Tối ưu hóa sự vận hành của nhà máy lọc dầu dung quất với nguyên liệu bạch hổ

Đồ án tốt nghiệp Tối ưu hóa sự vận hành của nhà máy lọc dầu Dung Quất
LỜI CẢM ƠN
  
Để hoàn thành Đồ án tốt nghiệp này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các
thầy cô trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng nói chung và Thầy cô chuyên ngành
Công Nghệ Hóa học- Dầu và Khí nói riêng đã ân cần giảng dạy và giúp đỡ em trong
suốt thời gian em học tại trường và trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp.
Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến thầy Tiến Sĩ Nguyễn Đình
Lâm, người thầy trực tiếp hướng dẫn đề tài tốt nghiệp của em. Trong quá trình thực
hiện đề tài thầy đã nhiệt tình giúp đỡ em rất nhiều về mặt tài liệu, kiến thức và kinh
nghiệm, giúp em đưa ra các phương án và giải quyết được các vấn đề thắc mắc.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến Anh Nguyên, Anh Thái, Chị Huyền là những
cựu sinh viên các khóa trước đã cung cấp cho em những tài liệu kỷ thuật, số liệu liên
quan đến đề tài.
Xin Chúc quý thầy cô và các Anh Chị sức khỏe và thành công.
GVHD: TS. Nguyễn Đình Lâm Trang:i
Đồ án tốt nghiệp Tối ưu hóa sự vận hành của nhà máy lọc dầu Dung Quất
TÓM TẮT
  
Nhà máy lọc dầu Dung Quất, nhà máy lọc dầu hiện đại đầu tiên của Việt
Nam đã đi vào hoạt động và đã cho những dòng sản phẩm đầu tiên thỏa mãn các
tiêu chuẩn về chất lượng, đáp ứng một phần cho thị trường tiêu thụ năng lượng tại
nước ta.
Cũng như các nhà máy công nghiệp khác trong môi trường cạnh tranh như
ngày nay, vấn đề tối ưu hóa quá trình sản xuất là một yêu cầu cấp thiết, và là một
việc làm thường xuyên để bảo đảm tính hiệu quả của hoạt động nhà máy. Tìm được
lời giải cho vấn đề này, đặc biệt là với nhà máy lọc dầu là việc làm rất cần thiết vì
chi phí để xây dựng nhà máy là rất cao, nhà máy cần phải được hoạt động một cách
tối ưu. Giải quyết bài toán tối ưu này cần xử lý một khối lượng tài liệu rất lớn của
nhà máy, từ đó đưa ra sơ đồ mô hình hóa quá trình sản xuất của toàn bộ nhà máy
lọc dầu bao gồm các hoạt động như phân tách, chuyển hóa, phối trộn, nhập, xuất…,

và dựa vào các ràng buộc về nhu cầu, chất lượng, khả năng sản xuất…, để thiết lập
một mô hình theo phương pháp quy hoạch tuyến tính , để giải được bài toán với
nhiều ẩn số và nhiều ràng buộc như vậy cần nhờ sự trợ giúp của các phần mềm
chuyên dụng trong vấn đề này.
Với sự cần thiết của vấn đề tối ưu hóa như vậy, đó là lý do em chọn đề tài
“Tối ưu hóa sự vận hành của nhà máy lọc dầu Dung Quất với nguyên liệu
Bạch Hổ” làm đề tài tốt nghiệp.
GVHD: TS. Nguyễn Đình Lâm Trang:ii
Đồ án tốt nghiệp Tối ưu hóa sự vận hành của nhà máy lọc dầu Dung Quất
MỤC LỤC
Lời cảm ơn i
Tóm tắt ii
Mục lục iii
Danh sách bảng biểu iv
Danh sách bảng biểu vii
Danh sách các từ viết tắt viii
Chương 1: TỔNG QUAN 1
1.1. Tổng quan về nhà máy lọc dầu Dung Quất 1
1.1.1. Giới thiệu về nhà máy lọc dầu Dung Quất 1
1.1.2. Nguyên liệu và tính chất của nguyên liệu 1
1.1.2.1. Dầu Bạch Hổ 1
Bảng 1.1 Tính chất của dầu Bạch Hổ 1
1.1.2.2. Dầu Dubai 3
1.1.2.3. Sản phẩm 3
1.1.3. Một số chỉ tiêu đánh giá tính chất của sản phẩm 3
1.1.3.1. Trị số octane 3
1.1.3.2. Tỷ trọng 5
1.1.3.3. Các chỉ tiêu liên quan đến độ bay hơi 5
1.1.3.4. Hàm lượng lưu huỳnh 7
1.1.3.5. Hàm lượng Benzene 7

1.1.3.6. Độ ổn định oxy hóa 7
1.1.3.7. Chỉ số Xêtan IC 8
1.1.3.8. Độ nhớt 9
1.1.3.9. Điểm vẩn đục 9
1.1.3.10. Điểm đông đặc hay điểm chảy 9
1.1.3.11. Nhiệt trị 9
1.1.4. Sơ đồ công nghệ 10
1.1.5. Các phân xưởng công nghệ 10
1.1.5.1. Phân xưởng chưng cất dầu thô: 10
Bảng 1.2: Các sản phẩm của CDU 10
1.1.5.2. Phân xưởng xử lý naphta bằng hydro (NHT) 11
1.1.5.3. Phân xưởng reforming xúc tác liên tục (CCR) 11
1.1.5.4. Phân xưởng xử lý Kerosen (KTU) 12
1.1.5.5. Phân xưởng Cracking xúc tác tầng sôi (RFCC) 12
1.1.5.6. Phân xưởng xử lý khí LPG (TLPG) 13
1.1.5.7. Phân xưởng xử lý naphta của phân xưởng RFCC (NTU) 13
1.1.5.8. Phân xưởng xử lý nước chua 13
1.1.5.9. Phân xưởng tái sinh amin 14
1.1.5.10. Phân xưởng trung hòa xút thải 14
1.1.5.11. Phân xưởng thu hồi Propylen (PRU) 15
1.1.5.12. Phân xưởng thu hồi lưu huỳnh 15
1.1.5.13. Phân xưởng đồng phân hóa 15
GVHD: TS. Nguyễn Đình Lâm Trang:iii
Đồ án tốt nghiệp Tối ưu hóa sự vận hành của nhà máy lọc dầu Dung Quất
1.1.5.14. Phân xưởng xử lý LCO bằng hydro 15
1.1.5.15. Chế độ vận hành 15
1.1.6. Phối trộn sản phẩm 16
1.1.6.1. Phối trộn xăng Mogas 92 (hoặc Mogas 95) và Mogas 90 16
1.1.6.2. Phối trộn Auto Diesel và Fuel oil 16
1.2. Tổng quan về phần mềm lingo 18

