Mô phỏng phân xưởng thu hồi Propylene (PRU) Dung Quất

Ngoài ra propylenecòn được sử dụng trong một nhà máy lọc dầu để alkyl hóa, xúc tác trùng hợp và sửdụng trong phản ứng dime hóa, sản xuất hỗn hợp xăng có chỉ số octane cao.. - Phân xưởng

Phần mở đầu

Propylene là một một chất có vai trò quan trọng trong công nghiệp tổng hợp hữu hóa dầu Nó được sử dụng trong sản xuất một loạt các sản phẩm hóa dầu nhưpolypropylene, acrylonitrile, cumene, rượu, tổng hợp oxo propylen oxit, axit acrylic,isopropyl rượu và hóa chất polygas Riêng Polypropylene chiếm khoảng một nửalượng tiêu thụ propylene thế giới, do đó thúc đẩy nhu cầu sản xuất Ngoài ra propylenecòn được sử dụng trong một nhà máy lọc dầu để alkyl hóa, xúc tác trùng hợp và sửdụng trong phản ứng dime hóa, sản xuất hỗn hợp xăng có chỉ số octane cao Vì vậy,propylene là nguồn cung cấp nguyên liệu cho ba lĩnh vực: nhà máy lọc dầu (70%), hóachất (92- 96%), và polymer (99,6%) Hiện nay, propylene chủ yếu được sản xuất từquá trình: steam cracking naphta và cracking xúc tác (FCC) Ngoài ra có thể sử dụngcác phương pháp khác như: olefin metathesis, MTO/MTP (methanol to olefin/Methanol to propylene) và dehydro hóa propane Khoảng 68% propylene thế giớiđược sản xuất bởi quá trình steam cracking và khoảng 29% được sản xuất bởi quátrình FCC 3% còn lại được sản xuất thông qua dehydro hóa propane và olefinmetathesis Sản lượng propylene toàn cầu hiện tại khoảng 54 triệu tấn/năm và có giátrị khoảng 17 tỷ USD Phần lớn propylene sản xuất và tiêu thụ tập trung ở miền Bắc

cơ-Mỹ, Tây Âu và Nhật Bản Những vùng đất đó chiếm khoảng 70% nhu cầu và khoảng68% công suất thế giới

Nhu cầu propylene dự kiến tăng nhanh và gần gấp đôi trong 10 năm tới, sản lượng dựkiến khoảng 100 triệu tấn vào năm 2019 với tốc độ tăng trưởng 4,7%/năm Chính sựgia tăng này đã thúc đẩy quá trình sản xuất propylene ngày một phát triển mạnh mẽhơn Tại Việt Nam, propylene chủ yếu được sản xuất từ quá trình FCC Do vậy, em xinchọn đề tài:” mô phỏng phân xưởng thu hồi propylene của nhà máy lọc hóa dầu DungQuất” làm đề tài đồ án kỹ sư

