Mô phỏng tháp chưng cất và hệ thống thu hồi nhiệt của phân xưởng CDU nhà máy lọc dầu nghi sơn

ĐỒ ÁN CÔNG NGHÊ II GVHD: PGS. TS NGUYỄN ĐÌNH LÂM
MỤC LỤC
SVTH: TRƯƠNG MINH HOÀNG, NGUYỄN T. HOÀNG HIỂN, LÊ VĂN ĐỘ 1
ĐỒ ÁN CÔNG NGHÊ II GVHD: PGS. TS NGUYỄN ĐÌNH LÂM
DANH MỤC BẢNG
SVTH: TRƯƠNG MINH HOÀNG, NGUYỄN T. HOÀNG HIỂN, LÊ VĂN ĐỘ 2
ĐỒ ÁN CÔNG NGHÊ II GVHD: PGS. TS NGUYỄN ĐÌNH LÂM
DANH MỤC HÌNH ẢNH
SVTH: TRƯƠNG MINH HOÀNG, NGUYỄN T. HOÀNG HIỂN, LÊ VĂN ĐỘ 3
ĐỒ ÁN CÔNG NGHÊ II GVHD: PGS. TS NGUYỄN ĐÌNH LÂM
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY LỌC DẦU NGHI SƠN
1.1 Giới thiệu
Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn, Việt Nam thuộc vào các khu kinh tế Nghi Sơn, nằm ở
phía Nam tỉnh Thanh Hóa, cách Hà Nội 200km, có đường bộ và đường sắt Quốc gia chạy
qua, có cảng biển nước sâu cho tàu có tải trọng đến 30.000 DWT (Dead Weight Ton) cập
bến. Khu kinh tế Nghi Sơn được đánh giá là trọng điểm phát triển phía Nam của Vùng
kinh tế trọng điểm Bắc Bộ, đồng thời là cầu nối giữa vùng Bắc Bộ với Trung Bộ, với thị
trường Nam Lào và Đông Bắc Thái Lan.
Mục tiêu cụ thể của việc xây dựng nhà máy lọc dầu Nghi Sơn do chính phủ đề xuất
là:
- Đáp ứng nhu cầu thị trường và an ninh năng lượng
- Cung cấp nguyên liệu để phát triển ngành công nghiệp hóa dầu.
- Đóng góp vào sự phát triển kinh tế của khu vực phía Bắc và đảm bảo sự phát triển
thống nhất của đất nước.
 Dự án này có tổng mức đầu tư lên tới 9 tỷ USD và có công suất 8,4 triệu tấn dầu
thô trong một năm giai đoạn đầu và có thể nâng cấp lên 10 triệu tấn dầu thô một
năm. Chủ đầu tư này là một một công ty liên doanh gồm: Tập đoàn Dầu khí Việt
Nam (PVN) (25,1% vốn), Công ty Dầu mỏ Kuwait (KPI) (35,1%), Công ty
Idemitsu Kosan Co (IKC) (35,1%) và Công ty Hóa chất Mitsui Chemicals Inc
(MCI) 4,7%. Liên danh nhà thầu EPC do công ty JGC Corporation (Nhật Bản)
đứng đầu và các nhà thầu: Chiyoda Corporation (Nhật Bản), GS Engineering &

Construction Corporation (Hàn Quốc), SK Engineering & Construction Co., Ltd
(Hàn Quốc), Technip France (Pháp), và Technip Geoproduction (M) Sdn. Bhd
(Malaysia).
Nhà máy được thiết kế cung cấp các sản phẩm thương mại:
- 2,3 triệu tấn xăng dầu với 3 loại khác nhau: RON92, RON95 và RON98.
- 3,7 triệu tấn dầu diesel, 400.000 tấn polypropylene.
- 600.000 tấn nhiên liệu phản lực JET A1.
SVTH: TRƯƠNG MINH HOÀNG, NGUYỄN T. HOÀNG HIỂN, LÊ VĂN ĐỘ 4
ĐỒ ÁN CÔNG NGHÊ II GVHD: PGS. TS NGUYỄN ĐÌNH LÂM
- 1 triệu tấn khác hóa dầu và 0,5 triệu tấn LPG.
1.2 Nguồn nguyên liệu được sử dụng cho nhà máy lọc dầu Nghi Sơn
Việt Nam được xếp vào các nước xuất khẩu dầu mỏ từ năm 1991 khi sản lượng xuất
được vài ba triệu tấn. Dầu thô Việt Nam là dầu thô ngọt, hàm lượng lưu huỳnh rất thấp
(0,041% khối lượng), đó là nguyên liệu tốt cho các nhà máy lọc dầu. Tuy nhiên, dự trữ
dầu của Việt Nam là khá thấp. Vì vậy, để đảm bảo hoạt động lâu dài và liên tục của phức
hợp nhà máy lọc dầu Nghi Sơn, nhà máy hợp tác và nhập khẩu dầu thô từ Trung Đông.
Hỗn hợp dầu thô từ Kuwait, Murbai và Black Tiger (Việt Nam) đã được nghiên cứu và
cho thấy sử dụng 100% dầu thô từ Kuwait đã mang lại kết quả tốt nhất, do đó, một lợi
nhuận 1,041 tỷ / năm USD . Kết quả là, dầu thô Kuwait đã được lựa chọn là nguồn
nguyên liệu chính để thiết kế nhà máy lọc dầu Nghi Sơn. Ngoài ra, để đảm bảo trữ lượng
của nhà máy, nguồn nguyên liệu Murbai cũng được sử dụng.
Các đặc tính của dầu thô từ Kuwait [4]
Là dầu thô trung bình (d = 0,876 và
o
API = 29,9) và có hàm lượng lưu huỳnh acid cao
(khoảng 2,65%wt). Do đó, trong quá trình xử lý, dầu thô cần được giải quyết để tạo sản
phẩm có chất lượng tốt.
Hàm lượng kim loại nặng trong dầu là tương đối cao. Ví dụ, nồng độ Nikel là 0,1
ppm, Vanadium là 31,1 ppm và sắt 0,7 ppm. Với nồng độ kim loại như vậy, nó sẽ có hại
cho quá trình sản xuất bởi vì sự hiện diện của các kim loại này gây ngộ độc chất xúc tác,

hư hỏng thiết bị và giảm chất lượng sản phẩm.
Hàm lượng nitơ trong khoảng khoảng 372 ppm, đó là có khả năng gây ngộ độc chất
xúc tác và giảm độ ổn định của dầu trong quá trình bảo quản.
Một số đặc tính của dầu thô Kuwait được cho trong bảng 1.1
Bảng 1. Tóm tắt một số đặc tính của dầu thô Kuwait [4]
N
0
Đơn vị Giá trị
1
Tỉ trọng tiêu chuẩn (SG) - 0.8765
o
API - 29.9
d
15
4
kg/dm
3
0.8760
SVTH: TRƯƠNG MINH HOÀNG, NGUYỄN T. HOÀNG HIỂN, LÊ VĂN ĐỘ 5
ĐỒ ÁN CÔNG NGHÊ II GVHD: PGS. TS NGUYỄN ĐÌNH LÂM
2 Hàm lượng Lưu huỳnh %m 2.65
3 Hàm lượng Nước %V 0.00
4 Áp suất hơi bão hòa Reid (RVP) kPa 26.2
5 Hàm lượng H
2
S ppm <1
6 K
UOP
- 11.84
7 Asphaltènes %m 2.5