1.2.1. Khái niệm về quy hoạch tuyến tính 18
1.2.2. Quy hoạch tuyến tính trong lọc dầu 19
1.2.2.1. Yêu cầu về tối ưu hóa trong nhà máy lọc dầu: 19
1.2.2.2. Ứng dụng quy hoạch tuyến tính trong hoạt dộng của nhà máy lọc dầu 21
1.2.2.3. Mô hình quy hoạch tuyến tính đặc trưng cho một nhà máy lọc dầu 21
1.2.2.4. Đặc trưng của một mô hình quy hoạch tuyến tính cho nhà máy lọc dầu 22
1.2.3. Giới thiệu về phần mềm Lingo 22
1.2.3.1. Giao diện của chương trình 23
1.2.3.2. Các bước cần tiến hành khi giải bài toán tối ưu bằng phần mềm Lingo 25
Chương 2: XÂY DỰNG MÔ HÌNH NHÀ MÁY 26
2.1. Cơ sở quá trình mô hình hóa sự hoạt động của nhà máy lọc dầu 26
2.2. Mô hình hóa hoạt động phân tách và chuyển hóa 26
2.2.1. Quá trình chưng cất 26
2.2.2. Phân xưởng xử lý naphta bằng hydro 27
2.2.3. Phân xưởng Reforming xúc tác liên tục 27
2.2.4. Phân xưởng xử lý Kerosene 27
2.2.5. Phân xưởng Crăcking xúc tác tấng sôi 28
2.2.6. Phân xưởng xử lý LPG 29
2.2.7. Phân xưởng xử lý naphta 29
2.2.8. Phân xưởng thu hồi Propylene 30
2.2.9. Phân xưởng Isome hóa 30
2.2.10. Phân xưởng xử lý LCO bằng H2 31
2.3. Hoạt động phối trộn 31
2.3.1. Propylen 31
2.3.2. LPG 32
2.3.3. Mogas90 32
2.3.4. Mogas92 32
2.3.5. Mogas95 32
2.3.6. Jet A1 33
2.3.7. Auto Diesel 33

2.3.8. Fuel oil 33
2.4. Xây dựng cấu trúc biến và các ràng buộc 33
2.4.1. Cấu trúc biến 33
2.4.2. Cấu trúc các ràng buộc 34
2.4.3. Các tiêu chuẩn của sản phẩm trung gian và tiêu chuẩn sản phẩm 35
2.4.3.1. Chỉ tiêu chất lượng xăng không chì 35
Bảng 2.1: Chỉ tiêu chất lượng xăng không chì TCVN 6776:2005 35
2.4.3.2. Chỉ tiêu chất lượng của nhiên liệu diezen TCVN 5689:2005 36
GVHD: TS. Nguyễn Đình Lâm Trang:iv
Đồ án tốt nghiệp Tối ưu hóa sự vận hành của nhà máy lọc dầu Dung Quất
Bảng 2.2: Chỉ tiêu chất lượng nhiên liệu diezen TCVN 5689: 2005 37
2.4.3.3. Chỉ tiêu của nhiên liệu đốt lò TCVN 6239:2002 38
Bảng 2.3: Chỉ tiêu của nhiên liệu đốt lò TCVN 6239:2002 38
2.4.3.4. Chỉ tiêu chất lượng của dầu hỏa TCVN 6240:2002 39
Bảng 2.4: Chỉ tiêu chất lượng của dầu hỏa TCCVN 6240:2002 39
2.4.3.5. Chỉ tiêu chất lượng nhiên liệu phản lực tuốc bin hàng không Jet- A1 TCVN
6426:2005 39
Bảng 2.5: Chỉ tiêu chất lượng của nhiên liệu Jet- A1 TCVN 6426:2005 40
2.4.3.6. Tính chất của sản phẩm trung gian 44
Bảng 2.6: Tính chất của các sản phẩm trung gian trong trường hợp Max Distillation
44
Bảng 2.7: Tính chất của các sản phẩm trung gian trong trường hợp Max Gasoline44
2.4.3.7. Tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm dùng trong phần mềm lingo 44
Bảng 2.8: Tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm 44
2.4.4. Phối trộn các bán sản phẩm 45
2.5. Xây dựng ma trận của bài toán tối ưu trên bảng tính Excel 46
2.5.1. Cấu trúc ma trận của bài toán thường gặp 46
Bảng 2.9: Cấu trúc ma trận của bài toán thường gặp 46
2.5.2. Xác định các hệ số cho bảng ma trận 47
Bảng 2.10: Giá thành các sản phẩm thương mại 47

Bảng 2.11: Nhu cầu các sản phẩm 48
2.6. Phương pháp khai báo và liên kết dữ liệu với Excel 48
2.7. Giải tối ưu bằng Lingo và trao đổi kết quả 49
Chương 3: Phân tích kết quả từ phần mềm Lingo 50
3.1. Phân tích kết quả từ phần mềm Lingo 50
3.1.1. Variable, Value, Reduced Cost 50
3.1.2. Slack or Surplus 51
3.1.3. Dual Price 51
3.1.4. Lingo/Range 52
3.2. Phân tích kết quả trong trường hợp phối trộn tạo xăng 95/90 với nguyên liệu là
dầu thô Bạch Hổ 52
3.2.1. Kết quả tối ưu 52
3.2.2. Khi nhu cầu tăng thêm một tấn LPG/ ngày 53
3.2.3. Khi nhu cầu cần tăng thêm một tấn xăng/ngày 54
3.2.4. Khi nhu cầu tăng thêm một tấn JetA1/ngày 54
3.2.5. Khi nhu cầu cần tăng thêm một tấn DO/ngày 54
3.2.6. Khi nhu cầu tăng thêm một tấn FO/ngày 54
3.2.7. Phạm vi thay đổi giá các hệ số của hàm mục tiêu mà không làm thay đổi giá
trị của các biến số 55
3.2.8. Phạm vi thay đổi các giá trị RHS mà không làm thay đổi phương án sản xuất
56
3.2.9. Phân tích giá trị Reduced Cost 57
3.3. So sánh hiệu quả khi phối trộn tạo xăng 95/90 và 92/90 57
3.3.1. Kết quả khi chạy Lingo cho trường hợp phối trộn tạo xăng 92/90 57
GVHD: TS. Nguyễn Đình Lâm Trang:v
Đồ án tốt nghiệp Tối ưu hóa sự vận hành của nhà máy lọc dầu Dung Quất
3.3.2. Phạm vi thay đổi của các giá trị RHS mà không làm thay đổi phương án sản
xuất. 57
3.4. Phương án sản xuất khi phối trộn xăng 95 58
GVHD: TS. Nguyễn Đình Lâm Trang:vi

Đồ án tốt nghiệp Tối ưu hóa sự vận hành của nhà máy lọc dầu Dung Quất
DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Tính chất của dầu Bạch Hổ 1
Bảng 1.2: Các sản phẩm của CDU 10
Bảng 2.1: Chỉ tiêu chất lượng xăng không chì TCVN 6776:2005 35
Bảng 2.2: Chỉ tiêu chất lượng nhiên liệu diezen TCVN 5689: 2005 37
Bảng 2.3: Chỉ tiêu của nhiên liệu đốt lò TCVN 6239:2002 38
Bảng 2.4: Chỉ tiêu chất lượng của dầu hỏa TCCVN 6240:2002 39
Bảng 2.5: Chỉ tiêu chất lượng của nhiên liệu Jet- A1 TCVN 6426:2005 40
Bảng 2.6: Tính chất của các sản phẩm trung gian trong trường hợp Max Distillation
44
Bảng 2.7: Tính chất của các sản phẩm trung gian trong trường hợp Max Gasoline 44
Bảng 2.8: Tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm 44
Bảng 2.9: Cấu trúc ma trận của bài toán thường gặp 46
Bảng 2.10: Giá thành các sản phẩm thương mại 47
Bảng 2.11: Nhu cầu các sản phẩm 48
DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1.1: Sơ đồ công nghệ nhà máy lọc dầu Dung Quất (Xem phụ lục) 10
Hình 1.2 : Cửa sổ làm việc 23
Hình 1.3 :Trình đơn New 24
Hình 1.4: Trình đơn Edit 24
Hình 1.5: Trình đơn Lingo 25
Hình 2.1: Quá trình chưng cất 26
Hình 2.2: Phân xưởng xử lý naphta bằng hydro 27
Hình 2.3: Phân xưởng Reforming xúc tác liên tục 27
Hình 2.4: Phân xưởng xử lý Kerosene 27
Hình 2.5: Phân xưởng Crăcking xúc tác trong trường hợp Max Distillation 28
Hình 2.6: Phân xưởng Crăcking xúc tác trong trường hợp Max Distilation 28
Hình 2.7: Phân xưởng xử lý khí RFCC trong trường hợp Max Distillation 28
Hình 2.8: Phân xưởng xử lý khí RFCC trong trường hợp Max Gasoline 29

