LỜI NÓI ĐẦU Bước vào kỉ 21,Việt Nam dần khẳng định vị khu vực Đông Nam Á giới Nước ta đạt nhiều thành tựu mặt : kinh tế, trị, văn hóa, giáo dục, khoa học kĩ thuật…Trong phải kể đến thành tích đóng góp to lớn ngành dầu khí vào công phát triển kinh tế, xã hội, xây dựng bảo vệ Tổ quốc Dầu khí tiền đề nguồn lượng, nguyên liệu chủ yếu quan trọng để nước ta phát triển thêm nhiều ngành công nghiệp với công nghệ tiên tiến, đại Có thể nói, sau gần 50 năm xây dựng phát triển, ngành dầu khí Việt Nam có bước tiến vượt bậc, trở thành ngành công nghiệp quan trọng nghiệp cộng nghiệp hóa, đại hóa đất nước, đưa nước ta vào danh sách nước sản xuất dầu khí giới đứng thứ ba Đông Nam Á khai thác dầu thô Kể từ năm 1986 - thời điểm dầu thô khai thác từ mỏ Bạch Hổ đến nay, hàng năm ngành dầu khí đóng góp khoảng 20% vào GDP 30% vào tổng thu ngân sách đất nước, kim ngạch xuất Tập đoàn dầu khí quốc gia Việt Nam chiếm khoảng 20% tổng kim ngạch xuất nước Năm 2008, Tập đoàn dầu khí quốc gia Việt Nam ( PVN ) hoàn thành vượt mức kế hoạch giao, cụ thể : doanh thu đạt 280,05 nghìn tỷ đồng, bẳng 149,6% kế hoạch năm, tăng 31,2% so với năm 2007 (lần đạt mức 250 nghìn tỷ đồng), chiếm 20% GDP nước Nộp ngân sách Nhà nước đạt 121,80 nghìn tỷ đồng, 181,4% kế hoạch năm 2008, tăng 41,7% so với năm 2007 (lần đạt mức 100 nghìn tỷ đồng), chiếm 31% tổng thu ngân sách Nhà nước Kim ngạch xuất đạt 11,15 tỷ USD, 146,7% kế hoạch năm 2008, tăng 26,7% so với năm 2007 (lần đạt mức 10 tỷ đồng), chiếm 18% tổng kim ngạch xuất nước Trong công tác tìm kiếm thăm dò khai thác dầu khí, PVN tiếp tục đẩy mạnh hoạt động không nước mà vươn nước với việc phát đưa vào khai thác số mỏ ( có nước ) : Cá Ngừ Vàng, Phương Đông, Bunga Orkid, Sư tử vàng Cùng với thăm dò khai thác dầu khí, PVN trọng đến hoạt động sau khai thác, đảm bảo vận hành an toàn đường ống dẫn khí, tăng cường sản xuất, chế biến kinh doanh phân phối sản phẩm dầu hóa dầu Ví dụ, hệ thống đường ống dẫn khí từ mỏ khơi cung cấp 5,2 tỷ m khí khô, 50 nghìn Condensate 189 nghìn LPG Nhà máy Đạm Phú Mỹ thuộc PVN sản xuất nửa triệu Urê, phục vụ đắc lực cho nông nghiệp nước nhà Bên cạnh , dự án xây dựng nhà máy lọc dầu , khu liên hợp lọc hóa dầu dần trở thành thực với dự án lớn nhà máy lọc dầu số Dung Quất ( Quảng Ngãi ) khu liên hợp lọc hóa dầu Nghi Sơn ( Thanh Hóa ) Ngày 22/2/2009, Tập đoàn dầu khí quốc gia Việt Nam tổ chức lễ đón nhận dòng dầu sản xuất nhà máy lọc dầu Dung Quất Đây dòng sản phẩm xăng dầu thương mại đầu tiên, sản xuất, chế biến từ nguồn dầu thô nước ta, dòng sản phẩm xăng dầu sản xuất, chế biến từ nhà máy lọc dầu Việt Nam, nhà máy có công nghệ đại Việt Nam tự đầu tư, quản lý, tiếp nhận vận hành - Một bước khởi đầu quan trọng cho ngành lọc hóa dầu Việt Nam, dấu ấn công trình trọng điểm quốc gia có ý nghĩa quan trọng nhiều mặt trị, kinh tế, xã hội, quốc phòng-an ninh tiến trình CNHHĐH nước ta, tỉnh Quảng Ngãi, khu vực miền Trung Đối với riêng cá nhân em , sinh viên chuyên ngành Lọc hóa dầu trường đại học Mỏ Địa Chất Hà Nội , đời nhà máy lọc dầu số Dung Quất không mở hội việc làm chuyên môn mà hội để thân em thu thập thêm kiến thức thực tế bên cạnh kiến thức học năm năm qua qui mô hoạt động nhà máy lọc dầu Vì , đồng ý Ban chủ nhiệm Khoa Dầu khí trường đại học Mỏ - Địa Chất Hà Nội môn Lọc Hóa Dầu, em tìm hiểu, thu thập tài liệu hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài : “ Tìm hiểu hệ thống bồn bể chứa dầu thô nhà máy lọc dầu số Dung Quất “ Là sinh viên thực tập cố gắng nhận