Đồ án tốt nghiệp: Mô phỏng phân xưởng thu hồi Propylene của nhà máy lọc dầu Dung Quất bằng phần mềm Unisim R400

Đồ án tốt nghiệp Trang GVHD: ThS. Lê Thị Như
Ý
MỤC LỤC
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
iii
DANH MỤC HÌNH ẢNH
v
DANH MỤC BẢNG BIỂU
x
LỜI MỞ ĐẦU
xii
CHƯƠNG 1: 1
TỔNG QUAN
1
1.1 Tổng quan về sản phẩm propylene [1] 1
1.1.1 Tính chất vật lý [1] 1
1.1.2 Tính chất hóa học [2] 2
Cộng Acid 2
Cộng nước (Hidrat hóa) 2
1.1.3 Ứng dụng [2] 3
1.2 Tổng quan về nhà máy lọc dầu Dung Quất [3] 3
1.3 Tổng quan về phân xưởng thu hồi Propylene của nhà máy lọc dầu Dung Quất6
1.3.1 Vai trò – vị trí 7
1.3.2 Cơ sở thiết kế 8
1.3.3 Sơ đồ công nghệ [phụ lục] 11
1.3.4 Tổng quan về công nghệ tách Propane/ Propylene của NMLD Dung Quất. 17
1.4 Tổng quan về quá trình chưng cất trong NMLD Dung Quất 22
1.4.1 Chưng cất nhiều cấu tử [9] 23
1.4.2 Cấu trúc bên trong của tháp chưng cất [9] 24
1.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chưng cất 29
CHƯƠNG 2: 33

SVTH: Lê Trung Hậu – Trần Mạnh Hùng
i
Đồ án tốt nghiệp Trang GVHD: ThS. Lê Thị Như
Ý
MÔ PHỎNG TĨNH PHÂN XƯỞNG THU HỒI PROPYLENE BẰNG
PHẦN MỀM UNISIM R400
33
2.1 Các dữ liệu ban đầu 33
2.2 Tiến hành mô phỏng 33
2.3 Mô phỏng tháp tách C3/C4 ( T-2101) 35
2.4 Mô phỏng tháp tách Ethane T-2102 40
2.5 Mô phỏng tháp tách Propane / Propylene T-2103 42
2.6 Kiểm tra và phân tích kết quả: 46
48
XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ MÔ PHỎNG ĐỘNG
THÁP TÁCH C3 / C4
49
3.1 Tổng quan về hệ thống điều khiển 49
3.1.1 Nguyên tắc điều khiển 49
3.1.2 Hệ thống điều khiển phân tán DCS trong nhà máy hiện đại 49
3.1.3 Bộ điều khiển PID 51
3.2 Vai trò của quá trình mô phỏng động 52
3.3 Mô phỏng động sự vận hành của tháp tách C3/ C4 (T-2101) 53
3.3.1 Xác định đĩa nhạy cảm 53
3.3.2 Quá trình chuyển từ trạng thái tĩnh sang trạng thái động 54
3.3.3 Thiết lập các thiết bị điều khiển 56
3.3.4 Chuyển sang mô hình động 60
3.3.5 Thiết lập bảng tính toán cân bằng vật chất và Data book 60
3.3.6 Chạy mô phỏng động, xem kết quả và so sánh với kết quả mô phỏng tĩnh 62
3.3.7 Đánh giá ảnh hưởng của các biến nhiễu 63

CHƯƠNG 4: 68
THIẾT KẾ VÀ TỐI ƯU VẬN HÀNH THÁP TÁCH PROPYLEN
68
SVTH: Lê Trung Hậu – Trần Mạnh Hùng
ii
Đồ án tốt nghiệp Trang GVHD: ThS. Lê Thị Như
Ý
4.1 Cơ sở lý luận 68
4.2 Tính toán và mô phỏng tĩnh tháp tách Propylene 68
4.3 Kết quả và nhận xét 76
KẾT LUẬN 82
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
ARU Amine Recovery Unit
CCR Continuous Catalytic Reformer
CDU Crude Distillation Unit
CNU Cautics Neutralization Unit
ECMD Enhanced Capacity Multiple Downcomer
EPC Engineering Procurement Construction
FO Fuel Oil
ISOM Isomerization
KTU Kerosene Treater Unit
LPG Liquefied Petroleum Gas
LTU LPG Treater Unit
NHT Naptha Hydrotreater
NMLD Nhà máy Lọc dầu
NTU RFCC Naphtha Treating Unit
PFD Process Flow Diagram
PRU Propylene Recovery Unit
RFCC Residue Fluid Catalytic Cracking Unit
SPM Single Point Mooring

