T-1301 84
6.4 Kết quả thiết kế thiết bị ngưng tụ bằng không khí E-1303 85
KẾT LUẬN 87
TÀI LIỆU THAM KHẢO 88
DANH MỤC HÌNH ẢN Hình 1.1 Sơ đồ tổng thể vị trí nhà máy lọc dầu Dung Quất 2
Hình 1.2 Sơ đồ các phân xưởng trong nhà máy 3
Hình 2.1: Sự thay đổi chỉ số octane theo TSOR 15
Hình 2.2 Ảnh hưởng của áp suất và nguyên liệu đến hiệu suất thu xăng 15
Hình 2.3 Ảnh hưởng của tốc độ truyền nguyên liệu lên chỉ số octane của xăng reformate 16
Hình 2.4 Ảnh hưởng của tỷ số H2/HC lên sự tạo cốc 16
Hình 2.5 Vị trí phân xưởng Reforming Xúc Tác trong nhà máy Lọc Dầu 19
Trang 4Hình 2.6 Sơ đồ công nghệ của khu vực phản ứng 26
Hình 2.7 Lò gia nhiệt 27
Hình 2.8 Thiết bị phản ứng Platforming 29
Hình2.9 Đường đi của xúc tác và hỗn hợp phản ứng 30
Hình 2.10 Sơ đồ công nghệ cụm thu hồi (Recovery Plus System) 32
Hình 2.11 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý Clo cho Net Gas 35
Hình 2.12 Sơ đồ công nghệ của tháp tách Butane 35
Hình 2.13 Sơ đồ công nghệ của khu vực tái sinh 37
Hình 2.14 Zone đốt 39
Hình 2.15 Zone clo hóa 40
Hình 2.16 Zone sấy 41
Hình 2.17 Zone làm lạnh 42
Hình 2.18 Zone khử 42
Hình 2.19 Sơ đồ vận chuyển xúc tác đã tái sinh 44
Hình 2.20 Lock hopper 45
Hình 2.21 Lift line 46
Hình 3.1 Chọn hệ đơn vị đo 48
Hình 3.2 Thiết lập hệ nhiệt động và hệ cấu tử 48
Hình 3.3 Sơ đồ mô phỏng phân xưởng CCR 49
Hình 3.4 Biểu đồ SOR WAIT ứng với LHSV bằng 14, Page 114 53
Hình 3.5 Độ hiệu chỉnh nhiệt độ WAIT ứng với LHSV 4, Page 115 53
Hình 3.6 Chọn cấu hình cho thiết bị 54
Hình 3.7 Thiết lập kích thước và khối lượng xúc tác cho mỗi thiết bị 54
Hình 3.8 Khai báo tên dòng cho thiết bị phản ứng 55
Hình 3.9 Nhập nhiệt độ cho TBPƯ, nhiệt độ và áp suất cho tháp phân tách 56
Hình 3.10 Nhập lưu lượng xúc tác tuần hoàn cho TBPƯ 56
Hình 3.11 Kết quả tóm tắt mô phỏng của TBPƯ 57
Hình 3.12 Thiết lập dòng và các thông số cho máy nén C-1301 58
Hình 3.13 Thiết lập dòng và các thông số cho bơm P-1301 59
Hình 3.14 Thiết lập dòng và các thông số cho thiết bị trao đổi nhiệt E-1301 60
Hình 3.15 Thiết lập dòng và các thông số cho thiết bị ngưng tụ bằng không khí E-1303 61
Hình 3.16 Thiết lập dòng và các thông số cho thiết bị làm lạnh bằng không khí E-1304 62
Hình 3.17 Thiết lập sơ đồ dòng cho thiết bị Splitter X-1301 63
Hình 3.18 Thiết lập các thông số cho thiết bị Splitter X-1301 63
Hình 3.19 Nhập phần phân tách giữa đỉnh và đáy thiết bị 64
Hình 3.20 Thiết lập dòng và các thông số cho tháp tách T-1301 65
Hình 3.21 Tính rating cho tháp Debutanizer T-1301 66
Hình 3.22 Thiết lập các thông số kết cấu đĩa cho tháp T-1301 67
Hình 5.1 Thiết lập các thông số nhiệt độ, áp suất cho dòng S1 73
Hình 5.2 Dữ liệu đường cong chưng cất dòng P-ra trong Hysys 73
Hình 5.2 Thiết lập dữ liệu cho dòng S1 74
Hình 5.3 Nhập thành phần cho các cấu tử nhẹ 75
Hình 5.4 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa U với NRow và tair/LMTDcc 76
Trang 5Hình 5.5 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa tair/LMTDcc với (T1-T2)/(T1-t1) và Tair/
(T1-t1) 77
Hình 5.6 Thiết lập giới hạn thiết kế số Pass và số bước ống 78
Hình 5.7 Thiết lập các thông số cho ống có gân 78
Hình 5.8 Thiết lập hệ số truyền nhiệt 79
Hình 5.9 Thiết lập kích thước ống 79
DANH MỤC BẢNG BIỂ
Trang 6Bảng 2.1 Tính chất của nguyên liệu 8
Bảng 2.2 Hàm lượng tạp chất cho phép có trong nguyên liệu 8
Bảng 2.3 Ảnh hưởng của chức kim loại và axit đến cơ chế phản ứng 11
Bảng 2.4 Các đặc trưng của xúc tác quá trình reforming xúc tác 13
Bảng 2.5 Đặc trưng vận tốc và hiệu ứng nhiệt của những phản ứng reforming quan trọng 14
Bảng 2.6 Các quá trình Reforming xúc tác 17
Bảng 2.7 So sánh các thông số công nghệ của 2 quá trình CR 17
Bảng 2.8 Hàm lượng tạp chất trong nguyên liệu 22
Bảng 2.9 Tính chất của nguyên liệu 22
Bảng 2.10 Tính chất của reformate 23
Bảng 2.11 Thành phần của sản phẩm reformat: 23
Bảng 2.12 Thành phần của LPG chưa xử lí Clo 24
Bảng2.13 Thành phần của khí hydro ở chế độ vận hành bình thường 24
Bảng 2.14 Thông số chính của các lò gia nhiệt 28
Bảng 2.15 Thể tích xúc tác trong các thiết bị phản ứng 38
Bảng 3.1 Các thông số của dòng nguyên liệu 50
Bảng 3.2 Thành phần nguyên liệu 50
Bảng 3.3 Lưu lượng xúc tác trong các thiết bị phản ứng 51
Bảng 3.4 Thành phần họ hydrocarbon trong nguyên liệu 52
Bảng 3.5 Các thông số của hệ thống thiết bị phản ứng 55
Bảng 3.6 Các thông số của máy nén 57
Bảng 3.7 Các thông số của Pump P-1301 58
Bảng 3.8 Các thông số của dòng H2 Recycle 59