8 Hàm lượng Sodium ppm 3.3
9 Hàm lượng Sắt ppm 0.7
10 Hàm lượng Vanadium ppm 31.1
11 Hàm lượng Nickel ppm 10.1
12 Hàm lượng Nitơ ppm 372.0
13 Cặn carbon conradson %m 6.11
14 Chỉ số Acid tổng mgKOH/g 0.045
15
Độ nhớt ở 20
o
C cSt 22.73
Độ nhớt ở 50
o
C cSt 8.88
16 Hàm lượng sáp %m 3.8
1.3 Các sản phẩm thương mại của nhà máy lọc dầu Nghi Sơn
Theo dự kiến, trong năm 2013, nhà máy lọc dầu Nghi Sơn phức tạp sẽ vào vận hành
thương mại. Không giống như các sản phẩm khác, các sản phẩm nhiên liệu (LPG, xăng
dầu, Jet A1, diesel, FO, ) thường thay đổi theo thời gian và ngày càng nghiêm ngặt, do
sự quan tâm ngày càng cao đối với bảo vệ môi trường và y tế cộng đồng. Do đó, các tiêu
chuẩn chất lượng của Việt Nam không thể áp dụng cho dự án. Thay vào đó phải xây dựng
các tiêu chí của tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm dựa trên các tiêu chuẩn Euro 3, Euro 4 để
thực hiện các dự án trong khi vẫn đảm bảo hiệu quả kinh tế của dự án.
Các sản phẩm thương mại của nhà máy lọc dầu Nghi Sơn là:
- Các sản phẩm năng lượng: LPG, xăng dầu, Kerosene, Jet A1, diesel, FO.
- Các sản phẩm phi năng lượng: benzen, paraxylene, polypropylene và lưu huỳnh.
SVTH: TRƯƠNG MINH HOÀNG, NGUYỄN T. HOÀNG HIỂN, LÊ VĂN ĐỘ 6
ĐỒ ÁN CÔNG NGHÊ II GVHD: PGS. TS NGUYỄN ĐÌNH LÂM
1.3.1 Các sản phẩm năng lượng
 Khí hóa lỏng (LPG)

Khí hóa lỏng (LPG) được tách ra từ phần nhẹ của chưng cất dầu thô, là hỗn hợp của
propane (C3) và Butan (C4) có tỷ lệ C3/C4 là 7:3 hoặc 5:5 tùy thuộc vào điều kiện sử
dụng. Ngoài ra, hỗn hợp có thể chứa lên đến 0,5% các hydrocarbon nhẹ khác như
butadien.
Tỷ lệ C3/C4 là một yếu tố quan trọng để đánh giá sự an toàn của LPG khi nó được sử
dụng như nhiên liệu hoặc nhiên liệu [3].
Một số tiêu chí cơ bản để đánh giá chất lượng của LPG sau khi nhà máy lọc dầu Nghi
Sơn được đưa ra trong Bảng 1.2.
Bảng 1. Các tiêu chuẩn đánh giá chất lượng của LPG
Tiêu chuẩn
Phương pháp
Tỷ trọng (ở 15
o
C), kg/l 0,5 ASTM D1657
Áp suât hơi Reid (RVP) , kPa 1430 ASTM D1267
Hàm lượng lưu huỳnh, mg/kg
≤100
ASTM D2784
Mercaptan, ppm
≤20
ASTM D3227
Propan, %vol, max 20-50 ASTM D2163
 Xăng
Thành phần chủ yếu là hydrocarbon từ C5 đến C11, tương ứng với nhiệt độ sôi thấp
hơn 180
o
C. Tùy thuộc vào nguồn gốc của dầu thô mà thành phần họ hydrocarbon
(paraffin, naphtene, aromatic) trong xăng là khác nhau. Ngoài ra, còn tồn tại tạp chất như
nitơ, lưu huỳnh và oxy. Nhà máy lọc dầu luôn luôn quan tâm đến các hợp chất lưu huỳnh,
đặc biệt là mercaptan (RSH).

Chỉ số octan là các đặc điểm kỹ thuật quan trọng nhất đối xăng. Hiện nay, xăng
RON95 chiếm lĩnh một phần không đáng kể trong thị trường Việt Nam, tuy nhiên, nhu
cầu đối với loại xăng này sẽ tăng đáng kể trong tương lai và sau năm 2015 sẽ thống trị thị
SVTH: TRƯƠNG MINH HOÀNG, NGUYỄN T. HOÀNG HIỂN, LÊ VĂN ĐỘ 7
ĐỒ ÁN CÔNG NGHÊ II GVHD: PGS. TS NGUYỄN ĐÌNH LÂM
trường xăng dầu. Tiết kiệm nhiên liệu RON98 sẽ được giới thiệu do việc sử dụng các siêu
xe. Do đó, các nhà máy lọc dầu Nghi Sơn được quy hoạch để sản xuất ba loại xăng:
RON92, RON95 và RON98.
Bảng 1. Các tiêu chuẩn chất lượng của xăng không Chì
Tiêu chuẩn
Xăng không Chì
Phương pháp đo
92 95 98
Chỉ số Octane, min.
- Research Octane Number (RON)
- Motor Octane Number (MON)
92
82
95
85
98
88
TCVN 2703:2002
ASTM D2699
ASTM D2700
Hàm lượng Chì, g/l, max 0
TCVN 7143:2002
ASTM D3237
Hàm lượng lưu huỳnh, ppm, max 50
TCVN 6701:2000

ASTM D5453
Hàm lượng Benzene 1
TCVN 6703:2000
ASTM D4420
RVP, kPa 43-75
TCVN 7023:2002
ASTM D4953
Tỷ trọng (ở 15
o
C), kg/l 0,72-0,76
TCVN 6594:2000
ASTM D1298
 Nhiên liệu phản lực Jet A1
Động cơ phản lực làm việc ở điều kiện khắc nghiệt (nhiệt độ và áp suất thấp ở độ cao
rất cao. Vì vậy, thông số kỹ thuật của nhiên liệu chặt chẽ hơn tất cả các loại nhiên liệu
khác.
Bảng 1. Các tiêu chuẩn chất lượng của nhiên liệu phản lực JET A1
Tiêu chuẩn Phương pháp đo
Hàm lượng lưu huỳnh, %kl,
max
0,1 TCVN 2708:2002, ASTM D1266-98
Mercaptan, %kl, max 0,003 ASTM D3227
Tỷ trọng (ở 15
o
C), kg/l 0,775-0,84 TCVN 6594:2002, ASTM D1298
Điểm chớp cháy,
o
C 38 TCVN 6608:2002, ASTM D3828
Điểm đóng băng,
o

