TRẦN THẾ MINH BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - TRẦN THẾ MINH KỸ THUẬT LỌC HÓA DẦU ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ VẬN HÀNH PHÂN XƢỞNG RFCC TẠI NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT ĐẾN SỰ PHÂN BỐ HIỆU SUẤT VÀ CHẤT LƢỢNG SẢN PHẨM LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT LỌC HĨA DẦU KHỐ 2014B Hà Nội – Năm 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - TRẦN THẾ MINH ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ VẬN HÀNH PHÂN XƢỞNG RFCC TẠI NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT ĐẾN SỰ PHÂN BỐ HIỆU SUẤT VÀ CHẤT LƢỢNG SẢN PHẨM Chuyên ngành: KỸ THUẬT LỌC HÓA DẦU LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT LỌC HÓA DẦU NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN HÀN LONG Hà Nội – Năm 2016 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Nguyễn Hàn Long LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ kỹ thuật “Đánh giá ảnh hưởng thông số vận hành phân xưởng RFCC nhà máy lọc dầu Dung Quất đến phân bố hiệu suất chất lượng sản phẩm” cơng trình tơi thực dƣới hƣớng dẫn khoa học TS Nguyễn Hàn Long Các kết nghiên cứu luận văn hoàn toàn trung thực, đáng tin cậy, số liệu, tính tốn đƣợc hồn tồn xác chƣa đƣợc cơng bố cơng trình nghiên cứu Hà Nội, tháng 10 năm 2016 Học viên ` Trần Thế Minh Trang I Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Nguyễn Hàn Long LỜI CẢM ƠN Trải qua thời gian dài nghiên cứu, hoàn thành luận văn Thạc sĩ “Đánh giá ảnh hưởng thông số vận hành phân xưởng RFCC nhà máy lọc dầu Dung Quất đến phân bố hiệu suất chất lượng sản phẩm ” Trƣớc hết, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo hƣớng dẫn TS Nguyễn Hàn Long, ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn, bảo tận tình cho tơi mặt khoa học thực nghiệm suốt trình thực luận văn Tơi xin trân trọng cảm ơn Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội, Viện đào tạo sau Đại học, Viện Kỹ thuật Hóa học trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội giúp đỡ tạo điều kiện cho suốt thời gian qua Tôi xin trân trọng cảm ơn bạn bè đồng nghiệp công tác nhà máy Lọc dầu Dung Quất nhà máy Lọc dầu Nghi Sơn hỗ trợ cung cấp số liệu giúp đỡ tơi suốt q trình làm luận văn Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến gia đình, ngƣời thân bạn bè giúp đỡ, động viên tơi suốt q trình học tập nghiên cứu, thực luận văn Học viên Trần Thế Minh Trang II Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Nguyễn Hàn Long DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ABD Mật độ khối trung bình AGO Dầu mazut từ thiết bị chƣng cất khí APS Kích thƣớc hạt trung bình o Tỷ trọng API AR Cặn chƣng cất khí ASTM Hiệp hội thử nghiệm vật liệu Hoa Kỳ Amine Hợp chất hấp thụ khí chua (MDEA, DEA) After burning Quá trình tái sinh tạo nhiều CO q trình tái sinh khơng đủ nhiệt để đốt hoàn toàn cốc để tái sinh xúc tác Behind burning Hiện tƣợng đốt cháy cốc khơng hồn tồn thiết bị tái sinh, kết làm tăng hàm lƣợng cốc thiết bị phản ứng màu xúc tác ngã sang màu sẫm đen CCR Tốc độ tuần hoàn xúc tác (tấn/min) CCR Cặn carbon condrason CDU Cụm chƣng cất khí CFR Tỉ lệ phối trộn nguyên liệu CO2/CO Tỉ lệ mol CO2/CO hiển thị mức độ cháy khơng hồn tồn Conversion Độ chuyển hóa COC Lƣợng cốc hình thành xúc tác CRC Lƣợng cốc xúc tác tái sinh CLO Dầu sau tách cặn xúc tác, dầu đốt ΔP, DP Độ chênh áp Deethanizer Thiết bị tách ethane Debuthanizer Thiết bị tách buthane Delute phase/đĩa Pha/ tầng xúc tác phân tán (tầng sôi) Dense phase/đĩa Pha/ tầng xúc tác không phân tán EP Điểm sôi cuối Flushing oil Dầu rửa dầu làm API Trang III Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Nguyễn Hàn Long FG Khí nhiên liệu Bụi Thành phần xúc tác có kích thƣớc hạt nhỏ 20 microns Gasoline Phân đoạn xăng Hopper Thiết bị