thức kinh nghiệm nhiều hạn chế nên tránh thiếu sót trình thực tập làm đồ án Vì em mong nhận bảo thầy cô , ý kiến đóng góp bạn lớp, người tận tình giúp đỡ em thời gian thực tập để đồ án em hoàn thành tốt Qua em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy cô trường đại học Mỏ - Địa chất, thầy cô môn Lọc Hóa Dầu khoa Dầu khí, đặc biệt giáo viên hướng dẫn – TS Nguyễn Thị Bình tận tình giúp đỡ em tiến hành thực thu thập số liệu cần thiết để em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội , ngày tháng Sinh viên thực Hoàng Quỳnh Nga năm 2009 CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ DẦU MỎ 1.1 Khái niệm dầu mỏ Dầu mỏ hỗn hợp phức tạp có thành phần định tính định lượng khác tùy theo nguồn gốc Dầu mỏ hỗn hợp lỏng chất hữu tích tụ thành túi ( mỏ ) vỏ trái đất, lớp đất đá Hợp phần hydro cacbon lỏng, có hòa tan, phân tán hydro cacbon khí, hydro cacbon rắn nhiều hợp chất dị nguyên tố Các hợp chất dị nguyên tố có ảnh hưởng lớn đến tính chất phương pháp xử lý, chế biến dầu mỏ Ngoài dầu mỏ có lượng đáng kể nước khoáng hóa chủ yếu Na +, Ca2+ , Cl-, SO42-, HCO3-… nước dầu mỏ chủ yếu dạng nhũ tương, bên cạnh có tạp chất vô khác, tạp chất chủ yếu dạng huyền phù Như dầu mỏ hỗn hợp phức tạp, chứa hàng nghìn hợp chất, vừa nhũ tương vừa huyền phù với môi trường phân tán lỏng hữu lại vừa dung dịch 1.2 Nguồn gốc dầu mỏ Trong thực tế có hai trường phái lý thuyết trái ngược nguồn gốc dầu mỏ Lý thuyết đồng tình nhiều nhà khoa học cho dầu mỏ hình thành từ hàng triệu năm trước cỏ, động vật tích tụ tạo thành Lômônôxốp cách khoảng 250 năm công trình khoa học công bố cho dầu mỏ có nguồn gốc hữu cơ, hình thành chậm phần thể động thực vật tích tụ sâu lòng đất, điều kiện áp suất nhiệt độ cao Bên cạnh trường phái khác lại đưa lý thuyết dầu mỏ hình thành từ nguồn gốc hữu mà có kết hợp chất vô sâu lòng đất điều kiện áp suất lớn Các nhà khoa học Ucraina LB Nga năm 50, 60 kỷ XX tiến hành nghiên cứu nhằm kiểm chứng tính đắn lý thuyết dầu mỏ có nguồn gốc vô Họ tiến hành khoan thăm dò vùng biển Caspi, vùng Đnhep-Đônhex Những người ủng hộ lý thuyết dầu mỏ có nguồn gốc vô cho khó có khả tồn khối tích tụ phần thể động thực vật lớn đến mức hình thành mỏ dầu có trữ lượng khổng lồ biết Không có nhà khoa học Ucraina LB Nga quan tâm nghiên cứu lý thuyết dầu mỏ có nguồn gốc vô Ở phương tây có nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu vấn đề Nhà thiên văn học Thomas Gold, ĐH Cornell cho trình hình thành trái đất có lượng lớn hydrô cacbon bị chôn vùi sâu lòng đất số điều kiện đặc biệt tạo dầu mỏ chui qua tầng đất đá lên tầng phía gần mặt đất Theo Thomas Gold dấu vết có nguồn gốc hữu tìm thấy dầu mỏ vi khuẩn hoạt động vùng biên mỏ dầu trình trao đổi chất tạo Theo ý kiến Thomas Gold, quan lượng Thuỵ Điển tiến hành khoan thăm dò tìm dấu vết dầu mỏ khu vực núi đá mà từ xa xưa bị mảnh thiên thạch rơi làm nứt vỡ diện tích rộng lớn Đây khu vực núi đá hoàn toàn dấu vết tồn khối tích tụ hữu có nguồn gốc phần thể động thực vật Kết khoan thăm dò cho kết tốt tìm dấu vết dầu mỏ nhiên với lượng nhỏ dùng để khai thác công nghiệp Các nhà bác học Ucraina LB Nga lại tiến hành thí nghiệm theo hướng khác nhằm chứng minh cho việc điều kiện đặc biệt tạo dầu mỏ đường nhân tạo Nhóm nghiên cứu thuộc Viện Hàn lâm LB Nga phối hợp với hãng dầu mỏ Huston thử nghiệm tổng hợp dầu mỏ từ dạng hợp chất cacbuahyđrô Theo kết công bố nhóm điều kiện nhiệt độ áp suất cao tạo êtan ốctan từ khí mêtan, có khả tạo dầu mỏ hỗn hợp cacbuahydro