C -47 TCVN 7170:2002, ASTM D2386
 Gazole
Bảng 1. Các tiêu chuẩn chất lượng của nhiên liệu Diesel [3]
SVTH: TRƯƠNG MINH HOÀNG, NGUYỄN T. HOÀNG HIỂN, LÊ VĂN ĐỘ 8
ĐỒ ÁN CÔNG NGHÊ II GVHD: PGS. TS NGUYỄN ĐÌNH LÂM
Tiêu chuẩn Đơn vị Phương pháp đo
Lưu huỳnh wt ppm 50>/350>
TCVN 6701:2000
ASTM D2622/ D5433
Chỉ số Cetane
48</ 46<
50</ 47<
ASTM D976/ D613
Phần cất 50%
90%
95%
o
C
-
360>
-
TCVN 2698:2002
ASTM D86
Điểm chớp cháy
o
C 55<
TCVN 6608:2000
ASTM D3828/ D93
Độ nhớt động học
(40

o
C)
cSt
2∼4.5
TCVN 3172:2003
ASTM D445
Cặn Conradson wt% 0.2>
TCVN 6324:1997
ASTM D189/ D4530
Điểm chảy oC 6>
TCVN 3753:1995
ASTM D97
Hàm lượng tro wt% 0.01>
TCVN 2690:1995
ASTM D 482
Nước
Nước và tạp chất
Tạp chất
mg/kg
vol%
mg/l
100>
-
10
ASTM E 203
ASTM D2709
ASTM D 2276
Tỷ trọng (15
o
C) kg/l 1>

TCVN 2694:2000
ASTM D 1298/ D4052
Màu - 2> ASTM D 1500
Độ ổn định OXH mg/100ml 2.5> ASTM D 2274
 Dầu FO (Fuel Oil)
FO là một sản phẩm nặng của nhà máy lọc dầu có điểm sôi cao hơn 350
o
C. Phân loại
FO dựa vào hai tiêu chí là độ nhớt và hàm lượng lưu huỳnh.
FO có hai ứng dụng chính là làm nhiên liệu đốt công nghiệp (nhà máy điện, lò
nung ) và nhiên liệu cho các tàu lớn chạy bằng động cơ diesel chậm và tải trọng lớn.
Bảng 1. Tiêu chuẩn chất lượng của FO [3]
Tiêu chuẩn Đơn vị Phương pháp đo
Lưu huỳnh wt% 1.0>
TCVN 6701:2000
(ASTM D2622)/ D129/
D4294/
TCVN2708:2002
(ASTM D 1266-98)
Tỷ trọng (15
o
C) Kg/l 0.991> TCVN 6594:2000
SVTH: TRƯƠNG MINH HOÀNG, NGUYỄN T. HOÀNG HIỂN, LÊ VĂN ĐỘ 9
ĐỒ ÁN CÔNG NGHÊ II GVHD: PGS. TS NGUYỄN ĐÌNH LÂM
ASTM D1298
Độ nhớt động học
(50
o
C)
cSt 380>

TCVN 3171:2003
ASTM D445
Điểm chảy
o
C 24>
TCVN 3753:1995
ASTM D97
Hàm lượng tro wt% 0.15>
TCVN 2690:1995
ASTM D482
CCR wt% 16>
TCVN 6324:2000
ASTM D 189/ D4530
Điểm chớp cháy
o
C 66<
TCVN 6608:2000
ASTM D3828/ D93
Nước vol% 1.0>
TCVN 2692:1995
ASTM D95
Tạp chất wt% 0.15> ASTM D473
Nhiệt trị cal/g 9800< ASTM D240/ D4809
Vanadium wtppm 200> ASTM D5863
Natri wtppm 100> ASTM D 5863
1.3.2 Sản phẩm phi năng lượng
 Benzene
Benzene được sử dụng làm nguyên liệu thô cho việc xử lý các sợi polyamide và
capron, nylon, cao su tổng hợp và nhựa dựa trên phenol, thuốc nhuộm, dược phẩm,
Bảng 1. Các tiêu chuẩn chất lượng của Benzene

Tiêu chuẩn Phương pháp đo
Độ tinh khiết, %wt 99,9> ASTM D4492
Hàm lượng lưu huỳnh, ppm 1,0< ASTM D1685
Tỷ trọng (15
o
C), kg/l 0,882-0,886 ASTM D4052
 PolyPropylene
Đây là nguyên liệu chính cho công nghiệp sản xuất các loại vật liệu tổng hợp. Vật
liệu xây dựng Polypropylene dần dần thay thế các vật liệu truyền thống như gỗ, kim loại,
gốm sứ,
SVTH: TRƯƠNG MINH HOÀNG, NGUYỄN T. HOÀNG HIỂN, LÊ VĂN ĐỘ 10
ĐỒ ÁN CÔNG NGHÊ II GVHD: PGS. TS NGUYỄN ĐÌNH LÂM
Hiện nay, Việt Nam vẫn chưa có tiêu chuẩn về chất lượng của các sản phẩm nhựa
như polypropylene (PP). Ở nhà máy lọc dầu Nghi Sơn, polypropylene đặc điểm kỹ thuật
chủ yếu là độ tinh khiết của sản phẩm đạt 99,5%
 Lưu huỳnh
Lưu huỳnh được thu hồi từ khí acid có chứa hàm lượng lưu huỳnh (H2S, COS, CS2).
Lưu huỳnh có rất nhiều ứng dụng quan trọng trong một số lĩnh vực của ngành công
nghiệp như
- Dưới 90% lưu huỳnh cho sản xuất H
2
SO
4
.
- Dưới 10% của lưu huỳnh được sử dụng để sản xuất cao su lưu hóa, dược phẩm,
thuốc nhuộm, thuốc trừ sâu,
SVTH: TRƯƠNG MINH HOÀNG, NGUYỄN T. HOÀNG HIỂN, LÊ VĂN ĐỘ 11
ĐỒ ÁN CÔNG NGHÊ II GVHD: PGS. TS NGUYỄN ĐÌNH LÂM
Chương 2. GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM HYSYS
2.1 Quá trình mô phỏng hệ thống

