ÁN TỐT NGHIỆP- ĐỨC ppsx

Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT
LỜI NÓI ĐẦU
Dầu khí là tiền đề, là nguồn năng lượng, nguyên liệu chủ yếu và quan trọng để
nước ta phát triển nhiều ngành công nghiệp mới với công nghệ tiên tiến, hiện đại, đưa
nước ta thành một nước công nghiệp trong những năm 20 của thế kỷ này.
Để nâng cao chất lượng sản phẩm, số lượng sản phẩm cũng như hỗ trợ cho con người
những công việc phức tạp, ngành tự động hoá đã ra đời và mang lại hiệu quả rất cao đáp
ứng hoàn toàn những yêu cầu đó của con người.
Tự động hoá là một lĩnh vực đã được hình thành và phát triển rộng lớn trên phạm vi
toàn thế giới, nó đem lại một phần không nhỏ cho việc tạo ra các sản phẩm có chất lượng
và độ phức tạp cao phục vụ nhu cầu thiết yếu trong cuộc sống. Ở nước ta, lĩnh vực tự
động hoá đã được Đảng và Nhà nước quan tâm và đầu tư rất lớn, cùng với các lĩnh vực
công nghiệp chuyển dịch nền kinh tế theo định hướng công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất
nước.
Nói đến tự động hoá ngày nay không thể không nhắc đến các thiết bị điều khiển có
lập trình. Trong đó PLC (Programmable Logic Controler) là một thiết bị điển hình. Với
những tính năng ưu việt như dễ dàng lập trình thông qua nhiều kiểu ngôn ngữ
(LADDER, STL, FBD), có thể thay đổi chương trình điều khiển một cách đơn giản, khả
năng truyền thông mạnh với môi trường bên ngoài (với PC, PLC ), gọn nhẹ, làm việc
tin cậy trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt đã làm cho mọi quá trình sản xuất
trở nên đơn giản và hiệu quả. Tạo nên mối liên kết giữa điều khiển quá trình sản xuất và
quản lý kinh doanh (hệ điều khiển giám sát thu thập số liệu - SCADA).
Sau 5 năm học tại trường Đại học Mỏ Địa Chất về chuyên ngành Tự động hóa Xí nghiệp
Dầu khí, nhờ sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo PHẠM MINH HẢI cùng với sự giúp
đỡ của thầy cô trong bộ môn, em đã có được những kiến thức hữu ích về Tự động hóa
điều khiển đo lường trong công nghiệp Dầu khí và quyết định thực hiện đồ án tốt nghiệp
với đề tài
Với thời gian và kiến thức có hạn chắc hẳn trong đồ án không tránh được những sai
sót em mong thầy giúp đỡ và chỉ dẫn thêm để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải
1

Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PHẠM MINH HẢI đã tận tình hướng dẫn em
cùng các thầy cô giáo trong bộ môn tự động hóa đã giúp em hoàn thành đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội,ngày 8 tháng 5 năm 2011.
Sinh viên thực hiện
Trần Hoài Đức

SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải
2
Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT
MỤC LỤC
PHẦN CHUNG 5
Chương 1 6
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY XỬ LÝ KHÍ DINH CỐ 6
1.1. Giới thiệu chung về nhà máy xử lý khí Dinh Cố 6
1.2. Cơ chế và chức năng hoạt động sản xuất của Nhà máy Xử lý Khí Dinh Cố
7
1.3. Công nghệ xử lý Khí của Nhà máy Xử lý Khí Dinh Cố 7
1.3.1. Sơ đồ công nghệ của Nhà máy 8
1.4. Chức năng và nguyên lý hoạt động của các thiết bị chính 13
1.4.1. Thiết bị tách lỏng SC-01/02 13
1.4.2. Bình tách V-08 14
1.4.3. Tháp hấp phụ V-06 14
1.4.4. Bình tách 3 pha V-03 (Slug Catcher Liquid Flash Drum) 15
1.4.5. Thiết bị giãn nở thể tích Turbo Expander CC-01 15
1.4.6. Tháp tinh cất C-05 16
1.4.7. Tháp làm sạch khí C-04 (Gas Stripper) 16
1.4.8. Tháp tách Etan C-01 (Deethanizer) 17

1.4.9. Tháp ổn định Condensate C-02 (Stabilizer) 17
1.4.10. Tháp phân tách Bupro C-03 19
2.1.1. Cảm biến nhiệt độ điện trở kim loại RTD 20
2.1.2.Bộ truyền dữ liệu nhiệt độ dùng vi xử lý 26
2.1.3. Bộ điều khiển nhiệt độ 27
2.2.Van điều khiển của tháp V-06A/B 30
PHẦN CHUYÊN ĐỀ 47
SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải
3
Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT
Chương 4 48
LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO THÁP V-06A/B BẰNG S7-300 48
4.1. Lựa chọn phần mềm điều khiển 48
4.2. Hệ thống điều khiển PLC điển hình 49
4.3. Vai trò của PLC 49
4.4. Hệ thống điều khiển PLC S7 – 300 51
4.4.1. Cấu trúc phần cứng của hệ thống PLC S7 – 300 51
4.4.2. Vòng quét chương trình 53
Chương 5 67
XÂY DỰNG MÔ HÌNH GIÁM SÁT QUY TRÌNH VẬN HÀNH
CỦA THÁP V-06A/B BẰNG PHẦN MỀM WINCC 67
5.1. Giới thiệu phần mềm WinCC 67

SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải
4
Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT
PHẦN CHUNG
SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải
5
Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT

Chương 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY XỬ LÝ KHÍ DINH CỐ
1.1. Giới thiệu chung về nhà máy xử lý khí Dinh Cố
Trong những năm gần đây, nền công nghiệp nước ta có những thay đổi và phát triển
đáng kể. Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về nguồn năng lượng của nước ta, đặc biệt
là khí đốt, nhà máy xử lý khí Dinh Cố đã ra đời và đã cung cấp được 40% nhu cầu tiêu
thụ của cả nước .
Nhà máy xử lý khí Dinh Cố được xây dựng từ năm 1997 và chính thức đi vào hoạt
động năm 1998 tại xã An Ngãi, huyện Long Điền, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu với diện tích
87600 m
2
. Nhà máy được thiết kế để xử lý 6 triệu m
3
khí / ngày đêm và đã trở thành một
trong những mắt xích quan trọng của hệ thống thu gom xử lý khí mỏ Bạch Hổ, tận dụng
nguồn khí đồng hành khai thác lên cùng với dầu thô, xử lý và chế biến khí thành các sản
phẩm đa dạng và có hiệu quả kinh tế cao. Nhiệm vụ của nhà máy là xử lý khí đồng hành
thành các sản phẩm như:
 Khí khô (khí thương phẩm) với lưu lượng 4 triệu m
3
/ngày đêm.
 Bupro với sản lượn 650 tấn/ngày đêm
 Condensate với sản lượng 400 tấn/ngày đêm.
Các sản phẩm của nhà máy :
 LPG: Chủ yếu là Propan và Butan hoặc hỗn hợp Bupro. Được ứng dụng để: làm
nhiên liệu, nguyên liệu cho sản xuất vật liệu xây dựng, tổng hợp hữu cơ
 Condensate: Hỗn hợp đồng thể ở dạng lỏng, có màu vàng rơm, gồm Hydrocacbon
có phân tử lượng lớn hơn Propan và Butan, hợp chất vòng, nhân thơm. Ở Việt
Nam có hai loại: Một loại được tách từ bình lỏng đặt tại giàn khoan, lượng không
lớn; loại thứ hai được ngưng tụ trong quá trình vận chuyển trên đường ống. Từ

Condensate, chúng ta có thể làm nhiên liệu (như các loại xăng M92 , M95), làm
dung môi và các sản phẩm Hoá dầu.
 Khí khô thương phẩm: Cung cấp cho nhà máy điện đạm, nhà máy cán thép, nhà
máy sản xuất gốm.
SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải
6
Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT
Mục đích xây dựng nhà máy:
- Xử lý , chế biến khí đồng hành thu gom được trong quá trình khai thác dầu tại
các mỏ dầu
- Sản phẩm của quá trình xử lý là các sản phẩm có giá trị kinh tế.
- Cung cấp khí khô thương phẩm cho các nhà máy khí điện đạm ở Phú Mỹ, Bà
Rịa.
- Cung cấp LPG cho thị trường trong nước và quốc tế.
- Sản phẩm Condensate (xăng nhẹ) cho xuất khẩu.
- Cơ sở của các công nghệ được áp dụng tại nhà máy chỉ là những phương pháp
biến đổi vật lý.
1.2. Cơ chế và chức năng hoạt động sản xuất của Nhà máy Xử lý Khí Dinh Cố
Khí khô sau khi tách ra khỏi nhà máy được vận chuyển tới Bà Rịa và Phú Mỹ bằng
hệ thống đường ống Dinh Cố – Bà Rịa – Phú Mỹ: Đường ống dẫn khí Dinh Cố – Bà Rịa
có đường kính 16 inch, chiều dài 7 km, 1 nhánh đi vào trạm phân phối khí Bà Rịa nhằm
xử lý, đo đếm và cung cấp cho nhà máy điện Bà Rịa công suất 350MW. Đường ống dẫn
khí Bà Rịa – Phú Mỹ có đường kính 17 inch, chiều dày ống là 16mm, chiều dài đường
ống 23 km tới Phú Mỹ và trạm phân phối khí Phú Mỹ nhằm xử lý, đo đếm khí và cung
cấp cho nhà máy điện Phú Mỹ 2.1 MR (1000MW), và nhà máy đạm Phú Mỹ công suất
740000 tấn/năm.
Khí khô ở nhà máy GPP được đo đếm thương mại và cung cấp cho các nhà máy
điện Bà Rịa và Phú Mỹ, nhà máy đạm Phú Mỹ. Các trạm phân phối khí Bà Rịa và Phú
mỹ đều có các thiết bị giảm áp, tách lỏng, gia nhiệt, lọc và đo đếm trước khi cung cấp
cho các hộ tiêu thụ.

1.3. Công nghệ xử lý Khí của Nhà máy Xử lý Khí Dinh Cố
SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải
7
Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT
1.3.1. Sơ đồ công nghệ của Nhà máy

SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải
8
Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT
SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải
9
Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT
SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải
10
Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT
Hình 1-4 : Sơ đồ khối công nghệ nhà máy
1.3.2. Quy trình công nghệ xử lý khí của nhà máy Xử lý khí Dinh Cố
SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải
Xử lý sơ bộ
Xử lý cơ
học
Tách nước
Làm lạnh
Giãn nở
JT Valve
TĐN
Tách
khí/lỏng
Tách
khí/lỏng