bậc cao với nhiệt độ áp suất lớn Điều tương tự chế tạo kim cương nhân tạo từ than chì - graphit điều kiện áp suất cực lớn Theo lập luận nhà bác học Ucraina LB Nga hợp chất có nguồn gốc hữu đường chẳng hạn bị phân huỷ tạo dạng đơn giản cacbuahydro mêtan Còn hợp chất hữu hình thành tích tụ phần thể động thực vật, bị ôxy hoá mạnh qua hàng triệu năm chắn phân huỷ tạo cacbuahydro nhóm chức cao thành phần dầu mỏ Do độ sâu khoảng 100km lòng đất dầu mỏ hình thành từ hợp chất vô cơ, chúng di chuyển lên lớp phía tích tụ lại thành mỏ dầu Cuộc tranh luận hai trường phái lý thuyết dầu mỏ có nguồn gốc hữu hay vô chưa đến hồi kết lý thuyết có chứng minh có lý chưa hoàn toàn thuyết phục Song thực dầu mỏ có nguồn gốc vô tin mừng cho tất người có nghĩa trữ lượng dầu mỏ không khoảng 140 tỷ công bố Mặc dù tranh luận khoa học song thu hút quan tâm lớn giới 1.3 Phân loại dầu mỏ Dầu mỏ hỗn hợp phức tạp, bao gồm nhiều chất khác Do việc phân loại dầu mỏ gặp nhiều khó khăn Vì thành phần định tính, định lượng dầu mỏ cho thấy tính hệ thống, tính quy luật Không có cách phân loại tổng quát, tiện lợi vượt trội, cách phân loại dựa thành phần hóa học dầu mỏ Sau xét số cách phân loại phổ biến 1.3.1 Phân loại theo tỷ trọng Một biện pháp phổ biến nhất, hay dùng phương pháp phân loại theo tỷ trọng Theo cách phân loại người ta chia dầu mỏ làm loại thể bảng sau : Bảng 1.1 : Phân loại dầu mỏ theo tỷ trọng dầu thô Tỷ trọng d415 0,905 Loại dầu Dầu nhẹ Dầu nhẹ vừa Dầu nặng Dầu nặng Dầu nặng 1.3.2 Phân loại theo họ hợp chất hữu Vì hợp phần dầu mỏ hydro cacbon, theo phương pháp phân loại người ta dựa vào chiếm ưu nhóm hydro cacbon đó, chia thành nhóm bảng sau : Bảng 1.2 : Phân loại dầu mỏ theo họ hợp chất hữu (%) Nhóm dầu Dầu parafin Dầu naphten Dầu asphaten >40 48 10 12 >75 10 15 20 >60 Họ chất Parafin Naphten Aromatic Asphaten Phương pháp theo viện dầu mỏ Grozny lại đưa vào hàm lượng parafin, aromatic, naphten phân đoạn 250-300 oC hàm lượng parafin rắn, asphaten dầu thô để chia thành nhóm dầu thể bảng sau : Bảng 1.3 : Phân loại viện dầu mỏ Grozny (Nga) Nhóm Dầu Parafin P Dầu P-N Dầu Naphten N Dầu P-N-A Dầu N-A Hàm lượng hydrocacbon (%) Hàm lượng (%) trong phân đoạn 250 ÷ 300o C dầu thô p N A Parafin răn Asphaten 46-61 23-32 15-25 1,1-10 0-6 42-45 38-39 16-20 1-6 0-6 15-26 61-67 8-13 Rất 0-6 27-35 36-47 26-33 0,5-1 0-10 0-8 57-58 20-25 0-0.5 0-20 1.3.3 Phân loại theo hàm lượng lưu huỳnh Hàm lượng lưu huỳnh có ảnh hưởng lớn đến tính chất, thành phần dầu mỏ, lưu huỳnh có dầu mỏ định quy trình công nghệ chế biến Do người ta dựa theo hàm lượng lưu huỳnh để phân loại Hàm lượng lưu huỳnh dầu lưu huỳnh 0-0,5% Trong dầu lưu huỳnh trung bình 0,5-1%.Trong dầu lưu huỳnh ÷ 2% dầu nhiều lưu huỳnh >2% 1.3.4 Một số cách phân loại khác 1.3.4.1 Phân loại theo hệ số đặc trưng (k) Nếu K = 10 : dầu Aromatic K =10,5 ÷ 11,45 : dầu Naphten K =11,5 ÷ 12,10 : dầu N-P K =12,15 ÷ 13 : dầu Parafin Trong K xác định công thức : K = ( 1.1 ) T : Nhiệt độ sôi trung bình dầu thô, tính độ Reomuya ( 1oR = 1,25oC) d : Tỷ trọng dầu thô 60oF so với nước nhiệt độ 1.3.4.2 Phân loại dầu theo thể tích phân đoạn Theo phương pháp người ta sử dụng lượng phân đoạn nhẹ có nhiệt độ sôi 350oC Dầu chia thành nhóm : Dầu sáng có phân đoạn nhẹ nhỏ 25% Dầu sáng trung bình có phân đoạn nhẹ 25-50% Dầu sáng 50-75% Dầu sáng >75% 1.4 Thành phần hóa học dầu mỏ Theo thành phần nguyên tố chất hữu có dầu mỏ cacbon chiếm 84-87% (% khối lượng) hydro chiếm 11-14%, lưu huỳnh chiếm khoảng 