ĐỒ ÁN NHÀ MÁY LỌC HÓA DẦU

- Phân đoạn Heavy Gas Oil HGO được trực tiếp đưa đi phối trộn DO/FO.Khi cần, một phần của dòng HGO được đưa sang phân xưởng LCO Hydrotreater - Cặn chưng cất khí quyển sẽ được đưa sang là

Sinh viên

Nguyễn Hữu Thiên

Mục lục

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG ĐỒ ÁN

1 Hình 1.1 Sơ đồ vị trí nhà máy Lọc dầu Dung Quất 4

2 Hình 1.2 Sơ đồ công nghệ NMLD Dung Quất 6

4 Hình 2.2 Sơ đồ công nghệ phân xưởng SWS 14

5 Hình 2.3 Thiết bị thu hồi hydrocacbon và ván dầu 15

6 Hình 2.4 Hai tháp tách của phân xưởng SWS 18

7 Hình 2.5 Cụm thiết bị chứa và bơm hóa chất của phân

11 Hình 3.2 Nhập cấu tử đầu vào trên Hysys V7.2 31

12 Hình 3.3 Chọn hệ nhiệt động cho bản mô phỏng 32

13 Hình 3.4 Môi trường mô phỏng chính trên Hysys V7.2 32

14 Hình 3.5 Sơ đồ khối của phân xưởng SWS ở chế độ vận

15 Hình 3.6 Sơ đồ mô phỏng phân xưởng SWS ở chế độ

16 Hình 3.7 Môi trường con của tháp T – 1802 39

17 Hình 3.8 Sự thay đổi nhiệt độ qua các đĩa trên tháp T –

18 Hình 3.9 Môi trường con của tháp T – 1801 41

19 Hình 3.10 Sự thay đổi nhiệt độ qua các đĩa trên tháp T –

22 Hình 3.13 Môi trường con của tháp T – 1801-chế độ BH 47

23 Hình 3.14 Sự thay đổi nhiệt độ qua các đĩa trên tháp T –

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TRONG ĐỒ ÁN

1 1.1 Cơ cấu sản phẩm của nhà máy Lọc dầu Dung Quất 5

2 1.2 Danh mục các phân xưởng phụ trợ và ngoại vi của nhàmáy Lọc dầu Dung Quất 11

3 2.1 Thành phần nguyên liệu của phân xưởng SWS trườnghợp chạy dầu Bạch Hổ 13

4 2.2 Thành phần nguyên liệu của phân xưởng SWS trườnghợp chạy dầu hỗn hợp 13

5 2.3 Tiêu chuẩn dòng nước sau khi được xử lý 14

6 2.4 Cân bằng vật chất của phân xưởng SWS ở chế độ chạydầu Bạch Hổ 20

7 2.5 Cân bằng vật chất của phân xưởng SWS ở chế độ chạy

8 2.6 Các điều kiện biên cho dòng nguyên liệu và sản phẩm 21

9 2.7 Bảng mô tả hoạt động sử dụng hóa chất 22

11 3.1 Thành phần và lưu lượng nguyên liệu vào phân xưởngSWS ở chế độ vận hành 1 tháp 34

12 3.2 Thành phần và lưu lượng nguyên liệu vào phân xưởngSWS ở chế độ vận hành 2 tháp 35

13 3.3 Thông số kĩ thuật của tháp T – 1802 54

14 3.4 Thông số kĩ thuật của tháp T – 1801 56

15 4.1 Kết quả mô phỏng dòng nguyên liệu đi vào tháo T –1802 60

16 4.2 Kết quả mô phỏng dòng khí chua đi tới phân xưởngSRU 61

17 4.3 Kết quả mô phỏng dòng nước đi ra từ đáy tháp T –

18 4.4 Kết quả mô phỏng dòng khí chua đi tới Incinerator 62

19 4.5 Kết quả mô phỏng dòng nước chua đã được xử lý 63

đi ra khỏi tháp T – 1801

21 4.7 Dòng nước chua đã được xử lý đi ra khỏi tháp T –1801 66

22 4.8 Bảng so sánh kết quả mô phỏng một số dòng chính sovới thiết kế ở chế độ vận hành 1 tháp 68

23 4.9 Bảng so sánh kết quả mô phỏng một số dòng chính sovới thiết kế ở chế độ vận hành 2 tháp 69

BẢNG CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG ĐỒ ÁN

STT Từ viết tắt Tên đầy đủ

1 SWS Sour Water Stripper

3 SRU Sulphur Recovery Unit

4 CDU Crude Oil Distillation Unit

5 RFCC Residue Fluid Catalytic Cracking

7 CCR Continous Catalytic Reforming

8 LCO-HDT Light Cycle Oil Hydrotreating

Là quốc gia xuất khẩu dầu thô nhưng hàng năm Việt Nam phải nhập khẩu toàn

bộ sản phẩm xăng dầu Cụ thể năm 2005, Việt Nam phải nhập trên 12 triệu tấn xăngdầu Theo Bộ Tài chính, chỉ riêng quý I/2005, Nhà nước phải bỏ ra 4.870 tỉ đồng để

bù lỗ cho việc nhập khẩu xăng dầu nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng trong nước Việcđầu tư xây dựng Nhà máy lọc dầu Dung Quất cho phép chúng ta chế biến dầu thôtrong nước, đảm bảo từng bước về an ninh năng lượng, giảm bớt sự phụ thuộc vàonguồn cung cấp xăng dầu từ nước ngoài, góp phần vào sự nghiệp đẩy mạnh côngnghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước Theo tính toán của dự án, NMLD Dung Quất đivào hoạt động với công suất 6,5 triệu tấn/năm, sẽ đáp ứng được khoảng 33% nhucầu sử dụng xăng dầu trong nước [7]

Bên cạnh đó, việc đầu tư xây dựng NMLD Dung Quất còn là động lực to lớn

để thúc đẩy phát triển kinh tế, xã hội của tỉnh Quảng Ngãi và các tỉnh, thành phốtrong vùng kinh tế trọng điểm Miền Trung và là điều kiện quan trọng nhằm đảm bảo

an ninh quốc phòng, góp phần thực hiện hai nhiệm vụ chiến lược hiện nay là xâydựng và bảo vệ tổ quốc

Tuy nhiên ngoài việc phát triển kinh tế, xã hội, công nghiệp hóa hiện đại hóađất nước thì việc bảo vệ, giảm thiểu ô nhiễm môi trường cũng là một nhiệm vụ vôcùng quan trọng Môi trường sống – cái nôi của nhân loại đang ngày càng ô nhiễmtrầm trọng cùng với sự phát triển của xã hội Bảo vệ môi trường là mối quan tâmkhông chỉ của riêng của một quốc gia nào mà là nghĩa vụ của toàn cầu Quá trìnhcông nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước làm cho môi trường tại các khu côngnghiệp, nhà máy và tại các đô thị lớn bị suy giảm nghiêm trọng Đây là mối lo ngạilớn cho các cơ quan quản lý nhà nước cũng như toàn thể người dân trong khu vực

Ô nhiễm môi trường nói chung và ô nhiễm môi trường nước do nước thải côngnghiệp đang là vấn đề nan giải ở Việt Nam cũng như trên toàn thể giới

Trong quá trình lọc dầu, nước được dùng nhiều trong các quá trình trao đổinhiệt, trong các quá trình hấp thụ, giải hấp thụ cũng như trong chưng cất dầu thô….Một lượng lớn các chất độc hại như H2S, NH3, Phenol, HCN… có trong các dòngcông nghệ sẽ đi vào dòng nước và bị giữ lại gây ra ô nhiễm nghiêm trọng cho dòngnước công nghệ cũng như dòng nước thải Chính vì thế vấn đề xử lý nước côngnghệ và nước thải trong nhà máy lọc dầu Dung Quất luôn luôn được quan tâm vàchú trọng hàng đầu

Phân xưởng xử lý nước chua (SWS) trong nhà máy lọc dầu Dung Quất là mộtphân xưởng công nghệ quan trọng Đây là phân xưởng được tiến hành chạy thử thứ