Chưng cất
LPG
Condensate
Khí khô
KH
Khí
Lỏng
Lỏng
Tách C2
+
Tách
LPG/Cond


11
Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT
Khí khô sau khi tách ra khỏi nhà máy được vận chuyển tới Bà Rịa và Phú Mỹ
bằng hệ thống đường ống Dinh Cố – Bà Rịa – Phú Mỹ: Đường ống dẫn khí Dinh Cố –
Bà Rịa có đường kính 16 inch, chiều dài 7 km, 1 nhánh đi vào trạm phân phối khí Bà
Rịa nhằm xử lý, đo đếm và cung cấp cho nhà máy điện Bà Rịa công suất 350MW.
Đường ống dẫn khí Bà Rịa – Phú Mỹ có đường kính 17 inch, chiều dày ống là 16mm,
chiều dài đường ống 23 km tới Phú Mỹ và trạm phân phối khí Phú Mỹ nhằm xử lý, đo
đếm khí và cung cấp cho nhà máy điện Phú Mỹ 2.1 MR (1000MW), và nhà máy đạm
Phú Mỹ công suất 740000 tấn/năm.
Khí khô ở nhà máy GPP được đo đếm thương mại và cung cấp cho các nhà máy
điện Bà Rịa và Phú Mỹ, nhà máy đạm Phú Mỹ. Các trạm phân phối khí Bà Rịa và Phú
mỹ đều có các thiết bị giảm áp, tách lỏng, gia nhiệt, lọc và đo đếm trước khi cung cấp
cho các hộ tiêu thụ.
Các sản phẩm LPG và Condensate được tách ra từ nguồn khí đồng hành tại nhà
máy xử lý khí Dinh Cố có sản lượng khoảng 1020 tấn LPG/ngày và khoảng 400 tấn

Condensate/ngày, được chuyển bằng 3 đường ống 6 inch, dài 25 km từ GPP tới kho
cảng LPG Thị Vải để sử dụng cho nhu cầu trong nước.
Các sản phẩm lỏng (LPG, Condensate) từ nhà máy GPP Dinh Cố được dẫn qua
ba đường ống 6” tới kho cảng Thị vải. Cả ba đường ống này đều được đo đếm thương
mại đầu vào và đầu ra và được trang bị thiết bị phóng nhận thông minh.
Kho cảng Thị vải có hai bể chứa Condensate và 33 bồn chứa LPG dạng bullet
xếp thành 6 cụm. Hai cầu cảng trong đó một cầu có thể nhận tàu có tải trọng đến
10,000 DWT để xuất LPG và Condensate, một cầu có thể nhận tàu có tải trọng đến
2,000 DWT để xuất LPG. Hệ thống đo đếm thương mại được trang bị cho tất cả các sản
phẩm lỏng.
Nhà máy có ba giai đoạn vận hành khác nhau để đảm bảo tính cấp bách về tiến
độ cũng như đảm bảo tính uyển chuyển trong vận hành của nhà máy khi có sự cố xảy ra.
Các giai đoạn vận hành của nhà máy bao gồm:
- Chế độ AMF : Thu khí thương mại (chưa tách C
3
, C
4
) là Condensate. Sản phẩm
được lấy ra sau khi dòng khí và lỏng được cho đi qua các thiết bị kĩ thuật : thiết bị nén
của AMF, thiết bị phân tách lỏng - hơi (AMF Rectifier ) , thiết bị loại bỏ Ethan để ổn
định Condensate (De- ethaniser )
- Chế độ MF : Với mục đích thu khí thương mại (đã tách C
3
, C
4
) , Bupro và
Condensate.Do vậy cần bổ xung thêm các thiết bị từ AMF , chủ yếu là thiết bị Hydrat
SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải
12
Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT

bằng phương pháp hấp thụ , thiết bị trao đổi nhiệt bằng khí, thiết bị trao đổi nhiệt cân
bằng dòng lỏng lạnh , thiết bị De-ethaniser OVHD Compressor và thiết bị ổn định .
Trong chế độ này thì các nguyên tắc của chưng luyện được vận dụng rất triệt để nhằm
thu lượng sản phẩm cao nhất .
- Chế độ GPP : Là chế độ làm việc hoàn chỉnh nhất , sử dụng công nghệ Turbo
Expander và hiệu suất thu hồi sản phẩm lỏng ở chế độ này là cao nhất . Ngoài những
thiết bị được sử dụng trong chế độ trước thì có bổ xung thêm thiết bị Gas Stripper ,
Turbo Expander/ Compressor (đóng vai trò thiết bị trao đổi nhiệt nhờ điều chỉnh áp ),
Máy nén khí, Tháp tách.
1.4. Chức năng và nguyên lý hoạt động của các thiết bị chính
1.4.1. Thiết bị tách lỏng SC-01/02
Hỗn hợp khí và Condensate từ mỏ dầu ngoài biển vào đường ống dẫn khí hai pha
được đưa đến Slug Catcher (SC-01/02) để phân tách Condensate và nước từ khí dưới áp
suất vận hành 109 bar và nhiệt độ 25,6 °C. Slug Catcher bao gồm hai cụm, mỗi cụm có
dung tích 1400 m
3
dạng ống gồm 12 ống, dài 150 m, đường kính 42 inches. Các ống đặt
song song với nhau và nghiêng 1° so với mặt phẳng nằm ngang.
Nguyên tắc hoạt động của Slug Catcher dựa trên sự giảm động năng của
Hydrocacbon lỏng lẫn trong khí. Trong quá trình chuyển động suốt chiều dài đường ống,
gia tốc các hạt nhỏ li ti trong dòng khí sẽ giảm rất nhanh, chúng va đập vào thành ống và
từ từ lắng xuống ở đầu thấp của ống do trọng lực. Phần khí tiếp tục di chuyển lên và
thoát ra ở đầu cao của ống. Khí dẫn ra ở đầu cao của Slug Catcher được gom ở ống góp
30 inches rồi tiếp tục được dẫn đến các thiết bị xử lý khác.
Lượng Condensate tách ra được gom lại ở đầu góp 36 inches và được đưa đi dưới sự
điều khiển mức LIC-0111 A/B, LT-0121 A/B. Mức điều khiển được chia làm hai mức:
cao (A) và thấp (B) bởi thiết bị điều khiển bằng tay HS-0111 và HS-0121. Trong trường
hợp lượng lỏng lớn ở mức cao HH thì van vào sẽ đóng, còn ở mức thấp thì dòng lỏng sẽ
đóng để tránh hiện tượng sục khí vào thiết bị V-03. Khi mức chất lỏng ở giữa hai mức
trên mức dưới thì chất lỏng được lấy đi thông qua thiết bị điều khiển lưu lượng.