3%, oxy chiếm 1% nước chiếm 1% Ngoài dầu mỏ chứa hợp chất hữu nhiều nguyên tố khác hợp chất hữu kim loại mà nhiều hợp chất Niken, Vanadi, Sắt, Kẽm…lượng kim loại thường không nhiều, chiếm khoảng phần triệu ppm Những tạp chất vô có dầu mỏ không nhiều chiếm lượng bé có tác động không nhỏ đến tính chất, chất lượng dầu mỏ Bằng nhiều phương pháp khoa học mà hầu hết phương pháp tiêu chuẩn hóa, nhà khoa học tìm thành phần chủ yếu dầu mỏ, cụ thể bao gồm hợp chất sau : 1.4.1 Hydrocacbon : Hydro cacbon hợp phần dầu mỏ, chủ yếu hydro cacbon thuộc họ: parafin, naphten, aromatic Thành phần hydro cacbon chiếm từ 60-90% khối lượng dầu thô 1.4.1.1 Hydrocacbon họ Parafin Parafin hiểu ankan mạch thẳng với công thức tổng quát CnH2n+2 bao gồm tất ankan mạch thẳng có nhánh nhánh…cho đến người ta phân lập tìm thấy 600 parafin Trong ankan có số cacbon bé tìm thấy Trong dầu Parafin họ hydro cacbon có nhiều thứ 2, họ Naphten, thường chiếm 20-30% khối lượng dầu thô không kể hợp chất C4- kể C4- đạt đến bốn, năm chục phần trăm Mặt khác hợp chất hữu họ Naphten, Aromatic thường mang nhóm ankyl, nên tính parafin dầu mỏ thường cao nhiều Trong thành phần hóa học dầu mỏ, hydro cacbon họ parafin có nhiệt độ nóng chảy cao so với họ hydro cacbon khác dầu mỏ có nhiều parafin có nhiệt độ nóng chảy cao, đông đặc nhiệt độ thường Đây vấn đề quan trọng trình vận chuyển dầu đường ống, khó khăn dầu hóa rắn nhiệt độ thường… Sự phân bố hàm lượng hydro cacbon họ parafin iso- parafin tùy thuộc vào chất dầu mỏ 1.4.1.2 Hydro cacbon họ Naphten Các hợp chất hữu chứa hydro cacbon họ Naphten chiếm nhiều dầu mỏ Naphten cyclo ankan dạng tồn chủ yếu dẫn xuất Cyclopentan, Cycloheptan, loại vòng chứa nhiều nguyên tử cacbon chiếm Trong công nghiệp dầu khí loại Naphten vòng chứa nhiều dầu mỏ nghiên cứu kĩ nhất, loại Naphten vòng có nhóm dài, nhóm lại thường ngắn, chủ yếu nhóm metyl( CH3-) người ta phát 80 Naphten từ C5 –C12 Ngoài có Naphten có hai nhánh liền kề, Naphten đa vòng dạng cầu dạng ngưng tụ Dưới ta xét số loại Naphten có dầu mỏ: +> Loại vòng : +> Loại hai vòng : 10 Ứng suất cho phép tiêu chuẩn dùng để tính chi tiết chịu kéo, nén uốn Còn chi tiết chịu xoắn cắt điều kiện khác lấy ứng suất cho phép tiêu chuẩn nhân với hệ số 0,6 4.2.4 Hệ số hiệu chỉnh Khi tính kiểm tra độ bền chi tiết thiết bị người ta dùng ứng suất cho phép không dùng ứng suất cho phép tiêu chuẩn xác định sau : [σ] = η.[σ]* ( 4.2 ) Trong : η hệ số hiệu chỉnh, xác định theo điều kiện làm việc thiết bị [σ]* ứng suất cho phép tiêu chuẩn , N/mm2 Đại lượng hệ số hiệu chỉnh xác định thiết kế phụ thuộc vào điều kiện sử dụng, vào độ độc mức độ nguy hiểm môi trường, lấy η = 0,9 ÷ 1,0 Đối với thiết bị dùng để chứa để chế biến chất độc, chất dễ nổ có áp suất cao, chi tiết bị đốt nóng lửa, khói lò điện chọn η = 0,9 Đối với thiết bị có bọc lớp cách nhiệt chọn η = 0,95 Các trường hợp khác chọn η = 1,0 4.2.5 Hệ số bền mối hàn Lúc ghép chi tiết riêng biệt lại với mối hàn, phần lớn chúng bền so với vật liệu để nguyên không hàn Do tính độ bền chi tiết ghép mối hàn đưa thêm hệ số bền mối hàn φ h vào công thức tính toán, đại lượng đặc trưng cho độ bền mối ghép so với độ bền vật liệu 4.2.6 Hệ số bổ sung bề dày tính toán Khi tính kiểm tra độ bền chi tiết phận thiết bị cần ý đến tác dụng hóa học học môi trường lên vật liệu chế tạo thiết bị Do cần bổ sung cho bề dày tính toán chi tiết phận đại lượng C 43 Đại lượng C xác định theo công thức sau : C = Ca+ Cb+ Cc+ C0 ( 4.3 ) Trong Ca hệ số bổ sung ăn mòn