SRU Sulfur Recovery Unit
SWS Sour Water Stripping
UOP Universal Oil Products
PID Proportional Intergral Derivative Controller
SVTH: Lê Trung Hậu – Trần Mạnh Hùng
iii
Đồ án tốt nghiệp Trang GVHD: ThS. Lê Thị Như
Ý
DCS Distributed Control System
PLC Programmable Logic Controller
ASTM American Society for Testing And Material
FC Flash Curve
VPS Vaporisation Progressive Simple
SVTH: Lê Trung Hậu – Trần Mạnh Hùng
iv
Đồ án tốt nghiệp Trang GVHD: ThS. Lê Thị Như
Ý
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Cấu trúc hoá học của phân tử Propylene
1
Hình 1.2: Sơ đồ tổng thể vị trí nhà máy lọc dầu Dung Quất.
4
Hình 1.3: Sơ đồ các phân xưởng chính trong nhà máy lọc dầu Dung
Quất 6
Hình 1.4: Phân xưởng PRU của nhà máy lọc dầu Dung Quất [3]
7
Hình 1.5: Sơ đồ công nghệ cụm tháp tách T-2101 phân xưởng PRU của
nhà máy [3] 12
Hình 1.6: Sơ đồ công nghệ cụm tháp tách T-2102 phân xưởng PRU của
nhà máy [3] 14

Hình 1.7: Sơ đồ công nghệ cụm tháp tách T-2103 phân xưởng PRU của
nhà máy [3] 16
Hình 1.8: Enhanced Capacity Multiple Downcomer Tray của UOP [4]
18
Hình 1.9: Ống trao đổi nhiệt UOP's High Flux [4]
18
Hình 1.10. ULTRA- FRAC tray [5]
19
Hình 1.11: Efficiency of ULTRA- FRAC trays in De-Propanizer service
[5] 20
Hình 1.12: Overview of 6-Pass SUPPERFRAC tray [6]
21
Hình 1.13: Sơ đồ công nghệ đơn giản của C3 splitter [6]
21
SVTH: Lê Trung Hậu – Trần Mạnh Hùng
v
Đồ án tốt nghiệp Trang GVHD: ThS. Lê Thị Như
Ý
Hình 1.14: Đĩa chóp
24
Hình 1.15: Đĩa đục lổ
25
Hình 1.16: Đĩa van
25
Hình 1.19: Vòng đệm Pall
27
Hình 1.22. Đệm lưới
27
Hình 2.1: Chọn mô hình nhiệt động
33

Hình 2.2: Nhập các cấu tử
34
Hình 2.3: Thành phần, tính chất nguyên liệu
34
Hình 2.4: Thiết lập bơm
34
Hình 2.5: Cài đặt thông số cho dòng ra khỏi bơm
35
Hình 2.6: Thiết lập thiết bị trao đổi nhiệt
35
Hình 2.7: Giản đồ O’Connell
36
Hình 2.8: Hằng số cân bằng K của cấu tử khóa trên mỗi đĩa.
37
Hình 2.9: Thông số vận hành của tháp T-2101
38
SVTH: Lê Trung Hậu – Trần Mạnh Hùng
vi
Đồ án tốt nghiệp Trang GVHD: ThS. Lê Thị Như
Ý
Hình 2.10: Tiêu chuẩn của tháp T-2101
38
Hình 2.11: Tháp T-2101 sau khi đã mô phỏng
39
Hình 2.12: Cài đặt bơm
39
Hình 2.13: Thiết lập thông số cho dòng ra khỏi bơm
39
Hình 2.14: Thiết bị trao đổi nhiệt E-2101
40

Hình 2.15: Các thông số vận hành cho tháp T-2102
41
Hình 2.16: Tiêu chuẩn tháp T-2102
41
Hình 2.17: Tháp T-2102 sau khi mô phỏng
42
Hình 2.18: Thiết lập thông số vận hành cho tháp T-2103
43
Hình 2.19: Thiết lập tiêu chuẩn cho tháp T-2103
44
Hình 2.20: Cài đặt máy nén C-2101
44
Hình 2.21: Thiết lập thông số cho dòng ra khỏi máy nén C-2101
44
Hình 2.22: Bình tách D-2105
45
Hình 2.23: Sơ đồ tổng thể sau khi mô phỏng phân xưởng propylene
46
SVTH: Lê Trung Hậu – Trần Mạnh Hùng
vii
Đồ án tốt nghiệp Trang GVHD: ThS. Lê Thị Như
Ý
Hình 3.1: Mô hình hệ thống điều khiển DCS
50
Hình 3.2: Thay đổi về tiêu chuẩn trong tháp để xác định đĩa nhạy cảm
53
Hình 3.3: Đồ thị xác định đĩa nhạy cảm
54
Hình 3.4: Thêm valve vào sơ đồ công nghệ
55