Bảng 3.9 Các thông số chung của các dòng Net gas-2, h2-recycle, liquid-2 60
Bảng 3.10 Tính toán tỉ lệ phân tách các cấu tử giữa 2 dòng: dòng đỉnh và đáy 62
Bảng 3.11 Các thông số cho thiết bị Splitter 63
Bảng 3.12 Các thông số của tháp Debutanizer T-1301 64
Bảng 3.13 Các thông số thiết kế kết cấu đĩa cho tháp T-1301 67
Bảng 4.1 Ý nghĩa các hệ số động học/ Calibration Factors 68
Bảng 4.2 Các hệ số động học mặc định trong Hysys: 68
Bảng 4.3 Kết quả mô phỏng theo các hệ số động học mặc định: 70
Bảng 4.4 Các hệ số của các phản ứng động học được hiệu chỉnh 71
Bảng 4.5 Kết quả mô phỏng theo các hệ số động học đã hiệu chỉnh 71
Bảng 5.1 % thể tích chưng cất theo nhiệt độ 74
Bảng 5.2 Dữ liệu ban đầu: 76
Bảng 6.1 Các thông số vận hành tại vùng phản ứng 81
Bảng 6.2 Tính chất dòng sản phẩm ra khỏi thiết bị phản ứng 82
Bảng 6.3 So sánh tính chất của các dòng sản phẩm ra khỏi khu vực phản ứng với số liệu thực tế 82
B ng 6.4 So sánh tính ch t s n ph m LPG v i s li u th c t ả ấ ả ẩ ớ ố ệ ự ế 83
B ng 6.5 So sánh tính ch t s n ph m Reformate v i s li u th c t ả ấ ả ẩ ớ ố ệ ự ế 83
B ng 6.6 Hi u su t thu các s n ph m theo kh i l ả ệ ấ ả ẩ ố ượ ng (wt%) 84
Bảng 6.7 Số liệu thiết kế tháp T-1301 84
Bảng 6.8 Số liệu thiết kế thiết bị ngưng tụ E-1303 85
Trang 8BTX: Benzene Toluene Xylene
RVP: Reid Vapor Pressure
MTBE: Methyl Tert Buthyl Ether
TAME: Tert Amyl Methyl Ether
LPG: Liquefied Petroleum Gas
WAIT: Weight Average Intial Temperature
WABT: Weight Average Bed Temperature
LHSV: Liquid Hourly Space Velocity
WHSV: Weight Hourly Space Velocity
FIC: Flow Indicator Control
LIC: Level Indicator Control
TIC:Temperature Indicator Control
HP: High Pressure
HC: Hydrocarbon
RONC: Research Octane Number Clear
MON: Motor Octane Number
IBP: Initial Boiling Point
EBP: End Boiling Point
CDU: Crude Distillation Unit
KTU: Kerosene Treater Unit
LTU: LPG Treater Unit
RFCC: Residue Fluid Catalytic Cracking
FCC: Fluid Catalytic Cracking
NTU: Naphtha Treater Unit
PRU: Propylene Recovery Unit
SRU: Sulfur Recovery Unit
ARU: Amine Rcovery Unit
LCO-HDT: Light Cycle Oil Hydrotreater Unit
CNU: Caustic Neutralization Unit
VB: Visbreaking
SWS: Sour Water Stripper
Trang 9LỜI MỞ ĐẦU
Công nghiệp dầu khí là một ngành công nghiệp mũi nhọn đã có những thay đổi
và phát triển không ngừng, đặc biệt của những năm cuối thế kỉ 20 Bên cạnh đó là sựphát triển không ngừng của các quá trình chế biến dầu thô như là Chưng cất, Crackingxúc tác, Reforming xúc tác và nhiều quá trình khác nhằm sản xuất ra xăng chất lượngcao và hàng nghìn sản phẩm làm nguyên liệu cho các ngành công nghiệp khác
Trong công nghiệp chế biến dầu khí các quá trình chuyển hóa hóa học dưới tácdụng của xúc tác chiếm tỉ lệ lớn và đóng vai trò quan trọng Chất xúc tác trong quátrình chuyển hóa có khả năng làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng, vì vậy làmtăng tốc độ phản ứng cũng như hiệu suất thu sản phẩm Mặc khác, giảm các điều kiệnkhắc nghiệt của quá trình mang lại lợi ích về mặc kinh tế
Một trong những quá trình chuyển hóa quan trọng trong nhà máy lọc dầu có sửdụng xúc tác là quá trình Reforming xúc tác Với mục đích xử lí phân đoạn xăng cóchỉ số octane thấp thành xăng có chỉ số octane cao hơn và được sử dụng để phối trộncho xăng thương phẩm, làm tăng hiệu quả kinh tế và chất lượng sản phẩm Hiện naycác nhà máy lọc dầu đều trang bị phân xưởng Reforming xúc tác với năng suất từ40tấn/giờ đến 150tấn/giờ
Với mục đích tìm hiểu về quy trình công nghệ, vận hành và ứng dụng phầnmềm mô phỏng để thiết kế phân xưởng Reforming xúc tác nên em chọn đề tài: Môphỏng hoạt động của phân xưởng Reforming xúc tác liên tục và thiết kế một số thiếtbị
Do kiến thức cơ bản về kĩ thuật còn hạn chế và thời gian tiếp xúc phần mềmcòn ít nên chắc chắn nội dung trình bày còn nhiều thiếu sót Mong quí thầy cô và cácbạn đóng góp ý kiến để bản đồ án được hoàn thiện hơn
Xin chân thành cảm ơn
Trang 10CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT
1.1 Địa điểm
Nhà máy lọc dầu Dung Quất đặt tại huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi Mặtbằng nhà máy gồm có 4 khu vực chính: các phân xưởng công nghệ và phụ trợ, khu bểchứa sản phẩm, cảng xuất sản phẩm và phao rót dầu không bến, hệ thống lấy và xảnước biển Những khu vực này được nối với nhau bằng hệ thống ống với đường phụliền kề
1.2 Diện tích và công suất của phân xưởng
Hình 1.1 Sơ đồ tổng thể vị trí nhà máy lọc dầu Dung Quất.