hóa học môi trường, mm ; Cb hệ số bổ sung bào mòn học môi trường,mm ; Cc hệ số bổ sung sai lệch chế tạo, lắp ráp, mm ; C0 hệ số bổ sung để quy tròn kích thước, mm Đại lượng hệ số bổ sung C a phụ thuộc vào ăn mòn hóa học môi trường vào thời hạn sử dụng thiết bị Nói chung, thời hạn sử dụng thiết bị hóa chất lấy khoảng 10 ÷15 năm Nếu lấy thời hạn sử dụng thiết bị 10 năm chọn hệ số C a sau : - Ca = vật liệu bền môi trường có độ ăn mòn không lớn 0,05 mm/ năm - Ca = mm vật liệu tiếp xúc với môi trường có độ ăn mòn lớn hơn, từ 0,05 đến 0,1 mm/ năm Nếu độ ăn mòn lớn 0,1 mm/năm vào thời hạn sử dụng thiết bị mà xác định Ca cho trường hợp cụ thể - Ca = ta dùng vật liệu lót có tính bền ăn mòn thiết bị tráng men Nếu hai phía thiết bị tiếp xúc với môi trường ăn mòn hệ số C a phải lấy lớn Đối với thiết bị hóa chất bỏ qua hệ số bào mòn C b Người ta tính đến hệ số Cb môi trường bên thiết bị chuyển động với vận tốc >= 20 m/s (đối với chất lỏng ) >= 100 m/s ( chất khí ) môi trường chứa nhiều hạt rắn 44 Còn đại lượng Cc phụ thuộc vào dạng chi tiết, vào công nghệ chế tạo chi tiết thiết bị 4.2.7 Mặt bích Mặt bích phận quan trọng dùng để nối phần thiết bị nối phận khác với thiết bị Kiểu dáng công nghệ chế tạo mặt bích phụ thuộc vào vật liệu làm bích, phương pháp nối điều kiện làm việc thiết bị Các mối ghép bích cần đáp ứng yêu cầu sau : - Phải thật kín áp suất nhiệt độ làm việc, thiết bị có chứa chất độc, chất dễ cháy nổ - Bền, tháo lắp nhanh - Đảm bảo chế tạo hàng loạt rể tiền Độ kín mối ghép bích chủ yếu vật đệm định Đệm chế tạo từ loại vật liệu mềm vật liệu chế tạo bích Các thiết bị cao áp nên dung loại đệm có bề rộng bé(đệm hẹp ).Việc lựa chọn đệm phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất tính chất môi trường Đệm cần thoả mãn yêu cầu sau : - Đủ độ dẻo dễ biến dạng bị nén - Trong thời gian làm việc độ dẻo không bị biến đổi - Phải bền môi trường ăn mòn 4.3 Tính toán thiết kế bể chứa dầu thô chứa 65000 m3 Đối với bể chứa dầu có dung tích lớn đến 65000 m lựa chọn tối ưu thiết kế bể hình trụ đứng mái nổi, theo tiêu chuẩn API 650 Vật liệu làm 45 bồn thép cacbon có kí hiệu A 573 M – 485 ( 70 ) thuộc nhóm IV Các thông số vật liệu tra từ bảng 3.2( API 650 ) sau : - Ứng lực nguyên liệu theo thiết kế : Sd = 193 Mpa - Ứng lực thử thủy tĩnh : St = 208 Mpa Các thông số khác : - Dung tích : V = 65000 m3 - Chiều cao : H = 22,4 m - Đường kính : D = 69 m - Trọng lượng riêng dầu thô : G = 0.8330 g/cm3 4.3.1 Thiết kế thân bể Với chiều cao bể 22,4 m cần phải chia thân bể thành nhiều tầng, bề dày thân tầng khác nhau, lên cao bề dày giảm Theo 3.6.1.1, API 650 với đường kính bể chứa >60 m bề dày thân bể >10 mm Ở đây, giả thiết chia thân bể từ đáy lên đỉnh thành 11 tầng : 10 tầng tầng có chiều cao 2000 mm, tầng có chiều cao 2400 mm Theo phương pháp 1- Foot (3.6.3, API 650) ta có T pd = + CA ( 4.4 ) Và : T pt = (4.5) Trong : 46 Tpd : Bề dày thân theo thiết kế, mm Tpt : Bề dày thân thử thủy tĩnh, mm CA : Ăn mòn cho phép, nhà thầu cung cấp, mm Ở lấy CA = 1.5 Từ suy ra, Tpd = 33,7 mm Tpt = 35,9 mm Do đường kính bể 69m > 60m nên theo tiêu chuẩn API 650 phương pháp tính bề dày thân bể Variable design Point Kiểm tra điều kiện : ≤ (4.6 ) Với L = (500DTpd)0.5 ,mm Thay số vào ta có L = 1078,3mm Suy = < thỏa mãn điều kiện phương pháp * Bề dày tầng đáy (chiều cao h = 2000 mm) theo phương pháp Variable design point tính sau : T1d = ( 1.06 – ) () + CA ( 4.7 ) T1 t = ( 1.06 – ) () ( 4.8 ) Từ suy ra, T1d = 33,9 mm T1 t = 38,7 mm • Từ tầng thứ hai trở đi, ta tính giá trị T u bề dày thân tầng liền tầng cần tính, theo công thức : Tu = + CA ( 4.9 ) Với hn chiều cao tầng thân bể thứ n Sau tính giá trị x theo công thức sau, chọn giá trị x nhỏ : 47 x1 = 0.61 (r tu)0.5 + 320 CH ( 4.10 ) x2 = 1000CH ( 4.11 ) x3 = 1.22 (r tu)0.5 ( 4.12 ) Với C = [ K0.5(K – 1)] /( + K1.5) ( 4.13 ) K = Tl / Tu ( 4.14 ) Tl bề dày tầng thân bể liền tầng cần tính Từ ta có công thức tính bề dày tầng thân bể cần tính sau : T dn = + CA T tn = ( 4.15 ) ( 4.16 ) Kết sau : T1d = 33,9 mm ; T1t = 38,7 mm T2d = 32,7 mm ; T2t = 34,7 mm T3d = 32,4 mm ; T3t = 34,4 mm T4d = 31,6 mm ; T4t = 33,5 mm T5d = 30,6 mm ; T5t = 32,4 mm T6d = 29,8 mm ; T6t = 31,7 mm T7d = 29,2 mm ; T7t = 30,9 mm T8d = 28 mm ; T8t = 29,5 mm T9d = 26,9 mm ; T9t = 28,3 mm 48 T10d = 25,7 mm ; T10t = 26,9 mm T11d = 25,4 mm ; T11t = 26,7 mm Với kết tính ta tra bảng « Các loại thép » Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất để tìm bề dày tiêu chuẩn.Theo đó, bề dày thân thép : T1d = 36 mm ; T1t = 40 mm T2d = 36 mm ; T2t = 36 mm T3d = 36 mm ; T3t = 36 mm T4d = 32 mm ; T4t = 36 mm T5d = 32 mm ; T5t = 36 mm T6d = 30 mm ; T6t = 32 mm T7d = 30 mm ; T7t = 32 mm T8d = 28 mm ; T8t = 30 mm T9d = 28 mm ; T9t = 30 mm T10d = 28 mm ; T10t = 28 mm T11d = 28 mm ; T11t = 28 mm 4.3.2 Thiết kế đáy bể Vật liệu làm đáy bể có bề dày tối thiểu mm, bao gồm độ ăn mòn cho phép cho đáy bể cung cấp bời nhà thầu 49 Kích thước đầy đủ bể phải thiết kế chìa 25 mm để làm gờ Với vật liệu sử dụng thép A 573 M – 485 ( 70 ) ta tra theo bảng 3.1,API 650 : Td = 33.9 nằm khoảng 32 < Td ≤ 38 Ứng suất thử thủy tĩnh 208 Mpa ≤ 210 Nên bề dày tối thiểu đáy bể 11 mm Trong thiết kế bồn bể chứa, thông thường bề dày đáy bể lấy bề dày tầng thân để đảm bảo sức chứa bể Như ta chọn bề dày đáy 36 mm tđáy = 36 mm 4.3.3 Mái bể Với mái bể có bề dày tối thiểu mm Cũng lựa chọn bề dày đáy bể, bề dày mái bể thường lấy bề dày tầng thân bể chứa Ở ta chọn bề dày mái bể 28 mm tmái = 28 mm CHƯƠNG V : AN TOÀN VÀ PHÒNG CHỐNG CHÁY NỔ TRONG HỆ THỐNG BỒN CHỨA 5.1 Giới thiệu chung Bất nhà máy, xí nghiệp, quan vấn đề an toàn lao động đặt lên hàng đầu, đặc biệt nhà máy hoá chất nói chung nhà máy lọc hoá dầu nói riêng Đối với hệ thống bồn bể chứa nhà máy 50 lọc dầu, vấn đề an toàn phòng chống cháy nổ qui định nghiêm ngặt, chúng đóng vai trò khâu quan trọng trình sản xuất vận hành nhà máy Bởi sản phẩm dầu mỏ dễ gây thiệt hại vô to lớn người cải vật chất Vì trình sản xuất sử dụng, bảo quản cần phải có biện pháp an toàn để tránh thiệt hại đáng tiếc xảy 5.2 Các biện pháp an toàn 5.2.1 Đối với người Tất cán bộ, công nhân viên làm việc nhà máy, nhà phân phối kể công nhân nhà thầu công trình hệ thống bồn chứa, nhà thầu vận chuyển phải tuân theo yêu cầu chung sau : - Biết rõ đặc tính sản phẩm tàng trữ bể chứa - Thực hành thục công nghệ việc thiết kế, chế tạo, lắp đặt bảo dưỡng thiết bị - Lựa chọn cẩn thận sử dụng thiết bị cho công việc - Tuân thủ tuyệt đối qui tắc an toàn sản xuất sử dụng - Vệ sinh, an toàn lao động - Cấm hút thuốc khu vực cấm 5.2.2 Trong công tác quản lý - Vấn đề an toàn phải truyền đạt thường xuyên để nhắc nhở người tuân thủ qui định - Thực việc giám sát an toàn lao động 24/24 kịp thời phát nguy hiểm để phòng tránh - Vệ sinh an toàn lao động phải ưu tiên hàng đầu, dù làm công việc vấn đề an toàn phải quan tâm trước tiên không gây thiệt hại không lường - Dán áp phích an toàn khu vực làm việc khác 51 - Gắn biểu hướng dẫn vận hành, lấy mẫu