2.1.1 Giới thiệu chung
Trong xã hội phát triển ngày nay, nhu cầu về năng lượng là một nhu cầu không thể
thiếu trong đời sống sinh hoạt cũng như trong các hoạt động công nghiệp nói chung. Một
trong những nguồn cung cấp năng lượng rất quan trọng là dầu khí − ngành công nghiệp
đóng góp không nhỏ vào nguồn thu nhập của các quốc gia. Bởi vậy các quốc gia, kể cả
các nước không có nguồn dầu khí đã và đang xây dựng cho mình một nền công nghiệp
lọc dầu hiện đại, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng năng lượng không những ở trong nước mà
còn cung cấp cho các nước khác. Việc thu hồi tối đa những sản phẩm có hiệu quả kinh tế
cao luôn là vấn đề được các nhà dầu khí quan tâm.
Để không ngừng cải thiện năng suất cũng như chất lượng sản phẩm, các công trình
nghiên cứu và các dự án thiết kế luôn được tiến hành. Và trên hết nhờ sự phát triển vượt
bậc của ngành Công nghệ thông tin, với những máy tính tốc độ cao, các hệ điều hành
siêu việt đã góp phần to lớn cho sự ra đời của các phần mềm mô phỏng.
Mô phỏng là một công cụ cho phép người kỹ sư tiến hành công việc một cách hiệu
quả hơn khi thiết kế một quá trình mới hoặc phân tích, nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng
đến một quá trình đang hoạt động trong thực tế.
Tốc độ của công cụ mô phỏng cho phép khảo sát nhiều trường hợp hơn trong cùng
thời gian với độ chính xác cao hơn nếu so với tính toán bằng tay. Hơn nữa, chúng ta có
thể tự động hóa quá trình tính toán các sơ đồ công nghệ để tránh việc phải thực hiện các
phép tính lặp hoặc mò mẫm. Ví dụ, chúng ta có thể sử dụng một mô hình mẫu để nghiên
cứu sự vận hành của một phân xưởng khi thay đổi nguồn nguyên liệu hoặc các điều kiện
vận hành của các thiết bị ảnh hưởng đến hiệu suất thu và chất lượng sản phẩm như thế
nào. Điều này sẽ đơn giản, nhanh chóng và tiết kiệm hơn nhiều so với thử nghiệm trên
phân xưởng thực tế. Vì rằng cơ sở tính toán các công cụ mô phỏng thường dựa trên các
bộ cơ sở dữ liệu chuẩn hóa, nên một khi đã xây dựng một mô hình hợp lý thì bất kỳ một
kỹ sư nào cũng có thể sử dụng nó để tính toán và cho các kết quả chính xác.
SVTH: TRƯƠNG MINH HOÀNG, NGUYỄN T. HOÀNG HIỂN, LÊ VĂN ĐỘ 12
ĐỒ ÁN CÔNG NGHÊ II GVHD: PGS. TS NGUYỄN ĐÌNH LÂM
Ngoài ra, các phần mềm này còn được ứng dụng trực tiếp vào quá trình hoạt động
của nhà máy. Ta có thể khảo sát sự biến thiên của các thông số làm việc và chế độ hoạt động

của nhà máy khi có những sự thay đổi ở bất kỳ một đơn vị hoạt động nào đó.
Bên cạnh đó, các phần mềm mô phỏng còn giúp cho việc giảm thiểu những tai nạn
và rủi ro có thể xảy đến với con người, làm giảm chi phí đầu tư ban đầu và tăng năng suất
của nhà máy.
2.1.2 Các đặc điểm của quá trình mô phỏng
 Các từ khóa thường dùng trong thiết kế mô phỏng:
• Simulator: phần mềm mô phỏng
• Simulation, process simulation: mô phỏng, quá trình mô phỏng.
• Dynamic simulation: mô phỏng động.
• Steady-state simulation : mô phỏng trạng thái tĩnh
• Equation of state (EOS): phương trình trạng thái.
• To proceed by trial and error: Tiến hành bắng cách mò mẫm.
• Model: mô hình.
• Modelling: mô hình hóa.
Chương trình mô phỏng luôn có các thành phần sau:
- Thư viện dữ liệu và thuật toán liên quan đến việc truy cập và tính toán các
tính chất hóa lý của các cấu tử và hệ cấu tử.
- Các công cụ mô phỏng cho các quá trình có thể có trong hệ thống công
nghệ hóa học như bơm, máy nén, truyền nhiệt, chưng cất Phần này chứa các mô
hình toán và thuật toán phục vụ cho quá trình tính toán các thông số công nghệ
của một quá trình được mô phỏng.
- Các công cụ mô phỏng cho các quá trình điều khiển trong một quy trình
công nghệ hóa học.
- Chương trình điều hành chung toàn bộ hoạt động của các công cụ mô
phỏng và ngân hàng dữ liệu.
- Chương trình xử lý thông tin: lưu trữ, xuất, nhập, in dữ liệu và kết quả
tính toán được từ quá trình mô phỏng.
SVTH: TRƯƠNG MINH HOÀNG, NGUYỄN T. HOÀNG HIỂN, LÊ VĂN ĐỘ 13
ĐỒ ÁN CÔNG NGHÊ II GVHD: PGS. TS NGUYỄN ĐÌNH LÂM
2.1.3 Các phần mềm mô phỏng trong công nghệ lọc hóa dầu

Trong công nghệ hóa học người ta sử dụng rất nhiều phần mềm mô phỏng:
- PRO/II (SIMSCI- Mỹ): sử dụng trong công nghiệp hóa học.
- HYSYS (HYPROTECH - Canada): sử dụng trong công nghiệp dầu khí
- ASPEN PLUS (ASPENTECH - Mỹ)
- DESIGN II (CHEMSHARE - Mỹ): sử dụng trong công nghiệp hóa học
nói chung.
- PROSIM: Sử dụng trong công nghiệp hóa học.
Các phần mềm này đều có khả năng tính toán cho các quá trình lọc hóa dầu, tuy nhiên
mỗi phần mềm có ưu điểm vượt trội cho một quá trình nào đó. Đa số các phần mềm chạy
trên hệ điều hành DOS, chỉ có PRO/II và HYSYS chạy trên môi trường Windows.
Việc sử dụng phần mềm mô phỏng để tính toán công nghệ các quá trình lọc hóa dầu
ở nước ta còn nhiều hạn chế do thiếu kinh nghiệm thực tế và kiến thức về các phần mềm.
Trong đồ án này ta chọn phần mềm Hysys để mô phỏng phân xưởng CDU của nhà
máy lọc dầu Nghi Sơn.
2.1.4 Ứng dụng của phần mềm Hysys
Phần mềm Hysys được sử dụng nhằm:
- Thiết kế và bảo vệ hệ thống phân tách một cách hiệu quả nhất (Concept)
- Giảm thấp vốn đầu tư và chi phí vận hành, chọn lựa cách bảo quản, các đặc
tính và phân loại thiết bị, trang bị và sửa chữa các thiết bị để cải tiến quá trình hoạt
động và điều khiển nhà máy (Process)
- Sử dụng công cụ mô phỏng để đưa ra các điều kiện thuận lợi, đánh giá hoạt
động của nhà máy hiện hành, trang bị các thiết bị để đạt độ tin cậy về hoạt động,
an toàn, lợi nhuận cao nhất. Cải tiến các thiết bị có sẵn và mở rộng quy mô nhà
máy hiện hành (Plant)
- Những quy trình hướng dẫn hoạt động giúp người vận hành nắm bắt về
công nghệ, mức độ an toàn trong nhà máy, làm theo những quy tắc hướng dẫn về
an toàn và vận hành để tăng lợi nhuận (OTS)
- Tối ưu hiệu quả nhà máy, chuyển đổi mô hình sản xuất, sử dụng công nghệ
có sẵn và tăng lợi nhuận trong hoạt động bằng cách cho phép những thay đổi về
công nghệ và sản phẩm (RTO

