Nghiên cứu thiết kế và xây dựng mô hình hệ thống làm sạch bồn chứa dầu trong công nghiệp

Nghiên cứu thiết kế và xây dựng mô hình hệ thống làm sạch bồn chứa dầu trong công nghiệp Nghiên cứu thiết kế và xây dựng mô hình hệ thống làm sạch bồn chứa dầu trong công nghiệp Nghiên cứu thiết kế và xây dựng mô hình hệ thống làm sạch bồn chứa dầu trong công nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

NGUYỄN XUÂN BẮC

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG LÀM SẠCH BỒN CHỨA DẦU TRONG CÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS Bùi Đăng Thảnh

Hà Nội – 04/2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu trong luận văn là trung thực và có nguồn gốc rõ ràng

Hà Nội, tháng 04 năm 2017

Tác giả luận văn

Nguyễn Xuân Bắc

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Bùi Đăng Thảnh người đã trực tiếp hướng dẫn em trong suốt thời gian thực hiện đề tài Nhờ sự giúp đỡ và hướng dẫn nhiệt tình của thầy em đã có được những kiến thức quý báu về cách thức nghiên cứu vấn đề cũng như nội dung của đề tài, từ đó em có thể hoàn thành tốt khoá luận tốt nghiệp của mình

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 04 năm 2017 Học viên thực hiện

Nguyễn Xuân Bắc

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 2

LỜI CẢM ƠN 3

LỜI NÓI ĐẦU 6

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ LÀM SẠCH BỒN CHỨA DẦU 7

1 Giới thiệu về hệ thống làm sạch bể chứa 7

2 Quá trình làm sạch 7

2.1 Công nghệ làm sạch 7

2.2 Phần cứng làm sạch 11

2.3 Chất làm sạch 14

3 Tổng kết chương 1 15

Chương 2: QUY TRÌNH LÀM SẠCH 16

1 Quy trình làm sạch 16

2 Hệ thống các thiết bị chính 20

2.1 Các Module chính trong hệ thống làm sạch 20

2.2 Mô đun tách dầu nước (Oil/Water Separations Skid) 20

2.3 Mô dun máy phát điện (Generator Skid) 22

2.4 Mô đun nồi hơi (Boiler skid) 22

2.5 Mô đun khí trơ (Inert Gas Skid) 23

2.6 Mô đun bơm (CIP pump skid) 24

2.7 Tank Skid 1 27

2.8 Tank Skid 2 28

2.9 Mô đun tách chất rắn Solids Separation Skid 29

2.10 Một số module và thiết bị phụ trợ khác 30

3 Tổng kết chương 2 39

Chương 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 40

1 Yêu cầu về thiết kế hệ thống 40

2 Thiết kế phần cứng 41

3 Thiết kế phần mềm 54

4 Giao diện mô phỏng màn hình hiển thị 64

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69

LỜI NÓI ĐẦU

Trong công nghiệp hóa dầu, tất cả các hoạt động sản xuất, buôn bán, tồn trữ đều liên quan đến khâu bồn bể chứa Bồn bể chứa tiếp nhận nguyên liệu trước khi đưa vào sản xuất và tồn trữ sau sản xuất Bồn chứa có vai trò rất quan trọng, nó có nhiệm vụ: tồn trữ nguyên liệu và sản phẩm, giúp ta nhận biết được số lượng tồn trữ Tại đây các hoạt động kiểm tra chất lượng, số lượng, phân tích các chỉ tiêu trước khi xuất hàng đều được thực hiện

Ngoài ra nó còn được hỗ trợ bởi các hệ thống thiết bị phụ trợ: van thở, nền móng, thiết bị chống tĩnh điện, mái che, …

Công việc làm sạch bồn bể chứa dầu cũng cực kì quan trọng Việc vệ sinh ảnh hưởng đến chất lượng dầu lưu trữ và ảnh hưởng rất lớn đến môi trường Nếu vệ sinh không tốt,sẽ gây ra những tác động nặng nề tới môi trường như dầu tràn ra biển gây ô nhiễm môi trường biển,dầu loang sẽ rất khó kiểm soát và làm chết sinh vật Bên cạnh

đó việc làm sạch cho phép thu hồi dầu trong cặn, làm tăng thể tích chứa dầu là các mục tiêu quan trọng cho các hệ thống làm sạch bồn chứa

Luận văn đã trình bày về nghiên cứu, thiết kế hệ thống làm sạch bồn chứa dầu trong đó có tham khảo hệ thống làm sạch bồn chứa dầu của hãng lớn hiện nay như Scanjet

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ LÀM SẠCH BỒN CHỨA DẦU

1 Giới thiệu về hệ thống làm sạch bể chứa

Các hệ thống làm sạch bồn chứa tự động,lưu động,không cần người điều khiển hệ thống làm sạch,thiết kế đặc biệt để làm sạch khối lượng lớn,bể chứa dầu khó lau chùi