Hình 3.5: Kết quả của quá trình Sizing tháp T-2101
55
Hình 3.6: Kết nối cho thiết bị điều khiển nhiệt độ đĩa số 5
56
Hình 3.7: Cài đặt các thông số cho thiết bị điều khiển nhiệt độ đĩa số 5
57
Hình 3.8: Cài đặt thiết bị điều khiển áp suất đỉnh tháp
58
Hình 3.9: Cài đặt thiết bị điều khiển mức cho Condenser
59
Hình 3.10: Cài đặt thiết bị điều khiển mức cho Reboiler
59
Hình 3.11: Cài đặt thiết bị điều khiển lưu lượng nguyên liệu
59
Hình 3.12: Đưa các thông số vào bảng tính toán cân bằng vật chất
60
Hình 3.13:Thiết lập công thức và đưa ra kết quả trong bảng tính toán
61
Hình 3.14: Đưa các thông số và Data Book
61
SVTH: Lê Trung Hậu – Trần Mạnh Hùng
viii
Đồ án tốt nghiệp Trang GVHD: ThS. Lê Thị Như
Ý
Hình 3.15: Thiết lập dữ liệu cho biểu đồ ảnh hưởng của biến nhiễu
62
Hình 3.16: Chất lượng sản phẩm và cân bằng vật chất chưa ổn định
63
Hình 3.17: Chất lượng sản phẩm và cân bằng vật chất lúc ổn định
64

Hình 3.18: Xuất hiện biến nhiễu lúc chưa ổn định
65
Hình 3.19: Xuất hiện biến nhiễu lúc đã ổn định
65
Hình 3.20: Cài đặt thông số cho thiết bị điều khiển sớm
66
Hình 3.21: Khi thêm thiết bị điều khiển sớm lúc chưa ổn định
66
Hình 3.22: Khi thêm thiết bị điều khiển sớm lúc đã ổn định
67
Hình 3.23: Sơ đồ điều khiển tháp tách Butane
67
69
Hình 4.1: Sử dụng công cụ Shortcut để xác định số đĩa lý thuyết tối thiểu
69
Hình 4.2: Kết quả của Shortcut
70
Hình 4.3: Mô phỏng tháp tách theo đề nghị của Shortcut
70
Hình 4.5: Kết quả mô phỏng theo đề nghị của Shortcut
71
Hình 4.6: Kết quả mô phỏng tháp khi hạ áp suất vận hành
72
SVTH: Lê Trung Hậu – Trần Mạnh Hùng
ix
Đồ án tốt nghiệp Trang GVHD: ThS. Lê Thị Như
Ý
Hình 4.7: Sơ đồ mô phỏng tháp tách Propylene có sử dụng máy nén
73
Hình 4.8: Các bước Sizing tháp tách Propylene

74
Hình 4.9: Kết quả của quá trình Sizing
74
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Thành phần nhập liệu thiết kế cho phân xưởng PRU [3]
8
Bảng 1.2: Thành phần tạp chất trong dòng nguyên liệu của phân xưởng
PRU [3] 9
Bảng 1.3: Tiêu chuẩn sản phẩm Propylene từ phân xưởng PRU [3]
10
Bảng 1.4: Cân bằng vật chất PRU [3]
10
Bảng 1.5: Điều kiện vận hành của dòng nguyên liệu và các dòng sản
phẩm [3] 10
Bảng 1.6: Độ tinh khiết mà sản phẩm có thể đạt được công nghệ
SUPPERFRAC® tích hợp Omni-Fit Technology của Koch- Glitsch [6]
22
SVTH: Lê Trung Hậu – Trần Mạnh Hùng
x
Đồ án tốt nghiệp Trang GVHD: ThS. Lê Thị Như
Ý
Bảng 2.1: Xác định hiệu suất sử dụng đĩa tháp T-2101
37
Bảng 2.2: Bảng thông số mô phỏng của tháp T-2101
37
Bảng 2.3: Xác định hiệu suất sử dụng đĩa tháp T-2102
40
Bảng 2.4: Các thông số mô phỏng tháp T-2102
40
Bảng 2.5: Xác định hiệu suất sử dụng đĩa T-2103

42
Bảng 2.6: Các thông số dòng giả của tháp T-2103
43
Bảng 2.7: Các thông số sử dụng để mô phỏng tháp T-2103
43
Bảng 2.8: Công cụ Recycle
45
Bảng 2.9: Các thiết bị trộn dòng
45
Bảng 2.10: Thiết bị chia dòng
46
Bảng 2.11: Bảng so sánh kết quả mô phỏng và tài liệu của tháp T-2101
46
Bảng 2.12: So sánh kết quả mô phỏng và tài liệu của tháp T-2102
47
Bảng 2.13: So sánh kết quả mô phỏng và tài liệu của tháp T-2103
47
Bảng 3.1: Thông số đặc trưng cho các quá trình diều khiển [11]
52
SVTH: Lê Trung Hậu – Trần Mạnh Hùng
xi
Đồ án tốt nghiệp Trang GVHD: ThS. Lê Thị Như
Ý
Bảng 3.2: Tổng kết các thông số giá trị của bộ điều khiển
59
Bảng 3.3: So sánh kết quả giữa mô phỏng động và mô phỏng tĩnh
62
Bảng 4.1: Hằng số K của cấu tử khóa nặng và cấu tử khóa nhẹ
75
Bảng 4.2: Xác định hiệu suất sử dụng đĩa