tồn trữ xúc tác H2/CH4 Tỉ lệ phần mol hydro methane HC Hydrocarbon HCN Phân đoạn naphtha nặng HCO Dầu giàu hydrocacbon vòng thơm phân đoạn nặng HPS Thiết bị phân tách cao áp ΔH Độ chênh lệch Enthanpy IBP Nhiệt độ sôi đầu K (UOP K) Giá trị đặc trƣng khả cracking, số UOP Khí khơ Khí khơ thành phần methane, ethane Knock-out drum Bình tách lỏng khỏi dịng khí LCO Dầu giàu hydrocacbon vịng thơm phân đoạn nhẹ LPG Khí dầu mỏ hóa lỏng Lean Oil/Amine Dòng dầu dòng Amine sau tái sinh MAT Hoạt tích xúc tác tiêu chuẩn thử thiết bị MAT MF Thiết bị chƣng cất MON Trị số octane động MTC Dòng xăng nặng điều khiển nhiệt độ phản ứng cracking MG Tối đa hóa xăng MD Tối đa hóa diesel NHT Naphtha đƣợc xử lý hydro Off-gas Dịng khí thừa ppm Tỉ lệ phần triệu Pumparound Dịng tuần hồn thiết bị chƣng cất R2R Hệ thống cracking xúc tác - thiết bị phản ứng tầng tái sinh Trang IV Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Nguyễn Hàn Long RFCC Cracking xúc tác tầng sôi xử lý cặn nặng ROSS Hệ thống phân tách sản phẩm sau phản ứng cracking Riser – Riser reactor Thiết bị phản ứng – tầng nâng Trong thiết bị phản ứng xúc tác đƣợc nƣớc nguyên liệu phân tán thành lớp giả lỏng để phản ứng cracking xảy xảy từ dƣới lên Rich Oil/Amine Dòng dầu dòng Amine chứa nhiều hydrocarbon hấp thụ RE (or Re2O3) Đất (hoặc oxit đất hiếm) RHDS Cặn chƣng cất sau xử lý lƣu huỳnh hydro RON Trị số Octane nghiên cứu ROT Nhiệt độ đầu thiết bị phản ứng RVP Áp suất Reid Rx Thiết bị phản ứng SA Diện tích bề mặt Standpipes Đƣờng ống trung chuyển xúc tác Slide valve Van trƣợt chuyển xúc tác hệ thống R2R Strickle valve Van chiều đáy cyclone Stripper Thiết bị phân tách cấu tử nhẹ cách bay Stripping Quá trình phân tách cấu tử nhẹ cách bay Thiết bị hấp thụ thứ cấp Thiết bi hấp thụ thứ cấp SO- Slurry oil Phân đoạn tháp chƣng cất trƣớc tách xúc tác Surge, surging Hiện tƣợng xảy máy nén quạt với dao động áp suất cửa xả tốc độ dòng, bao gồm đảo ngƣợc dòng VGO Dầu Mazut từ thiết bị chƣng cất chân không Wet gas compressor Máy nén sản phẩm đỉnh tháp chƣng cất Withdraw well Thiết bị trung gian chứa xúc sau tái sinh trƣớc đƣa vào thiết bị phản ứng ZSM-5 Zeolit ZSM-5 Trang V Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Nguyễn Hàn Long DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng - Tính chất cặn chƣng cất khí 19 Bảng - Tính chất sản phẩm LPG 20 Bảng - Tính chất sản phẩm Xăng nhẹ (C5 - 165°C) 20 Bảng - Tính chất sản phẩm Xăng nặng (C5 - 205°C) 21 Bảng - Tính chất sản phẩm LCO (165 - 390°C) 21 Bảng - Tính chất sản phẩm LCO (205 - 360°C) 22 Bảng - Tính chất sản phẩm SO (390+ °C) 22 Bảng - Tính chất sản phẩm SO (360+ °C) 22 Bảng - Thông số vận hành cụm phản ứng tái sinh R2R 41 Bảng 10 - Thơng số vận hành cụm chƣng cất (Main Fractionator) [4] 43 Bảng 11 - Thông số vận hành cụm thu hồi khí (Gas concentration) [4] 43 Bảng 12 - Thơng số vận hành cụm hấp thụ khí nhiên liệu [4] 44 Bảng 13 - Thông số vận hành nguyên liệu đầu vào 45 Bảng 14 - Thông số vận hành sản phẩm đầu 45 Bảng 15 - Nguyên liệu đầu vào cụm RFCC nhà máy Dung Quất năm 2013 2014 70 Bảng 16 - Kết phân tích xúc tác tinh khiết Grace Davison Albemarle 71 Bảng 17 - Thành phần LPG xúc tác qua kết phân tích sản phẩm 79 Trang VI Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Nguyễn Hàn Long DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1- Cơng nghệ FCC Nhà máy Lọc Dầu Hình - Hình dạng xúc tác FCC cơng nghiệp 13 Hình - Cấu trúc sở Zeolit 14 Hình - Cấu trúc phân tử Zeolit 14 Hình - Kích thƣớc sở tỉ lệ SiO2/Al2O3 16 Hình - Sơ đồ cơng nghệ cụm RFCC 23 Hình - Sơ đồ công nghệ cụm gia nhiệt nguyên liệu 29 Hình - Sơ đồ cơng nghệ cụm phản ứng tài sinh xúc tác 30 Hình - Sơ đồ cơng nghệ cụm chƣng cất 33 Hình 10 - Sơ đồ cơng nghệ cụm chƣng cất 38 Hình 11 - Độ chuyển hóa tiêu chuẩn MAT, wt% (Ecat) 72 Hình 