+
)
SVTH: TRƯƠNG MINH HOÀNG, NGUYỄN T. HOÀNG HIỂN, LÊ VĂN ĐỘ 14
ĐỒ ÁN CÔNG NGHÊ II GVHD: PGS. TS NGUYỄN ĐÌNH LÂM
- Những dữ liệu thu được từ mô phỏng là công cụ cơ bản để dựa vào nó mà
có những thông tin sác thực nhằm quyết định về vốn đầu tư và xây dựng một cách
có hiệu quả nhất (Economix)
Mô phỏng là một công cụ cho phép người kỹ sư tiến hành công việc một cách hiểu
quả hơn khi thiết kế một quá trình mới hoặc phân tích, nghiên cứu các yếu tố ảnh
hưởng.Tốc độ của mô phỏng cho phép khảo sát nhiều trường hợp hơn trong cùng thời
gian với độ chính xác cao hơn tính toán bằng tay.
Có thể tự động hóa quy trình tính toán các sơ đồ công nghệ để tránh việc thực hiện
các phép tính lặp hoặc mò mẫm.
2.2 Chương trình Hysys.
2.2.1 Tính năng và phạm vi sử dụng
Hysys là sản phẩm của công ty Hyprotech- Canada thuộc công ty AEA Technologie
Engineering Sofware- Hyprotech Ltd. Là phần mềm có khả năng tính toán đa dạng, cho
kết quả có độ chính xác cao, đồng thời cung cấp nhiều thuật toán sử dụng, trợ giúp trong
quá trình tính toán công nghệ, khảo sát các thông số trong quá trình thiết kế nhà máy chế
biến khí. Ngoài thư viện có sẵn, Hysys cho phép người sử dụng tạo các thư viện riêng rất
thuận tiện cho việc sử dụng. Ngoài ra Hysys còn có khả năng tự động tính toán các thông
số còn lại nếu thiết lập đủ thông tin. Đây chính là điểm mạnh của Hysys giúp người sử
dụng tránh sai sót và đồng thời có thể sử dụng những dữ liệu ban đầu khác nhau.
Hysys là phần mềm chuyên dụng để tính toán và mô phỏng công nghệ được dùng
cho chế biến dầu và khí, trong đó các quá trình xử lý và chế biến khí được sử dụng nhiều
nhất. Là phần mềm chạy trên môi trường Windows nên rất dễ dàng giao tiếp giữa chương
trình và người sử dụng.
Phần mềm này đựoc sử dụng nhằm hai mục đích chính:
- Thiết kế phân xưởng mới.
- Mô phỏng một phân xưởng đã được xây dựng trong thực tế để nghiên cứu

các yếu tố ảnh hưởng đến việc vận hành của nó như: thay đổi nguồn nguyên liệu,
điều kiện vận hành hay tiêu chuẩn kỹ thuật của sản phẩm…
SVTH: TRƯƠNG MINH HOÀNG, NGUYỄN T. HOÀNG HIỂN, LÊ VĂN ĐỘ 15
ĐỒ ÁN CÔNG NGHÊ II GVHD: PGS. TS NGUYỄN ĐÌNH LÂM
Việc nhập dữ liệu vào chương trình được tiến hành rất đơn giản vì trình tự công việc
được hướng dẫn cụ thể thông qua sự hiển thị màu trên màn hình. Chương trình mô phỏng
được chạy với số lần lặp xác định.
Kết quả chạy HYSYS có thể xuất qua các chương trình khác như Word, Excel,
Autocad
HYSYS được ứng dụng để:
- Thiết kế quy trình mới
- Nghiên cứu việc chuyển đổi chế độ hoạt động của nhà máy
- Hiện đại hóa các nhà máy hiện có
- Giải quyết sự cố trong quá trình vận hành của nhà máy
- Tối ưu hóa, cải thiện sản lượng và lợi nhuận
2.2.2 Các cụm thiết bị trong Hysys
2.2.2 Các cụm thiết bị trong Hysys
Trong thư viện Hysys có lưu sẵn một số thiết bị dùng để tạo ra các sơ đồ công nghệ
trong các ngành công nghiệp lọc hóa dầu, công nghiệp hóa chất. Mỗi thiết bị được xác
định bởi chức năng nhiệt động học, lượng vật chất, năng lượng trao đổi và các tham số
nội tại (hệ số truyền nhiệt, độ giảm áp ). Các thiết bị liên hệ với nhau bằng các dòng
chảy liên kết, chính các dòng chảy vào và ra khỏi thiết bị này sẽ xác định trạng thái làm
việc của thiết bị. Các thiết bị sẽ tự động cập nhật thông tin mới có liên quan đến chúng và
tự cập nhật cho các dòng chảy nối với chúng.
Các thiết bị chính trong chương trình Hysys:
- Thiết bị trao đổi nhiệt (Heat Exchanger)
- Thiết bị làm nguội, đun nóng (Cooler, Heater)
- Bộ trộn (Mixer)
- Van (Valve)
- Cột (Column): dùng trong các quá trình chưng cất, hấp thụ, trích ly