Diện tích tổng nhà máy được tính toán xấp xỉ là 338 hecta mặt đất và 471 hectamặt biển, bao gồm như sau:
- Nhà máy chính ( toàn bộ các phân xưởng công nghệ, phụ trợ và khu vực ngoạivi) : 110 ha
- Khu bể chứa dầu thô : 42 ha
- Khu bể chứa sản phẩm: 44 ha
- Tuyến ống lấy nước biển và xả nước thải: 4 ha
- Hành lang an toàn cho tuyến ống dẫn sản phẩm: 40 ha
Trang 111.4 Các phân xưởng trong nhà máy lọc dầu:
Hình 1.2 Sơ đồ các phân xưởng trong nhà máy
Các phân xưởng công nghệ:
Trang 12Phân xưởng 011 chưng cất dầu thô (CDU)
Phân xưởng 012 xử lý Naphtha bằng Hydro (NHT)
Phân xưởng 013 Reforming xúc tác liên tục (CCR)
Phân xưởng 014 xử lý Kerosene (KTU)
Phân xưởng 015 Cracking xúc tác tầng sôi cặn chưng cất khí quyển (RFCC) Phân xưởng 016 xử lý LPG (LTU)
Phân xưởng 017 xử lý Naphtha của phân xưởng RFCC (NTU)
Phân xưởng 018 xử lý nước chua (SWS)
Phân xưởng 019 tái sinh Amine (ARU)
Phân xưởng 020 trung hòa xút thải (CNU)
Phân xưởng 021 thu hồi Propylene (PRU)
Phân xưởng 022 thu hồi lưu huỳnh (SRU)
Phân xưởng 023 đồng phân hóa Naphtha nhẹ (ISOMER)
Phân xưởng 024 xử lý LCO bằng hydro(LCO-HDT)
Nhà máy Poly Propylen cũng là 1 phân xưởng thuộc nhà máy lọc dầu, phânxưởng 025 Poly Propylen (PP)
Các phân x ưở ng ph tr : ụ ợ
Hệ thống cấp nước sinh hoạt, nước công nghệ, nước khử khoáng U 031
Hệ thống hơi nước và nước ngưng U 032
Phân xưởng nước làm mát U 033
Hệ thống lấy nước biển U 034
Phân xưởng khí điều khiển + khí công nghệ U 035
Hệ thống sản xuất Nitơ U 036
Hệ thống cung cấp khí nhiên liệu U 037
Hệ thống dầu nhiên liệu U 038
Hệ thống cung cấp kiềm U 039
Hệ thống nhà máy điện U 040
Hệ thống lọc nước thẩm thấu RO U 100
Phân x ưở ng ngo i vi: ạ
Khu bể chứa trung gian U 051( gồm 23 bể)
Khu bể chứa sản phẩm U 052 (gồm 22 bể)
Trạm xuất sản phẩm bằng đường bộ U 053
Phân xưởng phối trộn sản phẩm U 054
Phân xưởng Flushing Oil U 055
Phân xưởng dầu thải U 056
Hệ thống đuốc đốt U 057
Phân xưởng xử lý nước thải PP U 058
Khu bể chứa dầu thô U 070
Đường ống dẫn sản phẩm U 071
Phao rót dầu không bến 1 điểm neo SPM U 082
Phòng thí nghi m c a nhà máy l c d u Dung Qu t ệ ủ ọ ầ ấ
Trang 13Phòng thí nghiệm là một bộ phận quan trọng của nhà máy lọc dầu DUNGQUẤT, cung cấp thông tin chính xác đáp ứng cho quá trình vận hành, nhập xuất sảnphẩm…
Phòng này gồm 12 bộ phận như sau:
1 Kho lạnh : cung cấp hơi lạnh cho những nơi cần thiết trong PTN
2 Phòng hóa chất: gồm 2 kho
Kho chứa các hợp chất axit và kiềm
Kho chứa hóa chất dễ cháy nổ
3 Phòng dụng cụ : chứa tất cả dụng cụ cần thiết
4 Phòng phân tích nguyên tố C, H, O, N, S Gồm các thiết bị sau:
Máy đo phóng xạ: đo được hầu hết các nguyên tố kim loại
Máy X-Ray : đo hàm lượng Clo trong xúc tác
Máy phổ hấp thụ nguyên tử: mỗi lần chỉ đo 1 nguyên tố với độ chính xáccao Ví dụ : As
5 Phòng phân tích khí: Gồm hệ thống cung khí mang N2, He và 10 thiết bị sắc
kí khí GC
Phân tích PONA của xăng và các sản phẩm nhẹ trong xăng
Phân tích hàm lượng S trong LPG, Aromatic trong xăng
Máy WickBold đốt mẫu bằng H2 nhưng hiện nay không sử dụng
Phân tích hàm lượng N2 tổng trong xăng và LPG, nước ở hàm lượng ppm
Phân tích hàm lượng S tổng trong LPG, khí, xăng, DO
Thiết bị phân tích S tổng và Cl
Phân tích mẫu khí CN, O2 ở ppm
Phân tích hàm lượng CO, CO2 trong H2
Thiết bị phân tích hàm lượng HC
Phân tích hàm lượng kiềm theo HC trong xăng Isomerat, Reformat, xăngFCC dùng đầu dò MS, chất chuẩn là parafin
Trang 14Chưng cất ASTM D86
Đo độ nhớt tự động
Máy đo điểm chớp cháy
Máy đo điểm kết tinh
Chưng cất chân không (đối với mẫu dầu nặng)
Đo độ ổn định oxy hóa của dầu
Đo nhiệt trị
Đo hàm lượng PONA
11 Phòng phân tích nước
Phân tích tất cả các mẫu nước trong nhà máy
Phân tích tổng C hữu cơ
Phân tích sắc kí ion hệ anion
Đo hàm lượng dầu trong nước
Thiết bị test BOD
Thiết bị TOC (Total Organic Carbon)
12 Phòng bảo dưỡng dụng cụ và thiết bị
CHƯƠNG II : GIỚI THIỆU VỀ QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC
VÀ PHÂN XƯỞNG REFORMING XÚC TÁC LIÊN TỤC (CCR) CỦA
Từ 1950 - 1960 có rất nhiều quá trình Reforming xúc tác được phát triển từ xúc tác Pt, chất xúc tác sử dụng là Pt/silice alumine, được gọi là xúc tác một chức kim loại, đã giảm áp suất vận hành của thiết bị xuống còn 30 bar
Đầu những năm 1970, một cải tiến nổi bật của quá trình Reforming xúc tác
đó là sự ra đời của quá trình có tái sinh liên tục xúc tác của UOP và tiếp theo là
Trang 15của IFP Quá trình này còn được gọi là quá trình tái sinh liên tục xúc tác Continuous Catalyst Regenerative).