Nước từ thiết bị Slug Catcher thông qua van điều khiển mức LIC-0112 và LIC-0122
được đưa đến bình tách nước Hydrocacbon V-52, khi mức điều khiển ở mức thấp thì van
trên đường ống dẫn nước sẽ được đóng để tránh các Hydrocacbon sục vào thiết bị tách
nước V-52. Nước được giảm áp đến áp suất khí quyển và Hydrocacbon hấp phụ sẽ được
thu hồi và nước sẽ được thu đến Brunpit (ME-52) để đốt.
SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải
13
Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT
1.4.2. Bình tách V-08
Trong chế độ MF và GPP, khí từ Slug Catcher đầu tiên được đưa qua thiết bị tách
lọc nước Condensate V-08 được thiết kế để tách 99% Hydrocacbon lỏng, nước tự do,
dầu bôi trơn, chất rắn trong khí để đảm bảo sự hoạt động của thiết bị hấp phụ V-06 do
các chất này gây ngộ độc chất hấp phụ tại V-06.
1.4.3. Tháp hấp phụ V-06
Quá trình hấp phụ để tách nước ra khỏi khí: Dòng khí thiên nhiên ở 29 °C và áp suất
109 bar sau khi bình tách V-08 được đưa vào 1 trong 2 tháp hấp phụ song song V-06
A/B, một thiết bị làm chức năng hấp phụ thì thiết bị còn lại làm chức năng khử hấp phụ.
Tầng hấp phụ đầu tiên là Al
2
O
3
đã hoạt hóa để tách các hạt nước lớn và tách phần lớn
nước để đảm bảo điều kiện hoạt động giảm nhiệt độ điểm sương xuống đạt được yêu cầu
là 75 °C và áp suất là 34,5 bar. Khí khô thoát ra khỏi thiết bị hấp phụ được góp lại và
đưa đến thiết bị lọc F-01A/B (một chiếc hoạt động, một chiếc dự phòng) để tách bụi của
chất hấp phụ. Sự chênh lệch áp suất được điều khiển bởi thiết bị PDIA0503 A/B, áp suất
cài đặt ở đây là 0,1 bar, các van xả áp an toàn được lắp trên các bộ hấp phụ để bảo vệ khi
có cháy bên ngoài.
- Quá trình giảm áp:
Thiết bị hấp phụ được giảm áp sau khi cô lập cả dòng khí ra và dòng khí vào, từ

khí có áp suất 109 bar giảm xuống còn 35 bar cho chế độ GPP và 48 bar cho chế độ MF.
Dòng đi xuống trực tiếp của đường ống thiết bị tái sinh. Tốc độ giảm áp được giới hạn
bởi một lỗ tiết lưu và có thể điều khiển bằng van điều khiển bằng tay. Quá trình được
kiểm tra nhờ việc tính toán kích thước lỗ, bằng cách dùng thiết bị đo giá trị áp suất trước
và sau lỗ.
- Đốt nóng giải hấp:
Khí được dùng để tái sinh lấy từ đầu hút CC-01 là khí khô, được tuần hoàn bởi
máy nén khí K-04A/B qua thiết bị trao đổi nhiệt bằng dầu nóng E-18 để gia nhiệt đến
nhiệt độ 230 °C sau đó được đưa vào thiết bị hấp phụ từ dưới lên. Dòng khí tái sinh sau
khi ra khỏi thiết bị có nhiệt độ cao và có chứa nước được làm lạnh bởi thiết bị làm lạnh
bởi không khí E-15 sau đó được đưa qua thiết bị tách nước V-07 để tách lượng nước ra
khỏi khí. Khí sau khi ra khỏi thiết bị V-07 là khí khô không có nước được quay về đầu
hút của phần nén của thiết bị CC-01 để nén lên áp suất của khí thương phẩm. Nước được
đưa ra tại V-07 được đưa ra hầm đốt để đốt. Thời gian gia nhiệt cho tháp là 4h15 phút.
SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải
14
Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT
- Làm nguội:
Các chất hấp phụ sau khi được gia nhiệt để tách nước sau đó được làm lạnh dòng
khí tái sinh giống như trong giai đoạn đốt nóng giải hấp nhưng dòng khí tái sinh không
cho qua thiết bị trao đổi nhiệt E-18 mà đi qua đường ống by-pass. Tầng hấp phụ sẽ được
làm lạnh đến nhiệt độ 25 °C hoặc chênh lệch 5°C so với nhiệt độ của khí thiên nhiên
trong thời gian 2h15 phút.
- Quá trình tăng áp:
Chất hấp phụ được tăng áp bằng dòng khí khô có áp suất 109 bar. Dòng khí tăng
áp được đưa vào tháp từ đỉnh tháp với lưu lượng được giới hạn bằng đĩa lỗ. Thời gian
tăng áp suất cho tháp là 30 phút. Giống như trong quá trình giảm áp, quá trình nén cũng
có quá trình giảm nhiệt độ và ngưng tụ ngược. Hydrocacbon lỏng sẽ được tập hợp trong
đường ống vào của quá trình làm việc. Tốc độ trung bình hơi lớn so với quá trình giảm
áp