MỤC LỤC

Phần mở đầu 1

MỤC LỤC 2

Chương 1: TỔNG QUAN 7

1.1 Propylene 7

1.1.1 Tính chất vật lý 7

1.1.2 Tính chất hóa học [2] 7

1.1.3 Các thông số kĩ thuật liên quan đến vận chuyển và tồn trữ 8

1.1.4 Ứng dụng va quy mô thị trường 9

1.1.4.1 Ứng dụng 9

1.1.4.2 Quy mô sản xuất và tiêu thụ [3] 9

1.2 Nhà máy lọc dầu Dung Quất 11

1.2.1 Giới thiệu chung [4] 11

Chương 2: Dây chuyền sản xuất 21

2 Dây chuyền công nghệ 21

Chương 3: Mô phỏng phân xưởng thu hồi Propylene (PRU) 22

3 Mô phỏng phân xưởng thu hồi Propylene (PRU) 22

3.1 Giới thiệu phần mềm mô phỏng HYSYS 22

3.2 Mô phỏng phân xưởng thu hồi Propylene (PRU) 22

3.2.1 Các thông số đầu vào 23

3.2.1.1 Mô phỏng cụm tháp tách C 4+ 24

3.2.1.2 Mô phỏng cụm tháp tách ethane 30

3.2.1.3 Mô phỏng cụm tháp tách propane 35

3.2.2 Tính toán cân bằng vật chất và cân bằng năng lượng 54

3.2.3.1 Tính toán cân bằng vật chất 55

3.2.3.2 Tính toán cân bằng năng lượng 56

KẾT LUẬN 57

Danh mục tài liệu tham khảo 58

Danh mục Hình

Hình 1.1: Công thức cấu tạo của propylene

Hình 1.2: Phân bố lượng tiêu thụ propylene trên thế giới năm 2016

Hình 1.3: Sơ đồ nhà máy lọc hóa dầu Dung Quất

Hình 1.4: Cấu hình nhà máy lọc dầu Dung Quất

Hình 1.5: Bản vẽ PFD cụm tháp tách C4+

Hình 1.6: Bản vẽ PFD cụm tháp tách Ethane

Hình 1.7: Bản vẽ PFD cụm tháp tách Propane

Hình 3.1 : Case mô phỏng phân xưởng PRU

Hình 3.2: Tab worksheet thiết bị tách bap ha D-2101

Hình 3.3: Tab worksheet thiết bị trao đổi nhiệt E-2101

Hình 3.4: Tab worksheet thiết bị làm mát E-2104

Hình 3.5: Tab Design của tháp tách C4+

Hình 3.6: Tab Spec của tháp tách C4+

Hình 3.7: Tab Design bơm P-2103A/B

Hình 3.8: Tab worksheet bơm P-2103A/B

Hình 3.9: Tab worksheet thiết bị gia nhiệt E-102

Hình 3.10: Tab worksheet thiết bị tách hai pha D-2107

Hình 3.11: Thành phần dòng ra của tháp tách hai pha D-2107

Hình 3.12: Tab design tháp T-2102

Hình 3.13: Tab Specs tháp T-2102

Hình 3.14: Tab design van VLV-102

Hình 3.15: Tab worksheet van VLV-102

Hình 3.16: Tab Design thiết bị làm mát bằng nước E-2109

Hình 3.17: Tab Worksheet thiết bị E-2109

Hình 3.18: Case tháp chung thu hồi propylene

Hình 3.19: Kết quả mô phỏng trước khi thay tháp tách

Hình 3.20: Case mô phỏng sau khi đã thay đổi tháp tách T-2013

Hình 3.21a: Thiết lập Shortcut Distillation cho tháp chưng

Hình 3.21b: Thiết lập Shortcut Distillation cho tháp chưng

Hình 3.21c: Thiết lập Shortcut Distillation cho tháp chưng

Hình 3.22: Tab design của tháp T-2103

Hình 3.23: Tab Specs của tháp T-2103

Hình 3.24: Nồng độ cấu tử Propene khi chưa có hồi lưu

Hình 3.25a: Tab Design thiết bị tách pha D-2104

Hình 3.25a: Tab Design thiết bị tách pha D-2104

Hình 3.26: Tab Design của máy nén C-2101

Hình 3.27: Tab Worksheet của máy nén C-2101

Hình 3.28: Tab Design Parameters của TEE-100

Hình 3.29: Tab Design thiết bị trao đổi nhiệt E-2112A/B/C/D/E/F

Hình 3.30: Tab Worksheet thiết bị trao đổi nhiệt E-2112A/B/C/D/E/F

Hình 3.31: Tab Design của thiết bị làm lạnh E-2111

Hình 3.32: Tab Worksheet của thiết bị làm lạnh E-2111

Hình 3.33: Tab Design của Mix-100

Hình 3.34: Tab Worksheet của Mix-100

Hình 3.35: Tab Design của thiết bị tách hai pha D-2105

Hình 3.36: Tab Worksheet của thiết bị tách hai pha D-2105

Hình 3.37: Tab Design của TEE-101

Hình 3.38: Tab Design Parameter của TEE-101

Hình 3.39: Tab design thiết bị trao đổi nhiệt E-2110

Hình 3.40: Tab worksheet thiết bị trao đổi nhiệt

Hình 3.41: Tab Desiegn của TEE-102

Hình 3.42: Tab thiết lập công cụ Recycle

Hình 3.43: Tab design của tháp T-2103

Hình 3.44: Tab Specs của tháp T-2103

Hình 3.45: Tab Worksheet thiết bị làm mát E-2106

Hình 3.46: Tab Design Recyle 1

Hình 3.47: Tab Design MIX-101

Hình 3.48: Tab Design thiết bị tách pha D-2104

Hình 3.49: Tab Design công cụ Recycle

Hình 3.50: Dòng sản phẩm Propylene sau khi hoàn thành mô phỏng

Hình 3.51: Tab tính toán cân bằng vật chất toàn hệ thống

Hình 3.52: Tab tính toán cân bằng năng lượng toàn hệ thống

Danh mục Bảng

Bảng 1.1 Tính chất vật lý của propylene

Bảng 1.2: Các thông sô liên quan đến cháy nổ

Bảng 1.3: Cơ cấu sản phẩm của Nhà máy

Propylene là chất khí không màu ở điều kiện thường.

