Đang tải... (xem toàn văn)
Đánh giá khả năng đáp ứng của phân xưởng thu hồi propylene khi tăng năng suất lên 120% so với thiết kế bằng phần mềm hysys LỜI MỞ ĐẦUPhát triển ngành công nghiệp Lọc Hóa dầu là ngành công nghiệp mũi nhọn được ưu tiên hàng đầu đối với đất nước ta hiện nay. Nhà máy lọc Dầu Dung Quất Nhà máy Lọc Dầu đầu tiên của nước ta đã được đưa vào sử dụng và vận hành ổn định trong thời gian hơn hai năm. Trong những sản phẩm của nhà máy thì sản phẩm Propylene hiện nay đang rất được quan tâm. Propylene có giá trị kinh tế cao hơn xăng và Diesel, nó là nguyên liệu để sản xuất Polypropylene, đây là một trong số những polymer được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới vì tính phổ dụng, giá thành monomer thấp, giá thành sản xuất thấp, và các tính chất được ưa chuộng của nó. Cho nên việc tạo ra và thu hồi tối đa lượng Propylene trong quá trình sản xuất sẽ mang lại hiệu quả kinh tế rất cao cho nhà máy. Chính vì vậy em quyết định chọn đề tài “Đánh giá khả năng đáp ứng của phân xưởng thu hồi Propylene khi tăng năng suất lên 120% so với thiết kế bằng phần mềm Hysys”
LỜI CẢM ƠN Đồ án tốt nghiệp là những gì đúc kết lại sau một quá trình học tập, nghiên cứu, tự tìm hiểu của sinh viên dưới sự hướng dẫn của các thầy cô giáo. Kết thúc năm năm học đại học, những gì mà thầy cô đã truyền đạt, dạy bảo chúng ta không chỉ là những kiến thức chuyên ngành mà còn là những kinh nghiệm sống, kinh nghiệm ứng xử trong cuộc sống. Để đạt được những thành quả này, ngoài sự nỗ lực không ngừng của bản thân, trước hết tôi xin chân thành biết ơn công lao của gia đình đã tạo mọi điều kiện cho tôi chuyên tâm học hành trong suốt thời gian đi học, tôi xin cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn Công Nghệ Hóa Học - Dầu và Khí- Khoa Hóa Kỹ Thuật - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng đã dạy dỗ chân tình và đã tạo điều kiện cho tôi được làm Đồ án tốt nghiệp tại Nhà máy Lọc Dầu Dung Quất. Cảm ơn ban lãnh đạo nhà máy, các anh chị trong Phòng Đào tạo, Phòng Sản xuất, các anh trong Area 2 của Nhà máy Lọc Dầu Dung Quất, đặc biệt là anh Trần Nguyên Hoài Thu đã giao đề tài và tận tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian tôi thực hiện Đồ án tốt nghiệp này. Sinh viên thực hiện 2 Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC 3 Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ARU Amine Recovery Unit CCR Continuous Catalytic Reformer CDU Crude Distillation Unit CNU Cautics Neutralization Unit ECMD Enhanced Capacity Multiple Downcomer EPC Engineering Procurement Construction FO Fuel Oil ISOM Isomerization KTU Kerosene Treater Unit LPG Liquefied Petroleum Gas LTU LPG Treater Unit NHT Naptha Hydrotreater NMLD Nhà máy Lọc dầu NTU RFCC Naphtha Treating Unit PFD Process Flow Diagram PRU Propylene Recovery Unit RFCC Residue Fluid Catalytic Cracking Unit SPM Single Point Mooring SRU Sulfur Recovery Unit SWS Sour Water Stripping UOP Universal Oil Products 4 Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Sơ đồ tổng thể vị trí nhà máy lọc dầu Dung Quất 7 Hình 1.2 Lễ khởi công xây dựng các gói thầu EPC 1+2+3+4 8 Hình 1.3 Tiếp nhận chuyến tàu chở dầu thô đầu tiên của nhà máy 9 Hình 1.4 Lễ đón mừng dòng sản phẩm đầu tiên của nhà máy lọc dầu Dung Quất 9 Hình 1.5 Sơ đồ các phân xưởng chính trong nhà máy lọc dầu Dung Quất 10 Hình 2.1 Công thức cấu tạo Propylene 12 Hình 2.2 Các nguồn thu nhận Propylene 13 Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ phân xưởng PRU qua quá trình mô phỏng 60 Hình 3.2 Đường đặc tính của bơm P-2101 74 5 Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Thành phần nhập liệu thiết kế cho phân xưởng PRU 19 Bảng 2.2 Thành phần tạp chất trong dòng nhập liệu thiết kế cho phân xưởng PRU20 Bảng 2.3 Tiêu chuẩn sản phẩm Propylene từ phân xưởng PRU 21 Bảng 2.4 Cân bằng vật chất PRU 21 Bảng 2.5 Các điều kiện tại Battery limit đối với nhập liệu và các sản phẩm chính. 