Hệ thống này có thể được thay đổi để đáp ứng nhu cầu cá nhân cho dù chỉ cần làm sạch

bể hiệu quả hoặc nếu các yêu cầu làm sạch bồn chứa,tách bùn và thu hồi dầu trong một quá trình tích hợp Nó có thể được sử dụng để làm sạch cả bồn chứa trên cạn và ngoài khơi,cả bồn mái nổi và cố định Hệ thống cần có tính năng đặc biệt là làm sạch hệ thống vòng khép kín,làm giảm tác động của nó đến môi trường và cung cấp gần 100% Hydrocacbon Với tính linh động trong lưu trữ giải pháp hóa học, hệ thống làm sạch bồn chứa có thể được sử dụng để làm sạch dầu thô,nhiên liệu nặng cũng như là bể khác nhau với tất cả các loại hàng hóa

2 Quá trình làm sạch

2.1 Công nghệ làm sạch

2.1.1 Rửa dầu thô (COW-Crude oil washing)

Sự ra đời của vận tải góp phần lớn vào việc chống ô nhiễm biển,nhưng nó không hoàn toàn loại bỏ ô nhiễm từ các hoạt động làm sạch bể chứa.Mặc dù đã đầu tư nhiều chi phí vào việc xử lý các bồn chứa dầu nhưng quá trình này vẫn gây ra một số ô nhiễm Vào cuối năm 1970,một cải tiến mới đã được giới thiệu Thay vì sử dụng nước, máy làm sạch bồn chứa sử dụng dầu thô đã được sử dụng Khi phun dầu lên các trầm tích bám vào thành bể,dầu chỉ đơn giản là hòa tan chúng,biến chúng thành dầu có thể sử dụng và có thể được bơm ra tách dùng lại dầu từ cặn Quá trình này gọi là rửa dầu thô Rửa dầu thô có nghĩa là sự pha trộn của dầu và nước, hoạt động này đã dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trường rất nặng trong quá khứ,cách này đã được dùng khá nhiều nhưng hầu như đã kết thúc

Rửa dầu thô là phương tiện để giảm bớt sự tiếp xúc giữa dầu và nước, làm giảm lượng nước rửa cần thiết cho bể cần làm sạch Đồng thời, nếu sử dụng nước nóng sẽ làm phát sinh chi phí về nhiên liệu tiêu thụ

+ Nước góp phần làm ăn mòn cấu trúc bồn

+ Sau khi rửa bằng nước vẫn để lại cặn bùn trong bồn

+ Nó đưa nước muối không mong muốn vào nhà máy lọc dầu

+ Nước bẩn sau khi tẩy rửa được xả thằng ra biển làm ô nhiễm môi trường

+ Nó không tương thích với dầu

- Lý do COW hiệu quả hơn làm sạch bằng nước:

Làm sạch bằng nước chỉ có tác dụng tốt khi các tia nước với lực tác động đủ mạnh

để trực tiếp đánh bay các vết bẩn trên bề mặt bên trong bể chứa Tác dụng làm sạch gần như không có với các thiết bị ở xa như máy bay và các hệ thống có liên quan

Dầu thô có khả năng tiềm ẩn là “dọn dẹp mớ hỗn độn của chính mình”,nghĩa là phải hòa tan lắng cặn Quá trình này được hỗ trợ bởi các tính chất Thixotropic của dầu thô,nghĩa là độ nhớt của dầu giảm đáng kể khi bị áp lực trong bơm,đường dây và vòi phun của máy rửa bể Sự vượt trội của dầu thô so với nước là việc vệ sinh bể là đặc trưng phụ thuộc vào tính chất hòa tan của dầu thô

- Ưu điểm của COW

+ Giảm khả năng ô nhiễm môi trường từ dầu vẫn còn dư trên máy

+ Giảm thời gian và chi phí cho việc vệ sinh bể

+ Nạo vét sạch đường ống

+ Tăng sản lượng hàng hóa

+ Giảm ăn mòn của bồn do rửa nước

+ Thêm thời gian cho công việc bảo trì trên biển

- Nhược điểm của COW

+ Tăng khối lượng công việc của quá trình xả

+ Kéo dài thời gian xả

+ Phải trả thêm chí phí nhân công

+ Chi phí cho các thiết bị COW

+ Rủi ro an toàn và ô nhiễm tiềm ẩn

+ Cần nhiều thiết bị yêu cầu cao để bảo trì

- Nhược điểm của nước

+ Tốn thêm thời gian để rửa bể chứa -> tăng chi phí nhiên liệu

+ Tốn kém,gia tăng ô nhiễm biển từ nước bị ô nhiễm dầu

+ Tăng ăn mòn

+ Giảm dung lượng hàng hóa do ko làm sạch được hết cặn

Hình 1.1: Bồn dầu công nghiệp trên thực tế Sau một thời gian sử dụng (03~05 năm), lớp cặn đáy dưới bồn dầu có thể lên đến hàng mét Nếu không làm sạch lớp cặn này sẽ ảnh hưởng đến việc chứa dầu