Hình 2.9: Phân xưởng xử lý LPG 29
Hình 2.10: Phân xưởng xử lý Naphta 29
Hình 2.11: Phân xưởng thu hồi Propylen trong trường hợp Max Distilation 30
Hình 2.12: Phân xưởng thu hồi Propylen trong trường hợp Max Gasoline 30
Hình 2.13: Phân xưởng isome hóa 30
Hình 2.14: Phân xưởng xử lý LCO bằng H2 trong trường hợp Max Distillation 31
Hình 2.15: Phân xưởng xử lý LCO bằng H2 trong trường hợp Max Gasoline 31
Hình 2.16: Phối trộn tạo Propylene 31
Hình 2.16: Phối trộn tạo LPG 32
Hình 2.17: Phối trộn tạo Mogas 90 32
Hình 2.18: Phối trộn tạo Mogas 92 32
Hình 2.19: Phối trộn tạo Mogas 95 32
Hình 2.20: Phối trộn tạo Jet A1 33
Hình 2.21: Phối trộn tạo Auto Diesel 33
Hình 2.22: Phối trộn tạo Fuel Oil 33
Hình 3.1: Kết quả chạy tối ưu trường hợp phối trộn tạo xăng Mogas 95/90 53
GVHD: TS. Nguyễn Đình Lâm Trang:vii
Đồ án tốt nghiệp Tối ưu hóa sự vận hành của nhà máy lọc dầu Dung Quất
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT
Bảng kí hiệu chung
CDU Crude Distillation Unit Phân xưởng chưng cất dầu thô
NHT Naphta Hydrotreater Unit Phân xưởng xử lý Naphta bằng H
2
CCR
Continuous Catalytic Reformer
Unit
Phân xưởng Reforming xúc tác liên
tục
KTU Kerosene Treater Unit Phân xưởng xử lý Kerosene
RFCC

Residue Fluidised Catalytic
Cracking
Phân xưởng Cracking xúc tác tầng
sôi
LTU LPG Treater Unit Phân xưởng xử lý LPG
NTU Naphta Treating Unit Phân xưởng xử lý xăng của RFCC
PRU Propylene Recovery Unit Phân xưởng thu hồi Propylene
ISOM Isomerization Unit Phân xưởng đồng phân hóa
LCO-HDT LCO Hydrotreater Unit Phân xưởng xử lý LCO bằng H
2
ARU Amine Regeneration Unit Phân xưởng tái sinh Amine
SWT Sour Water Treater Phân xưởng xử lý nước chua
CNU Caustic Neutralisation Unit Phân xưởng trung hòa xút thải
LPG Liquefy Petroleum Gas Khí dầu mỏ hóa lỏng
PPL Propylene
DO Diesel oil
FO Fuel Oil
LGO Light Gas Oil
HGO Heavy Gas Oil
LCO Light Cycle Oil
DCO Decan Oil Dầu cặn của quá trình RFCC
RA Residue Atmosphere Cặn chưng cất khí quyển
TBSD Tấn/ngày
BPSD Thùng/ngày
D Density Tỷ trọng
ppm Part per million Phần triệu
Bảng ký hiệu cấu trúc biến và các ràng buộc trong bảng tính Lingo
GVHD: TS. Nguyễn Đình Lâm Trang:viii
Đồ án tốt nghiệp Tối ưu hóa sự vận hành của nhà máy lọc dầu Dung Quất
BH- CR Dầu thô Bạch Hổ đi vào CDU

CDU-OG Khí offgas đi ra từ đỉnh CDU
CDU-LPG Khí LPG đi ra từ CDU
CDU-NA Xăng đi ra từ CDU
CDU-KE Kesosene đi ra từ CDU
LGO Gasoil nhẹ đi ra từ CDU
HGO Gasoil nặng đi ra từ CDU
RA Cặn đi ra từ đáy CDU
NHT Tổng xăng và H
2
đi vào NHT
NHT-OG Khí Offgas đi ra từ NHT
LNA Xăng nhẹ đi ra từ NHT
HNA Xăng nặng đi ra từ NHT
NHT-H2 H2 đi vào NHT
HNACCRMD
Xăng nặng từ NHT đi vào CCR trong trường hợp tối đa
distillation
CCR-LPG Khí LPG đi ra từ CCR
CCR-H2 Khí H2 đi ra từ CCR
REF Xăng đi ra từ CCR
CDU-KEKTU Kerosene từ CDU đi vào KTU
RARFCCMD RA đi vào RFCC trong trường hợp Max-Distillation
RARFCCMG RA đi vào RFCC trong trường hợp Max-Gasoline
GVHD: TS. Nguyễn Đình Lâm Trang:ix
Đồ án tốt nghiệp Tối ưu hóa sự vận hành của nhà máy lọc dầu Dung Quất
RFCC-GASMD Khí đi ra từ RFCC trong trường hợp Max-Distillation
RFCC-NAMD Xăng đi ra từ RFCC trong trường hợp Max-Distillation
RFCC-LCOMD LCO đi ra từ RFCC trong trường hợp Max-Distillation
RFCC-DCOMD DCO đi ra từ RFCC trong trường hợp Max-Distillation
RFCC-GASMG Khí đi ra từ RFCC trong trường hợp Max Gasoline

RFCC-NAMG Xăng đi ra từ RFCC trong trường hợp Max Gasoline
RFCC-LCOMG LCO đi ra từ RFCC trong trường hợp Max Gasoline
RFCC-DCOMG DCO đi ra từ RFCC trong trường hợp Max Gasoline
GASPLANTMD
Tổng nguyên liệu đi vào Gas Plant trong trường hợp Max
Distillation
GASPLANTMG
Tổng nguyên liệu đi vào Gas Plant trong trường hợp Max
Gasoline
RLPGMD Khí LPG đi ra từ Gas Plant trong trường hợp Max Distillation
RLPGMG Khí LPG đi ra từ Gas Plant trong trường hợp Max Gasoline
RLPGLTUMD Nguyên liệu đi vào LTU trong trường hợp Max Distillation
RLPGLTUMG Nguyên liệu đi vào LTU trong trường hợp Max Gasoline
TLPGMD
Khí LPG sau khi đã qua LTU trong trường hợp Max
Distillation
TLPGMG Khí LPG sau khi đã qua LTU trong trường hợp Max Gasoline
RFCC-
NANTUMD
Xăng từ RFCC đi qua NTU trong trường hợp Max Distillation
RFCC-
NANTUMG
Xăng từ RFCC đi qua NTU trong trường hợp Max Gasoline
TNAMD Xăng đi ra từ NTU trong trường hợp Max Distillation
TNAMG Xăng đi ra từ NTU trong trường hợp Max Gasoline
GVHD: TS. Nguyễn Đình Lâm Trang:x
Đồ án tốt nghiệp Tối ưu hóa sự vận hành của nhà máy lọc dầu Dung Quất
TLPGPRUMD
Khí LPG đã qua xử lý tại LTU đi qua PRU trong trường hợp
Max Distillation