- Thiết bị chia dòng (Splitter): chia dòng chảy thành nhiều dòng theo tỷ lệ tùy ý.
- Bình tách (Seperator): gồm có thiết bị tách 2 pha, thiết bị tách 3 pha và thiết
bị tách chất rắn ra khỏi dòng lỏng hoặc hơi
- Thiết bị phản ứng (Reactor)
- Thiết bị nén, giãn nở (Compressor, Expander)
- Bơm (Pump)
SVTH: TRƯƠNG MINH HOÀNG, NGUYỄN T. HOÀNG HIỂN, LÊ VĂN ĐỘ 16
ĐỒ ÁN CÔNG NGHÊ II GVHD: PGS. TS NGUYỄN ĐÌNH LÂM
- Thiết bị cân bằng (Balance): cân bằng năng lượng hay cân bằng vật chất
cho hệ.
- Thiết bị điều khiển (Controller)
- Thiết bị hồi lưu (Recycle)…
2.2.3 Sử dụng chương trình Hysys
Các bước xây dựng một sơ đồ công nghệ trong chương trình Hysys:
- Bước 1: Chuẩn bị sơ đồ công nghệ mong muốn
Chuẩn bị sẵn sơ đồ công nghệ và các thông số đầu vào, đầu ra cần thiết (tên dòng,
lưu lượng, nhiệt độ, áp suất ) của các dòng chảy cũng như các thông số vận hành của
thiết bị.
- Bước 2: Chọn hệ thống đơn vị đo
Hệ đơn vị mặc nhiên được cài đặt trong chương trình là hệ đơn vị Anh, ta có thể
thay đổi và chọn hệ thống đơn vị khác như METRIC, hay SI, thông thường ta hay
chọn đơn vị METRIC.
- Bước 3: Xác định các cấu tử
Có thể xác định trực tiếp bằng cách gõ tên của các cấu tử hoặc chọn từ danh mục
có sẵn trong thư viện của chương trình.
- Bước 4: Xác định phương trình nhiệt động thích hợp
Có thể chọn phương pháp nhiệt động từ danh mục các phương pháp thông dụng
nhất trong thư viện. Việc chọn hệ thống phù hợp là bước quan trọng trong chương
trình mô phỏng.
- Bước 5: Xây dựng PFD

Vẽ chu trình (Process Flow Diagram - PFD) bằng cách chọn và định vị các thiết bị
(unit operation) trên cửa sổ chính. Vẽ các dòng vào ra cho từng thiết bị.
- Bước 6: Lựa chọn các dòng nguyên liệu và sản phẩm
Xác định thành phần, trạng thái nhiệt của các dòng.
- Bước 7: Cung cấp dữ liệu cho dòng nhập liệu và các dòng hồi lưu
Dữ liệu của dòng nhập liệu và dữ liệu giả định của các dòng hồi lưu cần cung cấp
gồm: lưu lượng, thành phần, điều kiện nhiệt động
SVTH: TRƯƠNG MINH HOÀNG, NGUYỄN T. HOÀNG HIỂN, LÊ VĂN ĐỘ 17
ĐỒ ÁN CÔNG NGHÊ II GVHD: PGS. TS NGUYỄN ĐÌNH LÂM
- Bước 8: Cung cấp các điều kiện của quá trình
Cung cấp đầy đủ các dữ liệu cần thiết cho mỗi thiết bị trong sơ đồ công nghệ.
- Bước 9: Chạy và xem kết quả
Trước khi tiến hành chạy chương trình, phải kiểm tra để đảm bảo rằng không xuất
hiện màu vàng trên đường viền của các thiết bị hay màu xanh các dòng chảy. Nếu tất cả
đường viền là màu xanh nước biển, xanh dương (hay đen) có nghĩa là đã cung cấp đủ
thông tin để chạy chương trình. Có thể xem kết quả bằng nhiều cách: đồ thị, báo cáo
xuất
2.3 Phương pháp lựa chọn mô hình nhiệt động
2.3.1 Cơ sở lựa chọn
Lựa chọn mô hình nhiệt động thích hợp là một bước rất quan trọng, nó ảnh hưởng trực
tiếp tới độ chính xác của kết quả mô phỏng.
Mỗi phương pháp nhiệt động cho phép tính các thông số sau:
- Hằng số cân bằng pha K: thể hiện sự phân bố cấu tử giữa các pha ở điều kiện cân
bằng.
- Enthapie của các pha lỏng và pha hơi: là năng lượng cần thiết để chuyển một hệ từ
trạng thái nhiệt động này sang trạng thái khác, nhằm phục vụ việc tính toán các máy nén,
thiết bị giản nở và năng lượng tự do tối thiểu ở các thiết bị phản ứng.
- Tỉ trọng của pha lỏng và pha hơi: để tính toán quá trình truyền nhiệt, trở lực và
xác định kích thước tháp chưng cất.
Để lựa chọn mô hình nhiệt động thích hợp, nên dựa vào các yếu tố sau:

- Thành phần của hỗn hợp
- Phạm vi nhiệt độ và áp suất
- Tính sẵn có của các thông số hoạt động của các thiết bị
2.3.2 Các ứng dụng cụ thể
 Các quá trình lọc dầu và chế biến khí :
Hệ thống áp suất thấp (tháp chưng cất áp suất khí quyển và chân không): Trong
nguyên liệu của các hệ thống này nói chung có khoảng gần 3% thể tích phần nhẹ nên có
SVTH: TRƯƠNG MINH HOÀNG, NGUYỄN T. HOÀNG HIỂN, LÊ VĂN ĐỘ 18
ĐỒ ÁN CÔNG NGHÊ II GVHD: PGS. TS NGUYỄN ĐÌNH LÂM
thể chọn mô hình BK10 hoặc GS và các biến thể của nó. Khi hàm lượng phần nhẹ lớn
(nhất là thành phần C1) nên chọn EOS: SRK, PR.
Hệ thống áp suất cao (tháp chưng phân đoạn sản phẩm của phân xưởng cracking, cốc
hóa ): Trong hệ thống này, hàm lượng phần nhẹ nói chung lớn hơn. Các mô hình nên
chọn: GS, SRK, PR.
Các quá trình chế biến khí thiên nhiên: trong thành phần thường có chứa N
2
, khí
acide (CO
2
, H
2
S) và các hydrocarbon nhẹ:
- Với loại khí chứa ít hơn 5% N
2
, CO
2
, H
2
S và không có cấu tử phân cực nào khác
nên chọn SRK, PR hoặc Benedict - Webb - Rubin - Starling (BWRS).