Hình 1.2: Bồn chứa dầu mô phỏng

2.1.2 Làm sạch bằng áp lực:

Để làm sạch bồn chứa, cần thiết phải lựa chọn vòi phun cho bể cho phù hợp, các yêu cầu về vòi phun thể hiện như sau:

+ Yêu cầu chiều dài vòi phun

+ Cường độ làm ướt cần thiết (tốc độ dòng chảy liên quan đến diện tích bề mặt)

+ Thời gian làm sạch thực tế cần thiết

+ Lập trình hoặc không thể lập trình các vòi phun làm sạch bể

- Bố trí vòi phun bên trong các thùng

Việc bố trí vòi phun trong bể sẽ khác nhau với cấu trúc hình học của bể cần làm sạch Đối với các bể có cấu trúc bên trong phức tạp,cần một hệ thống vòi phun cầu kì

Sơ đồ bố trí vòi phun được mô phỏng theo hình 1.3 dưới đây:

Hình 1.3: Ma trận bố trí vòi phun trong bể cần làm sạch

Hình 1.4: Ảnh mô phỏng hình dạng 3D Khi việc thiết kế vòi phun làm sạch nội bộ đã được xác định,hệ thống sẽ cần phải được tổ chức để cung cấp các công thức làm sạch cần thiết và yêu cầu vệ sinh cho công việc làm sạch

Hệ thống thường được cung cấp trong dạng sau:

- Sửa lỗi cài đặt

- Xách tay

Sử dụng các phương pháp sau đây:

- Một lần/ Single pass

- Tuần hoàn/ Recirculatory

- Giải pháp phục hồi bồn chứa

2.2 Phần cứng làm sạch

2.2.1 Tổng quan về hệ thống làm sạch

Các hệ thống làm sạch về cơ bản đều có cấu trúc chung giống nhau Trong nghiên cứu này học viên đã sử dụng tham khảo hệ thống làm sạch bồn chứa dầu của hãng Scanjet để làm cơ sở cho thiết kế hệ thống điều khiển của mình Mô tả chung về hệ thống làm sạch thể hiện trên hình sau:

Hình 1.5: Sơ đồ P&ID hệ thống làm sạch bể chứa Scanjet

Hệ thống điều khiển cho hệ làm sạch bồn

Có hai hệ thống điều khiển:

- Hệ thống điều khiển chính

- Hệ thống điều khiển nồi hơi

Cả hai hệ thống đều dùng điều khiển logic lập trình PLC Các tính năng cơ bản của PLC:

- PLC là các máy tính kĩ thuật số được thiết kế đặc biệt cho điều khiển quá trình công nghiệp

- PLC được kiểm soát bằng các chương trình

- Các chương trình được viết trên máy tính và nạp vào PLC

- Các chương trình trong PLC được lưu trữ trong bộ nhớ PLC

- PLC thường sử dụng điện 24V DC

- PLC giao tiếp với các thiết bị hiện trường (như động cơ,cảm biến,…) thông qua:

o Tín hiệu analog (thường là từ 4-20mA)

o Tín hiệu rời rạc- hoặc là ON hoặc là OFF

2.2.2 Các thành phần của hệ thống làm sạch

Skid 1 : Skid Bơm

Các bơm skid là trái tim của hệ thống được thiết kế để kiểm soát áp suất,lưu lượng,nhiệt

độ của phương tiện truyền thông làm sạch

Bơm skid bao gồm 4 máy bơm COW (p1-p4) và một nguồn nhiệt CIP (HE-I) để kết nối tới nồi hơi skid

Skid 2 : Skid bồn A

Bồn skid A được thiết kế để giữ 5.000 gallons cho phương tiện làm sạch tuần hoàn và

2000 lít của phương pháp làm sạch microemulsion

Bồn skid A bao gồm T1,T3 và bơm hóa chất (p7)

Skid 3 : Skid bồn B

Được thiết kế để giữ 5.000 gallons cho các phương tiện khác nhautuần hoàn

Skid 4 : Skid phân ly chất rắn

Được thiết kế để loại bỏ bất kì chất rắn nặng có thể gặp phải trong hoạt động làm sạch

Skid 5 : Skid tách biệt dầu nước

Được thiết kế để loại bỏ dầu từ pha nước có thể có trong các bể chứa

Skid 6 : Skid máy phát điện

Với mục đích cung cấp điện một cách tuần tự theo yêu cầu trượt và do đó không làm quá tải công suất của máy phát điện trượt

Skid 7 : Skid nồi hơi

Đối với mục đích cung cấp một nguồn năng lượng cho các phương tiện truyền thông làm sạch khi cần thiết

Skid 8 : Skid khí trơ

Cung cấp khí trơ vào bể được làm sạch khi cần thiết

môi khác Chất làm sạch phải được sự đồng ý của IMO (International maritime Organization – Tổ chức hàng hải quốc tế)

…Trong luận án này, tác giả sẽ lựa chọn một phương pháp làm sạch dùng hóa chất, dầu

