LỜI CẢM ƠN Đồ án tốt nghiệp đúc kết lại sau trình học tập, nghiên cứu sinh viên hướng dẫn quý thầy cô Sau ba tháng làm việc, em hồn thành đề tài Thành đạt hơm nỗ lực thân hướng dẫn giúp đỡ động viên tận tâm quý thầy cô, bố mẹ anh chị em, bạn bè Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng truyền đạt kiến thức giúp đỡ chúng em năm học vừa qua, đặc biệt thầy Khoa Hóa mơn cơng nghệ chế biến dầu-khí Trên hết em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến TS Nguyễn Thị Thanh Xuân hướng dẫn đề tài tận tình giúp đỡ em suốt thời gian thực đồ án tốt nghiệp Em xin trân trọng gửi đến q thầy cơ, gia đình bạn bè em lời cảm ơn lời chúc tốt đẹp Trong trình thực hiện, nhiều nguyên nhân khác nên thiếu sót điều khó tránh khỏi Em mong đóng góp ý kiến quý thầy cô giáo bạn để đề tài hoàn thiện Đà nẵng, ngày tháng năm 2015 Sinh viên thực Nguyễn Văn Ngân Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC BẢNG BIỂU v DANH MỤC HÌNH ẢNH vii DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT .viii LỜI MỞ ĐẦU .ix CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY LỌC DẦU NGHI SƠN I Giới thiệu tổng quan khu liên hợp lọc hóa dầu Nghi Sơn – Thanh Hóa 1 Tổng quan khu liên hợp lọc hóa dầu Nghi Sơn .1 Mục đích xây dựng khu liên hợp lọc hóa dầu Nghi Sơn – Thanh Hóa .1 Công suất thiết kế nhu cầu sản phẩm thương mại nhà máy II Nguyên liệu dùng cho khu Liên hợp lọc hóa dầu nghi Sơn Lý chọn dầu Kuwait làm nguyên liệu cho nhà máy 2 Các tính chất đặc trưng dầu Kuwait .3 III Các sản phẩm thương mại liên hợp lọc hóa dầu Nghi Sơn Các sản phẩm lượng 1.1 LPG 1.2 Xăng (Gasoline) 1.3 Nhiên liệu phản lực JET A1 1.4 Nhiên liệu Diesel 1.5 Dầu đốt FO Các sản phẩm phi lượng 10 2.1 Benzen 10 2.2 Poly-propylene 10 2.3 Lưu huỳnh 11 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH CHƯNG CẤT 12 I Sơ lược trình chưng cất 12 Khái niệm trình chưng cất 12 SVTH: Nguyễn Văn Ngân_Lớp 10H5 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân Cơ sở lý thuyết trình chưng cất 13 2.1 Cân lỏng – 13 2.2 Ngun lí q trình chưng cất .14 2.3 Tháp chưng cất 18 II Chưng cất dầu thô .20 Khái niệm 20 Cách thức xác định tiêu chuẩn sản phẩm chưng cất dầu thô (GAP, OVERLAP) 23 Hệ thống phân xưởng chưng cất nhà máy lọc dầu 25 3.1 Giới thiệu chung phân xưởng chưng cất khí 25 3.2 Quy trình cơng nghệ 25 3.3 Thiết kế 26 3.4 Sản phẩm phân xưởng chưng cất khí gồm phân đoạn 27 3.5 Công nghệ hệ thống chưng cất khí 29 3.6 Các thiết bị phụ trợ cụm chưng cất khí 30 CHƯƠNG III: SƠ LƯỢC VỀ PHẦN MỀM MÔ PHỎNG PROII .32 I Giới thiệu phần mềm ProII 32 II Các bước tiến hành mô 33 CHƯƠNG IV: TỔNG QUAN VỀ PHÂN XƯỞNG CDU CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU NGHI SƠN 35 I Phân xưởng CDU nhà máy lọc dầu Nghi Sơn .35 Mục đích trình 35 Mơ tả q trình 35 II Cơ sở thiết kế 36 Mục đích thiết kế .36 Các nguồn nguyên liệu thiết kế 37 Các trường hợp thiết kế 37 3.1 Thiết kế 37 3.2 Trường hợp tối thiểu Kerosene 39 Các