2 ngay sau khi phân xưởng chưng cất dầu thô đi vào chạy thử Sự mất ổn định củaphân xưởng SWS sẽ dẫn đến sự nhà máy mất ổn định, phải bổ sung thêm dòng nướccông nghệ hay phải dừng hoàn toàn hoạt động của nhà máy nếu không sớm khắcphục được sự mất ổn định tại phân xưởng này Việc mô phỏng lại hoạt động củaphân xưởng là vô cùng quan trọng Điều này sẽ giúp chúng ta đánh giá được khảnăng, hiệu suất hoạt động của phân xưởng và từ đó sẽ đưa ra được các thông số vậnhành phù hợp nhất cho từng thời điểm khi nguồn nguyên liệu của phân xưởng có sựbiến đổi Ngoài ra việc mô phỏng còn giúp chúng ta tiên liệu được những sự cố cóthể xảy ra liên quan tới việc thay đổi thông số vận hành, nguồn nguyên liệu, yêu cầusản phẩm đầu ra…

Xuất phát từ những thực tế trên và sự chỉ dẫn, giúp đỡ tận tình của thầy giáo

-ThS Đoàn Văn Huấn tác giả đã hoàn thành đồ án với đề đề tài : “Tìm hiểu công

nghệ và mô phỏng phân xưởng xử lý nước chua của nhà máy Lọc hóa dầu Dung Quất bằng phần mềm Hysys”

Cấu trúc đồ án

Đồ án bao gồm 3 chương Chương 1 giới thiệu tổng quan về NMLD DungQuất Chương 2 sẽ đi tìm hiểu công nghệ của phân xưởng xử lý nước chua trongNMLD Dung Quất Chương 3 mô phỏng lại phân xưởng ở chế độ tĩnh và chế độđộng bằng phần mềm Hysys Chương 4 là kết quả mô phỏng và thảo luận các kếtquả đã đạt được Trong đó tác giả sẽ chú trọng vào chương 2 và chương 3 của đồ ánnhằm tìm hiểu công nghệ và mô phỏng lại phân xưởng một cách hoàn chỉnh nhất

Em xin chân thành cảm ơn !

Nguyễn Hữu Thiên

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY LỌC HÓA DẦU DUNG QUẤT

1.1. Giới thiệu về nhà máy Lọc hóa dầu Dung Quất

Nhà máy lọc dầu Dung Quất được khởi công xây dựng từ 28/1/2005 và bắtđầu đi vào hoạt động từ năm và cho dòng sản phẩm đầu tiên ngày 23/2/2009 Ngày

6 tháng 1 năm 2011, nhà máy lọc dầu Dung Quất được khánh thành Nhà máy hiện

do Công ty TNHH một thành viên lọc hóa dầu Bình Sơn (BSR) quản lý [7]

Vốn đầu tư xây dựng: 2,5 tỷ USD

Chủ đầu tư: Tập đoàn dầu khí quốc gia Việt Nam

1.1.2. Địa điểm và diện tích sử dụng

Địa điểm: Đặt tại Khu kinh tế Dung Quất, thuộc địa bàn các xã Bình Thuận

và Bình Trị, huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi

Diện tích sử dụng: Mặt đất khoảng 338 ha; mặt biển khoảng 471 ha

Hình 1.1: Sơ đồ vị trí nhà máy Lọc dầu Dung Quất [7].

Mặt bằng dự án gồm có 4 khu vực chính: các phân xưởng công nghệ và phụtrợ; khu bể chứa dầu thô; khu bể chứa sản phẩm cảng xuất sản phẩm; phao rót dầukhông bến và hệ thống lấy và xả nước biển Những khu vực này được nối với nhaubằng hệ thống đường ống với đường phụ liền kề

1.1.3. Công suất chế biến và nguyên liệu

Công suất chế biến: 6,5 triệu tấn dầu thô/năm; tương đương 148.000thùng/ngày

Nguyên liệu: 100% dầu thô Bạch Hổ (Việt Nam) hoặc dầu thô hỗn hợp (85%dầu thô Bạch Hổ + 15% dầu thô Dubai)

- Bên cạnh đó nhà máy sản xuất lưu huỳnh và năng lượng phục vụ

riêng cho toàn nhà máy

Việc chỉnh sửa thiết kế tổng thể đã cho phép nhà máy sản xuất ra cơ cấu sảnphẩm mới có chất lượng cao hơn, đón đầu và cạnh tranh được với thị trường xăngdầu trong khu vực cũng như thế giới

Bảng 1.1: Cơ cấu sản phẩm của nhà máy Lọc dầu Dung Quất

Nhiên liệu cho nhà máy 470 - 490

1.2 Các phân xưởng công nghệ chính của nhà máy

Nhà máy có 14 phân xưởng công nghệ chính:

Hình 1.2 : Sơ đồ công nghệ NMLD Dung Quất [7].

1.2.1 Phân xưởng chưng cất khí quyển, U-011 (CDU)

Công suất thiết kế 6,5 triệu tấn dầu thô/năm

a Mục đích: Phân xưởng Chưng cất khí quyển có nhiệm vụ phân tách dầu thô

nguyên liệu thành các phân đoạn thích hợp cho các quá trình chế biến hạ nguồntrong nhà máy

b Nguyên liệu: Dầu thô từ khu bể chứa (060)

được sang bể chứa Kerosene cũng có thể được sử dụng để phối trộn Diesel Oil(DO) hoặc Fuel Oil (FO) khi cần

- Phân đoạn Light Gas Oil (LGO) được trực tiếp đưa đi phối trộn DO Khi cần,một phần của dòng LGO được đưa sang phân xưởng LCO Hydrotreater

- Phân đoạn Heavy Gas Oil (HGO) được trực tiếp đưa đi phối trộn DO/FO.Khi cần, một phần của dòng HGO được đưa sang phân xưởng LCO Hydrotreater

- Cặn chưng cất khí quyển sẽ được đưa sang làm nguyên liệu cho phân xưởngResidue Fluid Catalytic Cracking (RFCC) để cho ra các sản phẩm có giá trị thươngmại cao

1.2.2 Phân xưởng Naphtha Hydrotreater, U-012 (NHT)

a Mục đích: Phân xưởng xử lý Naphtha bằng Hydro sử dụng thiết bị phản ứng

một tầng xúc tác cố định để khử các tạp chất Lưu huỳnh, Nitơ có trong FRN (FullRange Naphtha) từ phân xưởng CDU, chuẩn bị nguyên liệu cho phân xưởng ISOM

và CCR

b Nguyên liệu:

- Naphta từ phân xưởng CDU

- Hydro từ phân xưởng CCR

c Sản phẩm:

- Light Naphtha (LN) đưa sang phân xưởng Light Naphtha Isomerization Unit –ISOM

- Heavy Naphtha (HN) đưa sang phân xưởng Reforming – CCR

1.2.3 Phân xưởng Reforming, U-013 (CCR)

a Mục đích: Phân xưởng Reforming sử dụng thiết bị phản ứng lớp xúc tác

động để chuyển hóa các Parafin trong nguyên liệu HN từ phân xưởng NHT thànhhợp chất thơm có chỉ số octane cao làm phối liệu pha trộn xăng

b Nguyên liệu: Naphta nặng từ phân xưởng NHT

c Sản phẩm :

- Hydro hình thành từ quá trình thơm hóa Hydrocacbon ,đáp ứng toàn bộ nhucầu Hydro trong nhà máy

- LPG phối trộn với các nguồn LPG khác trước khi được đưa sang bể chứa

- Reformate có chỉ số Octane cao, là cấu tử pha trộn xăng có chất lượng cao

1.2.4 Phân xưởng Isome hóa, U-023 (ISOM)

a.Mục đích: Phân xưởng ISOM sử dụng hai thiết bị phản ứng lớp xúc tác cố

định để chuyển hóa các Parafin mạch thẳng trong nguyên liệu LN đến từ NHT

thành Parafin mạch nhánh có chỉ số Octane cao, cải thiện chất lượng xăng thànhphẩm

b Nguyên liệu: Naphta nhẹ từ phân xưởng NHT

c.Sản phẩm: Isomerate đến bể chứa trung gian để pha trộn xăng.