75
Bảng 4.3: So sánh thành phần dòng sản phẩm đỉnh giữa dòng mô phỏng
và tài liệu 76
Bảng 4.4: So sánh thành phần dòng sản phẩm đáy giữa dòng mô phỏng
và tài liệu 77
LỜI MỞ ĐẦU
Chúng ta đang sống trong thời đại phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ.
Đặc biệt là sự tiến bộ vượt bậc của lĩnh vực công nghệ phần mềm. Nó là động lực thúc
đẩy sự phát triển của nhiều ngành công nghiệp quan trọng. Trong đó phải kể đến
ngành công nghiệp dầu khí, sự phát triển của nó dựa trên nền tảng sự phát triển của
công nghệ phần mềm. Nhiều chương trình được viết ra để phục vụ cho sự phát triển
SVTH: Lê Trung Hậu – Trần Mạnh Hùng
xii
Đồ án tốt nghiệp Trang GVHD: ThS. Lê Thị Như
Ý
của công nghiệp dầu khí. Trong đó Unisim là phần mềm quan trọng hàng đầu được
ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực lọc – hóa dầu.
Ở nước ta hiện nay, phát triển ngành công nghiệp Lọc- Hóa dầu là ngành công
nghiệp mũi nhọn được ưu tiên hàng đầu. Nhà máy lọc dầu Dung Quất- Nhà máy Lọc
Dầu đầu tiên của nước ta đã được đưa vào sử dụng và vận hành ổn định trong thời
gian hơn hai năm. Trong những sản phẩm của nhà máy thì sản phẩm Propylene hiện
nay đang rất được quan tâm. Propylene có giá trị kinh tế cao hơn xăng và Diesel, nó
là nguyên liệu để sản xuất Polypropylene, đây là một trong số những polymer được
sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới vì tính phổ dụng, giá thành monomer thấp, giá
thành sản xuất thấp, và các tính chất được ưa chuộng của nó. Cho nên việc tạo ra và
thu hồi tối đa lượng Propylene trong quá trình sản xuất sẽ mang lại hiệu quả kinh tế
rất cao cho nhà máy. Chính vì vậy chúng em quyết định chọn đề tài “Mô phỏng phân
xưởng thu hồi Propylene của nhà máy lọc dầu Dung Quất bằng phần mềm Unisim
R400”
Việc ứng dụng phần mềm UNISIM trong tính toán công nghệ và lựa chọn chế

độ vận hành tối ưu sẽ giúp người kĩ sư công nghệ nắm vững hơn các điều kiện vận
hành, các thông số kĩ thuật và có được một cái nhìn tổng quan nhất về một quá trình
vận hành nào đó. Tuy nhiên, đây là một phần mềm mới, chúng em mới lần đầu tìm
hiểu và ứng dụng mô phỏng trên phần mềm UNISIM nên còn nhiều hạn chế về kiến
thức nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, kính mong thầy cô đóng góp ý kiến để
chúng em có thể hoàn thiện đồ án tốt nghiệp này. Chúng em xin chân thành cảm ơn!
SVTH: Lê Trung Hậu – Trần Mạnh Hùng
xiii
Đồ án tốt nghiệp Trang GVHD: ThS. Lê Thị Như
Ý
CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về sản phẩm propylene [1]
Propylene (tên thông thường), có tên quốc tế là Propene, là một hydrocacbon
không no, thuộc họ alken.
- Công thức phân tử: C
3
H
6
- Công thức cấu tạo:
Hình 1.1: Cấu trúc hoá học của phân tử Propylene
Sản xuất Propylene là lĩnh vực sản xuất quy mô lớn, mức tăng trưởng nhanh.
Propylene là nguyên liệu quan trọng cho ngành tổng hợp hoá học, là nguyên liệu chính
để sản xuất Polypropylene.
1.1.1 Tính chất vật lý [1]
Propylene là chất khí, không tan trong nước, trong dầu mỡ, dung dịch Amoni
Đồng cũng như các chất lỏng phân cực như: Ether, Etanol, Axeton, Fufurol do trong
phân tử có liên kết π, nhưng tan tốt trong nhiều sản phẩm hóa dầu quan trọng, là chất
khí dễ cháy nổ. Propylene không màu, không mùi, do đó người ta thường pha thêm
mercaptan có mùi gần giống như tỏi vào thành phần của nó để dễ dàng nhận biết.