trường hợp kiểm tra 39 SVTH: Nguyễn Văn Ngân_Lớp 10H5 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân 4.1 Trường hợp tối đa Kerosene .39 4.2 Trường hợp hồi lưu lạnh .39 4.3 Trường hợp Murban 39 CHƯƠNG V: MƠ PHỎNG HỆ THỐNG THÁP CHƯNG CẤT KHÍ QUYỂN CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU NGHI SƠN 40 I Nguyên liệu dầu thô Kuwait (theo trường hợp bản) 40 II Lựa chọn mơ hình nhiệt động hệ đơn vị .40 Lưu lượng dòng nguyên liệu dòng sản phẩm chính: .41 Các điều kiện vào trước tháp dầu thô: .41 Thông số dòng nước nhiệt: 41 Các tiêu chuẩn kỹ thuật: 41 Mơ hình tháp 010-C-001 mơ phần mềm Pro/II: 42 III Tiến hành mô phỏng: 42 Chuyển số đĩa thực tế sang số đĩa lý thuyết: 42 Mơ tháp chưng cất khí quyển: .44 2.1 Nhập dòng nguyên liệu: 44 2.2 Các thiết bị trước tháp chưng cất 47 2.3 Nhập thơng số cho tháp chính: .49 2.4 Nhập thông số cho stripper: 50 2.5 Nhập thơng số cho bình tách: .50 CHƯƠNG VI: KẾT QUẢ MƠ PHỎNG THÁP CHƯNG CẤT KHÍ QUYỂN VÀ KẾT LUẬN 51 I Phân tích kết mơ cụm tháp dòng sản phẩm trích ngang 51 Lưu lượng dòng sản phẩm 51 Chất lượng sản phẩm .51 II Tính hiệu suất đĩa .59 Xác định số đĩa thực tế cho vùng NAPH – KER: 60 Xác định số đĩa thực tế cho vùng KER – AGO: .61 Xác định số đĩa thực tế cho vùng AGO – RA: 62 CHƯƠNG VII: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG THU HỒI NHIỆT 64 SVTH: Nguyễn Văn Ngân_Lớp 10H5 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân I Thiết lập sơ đồ hệ thống thu hồi nhiệt 64 II Mô hệ thống thiết bị trao đổi nhiệt 64 Cơ sở tính tốn 64 Nhập liệu xử lý kết mô 66 2.1 Mô thiết bị trao đổi nhiệt 66 2.2 Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt thiết bị trao đổi nhiệt .68 CHƯƠNG VIII: THIẾT KẾ THÁP CHÍNH VÀ CÁC SIDE COLUMN 69 I Thiết kế sizing tháp side column: 69 Tháp (T1) .70 Các side column .70 II Rating tháp sidecolumn 71 Tháp .71 Các side column .72 KẾT LUẬN 75 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 SVTH: Nguyễn Văn Ngân_Lớp 10H5 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1-1 Tóm tắt số tính chất đặc trưng dầu thô Kuwait .4 Bảng 1-2 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng LPG Bảng 1-3 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng xăng khơng chì .6 Bảng 1-4 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng nhiên liệu phản lực JET A1 áp dụng cho dự án Bảng 1-5 Tiêu chuẩn chất lượng nhiên liệu diesel áp dụng cho dự án Bảng 1-6 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng dầu đốt FO áp dụng cho dự án 10 Bảng 1-7 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng Benzen 10 Bảng 4-1 Các điểm cắt sản phẩm CDU 37 Bảng 4-2 Tiêu chuẩn sản phẩm 38 Bảng 4-3 Tiêu chuẩn trình phân tách 38 Bảng 5-1 Một số tính chất dầu thơ Kuwait 40 Bảng 5-2 Lưu lượng phân đoạn sản phẩm (Tính tốn dựa vào điểm cắt đường cong chưng cất dầu thô TBP) 41 Bảng 5-3 Thông số nước Stripping .41 Bảng 5-4 Số đĩa lý thuyết vùng .44 Bảng 5-5 Số liệu đường