1.2.5 Phân xưởng xử lý Kerosene, U-014 (KTU)

a Mục đích: KTU được thiết kế sử dụng kiềm để trích ly, làm giảm hàm lượng

Mercaptan, H2S, Naphthenic acide trong dòng Kerosene đến từ CDU đồng thời táchloại toàn bộ nước có trong Kerosene trước khi đưa sang bể chứa

b Nguyên liệu: Kerosene từ phân xưởng CDU

c Sản phẩm: Kerosene thành phẩm phải đạt tiêu chuẩn của Jet A1 Do nhu cầu

hiện nay về dầu đốt (KER) là rất nhỏ do đó khi có nhu cầu, Jet A1 sẽ được bán nhưKER thương phẩm Ngoài ra một phần Kerosene thành phẩm có thể được sử dụnglàm phối liệu cho DO/FO khi cần

1.2.6 Phân xưởng Cracking xúc tác tầng sôi, U-015 (RFCC)

a Mục đích: RFCC được thiết kế để cracking dòng nguyên liệu nặng là cặn

chưng cất thành nhiều dòng sản phẩm nhẹ có giá trị cao hơn như Naphta, LCO…

b. Nguyên liệu: Cặn chưng cất từ CDU

c. Sản phẩm:

- Off gas sử dụng làm khí nhiên liệu trong nhà máy

- Hỗn hợp C3/C4 làm nguyên liệu cho phân xưởng LTU trước khi được đưasang phân xưởng thu hồi Propylene

- Dòng RFCC Naphtha làm nguyên liệu cho phân xưởng NTU sau đó đưa điđến bể chứa trung gian để pha trộn xăng

- Light Cycle oil ( LCO): được đưa đi xử lý ở phân xưởng LCO HDT sau đóđưa đi đến bể chứa trung gian để pha trộn dầu Diesel

- Decant Oil (DCO) : làm nguyên liệu pha trộn FO hoặc nguyên liệu cho nhàmáy

1.2.7 Phân xưởng xử lý LPG, U-016 (LTU)

a Mục đích: LTU được thiết kế sử dụng kiềm để trích ly, làm giảm hàm

lượng Mercaptan, H2S, COS, CO2 khỏi dòng LPG nguyên liệu đến từ Gas Plant củaphân xưởng RFCC Quá trình trích ly được tiến hành trong hai thiết bị mắc nối tiếptrong đó dòng LPG và dòng kiềm di chuyển ngược chiều LPG đã xử lý được đưasang phân xưởng thu hồi Propylene Kiềm thải được đưa sang phân xưởng trunghòa kiềm thải (CNU)

b. Nguyên liệu: LPG từ Gas Plant của phân xưởng RFCC

c Sản phẩm: LPG đã xử lý được đưa sang phân xưởng thu hồi Propylene

(PRU)

1.2.8 Phân xưởng xử lý Naphtha từ RFCC, U-017 (NTU)

a.Mục đích: NTU được thiết kế để loại bỏ các tạp chất của lưu huỳnh (chủ

yếu là Mercaptan) và phenol của phân đoạn Naphtha từ RFCC dựa trên nguyên tắctrích ly giữa dòng RFCC Naphtha và dòng kiềm tuần hoàn Dòng Naphtha sảnphẩm được đem đi phối trộn xăng thương phẩm hoặc đưa vào bể chứa trung gian.Kiềm thải được đưa sang phân xưởng trung hòa kiềm thải (CNU)

b.Nguyên liệu: RFCC Naphta từ phân xưởng RFCC

c.Sản phẩm : RFCC đã xử lý đưa đến bể chứa trung gian để pha trộn xăng.

1.2.9 Phân xưởng xử lý nước chua, U-018 (SWS)

a.Mục đích: Phân xưởng bao gồm một bình tách sơ bộ và hai tháp chưng cất

có nhiệm vụ loại bỏ NH3 và H2S khỏi dòng nước chua thải ra từ các phân xưởngcông nghệ trước khi nước thải được đưa đi xử lý ở phân xưởng xử lý nước thải(ETP) Một phần nước chua sản phẩm của phân xưởng SWS được đưa về thiết bịtách muối trong phân xưởng CDU Khí chua được đưa về phân xưởng thu hồi lưuhuỳnh Khí chua từ bình tách sơ bộ được đưa đi đốt tại đuốc đốt khí chua

b.Nguyên liệu: Dòng nước chua thải ra từ các phân xưởng công nghệ.

c.Sản phẩm : Nước thải đưa đi xử lý ở phân xưởng xử lý nước thải (ETP)

1.2.10 Phân xưởng tái sinh amine, U-019 (ARU)

a Mục đích : Phân xưởng được thiết kế để loại bỏ khí chua khỏi dòng Amine

bẩn từ phân xưởng RFCC và LCO HDT Amine bẩn được đưa vào bình ổn định, tạiđây xảy ra quá trình tách loại Hydrocacbon lỏng khí, trước khi vào tháp tái sinh.Sau khi được loại bỏ khí chua amine được đưa trở lại các tháp hấp thụ trong phânxưởng RFCC và LCO HDT Một phần dòng amine sạch này sẽ đi qua thiết bị lọc đểloại bỏ các tạp chất cơ học Khí chua sẽ được đưa qua phân xưởng thu hồi lưuhuỳnh SRU

b Nguyên liệu : Dòng amin bẩn từ phân xưởng RFCC và LCOHDT

c Sản phẩm : Amin sạch được đưa trở lại các tháp hấp thụ trong phân xưởng

RFCC và LCOHDT

1.2.11 Phân xưởng trung hòa kiềm thải, U-020 (CNU)

a Mục đích : Kiềm được trung hòa bởi axit sulfuric đến độ pH nằm trong

khoảng 6 - 8 trước khi đưa sang xử lý ở phân xưởng xử lý nước thải Khí chua tạothành được đốt ở Incinerator trong phân xưởng SRU

b Nguyên liệu:

-Phenolic Caustic từ phân xưởng NTU và phân xưởng ETP( gián đoạn)

-Alkaline water từ NHT gián đoạn

-Naphthenic Caustic: từ các phân xưởng LCOHDT, KTU,LTU

c Sản phẩm:

-Nước thải : đưa sang xử lý ở phân xưởng ETP

-Khí chua: được đốt ở Incinerator trong phân xưởng SRU

-Acid oil/ Kerosene: đến bể chứa dầu nhiên liệu FO

1.2.12 Phân xưởng thu hồi Propylene, U-021 (PRU)

a Mục đích: Phân xưởng PRU được thiết kế để phân tách thu hồi Propylene

trong dòng LPG đến từ phân xưởng LTU Propylene sản phẩm phải được làm sạchđến phẩm cấp Propylene dùng cho hóa tổng hợp (99,6 % wt)

b Nguyên liệu : LPG từ phân xưởng xử lý LPG ( Unit 016-LTU)

c Sản phẩm :

- Propylene : đến phân xưởng PP

- LPG : đến bể chứa sản phẩm(Unit 052)

- Hỗn hợp C4 : đến bể chứa trung gian (Unit 051 ) để pha trộn xăng

1.2.13 Phân xưởng thu hồi lưu huỳnh, U-022 (SRU)

a Mục đích : Tại phân xưởng SRU, các dòng khí chua từ ARU, SWS, CNU sẽ

được xử lý bằng công nghệ Claus để thu hồi Lưu huỳnh hoặc được đốt ởIncinerator Lưu huỳnh sản phẩm ở trạng thái rắn và được xuất bán bằng xe tải

b Nguyên liệu :

Các dòng khí chua : từ các phân xưởng ARU , SWS, CNU

c Sản phẩm :

Lưu huỳnh : ở trạng thái rắn được xuất bán bằng xe tải

1.2.14 Phân xưởng xử lý LCO bằng Hydro, U-024 (LCO HDT)

a Mục đích : LCO HDT sử dụng Hydro và xúc tác để làm sạch các tạp chất

như Lưu huỳnh, Nitơ và Oxi đồng thời làm bão hòa các hợp chất olefin trongnguyên liệu LCO

b Nguyên liệu : LCO từ phân xưởng RFCC

c Sản phẩm : HDTLCO đã xử lý,được đưa đến bể chứa trung gian để pha trộn

Diesel và FO

1.3 Các phân xưởng phụ trợ và khu vực ngoại vi

Bảng 1.2: Danh mục các phân xưởng phụ trợ và ngoại vi của nhà máy Lọc

dầu Dung Quất

Phân xưởng phụ

trợ

Hệ thống hơi nước và nước ngưng (Steam and

Phân xưởng nước làm mát (Cooling water) U-033

Hệ thống lấy nước biển (Sea water intake) U-034Phân xưởng khí điều khiển và khí công nghệ

(Instrument and Plant Air) U-035Phân xưởng sản xuất Nito (Nitrogen System) U-036

Hệ thống dầu nhiên liệu của nhà máy U-038

Phân xưởng

ngoại vi

(Offsite

Facilities)