Tính chất vật lý của propylene được trình bày trong bảng 1.1

ứng trùng hợp Một số phản ứng và sản phẩm điển hình nhận được từ propylene đượctrình bày dưới đây:

a) Phản ứng cộng

Các tác nhân phản ứng như halogen (Cl2, Br2), hydro halogenua (HCl, HBr), cácaxit hypohalogen (HOCl, HOBr), nước, axit sunfuric đều có thể cộng được vào nốiđôi của propylene cho các hợp chất no tương ứng Các phản ứng với tác nhân trênđều theo cơ chế cộng electrophil (AE)

1.1.3 Các thông số kĩ thuật liên quan đến vận chuyển và tồn trữ

- Mức xếp loại nguy hiểm (Phân loại theo hệ thống hài hòa toàn cầu GHS):

Khí dễ cháy (loại 1)

Khí nén dưới áp suất, khí hóa lỏng

- Cảnh báo nguy hiểm:

Khí cực kỳ dễ cháy

Tồn trữ dưới áp suất cao, có thể nổ nếu gia nhiệt

Bảng 1.2: Các thông sô liên quan đến cháy nổ [2]

Peroxit

500-6000C

Giới hạn nồng độ cháy, nổ trên (% hỗn hợp với không khí) 11.1 % (V)Giới hạn nồng độ cháy, nổ dưới (% hỗn hợp với không khí) 2% (V)

- Tính ổn định: Ổn định trong các điều kiện bảo quản bình thường

Trong các ngành công nghiệp và nhà xưởng, Propylene được sử dụng làm nhiên liệuthay thế cho axetylen trong việc hàn và cắt kim loại Oxy

1.1.4.2 Quy mô sản xuất và tiêu thụ [3]

Propylene là một nguyên liệu quan trọng để sản xuất các hợp chất hữu cơ nhưpolypropylene, acrylonitrile, propylen oxit và rượu oxo, cũng như một loạt các sảnphẩm công nghiệp khác Trong năm 2015, tổng lượng sản xuất cho propylene trên toànthế giới là 94.2 triệu tấn, trong đó khoảng 67% tổng số propylene sản xuất cho sử dụnghóa chất trên toàn thế giới, như dùng để sản xuất nhựa trong khi acrylonitrile chiếm

khoảng 6% Phần còn lại được sử dụng trong sản xuất các hợp chất trung gian hóa họcnhư axit acrylic, cumene và rượu oxo.

Các thị trường tiêu thụ propylene chính là Đông Bắc Á (chủ yếu là Trung Quốc), Bắc

Mỹ (chủ yếu là Hoa Kỳ), và Tây Âu, chiếm khoảng 74% lượng tiêu thụ toàn cầu trongnăm 2016 Hoa Kỳ và đặc biệt là thị trường Trung Quốc sẽ có sự tăng trưởng đáng kể

và chiếm phần lớn tổng nhu cầu propylene trong giai đoạn 2016–2021 Mặc dù thịtrường propylene ở Tây Âu được dự báo sẽ gấn như không đổi trong giai đoạn dự báo,nhưng nhiều khả năng vẫn là thị trường lớn thứ ba thế giới

Hình 1.2: Phân bố lượng tiêu thụ propylene trên thế giới năm 2016 [3]

Dẫn xuất hóa học chủ chủ yếu được sản xuất từ propylene là polypropylene, tiếp theo

là propylene oxide, acrylonitrile, cumene và axit acrylic Đối với các thành phẩm,propylen được tìm thấy chủ yếu trong hàng hóa thành phẩm (xe hơi và đồ nội thất),bao bì và các sản phẩm hạ tầng (nhà cửa và nhà ở), do đó nhu cầu propylene gắn liềnvới nền kinh tế chung Tiêu thụ propylen ngày càng được kết nối với các nền kinh tếđang nổi (đặc biệt là Trung Quốc), nơi mà việc cải thiện mức sống và đô thị hóa ngàycàng tăng, thúc đẩy việc sử dụng ngày càng nhiều loại polyme và hóa chất Trong năm

năm qua, tốc độ tăng nhu cầu propylene đã được duy trì ở mức khoảng 4% mỗi năm,với Đông Bắc Á chiếm 67% các nhu cầu mới.