cong TBP dầu thô Kuwait (lấy từ CRUDE OIL ASAY/3550-8110-PD-0003 REV D3) 45 Bảng 5-6 Số liệu thành phần nhẹ dầu thô Kuwait (lấy từ CRUDE OIL ASAY/3550-8110-PD-0003 REV D3) 45 Bảng 5-7 Các cấu tử giả thành phần dòng CRUDE1 46 Bảng 5-8 Áp suất làm việc tháp 49 Bảng 5-9 vị trí dòng ngun liệu sản phẩm 49 Bảng 5-10 thông số Pumparound 49 Bảng 5-11 Các ràng buộc cho tháp 50 Bảng 5-12 Các thông số làm việc Stripper 50 Bảng 6-1 Lưu lượng dòng sản phẩm 51 Bảng 6-2 Chất lượng phân đoạn tháp CDU 52 Bảng 6-3 Gap Overlap phân đoạn 52 Bảng 6-4 Khống chế chất lượng phân tách 54 Bảng 6-5 So sánh giá trị PFD sau dùng Controller 55 Bảng 6-6 So sánh tiêu chuẩn sản phẩm 56 SVTH: Nguyễn Văn Ngân_Lớp 10H5 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân Bảng 6-7 Xác định số đĩa thực tế cho vùng Naphta – Kerosen 61 Bảng 6-8 Xác định số đĩa thực tế cho Kerosen – LGO 62 Bảng 6-9 Xác định số đĩa thực tế cho vùng AGO – RA 63 Bảng 7-1 Thông số thiết bị TĐN sau mô 67 Bảng 7-2 Tổng diện tích bề mặt TĐN thiết bị TĐN 68 Bảng 7-3 Nhiệt độ dòng nóng dòng nguội qua thiết bị TĐN sau mô 68 Bảng 8-1 Các thông số để sizing tháp side column .69 Bảng 8-2 Các thông số để thiết kế tháp từ kết qủa sizing 71 Bảng 8-3 Các thông số để thiết kế Side Column từ kết qủa sizing 72 SVTH: Nguyễn Văn Ngân_Lớp 10H5 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xn DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2-1: Quan hệ áp suất nồng độ dung dịch hai cấu tử 14 Hình 2-2: Quan hệ y – x .15 Hình 2-3: Quan hệ t – x, y 15 Hình 2-4: Đồ thị thể trình bay .16 Hình 2-5: Sơ đồ chưng nhiều lần có hồi lưu Cellier-Blumenthal 17 Hình 2-6: Sơ đồ hệ thống thiết bị chưng luyện liên tục 18 Hình 2-7: Đồ thị so sánh đường cong chưng cất TBP, ASTM, FC 21 Hình 2-8: Đồ thị đường cong TBP chia thành 10 cấu tử giả .22 Hình 2-9: Đồ thị đường cong FC xây dựng từ đường cong TBP .23 Hình 2-10: tiêu chuẩn tách phân đoạn dầu mỏ theo giá trị GAP .24 Hình 2-11: Tiêu chuẩn tách phân đoạn dầu mỏ theo giá trị OVERLAP .24 Hình 3-1: Biểu tượng phần mềm Pro/II Hình 3-2: Giao diện phần mềm Pro/II Hình 5.1 Mơ hình tháp C-001 Hình 5.2 Đường cong chưng cất dầu thô TBP Hình 5.3 Mơ hình thiết bị trước vào tháp Hình 6.1: Đồ thị xác định hiệu suất sử dụng đĩa theo phương pháp O’Connell 60 Hình 6.2 Biểu đồ thể thành phần hai phân đoạn NAPH_KER .61 Hình 6.3 Biểu đồ thể thành phần hai phân đoạn KER_AGO 62 Hình 6.4 Biểu đồ thể thành phàn hai phân đoạn AGO_RA Hình 7.1: Sơ đồ mô Pro/II cụm tháp hệ thống thu hồi nhiệt 64 Hình 7.2: Đặc trưng chuyển động lưu thể chảy xuôi chiều ngược chiều .65 Hình 7.3: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ hệ số F theo P R SVTH: Nguyễn Văn Ngân_Lớp 10H5 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt CDU NBP AGO HAGO LAGO KER RA LPG FO IBP EP KHDS GOHDS BPSD TBP PA NAPH DA LPG RU FF Viết đầy đủ Crude distillation unit Normal boiling point Atmospheric Gasoiline Heavy atmospheric gas oil Light atmospheric