TLPGPRUMD
Khí LPG đã qua xử lý tại LTU đi qua PRU trong trường hợp
Max Distillation
FG Khí Fuel Gas đi ra từ các phân xưởng
C4 Butan đi ra từ PRU
PPL Propylene đi ra từ PRU
PP Propane đi ra từ PRU
ISOMU Tổng nguyên liệu đi vào ISOM
ISOM Xăng của quá trình Isomer hóa
LCO-HDTMD
Tổng nguyên liệu đi vào LCOHDT trong trường hợp Max
Distillation
LCO-HDTMD
Tổng nguyên liệu đi vào LCOHDT trong trường hợp Max
Gasoline
LCOMD LCO đi ra từ LCOHDT trong trường hợp Max Distillation
LCOMG LCO đi ra từ LCOHDT trong trường hợp Max Gasoline
CCR-LPGLPG
CCR-LPG phối trộn tạo LPG trong trường hợp Max
Distillation
C4LPG C4 phối trộn tạo LPG
C3LPG C3 phối trộn tạo LPG
MG95 Xăng có chỉ số octane là 95
C4MG95 C4 phối trộn tạo MG95
ISOMMG95 Xăng isomerate phối trộn tạo MG95
REFMG95 Xăng Reformate phối trộn tạo MG95
TNAMG95MD
Xăng từ RFCC đã qua xử lý tại NTU phối trộn tạo MG95
trong trường hợp Max Distillation
GVHD: TS. Nguyễn Đình Lâm Trang:xi

Đồ án tốt nghiệp Tối ưu hóa sự vận hành của nhà máy lọc dầu Dung Quất
TNAMG95MG
Xăng từ RFCC đã qua xử lý tại NTU phối trộn tạo MG95
trong trường hợp Max Gasoiline
Tổng MG95 Tổng lượng xăng MG95 phối trộn được
MG92 Xăng có chỉ số octane là 92
C4MG92 C4 phối trộn tạo MG92
ISOMMG92 Xăng isomerate phối trộn tạo MG92
REFMG92 Xăng Reformate phối trộn tạo MG92
TNAMG92MD
Xăng từ RFCC đã qua xử lý tại NTU phối trộn tạo MG92
trong trường hợp Max Distillation
TNAMG92MG
Xăng từ RFCC đã qua xử lý tại NTU phối trộn tạo MG92
trong trường hợp Max Gasoiline
Tổng MG92 Tổng lượng xăng MG92 phối trộn được
MG90 Xăng có chỉ số octane là 90
C4MG90 C4 phối trộn tạo MG0
ISOMMG90 Xăng isomerate phối trộn tạo MG90
REFMG90 Xăng Reformate phối trộn tạo MG90
TNAMG90MD
Xăng từ RFCC đã qua xử lý tại NTU phối trộn tạo MG90
trong trường hợp Max Distillation
TNAMG90MG
Xăng từ RFCC đã qua xử lý tại NTU phối trộn tạo MG90
trong trường hợp Max Gasoiline
Tổng MG90 Tổng lượng xăng MG90 phối trộn được
KERJETA1 KER phối trộn tạo JETA1
KERDO KER phối trộn tạo DO
LGODO LGO phối trộn tạo DO

HGODO LGO phối trộn tạo DO
GVHD: TS. Nguyễn Đình Lâm Trang:xii
Đồ án tốt nghiệp Tối ưu hóa sự vận hành của nhà máy lọc dầu Dung Quất
LCODOMD LCO phối trộn tạo DO trong trường hợp Max Distillation
LCO-DOMG LCO phối trộn tạo DO trong trường hợp Max Gasoiline
KERFO CDU- KE phối trộn tạo FO
LGOFO LGO phối trộn tạo FO
HGOFO HGO phối trộn tạo FO
LCOFOMD LCO phối trộn tạo FO trong trường hợp Max Distillation
LCOFOMG LCO phối trộn tạo FO trong trường hợp Max Gasoiline
DCOFOMD DCO phối trộn tạo FO trong trường hợp Max Distillation
DCOFOMG DCO phối trộn tạo FO trong trường hợp Max Gasoiline
FGNB Fuel gas dùng cho năng lượng nội bộ
FONB Fuel oil dùng cho nội bộ
C4FLARE C4 thừa cho ra Flare
H2-FLARE H2 thừa cho ra Flare
C3-FLARE Propane thừa cho ra Flare
MG92IMP MG92 nhập khẩu
KEIMP KO nhập khẩu
DOIMP DO nhập khẩu
MG92EXP MG92 xuất khẩu
KEEXP KO xuất khẩu
DOEXP DO xuất khẩu
GVHD: TS. Nguyễn Đình Lâm Trang:xiii
Đồ án tốt nghiệp Tối ưu hóa sự vận hành của nhà máy lọc dầu Dung Quất
SMG95MAX Hàm lượng lưu huỳnh trong MG95 Max
SMG92MAX Hàm lượng lưu huỳnh trong MG92 Max
SMG90MAX Hàm lượng lưu huỳnh trong MG90 Max
SDOMAX
Hàm lượng lưu huỳnh trong DO Max

SFOMAX
Hàm lượng lưu huỳnh trong FO Max
SJETA1MAX
Hàm lượng lưu huỳnh trong JETA1 Max
TVMG95MAX Áp xuất hơi bão hòa trong MG95 Max
TVPMG92MAX Áp xuất hơi bão hòa trong MG92 Max
TVMG90MAX Áp xuất hơi bão hòa trong MG90 Max
D15DOMAX Tỷ trọng DO Max
D15FOMAX Tỷ trọng FO Max
D15JETA1MAX Tỷ trọng JETA1 Max
%OMG95MAX Hàm lượng olefine trong MG95 Max
%OMG92MAX Hàm lượng olefine trong MG92 Max
%OMG90MAX Hàm lượng olefine trong MG90 Max
%ARMG95MAX Hàm lượng Aromatic trong MG95 Max
%ARMG92MAX Hàm lượng Aromatic trong MG92 Max
%ARMG90MAX Hàm lượng Aromatic trong MG90 Max
%BZMG95MAX Hàm lượng Benzen trong MG95 Max
%BZMG92MAX Hàm lượng Benzen trong MG92 Max
GVHD: TS. Nguyễn Đình Lâm Trang:xiv
Đồ án tốt nghiệp Tối ưu hóa sự vận hành của nhà máy lọc dầu Dung Quất
%BZMG90MAX Hàm lượng Benzen trong MG90 Max
IndexPPDOMAX Chỉ số điểm chảy của DO Max
IndexPPDOMAX Chỉ số điểm chảy của FO Max
CDUMAX Công xuất tối đa của CDU
NHTMAX Công xuất tối đa của NHT
CCRMAX Công xuất tối đa của CCR
KTUMAX
Công xuất tối đa của KTU
RFCCMAX Công xuất tối đa của RFCC
LTUMAX Công xuất tối đa của LTU

NTUMAX Công xuất tối đa của NTU
ISOMMAX Công xuất tối đa của ISOM
LCOHDTMAX Công xuất tối đa của LCOHDT
RONMG95MIN Chỉ số octan MG95 Min
RONMG92MIN Chỉ số octan MG92 Min
RONMG90MIN Chỉ số octan MG90 Min
MONMG95MIN Chỉ số Octan theo động cơ của MG95 Min
MONMG92MIN Chỉ số Octan theo động cơ của MG92 Min
MONMG90MIN Chỉ số Octan theo động cơ của MG90 Min
TVMG95MIN Áp xuất hơi bão hòa trong MG95 Min
TVPMG92MIN Áp xuất hơi bão hòa trong MG92 Min
GVHD: TS. Nguyễn Đình Lâm Trang:xv
Đồ án tốt nghiệp Tối ưu hóa sự vận hành của nhà máy lọc dầu Dung Quất
TVMG90MIN Áp xuất hơi bão hòa trong MG90 Min
D15DOMIN Tỷ trọng DO Min
GVHD: TS. Nguyễn Đình Lâm Trang:xvi
Đồ án tốt nghiệp Tối ưu hóa sự vận hành của nhà máy lọc dầu Dung Quất
Chương 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về nhà máy lọc dầu Dung Quất
1.1.1. Giới thiệu về nhà máy lọc dầu Dung Quất
Nhà máy lọc dầu Dung Quất thuộc khu kinh tế Dung Quất là nhà máy lọc dầu
đầu tiên của Việt Nam, xây dựng thuộc địa phận huyện Bình Sơn, Tỉnh Quãng
Ngãi. Công suất thiết kế 6,5 triệu tấn dầu thô/năm.
1.1.2. Nguyên liệu và tính chất của nguyên liệu
Nhà máy được thiết kế để vận hành hai loại nguyên liệu:
 6,5 triệu tấn dầu Bạch Hổ/năm (Trường hợp dầu ngọt).
 5,5 triệu tấn dầu Bạch Hổ và 1 triệu tấn dầu Dubai/năm (trường hợp
dầu chua).
1.1.2.1.Dầu Bạch Hổ
Bảng 1.1 Tính chất của dầu Bạch Hổ