Năng suất sản xuất propylene được dự báo sẽ được phát triển chủ yếu ở các thị trường

có khả năng tăng trưởng cao như Đông Bắc Á và Bắc Mỹ

Trong năm năm tới, nhu cầu propylen dự kiến sẽ tăng trưởng với tốc độ khoảng 4%mỗi năm, chủ yếu là do sự phát triển kinh tế mạnh mẽ ở châu Á Polypropylene được

dự báo sẽ thúc đẩy tăng trưởng nhu cầu cho propylene trên toàn cầu

Các khu vực dự kiến sẽ có mức tăng trưởng lớn nhất về nhu cầu sẽ là Trung Quốc, Hoa

Kỳ, Trung Đông, và các nước CIS và Baltic Trong số các khu vực tiêu thụ truyềnthống, Nhật Bản và Tây Âu được dự báo vẫn ổn định hoặc giảm

1.2.1 Giới thiệu chung [4]

- Nhà máy lọc dầu Dung Quất nằm tại Khu kinh tế Dung Quất, thuộc các xã BìnhThuận và Bình Trị, huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi Mặt bằng nhà máy gồm

có 5 khu vực chính: khu vực chính của nhà máy, khu bể chứa thương phẩm, khucảng xuất sản phẩm, phao rót dầu một điểm neo, nhà máy sản xuấtpolypropylen được nối với nhau bằng hệ thống tuyến ống và đường bộ

Hình 1.3: Sơ đồ nhà máy lọc hóa dầu Dung Quất [4]

- Diện tích sử dụng:

- Khu nhà máy chính : 2782525.9 m2

- Khu bể chứa thương phẩm : 241929.5 m2

- Nhà máy sản xuất PP: 129014 m2

- Khu 2 bể chứa dầu thô bổ sung: 133396 m2

- Khu lưu trữ và văn phòng làm việc: 24478 m2

1.2.2 Công suất chế biến và nguyên liệu:

- Công suất thiết kế của nhà máy là 6,5 triệu tấn dầu thô/năm Công suất thực tếcủa nhà máy hiện nay là 110% công suất thiết kế

- Nguyên liệu theo thiết kế ban đầu

Giai đoạn 1: 100% dầu thô Việt Nam (dầu thô Bạch Hổ)

Giai đoạn 2: dầu thô hỗn hợp (85% dầu Bạch Hổ + 15% dầu Dubai)

Tuy nhiên trên thực tế, do trữ lượng mỏ Bạch Hổ giảm nhanh nên từ tháng8/2010 nguồn nguyên liệu đầu được thay thế bằng hỗn hợp dầu chua Ban đầudầu chua của Dubai được sử dụng Tuy nhiên để không phụ thuộc quá nhiềuvào một nguồn cung cấp nên hiện nay Nhà máy đã chế biến thành công từ 15loại dầu từ các khu vực khác nhau trên thế giới: Azeri Light (của Azerbaijan);ESPO (của Nga); Champion, SLEB (của Brunei); Kikeh, Labuan, Miri (củaMalaysia), Kaji Semoga (của Indonesia); NKossa(của Congo); Amna (của

Libya), Đại Hùng, Tê Giác Trắng, Sư Tử Đen, Chim Sáo, Thăng Long (của ViệtNam) [5].