gas oil Kerosene Atmospheric residue Liquefied petroleum Fuel Oils Initial boiling point End point Kerosene hydrodesulfurisation Gas oil hydrodesulfurisation Barrel per day True boiling point Pumparound Naptha Distillation atmospheric Liquefied petroleum Recovery Unit Flooding factor SVTH: Nguyễn Văn Ngân_Lớp 10H5 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, nhu cầu lượng vấn đề Đảng Nhà nước ta đặt lên hàng đầu Để thúc đẩy tiến trình cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước vấn đề quan trọng đảm bảo an ninh lượng quốc gia Chính lẽ Đảng Nhà nước ta trọng đầu tư nhà máy lọc dầu, với mục đích khai thác tối đa nguồn dầu thơ sẵn có, đồng thời đáp ứng nhu cầu lượng ngày gia tăng theo phát triển đất nước, đảm bảo phát triển bền vững không phụ thuộc nhiều vào lượng giới Bên cạnh việc xây dựng nhà máy lọc dầu không đảm bảo an ninh lượng quốc gia mà hữu ích để sản xuất phân đạm, nhựa, chất dẻo, sợi tổng hợp, chất tẩy rửa, dược phẩm,…Với ý nghĩa đó, Nhà máy lọc dầu Dung Quất xây dựng với suất ban đầu 6.5 triệu dầu thô/ năm, Tháng 6/2009, Petro Việt Nam vận hành nhà máy lọc dầu Dung Quất với nguồn nguyên liệu dầu thô Bạch Hổ, cho dòng sản phẩm đầu tiên, đánh dấu mốc lịch sử nước ta công nghệ lọc dầu, tự cung, tự cấp nguồn lượng hóa thạch cho đất nước Tiếp sau nhà máy lọc dầu Dung Quất dự kiến vào năm 2013, nhà máy lọc dầu Nghi Sơn với công suất thiết kế 10 triệu tấn/năm từ nguồn nguyên liệu dầu thô nhập từ Kuwait khánh thành nhằm tạo loại sản phẩm dầu mỏ khác đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn kỹ thuật, môi trường, đồng thời thỏa mãn nhu cầu tiêu thụ lượng cho miền Bắc Mô hình hóa mơ phương pháp nghiên cứu khoa học ứng dụng rộng rãi: từ nghiên cứu, thiết kế chế tạo đến vận hành hệ thống Do đó, sử dụng nhiều lĩnh vực sản xuất xã hội Ngày nay, khó tìm thấy lĩnh vực mà người khơng sử dụng phương pháp mơ hình hóa mức độ khác Điều đặc biệt quan trọng lĩnh vực điều khiển hệ thống kỹ thuật, điều khiển q trình thu nhận thơng tin từ hệ thống theo mơ hình đưa tác động để điều khiển hệ thống Và lĩnh vực chế biến dầu mỏ không ngoại lệ Làm để thiết kế thiết bị, phải vận hành hệ thống để có hiệu cao tồn khó ln đặt cho nhà nghiên cứu, nhà kỹ thuật…Mơ hình hóa mô công cụ mạnh việc giải toán Ngày nay, với trợ giúp máy tính tốc độ cao kết hợp với phần mềm SVTH: Nguyễn Văn Ngân_Lớp 10H5 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân 120 Lưu lượng mol (kmol/h) 100 80 60 KER AGO 40 20 10 11 12 13 T hành phần + Cấu tử khóa nặng là: NBP 225 Bảng 6-30 Xác định số đĩa thực tế cho Kerosen – LGO Vị trí đĩa 12 13 14 15 16 17 18 19 Độ Kcv(khóa nhớt(cP) nhẹ) NBP 211 0.22470 0.35678 0.22761 0.42921 0.23307 0.49723 0.23799 0.57721 0.26618 0.73235 0.25901 1.04470 0.28834 2.03230 0.26753 2.63660 Kcl(khóa nặng) NBP225 0.25587 0.31063 0.36253 0.42407 0.54465 0.79215 1.60300 2.11760 A Hiệu suất đĩa Hiệu suất TB 0.31332 0.31450 0.31967 0.32393 0.35791 