(CCR-Năm 1988, UOP tiếp tục giới thiệu quá trình Platforming tái sinh xúc tác liên tục thế hệ thứ hai mà đặc điểm chính là thiết bị Lock Hopper không dùng van, hoạt động ở áp suất cao
Ngày nay, quá trình CCR với áp suất siêu thấp có thể làm việc ở áp suất 3,5 bar Hầu như tất cả các quá trình Reforming xúc tác mới được xây dựng đều là quátrình CCR Các hãng đi đầu trong quá trình này là UOP và IFP, đến năm
1996 UOP đã có 139 nhà máy và IFP có 48 nhà máy CCR
Năm 1997, UOP đã cho ra đời quá trình “New Reforming” , sử dụng xúc tác làZeolit Xúc tác này có tính chọn lọc cao
Mục đích:
Mục đích chính của quá trình CR là biến đổi thành phần hydrocarbon các phân đoạn nhẹ của dầu mỏ, chủ yếu là paraffin và naphthene có từ 6 đến 10 nguyên tử Carbon (chủ yếu là 7,8,9) thành các hydrocarbon thơm có số nguyên
tử C tương ứng
Nguyên liệu:
Quá trình CR sử dụng các loại nguyên liệu sau:
- Xăng nặng của các quá trình chưng cất trực tiếp
- Xăng thu được của các quá trình chế biến thứ cấp khác như Cracking nhiệt, FCC, Coke hóa, Giảm nhớt, HDC
Tính chất của nguyên liệu:
Để thu xăng reformate có RON cao, nguyên liệu phải có các tính chất sau:
Bảng 2.1 Tính chất của nguyên liệu
- Thu B: Phân đoạn xăng có nhiệt độ sôi 62 ÷ 85C
- Thu T: Phân đoạn xăng có nhiệt độ sôi 85 ÷ 120C
Trang 16Oleffin vàcác diolefin,ppm
Halogen,ppm
Kim loại(Pd, As,Hg ), ppb
Xử lí sơ bộ nguyên liệu:
- Nếu hàm lượng tạp chất trong nguyên liệu lớn hơn giới hạn cho phép thì choqua phân xưởng HDT
- Nếu nguyên liệu là xăng thuộc FCC, Cracking, Coking, VB rất giàu Oleffin thìphải no hóa các oleffin tránh tạo nhựa trong xăng thương phẩm
- Trong nhiều trường hợp cần tách phân đoạn xăng nhẹ (đưa vào phân xưởngIsomer C5-C6) ra khỏi phân đoạn xăng nặng (dùng cho Reforming xúc tác)
Sản phẩm:
Chất lượng và hiệu suất thu sản phẩm phụ thuộc vào tính chất nguyên liệu
và điều kiện tiến hành quá trình
- Khí giàu H2 : 2 ÷ 4%wt, một phần được tuần hoàn lại quá trình, còn phầnlớn được đưa qua các phân xưởng HDT, HDC
- Khí đốt C1 ÷ C2: 1 ÷4%wt, làm nhiên liệu đốt
- C3-C4 : 5 ÷ 14%wt, sản xuất LPG
- Xăng Reformate: 80 ÷ 90%wt, RON = 98 ÷ 100, S = 10, %Ar = 60 ÷ 70%
2.1.2 Các phản ứng xảy ra trong quá trình CR:
Các phản ứng chính:
- Phản ứng khử hydro các Naphthene
Trang 17+ 4 H2n-C7H16
CH3
chH3
Đây là phản ứng thuận nghịch, thu nhiệt mạnh (∆H= 210 kJ/mol = 50 kcal/mol) và làm tăng số phân tử khí nên khi tăng nhiệt độ và giảm áp suất thì phản ứng dịch chuyển sang phải và ngược lại
- Phản ứng dehydro hoá các paraffin:
- Phản ứng isome hóa các n-paraffin thành i-paraffin
n-C7H10 2- metyl hexan H = -10 kJ/ mol
- Phản ứng isomer hóa và khử hydro các Naphthene
Trang 18Bảng 2.3 Ảnh hưởng của chức kim loại và axit đến cơ chế phản ứng
Ph n ng ả Ứ C ch ơ ế Tâm đ ng ộ
Trang 19Chất xúc tác được sử dụng hiện nay được chia làm 2 loại:
- Chất xúc tác Pt trên chất mang γ-Al2O3(monométallique)
- Chất xúc tác 2 chức kim loại Pt-Sn hoặc Pt-Re trên chất mang
γ-Al2O3(bimétallique)
Các chất gây ngộ độc xúc tác:
Chất xúc tác Reforming rất nhạy với các tạp chất có trong nguyên liệu và khítuần hoàn Các chất thường gây ngộ độc xúc tác:
Các hợp chất chứa lưu huỳnh
Các hợp chất lưu huỳnh trong nguyên liệu làm giảm hoạt tính của xúc tác Pt,ảnh hưởng xấu đến chức năng dehydro và dehydro vòng hóa Yêu cầu hàm lượng lưuhuỳnh trong nguyên liệu tuỳ thuộc vào loại xúc tác sử dụng:
- Đối với xúc tác monometallique: Hàm lượng lưu huỳnh phải nhỏ hơn 10 -15ppm
- Đối với xúc tác bimetallique: Hàm lượng lưu huỳnh phải nhỏ hơn 1 ppm
Các hợp chất nitơ
Các hợp chất nitơ hữu cơ dễ dàng chuyển hóa thành amoniac trong điều kiệnReforming Amoniac sẽ tác dụng với Cl trong xúc tác tạo NH4Cl làm giảm chức năngaxit của chất xúc tác, kéo theo sự giảm hoạt tính xúc tác, làm tăng sự hình thành H2 vànhiệt độ của các thiết bị phản ứng NH4Cl lại dễ bay hơi trong vùng phản ứng làm tăngnhiệt độ thiết bị Mặt khác, NH4Cl dễ kết tinh ở những phần lạnh hơn của hệ thống,gây hư hỏng thiết bị
Ảnh hưởng của nước
Chính sự có mặt của nước trong nguyên liệu sẽ làm giảm tính acid của xúc tác
và gây ăn mòn thiết bị ở điều kiện vận hành Hàm lượng nước trong nguyên liệu đượckhống chế nhỏ hơn 4 ppm Do đó cần cho nguyên liệu qua Striper để tách phần lớnnước có trong nguyên liệu
Hợp chất kim loại nặng
Trang 20Các kim loại As, Cu, Pb, Zn, Hg, Si, Fe kết hợp với Pt tạo mối liên kết bền, làmngộ độc vĩnh viễn tâm kim loại không phục hồi lại được Hàm lượng cho phép đối vớimỗi kim loại là 1 ppb.