1.4.4. Bình tách 3 pha V-03 (Slug Catcher Liquid Flash Drum)
V-03 là bình tách 3 pha nằm ngang, trong chế độ GPP bình vận hành ở áp suất 75 bar
và 18°C. Mục đích của thiết bị này là tách Hydrocacbon nhẹ hấp phụ trong Condensate.
Với việc giảm áp từ 109 bar xuống 75 bar thì nhiệt độ giảm xuống dưới nhiệt độ tao
Hydrat (20°C) thì các khí C
1,
C
2
được tách ra khỏi phần lỏng và được nén bởi máy nén K-
03 từ 75 bar lên 109 bar để hòa cùng với khí ra từ Slug Catcher.Vì nhiệt độ giảm xuống
dưới nhiệt độ tạo thành Hydrat nên cần phải có 2 van điều khiển mức. Một cái như thiết
bị dự trữ tại đầu vào của thiết bị bốc hơi. Trong trường hợp tinh thể Hydrat hình thành
trong van thì người ta phun Methanol vào. Ở trong bồn có hệ thống gia nhiệt để đảm bảo
nhiệt độ lớn hơn 20°C, lưu lượng của dòng lưu chất nóng được điều khiển bằng thiết bị
điều khiển nhiệt, còn Condensate được điều khiển bởi thiết bị điều khiển mức lưu lượng.
Nước được góp lại ở đáy bồn và được điều khiển bởi thiết bị điều khiển mức đưa
đến thiết bị thu hồi Hydrocacbon V-52 như trong trường hợp của thiết bị Slug Catcher.
Áp suất vận hành của thiết bị bốc hơi được khống chế ở 75 bar bằng van điều áp dẫn trên
đường ống dẫn khí.
1.4.5. Thiết bị giãn nở thể tích Turbo Expander CC-01
CC-01 gồm hai phần: Expander và Máy nén.
SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải
15
Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT
- Expander: Dòng khí từ V-06 vào Expander được giảm áp từ 109 bar xuống 35,5
bar làm cho nhiệt độ giảm xuống còn -18 °C. Ở nhiệt độ này chủ yếu các Hydrocacbon
nặng được hóa lỏng và đưa đến tháp C-05 như nguồn nạp liệu.
- Máy nén: Khi quá trình giảm áp tại Turbo Expander xảy ra thì dòng khí sẽ sinh ra
công làm quay quạt gió trong Expander, công được dẫn qua trục truyền động để chạy
phần máy nén để tăng áp suất của dòng khí sinh ra từ đỉnh tháp C-05 từ 33,5 bar lên 47

bar.
1.4.6. Tháp tinh cất C-05
Mục đích của tháp là tách C
1
,C
2
ra khỏi phần lỏng. Tháp có 12 đĩa kiểu van (7 đĩa lý
thuyết), tháp không có thiết bị ngưng tụ, hồi lưu và đun sôi lại trong chế độ vận hành
AMF và MF vì nguyên liệu lỏng hơi được nhập vào đĩa trên cùng của tháp và được xem
như một thiết bị phân tách lỏng hơi. Trong chế độ GPP, phần trên tháp hoạt động như bộ
tách khí lỏng và phần dưới hoạt động như một thiết bị chưng cất vì dòng nhập liệu được
đưa vào đỉnh tháp và đáy tháp đóng vai trò là dòng hồi lưu và dòng đun sôi lại. Áp suất
vận hành của tháp là 33,5 bar, nhiệt độ đỉnh là -43 °C và ở đáy là -20 °C. Khí từ đỉnh
tháp được làm sạch ở 43 °C được dùng làm tác nhân lạnh cho thiết bị trao đổi nhiệt E-14
và sau đó được nén bởi Máy nén gắn đồng trục với Turbo Expander CC-01.
1.4.7. Tháp làm sạch khí C-04 (Gas Stripper)
Thiết bị C-04 chỉ được lắp đặt ở chế độ GPP nên nó cũng chạy ở chế độ MF sau khi
hoàn chỉnh chế độ GPP.
Ở chế độ vận hành bình thường thì áp suất 47 bar, nhiệt độ đỉnh tháp là 44 °C và nhiệt độ
đáy tháp là 40°C.
Thông số thiết kế: Tháp C-04 gồm 6 đĩa van đường kính 2600 mm, một thiết bị đo
chênh áp để tránh hiện tượng tạo bọt, thiết bị đo nhiệt độ được đặt để đo nhiệt độ ở đĩa
thứ 6 của tháp.
Tháp C-04 hoạt động như một thiết bị bốc hơi bằng nước không cần thiết bị đun sôi
lại và thiết bị ngưng tụ.Thực tế đây là thiết bị tách bớt phần khí C
1
,C
2
ra khỏi dòng lỏng
đến từ V-03 để giảm bớt lưu lượng khí vào tháp tách Etan. Condensate được tách bởi khí