0.34159 0.36556 0.33310 0.673 0.674 0.675 0.673 0.661 0.661 0.850 0.840 0.713 Vậy hiệu suất sử dụng đĩa trung bình 0.68 số đĩa thực tế là: 8/0.713 = 11 Xác định số đĩa thực tế cho vùng AGO – RA: Điểm cắt phân đoạn Kerosen LGO 360 0C nằm khoảng nhiệt độ sôi cấu tử NBP 350 NBP 364 nên ta chọn: + Cấu tử khóa nhẹ là: NBP 350 + Cấu tử khóa nặng là: NBP 364 SVTH: Nguyễn Văn Ngân_Lớp 10H5 Trang 61 Hình 6.3 Biểu đồ thể thành phần hai phân đoạn KER_AGO Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân 140 Lưu lượng mol (kmol/h) 120 100 80 AGO RA 60 40 20 10 11 1213 1415 1617 18 1920 212223 T hành phần Bản Vị trí đĩa 20 21 22 23 24 25 g 6-31 Xác định số đĩa thực tế cho vùng AGO – RA Hình 6-4 Biểu đồ thể thành phần hai phân đoạn AGO_RA Độ Kcv(khóa Kcl(khóa A Hiệu suất Hiệu nhớt(cP) nhẹ) nặng) đĩa suất TB NBP 350 NBP 364 0.26629 0.28796 0.21367 0.35888 0.622 0.27651 0.33205 0.24798 0.37025 0.619 0.30085 0.36773 0.27584 0.40107 0.610 1.58390 0.44796 0.33844 2.09645 0.395 1.91480 0.40033 0.30157 2.54187 0.385 2.29460 0.34641 0.25981 3.05944 0.279 0.485 Vậy hiệu suất sử dụng đĩa trung bình 0.58 số đĩa thực tế là: 6/0.485 = 16 Với số đĩa lý thuyết 25 ta tính tổng số đĩa thực tế cho tồn tháp là: 17+11+16 = 44 (đĩa) Đúng với số đĩa thực tế PFD nhà máy, lúc đầu ta chọn hiệu suất tháp phù hợp SVTH: Nguyễn Văn Ngân_Lớp 10H5 Trang 62 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân CHƯƠNG VII: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG THU HỒI NHIỆT I Thiết lập sơ đồ hệ thống thu hồi nhiệt Dầu thô trước vào tháp chưng cất khí gia nhiệt cách trao đổi nhiệt với dòng sản phẩm từ tháp dòng hồi lưu tuần hồn từ thân tháp Q trình đồng thời làm giảm nhiệt độ dòng sản phẩm trước bơm vào bể chứa Tuy nhiên, qua tất thiết bị trao đổi nhiệt dầu thô chưa đạt tới Hìnhđể7.1: đồvào mơ tháp Pro/II tháp hệlỏng thống thu cân hồi nhiệt Vì nhiệt độ cần thiết nạpSơ liệu (350 C) ởcụm trạng thái – dầu thô phải tiếp tục gia nhiệt lò đốt tới nhiệt độ yêu cầu II Mô hệ thống thiết bị trao đổi nhiệt Cơ sở tính tốn Để tính tốn thiết bị trao đổi nhiệt, người ta thường dùng phương pháp hiệu số nhiệt độ trung bình logarit LMTD phương pháp tính hiệu suất nhiệt NUT Tuy nhiên phương pháp LMTD dùng phổ biến nhờ tính đơn giản hiệu Theo phương pháp giá trị chênh lệch nhiệt độ tính dựa phương thức trao đổi nhiệt chiều hay ngược chiều (hình 4-6) SVTH: Nguyễn Văn Ngân_Lớp 10H5 Trang 63 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân Hình 7.2: Đặc trưng chuyển động lưu thể chảy xuôi chiều ngược chiều  Hiệu số nhiệt độ trung bình logarit (Log mean teamperature difference) tính theo cơng thức: LMTD = , 0C Trong đó: t1 = Hiệu số nhiệt độ đầu vào dòng lưu thể trao đổi chiều hiệu số nhiệt độ đầu vào dòng lưu thể nóng dòng lưu thể nguội trao đổi ngược chiều t2 = Hiệu số nhiệt độ đầu dòng lưu thể trao đổi chiều hiệu số nhiệt độ đầu dòng lưu thể nóng vào dòng lưu thể nguội trao đổi ngược chiều  Lượng