FO và nước- đây là phương pháp đang được sử dụng rất rộng rãi hiện nay

Chương 2: QUY TRÌNH LÀM SẠCH

1 Quy trình làm sạch

Cặn dầu thô hình thành khi các tạp chất Hydro Cacbon pha trộn vào hỗn hợp,các chuỗi Hydro cacbon thẳng với số lượng lớn có xu hướng tách ra khỏi khối lỏng tĩnh,sau

đó tích tụ lại dưới dạng keo gọi là bùn hoặc sáp

Ngoài ra cặn dầu thô cũng hình thành khi các thành phần dễ bay hơi bị trục xuất ra khỏi hỗn hợp dưới tác dụng của nhiệt độ,áp suất tạo trên lớp cặn bùn với mật độ đặc hơn,dính hơn và giảm tính lưu động

Do các đặc tính trên cùng với đặc tính khó bị hòa tan bởi các loại dung môi và nước, đồng thời nguy cơ gây cháy nổ cao, nên việc vệ sinh các bồn bể chứa dầu hết sức khó khăn và nguy hiểm Một số đặc điểm của bồn chứa dầu là:

- Bể chứa dầu có nhiều loại rất nhiều kích cỡ khác nhau,từ nhỏ tới lớn và rất lớn Không chỉ vậy nó còn được thiết kế rất đa dạng, chính vì vậy nên việc vệ sinh rất khó khăn và nguy hiểm

- Không thể sử dụng công nhân để vệ sinh trực tiếp đảm bảo an toàn lao động

- Bồn bể quá lớn khiến cho việc lắp đặt giàn giáo rất nguy hiểm và không thể tiến hành tẩy rửa thủ công

- Đường ống quá dài nên không thể tận thu được dầu sạch,không thể làm sạch tất

cả các ngóc ngách,không thể lau chùi

Đối với bể chứa có dung tích lớn hoặc với những đoạn đường ống dài nhiều van,nhiều ống co,nhiều khúc chia thì việc vệ sinh bằng thủ công là không thể Vì thế nên phải sử dụng hệ thống thiết bị máy móc kết hợp với sử dụng dung môi tuần hoàn hòa tan các cặn

Quy trình đối với việc vệ sinh bể có dung tích lớn

Lắp ráp, ghép nối các đoạn đường ống, dẫn dung môi tuần hoàn tưới đều trên bề mặt tiếp xúc, sử dụng bơm chống cháy nổ hoặc bơm màng, các điểm ghè, đỡ phải được chuẩn bị từ trước và lắp ráp tay, không sử dụng cắt, hàn tại chỗ

- Công nhân sử dụng trong quá trình vệ sinh phải là các kỹ thuật có chuyên môn được đào tạo an toàn lao động chống cháy nổ Có khả năng sử dụng các máy móc thiết bị và xử lý các tình huống kịp thời Công nhân phải có trang phục lao động

và mặt nạ chống độc

- Phải có thiết bị phòng tránh cháy nổ

- Kiểm tra kết quả vệ sinh: Kiểm tra kết quả tại mười điểm trước và sau khi vệ sinh, kiểm tra cảm quan và kiểm tra bằng đo bằng nồng độ chất tại các khu làm

vệ sinh trước và sau khi lấy mẫu

- Làm khô bồn bể bằng thoáng tự nhiên

Quy trình đối với vệ sinh đường ống:

- Sử dụng các con Pigs để đẩy sạch các chất còn tồn lại trong đường ống, thu gom, cất giữ, phân loại riêng

- Tùy vào độ dài của đường ống mà chọn điểm ngắt sao cho quá trình vệ sinh đảm bảo được sạch sẽ

- Dung môi dùng để hòa tan cặn được bơm tuần hoàn cho đến khi cặn được hòa tan hết

- Sử dụng các thiết bị chống cháy nổ

- Kiểm tra kết quả vệ sinh: Kiểm tra kết quả tại mười điểm trước và sau khi vệ sinh, kiểm tra cảm quan và kiểm tra bằng đo bằng nồng độ chất tại các khu làm vệ sinh trước và sau khi lấy mẫu

- Làm khô bồn bể bằng thông thoáng tự nhiên

Các bước của quy trình làm sạch:

Bước 1: Bơm hết dầu từ bồn cần vệ sinh sang một bồn khác

Trong bồn dầu cần vệ sinh có 2 loại dầu là dầu sạch và dầu chứa cặn, dầu chứa cặn thường nằm ở đáy bồn nên phải bơm hết dầu sạch ra một bồn dầu khác trước và để

xử lý dầu chứa cặn

Hình 2.1: Hình ảnh lấy mẫu để kiểm tra Lưu ý:bơm vừa phải,tránh để dầu sạch bị nhiễm cặn

Sau khi bơm dầu sạch sang bồn chứa,lượng dầu còn lại là lượng dầu có lẫn tạp chất,tiến hành kiểm tra chất lượng dầu và tỷ lệ cặn để xác định độ nhiễm bẩn