Các tính chất vật lý cơ bản của Propylene:
− Khối lượng phân tử: 42,08 đvC.
− Áp suất tới hạn: P
c
= 4,7MPa.
− Tỷ trọng ở trạng thái lỏng (15
o
C ; 760 mmHg): 0,51.
− Tỷ trọng ở trạng thái hơi (15
o
C ; 760 mmHg): 1,49.
− Độ tan (trong nước ở -50
o
C): 0,61g/m
3
.
− Độ nhớt (16,7
o
C): 8,34 µPa
*
s.
− Nhiệt độ tới hạn: T
c
= 92,3
0
C.
− Nhiệt nóng chảy: -185,2
o
C (88K).
SVTH: Lê Trung Hậu – Trần Mạnh Hùng

1
Đồ án tốt nghiệp Trang GVHD: ThS. Lê Thị Như
Ý
− Nhiệt độ sôi: - 47,6
o
C (225,5K).
− Nhiệt cháy: 10,94 kcal/kg ở 25
o
C.
− Điểm bốc cháy: -108
o
C.
− Giới hạn nồng độ hỗn hợp nổ với không khí: 2,0% ÷ 11,7%.
− Hằng số khí R= 198.
1.1.2 Tính chất hóa học [2]
Liên kết π ở nối đôi của anken kém bền vững nên trong phản ứng dễ bị đứt ra
để tạo thành liên kết σ với các nguyên tử khác. Vì thế liên kết đôi C=C là trung tâm
phản ứng gây ra những phản ứng hóa học đặc trưng cho anken như phản ứng cộng,
phản ứng trùng hợp và phản ứng oxi hóa.
• Phản ứng cộng Hydro (Hydro hóa).
Khi có mặt của chất xúc tác Ni, Pt, Pd, với nhiệt độ thích hợp thì Propylene
cộng Hydro vào nối đôi tạo thành Propan, phản ứng tỏa nhiệt:
R
1
R
2
C=CR
3
R
4

+ H
2
R
1
R
2
CH-CHR
3
R
4

CH
2
=CH-CH
3
+ H
2
CH
3
-CH
2
-CH
3
• Phản ứng cộng Halogen (Halogen hóa).
Clo và Brom dễ cộng hợp với Propylene để tạo thành dẫn xuất đihalogen không
màu, do tính chất làm mất màu dung dịch Clo (Brom) nên người ta thường dùng dung
dịch nước Clo (brom) để nhận biết anken:
CH
2
= CH - CH

3
+ Cl
2
ClCH
2
-CHCl-CH
3
(1,2 diclopropan).
Phản ứng cộng Acid và cộng nước.
• Cộng Acid.
Hydrogen halogenua, Acid sunfuric đậm đặc có thể cộng vào Propylen.
CH
2
=CH-CH
3
+ Cl-H
(khí)
CH
3
– CHCl - CH
3
.
Phản ứng xảy ra qua 2 giai đoạn liên tiếp:
- Phân tử H
+
-Cl
-
bị phân cắt, H
+
tương tác với liên kết π tạo thành

cacbocation, còn Cl
-
tách ra.
- Cacbocation là tiểu phân trung gian không bền, kết hợp ngay với anion Cl
-
tạo thành sản phẩm.
• Cộng nước (Hidrat hóa).
Ở nhiệt độ thích hợp và có xúc tác Acid, Propylen có thể cộng hợp nước:
CH
2
=CH-CH
3
+H-OH CH
3
- CH
2
- CH
2
- OH (Propanol)
SVTH: Lê Trung Hậu – Trần Mạnh Hùng
xt,t
o
t
o
,xt
xt,t
o
2
Đồ án tốt nghiệp Trang GVHD: ThS. Lê Thị Như
Ý

Quy tắc cộng hợp tuân theo quy tắc Mac -côp -nhi -côp, (Phần điện tích dương của tác
nhân cộng vào cacbon mang nhiều H hơn (cacbon bậc thấp hơn), còn phần mang điện
tích âm của tác nhân sẽ cộng vào cacbon mang ít H hơn.
• Phản ứng trùng hợp.
Propylen có khả năng cộng hợp nhiều phân tử lại với nhau tạo thành những phân tử
mạch rất dài và có khối lượng rất lớn trong điều kiện nhiệt độ, áp suất, xúc tác thích
hợp:
Polypropylene
• Phản ứng Oxi hóa.
Propylene cũng như các Hydrocacbon khác khi cháy tạo thành CO
2
, H
2
O và tỏa nhiều
nhiệt.
2 C
3
H
6
+ 9 O
2
6 CO
2
+ 6H
2
O.
Ngoài ra Propylene cũng có khả năng làm mất màu quỳ tím như những Anken khác.
3C
3
H