khô sẽ được lấy ra theo điều khiển bởi van FV-1701 (đều thông qua thiết bị điều khiển
mức LICA-1821) đến đĩa thứ 14 hoặc đĩa thứ 20 trong tháp tách Etan sau khi qua thiết bị
trao đổi nhiệt E-04 để nâng nhiệt độ từ 40-86 °C .
SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải
16
Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT
1.4.8. Tháp tách Etan C-01 (Deethanizer)
Áp suất hoạt động của tháp tách Etan C-01 là 29 bar cho chế độ MF và GPP hoặc 20
bar cho chế độ AMF. Nhiệt độ ở đỉnh tháp và đáy tháp tương ứng là 14°C và 109°C ứng
với chế độ GPP, đối với chế độ MF thì nhiệt độ này là 6°C và 120°C. Trong chế độ AMF
thì không có dòng hồi lưu của tinh thể lạnh nên nhiệt độ trong tháp rất cao, nhiệt độ ở
đỉnh và đáy tháp tương ứng là 63,7°C và 194°C.
Tháp tách Etan C-01 được thiết kế 32 đĩa van. Phần trên của tháp có đường kính
2600 mm. Phần dưới của tháp có 19 đĩa và có đường kính 3050 mm.
Tháp này có hai nguồn cung cấp, nguồn thứ nhất là dòng lỏng từ tháp C-04, khí sau khi
được làm nóng từ 40 °C lên 86 °C trong bộ trao đổi nhiệt E-04 đi vào đĩa thứ 20. Nguồn
thứ hai là chất lỏng đáy tháp tinh cất C-05 có nhiệt độ 23°C vào đĩa trên cùng của tháp,
chứa 95% mol chất lỏng dùng cho việc phun tưới.
Mọi thiết bị chuyển đổi vi phân áp suất được cài đặt để dò tìm sự sai lệch áp suất cao
gây nên quá trình tạo bọt, 4 thiết bị hiển thị nhiệt độ trên các đĩa 2, 3, 14, 20 sẽ cho biết
trạng thái của cột, hai thiết bị đun sôi lại kiểu Kettle được cài đặt tại đáy của nó, với công
suất mỗi cái là 50%, điều đó tránh được sự ngừng hoạt động của tháp. Sau khi trao đổi
nhiệt, Condensate chảy xuống nhờ lực trọng trường đến V-15 và Condensate được tách ở
đây được đưa đến thiết bị ổn định C-02 để ổn định Condensate.
1.4.9. Tháp ổn định Condensate C-02 (Stabilizer)
Stabilizer được lắp đặt ở chế độ MF và GPP nhưng cũng có thể thay đổi nó ở chế độ
AMF dự phòng. Trong chế độ AMF, tháp tách C-01 hoạt động như một tháp ổn định
bằng sự bốc hơi của Butan và các Hydrocacbon nhẹ hơn ra khỏi Condensate ở nhiệt độ
rất cao, tại thiết bị đun sôi lại là 149 °C trong trường hợp thiết bị ổn định không hoạt
động đúng như chức năng của nó ở nhiệt độ đun sôi thấp hơn và các thiết bị C-02 có thể

được sử dụng.
Áp suất vận hành của hệ thống tháp C-02 được khống chế ở 11 bar. Tháp C-02 gồm
30 đĩa van, đường kính 2140 mm, đĩa nạp liệu là đĩa số 10, một thiết bị ngưng tụ ở đỉnh,
một thiết bị đun sôi ở đáy. LPG trong tháp C-02 sẽ được tách ra khỏi Condensate.
Hơi LPG từ đỉnh cột sẽ ngưng tụ ở 43°C trong thiết bị ngưng tụ bằng không khí E-
02 sau đó đến bình hồi lưu V-02 ( là bình nằm ngang có đường kính D = 2200 mm, chiều
dài l = 7000mm). LPG lỏng được bơm hồi lưu bằng bơm P-01 A/B (công suất bơm là
180 m
3
/h, chiều cao đẩy 133,7 m, công suất động cơ là 75 kW). Bơm đỉnh có thể hoạt
SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải
17
Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT
động ở áp suất 11 bar (của thiết bị ổn định) hoặc 16 bar ( của tháp tách C-03). Một dòng
LPG lỏng có lưu lượng 80 m
3
/h sẽ được lấy ra nhờ thiết bị điều chỉnh lưu lượng FICA-
1601 qua thiết bị trao đổi nhiệt E-17 nhờ dòng nóng 95°C đến từ đáy tháp C-03, sau đó
đi đến tháp C-03 ( ở chế độ GPP). Còn ở chế độ MF, nó được đưa đến một trong các
bình tách chứa LPG V-21 A/B, còn 75 m
3
/h LPG thì được hồi lưu tại đỉnh tháp C-02.
Thiết bị đun sôi lại của tháp C-02 thuộc loại Kettle E-03 được sử dụng để đun
nóng nhờ tác nhân làm nóng là dòng dầu nóng có nhiệt độ 155 °C, nhiệt độ được khống
chế bởi van TV-1523 lắp trên đường ống dẫn dầu nóng. Condensate từ đáy tháp C-02 sẽ
được bốc hơi một phần, phần hơi được đưa trở lại đáy tháp, phần lỏng còn lại sẽ qua trao
đổi nhiệt với dòng nhiên liệu của tháp C-01 để làm lạnh xuống 60°C và sau đó được làm
lạnh đến 45°C tại thiết bị ngưng tụ bằng không khí E-09. Ngoài ra còn có một thiết bị
điều khiển vi áp PDIA-1521 để tránh sự chênh áp trong cột quá cao, mục đích chống
hiện tượng tạo bọt, ba thiết bị đo nhiệt độ tại các đĩa 9, 10, 30 để kiểm tra sự làm việc