21 Bảng 3.1 Thành phần dòng nguyên liệu tại nhà máy 39 Bảng 3.2 Các thông số sử dụng trong mô phỏng của tháp T-2101 44 Bảng 3.3 Các thông số sử dụng trong mô phỏng của tháp T-2102 48 Bảng 3.4 Thông số các dòng ảo trong bài mô phỏng 54 Bảng 3.5 Các thông số sử dụng trong mô phỏng của tháp T-2103 54 Bảng 3.6 Các công cụ Recycle có trong bài mô phỏng 59 Bảng 3.7 Các thiết bị trộn có trong bài mô phỏng 59 Bảng 3.8 Các thiết bị chia dòng có trong bài mô phỏng 59 Bảng 3.9 Thành phần dòng sản phẩm thu được từ đỉnh tháp T-2101 62 Bảng 3.10 Thành phần dòng sản phẩm thu được từ đáy tháp T-2101 (Mixed C4's)63 Bảng 3.11 Thành phần dòng Propylene thu được từ tháp T-2103 64 Bảng 3.12 Thành phần dòng sản phẩm LPG thu được ở phân xưởng PRU 65 Bảng 3.13 Các thông số của dòng hồi lưu ở đỉnh tháp T-2103 66 Bảng 3.14 Các thông số của dòng gia nhiệt ở đáy tháp T-2103 66 Bảng 3.16 Các thông số thiết kế đĩa của tháp T-2101 67 Bảng 3.17 Các thông số thiết kế đĩa của tháp T-2102 71 Bảng 3.18 Các thông số thiết kế đĩa của tháp T-2103 72 Bảng 3.20 Lưu lượng (mô phỏng) của các dòng sản phẩm của phân xưởng PRU khi tăng năng suất phân xưởng lên 120% năng suất thiết kế 82 Bảng 3.21 Thành phần của Propane mô phỏng được (dòng 21) 82 6 Đồ án tốt nghiệp LỜI MỞ ĐẦU Phát triển ngành công nghiệp Lọc- Hóa dầu là ngành công nghiệp mũi nhọn được ưu tiên hàng đầu đối với đất nước ta hiện nay. Nhà máy lọc Dầu Dung Quất- Nhà máy Lọc Dầu đầu tiên của nước ta đã được đưa vào sử dụng và vận hành ổn định trong thời gian hơn hai năm. Trong những sản phẩm của nhà máy thì sản phẩm Propylene hiện nay đang rất được quan tâm. Propylene có giá trị kinh tế cao hơn xăng và Diesel, nó là nguyên liệu để sản xuất Polypropylene, đây là một trong số những polymer được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới vì tính phổ dụng, giá thành monomer thấp, giá thành sản xuất thấp, và các tính chất được ưa chuộng của nó. Cho nên việc tạo ra và thu hồi tối đa lượng Propylene trong quá trình sản xuất sẽ mang lại hiệu quả kinh tế rất cao cho nhà máy. Chính vì vậy em quyết định chọn đề tài “Đánh giá khả năng đáp ứng của phân xưởng thu hồi Propylene khi tăng năng suất lên 120% so với thiết kế bằng phần mềm Hysys” 7 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT Phát triển ngành công nghiệp Lọc - hóa dầu là một trong những chỉ số đánh giá thành công sự nghiệp công nghiệp hóa của mỗi quốc gia, bởi đây là ngành công nghiệp mũi nhọn có vai trò nền tảng với những ảnh hưởng sâu rộng đến cục diện một nền kinh tế. Dự án xây dựng nhà máy lọc dầu (NMLD) ở nước ta được Đảng và Chính phủ chủ trương từ rất sớm, xuất phát từ yêu cầu đảm bảo an ninh năng lượng và nhu cầu công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước. Bên cạnh đó, việc đầu tư xây dựng NMLD Dung Quất còn là động lực to lớn để phát triển kinh tế, xã hội của tỉnh Quảng Ngãi và các tỉnh, thành phố trong khu vực miền Trung và là điều kiện quan trọng trong việc đảm bảo an ninh quốc phòng, góp phần đảm bảo hai