Tính chất Đơn vị Giá trị
1
Tỷ trọng ở 60/60
o
F - 0,8289
o
API - 39,2
Khối lượng riêng ở 15
o
C g/ml 0,8285
2 Hàm lượng cặn và nước % thể tích 0,4
3 Hàm lượng lưu huỳnh tổng % khối lượng 0,03
4 Áp suất hơi Ried psi 2,93
5 Hàm lượng H
2
S ppm 0
6 Điểm chảy
o
F 91,4
7 Hệ số K
UOP
- 12,3
8 Hàm lượng sáp % khối lượng 29,8
9 Hàm lượng muối tính theo NaCl mg/kg 56
10 Hàm lượng carbon % khối lượng 85,31
11 Hàm lượng hydro % khối lượng 14,35
12 Hàm lượng Vanadi ppm 0,02
GVHD: TS. Nguyễn Đình Lâm Trang:1
Đồ án tốt nghiệp Tối ưu hóa sự vận hành của nhà máy lọc dầu Dung Quất
13 Hàm lượng Nickel ppm 0,22

14 Hàm lượng nitrogen % khối lượng 0,038
15 Cặn carbon condradson %khối lượng 0,62
16 Hàm lượng cặn nhờ chiết tách % khối lượng 0,05
17 Chỉ số axit tổng mgKOH/g 0,045
18 Nhiệt trị tổng Kcal/kg 10990
19
Độ nhớt ở 100
o
F cSt 6,75
Độ nhớt ỏ 210
o
F cSt 2,01
20 Hàm lượng nhựa % khối lượng 1,7
21 Hàm lượng asphalt %khối lượng 0,45
22 Hàm lượng tro % khối lượng 0,015
 Dầu Bạch Hổ là dầu Parafine vì hệ số đặc trưng K
UOP
= 12,3. Hàm lượng
Parafine trong dầu thô tương đối lớn 29,8 %, do vậy điểm chảy thường rất
cao, từ 33,5 – 34
o
C, không thuận lợi cho việc vận chuyển và bơm dầu thô
bằng đường ống. Trong quá trình vận chuyển cần thực hiện các biện pháp gia
nhiệt hoặc sử dụng phụ gia để giảm nhiệt độ đông đặc.
 Dầu Bạch Hổ thuộc loại dầu nhẹ do có d = 0,8289 và
o
API =39,2.
 Do có chứa hàm lượng lưu huỳnh rất thấp (khoảng 0,03 %) nên dầu Bạch Hổ
thuộc loại dầu ngọt, loại dầu này không có nhiều trên thế giới.Vì vậy Bạch
Hổ là loại dầu tốt, có giá trị rất cao, khi chế biến dầu ngọt Bạch Hổ phần lớn

các sản phẩm không cần xử lý S mà vẫn đạt tiêu chuẩn chất lượng, mặt khác
còn giảm được chi phí khi chế tạo do thiết bị ít bị ăn mòn.
 Dầu Bạch Hổ chứa rất ít các kim loại nặng hàm lượng Ni là 0,22 ppm, hàm
lượng Vanadi 0,22 ppm thuận lợi cho quá trình chế biến dầu vì sự có mặt của
các kim loại này sẽ gây ngộ độc xúc tác và phá hủy thiết bị.
 Hàm lượng Nitơ trong dầu Bạch Hổ rất thấp khoảng 0,038 % khối lượng do
vậy ít gây ngộ độc xúc tác và làm cho dầu có tính ổn định khi tồn chứa.
 Hàm lượng nhựa và asphalten rất thấp nên không thuận lợi cho việc sản xuất
Bitume. Khi chế biến dầu mỏ nếu hàm lượng của nhựa và asphatel thấp thì
RA không cần phải cho qua DSV khi chuẩn bị nguyên liệu cho FCC, mặt
khác do lượng sáp nhiều nên phần cặn không thích hợp để sản xuất dầu nhờn
mà thích hợp để xử lý sâu nhằm sản xuất nhiên liệu.
GVHD: TS. Nguyễn Đình Lâm Trang:2
Đồ án tốt nghiệp Tối ưu hóa sự vận hành của nhà máy lọc dầu Dung Quất
1.1.2.2. Dầu Dubai
 Dầu thô Dubai là loại dầu trung bình, có tỷ trọng 0,8697 và độ API là 31,2.
Có hệ số K
UOP
=11,78 nên dầu thô Dubai được xếp vào loai trung gian
naphthenicvà parafenic.
 Dầu thô Dubai có hàm lượng S khá cao, khoảng 2,1 % khối lượng, nên đây
là loại dầu chua. Tuy nhiên hàm lượng các tạp chất lưu huỳnh mang tính axit
như R-SH, H
2
S chủ yếu tồn tại ở dạng các hợp chất cao phân tử như
disunfua, sunfua… ở phần nặng của dầu thô.
 Hàm lượng asphatene trong dầu thô tương đối cao làm cho dầu thô có độ
nhớt lớn và tỷ trọng cao. Mặt khác hàm lượng cặn trong dầu cao làm cho dầu
thô không là nguyên liệu tốt cho các quá trình xử lý xúc tác phần cặn.
1.1.2.3.Sản phẩm

Các sản phẩm của nhà máy lọc dầu:
 Khí hóa lỏng (cho thị trường nội địa).
 Propylen (cung cấp nguyên liệu cho hóa dầu).
 Xăng Mogas 90/92/95.
 Nhiên liệu phản lực (Jet A1).
 Nhiên liệu Diesel (DO).
 Dầu đốt (FO).
1.1.3. Một số chỉ tiêu đánh giá tính chất của sản phẩm
1.1.3.1.Trị số octane
 Hiện tượng cháy kích nổ
Là hiện tượng mà hỗn hợp của nhiên liệu và không khí phát nổ trong giai
đoạn nén của động cơ trước khi đánh lửa. Hiện tượng này làm cho nhiệt độ và áp
suất tăng đột ngột và gây ra những sóng xung kích va đập vào piston, xy lanh tạo ra
những tiếng gỏ kim loại gây ồn và làm hư hại động cơ. Để đặc trưng cho khả năng
chống kích nổ của nhiên liệu , người ta đưa ra khái niệm chỉ số Octane.
 Chỉ số Octane
Chỉ số octane là một đại lượng quy ước để đặc trưng cho chống lại sự kích
nổ của xăng, giá trị của nó được tính bằng phần trăm thể tích của iso-octan (2,2,4
trimetylpentan) trong hỗn hợp của nó với n-heptan khi mà hỗn hợp này có khả năng
chống kích nổ tương đương với khẳ năng chống kích nổ của xăng đang khảo sát.
Trong hỗn hợp này thì iso-octan là cấu tử có khả năng chống kích nổ tốt nên chỉ số
octan của nó được quy ước bằng 100, ngược lại n-heptan có khả năng chống kích
nổ kém nên chỉ số octane của nó được quy ước là 0.
Tùy theo phương pháp xác định mà ta có nhiều giá trị khác nhau:
GVHD: TS. Nguyễn Đình Lâm Trang:3
Đồ án tốt nghiệp Tối ưu hóa sự vận hành của nhà máy lọc dầu Dung Quất
• Phương pháp nghiên cứu: RON
• Phương pháp động cơ: MON
• Chỉ số octane trên đường: IOR
• RON của R100; ∆RON