Phân xưởng phối trộn sản phẩm (Product

Phân xưởng dầu rửa (Flushing oil) U-055Phân xưởng dầu thải (Slops) U-056

Phân xưởng xử lý nước thải(Effluent

Hệ thống nước cứu hỏa (Firewater System) U-059Khu bể chứa dầu thô ( Crude Tank Farm) U-060

Hệ thống ống dẫn sản phẩm (Interconnecting

CHƯƠNG 2: PHÂN XƯỞNG XỬ LÝ NƯỚC CHUA TRONG NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT, U-018 (SWS)

Hình 2.1: Phân xưởng SWS [2]

2.1 Cơ sở thiết kế

2.1.1 Nhiệm vụ của phân xưởng

Phân xưởng xử lý nước chua (SWS) được thiết kế để xử lý các dòng nướcchua được phối trộn từ phân xưởng CDU, NHT, RFCC, LCO-HDT, hệ thống đuốcchua và CCR

Nước đã qua xử lý được đưa đến phân xưởng CDU sử dụng để tách muối hoặcđến phân xưởng ETP

Phân xưởng xử lý nước chua SWS được thiết kế với lưu lượng nguyên liệu74.2 m3/h tương ứng với trường hợp chạy dầu Bạch Hổ Với trường hợp chay dầuhỗn hợp (85% dầu thô Bạch Hổ + 15% dầu thô Dubai) lưu lượng nguyên liệu sẽ là82.91 m3/h Phân xưởng này có khả năng vận hành với công suất 40% đến 100%lưu lượng thiết kế

2.1.2 Đặc điểm dòng nguyên liệu

Nguyên liệu của phân xưởng SWS được kết hợp các dòng nước chua đến từphân xưởng CDU, NHT, RFCC, LCODHT, hệ thống đuốc chua và CCR Nhưngthông thường dòng nguyên liệu đến từ hệ thống đuốc chua và CCR là không có, nếu

có thì lưu lượng ít và thành phần thay đổi Do đó, các dòng này không được sử dụngtính toán trong quá trình thiết kế

a. Thành phần nguyên liệu theo thiết kế :

Thành phần nguyên liệu theo thiết kế của dòng nước chua đến phân xưởngnhư sau [3] :

Bảng 2.1: Thành phần nguyên liệu phân xưởng SWS trường hợp chạy dầu Bạch Hổ

-b. Công suất nguyên liệu theo thiết kế :

Nguyên liệu theo thiết kế đến phân xưởng SWS như sau :

Lưu lượng nguyên liệu theo thiết kế (tấn/h)

Phân xưởng Dầu Bạch Hổ Dầu hỗn hợp

Tính chất Tiêu chuẩnHàm lượng H2S 10 wt.ppm max (ASTM D4658)Hàm lượng NH3 50 wt.ppm max (ASTM D1426)

2.2 Tổng quan về công nghệ của phân xưởng SWS

Hình 2.2: Sơ đồ công nghệ phân xưởng SWS [4].

2.2.1 Thuyết minh sơ đồ công nghệ phân xưởng SWS

Dòng nước chua đến từ các phân xưởng CDU, NHT, RFCC, LCOHDT, hệthống đuốc chua và CCR được trộn lại và sau đó đưa vào bình Surge Drum D-1801

để tách khí hydrocarbon và gạt bỏ các váng dầu trên bề mặt Những dòng nước này

có thể chứa các hydrocarbon bị cuốn theo, có thể là nguyên nhân sự cố trong quá

D-1801 được phân tách ra khỏi nước và dầu được tách ra được đưa tới bể chứaLight Slop Oil TK-5604 bằng bơm P-1801A/B qua bộ điều khiển mức dầu hoạtđộng theo kiểu khởi động/dừng.

D-1801 gồm có bộ điều khiển áp suất phân chia khoảng để đưa N2 vào (áp suấtthấp) hoặc đưa N2 và khí thải đến hệ thống đuốc chua khi áp suất đạt lớn hơn giá trịcài đặt

2.2.1.2 Quá trình tách H 2 S/NH 3

Phân xưởng SWS có hai chế độ vận hành để tách khí chua :

- Chế độ vận hành 2 tháp đối với dầu Bạch Hổ :

Đầu tiên dòng khí chua từ đỉnh tháp tách H2S được xử lý để loại bỏ NH3 vàđưa đến phân xưởng SRU Và dòng khí từ đỉnh tháp tách NH3 được đưa đến SRUincinerator

- Chế độ vận hành 1 tháp đối với dầu hỗn hợp :

Dòng khí chua từ đỉnh tháp tách NH3 được đưa tới SRU incinerator

2.2.1.3 Quá trình tách H 2 S/NH 3 trong trường hợp vận hành 2 tháp

Dòng nước chua từ D-1801 được bơm tới đĩa số 1 của tháp tách H2S (T-1802)sau khi được gia nhiệt sơ bộ tại E-1801, bằng bơm P-1802A/B thông qua điều khiểndòng Bộ điều khiển mức của D-1801 kích hoạt bộ điều khiển lưu lượng dòngnguyên liệu đến T-1802 bằng cách cài đặt lại lưu lượng nguyên liệu tới T-1802 Tháp T-1802 gồm có một lớp đệm và 24 đĩa Áp suất vận hành ở đỉnh tháp là6.0kg/cm2g Dòng khí tách ra khỏi nước chua được tiếp xúc ngược chiều với dòngnước làm lạnh ở lớp đệm để duy trì nhiệt độ 900C và loại bỏ NH3 trong dòng khí đi

ra đỉnh

Dòng nước làm mát cung cấp cho bể chứa D-1806 từ hệ thống nước làm mátcủa nhà máy thông qua bộ điều khiển mức Dòng nước làm lạnh này được đưa đếnđỉnh của lớp đệm trong tháp T-1802 bằng bơm P-1810A/B Lưu lượng dòng nướclàm mát được cài đặt tại bộ điều khiển FIC-017 bằng cách điều chỉnh chu trình làmviệc của bơm Bộ điều khiển nhiệt độ đỉnh của T-1802 (TIC-024) được điều khiểncascade với bộ điều khiển lưu lượng dòng nước làm lạnh (FIC-017) để điều chỉnhchu trình làm việc của bơm P1810A/B

Dòng khi đi ra khỏi đỉnh T-1802 được đưa tới phân xưởng SRU thông qua bộđiều khiển áp suất phân chia khoảng Trong trường hợp phân xưởng SRU ngừnghoạt động, dòng off-gas được đưa đến hệ thống đuốc chua

Lượng nhiệt yêu cầu cho tháp tách H2S T-1802 được cung cấp bởi thiết bị đunsôi lại E-1805 Dòng cung cấp nhiệt cho E-1805 là dòng hơi nước cao áp, dòng này

sau khi được ngưng tụ ở trong thiết bị trao đổi nhiệt, được đưa tới hệ thống thu hồinước ngưng tụ.

Nếu cần thiết cho việc ngừng hoạt động của E-1805 bất kì lý do nào, phânxưởng vẫn được hoạt động liên tục bằng cách đưa trực tiếp dòng hơi trung áp vàotháp T-1802

Lưu lượng dòng hơi cho E-1805 hoặc đưa trực tiếp vào tháp được điều khiểnbởi bộ điều khiển tỉ lệ với giá trị cài đặt mong muốn được tính toán bằng 1 giá trị tỉ

lệ nhân với lưu lượng dòng nguyên liệu

Dòng đáy của T-1802 được làm lạnh ở E-1801 và sau đó được nạp liệu tại đĩa

số 7 của tháp tách NH3 (T-1801) thông qua bộ điều khiển mức đáy của T-1802.Tháp tách T-1801 gồm có 37 đĩa và vận hành tại giá trị áp suất tối thiểu 1.2kg/cm2_g để đảm bảo loại bỏ được tối đa NH3 và phần H2S còn lại Tháp tách gồm

có một dòng hồi lưu tuần hoàn để giảm tối thiểu hàm lượng H2O trong khí off-gas

và tránh được hiện tượng ăn mòn Có một đường dự phòng cho việc kết nối trongtương lai để đưa dòng dung dịch kiềm vào trong trường hợp xảy ra sự cố axit hóaamonia