6
+ 2KMnO
4
+ 4H
2
O 3CH
3
-CH(OH)-CH
2
OH + MnO
2
+ 2KOH
1.1.3 Ứng dụng [2]
 Propylene được dùng làm nguyên liệu cho quá trình sản xuất Polypropylene và
các chất hoạt động bề mặt.
 Propylene là một trong những nguồn nguyên liệu quan trọng nhất cho công
nghiệp tổng hợp hoá học. Dẫn xuất chủ yếu của propylene gồm: polypropylene
(PP), acrylonitrile, propylene oxit, cumen/phenol, axit acrylic, isopropyl ancol,
và các chất trung gian hỗn hợp khác.
 Phân đoạn C
3
=
,C
3
,C
4
=
,C
4
là nguồn nguyên liệu cho sản xuất khí hóa lỏng LPG,

nguyên liệu cho quá trình alkyl hóa để nhận cấu tử có trị số octan cao pha vào
xăng và làm khí đốt dân dụng, làm nguyên liệu tổng hợp hóa dầu và hóa học.
1.2 Tổng quan về nhà máy lọc dầu Dung Quất [3]
Phát triển ngành công nghiệp Lọc - hóa dầu là một trong những chỉ số đánh giá
thành công sự nghiệp công nghiệp hóa của mỗi quốc gia, bởi đây là ngành công nghiệp
mũi nhọn có vai trò nền tảng với những ảnh hưởng sâu rộng đến cục diện một nền kinh
tế. Dự án xây dựng nhà máy lọc dầu (NMLD) ở nước ta được Đảng và Chính phủ chủ
trương từ rất sớm, xuất phát từ yêu cầu đảm bảo an ninh năng lượng và nhu cầu công
SVTH: Lê Trung Hậu – Trần Mạnh Hùng
T,P
3
Đồ án tốt nghiệp Trang GVHD: ThS. Lê Thị Như
Ý
nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước. Bên cạnh đó, việc đầu tư xây dựng NMLD Dung
Quất còn là động lực to lớn để phát triển kinh tế, xã hội của tỉnh Quảng Ngãi và các
tỉnh, thành phố trong khu vực miền Trung và là điều kiện quan trọng trong việc đảm
bảo an ninh quốc phòng, góp phần đảm bảo hai nhiệm vụ chiến lược hiện nay là xây
dựng và bảo vệ Tổ quốc.
Ngày 08/01/1998 lễ động thổ khởi công xây dựng NMLD Dung Quất đã được tiến
hành tại xã Bình Trị, huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi. Nhà máy chiếm diện tích
khoảng 338 ha mặt đất và 471 ha mặt biển.
Hình 1.2: Sơ đồ tổng thể vị trí nhà máy lọc dầu Dung Quất.
Nhà máy được xây dụng với mức đầu tư là hơn 3 tỉ USD (khoảng 40000 tỉ đồng).
Ngày 28/11/2005, lễ khởi công các gói thầu EPC 1+2+3+4 được tổ hợp các nhà thầu
Technip (gồm các nhà thầu: Technip (Pháp), Technip (Malaysia), JGC (Nhật Bản) và
Technicas Reunidas (Tây Ban Nha)) phối hợp với Petro Việt Nam tổ chức tại hiện
trường nhà máy.
Ngày 30/11/2008, Tổng Công ty Dầu Việt Nam và Ban Quản lý dự án NMLD
Dung Quất tổ chức lễ đón nhận chuyến dầu thô đầu tiên vận hành chạy thử NMLD
SVTH: Lê Trung Hậu – Trần Mạnh Hùng

4
Đồ án tốt nghiệp Trang GVHD: ThS. Lê Thị Như
Ý
Dung Quất. Đây là chuyến tàu dầu thô đầu tiên với khối lượng 80.000 tấn do NMLD
Dung Quất tiếp nhận tại phao rót dầu không bến một điểm neo (SPM) của nhà máy.
Trải qua rất nhiều khó khăn đến ngày 22/02/2009, lễ đón mừng dòng sản phẩm
thương mại đầu tiên của NMLD Dung Quất- NMLD đầu tiên của Việt Nam đã được
diễn ra.
Nhà máy được xây dựng với năng suất thiết kế là 6,5 triệu tấn/năm, tương đương
với 148000 thùng/ngày, dự kiến đáp ứng khoảng 30% nhu cầu tiêu thụ xăng dầu Việt
Nam. Nguyên liệu của nhà máy có thể là 100% dầu thô Bạch Hổ (Việt Nam) hoặc là
hỗn hợp 85% dầu thô Bạch Hổ + 15% dầu chua Dubai.
Các phân xưởng công nghệ trong nhà máy gồm có:
Phân xưởng chưng cất dầu thô (CDU)
Phân xưởng xử lý Naphta bằng Hydro (NHT)
Phân xưởng đồng phân hóa Naphta nhẹ (ISOM)
Phân xưởng Reforming xúc tác liên tục (CCR)
Phân xưởng xử lý Kerosen (KTU)
Phân xưởng Cracking xúc tác tầng sôi cặn chưng cất khí quyển (RFCC)
Phân xưởng xử lý Naphta của phân xưởng RFCC (NTU)
Phân xưởng xử lý LCO bằng hydro (LCO-HDT)
Phân xưởng xử lý LPG (LTU)
Phân xưởng thu hồi Propylene (PRU)
Phân xưởng tái sinh Amin (ARU)
Phân xưởng xử lý nước chua (SWS)
Phân xưởng trung hòa xút thải (CNU)
Phân xưởng thu hồi lưu huỳnh (SRU)
SVTH: Lê Trung Hậu – Trần Mạnh Hùng
5
Đồ án tốt nghiệp Trang GVHD: ThS. Lê Thị Như