1.2.3 Các sản phẩm của Nhà máy

Sản phẩm của Nhà máy và sản lượng được thể hiện trong bảng sau:

Bảng 1.3: Cơ cấu sản phẩm của Nhà máy

Tên sản phẩm Sản lượng ( nghìn tấn/năm)

Dầu hỏa/Nhiên liệu phản lực Jet A1 220-410

1.2.4 Cấu hình Nhà máy [6]

Hình 1.4: Cấu hình nhà máy lọc dầu Dung Quất [6]

Nhà máy lọc hóa dầu Dung Quất có 14 phân xưởng Công nghệ, 10 phân xưởng PhụTrợ, phân xưởng Ngoại vi (Offsite)

Phân xưởng Công nghệ:

- Phân xưởng chưng cất dầu thô ở áp suất khí quyển (CDU)

- Phân xưởng xử lý Naphta bằng Hyđrô (NHT)

- Phân xưởng reforming xúc tác liên tục (CCR)

- Phân xưởng cracking xúc tác cặn dầu (RFCC)

- Phân xưởng thu hồi Propylen (PRU)

- Phân xưởng tái sinh Amine (ARU)

- Phân xưởng xử lý LPG (LTU)

- Phân xưởng xử lý nước chua (SWS)

- Phân xưởng trung hòa kiềm (CNU)

- Phân xưởng xử lý Kerosene (KTU)

- Phân xưởng thu hồi Lưu huỳnh (SRU)

- Phân xưởng xử lý Naphta của RFCC (NTU)

- Phân xưởng đồng phân hóa Naphta nhẹ (IZOMER hóa)

- Phân xưởng xử lý LCO bằng Hydro (LCO-HTD)

Phân xưởng phụ trợ:

- Hệ thống cấp nước (nước uống, nước công nghệ và nước khử khoáng), 031(Water Systems)

U Hệ thống hơi nước và nước ngưng, U-032 (Steam and condensate Unit)

- Phân xưởng nước làm mát, U-033 (Cooling Water)

- Hệ thống lấy nước biển, U-034 (Seawater Intake)

- Phân xưởng khí điều khiển và khí công nghệ, U -035(Instrument and Plant Air)

- Phân xưởng sản xuất Nitơ U-036 (Nitrogen System)

- Phân xưởng Khí nhiên liệu, U-037(Fuel Gas System)

- Hệ thống dầu nhiên liệu của Nhà máy, U-038(Refinery Fuel Oil System)

- Phân xưởng cung cấp kiềm, U-039(Caustic Supply System)

- Nhà máy điện, U-040(Power Generation System)

Các phân xưởng bên ngoài hàng rào:

- Khu bể chứa trung gian, U-051 (Refinery Tankage)

- Khu bể chứa sản phẩm, U-052 (Product tank farm)

- Khu xuất xe bồn, U-053 (Truck Loading)

- Phân xưởng phối trộn sản phẩm, U-054 (Product Blending)

- Phân xưởng Flushing Oil, U-055

- Phân xưởng dầu thải, U-056 (Slops)

- Hệ thống đuốc đốt, U-057 (Flare)

- Phân xưởng xử lý nước thải, U-058 (Effluent Treatment Plant, ETP)

- Hệ thống nước cứu hỏa, U-059 (Firewater System)

- Khu bể chứa dầu thô, U-060 (Crude Tank Farm)

- Hệ thống ống dẫn sản phẩm, U-071 (Interconnecting Pipelines)

- Nhà máy sản xuất PolyPropylen

Vận hành nhà máy:

Dầu thô được nhập vào nhà máy lọc dầu để chế biến thông qua hệ thống phao rótdầu một điểm neo (SPM) có khả năng tiếp nhận tàu có trọng tải từ 80.000 đến 150.000tấn (Sau khi nâng cấp, mở rộng 300.000 tấn) và đường ống dẫn dầu từ phao đến khu

bể chứa dầu thô dài khoảng 4,2km

Dầu thô được bơm vào khu bể chứa dầu thô gồm 08 bể có dung tích bằng nhaumỗi bể là 65.000m3 Sau đó dầu thô được bơm vào tháp chưng cấp khí quyển có Côngsuất 140 ngàn thùng một ngày để tách thành các phân đoạn như: Gas, Naptha,Kerosen, Gas oil nặng và nhẹ và cặn khí quyển

Khí Gas được đưa đến phân xưởng chế biến Gas và thu hồi Propylene để cho rakhí hóa lỏng và Propylene đưa qua nhà máy Polypropylene để chế biến hạt nhựa.Naptha được đưa đến các phân xưởng công nghệ để nâng cao chỉ số octan phốitrộn xăng

Kerosen được đưa đến phân xưởng xử lý kerosen để cho ra nhiên liệu phản lựcJet A1 và dầu hỏa

Gas oil nặng và nhẹ được đưa đến các phân đoạn xử lý cho ra dầu diesel

Cặn khí quyển được đưa đến phân xưởng xử lý để cho ra các sản phẩm: xăng,diesel, dầu nhiên liệu…

Toàn bộ các phân xưởng công nghệ và phụ trợ của Nhà máy được điều hành tạiNhà điều khiển trung tâm thông qua hệ thống điều khiển phân tán DCS hiện đại có

chức năng điều khiển, giám sát, ghi nhận, lưu trữ và hiển thị dữ liệu về quá trình vậnhành của Nhà máy.