Chỉ số octane nghiên cứu (RON) được xác định bằng động cơ chuẩn có tốc
độ thấp (600 vòng/phút).Chỉ số động cơ MON được đo trong động cơ chuẩn có tốc
độ 900 vòng/phút. Chỉ số octane theo RON thường cao hơn MON.Chỉ số octane
trên đường đánh giá khả năng chống kích nổ của nhiên liệu với các tốc độ quay
khác nhau của động cơ.
Hiệu giữa RON và MON là độ nhạy của nguyên liệu. Paraffine có độ nhạy
thấp, còn Aromatic có độ nhạy cao. Độ nhạy càng nhỏ thì càng tốt, thông thường độ
nhạy phải nhỏ hơn 10. Giá trị MON cho phép dự đoán khả năng chống kích nổ ở
chế độ vòng quay lớn, còn RON thì cho phép dự đoán ở chế độ vòng quay nhỏ. Cả
RON và MON đều cho chỉ số octane với một tốc độ động cơ nhất định, tuy nhiên
trên thực tế thì động cơ luôn hoạt động với những tốc độ khác nhau,do đó RON và
MON không đánh giá hết được khả năng chống kích nổ của xăng trong thực tế.
Để chính xác hơn người ta con dùng khái niệm chỉ số octane trên đường, ký
hiệu IOR, chỉ số này cũng được đo trên động cơ nêu trên nhưng ở điều kiện đo khác
và vận tốc quay của trục khuỷu sẻ thay đổi theo quá trình đo.Giá trị của IOR có thể
cao hơn hoặc thấp hơn RON
Chỉ số octane trên đường được xác định theo công thức
IOR= RON –S
2
/a
Trong đó : S độ nhạy, S=RON-MON; a là hệ số từ 4,6-6,2 phụ thuộc vào tỷ số nén
của động cơ.
Mặt khác do xăng chứa nhiều thành phần có sự khác biệt khá lớn về khả
năng chống kích nổ.Thông thường thì phần có nhiệt độ sôi thấp (ngoại trừ iso-
Pentan, Benzene) có chỉ số octane thấp, do đó trong một số chế độ làm việc của
động cơ có thể xảy ra sự chia tách xăng trong động cơ, dẫn đến trong một thời điểm
nhất định nào đó lượng nhiên liệu được nạp vào xylanh chứa nhiều thành phần nhẹ,
bốc hơi nhanh, nhưng chỉ số octane lại thấp do đó dễ dẫn đến quá trình cháy kích nổ
trong một số chu kỳ nhất định. Vì vậy , người ta còn đo chỉ số octane của phần cất
có nhiệt sôi đến 100

0
C và được ký hiệu R-100, giá trị của nó luôn nhỏ hơn RON và
độ chênh lệch này gọi là ∆RON.
Chỉ số octan là một chỉ tiêu rất quan trọng của xăng khi dung xăng có chỉ số
octane thấp hơn so với quy định của nhà chế tạo thì sẽ gây ra hiện tượng cháy kích
nổ làm giảm công suất của động cơ, nóng máy, gây mài mòn các chi tiết máy, tạo
khói đen gây ô nhiễm môi trường. Ngược lại nếu dùng xăng có chỉ số octan cao quá
sẽ gây lãng phí. Vì vậy cần sử dụng xăng đúng theo yêu cầu của nhà chế tạo.
GVHD: TS. Nguyễn Đình Lâm Trang:4
Đồ án tốt nghiệp Tối ưu hóa sự vận hành của nhà máy lọc dầu Dung Quất
1.1.3.2. Tỷ trọng
Tỷ trọng của một chất lỏng là tỷ số giữa khối lượng riêng của chất đó so với
khối lượng riêng của chất chuẩn được đo trong những điều kiện xác định (nhiệt độ),
đối với chất lỏng chất chuẩn được chọn là nước, còn với các chất khí chất chuẩn
chọn là không khí.Thông thường tỷ trọng của lỏng được ký hiệu như sau: d
t1
t2,
trong
đó :t1 là nhiệt độ tiến hành đo khối lượng riêng của mẫu, t2 là nhiệt độ tiến hành đo
khối lượng riêng của nước. Trên thực tế người ta sử dụng d
20
4
, d
15,6
15,6
, trong đó d
15,6
15,6
được ký hiệu là S và được gọi là tỷ trọng chuẩn.Ngoài ra người ta còn dùng một
khái niệm khác để biểu diễn tỷ trọng đó là độ API (API: American Petroleum

Institute), giá trị của nó được xác định thông qua tỷ trọng chuẩn theo công thức:
5,131
5,141
−=
S
API
Tỷ trọng của dầu mỏ cho biết dầu nặng hay nhẹ, thông qua đó có thể ước
lượng sơ bộ hiệu suất thu sản phẩm trắng của các loại dầu mỏ, đối với các sản phẩm
dầu mỏ thì ý nghĩa của tỷ trọng sẽ khác nhau.Đối với xăng thì việc xác định tỷ trọng
không có nhiều ý nghĩa như đối với dầu thô hay Diesel hay nhiên liệu cho động cơ
phản lực thì tỷ trọng có liên quan đến khả năng phun nhiên liệu vào buồng cháy hay
ảnh hưởng đến quá trình bay hơi và cháy của nhiên liệu. Tuy nhiên trong động cơ
xăng thì tỷ trọng cũng ảnh hưởng nhất định đến việc điều khiển độ giàu khi bắt đầu
khởi động dộng cơ, ảnh hưởng trực tiếp đến nhiệt cháy thể tích do đó ảnh hưởng lên
sự tiêu thụ riêng của nhiên liệu, cụ thể là khi tỷ trọng tăng lên thì hiệu suất tiêu thụ
riêng giảm xuống.
1.1.3.3.Các chỉ tiêu liên quan đến độ bay hơi
 Thành phần cất
Thành phần cất là khái niệm dùng để biểu diễn phần trăm bay hơi của mẫu
bay hơi trong điều kiện tiến hành thí nghiệm theo nhiệt độ hoặc ngược lại nhiệt độ
theo phần trăm thể tích thu được khi tiến hành chưng cất mẫu. Trên thực tế người ta
sử dụng những khái niệm sau:
Nhiệt độ sôi đầu: là nhiệt độ đọc được trên nhiệt kế vào lúc giọt chất lỏng
ngưng tụ đầu tiên chảy ra từ cuối ống ngưng tụ.
Nhiệt độ sôi cuối: Là nhiệt độ cao nhất đạt được trong quá trình chưng cất.
Nhiêt độ sôi t
10%
, t
50%
, t