Tái sinh xúc tác:
Khi hàm lượng coke trên bề mặt chất xúc tác đạt khoảng 15-20 %wt chất xúctác, thực hiện quá trình tái sinh xúc tác với 5 giai đoạn sau:
1 Đuổi các hydrocarbon ra khỏi chất xúc tác bằng một luồng khí trơ N2
2 Thổi không khí nóng vào để đốt cháy cốc Cần phải khống chế nhiệt độ T=
370 ÷ 480OC và nồng độ O2 trong dòng khói thải 0,5÷2%vol
3 Clo hóa nhẹ chất xúc tác với hàm lượng Cl/CXT = 1% wt ở nhiệt độ T=
Chu kỳ tái sinh xúc tác :
Chu kỳ tái sinh xúc tác phụ thuộc vào điều kiện vận hành hệ thống
Đối với công nghệ tái sinh bán liên tục, chu kỳ tái sinh khoảng 6-15 tháng,trung bình là 1 năm, tuổi thọ xúc tác đạt 5-7 năm
Đối với công nghệ tái sinh liên tục, chu kỳ tái sinh khoảng 2-10 ngày, trungbình 100 lần/năm, tuổi thọ xúc tác đạt 2-4 năm do bị mài mòn và phá hủy trong cáctầng xúc tác di động
Giới thiệu một số chất xúc tác:
Dưới đây là một số chất xúc tác dùng trong reforming xúc tác do một số hãngnổi tiếng trên thế giới chế tạo:
Bảng 2.4: Các đặc trưng của xúc tác quá trình reforming xúc tác.
Loại xúc tác Hãng chế tạo Kim loại hoạt động
Trang 21R 22 - R D150 UOP Ge
Cơ chế phản ứng:
Phản ứng theo cơ chế carbonion
Nhiệt động và động học của quá trình:
Những phản ứng chính của quá trình reforming là thu nhiệt Phản ứng isomerhoá là trung hoà nhiệt trong khi phản ứng hyđro cracking toả nhiệt
Bảng 2.5 Đặc trưng vận tốc và hiệu ứng nhiệt của những phản ứng reforming quan trọng.
Loại phản ứng Vận tốc
tương đối Ảnh hưởng của sự tăng Hiệu ứng nhiệt
Trang 22Hyđrocracking Thấp nhất Vận tốc tăng Toả nhiệt vừa phải
Đehydre hoá tạo
Không ảnh hưởng tới sự
Isome hoá của
2.1.4 Các thông số của quá trình CR:
Có bốn thông số quan trọng nhất cần quan tâm trong phân xưởng là: Nhiệt độ,
áp suất, tốc độ nạp liệu, tỉ lệ mol H2/HC của nguyên liệu
Nhiệt độ:
Trong thực tế nhiệt độ là biến điều hành duy nhất có thể điều chỉnh để thí chứngvới những thay đổi trong nguồn nguyên liệu hoặc để sản xuất Reformate với sự chênhlệch rất nhỏ về chất lượng (vài đơn vị octane)
Khi tăng nhiệt độ của quá trình CR thì hiệu suất thu sản phẩm nhẹ tăng lên lúcnày phản ứng hydrocracking xảy ra với vận tốc lớn hơn cho sản phẩm ethane, propane,isobuntane tăng lên, hàm lượng Aromatic tăng lên nên IO của xăng tăng lên đồng thờilượng cốc bám trên xúc tác tăng lên làm giảm chu kì tái sinh và hiệu suất thu xăngcũng giảm theo
Cần phải chú ý vấn đề tạo cốc trên xúc tác khi tăng nhiệt độ Vì vậy việc chọnnhiệt độ thích hợp trong quá trình CR cần phải kết hợp với các thông số công nghệkhác của quá trình Ngoài ra cần phải tính toán chất lượng của xúc tác và nguyên liệu
Trang 23Thông thường chỉ giữ sao cho đảm bảo yêu cầu về chỉ số octane chứ không yêucầu cao hơn nhiệt độ này.
Hình 2.1 Sự thay đổi chỉ số octane theo TSOR
Áp suất:
Giảm áp suất thì sẽ tăng hiệu suất thu xăng, tăng chỉ số octane và hydro, giảmnhiệt của phản ứng Nhưng nếu áp xuất thấp thì phản ứng cracking xảy ra mạnh, dẫnđến tạo cốc nhiều vì vậy người ta phải duy trì áp xuất cao trong hệ thống áp xuất trong
hệ thống được quyết định chủ yếu bởi hoạt tính và độ chọn lọc của chất xúc tác
Hình 2.2 Ảnh hưởng của áp suất và nguyên liệu đến hiệu suất thu xăng
Tốc độ truyền nguyên liệu:
Để tăng năng suất thì tăng tốc độ truyền nguyên liệu nhưng chất lượng xăngReformate giảm Để bù lại tăng nhiệt độ
Trang 24Hình 2.3 Ảnh hưởng của tốc độ truyền nguyên liệu lên chỉ số octane
của xăng reformate
Tỉ lệ mol H2/HC:
Tỷ số H2/HC được định nghĩa là số mol hydro trong khí tuần hoàn trên số molnguyên liệu Tỷ số này thay đổi trong giới hạn rộng tùy theo mục đích của quá trình nó
là yếu tố quan trọng liên quan tới sự tạo thành cốc
Việc lựa chọn tỉ số H2/HC được quyết định bởi các yếu tố như thành phần củanguyên liệu, độ nghiêm ngặt của quá trình và trị số octane của sản phẩm Tỷ lệ H2/HCrất cao thì lượng cốc bám trên xúc tác càng nhỏ và thời gian làm việc của xúc tác càngkéo dài Song nếu tăng H2/HC thì tốn một lượng nhiệt đáng kể đồng thời làm tăng trởlực thủy động và thể tích thiết bị
Hình 2.4 Ảnh hưởng của tỷ số H2/HC lên sự tạo cốc
2.1.5 Các công nghệ quá trình CR:
Bảng 2.6: Các quá trình Reforming xúc tác
Tên quá trình Hãng thiết bị Loại TBPƯ Xúc tác Tái sinh
Trang 25CCR Platformer UOP Xúc tác di động R16, R20 Liên tục
Pt, Re
Maona Former Engelhard Xúc tác cố định E500, RD150Pt 0.6 Gián đoạn
Pt 0.375-0.75
(Pt, Re)
Hiện nay trên thế giới tồn tại 2 loại công nghệ Reforming chủ yếu là công nghệ tái sinh bán liên tục và công nghệ tái sinh liên tục (CCR)
- So sánh hai công nghệ tái sinh liên tục và bán liên tuc:
Bảng 2.7: So sánh các thông số công nghệ của 2 quá trình CR
Công nghệ tái sinh bán liên tục
Công nghệ tái sinh liên tục (CCR)