Để phục vụ cho các phân xưởng công nghệ hoạt động, NMLD có 10 phân xưởngphụ trợ như Nhà máy điện, các phân xưởng cung cấp khí nén và khí điều khiển, hóachất, nước làm mát, nước cứu hỏa và nước sinh hoạt, khí nhiên liệu, dầu nhiên liệu,phân xưởng xử lý nước thải

Các sản phẩm từ khu vực công nghệ được đưa đến chứa tại khu bể chứa trunggian, tại đây các sản phẩm được kiểm tra chất lượng và phối trộn với tỉ lệ hợp lý trướckhi đưa ra khu bể chứa sản phẩm bằng đường ống dài khoảng 7 km

Các sản phẩm của nhà máy được chứa trong 22 bể chứa thành phẩm và xuất bánbằng đường bộ và cảng xuất bằng đường biển để xuất bán tất cả các sản phẩm của Nhàmáy

Cảng xuất sản phẩm bằng đường biển đặt trong vịnh Dung Quất cách Khu bểchứa sản phẩm khoảng 3 km Cảng xuất sản phẩm bằng đường biển xuất các sản phẩmqua 6 bến xuất cho tàu có trọng tải từ 1.000 đến 30.000 tấn

Nhằm ngăn sóng, bảo vệ khu Cảng xuất sản phẩm của NMLD và các công trìnhkhác trong vịnh Dung Quất, một Đê chắn sóng được xây dựng với tổng chiều dài gần1.600m, mặt đê rộng 11 m, chiều cao đê so với mặt nước biển từ 10 đến 11m

1.3 Phân xưởng thu hồi Propylene (PRU).

1.3.1 Ví trí, vai trò của phân xưởng PRU

Phân xưởng thu hồi Propylene (PRU) nằm trong cụm những phân xưởng xử lýkhí của Nhà máy lọc dầu, nhằm mục đích chính là tách propylene ra khỏi hỗnhợp khí từ phân xưởng Cracking xúc tác phần cặn (RFCC) đê đưa đi sản xuấtPolypropylene (PP) Thực tế tại nhà máy lọc dầu Dung Quất, phân xưởng thuhồi Propylene (PRU) được thiết kế để xử lý dòng hỗn hợp C3/C4 (có lẫn C2) đến

từ phân xưởng RFCC Dòng nguyên liệu này đã được xử lý mercaptan, H2S,

CO2 bằng kiềm từ phân xưởng xử lý LPG (LTU), sau đó sẽ được tách và tinhchế Propylene tại PRU để đạt độ tinh khiết lên tới 99,6% khối lượng

Phân xưởng thu hồi Propylene (PRU) gồm các cụm thiết bị sau:

- Tách C4+

- Tách Ethane

đi vào tháp tách tại đĩa 12 Do chênh lệch về nhiệt độ sôi, cấu tử C4+ có nhiệt độ sôicao hơn sẽ là sản phẩm đáy tháp, các cấu tử C3, C2 sẽ đi ra ở đỉnh tháp

Hơi đi ra từ đỉnh tháp T-2101 có nhiệt độ 53,10C, áp suất 20 kg/cm2-g, đượcngưng tụ hoàn toàn trong thiết bị ngưng tụ sản phẩm đỉnh (E-2102A-D), thiết bị ngưng

tụ bằng nước lạnh và đi vào bình hồi lưu (D-2102) Tại đây, sản phẩm đỉnh sẽ đượctách nước, phần lỏng nhẹ của từ bình (D-2102) được hồi lưu một phần bằng bơm (P-

2101 A/B), phần còn lại, hỗn hợp C3 và các thành phần nhẹ hơn được bơm đến thápDe-ethanizer

Dòng sản phẩm đáy có nhiệt độ 110.80C, áp suất 20.5 kg/cm2-g, được đem đigia nhiệt cho dòng nguyên liệu vào Dòng sản phẩm đáy chứa phần lớn là cấu tử C4