Bước 2: Hút cặn dầu tại đáy bồn

Sau khi có kết quả về chất lượng dầu và tỷ cặn,tiến hành hút cặn dầu tại đáy bồn sang một bồn chứa khác

Bước 3: Mở tất cả các cửa bồn dầu và tiến hành thông gió vào bồn dầu

Sau khi hút hết cặn ở đáy bồn,mở tất cả các cửa ở bồn dầu và tiến hành thông gió(thông gió tự nhiên hoặc thông gió bằng quạt hoặc máy thổi khí)

Lưu ý: kiểm tra nồng độ các chất khí Hidro sunfua (H2S), Cacbon monoxit (CO), Oxy (O2) trong bồn bằng các dụng cụ đo khí cầm tay trước khi đưa công nhân vào để tránh xảy ra ngộ độc khí

Bước 4: Lắp đặt đường ống bơm,bơm và dầu sạch vệ sinh

Lắp đặt hệ thống đường ống bơm áp lực cao, đường ống cung cấp dầu diesel(DO) làm sạch(hóa chất làm sạch),hệ thống bơm(bơm màng,bơm ly tâm, )

Bước 5: Cho công nhân vệ sinh vào:

Công nhân vệ sinh phải được trang bị mặt nạ dưỡng khí,đồ bảo hộ lao động kín Lưu ý lập các khu vực ưu tiên: khu vực cấp cứu,khu vực nội bộ, …Phải luôn sẵn sàng các biện pháp cấp cứu các trường hợp: ngạt thở,ngất,đưa người bị nạn ra khỏi nơi nguy hiểm, …

Bước 6: Vệ sinh toàn bộ đáy bồn và dựng dàn giáo trong bồn

Công nhân vệ sinh thu gom các cặn còn lại trong bồn bằng dụng cụ chuyên dụng,dựng dàn giáo để vệ sinh thành và đỉnh bồn Sau khi thu gom cặn dầu thì tiến hành hút sạch tối đa lượng cặn dầu này

Bước 7: Vận chuyển cung cấp vật tư súng làm sạchcho công nhân vệ sinh

Cung cấp súng làm sạch,chuẩn bị vận hành các máy bơm áp lực cao,dầu sạch DO

để chuẩn bị tẩy rửa các cặn dầu bám chặt vào đáy,thành và đỉnh bồn

Bước 8: Làm sạch bồn bằng dầu DO:

Dùng dầu sạch DO cho qua bồn áp lực cao để vệ sinh toàn bộ đáy bồn,thành bồn

và đỉnh bồn,dầu DO sẽ được công nhân dùng súng làm sạch phun với áp lực cao lên bề mặt bị dầu cặn bám bẩn

Hình 2.2: Công nhân dùng súng để làm sạch bồn

Bước 9: Hút toàn bộ dầu cặn và vệ sinh lại bằng vải,bồn cào và khí

Hình 2.3: Công nhân hút dầu cặn và vệ sinh bằng vải

Hút toàn bộ dầu cặn vừa được tẩy rửa khỏi đáy,thành và đỉnh bồn ra Kiểm tra lại bồn sau khi rửa,nếu còn dầu cặn,dùng vải,bàn cào,khí nén vệ sinh lại,đảm bảo tẩy tối đa lượng dầu cặn trong bồn

Bước 10: Thu gom toàn bộ lượng chất bẩn và thiết bị

Thu gom lượng dầu cặn để xử lý,quần áo bảo hộ lao động,đường ống,giàn giáo,bơm, … kiểm tra danh sách để chắc chắn đã thu gom toàn bộ thiết bị

Bước 11: Lắp đặt các cửa và bơm dầu sạch vào bồn

Lắp đặt lại các cửa và bơm dầu sạch vào bồn chứa

Bước 12: Thu gom toàn bộ cặn,dầu bẩn, …tại hiện trường về nơi xử lý

Thu gom cặn,sử dụng xe chuyên dụng vậm chuyển tới nơi xử lý

Hình 2.4: Xe vận chuyển cặn,dầu bẩn về nơi xử lý

2 Hệ thống các thiết bị chính

2.1 Các Module chính trong hệ thống làm sạch

Hệ thống làm sạch thường bao gồm 8 Skid (Module) chính như sau:

1 CIP Pump Skid (Mô đun bơm) 1

2 Tank Skid 1 (Mô đun bồn chứa 1) 1

3 Tank Skid 1 (Mô đun bồn chứa 2) 1

4 Solids Separation Skid (Mô đun tách

5 Oil/Water Separation Skid (Mô đun

6 Gerenator Skid (Mô đun máy phát điện) 1

7 Boiler Skid (Mô đun nồi hơi) 1

8 Inert Gas Skid (Mô đun khí trơ) 1

2.2 Mô đun tách dầu nước (Oil/Water Separations Skid)

Mô đun tách dầu nước được thiết kế để hoạt động ở một bồn 5.000 gallon nhằm tách dầu khỏi nước trong những bồn đó