tiến hành vận hành thiết bị lấy mẫu bồn chứa trình thực phải tuân theo trình tự công việc đề - Chỉ cho phép người qua đào tạo có kinh nghiệm vận hành thiết bị, vào khu vực nguy hiểm - Phải đề biện pháp an toàn có kế hoạch ứng phó nguy hiểm xảy 5.2.3 Trong trình bảo quản và sản xuất - Tuân thủ quy định bảo hộ lao động : ăn mặc gọn gàng, mũ bảo hiểm, găng tay, giày, không mang người thiết bị phát nguồn lửa, tia lửa điện, không hút thuốc vào hệ thống bồn chứa - Cần phải kiểm tra lại thiết bị máy móc trước khởi động van an toàn, van điện tử, thiết bị bảo quản, điều khiển kịp thời sửa chữa thiết bị hư hỏng trước vận hành - Phải thực qui định vận hành thiết bị đề ra, không cắt bớt giai đoạn xảy cố đoán trước - Kiểm tra hệ thống cứu hoả, bảo đảm hệ thống làm việc có cố xảy - Thường xuyên kiểm tra định kì hệ thống phát dò khí - Khi ngừng hoạt động thiết bị phải kiểm tra lại van, thiết bị tắt hết chưa - Hệ thống bồn chứa phải xây dựng nơi thoáng mát, nhiệt độ không 50oC , tránh tiếp xúc với loại hoá chất gây ăn mòn - Không sử dụng nguồn gây cháy khoảng cách an toàn - Hệ thống chiếu sáng, đèn công tắc, cáp điện phải ống kín bố trí cách xa bồn chứa - Phải treo bảng cấm lửa, cấm hút thuốc, biểu hướn g dẫn chữa cháy phải có hệ thống bảo vệ chống sét 5.2.4 Trong trình sửa chữa thiết bị hệ thống bồn 52 - Để công nhân làm việc an toàn tiến hành sửa chữa thiết bị, phải đảm bảo phần thiết bị cách ly với thiết bị khác làm LPG hydrocacbon - Không tiến hành công việc chưa cho phép tất công việc sửa chữa phải có người giám sát đảm bảo an toàn tuyệt đối - Các phương tiện cứu hoả phải chuẩn bị sẵn sàng thuận tiện nơi làm việc để phòng nguy hiểm xảy kịp thời giải - Những người thực công việc phải hướng dẫn đầy đủ công việc phải làm trường hợp khẩn cấp - Có phương án chuẩn bị sơ cấp cứu người bị nạn trường hợp nguy hiểm xảy - Trong trình sửa chữa phải thường xuyên kiểm tra, theo dõi động tác, thiết bị, công cụ để tránh sơ hở xảy 5.3 Những vấn đề phòng cháy, chữa cháy, nổ hệ thống bồn chứa 5.3.1 Các nguồn tạo tia lửa thường xảy : - Hiện tượng tĩnh điện xảy việc nối đất cho bồn chứa ống nạp, xuất sản phẩm không qui cách - Các thiết bị điện không kiểm tra, bảo dưỡng đầy đủ - Do hút thuốc - Ống xả loại xe, phận hãm đánh lửa không lắp đặt hay hoạt động không hiệu 5.3.2 Các nguyên nhân gây cháy : - Vệ sinh an toàn lao động không tốt - Sử dụng thiết bị điện không thích hợp - Gây nổ từ khu vực dân cư lân cận rơi vào khu vực nguy hiểm - Tia lửa từ ống xả xe động - Thuốc cháy 53 - Xả LPG giới hạn cho phép dẫn đến tượng LPG lan rộng khu vực hệ thống bồn chứa bắt cháy từ nguồn lửa bên - Tia lửa sinh ma sát vật dụng, thiết bị, kim loại hệ thống bồn 5.3.3 Các biện pháp phòng cháy chữa cháy chủ yếu : - Thường xuyên giáo dục ý thức phòng cháy chữa cháy, tổ chức học tập nghiệp vụ phòng cháy chữa cháy sử dụng thành thạo phương tiện chữa cháy trang bị cho cán công nhân viên - Mọi cán công nhân định kì hàng năm phải tập huấn an toàn phòng cháy chữa cháy có chứng phòng cháy chữa cháy quan có thẩm quyền cấp - Vệ sinh công nghiệp hệ thống bồn chứa - Niêm yết nội quy phòng cháy chữa cháy, biển báo cho người biết thực - Khu vực bồn chứa phải tuyệt đối cấm hoạt động có phát sinh nguồn lửa ma sát, ống xả ô tô, hút thuốc lá, điện thoại - Nhân viên bảo vệ, nhân viên xuất nhập dầu phải có trách nhiệm nhắc nhở người khu vực nguy hiểm khách hàng thực qui định phòng cháy chữa cháy - Thường xuyên kiểm tra công tác an toàn phòng cháy chữa cháy khu