nhiệt trao đổi tính theo cơng thức: Q = U*S*LMTD Trong U hệ số trao đổi nhiệt; S bề mặt trao đổi nhiệt Thực tế, thiết bị trao đổi nhiệt thường có dạng shell-tube ống truyền nhiệt bố trí theo kiểu chùm ống lưu thể ống luân phiên nhiều lần (nhiều pass) để tăng thời gian tiếp xúc thiết bị (tăng bề mặt trao đổi nhiệt hiệu quả) Trong trường hợp cần có thêm hệ số hiệu chỉnh F cơng thức tính Q Q = F* U*S*LMTD, Kcal/h SVTH: Nguyễn Văn Ngân_Lớp 10H5 Trang 64 Đồ án tốt nghiệp R=; GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân P= Với Te , Ts nhiệt độ dòng nóng vào te , ts nhiệt độ dòng lạnh vào Hình 7.3: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ hệ số F theo P R Để tăng cơng suất trao đổi nhiệt F nên nằm khoảng 0.85 ÷ Trong q trình mơ xem xét giá trị F để kiểm tra hiệu trao đổi nhiệt thiết bị Nhập liệu xử lý kết mô 2.1 Mô thiết bị trao đổi nhiệt  Mơ thiết bị trao đổi nhiệt E1 Dòng dầu thô trước vào thiết bị trao đổi nhiệt E1 có nhiệt độ 34 0C áp suất 2393 kpag gia nhiệt nhờ dòng pumparround đỉnh (PA1) lấy tử tháp có nhiệt độ 1280C áp suất 922 kpag Giả thuyết tất thiết bị trao đổi nhiệt, tổn thất áp suất dòng nóng 0.2kg/cm2 dòng nguội 0.5kg/cm2 SVTH: Nguyễn Văn Ngân_Lớp 10H5 Trang 65 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân Ở mục Specification, thay đổi value Hot Product Temperature cho kết hệ số chéo dòng F nằm khoảng tiêu chuẩn  Mô tương tự với thiết bị trao đổi nhiệt khác từ E đến E11, thống kê kết sau: Bảng 7-32 Thông số thiết bị TĐN sau mô Thiết bị TĐN E1 E2 E3 E4 E5 E8 E9 E10 E11 Q, Mkcal/h 7.1729 4.3 11.97 11.5 50.11 2.92 3.097 10.88 14.2 F 1.0 1.0 1.0 1.0 0.8528 0.9793 0.9862 0.9408 0.9807 LMTD, 0C 80.085 28.67 71.0 42.08 127.02 27.27 69.0 57.817 142.91 LMTD*F, 0C 80.085 28.67 71.0 42.08 108.32 26.71 68.05 54.4 140.15 2.2 Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt thiết bị trao đổi nhiệt  Công suất thiết bị trao đổi nhiệt tính theo cơng thức: Q = F*U*S*LMTD, Kcal/h Trong đó: F hệ số hiệu chỉnh U hệ số trao đổi nhiệt, Kcal/h.m2.0C, chọn U = 400 Kcal/h.m2.0C S tổng diện tích bề mặt trao đổi nhiệt, m2 SVTH: Nguyễn Văn Ngân_Lớp 10H5 Trang 66 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân LMTD hiệu số nhiệt độ trung bình logarit Từ cơng thức tính giá trị S thiết bị trao đổi nhiệt, tổng hợp theo bảng số liệu sau: Bảng 7-33 Tổng diện tích bề mặt TĐN thiết bị TĐN TĐN S, m2 E1 224 E2 87 E3 421 E4 683 E5 1156 E8 273 E9 114 E10 500 E11 253 Bảng 7-34 Nhiệt độ dòng nóng dòng nguội qua thiết bị TĐN sau mô Thiết bị TĐN E1 E2 E3 E4 E5 E8 E9 E10 E11 Dòng nguội Inlet – Oulet, 0C 34 – 68 68 – 87 68 – 163 87 – 142 68 – 136 148 – 158 148 – 193 158 – 194 148 – 217 Dòng nóng Inlet – Oulet, 0C 128 – 96 158 – 88 199 – 117 168 – 135 167 – 88 179 – 168 236 – 167 226 – 190 242 – 199  Nhận xét: diện tích bề mặt trao đổi nhiệt thiết bị trao đổi nhiệt khác nhau, tùy thuộc vào hệ số hiệu F hiệu số nhiệt độ trung bình logarit (tức phụ thuộc vào