Ưu điểm của công nghệ CCR so vơi công nghệ tái sinh bán liên tục:
- Công nghệ CCR cho xăng Reformate có RON rất cao, thậm chí từ nhữngnguồn nguyên liệu kém chất lượng mà không ảnh hưởng tới chu kì táisinh
- Có thể hoạt động liên tục suốt năm Sản xuất và cung cấp liên tục hydro
là nhu cầu không thể thiếu trong một nhà mày lọc dầu hiện đại
- Có thể chất xúc tác kém ổn định theo thời gian nhưng độ chọn lọc củaCXT cao hơn nhằm tăng hiệu suất thu sản phẩm
Trang 26- Giảm lượng khí tuần hoàn (Do tỷ số H2/HC giảm), dẫn tới làm giảm hiệusuất thu sản phẩm và giảm chi phí vận hành
- Giảm áp suất vận hành, làm tăng hiệu suất thu Reformate và khí H2
2.2 Giới thiệu phân xưởng Reforming xúc tác liên tục NMLD Dung Quất
Trang 272.2.1 Mục đích của phân xưởng:
Trang 28Mục đích của phân xưởng Reforming xúc tác nhằm chế biến phân đoạnnaphtha đã được xử lý bằng hydro của dầu thô Bạch Hổ để sử dụng làm cấu tửpha trộn xăng có chỉ số octane cao.
Công suất của phân xưởng là 21100 BPSD (tương đương 103496 kg/h) chế biến naphtha nặng từ phân xưởng NHT (012) và naphtha ngọt
Công nghệ reforming xúc tác sử dụng xúc tác lưỡng chức để chuyển hóa phân đoạn naphtha có chỉ số octane thấp thành cấu tử pha trộn xăng có chỉ số octane cao hơn Phản ứng chính của reforming xúc tác là chuyển hóa naphthen thành các hợp chất aromatic (phản ứng nhanh và có hiệu suất cao) Sự chuyển hóa củaParaffin là rất nhỏ và các hợp chất Aromatic hầu như không thay đổi khi đi qua phânxưởng
Chỉ số octane RONC yêu cầu của sản phẩm reformate là 102
LPG là một sản phẩm có giá trị, nên cần phải thu hồi tối đa LPG trong naphtha
Khí giàu hydro (Hydrogen rich gas) là một sản phẩm khác của các phản ứngreforming xúc tác, được sử dụng cho việc vận hành các phân xưởng khác như: NHT,ISOM Do đó, CCR là một phân xưởng mang tính quyết định trong nhà máy
Sơ đồ sau thể hiện toàn bộ các dòng công nghệ và phụ trợ liên quan tới các phân xưởng khác
Trang 292.2.2 Điều kiện môi trường của phân xưởng:
Nhiệt độ không khí
Trang 3060mm trong 30 phút108.1mm trong 60 phút
Trang 31Trong nguyên liệu Naphtha của phân xưởng platforming chứa các hợp chấtparaffin, naphthene và aromatic từ C6 tới C11 Mục đích của quá trình Reforming là sảnxuất các hợp chất aromatic từ naphthene và paraffin, hoặc để sản xuất nhiên liệu động
cơ (do chỉ số octane cao) hay là nguồn cung cấp aromatic Khi sử dụng làm nhiên liệuđộng cơ, nguyên liệu naphtha thường chứa các hợp chất hydrocacbon từ C6 tới C10 vàcần tối đa lượng xăng được chưng cất từ dầu thô Khi sử dụng để cung cấp hợp chấtaromatic, nguyên liệu naphtha thường chứa các phân đoạn hydrocacbon có độ chọn lọccao hơn (C6 ; C6-C7 ;C6-C8 ;C7-C8), những phân đoạn này là nguồn cung cấp aromatic.Trong cả 2 trường hợp bản chất hóa học của naphtha đều giống nhau Tuy nhiên tronghầu hết các trường hợp sản xuất các hợp chất aromatic, các phản ứng của hydocacbon
C6 và C7 đều xảy ra chậm và khó thúc đẩy
Naphtha từ những nguồn dầu thô khác nhau có mức độ dễ reforming khác nhau.Mức độ dễ reforming khác nhau do thành phần hydrocacbon (paraffin, naphthene,aromatic) quyết định Hydrocacbon thơm đi qua phân xưởng platforming không bịthay đổi Hầu hết naphthene chuyển hóa thành aromatic với tốc độ nhanh và hiệu suấtcao, đây là phản ứng cơ bản của platforming Paraffin là hợp chất khó chuyển hóanhất Trong điều kiện phản ứng có độ khốc liệt thấp, độ chuyển hóa paraffin thànharomatic cao hơn nhưng vẫn ở mức độ thấp và không hiệu quả
Sản phẩm
- Fuel Gas ( đến U37)
- H2 make up ( đến U12, U23, LCO HDT)
- LPG (đến bể chứa trung gian)
- Reformate ( đến bể TK-5107)
Tiêu chuẩn sản phẩm reformate
Reformat được đưa đến bể chứa TK-5107 để phối trộn xăng
Bảng 2.10 Tính chất của reformate
Tính chất Giá trị Phương pháp thử
Bảng 2.11 Thành phần của sản phẩm reformat:
Trang 32Cấu tử Reformate (%mol)
Dòng sản phẩm đỉnh của tháp tách butan (Debutanizer) được xử lý tại thiết bị
xử lý hợp chất Clo, sau đó đưa đến bể chứa TK-5212 A/B/C/D/E
Hàm lượng C5 trong sản phẩm LPG không vượt quá 1.1%mol
Bảng 2.12 Thành phần của LPG chưa xử lí Clo
Cấu tử
LPG chưa ổn định (%mol)
Trang 33Bảng2.13 Thành phần của khí hydro ở chế độ vận hành bình thường
2.2.5 Công nghệ của phân xưởng Reforming xúc tác liên tục NMLD Dung Quất
Hiện nay, phân xưởng Reforming xúc tác của NMLD Dung Quất áp dụng côngnghệ CCR Platforming của UOP với các thiết bị phản ứng chồng lên nhau thành mộtkhối Xúc tác chuyển động từ thiết bị phản ứng trên xuống thiết bị phản ứng dưới
Trang 34cùng, sau đó xúc tác đã làm việc được chuyển sang thiết bị tái sinh để khôi phục lạihoạt tính rồi nạp lại thiết bị phản ứng thứ nhất tạo thành một chu kỳ khép kín.