12 - Tổng diện tích bề mặt (Ecat) 73 Hình 13 - Hiệu suất khí khơ wt% (Ecat) 74 Hình 14 - Hiệu suất cốc wt% (Ecat) 74 Hình 15 - Mối quan hệ độ chuyển hóa nhiệt độ thiết bị phản ứng (ROT) 75 Hình 16 - Mối quan hệ độ chuyển hóa tỉ lệ xúc tác/dầu 76 Hình 17 - Mối quan hệ độ chuyển hóa hiệu chỉnh tỉ lệ xúc tác/dầu 76 Hình 18 - Mối quan hệ độ chuyển hóa hiệu suất khí nhiên liệu (Fuel gas) 77 Hình 19 - Mối quan hệ độ chuyển hóa H2/CH4 77 Hình 20 - Mối quan hệ độ chuyển hóa hiệu suất LPG (Fuel gas) 78 Hình 21 - Mối quan hệ độ chuyển hóa hiệu suất phân đoạn xăng 80 Hình 22 - Mối quan hệ độ chuyển hóa RON phân đoạn xăng thu đƣợc 81 Hình 23 - Mối quan hệ độ chuyển hóa hiệu suất phân đoạn xăng nặng 81 Hình 24 - Mối quan hệ độ chuyển hóa hiệu suất phân đoạn LCO 82 Hình 25- Mối quan hệ độ chuyển hóa hiệu suất cốc thu đƣợc 83 Trang VII Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Nguyễn Hàn Long MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN I II DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT III DANH MỤC CÁC BẢNG VI DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ VII MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN Giới thiệu chung 1.1 Lịch sử phát triển công nghệ cracking cracking xúc tác tầng sôi: 1.2 Các công nghệ xử lý cặn nặng cracking xúc tác tầng sôi 1.3 Nhiệt động học trình cracking xúc tác 1.4 Xúc tác cracking 10 Công suất vai trò phân xƣởng RFCC nhà máy Lọc dầu Dung Quất 18 Tính chất nguyên liệu RFCC 19 Tính chất sản phẩm RFCC 19 Mơ tả quy trình phản ứng cụm RFCC 23 CHƢƠNG II: ĐIỀU KIỆN VẬN HÀNH CỦA PHÂN XƢỞNG RFCC 29 Điều khiển công nghệ 29 Điều kiện vận hành thiết kế phân xƣởng RFCC 41 CHƢƠNG III: THÔNG SỐ CƠNG NGHỆ CHÍNH CỦA CỤM RFCC 46 3.1 Ảnh hƣởng nhiệt độ nguyên liệu 47 3.2 Ảnh hƣởng nhiệt độ đầu Riser 47 3.3 Ảnh hƣởng thời gian lƣu 48 3.4 Ảnh hƣởng hoạt tính xúc tác 48 3.5 Ảnh hƣởng lƣu lƣợng dịng tuần hồn 49 3.6 Ảnh hƣởng chất lƣợng nguyên liệu 49 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Nguyễn Hàn Long PHỤ LỤC Thông số vận hành phân xƣởng RFCC nhà máy Dung Quất Trang 88 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Nguyễn Hàn Long Trang 89 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Nguyễn Hàn Long Trang 90 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Nguyễn Hàn Long Trang 91 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Nguyễn Hàn Long Trang 92 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Nguyễn Hàn Long Trang 93 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Nguyễn Hàn Long Trang 94 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Nguyễn Hàn Long Trang 95 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Nguyễn Hàn Long Trang 96 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Nguyễn Hàn Long Trang 97 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Nguyễn Hàn Long Trang 98 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Nguyễn Hàn Long Trang 99 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Nguyễn Hàn Long Trang 100 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Nguyễn Hàn Long Trang 101 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Nguyễn Hàn Long Trang 102 ... sơi xúc tác phản ứng Van trƣợt xúc tác phản ứng SV-1502 đi? ??u khiển mức xúc tác (chiều cao lớp xúc tác) stripper D1501 vi? ??c đi? ??u chỉnh lƣợng xúc tác phản ứng khỏi stripper Xúc tác phản ứng vào... chuyển hóa COC Lƣợng cốc hình thành xúc tác CRC Lƣợng cốc xúc tác tái sinh CLO Dầu sau tách cặn xúc tác, dầu đốt ΔP, DP Độ chênh áp Deethanizer Thiết bị tách ethane Debuthanizer Thiết bị tách buthane... vi? ??c loại bỏ hydrocarbon dễ bay có hạt xúc tác trƣớc xúc tác vào thiết bị tái sinh thứ D-1502 Phần cốc lại xúc tác đƣợc đốt thiết bị tái sinh Xúc tác đƣợc thổi khí nitơ ống dẫn xúc tác phản ứng