nhiệt độ vào-ra dòng nóng dòng lạnh) CHƯƠNG VIII: THIẾT KẾ THÁP CHÍNH VÀ CÁC SIDE COLUMN I Thiết kế sizing tháp side column: Chọn thông số để sizing sau: Bảng 8-35 Các thơng số để sizing tháp side column Thiết bị Loại đĩa Dmin (mm) Tray spacing (mm) Hệ số sặc tháp FF T1 Valve 381 609 80 SVTH: Nguyễn Văn Ngân_Lớp 10H5 Side Column KER Valve 381 609 80 Side Column LGO Valve 381 609 80 Side Column HGO Valve 381 609 80 Trang 67 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân (%)  Kết sizing: SVTH: Nguyễn Văn Ngân_Lớp 10H5 Trang 68 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân Tháp (T1) SVTH: Nguyễn Văn Ngân_Lớp 10H5 Trang 69 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân Các side column  Dựa vào kết sizing để chọn kích thước tháp cho chế độ rating sau: Đại lượng Tray diameter (mm) Tray spacing (mm) Number passes Zone (Đĩa – 23) 7315 609.6 Zone (Đĩa 24 – 25) 3200 609.6 II Rating tháp sidecolumn Từ kết sizing, ta chọn thơng số thiết kế cho tháp side column sau: Tháp Bảng 8-36 Các thơng số để thiết kế tháp từ kết qủa sizing Đại lượng Tray diameter (mm) Tray spacing (mm) Number passes Side downcomer width (mm) Center downcomer width (mm) Off center downcomer width (mm) Weir high downcomer (mm) Clearance downcomer (mm) Diameter Valve (mm) Number Valve per tray SVTH: Nguyễn Văn Ngân_Lớp 10H5 Zone (Đĩa – 23) 7315 609.6 493 335 376 50.8 38.1 47.625 4165 Zone (Đĩa 24 – 25) 3200 609.6 599 656 50.8 38.1 47.625 501 Trang 70 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân Các side column Bảng 8-37 Các thông số để thiết kế Side Column từ kết qủa sizing Đại lượng Tray diameter (mm) Tray spacing (mm) Number passes Side downcomer width (mm) Center downcomer width (mm) Weir high downcomer (mm) Clearance downcomer (mm) Diameter Valve (mm) Number Valve per tray SS1 1829 609.6 395 50.8 38.1 47.625 231 SS2 2134 609.6 396 432 50.8 38.1 47.625 235  Kết rating: Tháp Ta thấy, đĩa có hệ số FF nhỏ 80% Hệ số FF nhỏ hiệu phân tách cao Tuy nhiên, chi phí đầu tư tăng (kích thước tháp lớn…) SVTH: Nguyễn Văn Ngân_Lớp 10H5 Trang 71 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân Các side column SVTH: Nguyễn Văn Ngân_Lớp 10H5 Trang 72 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân Ta thấy, tháp SS3 có hệ số FF đĩa nhỏ 80% Do đó, hiệu phân tách tháp STRIPPER tốt chi phí đầu tư khơng cao ESTIMATED TRAY MECHANICAL DETAILS  Kết luận:  Tháp - Cả tháp có đường kính 7315 mm, có đáy (2 đĩa có đường kính nhỏ 3200 mm - Hệ số FF đĩa thỏa mãn (nhỏ 80%)  Side column - Đường kính hệ số FF nhỏ dần từ xuống - Hệ số FF đĩa thỏa mãn (nhỏ 80%) SVTH: Nguyễn Văn Ngân_Lớp 10H5 Trang 73 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân KẾT LUẬN Qua thời gian tìm hiểu nhà máy lọc dầu Nghi Sơn, với tinh thần làm việc nghiêm túc với hướng dẫn tận tình TS Nguyễn Thị Thanh Xuân giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “Mơ thiết kế cụm phân xưởng chưng cất khí nhà