Mô tả quá trình:
Phân xưởng CCR chia làm 2 khu vực chính:
A Khu vực phản ứng (Platforming section):
Xử lý phân đoạn Heavy Naphtha từ phân xưởng NHT để sản xuất xăng có chỉ
số octane cao làm cấu tử phối trộn xăng thương phẩm Phản ứng cơ bản của quá trìnhnày là chuyển hóa naphthene thành aromatic với sự có mặt của xúc tác, trong khi đóchỉ có một lượng nhỏ paraffin chuyển thành aromatic Sản phẩm phụ là H2 được dùngcho các phân xưởng khác như NHT, ISOM, LCO-HDT Ngoài ra LPG là sản phẩm cógiá trị nên được thu hồi triệt để và chuyển đến bể chứa hình cầu
Trang 35Hình 2.6 Sơ đồ công nghệ của khu vực phản ứng
a Khu vực tiền gia nhiệt nguyên liệu
Nguyên liệu của phân xưởng platforming là naphtha nặng đã được xử lý từ thápSplitter của phân xưởng NHT (Unit 12), đi vào phân xưởng qua bộ điều khiển lưulượng (013-FIC-003) Nguyên liệu đi qua thiết bị lọc để loại bỏ các hạt rắn có thể làmtắc thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm E-1301
Ở điều kiện vận hành bình thường, nguyên liệu được cung cấp trực tiếp từNaphtha Splitter (T-1202) qua thiết bị trao đổi nhiệt E-1206 trước khi vào phân xưởng
Trước khi nguyên liệu đưa qua thiết bị trao đổi nhiệt E-1301, hợp chất Sulfideđược đưa vào nhờ bơm P-1306A/B Chloride cũng được đưa vào dòng nguyên liệutrước E-1301 bởi bơm P-1304A/B
Dòng khí tuần hoàn giàu H2 cũng được trộn với nguyên liệu tại đầu vào củathiết bị trao đổi nhiệt E-1301 Hỗn hợp nguyên liệu lỏng và khí tuần hoàn được traođổi nhiệt với dòng sản phẩm đi ra tại thiết bị E-1301 (thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm
có các dòng đi ngược chiều nhau để giảm tối thiểu độ sụt áp qua thiết bị và tối đa thuhồi nhiệt)
Sau đó, dòng nguyên liệu đi qua lò gia nhiệt (Charge Heater H-1301) và đượcgia nhiệt đến nhiệt độ vận hành thiết kế (549OC) nhờ bộ điều khiển 013-TIC-001 trướckhi đi vào thiết bị phản ứng thứ nhất
b Lò gia nhiệt nguyên liệu và các lò gia nhiệt trung gian
Hệ thống gia nhiệt bao gồm 1 lò gia nhiệt cho nguyên liệu (Charge Heater 1301) và 3 lò gia nhiệt trung gian (Inter-Heater H-1302/1303/1304) giữa các thiết bịphản ứng Trong các thiết bị phản ứng, các phản ứng xảy ra hầu như thu nhiệt Vì vậy,nhiệt độ đầu ra của mỗi thiết bị phản ứng thấp hơn nhiệt độ đầu vào Chức năng củacác lò gia nhiệt trung gian là gia nhiệt cho các dòng ra đến nhiệt độ phản ứng cho cácthiết bị phản ứng tiếp theo Dòng ra khỏi đáy Reactor R-1301 được gia nhiệt bởi H-
H-1302 và vào đỉnh của R-H-1302 Dòng ra khỏi R-H-1302 được gia nhiệt bởi H-1303 và đưađến R-1303 Cứ tiếp tục như thế cho đến khi dòng sản phẩm ra khỏi R-1304
Lò gia nhiệt nguyên liệu và các lò gia nhiệt trung gian trong phân xưởngPlatforming của UOP được đặt nằm trong một hộp chung có các buồng đốt khác nhau
Lò gia nhiệt sử dụng vùng đối lưu để thu hồi nhiệt từ khí thải phục vụ việc sản xuất hơinước cao áp
Trang 36Hình 2.7 Lò gia nhiệt
Khí nhiên liệu cho hệ thống lò gia nhiệt được cung cấp từ phân xưởng
037, khí nhiên liệu này là hỗn hợp các khí từ các phân xưởng khác
Bảng 2.14 Thông số chính của các lò gia nhiệt
có nghĩa là dòng nguyên liệu vào từ đỉnh thiết bị phản ứng và đi xuyên qua lớp xúc tác
Trang 37từ phía ngoài vào trong Sau đó dòng công nghệ dạng hơi đi vào ống gom đặt ở tâmthiết bị phản ứng (center pipe) và ra khỏi thiết bị.