được đưa bến bồn chứa

1.3.3 Cụm tháp tách Ethane

Hình 1.6: Bản vẽ PFD cụm tháp tách Ethane [7]

Thuyết minh sơ đồ: Sản phẩm lỏng lấy ra từ đỉnh tháp tách C4+ chứa chủ yếu C2,

C3 sẽ là nguyên liệu cho tháp De-ethanizer (T-2102) Tháp có 66 đĩa, dòng nguyên liệu

sẽ được đưa vào đĩa thứ 20 Trong quá trình chưng tách, cấu tử C2 có nhiệt độ sôi thấphơn được lấy ra ở đỉnh tháp, các cấu tử C3 sẽ được lấy ra ở đáy tháp

Dòng hơi được lấy ra từ đỉnh tháp chứa chủ yếu là ethan có nhiệt độ 42.70C , ápsuất 27 kg/cm2-g được làm ngưng tụ một phần và đi vào bình hồi lưu (D-2103) Phầnhơi C2 được lấy ra và đưa đến hệ thống chứa khí Phần lỏng nhẹ được hổi lưu quay trởlại tháp tách Pha lỏng nặng là pha nước được lấy ra ngoài

Dòng lỏng đáy có nhiệt độ 67.20C, áp suất 27.6 kg/cm2-g được làm lạnh bằngnước và được đưa sang tháp thu hồi Propylene

1.3.4 Cụm tháp tách Propane

Hơi Propylen từ đỉnh tháp T-2103 được trộn với hơi bình hồi lưu của tháp 2105) và dòng Propylen được tách ra sau khi trao đổi nhiệt ở thiết bị làm lạnh đỉnhtháp de-ethan (E-2106), sau đó dòng sẽ được đưa vào bình ổn định

(D-Dòng hơi sau khi được ổn định sẽ được đưa vào máy nén Sau khi nén, hơi hóalỏng và nhiệt độ cao Khí sau khi nén được chia thành 2 dòng Một dòng được đi dướiđiều khiển lưu lượng như tác nhân nóng để đun sôi đáy tháp (E-2111) và sau đó đếnbình hồi lưu D-2105 Phần còn lại được đưa đến thiết bị ngưng tụ Propylen (E-2112A-F), được làm lạnh bằng nước và đi đến D-2105

Hơi lấy ra từ bình hồi lưu D-2105 được trộn với hơi từ đỉnh tháp như vừa nói ởtrên Lỏng từ D-2105 được chia thành 2 dòng Một dòng dưới áp suất của D-2105được trao đổi nhiệt với dòng nguyên liệu tại E-2110 và sau đó được tách thành 2 dòng.Phần đầu được đưa đến T-2103 làm dòng hồi lưu, phần thứ 2 được đưa đến E-2106như tác nhân lạnh Dòng lỏng còn lại lấy ra từ bình hồi lưu được bơm đến hệ thống lọc

và thu được sản phẩm Propylene với độ tinh khiết lên đến 99.6% klg Propane từ đáytháp T-2103 được bơm bằng bơm P-2105A/B được đưa đến bồn chứa LPG.

Chương 2: Dây chuyền sản xuất

2 Dây chuyền công nghệ

Dây chuyền công nghệ được thể hiện trong hình bên dưới

Chương 3: Mô phỏng phân xưởng thu hồi Propylene (PRU)

3 Mô phỏng phân xưởng thu hồi Propylene (PRU)

Hiện nay trong lĩnh vực công nghệ hóa học có rất nhiều phần mềm mô phỏng củacác công ty phần mềm đã được phát triển và sử dụng rộng rãi trong tính toán côngnghệ, như: PRO/II, Dynsim (Simsci); HYSYS, HTFS, STX/ACX, BDK (AspenTech),trong đó HYSYS là một trong những phần mềm rất thông dụng và phổ biến

Sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ hóa học trong thế kỉ XXI, đòi hỏi mỗi kỹ sưcông nghệ cần phải hiểu và sử dụng thành thạo ít nhất một trong số các phần mềm môphỏng phổ biến trên