máy lọc dầu Nghi Sơn phần mềm ProII” thực số công việc sau: - Tìm hiểu cách sử dụng tiện ích phần mềm PROII Mơ phân xưởng CDU nhà máy lọc dầu Nghi Sơn phần - mềm PROII Tính tốn kích thước thông số thiết bị tháp chưng cất khí - Stripper than tháp Tìm hiểu sơ lược cấu tạo, nguyên lý hoạt động thiết bị phân xưởng CDU Tuy nhiên, thời gian làm việc ngắn, thân em hạn chế kiến thức số liệu thực tế nhà máy chưa đầy đủ nên đồ án nhiều thiếu sót em mong nhận xét, ý kiến bổ sung từ phía quý thầy cô để đồ án tốt nghiệp em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn SVTH: Nguyễn Văn Ngân_Lớp 10H5 Trang 74 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Petro Vietnam (2005), Báo cáo khả thi Dự án Liên hợp lọc hóa dầu Nghi Sơn Thanh Hóa Petrovietnam Idemitsu, Hà Nội [2] TS Lê Thị Như Ý, Đồ án công nghệ II, Trường đại học Bách Khoa Đà Nẵng [3] Kiều Đình Kiểm (2005), Các sản phẩm dầu mỏ hóa dầu, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [4] Đỗ Văn Đài, Nguyễn Trọng Khuông, Trần Quang Thảo, Võ Thị Ngọc Tươi, Trần Xoa, Cơ sở q trình thiết bị cơng nghệ hóa học tập 2, Đại học trung cấp chuyên nghiệp [5] Đinh Thị Ngọ (2006), Hóa học dầu mỏ khí, Trường đại học Bách Khoa Hà Nội [6] TS Nguyễn Thị Thanh Xuân, Chưng cất đa cấu tử, Trường đại học Bách Khoa Đà Nẵng [7] GS.Nguyễn Bin (2008),Các q trình thiết bị cơng nghiệp hóa chất thực phẩm, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội [8] TS Nguyễn Đình Lâm, Báo cáo CDU 17.1.7 [9] Tổng Công ty xăng dầu Việt Nam (2001), Sổ tay khí đốt hóa lỏng [10] Technip, Petroleum refining separation processes [11] J.P Wauquier (1995), Petroleum Refining, Vol – Crude oil, Petroleum Products, Process Flowsheets, Institut Francais du Petrole, Edition by Technip [12] Foster Wheeler Energy LTD Process Engineering, Nghi Son Refinery And Petrochemycal complex Project, Crude oil Assay [13] Jean-Claude GUIBET,Caracteristiques des produits petroliers, Technique d’Ingenieurs [14] Axens, Merichem, ConocoPhillips (2004), Hydrocarbon Processing, Refining Processes [15] R A BOWMAN, A C MUELLER and W N NAGLE Mean temperature difference in design Trans ASME, 62, pp 283-294 [16] Foster Wheeler Energy LTD Process Engineering, Nghi Son Refinery And Petrochemycal complex Project, Crude oil Assay Product Specification SVTH: Nguyễn Văn Ngân_Lớp 10H5 Trang 75 ... qui hoạch mô thuận lợi Từ điều phân tích trên, em định chọn đề tài Mô thiết kế cụm phân xưởng chưng cất khí nhà máy lọc dầu Nghi Sơn phần mềm ProII để hoàn thành đồ án tốt nghi p mình, đồng thời... phần mềm ProII 32 II Các bước tiến hành mô 33 CHƯƠNG IV: TỔNG QUAN VỀ PHÂN XƯỞNG CDU CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU NGHI SƠN 35 I Phân xưởng CDU nhà máy lọc dầu Nghi Sơn. .. VỀ NHÀ MÁY LỌC DẦU NGHI SƠN I Giới thiệu tổng quan khu liên hợp lọc hóa dầu Nghi Sơn – Thanh Hóa Tổng quan khu liên hợp lọc hóa dầu Nghi Sơn Liên hợp lọc hóa dầu Nghi Sơn thuộc khu kinh tế Nghi