90%
, t
95%
là nhiệt độ đọc được trên nhiệt kế tương ứng
khi thu được 10%, 50%, 90%, 95% chất lỏng ngưng tụ trong ống thu.
Thành phần cất có ý nghĩa quan trọng trong việc xác định thành phần hóa
học của xăng, giá trị của nó ảnh hưởng trực tiếp lên khả năng khởi động, khả năng
tăng tốc và cả khả năng cháy hoàn toàn trong buồng cháy.
- Ảnh hưởng đến khả năng khởi động
GVHD: TS. Nguyễn Đình Lâm Trang:5
Đồ án tốt nghiệp Tối ưu hóa sự vận hành của nhà máy lọc dầu Dung Quất
Xăng cho động cơ phải có một độ bay hơi nhất định để cho động có thể khởi
động ở nhiệt độ thấp. Qua nghiên cứu thực tế cho thấy khả năng khởi động của
động ở nhiệt độ thấp phụ thuộc vào nhiệt độ sôi đầu, nhiệt độ sôi 10%, 20%,
30%.Khi những giá trị này càng thấp thì động cơ càng dễ khởi động, nhưng nếu
chúng thấp quá thì xăng bay hơi quá nhiều do đó dễ gây hiện tượng nút hơi làm
thay đổi thành phần của xăng được nạp vào xylanh ở một số chu kỳ nào đó gây ra
hiện tượng thiếu hut xăng cung cấp cho động cơ, làm cho quá trình cháy không
hoàn toàn và tạo ra nhiều chất độc hại trong khói thải làm ô nhiễm môi trường,
ngoài ra quá trình bay hơi còn có thể gây mất mát vật chất và cũng gây ô nhiễm.
Ngược lại khi những giá trị quá lớn tức là xăng khó bay hơi thì động cơ rất khó khởi
động khi đang ở nhiệt độ thấp.
- Ảnh hưởng đến khả năng tăng tốc
Khi chuyển động từ chế độ chậm sang chế độ nhanh, động cơ đòi hỏi lượng
xăng nạp vào phải đủ lớn và bay hơi nhanh để đảm bảo cho quá trình cháy cung cấp
nhiệt. Độ bay hơi này phụ thuộc vào nhiệt độ sôi đầu đến nhiệt độ sôi t
50%
, t
60%
.

- Ảnh hưởng đến khả năng cháy hết
Nhiệt độ sôi cuối và những nhiệt độ 90%, 95% của xăng phải được giới hạn
nhất định để đảm bảo quá trình cháy tốt, nếu những giá trị này lớn hơn quá trình
cháy sẽ không hoàn toàn, làm tăng nồng độ chất độc hại trong khói thải hoặc chúng
cùng tồn tại ở trạng thái lỏng và đọng lại trên xylanh làm loãng màng dầu bôi trơn
gây ra hiện tượng mài mòn, sau đó chúng được xecmăng đưa xuống carter chứa dầu
và làm bẩn dầu bôi trơn.
 Áp suất hơi bảo hòa
Áp suất hơi bảo hòa là một đại lượng vật lý đặc trưng cho tính chất các phân
tử trong pha lỏng có xu hướng thoát ra khỏi bề mặt của nó để chuyển sang pha hơi ở
nhiệt độ nào đó, như vậy áp suất hơi bảo hòa chính là áp suất hơi mà tại đó thể hơi
cân bằng với thể lỏng.
Áp suất hơi bảo hòa đặc trưng cho khả năng khởi động động cơ ở nhiệt độ
thấp, khi giá trị này lớn thì động cơ dễ khởi động nhưng nếu giá trị này lớn quá sẽ
gây ra hiên tượng nút hơi, thiếu nhiên liệu khi cung cấp cho động cơ và gây mất
mát, nhưng nếu quá nhỏ thì động cơ khó khởi động.
 Nhiệt độ chớp cháy
Nhiệt độ chớp cháy là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó nhiên liệu bay hơi tạo với
không khí một hỗn hợp khi đưa ngọn lửa đến gần có thể phụt cháy như một tia chớp
rồi tắt ngay.
Nhiệt độ chớp cháy đăc trưng cho phần nhẹ dễ bay hơi trong nhiên liệu, khi
phần nhẹ càng nhiều thì khả năng bay hơi càng lớn điều này sẽ gây ra mất mát vật
chất và có thể tạo ra hỗn hợp nỗ trong quá trình bảo quản và vận chuyển. Vì vậy chỉ
tiêu này đặc trưng cho mức độ hỏa hoạn của xăng. Đối với xăng thì ở điều kiện
GVHD: TS. Nguyễn Đình Lâm Trang:6
Đồ án tốt nghiệp Tối ưu hóa sự vận hành của nhà máy lọc dầu Dung Quất
thường độ bay hơi của nó lớn nên tạo hỗn hợp với không khí nằm ngoài giới hạn
nổ.
1.1.3.4. Hàm lượng lưu huỳnh
Trong phân đoạn xăng thu được từ quá trình chưng cất khí quyển hay trong

xăng thương phẩm thì hàm lượng lưu huỳnh không nhiều, chúng có thể tồn tại dưới
nhiều dạng khác nhau tùy thuộc vào nguồn gốc phối trộn. Trong các dạng tồn tại
này thì người ta quan tâm nhiều đến hợp chất mercaptan (có trong phân đoan xăng
chưng cất trực tiếp) vì đây là hợp chất có khả năng gây ăn mòn trực tiếp thiết bị
trong quá trình tồn chứa bảo quản, vận chuyển cũng như sử dụng trong động cơ.
Trong nhiên liệu diesel dạng tồn tại này hầu như không còn nữa mà chủ yếu ở dạng
sulfua, disulfua hay dị vòng không có khả năng gây ăn mòn trực tiếp. Khi cháy
trong động cơ chúng tạo ra khí SO
2
, khí này có thể chuyển hóa một phần thành SO
3
,
các chất khí này sẽ tạo ra các axit tương ứng khi nhiệt độ xuông thấp, những axit tạo
thành là những chất ăn mòn rất mạnh. Mặt khác các chất khí này theo khói thải ra
ngoài sẽ làm nhiễm độc bộ xúc tác trong hệ thống xử lý khí thải và gây ô nhiễm môi
trường .
1.1.3.5. Hàm lượng Benzene
Benzen là một chất độc có thể gây chết người khi ở trong môi trường có hàm
lượng Benzene cao, với nồng độ thấp thì benzene có thể gây ra căn bệnh ưng thư
cho con người.
Quá trình cháy của động cơ thường không hoàn toàn bởi điều kiện cháy
trong động cơ khá đặc biệt. Trong khí thải của động cơ ngoài các khí CO
2
, H
2
O,N
2
còn thêm một số các chất khác như CO, NO
X
, SO