Dòng hồi lưu cạnh sườn của tháp T-1801 được rút ra tại đĩa số 6 và quay trởlại tháp bằng bơm hồi lưu tuần hoàn P-1803A/B Dòng hồi lưu này được phân chiathành 2 hai dòng Một dòng được làm mát trong thiết bị trao đổi nhiệt bằng khôngkhí E-1802 như là dòng hồi lưu đỉnh và được đưa đến đĩa số 1 của T-1801 thôngqua điều khiển lưu lượng, bộ điều khiển lưu lượng này nhận tín hiệu từ bộ điềukhiển nhiệt độ của dòng khí đỉnh T-1801 để duy trì nhiệt độ đỉnh ở 900C E-1802 làthiết bị làm mát bằng không khí có thể thay đổi tốc độ của động cơ bởi tín hiệu ra

bộ điều khiển nhiệt độ (duy trì nhiệt độ dòng nước ra khỏi E-1802 ở 750C) Dòngcòn lại được đưa tới đĩa số 7 của T-1801 thông qua việc điều khiển lưu lượng đượcxem như là dòng hồi lưu nội, bộ điều khiển này nhận tín hiệu từ bộ điều khiển mức

ở đĩa số 6 của T-1801 Trước khi đưa vào đĩa số 7 dòng này được kết hợp với dòngnguyên liệu trước khi đưa vào tháp T-1801

Dòng khí đỉnh từ tháp T-1801 được đưa đến Incinerator của phân xưởng SRUthông qua bộ điều khiển áp suất phân chia khoảng Trong trường hợp phân xưởngthu hồi lưu huỳnh ngừng hoạt động, dòng khí này được đưa tới hệ thống đuốc chua.Lượng nhiệt yêu cầu cho tháp tách T-1801 được cung cấp bởi thiết bị đun sôilại E-1803 Dòng cung cấp nhiệt cho E-1803 là dòng hơi trung áp, dòng này sau khiđược ngưng tụ trong thiết bị trao đổi nhiệt được đưa tới hệ thống thu hồi nướcngưng tụ

Nếu cần thiết cho việc ngừng hoạt động của E-1803 vì bất kì lý do nào, phânxưởng vẫn được hoạt động liên tục bằng cách đưa trực tiếp dòng hơi thấp áp vàotháp T-1801 Dòng hơi cho E-1803 hoặc đưa trực tiếp vào tháp được điều khiển bởi

bộ điều khiển tỷ lệ với giá trị cài đặt được tính toán bằng một giá trị tỷ lệ nhân vớilưu lượng dòng sản phẩm đáy của T-1801

Dòng sản phẩm đáy của T-1801 được bơm bằng P-1804A/B và được làm lạnhtới nhiệt độ 500C bởi E-1804 (tiêu chuẩn của dòng sản phẩm đáy là hàm lượng H2S

<=10wt.ppm, hàm lượng NH3 <=50wt.ppm) Dòng nước đã xử lí được đưa tới phânxưởng CDU để sử dụng cho quá trình tách muối và/hoặc đưa tới ETP để xử lý Bộđiều khiển mức phân chia khoảng ở đáy của T-1801 được kết nối với các van điềukhiển mức ở phân xưởng CDU thông qua bộ lựa chọn tín hiệu thấp Bộ lựa chọnnày nhận và lựa chọn tín hiệu mức của T-1801 và mức nước yêu cầu ở bình chứanước dùng tách muối D-1109 để điều khiển lưu lượng dòng đến phân xưởng CDUtrong khoảng thấp của bộ điều khiển mức T-1801( tín hiệu ra 0% -50%) Trongkhoảng cao ( 50%-100%), bộ điều khiển mức kết nối với van điều khiển để đưadòng tới ETP

2.2.1.4 Quá trình tách H 2 S/NH 3 trong chế độ vận hành 1 tháp

Dòng nước chua từ D-1801 được bơm tới đĩa số 7 của tháp tách NH3 (T-1801)sau khi được gia nhiệt sơ bộ ở thiết bị trao đổi nhiệt E-1801 bởi bơm P-1802A/Bđược điều khiển bởi bộ điều khiển dòng Bộ điều khiển mức của D-1801 được kếtnối với bộ điều khiển lưu lượng dòng nguyên liệu đến tháp T-1801

Tháp tách T-1801 gồm có 37 đĩa và vận hành tại giá trị áp suất tối thiểu 1.2kg/cm2g để đảm bảo loại bỏ được tối đa NH3 và phần H2S còn lại Tháp tách gồm cómột dòng hồi lưu tuần hoàn để giảm tối thiểu hàm lượng H2O trong khí off-gas vàtránh được hiện tượng ăn mòn Có một đường dự phòng cho việc kết nối trongtương lai để đưa dòng dung dịch kiềm vào trong trường hợp xảy ra sự cố axit hóaamonia

Dòng hồi lưu cạnh sườn của tháp T-1801 được rút ra tại đĩa số 6 và quay trởlại tháp bằng bơm hồi lưu tuần hoàn P-1803A/B Dòng hồi lưu này được phân chiathành 2 hai dòng Một dòng được làm mát trong thiết bị trao đổi nhiệt bằng khôngkhí E-1802 như là dòng hồi lưu đỉnh và được đưa đến đĩa số 1 của T-1801 thôngqua việc điều khiển lưu lượng, bộ điều khiển lưu lượng này nhận tín hiệu từ bộ điềukhiển nhiệt độ của dòng khí đỉnh T-1801 để duy trì nhiệt độ đỉnh ở 900C E-1802 làthiết bị làm mát bằng không khí có thể được thay đổi tốc độ của động cơ bởi tínhiệu ra bộ điều khiển nhiệt độ (duy trì nhiệt độ dòng nước ra khỏi E-1802 ở 750C)

Dòng còn lại được đưa tới đĩa số 7 của T-1801 thông qua việc điều khiển lưu lượngđược xem như là dòng hồi lưu nội, bộ điều khiển này nhận tín hiệu từ bộ điều khiểnmức ở đĩa số 6 của T-1801 Trước khi đưa vào đĩa số 7 dòng này được kết hợp vớidòng nguyên liệu trước khi đưa vào tháp T-1801.

Dòng khí đỉnh từ tháp T-1801 được đưa đến Incinerator của phân xưởng SRUthông qua bộ điều khiển áp suất phân chia khoảng Trong trường hợp phân xưởngthu hồi lưu huỳnh ngừng hoạt động, dòng khí này được đưa tới hệ thống đuốc chua.Lượng nhiệt yêu cầu cho tháp tách T-1801 được cung cấp bởi thiết bị đun sôilại E-1803 Dòng cung cấp nhiệt cho E-1803 là dòng hơi trung áp, dòng này sau khiđược ngưng tụ trong thiết bị trao đổi nhiệt được đưa tới hệ thống thu hồi nướcngưng tụ

Nếu cần thiết cho việc ngừng hoạt động của E-1803 vì bất kì lý do nào, phânxưởng vẫn được hoạt động liên tục bằng cách đưa trực tiếp dòng hơi thấp áp vàotháp T-1801 Dòng hơi cho E-1803 hoặc đưa trực tiếp vào tháp được điều khiển bởi

bộ điều khiển tỷ lệ với giá trị cài đặt được tính toán bằng một giá trị tỷ lệ nhân vớilưu lượng dòng sản phẩm đáy của T-1801

Dòng sản phẩm đáy được bơm bằng P-1804A/B và được làm mát tới nhiệt độ

500C bởi E-1804 (tiêu chuẩn của dòng sản phẩm đáy là hàm lượng H2S

<=10wt.ppm, hàm lượng NH3 <=50wt.ppm) Dòng nước đã xử lí được đưa tới phânxưởng CDU để sử dụng cho quá trình tách muối và/hoặc đưa tới ETP để xử lý Bộđiều khiển mức phân chia khoảng ở đáy của T-1801 được kết nối với các van điềukhiển mức ở phân xưởng CDU thông qua bộ lựa chọn tín hiệu thấp Bộ lựa chọnnày nhận và lựa chọn tín hiệu mức của T-1801 và mức nước yêu cầu ở bình chứanước dùng tách muối D-1109 để điều khiển lưu lượng dòng đến phân xưởng CDUtrong khoảng thấp của bộ điều khiển mức T-1801( tín hiệu ra 0% -50%) Trongkhoảng cao ( 50%-100%), bộ điều khiển mức kết nối với van điều khiển để đưadòng tới ETP

2.2.1.5 Bể chứa nước chua

Bể chứa có mái hình côn được thiết kế cho phép sử dụng khi phân xưởngngừng hoạt động Bể TK-1801 được thiết kế có công suất chứa nước chua cho 2ngày làm việc bình thường của phân xưởng Trong quá trình vận hành bình thường,

bể chứa không được sử dụng và để trống Không có khí chua được tách ra từ 1801

TK-Để ngăn ngừa khí thoát ra từ TK-1801 khi nước chua được lưu giữ, bể chứađược phủ một lớp kerosen, lấy từ phân xưởng KTU, trên bề mặt nước chua Có cácthiết bị phụ trợ để tháo bỏ và thay thế lớp kerosen này theo định kỳ.