Ý
Hình 1.3: Sơ đồ các phân xưởng chính trong nhà máy lọc dầu Dung Quất
Các sản phẩm thương mại của nhà máy gồm có:
• Propylene
• Khí hóa lỏng LPG (cho thị trường nội địa)
• Xăng Mogas 92/95
• Dầu hỏa
• Nhiên liệu phản lực Jet A1
• Diezel ôtô
• Dầu đốt (FO)
• Lưu huỳnh
1.3 Tổng quan về phân xưởng thu hồi Propylene của nhà máy lọc dầu Dung
Quất
SVTH: Lê Trung Hậu – Trần Mạnh Hùng
6
Đồ án tốt nghiệp Trang GVHD: ThS. Lê Thị Như
Ý
Hình 1.4: Phân xưởng PRU của nhà máy lọc dầu Dung Quất [3]
1.3.1 Vai trò – vị trí
Phân xưởng tách Propylene nằm trong cụm những phân xưởng xử lý
khí của nhà máy lọc dầu. Với mục đích chính là tách propylene ra
khỏi hỗn hợp khí từ phân xưởng cracking xúc tác để đưa đi sản xuất
polypropylene hay làm nguyên liệu cho công nghiệp hóa dầu .
Đối với NMLD Dung Quất, phân xưởng thu hồi Propylene (PRU) được thiết kế
để xử lý dòng hỗn hợp C
3
/C
4
(có lẫn C
2

) đến từ phân xưởng RFCC. Dòng nguyên liệu
này đã được tách loại phần lớn hàm lượng Mercaptan, COS và H
2
S bằng Amin. Phân
xưởng PRU sẽ tách và tinh chế propylene để đạt độ tinh khiết cao tới 99,6% khối
lượng.
Phân xưởng tách propylene gồm những cụm sau :
+ Tách C
4
+
+ Tách Ethane
+ Tách Propane
Thiết bị tách chính propane/propylene có hai cấp:
- Cấp một là giai đoạn tách ethane và những sản phẩm nhẹ hơn propylene.
Dòng C
3
đi ra từ tháp này có hàm lượng Propylene đạt xấp xỉ 74% khối lượng.
- Cấp hai là cột tách propylene/propane ở bơm nhiệt áp suất thấp. Sản phẩm
propylene (đạt 99,6% khối lượng) từ cột tách propane/propylene tiếp tục được tinh chế
tách loại các hợp chất của lưu huỳnh và nitơ.
SVTH: Lê Trung Hậu – Trần Mạnh Hùng
7
Đồ án tốt nghiệp Trang GVHD: ThS. Lê Thị Như
Ý
1.3.2 Cơ sở thiết kế
1.3.2.1 Đặc trưng nguyên liệu
Dòng nhập liệu cho phân xưởng PRU là dòng C3/C4 LPG đã qua xử lý đến từ phân
xưởng RFCC.
Với trường hợp sử dụng dầu thô Bạch Hổ và vận hành ở chế độ thu hồi xăng tối đa,
nguyên liệu cho phân xưởng PRU có thành phần hydrocacbon và các tạp chất được

trình bày trong bảng sau:
Bảng 1.1: Thành phần nhập liệu thiết kế cho phân xưởng PRU [3]
Thành phần Đơn vị Hàm lượng
Methane %wt 0
Ethane %wt 0,58
Ethylene %wt 0,01
Acetylen ppm (wt) 1
Propane %wt 7,94
Propylene %wt 26,24
Metyl Acetylen ppm (wt) 30
Propadiene ppm (wt) 10
iso-Butane %wt 19,01
n-Butane %wt 7,51
iso-Butene %wt 8,52
1-Butene %wt 8,18
Cis-2-Butene %wt 8,39
Trans-2-Butene %wt 12,77
1,2 Butadien %wt 0,14
Pentene %wt 0,59
Pentane %wt 0,11
C
6
+
%wt 0
SVTH: Lê Trung Hậu – Trần Mạnh Hùng
8
Đồ án tốt nghiệp Trang GVHD: ThS. Lê Thị Như
Ý
Bảng 1.2: Thành phần tạp chất trong dòng nguyên liệu của phân xưởng PRU [3]
Thành phần Hàm lượng Dạng tạp chất