X
, các hydrocacbon chưa cháy, bồ
hóng …hydrocacbon chưa cháy là một hỗn hợp các hợp chất hữu cơ như benzen,
butadiene, formaldehyt, acetaldehyt…các hợp chất này khi thải ra môi trường đều
có hại cho con người và môi trường, vì vậy phải khống chế hàm lượng benzene và
cả hàm lượng các hợp chất aromatic trong nhiên liệu.
1.1.3.6. Độ ổn định oxy hóa
Trong quá trình vận chuyển và bảo quản dầu thô cũng như sản phẩm của nó
thường tiếp xúc với không khí nên các hydrocacbon dễ bị oxy hóa tạo thành các sản
phẩm nặng hơn và thường gọi là nhựa, các hợp chất này thường gây ra nhiều ảnh
hưởng xấu đến quá trình hoạt động của động cơ như : làm tắc nghẽn lưới lọc trong
bơm nạp liệu, tạo cặn trong các rãnh của piston và trên xecmăng.
Để đặc trưng cho khẳ năng chống lại quá trình oxy hóa người ta dùng khái
niệm độ ổn định oxy hóa. Độ ổn định oxy hóa phụ thuộc vào thành phần hóa học
của các họ hydrocacbon.Các hợp chất aromatic có độ ổn định kém nhất, còn các
hợp chất parafinic có độ ổn định cao nhất, tuy nhiên ở điều kiện thường thì tốc độ
oxy hóa của các hydrocacbon này không lớn.
Trong dầu thô không có các hợp chất olefin, nhưng trong quá trình chế biến,
dưới tác dụng của nhiệt độ các hydrocacbon kém bền nhiệt sẽ bị cắt mạch để tạo
GVHD: TS. Nguyễn Đình Lâm Trang:7
Đồ án tốt nghiệp Tối ưu hóa sự vận hành của nhà máy lọc dầu Dung Quất
thành các sản phẩm nhẹ hơn trong đó có các hợp chất không no như olefin, xăng
thương phẩm được phối trộn từ nhiều nguồn khác nhau, do vậy trong thành phần
của xăng luôn chứa các hợp chất olefin, đây là các hợp chất kém bền dễ bị oxy hóa
tạo nhựa và các hợp chất có hại khác cho xăng.
1.1.3.7. Chỉ số Xêtan IC
Chỉ số xêtan là một đại lượng quy ước đặc trưng cho khả năng tự bốc cháy
của nhiên liệu Diesel và được tính bằng % thể tích của n-xêtan trong hỗn hợp của
nó với α− mêtylnaphtalen khi hỗn hợp này có khả năng tự bốc cháy tương đương
với nhiên liệu đang khảo sát. Trong hỗn hợp này thì n-xêtan có khả năng tự bốc

cháy tốt nên trị số của nó được qui ước bằng 100, còn a- mêtylnaphtalen có khả
năng tự bốc cháy kém được qui ước bằng 0.
Chỉ số xêtan có thể xác định theo nhiều phương pháp khác nhau như đo trực
tiếp trên động cơ hay xác định từ các tính chất của nó.
Việc xác định được thực hiện trên động cơ CFR (Coferation Fuel Reseach)
như trong động cơ xăng với góc phun sớm nhiên liệu là 13 độ theo góc quay của
trục khuỷu. Phương pháp này thực tế ít được sữ dụng vì nó phức tạp và tốn kém.
Chỉ số xêtan có thể được tính toán từ các tính chất của nhiên liệu Diesel, chỉ số thu
được gọi là chỉ số IC tính toán. Theo cách này thì trên thực tế tồn tại nhiều công
thức khác nhau để xác định IC.
Từ nhiệt độ sôi ứng với 50% chưng cất và tỷ trọng ta có thể xác định được
IC theo công thức sau:
2
5050
2
)(lg083,97554,077441,164174,454 TTddCCI +−+−=
Ngoài ra chỉ số IC có thể được xác định từ nhiệt độ sôi 10%, 50% và 90%; từ
điểm aniline hay phân tích sắc ký, khối phổ thành phần hóa học của nhiên liệu
Diesel.
Trong thực tế ngày nay các động cơ Diesel có yêu cầu về chỉ số IC vào
khoảng 40-60 tùy thuộc vào tốc độ của động cơ, với khoảng yêu cầu này người ta
dễ dàng đạt được trong các nhà máy lọc dầu. Tuy nhiên điều quan trọng là phải sử
dụng loại nhiên liệu hợp với động cơ theo quy định của nhà chế tạo vì chỉ số này
liên quan trực tiếp đến thời gian cảm ứng.
Khi chỉ số IC giảm xuống thì thời gian cảm ứng sẽ tăng lên điều này sẽ ảnh
hưởng trực tiếp đến quá trình cháy của động cơ, cụ thể là khi nhiên liệu phun vào có
chỉ số IC nhỏ sẽ có thời gian cảm ứng lớn do đó khi nó có khả năng tự bắt cháy thì
khối lượng nhiên liệu trong buồng cháy lớn nên quá trình có thể xảy ra với tốc độ
lớn dẫn đến quá trình cháy có thể xảy ra với tốc độ lớn là cho áp suất trong buồng
cháy tăng cao một cách đột ngột, điều này sẽ tạo ra những tiếng gỏ kim loại, gây

nóng máy và làm giảm tuổi thọ của động cơ, ngoài ra khi tốc độ cháy quá lớn thì
một phần nhiên liệu có thể cháy không kịp mà bị phân hủy do đó làm giảm công
GVHD: TS. Nguyễn Đình Lâm Trang:8
Đồ án tốt nghiệp Tối ưu hóa sự vận hành của nhà máy lọc dầu Dung Quất
suất và thải ra nhiều chất gây ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên sự ảnh hưởng này sẽ ít
hơn trong động cơ buồng cháy trước so với đông cơ có buồng cháy trực tiếp.
Ngược lại, khi chỉ số IC quá cao thì thời gian cảm ứng sẽ quá nhỏ điều này
dẫn đến quá trình tự bắt cháy quá sớm nên phần nhiên liệu phun vào sau đó có thể
bị phun vào khí cháy có nhiệt độ quá cao nên nhiên liệu không đủ thời gian để bay
hơi thì đã nhận được một lượng nhiệt quá lớn nên nó sẽ bị phân hủy trước khi cháy,
làm giảm công xuất của động cơ và khói thải ra nhiều chất độc hại cho con người và
môi trường.
1.1.3.8. Độ nhớt
Độ nhớt của nhiên liệu là một đại lượng vật lý đặc trưng cho trở lực do ma
sát nội tại sinh ra ngay trong lòng chất lỏng khi có sự chuyển động tương đối của
các phân tử với nhau.
Độ nhớt có thể biễu diễn dưới dạng ba dạng chính như sau: độ nhớt động lực
(cP), độ nhớt động học (cSt) và độ nhớt quy ước.
Độ nhớt động lực hay độ nhớt tuyệt đối là đại lượng biểu diễn ma sát nội tại
thực sinh ra khi các phân tử chuyển động tương đối với nhau, hai loại độ nhớt còn
lại chỉ cho biết giá trị tương đối hay gián tiếp.
Độ nhớt có ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt đông của động cơ, khi độ nhớt quá
lớn sẽ làm tăng tổn thất áp suất trong bơm và trong kim phun, làm tăng kích thước
của các hạt sương nhiên liệu sẽ bay xa nên nó có thể va đập vào thành của buồng
cháy. Khi độ nhớt quá thấp sẽ làm tăng lưu lượng thoát ra ở bơm nạp liệu, như vậy
sẽ làm giảm lưu lượng thể tích thực thoát ra ở kim phun, trong trường hợp này kim
phun được nâng lên chậm hơn điều này sẽ làm giảm nhiên liệu cung cấp cho động
cơ.
1.1.3.9. Điểm vẩn đục
Điểm vẫn đục là nhiệt độ mà ở đó bắt đầu xuất hiện sự kết tinh của các phân

tử paraffin trong hỗn hợp của nó ở điều kiện thí nghiệm.
1.1.3.10. Điểm đông đặc hay điểm chảy
Điểm đông đặc là điểm mà giá trị của nó chính bằng giá trị của nhiệt độ cao
nhất mà ở đó nhiên liệu còn có thể chảy lỏng.
1.1.3.11. Nhiệt trị
Nhiệt trị là một chỉ tiêu quan trọng của nhiên liệu đốt lò. Thường thì nhiệt trị
của nhiên liệu đốt lò khá cao (>1000 cal/g) đây chính là một trong những yếu tố
chính làm cho nhiên liệu đốt lò được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp.
Nhiệt trị này phụ thuộc vào thành phần hóa học, nếu trong thành phần nhiên
liệu càng nhiều hydrocacbon mang tính paraffine, càng có ít hydrocacbon thơm
nhiều vòng và trọng lượng phân tử càng bé thì nhiệt năng của chúng càng cao.
GVHD: TS. Nguyễn Đình Lâm Trang:9