- Với loại khí chứa nhiều hơn 5% N
2
, CO
2
, H
2
S nhưng không có cấu tử phân cực
nào khác nên chọn SRK, PR và người sử dụng nên đưa vào các thông số tương tác để thu
được kết quả tốt hơn.
- Với hệ thống xử lý khí thiên nhiên có lẫn nước làm việc ở áp suất cao (trong
trường hợp này độ hoà tan của hydrocarbon trong nước sẽ tăng lên) nên chọn các biến thể
của các phương trình trạng thái như: SRKM, PRM hay SRKS, SRKKD (Kabadi - Danner
Modification to SRK).
- Khi khí thiên nhiên chứa các cấu tử phân cực như méthanol nên chọn SRKM,
PRM hay SRKS.
 Các quá trình hóa dầu :
Quá trình xử lý hydrocarbon nhẹ:
- Ở áp suất thấp: SRK, PR.
- Ở áp suất cao: SRKKD.
Xử lý hydrocarbon thơm:
- P < 2 bars: IDEAL.
- P > 2 bars: GS, SRK, PR.
Xử lý hỗn hợp hydrocarbon thơm và hydrocarbon khác: NRTL, UNIQUAC,
UNIFAC
Xử lý hỗn hợp khí có dùng amine: Amine Pkgs
SVTH: TRƯƠNG MINH HOÀNG, NGUYỄN T. HOÀNG HIỂN, LÊ VĂN ĐỘ 19
ĐỒ ÁN CÔNG NGHÊ II GVHD: PGS. TS NGUYỄN ĐÌNH LÂM
SVTH: TRƯƠNG MINH HOÀNG, NGUYỄN T. HOÀNG HIỂN, LÊ VĂN ĐỘ 20
ĐỒ ÁN CÔNG NGHÊ II GVHD: PGS. TS NGUYỄN ĐÌNH LÂM
Chương 3. MÔ PHỎNG CDU CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU NGHI SƠN

3.1 Phân xưởng CDU của nhà máy lọc dầu Nghi Sơn và cơ sở thiết kế
3.1.1 Mục đích của quá trình
Mục đích chính của CDU là cung cấp sự phân tách sơ bộ của dầu thô để sản xuất
nguồn phối trộn trực tiếp cho các sản phẩm cất (sau khi đã qua các quá trình xử lý hạ
nguồn thích hợp) và nguyên liệu cho phân xưởng hạ nguồn
3.1.2 Mô tả quá trình
Quá trình phân tách thực hiện trong tháp chưng cất khí quyển, có thiết bị ngưng tụ
đỉnh nhưng không có thiết bị đun sôi lại ở đáy tháp, hoạt động dưới áp suất từ 1÷ 3
(barg). Các dòng sản phẩm được trích ra từ các tháp tách cạnh sườn (strippers), các tháp
strippers gồm:
- Stripper Kerosene dùng thiết bị đun sôi lại tại đáy tháp.
- Strippers LGO, HGO: dùng hơi nước để bay hơi các cấu tử nhẹ của các dòng sản phẩm
LGO, HGO.
Các phần nhẹ bay hơi từ các Strippers được đưa lại tháp chính tại vị trí phía trên đĩa
lấy sản phẩm (Draw-off tray).
Chiều cao tổng thể của tháp chưng cất khí quyển khoảng 50 mét, được trang bị qui
ước từ 30÷50 đĩa van, còn các tháp tách cạnh sườn (strippers) có từ 2÷10 đĩa cùng loại
với tháp chính.
Dầu thô lạnh được nâng nhiệt sơ bộ thông qua các thiết bị trao đổi nhiệt sử dụng nhiệt
thu hồi từ các sản phẩm và từ các dòng hồi lưu tuần hoàn đến nhiệt độ tách muối (nhiệt
độ này phụ thuộc vào tỉ trọng API của dầu thô, nằm trong khoảng 110
o
C-140
o
C), tại nhiệt
độ này dầu thô được khử muối. Công đoạn này được thực hiện ở áp suất đủ lớn (khoảng
12 bar) nhằm mục đích giữ cho hỗn hợp dầu thô và nước tồn tại ở trạng thái lỏng tại
nhiệt độ mong muốn. Dầu thô sau khi tách muối sẽ tiếp tục được nâng nhiệt thông qua
các thiết bị trao đổi nhiệt khác nhằm thu hồi tối đa lượng nhiệt từ các dòng sản phẩm có
nhiệt độ sôi cao hơn đến nhiệt độ khoảng 200 oC thì được đưa vào tháp tiền bốc hơi

(Flash) để tách phần hơi trong dầu thô, giảm một phần chi phí và kích thước lò đốt. Sau
đó đưa vào lò đốt nhằm nhằm tăng nhiệt độ của dầu thô lên đến nhiệt độ mong muốn
SVTH: TRƯƠNG MINH HOÀNG, NGUYỄN T. HOÀNG HIỂN, LÊ VĂN ĐỘ 21
ĐỒ ÁN CÔNG NGHÊ II GVHD: PGS. TS NGUYỄN ĐÌNH LÂM
(khoảng 340-360
o
C) và đưa vào tháp phân tách chính. Hơi tại đỉnh tháp được ngưng tụ
thông qua hệ thống làm nguội bằng quạt rồi vào bình hồi lưu. Tại đây dòng naphtha lấy
ra sẽ được đưa qua tháp ổn định xăng trong phân xưởng thu hồi LPG nhằm loại bỏ các
thành phần nhẹ và nước. Các dòng sản phẩm tách cạnh sườn sẽ qua các thiết bị strippers
để loại bỏ các thành phần nhẹ (dùng hơi nước hoặc thiết bị đun sôi lại). Phần nhẹ tách ra
sẽ quay về thân tháp (đây được coi là dòng hồi lưu trung gian), còn phần nặng được xem
là sản phẩm của phân xưởng. Các sản phẩm sau đó được làm lạnh bằng cách trao đổi
nhiệt với dầu thô ban đầu và được đưa đi phối trộn, lưu trữ trung gian hoặc được xử lý
tiếp.
3.1.3 Cơ sở thiết kế
3.1.3.1 Mục đích thiết kế
Thiết kế của CDU phải phù hợp với mục tiêu của toàn bộ nhà máy lọc dầu, đó là tối
đa các phần cất và tối thiểu cặn. Thiết kế phải linh động trong sản xuất sản phẩm, cho
phép sự thay đổi nhỏ trong chất lượng nguyên liệu.
Có hai trường hợp thiết kế và sản xuất kerosene được thiết kế để đảm bảo tiêu chuẩn
của cả kerosene dùng trong nhiên liệu phản lực và kerosene dùng trong mục đích khác.
Tuy nhiên, điểm chớp cháy của sản phẩm kerosene và tiêu chuẩn ASTM-D86 IBP sẽ đạt
được tại phân xưởng KHDS.
Thiết kế kết hợp các đặc điểm về sử dụng năng lượng tối ưu và thu hồi nhiệt phù hợp
với sự phân tách sản phẩm.
Phân xưởng sản xuất ra các dòng sau:
- Dòng khí đỉnh được đưa đến phân xưởng thu hồi LPG
- Dòng Naphtha chưa ổn định được đưa đến phân xưởng thu hồi LPG cho các
quá trình tiếp theo.