HYSYS là công cụ mô phỏng công nghệ rất mạnh phục vụ cho nghiên cứu tínhtoán thiết kế công nghệ của các kỹ sư trên cơ sở hiểu biết về các quá trình công nghệhóa học HYSYS đáp ứng các yêu cầu công nghệ nền tảng cơ bản cho mô hình hóahọc và mô phỏng các quá trình công nghệ từ khai thác tới chế biến trong các nhà máy

xử lú khí và nhà máy làm lạnh sâu, cho đến các quá trình công nghệ lọc hóa dầu vàcông nghệ hóa học HYSYS rất mạnh trong mô phỏng tĩnh Ở mức độ cơ bản, việchiểu biết và lựa chọn đúng các công cụ mô phỏng và các cấu tử cần thiết, cho phép môhình hóa và mô phỏng các quá trình công nghệ một cách phù hợp và tin cậy Điều quantrọng nhất là phải hiểu biết sâu quá trình công nghệ trước khi bắt đầu thực hiện môphỏng

Sử dụng HYSYS giúp giảm chi phí cho quá trình công nghệ do có thể tối ưu cácthiết bị trong dây chuyền mà vẫn đảm bảo được yêu cầu về chất lượng sản phẩm.HYSYS cho phép tính toán vấn đề tận dụng nhiệt, tối ưu được vấn đề năng lượngtrong quá trình sản xuất, tuần hoàn nguyên liệu nhằm tăng hiệu suất của quá trình.UNISIM có một thư viện mở các thiết bị, các cấu tử và cung cấp phương tiện để liênkết với các cơ sở dữ liệu khác, cho phép mở rộng phạm vi chương trình và rất gần vớithực tế công nghệ

Bản đồ án này được em sử dụng phần mềm HYSYS V7.3 để mô phỏng

3.2 Mô phỏng phân xưởng thu hồi Propylene (PRU)

Case mô phỏng phân xưởng thu hồi Propylene (PRU)

Hình 3.1: Case mô phỏng phân xưởng PRU

3.2.1 Các thông số đầu vào

Năng suất: 77240kg/hrThành phần dòng nguyên liệu:

H2S 0.00

Nhiệt độ dòng nguyên liệu: 400C

Áp suất dòng nguyên liệu: 14 kg/cm2.g

- Thiết bị trao đổi nhiệt với đáy tháp T-2101: E-2101

- Thiết bị làm mát sản phẩm đáy tháp T-2101: E-2104

Do chế độ làm việc của Hysys V7.3 không mô phỏng được thiết bị ngưng tụ đỉnhtháp và bình hồi lưu nên bản mô phỏng xin được phép chọn chế độ ở Condenser làTotal, tức sản phẩm đỉnh 7 lấy ra là lỏng, và một dòng nước 6 được tách ra từCondenser Ngoài ra, dòng đi ra thiết bị tách 2 pha D-2106 không chứa khíhydrocacbon nên không mô phỏng trong phân xưởng

Thông số các thiết bị:

- Tháp tách ba pha D-2101:

Hình 3.2: Tab worksheet thiết bị tách bap ha D-2101

- Thiết bị trao đổi nhiệt E-2101: Phần lỏng nhẹ từ tháp tách ba pha D-2101

sẽ qua van VLV-103 rồi được gia nhiệt lên 700C bằng thiết bị trao đổinhiệt với đáy tháp T-2101

Hình 3.3: Tab worksheet thiết bị trao đổi nhiệt E-2101

- Thiết bị làm mát E-2104: Dòng sản phẩm đáy tháp T-2101 (C4+) sau khitrao đổi nhiệt ở E-2101, sẽ được làm mát về 400C nhờ thiết bị làm mátbằng nước E-2104 rồi đưa đi lưu trữ

Hình 3.4: Tab worksheet thiết bị làm mát E-2104

Lưu lượng dòng sản phẩm (kgmole/h) 650 Chọn Spec*

Nồng độ cấu tử Propene trên đỉnh 72.59 Chọn Spec*

* Chọn Spec với điều kiện trên để lưu lượng sản phẩm đạt theo yêu cầu

Hình 3.5: Tab Design của tháp tách C4+

Hình 3.6: Tab Spec của tháp tách C4+

Dòng ra tại đỉnh tháp T-2101 có nhiệt độ 50,90C được bơm P-2013A/B bơm sang thiết

bị gia nhiệt E-102 để gia nhiệt lên 510C để đạt nhiệt độ vào tháp tách propane T-2102

Hình 3.7:Tab Design bơm P-2103A/B

Hình 3.8:Tab worksheet bơm P-2103A/B