Nước được chứa ở TK-1801 được đưa tới D-1801 thông qua điều khiển dòng,bằng bơm P-1805 Trong trường hợp muốn thay thế lớp kerosen bơm P-1805 cũngđược sử dụng để bơm lớp kerosen này đến bể chứa Light Slop TK-5604 thông quađiều khiển áp suất

2.2.1.6 Hệ thống xả nước chua kín

Hệ thống xả nước chua kín gồm có bình chứa D-1807 đặt thấp hơn mặt đất, hệthống đường ống và bơm P-1811 Bơm P-1811 sử dụng để bơm nước chua được thugom từ hệ thống xả tới D-1801

2.2.1.7 Hệ thống phun hóa chất

Hệ thống phun hóa chất thiết kế để chống lại hiện tượng tạo bọt trong tháptách và bảo vệ chống lại quá trình ăn mòn mạnh của cyanide Hệ thống bơm hoáchất (A-1801) gồm có 2 hệ thống riêng biệt cho việc phun hóa chất

Một là, hệ thống phun hóa chất chống tạo bọt gồm có một bình chứa chấtchống tạo bọt D-1803 và bơm định lượng P-1806A/B Việc phun chất chống tạo bọt

để làm giảm hiện tượng tạo bọt trong tháp tách ở phân xưởng SWS và cũng đượccung cấp cho việc chống tạo bọt trong tháp tái sinh Amin Thông thường, hệ thốngnày không được sử dụng, tuy nhiên nếu hiện tượng tạo bọt xuất hiện khi đó chấtchống tạo bọt được phun vào để xử lý sự cố Điểm phun chất chống tạo bọt đặt ởđầu hút của bơm P-1802A/B và dòng rich amin ra khỏi E-1901 tới T-1901

Hai là, hệ thống phun amonium polysulphide gồm có bình chứa amoniumpolysulphide D-1804 và bơm định lượng P-1807A/B Amonium polysulphide làmột chất ức chế ăn mòn để bảo vệ thiết bị chống lại sự ăn mòn mãnh liệt củacyanide Thông thường, hệ thống này không được sử dụng, tuy nhiên nếu hiệntượng ăn mòn xuất hiện lớn hơn giá trị ăn mòn cho phép khi đó chất chống ăn mònđược phun vào để xử lý sự cố Điểm phun amonium polysulphide đặt trên dòngnguyên liệu đến D-1801

2.2.2 Cân bằng vật chất của phân xưởng SWS

Toàn bộ cân bằng vật chất của phân xưởng SWS như sau :

Bảng 2.4: Cân bằng vật chất của phân xưởng SWS ở chế độ chạy dầu Bạch Hổ

Vận hành bìnhthường

Dùng hơi nướctrực tiếp

Dùng hơi nướctrực tiếp

Bảng 2.5: Cân bằng vật chất của phân xưởng SWS ở chế độ chạy dầu hỗn hợp

T-1801Vận hành bình

thường

Dùng hơi nướctrực tiếpCác dòng đến SWS [kg/h] [kg/h]

Các điều kiện giới hạn biên cho dòng nguyên liệu và dòng sản phẩm chính chophân xưởng SWS như sau :

Bảng 2.6: Các điều kiện biên cho dòng nguyên liệu và dòng sản phẩm [2]

Áp suất, kg/cm2g Nhiệt độ, °C

Nước được xử lý đến ETP 2.5 50

Dòng khí NH3 tới SRU

Incine

2.2.3 Quá trình tái đun sôi

Để giảm lượng nước thải bỏ, tháp tách sử dụng quá trình đun sôi lại để tạo rahơi nước bằng một thiết bị đun sôi ngoài sử dụng hơi nước trung áp cho T-1801 vàhơi nước cao áp cho T-1802, nước ngưng tụ cao áp và trung áp được thu hồi ở hệthống ngưng tụ nước ngưng

Trong trường hợp thiết bị đun sôi lại bị hỏng, hơi nước thấp áp sẽ đưa trực tiếpvào tháp T-1801 và hơi nước trung áp sẽ đưa trực tiếp vào tháp T-1802

Dòng nước xử lý tuần hoàn trở lại được thiết kế với lưu lượng đáp ứng vớitrường hợp dòng hơi trực tiếp đưa vào

2.2.4 Bơm tuần hoàn hồi lưu

Để giảm tối thiểu hàm lượng nước chứa trong dòng off-gas, tháp T-1801 tậndụng dòng khí làm lạnh tuần hoàn hồi lưu với toàn bộ pha lỏng Một phần sảnphẩm đỉnh được ngưng tụ để tránh trộn lẫn tạo thành chất ăn mòn

Các thiết bị bảo hộ cá nhân đặc biệt được yêu cầu khi lắp đặt bơm di động vànạp hóa chất vào bể chứa

Mỗi bể chứa được thiết kế để cung cấp hóa chất trong vòng 30 ngày

Bể chứa sẽ được nạp lại sau 30 ngày trong điều kiện hoạt động liên tục Tuynhiên, điều này sẽ thay đổi vì hóa chất thông thường không được sử dụng Nếu xảy

ra hiện tượng tạo bọt hoặc ăn mòn thì hóa chất sẽ bơm vào hệ thống

Bảng 2.7: Bảng mô tả hoạt động sử dụng hóa chất.

Số thiết

bị

lượng trung

Tiêu tốn (kg/tháng )

Chú ý

Đưa vàolúc banđầu :1000kg

A-1801

(D-1804)

Bộ bơm hóachất theo liều

lượng

Chống chống ănmòn(amoniumpolysufic)

Đưa vàolúc banđầu :1100kg

Thành phần

Tần suất hay thời gian (khí) kg/h

Thiết bị

xả - trao đổi nhiệtTháp, bình,

Cốngnước nhiễmdầu

Lỏng Nước có vết dầu bảo dưỡngNgừng để

-Nước

qua

xử lý 018-113

Thiết bị làmlạnh sản phẩm, E-1804

Nước đãqua

-

Phân xưởngSRU ngừng

821230

Tháp táchH2S,T-1802

Đuốc

Khí chuabỏ

Phân xưởngSRU ngừng

2.3 Các chế độ vận hành của phân xưởng SWS

Chế độ vận hành của phân xưởng SWS phụ thuộc vào loại dầu thô Phânxưởng SWS có hai chế độ vận hành để tách khí chua :

- Chế độ vận hành 2 tháp đối với dầu Bạch Hổ :

Dòng khí chua từ đỉnh tháp tách H2S được rửa ở lớp đệm để loại bỏ NH3 vàsau đó đưa đến phân xưởng SRU để thu hồi lưu huỳnh Và dòng khí từ đỉnh tháptách NH3 được đưa đến SRU incinerator

- Chế độ vận hành 1 tháp đối với dầu hỗn hợp :

Dòng khí chua từ đỉnh tháp tách NH3 được đưa tới SRU incinerator

Chú ý : trong dự án này phân xưởng SRU được thiết kế cho dầu Bạch Hổ.