- Thông số kỹ thuật modun tách dầu nước cần lưu ý đến các thông số cơ bản, trong nghiên cứu này chúng tôi tham khảo thông số của hãng Scanjet

Thông số kỹ thuật

- Tổng thể tích: 5,22 m3 (1376 gallons)

- Lưu lượng: 18 m3/h (81USGPM)

- Chất lượng nước thải: ≤ 15 ppm

6 Van điều khiển bằng tay 0.75” Van 1

7 Van cầu cho bộ hiển thị áp suất Van 2

Đầu ra:

+ Đường ống đưa nước về tank A

+ Đường ống đưa nước về tank B

2.3 Mô dun máy phát điện (Generator Skid)

Máy phát điện chạy bằng động cơ Diesel phát điện cấp cho các skid theo yêu cầu Thông số kỹ thuật máy phát điện:

- Công suất: 400kW (500KVA)

- Nguồn điện: 3 pha

- Nhiên liệu: Diesel

2.4 Mô đun nồi hơi (Boiler skid)

Thông số kỹ thuật mô đun nồi hơi:

Tên thiết bị Thông số kỹ thuật

- Kích thước: 6,58mx2,51mx3.375m Các thiết bị chi tiết trong mô đun nồi hơi

1 Van an toàn nồi hơi (boiler safety

7 Van điều chỉnh áp suất ngược (tự

Các đầu vào ra:

Các đầu vào:

- Nhiên liệu thu hồi

- Vòi phun không khí

- Nhiên liệu vào

Các đầu ra:

- Hơi ngưng

2.5 Mô đun khí trơ (Inert Gas Skid)

Thông số kỹ thuật mô đun sinh khí Nitơ:

- Lưu lượng: 2,000 SCFM (SCFH) @ 75 psig @ 680F

- Áp lực vận hành: 60 psig/145 psig

- Độ tinh khiết: 95%

- Có thể hoạt động: 24h/ngày, 7 ngày/ tuần

- Kích thước: xấp xỉ 15’x10’x8’ (4.57mx3mx2.4m)

Cấp các đường khí trơ phun vào bồn cần làm sạch để đảm bảo an toàn

2.6 Mô đun bơm (CIP pump skid)

Thông số kỹ thuật chung mô đun bơm:

- Khung làm bằng thép mạ kẽm & đã được thử khả năng nâng hạ

- Lưu lượng tối đa: 545 m3/h

- Lưu lượng thiết kế: 372 m3/h

- Bộ lọc: 600 micron

- Đầu phun sử dụng: 6x SC45TWSS hoặc 6x SC15TW2 hoặc 4x SC90T2

- Công suất các bơm (P1, P2, P3 và P4): 60 HP

Bơm hóa chất

- Phun hóa chất vi nhũ tương

- Lưu lượng: 100 USGPM (22,7 m3/h)

- Chạy bằng diesel

- Dùng để chạy bơm hút

- Áp suất: 3000 PSI

- Thùng nhiện liệu: 25 gallon

- Bình dầu thủy lực: 35 gallon

- Có van an toàn

- Bộ lọc có thể bẩn 10 micro

Thiết bị trao đổi nhiệt

- Áp suất thiết kế: 100 PSI (6,89 bar)

- Chênh lệch nhiệt độ: 70 0C

- Nhiệt độ lưu chất: 80 0C

- Lưu lượng lưu chất: 408,75 m3/h

- Dòng hơi: 40 000 lb/h

- Diện tích trao đổi nhiệt: 37,16 m2

- Chất lượng nước yêu cầu: nước khử ion

Điều khiển

- Điều khiển dòng

- Điều khiển áp suất

- Màn hình cảm ứng

- Điều khiển nhiệt độ

Các thiết bị chi tiết trong mô đun bơm

3 Van điều khiển bằng tay 0.75” Van 13

4 Van điều khiển bằng khí nén 4” Van 1

STT Tên thiết bị Đơn vị tính Số lƣợng Ghi chú

23 Các đường ống ứng với các van

24 Bộ chuyển hiển thị lưu lượng Bộ 1

+ Được thiết kế dưới dạng skid

+ Vật liệu: chống ăn mòn hóa chất

+ Được thiết kế dưới dạng skid

+ Vật liệu: chống ăn mòn hóa chất

+ Là hóa chất tạo ra hệ vi nhũ tương với dầu và nước

+ Dùng để tách dầu ra khỏi cặn – dầu – nước

+ Số lượng: 320 ga lông Mỹ (USG)

2.7.2 Liệt kê thiết bị của module Tank Skid 1

6 Van điều khiển bằng tay 0.75” Van 1

8 Thùng chứa hóa chất làm sạch T1 Thùng 1

9 Thùng chứa hóa chất làm sạch T3 Thùng 1

2.7.3 Các đầu vào ra Tank skid 1:

- Các đầu vào:

Dòng lưu lượng chứa nước, chất làm sạch từ Tank skid 2

Dòng lưu lượng nước cấp từ nhà máy

2.8.1 Thông số kỹ thuật mô đun tank skid 2

- Khối lượng: 2267 kg

- Thể tích: 18,9 m3 (5000 gallons)