H
2
S 0,5 ppm (wt) (dạng Lưu huỳnh)
Mercaptan 15 ppm (wt) (dạng Lưu huỳnh)
Cacbony sunfit 0,5 ppm (wt) (dạng Lưu huỳnh)
Lưu huỳnh tổng 16 ppm (wt) (dạng Lưu huỳnh)
Nước tự do 30 ppm (wt)
Asin (Arsine) 35 ppb (wt)
Posphine 35 ppb (wt)
Antimon 0
Oxy 0
Nitơ 0
Hydro 0
CO 0
CO
2
1 ppm (wt)
Oxygenates 2 ppm (wt)
Clo 2 ppm (wt)
Amoniac 2 ppm (wt)
Kiềm, như Na
+
1 ppm (wt)
Hóa chất thêm vào 0
Độ ăn mòn tấm đồng mẫu 1 max

Công suất nguyên liệu phân xưởng PRU là 77240 kg/h khi vận hành với
nguyên liệu có thành phần nêu ở trên, nhằm thu hồi 19535 kg/h propylene.
1.3.2.2 Tiêu chuẩn sản phẩm
Phân xưởng PRU được thiết kế để sản xuất Propylene đủ tiêu chuẩn đáp ứng quá trình

sản xuất polyme và hỗn hợp C
4
(Mixed C4) để phối trộn cho xăng.
Tiêu chuẩn sản phẩm Propylene của phân xưởng PRU được trình bày trong bảng 1.3:
SVTH: Lê Trung Hậu – Trần Mạnh Hùng
9
Đồ án tốt nghiệp Trang GVHD: ThS. Lê Thị Như
Ý
Bảng 1.3: Tiêu chuẩn sản phẩm Propylene từ phân xưởng PRU [3]
Thành phần Đơn vị Tiêu chuẩn
Propylene %wt 99,6 min
Tổng lượng parafine %wt 0,4 max
Methane ppm (wt) 20 max
Ethylene ppm (wt) 25 max
Ethane ppm (wt) 300 max
Acetylen, metyl acetylen ppm (wt) 5 max
C
4
+
ppm (wt) 50max
Hydro ppm (wt) 20 max
Nitơ ppm (wt) 100 max
CO ppm (wt) 0,33 max
CO
2
ppm (wt) 1 max
Oxy ppm (wt) 1 max
Nước ppm (wt) bão hòa
Oxygenates ppm (wt) 15 max
Clo ppm (wt) 1 max

Lưu huỳnh tổng ppm (wt) 1 max
COS ppm (wt) 2 max
Arsine ppm (wt) 0,03 max
Phosphine ppm (wt) 0,03 max
Tiêu chuẩn Mixed C4: Hỗn hợp của C
4
từ PRU chứa không quá 1% khối lượng của
C3 và các cấu tử nhẹ hơn.
1.3.2.3 Cân bằng vật chất
Bảng 1.4: Cân bằng vật chất PRU [3]
Vào PRU
Treated LPG vào PRU 77240 kg/h
Ra PRU
Propylene 19580 kg/h
Mixed C4 16827 kg/h
LPG sản phẩm 39972 kg/h
Off-gas 828 kg/h
Nước vào OWS 33 kg/h
Bảng 1.5: Điều kiện vận hành của dòng nguyên liệu và các dòng sản phẩm [3]
Tên dòng Điều kiện vận hành
Áp suất (kg/cm
2
g) Nhiệt độ,
o
C
Treated LPG vào PRU, min 14,5 40
Propylene 28 40
SVTH: Lê Trung Hậu – Trần Mạnh Hùng
10
Đồ án tốt nghiệp Trang GVHD: ThS. Lê Thị Như

Ý
Mixed C4 6,1 40
LPG sản phẩm 15,5 39
1.3.3 Sơ đồ công nghệ [phụ lục]
SVTH: Lê Trung Hậu – Trần Mạnh Hùng
11
Đồ án tốt nghiệp Trang GVHD: ThS. Lê Thị Như
Ý
1.3.3.1 Tháp tách C3/C4 Spliter (T-2101)
Hình 1.5: Sơ đồ công nghệ cụm tháp tách T-2101 phân xưởng PRU của nhà máy [3]
SVTH: Lê Trung Hậu – Trần Mạnh Hùng
12