Có các thiết bị phụ trợ để đưa trực tiếp hơi nước ngay khi thay đổi quá trìnhtách để cho phép quá trình làm việc liên tục ngay khi thiết bị tái đun sôi bị hỏng.Chế độ vận hành tháp tách (1 tháp hoặc 2 tháp) cho dầu hỗn hợp hoặc dầu Bạch Hổ

1801 làm nhiệm vụ tách dòng off gas chứa nhiều NH3 dưa đến Incinerator của phânxưởng SRU để đốt bỏ Trường hợp này phân xưởng vận hành cả 2 tháp

Dầu hỗn hợp gồm 85% dầu Bạch Hổ và 15% dầu Dubai chua hơn do có chứanhiều hợp chất có chứa lưu huỳnh và Nitơ Dòng off gas thu được trong trường hợpchạy dầu hỗn hợp này là tương đối lớn Do đó dòng off gas chứa nhiều H2S và NH3

sẽ được tách chỉ bởi tháp T – 1801 và đưa tới Incinerator của phân xưởng SRU đểđốt bỏ nhằm tránh gây quá tải cho phân xưởng SRU Trường hợp này phân xưởngchỉ vận hành 1 tháp T – 1801 duy nhất

Chuyển đổi chế độ vận hành thông qua các van liên quan được thể hiện ở mỗiP&ID của từng chế độ Các chế độ vận hành 1 tháp và 2 tháp sẽ được chuyển đổiqua lại với nhau theo một trình tự nhất định

2.3.2 Sơ đồ đơn giản cho quá trình chuyển đổi chế độ vận hành

- Sơ đồ công nghệ phân xưởng xử lý nước chua vận hành ở chế độ 2 tháp đượcthể hiên trên hình 2.6:

Hình 2.6 : Sơ đồ chế độ vận hành 2 tháp [4].

- Sơ đồ công nghệ phân xưởng xử lý nước chua vận hành ở chế độ 1 tháp đượcthể hiên trên hình 2.7:

Hình 2.7 : Sơ đồ chế độ vận hành 1 tháp [4].

2.3.2.1 Thay đổi từ 2 tháp (Bạch Hổ) về 1 tháp (dầu hỗn hợp)

- Nước xử lý được đưa đến TK-1801 dùng đường off-spec không qua E-1804trước khi hệ thống thay đổi

- Nguyên liệu từ bơm P-1802A/B qua E-1801 được đưa đến T-1801 bằng vanvận hành bằng tay (đến T-1802) và từ từ mở van vận hành bằng tay (đến T-1801) ở dòng ra của FV-003 Mức lỏng ở đáy T-1802 sẽ giảm từ từ cho đếnkhi ngừng cung cấp nguyên liệu

- Sau khi giảm đến mức tối thiểu, nguồn cung cấp nhiệt E-1805 ngừng Và tiếptheo, ngừng cung cấp nước làm lạnh đến T-1802

- Đóng van tay ở đáy T-1802 và ở dòng ra của LV-016

- Mở van tay trước van điều khiển LV-016

- Mở van đưa dòng từ bơm P-1804A/B đến E-1801 đi trong ống

- Dòng lỏng từ bơm P-1804A/B được đưa đến E-1801 bằng cách đóng từ từvan đưa dòng đến E-1804 và mở từ từ van đưa dòng đến E-1804 tại đầu xảcủa bơm

- Hiệu chỉnh các thông số vận hành liên quan và kiểm tra chất lượng nước đã

- Xả lượng lỏng còn lại trong hệ thống tới bình chứa tháo xả lỏng kín

- Rửa bằng nước và trơ hoá bằng Nitơ tháp

- Rửa các thiết bị có trong hệ thống bằng hơi nước

- Nước được lưu giữ ở TK-1801 được bơm đến D-1801 bằng bơm P-1805 để

xử lý lại Qui trình này sẽ được thực hiện trong một quãng thời gian xác định(tức là bằng việc giảm nguyên liệu tới phân xưởng, lịch ngừng hoạt độngphân xưởng) [5]

2.3.2.2 Thay đổi từ 1 tháp (dầu hỗn hợp) sang 2 tháp (dầu Bạch Hổ).

- Dòng nước đã xử lý được đưa đến TK-1801 theo đường ống ‘SOW-180057’tại đầu ra của E-1804 trước khi chuyển đổi chế độ làm việc

- Dòng nguyên liêu từ bơm P-1802 A/B đi qua E-1801A/B được chia làm 2dòng cho đến khi đảm bảo mức lỏng ở đáy T-1802 Dòng nguyên liệu đưavào tháp T-1801 với một lượng nhỏ bằng cách mở van phía sau van điều

khiển FV-003A Van sẽ được đóng sau khi đảm bảo được mức lỏng ở đáy 1802.

T Mở từ từ van trên đường cung cấp hơi đến E-1805

- Tăng nhiệt độ của thiết bị trao đổi nhiệt và bắt đầu đưa dòng nước làm mátvào tháp T-1802 Theo dõi mức lỏng ở đáy tháp và đưa nguyên liệu như bướctrên cho tới khi áp suất trong hệ thống tăng xấp xỉ 5kg/cm2G trong khi đótheo dõi áp suất đỉnh (chú ý rằng khí off-gas từ T-1802 được đưa tới hệ thốngnước chua cho tới khi hệ thống sẵn sàng hoạt động)

- Lỏng từ P-1804A/B được đưa đến E-1804 bằng cách đóng từ từ van đưadòng đến E-1801 và từ từ mở van đư dòng đến E-1804 trước khi áp suất T-

1802 đạt đến 5kg/cm2G

- Mở van vận hành bằng tay trên đường nạp liệu cho T-1802 và dòng đáy củaT-1802 đến E-1801 và đóng từ từ van trên đường nạp liệu cho T-1801 đồngthời theo dõi mức ở đáy và áp suất

- Hiệu chỉnh các thông số vận hành liên quan và kiểm tra chất lượng nước đã

CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG PHÂN XƯỞNG XỬ LÝ NƯỚC CHUA CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT BẰNG PHẦN MỀM HYSYS.

3.1 Giới thiệu về mô phỏng quá trình trong công nghệ hóa học

3.1.1 Nguyên tắc chính

Mô phỏng là quá trình mô hình hóa dựa trên các mối quan hệ hóa học, vật

lý, sinh học và các quy trình kỹ thuật và hoạt động của phần mềm Điều kiện tiênquyết cơ bản để có thể mô phỏng là phải nắm vững về tính chất hóa học và vật

lý của các cấu tử và hỗn hợp tinh khiết, các phản ứng, và các mô hình toán học kếthợp lại cho phép tính toán các thông số của một quá trình trong máy tính [6]

Phần mềm mô phỏng quá trình mô tả các quá trình trong sơ đồ công nghệchính nơi mà các thiết bị nhập và kết nối với nhau bằng các đường ống dẫn Phầnmềm có thể tính toán được cân bằng khối lượng và cân bằng năng lượng trong toàn

bộ quá trình để tìm một điểm hoạt động ổn định Mục tiêu của mô phỏng quá trình

là tìm điều kiện vận hành tối ưu Đây thực chất là một tối ưu hóa và nó được thựchiện trong một quá trình lặp đi lặp lại

Quá trình mô phỏng luôn luôn sử dụng các mô hình xấp xỉ và giả định nhưngcho phép mô tả của một thuộc tính nào đó của cấu tử trong một phạm vi rộng củanhiệt độ và áp suất mà có thể chưa có số liệu thực tế Mô hình cũng cho phép nộisuy và ngoại suy trong giới hạn nhất định và cũng có thể nghiên cứu ở các điều kiệnbên ngoài phạm vi được biết đến trên thực tế

3.1.2 Sự hình thành và phát triển

Trước đây để lên kế hoạch cho một dự án đòi hỏi rất nhiều thời gian và khảnăng thực hiện dự án đó là khó, có thể không thể biết trước được Nhưng khi cácphần mềm mô phỏng ra đời, thì công việc trở nên nhẹ nhàng đi rất nhiều, chúng ta

có thể mô phỏng hoạt động của các nhà máy trong các chế độ vận hành khác nhau,thay đổi các thông số làm việc của bất kỳ đơn vị hoạt động nào mà không ảnhhưởng đến quá trình hoạt động chung của nhà máy Ngoài ra, với những tính năngcủa các phần mềm mô phỏng ta có thể thiết kế được các dự án khác nhau, tìm đượcphương án tối ưu, nhanh, cho kết quả khả quan và đạt hiệu quả kinh tế, quan trọnghơn nữa là việc áp dụng được cho hầu hết các lĩnh vực của ngành dầu khí và các

ngành công nghệ hóa học, đảm bảo cho tính khả thi cho những kế hoạch lớn sẽđược thực hiện trong tương lai.