vực lưu trữ bảo quản dầu thô - Xử lý nghiêm trường hợp vi phạm an toàn phòng cháy chữa cháy - Tuyệt đối tuân thủ qui định lưu trữ bảo quản, ngăn ngừa nguy an toàn 5.3.4 Khi xảy hoả hoạn - Điều quan trọng phải đóng van cô lập khu vực chung với bồn chứa Báo động cháy, gọi điện cho đội chữa cháy gần đồng thời dùng thiết bị chữa cháy có để dập tắt lửa 54 - Phun nước lên bồn chứa khác lân cận để làm mát, ngăn cản đám cháy lan truyền - Khi đội cứu hoả đến phải thông báo cho đội chữa cháy biết địa điểm cháy, vị trí bồn chứa vật liệu tồn trữ hệ thống bồn chứa để họ có phương pháp xử lý 5.3.5 Các hoạt động trường hợp khẩn cấp - Dừng hoạt động khu vực ảnh hưởng có nguy ảnh hưởng, tập trung nhân lực sơ tán người trách nhiệm việc đối phó khẩn cấp - Cô lập ảnh hưởng thiết bị để hạn chế lan rộng chất gây cháy nổ - Sơ tán thiết bị di động nằm vùng nguy hiểm( không khởi động động khu vực nguy hiểm có khí) đảm bảo đường thoát thông thoáng 5.4 Hệ thống phòng cháy chữa cháy - Lắp đặt cột thu lôi khu vực bồn chứa để phòng sét, cột thu lôi phải đủ cao bố trí khu vực Sử dụng thiết bị chuyên dùng thao tác tránh tích điện gây cháy nổ - Lắp đặt hệ thống vòi tưới bồn, đảm bảo đủ nước tưới cho bồn Trên hệ thống ống cấy thêm hệ thống ống dẫn bọt chữa cháy Nếu có xảy cố bọt chữa cháy theo nước phun vào đám cháy xô lập đám cháy ngăn không cho tiếp xúc với không khí dập tắt đám cháy - Lắp đặt cột nước chữa cháy vị trí thích hợp cho lúc chữa cháy cho hai khu vực khác Nguồn nước phải đảm bảo cung cấp đủ cho nhu cầu Cần phải trì áp lực cho vòi phun nước chữa lửa để đảm bảo an toàn cho nhân viên chữa cháy - Trên thành đê chắn lửa bố trí vòi phun bọt chữa cháy cần thiết Các hệ thống phun nước bọt chữa cháy hoạt động tự động có cố bán tự động 55 - Lắp đặt hệ thống vòi nước bồn chứa đủ để tưới nước cho toàn vùng chứa năm vòi phun với tốc độ 0,04 lmp gal/ min/ft bề mặt bồn Các vòi nước máy phải lắp đặt vị trí thích hợp cho cung cấp nước chữa cháy cho hai vị trí có cố - Nguồn nước phải đủ cung cấp bốn giờ( kể lượng nước dùng tưới cho bồn) Áp suất vòi chữa cháy phải lớn kg/ cm2 - Phải có hệ thống tưới nước di động, dùng để tưới bảo vệ cho người đóng van gần nơi cháy Van giảm áp lắp đặt bồn chứa phải nối trực tiếp vào phần bên bồn ống thông thẳng đứng cao 2m - Phải có thêm bình chữa cháy hoá học thích hợp Vị trí đặt bình phải gần nơi dễ xảy cháy nổ Với kho tồn trữ 100 m phải có bình chữa cháy Với hệ thống phân phối phải có hai bình bồn chứa KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Qua tìm hiểu, nghiên cứu suốt thời gian thực tập kiến thức năm năm qua em hoàn thành đồ án Đồ án đưa nhìn tổng quan dầu mỏ nguồn gốc, thành phần hóa học, tính chất hóa lý… kiến thức việc thiết kế bồn bể chứa dầu Nhà 56 máy lọc dầu Dung Quất hoàn thành vào vận hành Vì vậy, việc tìm hiểu, bổ sung kiến thức liên quan đến bồn bể chứa dầu – phận quan trọng nhà máy – cần thiết để thực tốt công tác vận hành bồn bể chứa Việc làm đồ án tốt nghiệp giúp em củng cố kiến thức hiểu rõ vấn đề mà em học suốt năm qua, nắm cách tính toán thông số quan trọng bể chứa dầu thô, biết cách đặt vấn đề, tiếp cận, giải quyết, báo cáo vấn đề khoa học kỹ thuật khuôn khổ đồ án tốt nghiệp sinh viên Trong thời gian tới Việt Nam có thêm nhà máy lọc hóa dầu với công nghệ tiên tiến, đại nhất, cần có đội ngũ cán bộ, nhân viên kỹ thuật có trình độ chuyên môn cao để nắm bắt làm chủ công nghệ, vận hành tốt nhà máy Công tác đào tạo, bồi dưỡng người cần phải quan tâm hàng đầu 57