Xúc tác đi vào đỉnh của thiết bị phản ứng, chảy dọc xuống và đi ra ở đáy Phânxưởng Platforming được lắp đặt hệ thống tái sinh xúc tác CCR, các thiết bị phản ứngđược thiết kế chồng lên nhau và các thiết bị bên trong được thiết kế cho phép xúc tácchuyển động theo nhiều dòng từ thiết bị phản ứng số 1 xuống thiết bị phản ứng tiếptheo Có hệ thống vận chuyển xúc tác từ thiết bị phản ứng sang hệ thống tái sinh xúctác và ngược lại
Hình 2.8 Thiết bị phản ứng Platforming
Chất xúc tác từ phân xưởng CCR đi vào vùng khử ở đỉnh đầu Surge Pot SurgePot này có một thiết bị hạt nhân cấp tín hiệu cho Lock Hopper số 2 chuyển chất xúc tácnhiều hơn và một cặp nhiệt điện (TI-311) trong không gian hơi Nếu nhiệt độ ở đâytăng cao, nó là một dấu hiệu của chảy ngược từ các thiết bị phản ứng
Từ Surge Pot, chất xúc tác chảy qua các ống trao đổi nhiệt và được làm nóng lênbởi dòng nguyện liệu của thiết bị phản ứng 1 đi ngoài ống Một dòng H2 recycle và
Trang 38booster gas cũng chảy xuống qua các ống trao đổi nhiệt này Sự kết hợp của hàm lượng
H2 cao và nhiệt độ cao là cần thiết cho sự hoạt động của xúc tác
Phần lớn H2 (khoảng 90%) rời khỏi đáy nồi thông qua một ống dẫn đến một ốnghút ở mặt bên của thiết bị phản ứng Khí này được chuyển đến một thiết bị làm mátbằng không khí, và sau đó đưa vào vùng Recontact hoặc lò đốt của phân xưởng Mộtphần nhỏ của dòng H2 chảy xuống qua ống dẫn xúc tác do chênh lệch áp suất giữavùng Reduction và thiết bị phản ứng 1
Xúc tác đi vào thiết bị phản ứng 1 và chảy xuống các thiết bị phản ứng tiếp theothông qua các đường ống chuyển chất xúc tác và ra ngoài Các chất xúc tác sót lại ởthiết bị phản ứng cuối rơi vào bộ phận thu thập xúc tác ở đáy
Hình2.9 Đường đi của xúc tác và hỗn hợp phản ứng
Nguyên liệu vào thiết bị phản ứng từ phía trên, đi xuống các rãnh rồi đi xuyênqua các tầng xúc tác để vào bên trong ống trung tâm và cuối cùng ra ngoài Nhiệt độdòng lưu chất giảm nhanh khi đi qua lớp xúc tác do các phản ứng thu nhiệt mạnh, vìvậy cần thiết phải gia nhiệt cho dòng lưu chất trước khi đi vào thiết bị thứ 2 để tạo điềukiện thuận lợi cho phản ứng xảy ra Một sự thay đổi nhỏ về nhiệt độ có thể làm ảnhhưởng đến các phản ứng, nhiệt độ đầu vào thiết bị phản ứng được điều khiển cẩn thậnbằng các bộ điều khiển nhiệt độ 013-TIC-001/003/005/007 đặt tại đầu ra của các lò gianhiệt Các bộ điều khiển nhiệt độ này sẽ điều chỉnh dòng khí nhiên liệu cấp cho các lògia nhiệt H-1301/1302/1303/1304
Dòng H2 recycle từ máy nén tuần hoàn cũng được cho vào đáy R-1304 để cungcấp cho những phản ứng tiêu thụ H2, một phần đẩy các HC bám trên xúc tác
d Dòng sản phẩm của phản ứng
Dòng sản phẩm ra khỏi thiết bị phản ứng thứ 4 được chia làm 2 dòng:
Trang 39- Một dòng được sử dụng để gia nhiệt cho dòng khí tuần hoàn đi vào đáy thiết bịphản ứng số 4 Nhiệt độ dòng khí tuần hoàn ra khỏi thiết bị trao đổi nhiệt E-1302 (bộđiều khiển nhiệt độ 13-TIC-013) sẽ điều khiển dòng sản phẩm vào thiết bị trao đổinhiệt này.
- Dòng còn lại được làm nguội bằng cách trao đổi nhiệt với dòng nguyên liệutrong thiết bị E-1301
Hai dòng này được hợp lại với nhau sau thiết bị E-1301 và tiếp tục được làmnguội tại thiết bị trao đổi nhiệt bằng không khí E-1303 Sau khi làm nguội, dòng sảnphẩm được đưa đến thiết bị tách D-1301 để tách dòng khí giàu H2 ra khỏi sản phẩmlỏng
Dòng khí còn lại, gọi là Net Gas, được làm mát tại thiết bị E-1304 sau đó đượcđưa đến cụm thu hồi X-1301 để thu hồi LPG /reformate còn trong dòng khí
Áp suất của hệ thống thiết bị phản ứng được điều khiển bằng cách điều khiểnlưu lượng dòng khí ra khỏi thiết bị D-1301 Việc điều khiển áp này được thực hiệnbằng cách sử dụng bộ điều khiển 013-PIC-004 để điều khiển hai van điều khiển 013-PV-004B đưa khí đến hệ thống thu hồi và 013-PV-004A xả khí ra hệ thống đuốc
Dòng lỏng từ thiết bị tách D-1301 được bơm đi bằng bơm 013-P-1301A/B dưới
sự kiểm soát và điều khiển của bộ điều khiển mức 013-LIC-002, sau đó kết hợp vớidòng sản phẩm lỏng từ cụm thu hồi X-1301
f Máy nén tuần hoàn
Máy nén tuần hoàn nén dòng H2 từ đỉnh thiết bị tách D-1301, hồi lưu một phần
về kết hợp với dòng nguyên liệu, phần còn lại qua cụm X Máy nén hoạt động nhờ tuabin hơi CT-1301, lấy năng lượng từ dòng HP Steam có P= 42.3 kg/cm2 , T=380OC
Hơi thấp áp từ đầu xả của tua bin được ngưng tụ tại thiết bị ngưng tụ E-1311 (sửdụng nước làm mát) Nước ngưng tụ được bơm đến hệ thống nước ngưng chân không
Các thông số chính máy nén tuần hoàn :
+ Năng suất : 49.856 kg/h
Trang 40+ Nhiệt độ vào : 46OC+ Nhiệt độ ra : 120.5OC+ Áp suất vào : 3.5 kg/cm2 ( thường 2.5 )+ Áp suất ra : 7.5 kg/cm2 ( thường 6.7)
g Cụm thu hồi (Recovery Plus System): còn được gọi là cụm X
Hình 2.10 Sơ đồ công nghệ cụm thu hồi (Recovery Plus System)
Cụm thu hồi lỏng gồm 5 hệ thống sau:
- Hệ thống làm lạnh
Hệ thống làm lạnh của cụm thu hồi là một vòng kín được nén áp Dòng môi chấtlàm lạnh propan đi qua van điều kiển LV-571 vào thiết bị Chiller X-1301-E-03 DòngRich Net Gas và Lean Oil đi trong một hệ thống ống riêng biệt và được làm lạnh bằnghơi của môi chất làm lạnh Hơi của môi chất làm lạnh ra khỏi Chiller và đi vào đầu hútcủa máy nén X-1301-C-01 Trong máy nén, hơi của môi chất làm lạnh tiếp xúc vớidòng dầu tổng hợp tuần hoàn Dòng dầu này sẽ hỗ trợ quá trình nén trong khi bôi trơn
và làm mát máy nén Năng lượng cơ học và dầu nóng sẽ gia nhiệt cho môi chất làm