- Dòng Kerosene được đưa đến phân xưởng KHDS hoặc to Slops trong trường
hợp KHDS ngừng hoạt động
- Dòng gas oil được đưa đến phân xưởng GOHDS hoặc bể chứa trung gian
GOHDS.
- Dòng cặn khí quyển được đưa nóng đến phân xưởng RHDS cho quá trình xử
lý tiếp theo hoặc được chứa trung gian.
SVTH: TRƯƠNG MINH HOÀNG, NGUYỄN T. HOÀNG HIỂN, LÊ VĂN ĐỘ 22
ĐỒ ÁN CÔNG NGHÊ II GVHD: PGS. TS NGUYỄN ĐÌNH LÂM
Phân xưởng có thể nhận các dòng sau
- Dòng naphtha kết hợp từ phân xưởng KHDS và GOHDS vào bình tách đỉnh
của tháp chưng chưng cất dầu thô.
3.1.3.2 Các nguồn nguyên liệu thiết kế
Nguồn nguyên liệu cho thiết kế cơ bản của CDU là 100% dầu thô Kuwait xuất khẩu.
Lượng nước tối đa có trong dầu thô là 0.5% thể tích.
Năng suất của CDU cho 85% thể tích lỏng dầu thô Kuwait và 15% thể tích lỏng dầu
thô Murban là 200000 BPSD.
3.1.3.3 Các trường hợp thiết kế
• Thiết kế cơ bản
CDU được thiết kế cho các điểm cắt cho TBP và các tiêu chuẩn sản phẩm như bảng
sau.
Overflash được xác định là 5%
Bảng 3. Các điểm cắt của sản phẩm của CDU
Các sản phẩm Điểm cắt TBP (
o
C)
Cơ bản/
Hồi lưu lạnh/
Murban
(chú ý 1)
Tối đa Kero Tối thiểu Kero

Naphtha/ Kerosene 165 160 176
Kerosene/ Gas Oil 220 224 220
Gas Oil/ Atm. Residue 360 360 360
Bảng 3. Tiêu chuẩn của sản phẩm
Các sản phẩm
Tiêu
chuẩn sản
phẩm
(chú ý 1)
Các trường hợp
Cơ bản
(chú ý 3)
Min
Kero
(chú ý 3)
Max
Kero
(chú ý 3)
Murban
(chú ý 3)
Full Range Naphtha
ASTM D86 90% vol (
o
C)
155 max
(chú ý 5)
144 154 142 144
Kerosene
ASTM D86 IBP (
o

C)
144 min
(chú ý 4)
143 148 143 144
SVTH: TRƯƠNG MINH HOÀNG, NGUYỄN T. HOÀNG HIỂN, LÊ VĂN ĐỘ 23
ĐỒ ÁN CÔNG NGHÊ II GVHD: PGS. TS NGUYỄN ĐÌNH LÂM
ASTM D86 10% vol (
o
C) 205 max 176 183 174 176
ASTM D86 90% vol (
o
C) 230 max 217 219 219 217
ASTM D86 EP (
o
C) 300 max 234 236 236 234
Flash point ASTM D56/
D3828 (
o
C)
38 min
(chú ý 4)
38 43 36 38
Atmospheric Gasoil
ASTM D86 90% vol (
o
C)
360 max
(chú ý 2)
350 360 360 348
Flash point ASTM D93/

D3828 (
o
C)
55 min 84 85 85 83
Bảng 3. Tiêu chuẩn của quá trình phân tách
GAP
Giá trị
(chú ý 2)
5% vol ASTM D86 Kerosene và 95% vol
ASTM D86 Naphtha trừ nguyên liệu
5
o
C min.
5% vol ASTM D86 Atm. Gas Oil và 95%
vol ASTM D86 Kerosene
0
o
C min.
Chú ý:
1. Tham khảo tiêu chuẩn sản phẩm Doc. 3550-8110-PD-0004.
2. Hiệu suất của CDU chỉ đảm bảo cho trường hợp cơ bản.
3. Dữ liệu đầu ra của mô phỏng CDU.
4. ASTM D86 (IBP) và điểm chớp cháy của Kerosene được đảm bảo trong phân
xưởng KHDS.
5. Tiêu chuẩn cần đạt được cho Naphtha và Aromatic Complex.
• Trường hợp tối thiểu Kerosene
CDU có thể tăng lượng sản xuất Naphtha để bù lại phần cất của kerosene để tối đa lợi
nhuận trong Aromatic Complex. Trường hợp này overflash được giảm từ 5 xuống 2.3%.
3.1.3.4 Các trường hợp kiểm tra
• Trường hợp tối đa Kerosene

CDU có thể tăng lượng kerosene rút ra với chất lượng chấp nhận được để phù hợp
với thay đổi thị trường. Sự thay đổi tương ứng với 17% lớn hơn lượng sản xuất kerosene
trong trường hợp cơ bản.
SVTH: TRƯƠNG MINH HOÀNG, NGUYỄN T. HOÀNG HIỂN, LÊ VĂN ĐỘ 24
ĐỒ ÁN CÔNG NGHÊ II GVHD: PGS. TS NGUYỄN ĐÌNH LÂM
• Trường hợp hồi lưu lạnh
CDU có độ linh hoạt đề vận hành với 5% wt tỉ số hồi lưu lạnh (naphtha lạnh/ lượng
hồi lưu tuần hoàn đỉnh nóng). Phương pháp bao gồm dòng naphtha thô từ bình tách đỉnh
đưa đến dòng quay lại của hồi lưu tuần hoàn đỉnh.
CDU sẽ vận hành theo cách này trong suốt quá trình khởi động, rửa, off-design. Các
điểm cắt TBP như trong trường hợp cơ bản.
• Trường hợp Murban
Thiết kế của CDU sẽ được kiểm tra cho nguyên liệu thay thế gồm 85% thể tích lỏng
dầu thô Kuwait xuất khẩu/ 15% thể tích lỏng dầu Murban. Các điểm cắt TBP như ở
trường hợp cơ bản.
3.2 Mô phỏng phân xưởng CDU bằng phần mềm HYSYS.
3.2.1 Mô phỏng tháp CDU
3.2.1.1 Assay dầu thô Kuwait
Nguyên liệu của nhà máy lọc dầu Nghi Sơn là dầu thô Kuwait và dầu thô Murbai, tuy
nhiên trong thiết kế cơ bản ta sử dụng 100% dầu thô Kuiwait.
Bảng 3. Một số tính chất chung của dầu thô Kuwait
Đơn vị Dầu thô
Tỉ trọng API 29.9
Tỉ trọng tiêu chuẩn 60/60 0.8765
Khối lượng riêng Kg/dm
3
0.8760
Hằng số K 11.84
Độ nhớt @
15.

5
o
C
cSt
20
o
C
cSt
22.73
37.
8
o
C
cSt
40
o
C
cSt
11.41
50
o
C
cSt
8.88
60
o
C
cSt
SVTH: TRƯƠNG MINH HOÀNG, NGUYỄN T. HOÀNG HIỂN, LÊ VĂN ĐỘ 25