- Van cầu

- Được thiết kế dưới dạng skid

- Vật liệu: chống ăn mòn hóa chất

- Kích thước: xấp xỉ 15” x 10” x 14” (4,57m x 3m x 4,2m)

2.8.2 Liệt kê thiết bị trong mô đun tank skid 2

8 Thùng chứa dung môi chất làm sạch

+ Dung môi hóa chất làm sạch đến Tank Skid 1

+ Thải cặn của toàn bộ quá trình

2.9 Mô đun tách chất rắn Solids Separation Skid

Solids Seperation Skid là skid được thiết kế để tách chất rắn có thể có trong quá trình làm sạch

2.9.1 Liệt kê thiết bị mô dun tách chất rắn

2 Bình tách rắn

2.9.2 Thông số kỹ thuật:

- Lưu lượng: 3-12750 GPM (0.5-2895 m3/h)

- Áp suất tối đa: 150 psi

- Lưu lượng bộ xoáy thủy lực: 2000 GPM

- Áp suất bộ xoáy thủy lực: 200 PSI

- Thể tích bồn chứa cặn: 1500 Gallon

- Kích thước hạt rắn: 6mm

- Nguồn điện: 277/480V, 60Hz, 3 pha

- Công suất: 30 KW

2.9.3 Các đầu vào - ra:

- Các đầu vào: Dòng lưu lượng ra từ bình đã được làm sạch

2.10 Một số module và thiết bị phụ trợ khác

2.10.1 Thiết bị tạo động lực phun

Thiết bị tạo động lực siêu áp

- Thông số kỹ thuật cho hệ thống bơm áp lực cao iP60-50

+ Công suất điện: 50 hp (37 kW)

+ Nhiệt tiêu thụ: 25000 BTU

+ Dầu thủy lực sử dụng: 35 gal (135 lit)

+ Lưu lượng nước ra: 3.8 lit/phút

+ Góc mở tối đa của vòi phun: 0.015” (0.38 mm)

+ Kích thước: 1.83m x 0.82m x 1.35m

+ Khối lượng: 1140 kg

- Các yêu cầu trước khi lắp đặt

Môi trường hoạt động

+ Nhiệt độ: 10-35oC

+ Độ ẩm: Tối đa 95% ở 35oC

Nguồn nước

+ Nhiệt độ: Tối đa 21oC Nếu nhiệt độ cao hơn thì cần có máy làm lạnh

+ Áp suất: Tối thiểu 3 bar

+ Chất lượng nước: PH: 6-8, lượng chất rắn hòa tan trong nước dưới 100 ppm + Lưu lượng: Nước dùng để làm sạch: 3.8 lit/phút Nước dùng để làm mát 11-45 lit/phút

+ Đầu kết nối: ½ inch NPT (cho cả nguồn nước làm sạch và nước làm mát) + Điện áp: 380 VAC, 60 Hz, 3 pha

+ Công suất: 50 hp (37 kW)

+ Cường độ dòng: Tải toàn phần: 71.1 A Quá tải: 125 A

Dầu thủy lực

+ Cho thiết bị chế biến thực phẩm: Cần tuân theo chỉ tiêu USDA H1

+ Cho các ứng dụng khác: Dầu thủy lực ISO-46 hoặc tương đương

2.10.2 Vòi phun cầm tay

+ Áp lực nước: Tối đa 36000 psi (2500 bar)

+ Lượng nước sử dụng: 5.1 gpm (19.2 lit/phút) với vòi phun 0.36”

2.10.3 Thiết bị đo hàm lƣợng thủy ngân

Thiết bị đo hàm lượng thủy ngân Jerome J405 là thiết bị đo khí với hàm lượng thủy ngân là 0.5-999µg/m3 Hg

Chú ý: Jerome 405 chỉ được dùng cho không khí, không được dùng để đo dung dịch, bụi, hoặc các vật liệu khác

Hình 2.6: Thiết bị đo hàm lượng thủy ngân

- Chức năng của J405

+ Mức phát hiện thấp hơn nhiều so với thiết bị đời trước Jerome 431-X

+ Màn hình ngược sáng lớn, hiển thị mọi thông tin cần thiết, bao gồm ký tự, hiển thị pin, mức bão hòa của không khí

+ Lựa chọn đơn vị đo: µg/m3 hoặc mg/m3

+ Dễ chẩn đoán và phát hiện lỗi

+ Bộ đun nóng vòng lặp đóng để loại bỏ thủy ngân ra khỏi cảm biến, và đưa nó

về trạng thái ban đầu

+ Jerome J405 có thể vận hành 24 giờ từ nguồn pin 12V hoặc có thể dùng nguồn cấp điện ngoài

- Thông số kỹ thuật

+ Dải đo:0.5 µg/m3 đến 999 µg/m3 (0.0005 đến 0.999 mg/m3)