của tháp.
SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải
18
Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT
1.4.10. Tháp phân tách Bupro C-03
Thiết bị C-03 được lắp đặt ở chế độ GPP nhưng cũng có thể hoạt động được ở chế độ
MF và AMF dự phòng. Ở chế độ MF, người ta không phân tách C
3
, C
4
mà sản phẩm
lỏng là tổng hợp C
3
, C
4
. Tuy nhiên, nếu có yêu cầu tách C
3
khỏi C
4
thì cũng có thể chạy
thiết bị này. Áp suất hoạt động của tháp C-03 được khống chế ở 16 bar bằng cách điều
khiển van By-pass PV-2101A qua thiết bị ngưng tụ E-19 có công suất thiết kế là 30%
dòng tổng. Lượng khí dư được đem đốt thông qua van PV-2101B. Tháp tách C-03 được
cấu tạo có 30 đĩa van, đường kính 1750 mm, nhiên liệu được nạp vào tại đĩa thứ 14 của
tháp. Có một thiết bị ngưng tụ hồi lưu và một thiết bị đun sôi lại. Ở tháp tách C-03 thì
Propan và Butan được tách ra khỏi nhau.
Hơi Propan đi từ đỉnh sẽ được ngưng tụ bằng không khí E-11, nhiệt độ giảm xuống
40 °C sau đó được đưa đến bình chứa V-05. V-05 là thiết bị nằm ngang có đường kính D
= 2200 mm, chiều dài l = 6000 mm. Propan lỏng được bơm P-03A/B (công suất 175
m

3
/h, chiều cao đẩy 70,5 m, công suất động cơ là 30 kW) bơm đến đường ống dẫn
Propan hoặc bồn chứa Propan (V-21A) với lưu lượng 49 m
3
/h thông qua thiết bị điều
khiển mức LICA-2201. Lượng Propan được hồi lưu lại C-03, thiết bị tái đun E-10 ở đáy
C-03 được sử dụng để đun nóng nhờ dòng dầu nóng này. Sản phẩm đáy Butan sau khi
được làm lạnh ở thiết bị trao đổi nhiệt E-17, E-18 đến 45°C và ở E-12 được đưa đến ống
dẫn hoặc bình chứa Butan V-21 thông qua thiết bị điều khiển mức LICA-2101.

SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải
19
Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT
Chương 2
CÁC THIẾT BỊ ĐO VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH TRONG VẬN HÀNH
THÁP V- 06A/B
2.1. Thiết bị đo nhiệt độ trong tháp V-06A/B
2.1.1. Cảm biến nhiệt độ điện trở kim loại RTD
Cảm biến nhiệt độ RTD hay còn gọi là Resistance Thermometer là một cảm biến
nhiệt độ điện trở dựa trên nguyên lý điện trở kim loại thay đổi (tăng hoặc giảm) khi nhiệt
độ thay đổi (tăng hoặc giảm). RTD thường có loại 2 dây, 3 dây và 4 dây
 Cấu tạo : Gồm có dây kim loại làm từ : Đồng, Nikel, Platinum…. Được quấn tùy
theo hình dáng của đầu đo
 Nguyên lý đo : Điện trở thay đổi khi nhiệt độ thay đổi
 Ưu điểm : Bền, đo nhiệt độ chính xác, độ nhạy cao
 Khuyết điểm : Giá thành chế tạo cao, dải đo tuyến tính hẹp, phải có dây bảo vệ
nối chống nhiễu
 Thường dùng trong môi trường khắc nghiệt, sử dụng tại các vị trí cần đo nhiệt độ
với độ chính xác cao, như trong các vòng điều khiển công của vật liệu. Với điện
áp biết trước, nếu điện trở cao thì dòng điện qua vật dẫn sẽ nhỏ nghệ

 Dải đo : từ -200
0
C đến 650
0
C
SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải
20
Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT
Hình 2-1. Hình dáng chung của RTD
Platinum là kim loại phổ biến nhất được dùng để chế tạo RTD bởi vì điện trở của nó
thay đổi theo nhiệt độ rất tuyến tính. Điện trở là đại lượng đặc trưng cho khả năng dẫn
điện
Với một dây kim loại, điện trở của nó thay đổi tỷ lệ thuận với chiều dài. Chiều dài
dây tăng gấp đôi thì điện trở của nó cũng tăng gấp đôi. Tuy nhiên, điện trở sẽ giảm nếu
tăng diện tích tiết diện ngang của dây dẫn. Nếu diện tích tiết diện ngang của dây tăng gấp
đôi thì điện trở giảm một nửa. Hình 2-3 sau đây đưa ra một số ví dụ về ảnh hưởng của
chiều dài và diện tích tiết diện ngang lên điện trở của ba dây kim loại Platinum khác
nhau.
Dựa vào nguyên lý của sự thay đổi điện trở, người ta chứng minh được rằng điện
trở RTD thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ theo phương trình sau:
R
T
= R
0
(1 + αT + βT
2
)
Nếu nhiệt độ trong dải đo hẹp nhất định, công thức trên có thể được đơn giản thành:
R
T