nhiệm vụ chiến lược hiện nay là xây dựng và bảo vệ Tổ quốc. Ngày 08/01/1998 lễ động thổ khởi công xây dựng NMLD Dung Quất đã được tiến hành tại xã Bình Trị, huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi. Hình 1.1 Sơ đồ tổng thể vị trí nhà máy lọc dầu Dung Quất. Ngày 28/11/2005, lễ khởi công các gói thầu EPC 1+2+3+4 được tổ hợp các nhà thầu Technip (gồm các nhà thầu: Technip (Pháp), Technip (Malaysia), JGC (Nhật 8 Đồ án tốt nghiệp Bản) và Technicas Reunidas (Tây Ban Nha)) phối hợp với Petro Việt Nam tổ chức tại hiện trường nhà máy. Hình 1.2 Lễ khởi công xây dựng các gói thầu EPC 1+2+3+4 Ngày 30/11/2008, Tổng Công ty Dầu Việt Nam và Ban Quản lý dự án NMLD Dung Quất tổ chức lễ đón nhận chuyến dầu thô đầu tiên vận hành chạy thử NMLD Dung Quất. Đây là chuyến tàu dầu thô đầu tiên với khối lượng 80.000 tấn do NMLD Dung Quất tiếp nhận tại phao rót dầu không bến một điểm neo (SPM) của nhà máy. 9 Đồ án tốt nghiệp Hình 1.3 Tiếp nhận chuyến tàu chở dầu thô đầu tiên của nhà máy Trải qua rất nhiều khó khăn đến ngày 22/02/2009, lễ đón mừng dòng sản phẩm thương mại đầu tiên của NMLD Dung Quất- NMLD đầu tiên của Việt Nam đã được diễn ra. Hình 1.4 Lễ đón mừng dòng sản phẩm đầu tiên của nhà máy lọc dầu Dung Quất. 10 Đồ án tốt nghiệp Nhà máy được xây dựng với năng suất thiết kế là 6,5 triệu tấn/năm, tương đương với 148000 thùng/ngày. Nguyên liệu của nhà máy có thể là 100% dầu thô Bạch Hổ (Việt Nam) hoặc là hỗn hợp 85% dầu thô Bạch Hổ + 15% dầu chua Dubai. Các phân xưởng công nghệ trong nhà máy gồm có: Phân xưởng chưng cất dầu thô (CDU) Phân xưởng xử lý Naphta bằng Hydro (NHT) Phân xưởng đồng phân hóa Naphta nhẹ (ISOM) Phân xưởng Reforming xúc tác liên tục (CCR) Phân xưởng xử lý Kerosen (KTU) Phân xưởng Cracking xúc tác tầng sôi cặn chưng cất khí quyển (RFCC) Phân xưởng xử lý Naphta của phân xưởng RFCC (NTU) Phân xưởng xử lý LCO bằng hydro (LCO-HDT) Phân xưởng xử lý LPG (LTU) Phân xưởng thu hồi Propylen (PRU) Phân xưởng tái sinh Amin (ARU) Phân xưởng xử lý nước chua (SWS) Phân xưởng trung hòa xút thải (CNU) Phân xưởng thu hồi lưu huỳnh (SRU) Hình 1.5 Sơ đồ các phân xưởng chính trong nhà máy lọc dầu Dung Quất ISOM LC O HDT [...]... lượng) Phân xưởng PRU với năng suất thiết kế là 77240 kg/h, sản suất được 19535 kg/h Propylene đạt tiêu chuẩn sản xuất polymer (Polymer Grade Propylene) (dầu Bạch Hổ - chế độ thu hồi xăng tối đa) Khi phân xưởng PRU vận hành ở thành phần nhập liệu thiết kế, sẽ được mô tả ở phần sau, và ở năng suất thiết kế thì thu hồi được tối thiểu 96% khối lượng Propylene Phân xưởng PRU có thể vận hành ở năng suất tối... 50% năng suất nhập liệu thiết kế 2.2.1.2 Đặc điểm của dòng nhập liệu Dòng nhập liệu cho phân xưởng PRU là dòng C3/C4 LPG đã qua xử lý đến từ phân xưởng LTU 2.2.1.2.1 Thành phần nhập liệu thiết kế Thành phần nhập liệu thiết kế cho phân xưởng PRU, tương ứng với trường hợp sử dụng dầu thô Bạch Hổ và chạy ở chế độ thu hồi xăng tối đa, như sau: 18 Đồ án tốt nghiệp Bảng 2.1 Thành phần nhập liệu thiết kế cho... nghiệp Hình 2.4 Phân xưởng PRU của nhà máy lọc dầu Dung Quất hướng Đông Bắc [3] 16 Đồ án tốt nghiệp 2.2.1 Cơ sở thiết kế Hình 2.5 Sơ đồ công nghệ phân xưởng PRU của nhà máy [3] 17 Đồ án tốt nghiệp 2.2.1.1 Năng suất phân xưởng Phân xưởng thu hồi Propylen (PRU) được thiết kế đế tách hỗn hợp C3/C4 (LPG) đã xử lý tạp chất thành phân đoạn C4 ( Mixed C4's), Propane và Propylene, và làm tinh khi t Propylene đạt... huỳnh) Ghi chú: %wt: phần trăm khối lượng, ppm (wt): phần triệu khối lượng, ppb (wt): phần tỷ khối lượng 2.2.1.2.2 Năng suất nhập liệu thiết kế Năng suất nhập liệu thiết kế cho phân xưởng PRU là 77240 kg/h khi vận hành với nhập liệu có thành phần nêu ở trên 2.2.1.3 Tiêu chuẩn sản phẩm Phân xưởng PRU được thiết kế để sản xuất Propylen đủ tiêu chuẩn sản xuất polyme (Polymer Grade Propylene) và hỗn hợp... (Mixed C4's) để phối trộn cho xăng Để sản phẩm đạt tiêu chuẩn sau đây thì nhập liệu thiết kế được xác định ở trên Năng suất thiết kế của phân xưởng PRU là 19535 kg/h của Propylene Tiêu chuẩn sản phẩm Propylene từ phân xưởng PRU như sau: 20 Đồ án tốt nghiệp Bảng 2.3 Tiêu chuẩn sản phẩm Propylene từ phân xưởng PRU Thành phần Propylene Tổng lượng parafine Metane Etylene Ethane Acetylen, metyl acetylen C4+... tế rất cao (cao hơn so với xăng và Diesel) Vì vậy nên các nhà máy lọc dầu trên thế giới đều rất chú trọng tới sản phẩm này Phân xưởng RFCC của nhà máy lọc dầu Dung Quất cũng được tối ưu hóa vận hành nhằm mục đích thu được tối đa lượng Propylene đế sản xuất Polypropylene 14 Đồ án tốt nghiệp 2.2 Giới thiệu về phân xưởng thu hồi Propylene của NMLD Dung Quất Hình 2.3 Phân xưởng PRU của nhà máy lọc dầu... tách Propane/Propylen của nhà máy có 190 đĩa nhưng chiều cao của tháp chỉ có 81,3m là do Tray Spacing của loại đĩa ECMD này chỉ có 330mm so với 610mm của các loại đĩa thông thường Chỉ với một tháp tách 190 đĩa nhưng độ tinh khi t của sản phẩm Propylene tối thiểu đã đạt tới 99,6% (đảm bảo tiêu chuẩn sản xuất Polylmer Grade Propylene) và hiệu suất thu hồi Propylen tối thiểu của phân xưởng là 96% Qua những... CHƯƠNG 3 TIẾN HÀNH MÔ PHỎNG PHÂN XƯỞNG THU HỒI PROPYLENE BẰNG PHẦN MỀM HYSYS Để đáp ứng nhu cầu ngày càng lớn các sản phẩm dầu mỏ cả về số lượng và chất lượng, chúng ta phải không ngừng cải tiến về công nghệ và phương pháp sản xuất Vì vậy, các công trình nghiên cứu khoa học, các dự án thiết kế được tiến hành, và cùng với sự phát triển vượt bậc của ngành công nghệ thông tin, với những máy tính tốc độ... • Bơm nhiệt: Thiết kế phân xưởng PRU được dựa trên khái niệm bơm nhiệt cho tháp tách Propane /Propylene, là việc cung cấp hoạt động cho nồi sôi lại bằng cách chuyển nén cơ học (cơ năng) của sản phẩm đỉnh sang năng lượng nhiệt (tiết kiệm năng lượng), và sử dụng một tuabin hơi nước không ngưng cho máy nén chính của bơm nhiệt (the main heat pump compressor) Hơi ở đỉnh của tháp tách Propane /Propylene được... Technologie Engineering Software - Hyprotech Ltd Bây giờ, nó đã được mua lại bởi hãng Aspentech của Mỹ nằm trong gói phần mềm Aspen one Là một phần mềm có khả năng tính toán đa dạng, cho kết quả có độ chính xác cao, đồng thời cung cấp nhiều thu t toán sử dụng, trợ giúp trong quá trình tính toán công nghệ, khảo sát các thông số trong quá trình thiết kế nhà máy chế biến khí Ngoài thư viện có sẵn, Hysys cho phép . Chính vì vậy em quyết định chọn đề tài Đánh giá khả năng đáp ứng của phân xưởng thu hồi Propylene khi tăng năng suất lên 120% so với thiết kế bằng phần mềm Hysys 7 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 1 TỔNG. đĩa của tháp T-2102 71 Bảng 3.18 Các thông số thiết kế đĩa của tháp T-2103 72 Bảng 3.20 Lưu lượng (mô phỏng) của các dòng sản phẩm của phân xưởng PRU khi tăng năng suất phân xưởng lên 120% năng. (LCO-HDT) Phân xưởng xử lý LPG (LTU) Phân xưởng thu hồi Propylen (PRU) Phân xưởng tái sinh Amin (ARU) Phân xưởng xử lý nước chua (SWS) Phân xưởng trung hòa xút thải (CNU) Phân xưởng thu hồi lưu