Lịch sử của quá trình mô phỏng có liên quan chặt chẽ đến sự phát triểncủa khoa học máy tính, phần cứng máy tính và ngôn ngữ lập trình Bản mô phỏngquá trình hóa học đơn giản đầu tiên đã được giới thiệu trong những năm 1970 khiphần cứng máy tính và phần mềm tích hợp (ở đây chủ yếu là các ngôn ngữ lậptrình FORTRAN và C) trở nên phổ biến hơn Các mô hình của tính chất và tính toántrong quá trình hóa học bắt đầu từ sớm hơn rất nhiều Đặc biệt các phương trìnhtrạng thái bậc 3 và các phương trình Antoine đã phát triển từ nửa đầu của thế kỷ 19 Ngày nay, do trình độ khoa học kỹ thuật phát triển cùng với sự ra đời củanhiều ngôn ngữ lập trình Các máy tính càng ngày càng được trang bị phần cứng tốthơn và mạnh mẽ hơn đi cùng những ngôn ngữ lập trình đơn giản, hiệu quả và thôngminh hơn Từ đó dẫn tới việc ra đời của nhiều phần mềm mô phỏng khác nhau Mỗiphần mềm đều có những điểm mạnh yếu khác nhau, phù hợp với từng quá trìnhkhác nhau Do vậy chúng ta cần có sự so sánh và chọn lựa một cách thích hợp vớimục đích và yêu cầu sử dụng của mình

Hiện nay có một số phần mềm mô phỏng như:

 Simsci(PRO//II)

 Hyprotech (HYSIM, HYSYS, HTFS,STX/ACX, BDK)

 Bryan research & engineering (PROSIM, TSWEET)

 Winsi, (DESIGN II for Windows)

 IDEALS Simulation

……… …………

Là một kỹ sư công nghệ ngành lọc hóa dầu trong tương lai, mỗi người trongchúng ta nên trang bị cho mình phần mềm mô phỏng để giúp cho công việc được tốthơn

3.1.3 Mục đích của mô phỏng trong công nghệ hóa học

 Để mô hình hóa, dự đoán sự thực hiện của quá trình:

- Chia nhỏ quá trình để nghiên cứu riêng lẻ

- Đặc tính của quá trình (nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, thành phần, kích thướccủa thiết bị,…) được dự đoán sử dụng công nghệ phân tích:

- Mô hình toán

- Tương quan thực nghiệm

- Công cụ (phần mềm) mô phỏng quá trình sử dụng máy tính

ProcessStructureandparameters

Process outputs (unknow))

Proces

s inputs (given)

 Để dự đoán các thông số quá trình (đặc tính dòng, điều kiện hoạt động, kích thướcthiết bị) phải dựa trên : PT cân bằng vật chất và năng lượng, cân bằng nhiệt độnghọc, các PT tỷ lệ.

3.2 Giới thiệu về phần mềm Aspen Hysys V7.2

Hysys là phần mềm chuyên dụng dùng để tính toán và mô phỏng công nghệđược dùng cho chế biến dầu và khí, trong đó các quá trình xử lý và chế biến khíđược sử dụng nhiều nhất

Hysys là sản phẩm của công ty Hyprotech-Canada thuộc công ty AEATechnologie Engineering Software – Hyprotech Ltd Là một phần mềm có khả năngtính toán đa dạng, cho kết quả có độ chính xác cao, đồng thời cung cấp nhiều thuậttoán sử dụng, trợ giúp trong quá trình tính toán công nghệ, khảo sát các thông sốtrong quá trình thiết kế nhà máy chế biến khí Ngoài thư viện có sẵn, Hysys chophép người sử dụng tạo các thư viện riêng rất thuận tiện cho việc sử dụng Ngoài raHysys còn có khả năng tự động tính toán các thông số còn lại nếu thiết lập đủ thôngtin Đây chính là điểm mạnh của Hysys giúp người sử dụng tránh những sai sót vàđồng thời có thể sử dụng những dữ liệu ban đầu khác nhau

Phiên bản Aspen Hysys V7.2 là một phiên bản được Hyprotech nâng cấp vàonăm 2010 Hiện giờ phiên bản mới nhất là Aspen Hysys V8

Hysys được thiết kế sử dụng cho hai trạng thái mô phỏng [1]:

 Mô phỏng tĩnh (Steady Mode) :

- Thiết kế (Designing) một quá trình công nghệ mới

- Thử lại, kiểm tra lại (Retrofitting) các quá trình đang tồn tại

- Hiệu chỉnh (Troubleshooting) các quá trình đang vận hành

- Tối ưu hóa (Optimizing) các quá trình đang vận hành

 Mô phỏng động (Dynamic Mode) :

- Mô phỏng thiết bị hoặc quy trình đang hoạt động

- Khảo sát sự đáp ứng khi thay đổi các thông số công nghệ

- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống theo thời gian

- Phương pháp xử lý tình huống giả lập trong quá trình thiết kế và vận hànhquá trình một cách hiệu quả và an toàn nhất

3.2.1 Các thiết lập cơ bản trên Hysys V7.2

- Khởi tạo một bản mô phỏng mới

Mở Hysys thông qua shortcut Aspen Hysys trên desktop hoặc theo đường dẫn

sau: C:\Program Files\AspenTech\Aspen HYSYS V7.2\hysys.exe

Nhấn New hoặc tổ hợp phím Ctrl + N để khởi tạo bản mô phỏng mới

Hình 3.1: Khởi tạo một bản mô phỏng mới trên Hysys V7.2

- Tiến hành nhập cấu tử cần thiết cho bản mô phỏng như trong hình 3.2

Hình 3.2: Nhập cấu tử đầu vào trên Hysys V7.2

- Chọn hệ nhiệt động cho bản mô phỏng như trong hình 3.3

Hình 3.3: Chọn hệ nhiệt động cho bản mô phỏng

- Môi trường mô phỏng được thể hiện như trong hình 3.4

Môi trường mô phỏng mặc định để ở chế độ Steady State Mode và Solver

Active

Hình 3.4: Môi trường mô phỏng chính trên Hysys V7.2

Để chuyên sang chế độ Dynamic Mode ta chỉ cần nhấn vào nút DynamicMode trên thanh công cụ

Những qui trình hướng dẫn hoạt động giúp người vận hành nắm bắt về côngnghệ, mức độ an toàn trong hoạt động của nhà máy, làm theo những qui tắc hướngdẫn về an toàn và vận hành để tăng lợi nhuận

- HYSYS.RTO + :

Tối ưu hiệu quả nhà máy, chuyển đổi mô hình sản xuất, sử dụng công nghệ cósẵn và tăng lợi nhuận trong hoạt động bằng cách cho phép những thay đổi về côngnghệ và sản phẩm

3.2.3 Ưu điểm của phần mềm Hysys

- Có khả năng tính toán đa dạng

- Cho kết quả có độ chính xác cao, cung cấp nhiều thuật toán sử dụng, trợgiúp trong quá trình tính toán công nghệ, khảo sát các thông số trong quátrình thiết kế nhà máy chế biến khí

- Cho phép người sử dụng tạo các thư viện riêng thuận tiện cho sử dụngngoài các thư viện sẵn có

- Có khả năng tự động tính toán các thông số còn lại nếu thiết lập đủ thôngtin

- Điểm nổi bật của HYSYS so với PRO/II là giao diện thuận tiện hơn,tương thích với nhiều hệ điều hành và cách truy xuất kết quả tốt hơn, giúpcho người sử dụng dễ đọc và dễ phân tích hơn

3.3 Thiết lập và mô phỏng phân xưởng xử lý nước chua theo thiết kế ban đầu trên Hysys

Phân xưởng SWS được kết hợp các dòng nước chua đến từ phân xưởng CDU,NHT, RFCC, LCODHT, hệ thống đuốc chua và CCR

Thông thường, dòng nguyên liệu đến từ hệ thống đuốc chua và CCR là không

có dòng Nếu có thì lưu lượng ít và thành phần thay đổi Do đó, các dòng này khôngđược sử dụng tính toán trong quá trình thiết kế

Bảng 3.1 : Thành phần và lưu lượng nguyên liệu vào phần xưởng SWS ở chế

299859.0

35971134.7

10000279.0

Hình 3.5: Sơ đồ khối của phân xưởng SWS ở chế độ vận hành 2 tháp

Nguyên liệu đi vào phân xưởng được thu hồi khí hydrocacbon và váng dầu tạithiết bị tách D – 1801 Sau đó nguyên liệu được bơm P – 1802 bơm vào tháp tách T-1802 Trước khi đi vào tháp T – 1802, nguyên liệu được gia nhiệt sơ bộ bằng dòngsản phẩm đáy của tháp T – 1802 thông qua thiết bị trao đổi nhiệt E – 1801