= R
0
(1 + αT)
Hình 2-2.Cảm biến RTD
Mạch nối dây của cảm biến RTD
SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải
21
Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT
Để sử dụng RTD làm thiết bị đo nhiệt độ người ta thường dùng một mạch cầu
Wheatstone để kết nối với RTD
Hình 2-3. Mạch cầu Wheatstone
Khi cầu cân bằng
Một số cách nối dây của của biến RTD
RTD 2 dây
SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải
22
3
2
1 2 3 4
out in
R
R
V V
R R R R
 
= × −
 ÷
+ +
 
3 3 4

2 1 2 1 4
1 2 3 4 3 2 2 3
R R R
R R R R R
R R R R R R R R
+
+
= ⇔ = ⇒ =
+ +
Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT
Hình 2-4. Kết nối 2 dây
Khi cầu cân bằng ta có :
R
1
= R
T
+ R
L1
+ R
L2
Như vậy một lượng giá trị sai số sẽ là R
L1
+ R
L2
, sai số này càng tăng lên khi RTD
càng xa Transmitter , do đó RTD 2 dây cho kết quả đo có độ chính xác không cao nên ít
được sử dụng
RTD 3 dây
Hình 2-5. Kết nối 3 dây
Khi cầu cân bằng ta có:

R
T
+ R
L2
= R
1
+ R
L1
R
1
= R
T
+ ( R
L2
– R
L1
)
SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải
23
Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT
Lúc này sai số đo dây nối không tồn tại thành phần tổng R
L1
+ R
L2
mà thay vào đó là
sai số R
L2
– R
L1
. Điều này làm giảm đáng kể sai số dây đo và đáp ứng được các yêu cầu

của hầu hết các ứng dụng công nghiệp mà ở đó chiều dài dây ngắn. Tuy nhiên, đây là
một giải pháp không triệt để bởi vì điện trở dây chỉ được đảm bảo trong giới hạn sai số
10%. Vì vậy, nếu L1 và L2 là hai dây giống hệt nhau và bằng nhau về chiều dài thì điện
trở của chúng vẫn có thể khác nhau trong vòng 10%. Vì thế nếu cả hai cùng có điện trở
5Ω trên danh nghĩa, thì trong thực tế một dây có thể là 4.5 Ω và dây còn lại là 5.5 Ω .
Nếu điều này xảy ra, sai lệnh 1 Ω vẫn gây nên sai số. Nếu một RTD Platinum 100 Ω
sẽ gây nên sai số tương ứng 1/0.385 = 2.6
0
C.
Trong phòng thí nghiệm hoặc trong các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao thì RTD
3 dây không đáp ứng được, lúc này người ta xem xét đến RTD 4 dây. Với RTD 4 dây thì
ảnh hưởng của dây nối hoàn toàn được loại bỏ
RTD 4 dây
Hình 2-6. Kết nối 4 dây
Khi cầu cân bằng ta có:
R
T
+
R
L1
+ R
L2
= R
1
+ R
L3
+ R
L4
R
T

=
R
1
+ ( R
L3
+ R
L4
– R
L1
- R
L2
)
SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải
24
Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT
Thực tế trong nhà máy sử dụng là loại cảm biến nhiệt điện trở dùng Platinum có điện
trở ở nhiệt độ 100
0
C bằng 100 Ohms và được đặt tên là RTD-100 Platinum. Cảm biến
nhiệt điện trở này có công thức tính điện trở như sau:
R
T
= R
0
(1 + αT)
Giá trị hằng số α thường lấy bằng 0.00385
0
C
-1
và được coi là không đổi trong thang

nhiệt độ 0-100
0
C. Trong thực tế để thiết kế một hệ thống đo nhiệt độ dùng RTD thì
người ta thường kết nối một RTD với một bộ chuyển đổi tín hiệu thành tín hiệu ra dạng
4-20 mA dùng cho điều khiển và hiển thị nhiệt độ. Bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ
(Temperature Transmitter) có bộ hiển thị nhiệt độ và cung cấp tín hiệu 4-20 mA cho bộ
điều khiển. Tín hiệu trong toàn bộ hệ thống đo nhiệt độ dùng RTD được chuyển đổi theo
thứ tự như sau: Nhiệt độ [
0
C] => điện trở [Ohms] => điện áp [V] => dòng [mA] (tương
ứng nhiệt độ [
0
C])
Hình 2-7 Cấu tạo RTD công nghiệp.
1. Đầu nối; 2. Cực nối; 3. Chi tiết giữ; 4. Chỗ gá lò xo hiệu chỉnh; 5. Buồng nhiệt; 6. 7.
Dây cách điện; 8. Vỏ bọc dây điện trở; 9. Chỗ bịt kín dây dẫn RTD
Thông số kỹ thuật :
- Điện áp : 24V (DC)
- Phạm vi dòng ra từ 4
÷
20mA
Ưu điểm và khuyết điểm của cảm biến RTD
Ưu điểm : RTD là một trong những phần tử cảm biến nhiệt chính xác nhất, có thể tái sản
xuất, ổn định và nhạy. Một số RTD Platinum chính xác có thể đo được vài phần ngàn
0
C,
và đây là lý do mà trong các dụng cụ đo đã định nghĩa một phần thang đo nhiệt độ quốc
tế (ITS-90). Những ưu điểm khác là độ nhạy tương đối tốt (0.1 đến 10Ω/
0
F) và sử dụng

dây nối với mạch đo bằng đồng truyền thống (thay vì dùng dây cặp nhiệt điện đắt tiền).
Một ưu điểm khác nữa của RTD bằng đồng là cả RTD và dây mối với mạch đo đều bằng
SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải
25