+ Bước đo:0.01 µg/m3 Hg

+ Đáp ứng ở chế độ thời gian mẫu: 12 giây

+ Đáp ứng ở chế độ thời gian kiểm tra: 2 giây

+ Lưu lượng:750cc/phút (0.75 lít/phút)

+ Nguồn điện:100-240V xoay chiều, 47-63Hz, 3.2A

+ Cầu chì:Cầu chì tự ngắt

+ Pin trong:Pin nạp được NiMH

+ Môi trường vận hành:0oC đến 45oC, không ngưng tụ, không nổ

+ Vỏ:Thép, phủ bột

+ Kích thước:16cm x 28cm x 16.5cm (6” rộng x 11” dài x 6.5” cao)

+ Khối lượng: 2.4kg (5.3 pounds)

+ Màn hình hiển thị: LCD

+ Dung tích dữ liệu:20,000 mẫu

+ Đầu ra: Dữ liệu điện tử tới máy tính, máy in hoặc ổ USB Đầu ra 4-20mA (cần

Sau khi thay bộ lọc, độ chính xác ở mức 1.0 µg/m3 có thể thay đổi từ ±10% sáng

±20%, và độ chính xác của dải đo 25 µg/m3

có thể thay đổi từ ±5% sang ±7% Sai

số là không đổi

2.10.4 Thiết bị phân tích xác nhận kết quả làm sạch

Sau khi làm sạch cần có thiết bị đánh giá, xác nhận kết quả làm sạch Chúng tôi tham khảo một thiết bị tiêu biểu hiện nay với các thông số mô tả ở bảng sau:

Mô tả chi tiết thông số và chức

năng của thiết bị

 Nồng độ clo vô cơ 0,1 – 10,0 ppm

 Thời gian mất mầu KMnO4

 Đo mầu APHA

 Đo độ không tan trong nước của hydrocacbon

 Nguồn sáng: Xenon

 Hệ thống quang học: kênh song song

 Dải bước sóng: 190 – 1100

nm

 Dải hấp thụ: 0,3 – 2,5 A

 Độ rộng dải phổ: 5nm

a Máy quét hồng ngoại:

Để quét mẫu methanol và ethanol ở vùng phổ hồng ngoại

- Chức năng:

+ Để đánh giá độ tinh khiết của sản phẩm hóa học

+ Để đánh giá mức nhiễm bẩn của tường đã lau rửa so với methanol (ethanol) tinh khiết trong phòng thí nghiệm

- Quy trình

+ Bật thiết bị L&I Wave II Sau vài giây để nó tự kiểm tra khi khởi động, thiết

bị đã hiệu chỉnh và sẵn sàng sử dụng Màn hình hiển thị 4 tập tin

+ Nhấn nút 2: L&I Maritime Programs

+ Nhấn nút Wavescan

- Đo độ tinh khiết của sản phẩm hóa học

+ Sử dụng hộp quartz 10mm chứa nước cất khử ion và lắp vào bên phải của khe chứa hộp

+ Nhấn nút màu xanh dương đậm để thiết lập về 0 Màn hình hiển thị đồ thị lúc này là trống, với bước sóng là trục x (từ 200 - 350nm) và mức hấp thụ ánh sáng y (0 - 2.5 đơn vị hấp thụ)

+ Bỏ hộp mẫu quartz và đổ nước cất

+ Đổ dung dịch thử vào hộp quartz (methano, ethanol, ethylene glycol…) và đặt vào khe chứa hộp

+ Nhấn nút màu XANH để bắt đầu quét Màn hình sẽ hiển thị đồ thị

- Xác định mức nhiễm bẩn của tường so với hóa chất tinh khiết trong phòng

+ Bỏ hộp quartz và đổ hóa chất tinh khiết ra

+ Đổ dung dịch thử vào hộp quartz, và lắp vào khe chứa hộp

+ Nhấn nút màu xanh lục để bắt đầu quét Màn hình sẽ hiển thị đồ thị

b Hydrocarbons

- Dải đo: Đáp ứng hay không đáp ứng tiêu chuẩn ASTM D 1722

- Là tiêu chuẩn phương pháp thử đối với nước trộn lẫn của nước hòa tan dung môi

Quy trình:

1 Bật thiết bị L&I Wave II Sau vài giây để nó tự kiểm tra khi khởi động, thiết bị đã

hiệu chỉnh và sẵn sàng sử dụng Màn hình hiển thị 4 tập tin

2 Nhấn nút 2: L&I Maritime Programs, file số 2

3 Nhấn nút số 4 tương ứng với 953 Hydrocarbons Thí nghiệm sẽ được bắt đầu

4 Cho 10 ml mẫu methanol vào 90 ml nước cất, ở ống nghiệm phù hợp

Chú ý: Bằng cách đổ dần dần methanol vào nước cất (tỷ lệ 25:75/ 33:67/ 50:50), thí nghiệm hydrocarbon sẽ chính xác dần Tỷ lệ này dựa trên ASTM (American Society

thí nghiệm sẽ tương ứng với tỷ lệ methanol trong nước cất