ẢNH HƯỞNG của DÒNG NGUYÊN LIỆU THỰC tế đến PHÂN XƯỞNG THU hồi lưu HUỲNH và GIẢI PHÁP THU hồi lưu HUỲNH HIỆU QUẢ NHẤT tại NHÀ máy lọc dầu DUNG QUẤT

LỜI CẢM ƠN
Đồ án tốt nghiệp là phần rất quan trọng đối với mọi sinh viên, nó là ngưỡng cửa
cuối cùng trước khi kết thúc giai đoạn sinh viên. Đồ án tốt nghiệp là bài tổng kết
các kiến thức mà một sinh viên được truyền dạy trên giảng đường đại học, qua đó
phần nào đánh giá trình độ của sinh viên.
Sau đợt thực tập kéo dài một tháng tại nhà máy lọc dầu Dung Quất, được sự
giới thiệu của nhà trường và sự đồng ý của ban lãnh đạo nhà máy, rất may mắn em
lại được làm đồ án tốt nghiệp tại nhà máy trong thời gian ba tháng.
Nhờ sự hướng dẫn tận tình của các anh kĩ sư trong cụm phân xưởng Area 3,
phòng đạo tạo cũng như tập thể công nhân, ban lãnh đạo nhà máy đã giúp đỡ em
hoàn thành đồ án và cả trong quá trình sinh hoạt tại nhà máy.
Một lần nữa em xin chân hành cảm ơn.
Người HD: K.s Lê Trọng Khải SVTH: Nguyễn Như Trường Giang
K.s Lê Quốc Việt Lớp: 06H5
i
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT 1
1.1. Tổng quan 1
1.2. Sơ đồ tổ chức 1
1.3. Sơ đồ công nghệ nhà máy 3
CHƯƠNG 2: PHÂN XƯỞNG THU HỒI LƯU HUỲNH 4
2.1. Mục đích và công suất của phân xưởng 4
2.2. Dòng nguyên liệu 4
2.3. Tiêu chuẩn sản phẩm 4
2.4. Khói thải từ lò đốt incinerator 5
2.5. Sơ đồ công nghệ 6
2.6. Thuyết minh sơ đồ công nghệ 7
2.6.1 Khu vực phản ứng Claus 7
2.6.2 Thiết bị ngưng tụ lưu huỳnh cuối và Tail gas Coalescer 16
2.6.3 Bể chứa lưu huỳnh lỏng 17
2.6.4 Khu vực tách khí cho lưu huỳnh 17

2.6.5 Khu vực incinerator 18
2.7. An toàn trong phân xưởng 20
2.7.1 Tính chất vật lý và ảnh hưởng độc tố của H2S 20
2.7.2 Tính chất vật lý và ảnh hưởng độc tố của SO2 21
2.7.3 Tính chất vật lý và ảnh hưởng độc tố của lưu huỳnh 21
2.8. Các phản ứng xảy ra 21
2.8.1 Các phản ứng trong thiết bị phản ứng nhiệt 22
2.8.2 Các phản ứng trong thiết bị phản ứng xúc tác (A-2201-R-02/03/04) 23
2.8.3 Quá trình ngưng tụ 23
2.8.4 Phản ứng hoá học trong khu vực lưu huỳnh tách khí 23
2.8.5 Những phản ứng trong incinerator (A-2201-H-01) 24
2.9. Xúc tác và và lão hóa xúc tác 24
2.9.1 Xúc tác 24
2.9.2. Lão hóa xúc tác 26
CHƯƠNG 3: ẢNH HƯỞNG CỦA DÒNG NGUYÊN LIỆU THỰC TẾ ĐẾN
PHÂN XƯỞNG THU HỒI LƯU HUỲNH 27
3.1. Dòng nguyên liệu thực tế đến phân xưởng 27
3.2. Các ảnh hưởng đến phân xưởng 27
3.2.1. Tắt nghẽn hệ thống vận hành 27
Người HD: K.s Lê Trọng Khải SVTH: Nguyễn Như Trường Giang
K.s Lê Quốc Việt Lớp: 06H5
ii
3.2.1.1. Thiết bị Claus Waste Heat Boiler: 27
3.2.1.2. Thiết bị heat exchange 29
3.2.2. Thiết bị Catalytic Reactors: 29
3.2.3. Sản phẩm lưu huỳnh: 31
CHƯƠNG 4: CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ 33
4.1. Biện pháp tạm thời 33
4.1.1. Giảm áp suất và tăng nhiệt độ ở bồn chứa D-1901 33
4.1.2. Giảm lưu lượng tuần hoàn amine đến các thiết bị hấp thụ bằng amin

34
4.1.3. Sục N2 vào dòng nguyên liệu đến D-1901 35
4.1.4. Tính toán lượng oxy cần thiết cho quá trình cháy ở thermal reactor
36
4.1.5. Thêm LGO, chất phá nhũ và sục N2 vào bồn chứa D-1801 37
4.2. Biện pháp lâu dài 39
4.2.1. Sử dụng thiết bị tách Hydrocacbon 39
4.2.2. Một số biện pháp đề xuất cho nhà thầu 43
KẾT LUẬN 46
PHỤ LỤC 48
Người HD: K.s Lê Trọng Khải SVTH: Nguyễn Như Trường Giang
K.s Lê Quốc Việt Lớp: 06H5
iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
SRU Sunphur Recovery Unit
ARU Amine Regeneration Unit
SWS Sour Water Stripping
CCR Continuos Catalytic Reformer
CNU Spent Caustic Neutralisation Unit
RFCC Residu Fluid Catalytic Cracker
WHB Waste Heat Boiler
BFW Boiler Feed Water
LCOHDT Light Cycle Oil Hydro Treater
HC Hydrocacbon
Abs Absorper
FG Fuel Gas
TOC Total Organic Cacbon
BPSD Bound Per Streams Day
TSS Total Suspended Solid
Người HD: K.s Lê Trọng Khải SVTH: Nguyễn Như Trường Giang

K.s Lê Quốc Việt Lớp: 06H5
iv
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Sơ đồ tổng thể vị trí nhà máy lọc dầu Dung Quất 1
Hình 1.2: Sơ đồ tổ chức bộ máy công ty 2
Hình 1.3: Sơ đồ tổ chức của cụm phân xưởng 2
Hình 1.4: Sơ đồ công nghệ của nhà máy 3
Hình 2.1: Sơ đồ công nghệ 6
Hình 2.2: Cấu tạo Waste Heat Boiler 10
Hình 2.3: Xúc tác S-2001 mới 25
Hình 2.4: Xúc tác S-7001 mới 25
Hình 3.1: Sự bám cốc trong Claus Waste Heat Boiler 28
Hình 3.2: Muội than bám trên thiết bị lọc 28
Hình 3.3: Sự bám cặn trong thiết bị trao đổi nhiệt 29
Hình 3.4: Xúc tác nạp ban đầu 29
Hình 3.5: Xúc tác ở thiết bị phản úng xúc tác thứ nhất 30
Hình 3.6: Xúc tác ở thiết bị phản úng xúc tác thứ hai 30
Hình 3.7: Xúc tác ở thiết bị phản úng xúc tác thứ ba 30
Hình 3.8: Hạt xúc tác khi bám muội cacbon 31
Hình 3.9: Lưu huỳnh thành phẩm ( không bám muội cacbon ) 31
Hình 3.10: Lưu huỳnh khi bị bám muội cacbon 31
Hình 3.11: Lưu huỳnh thải bỏ ( bám nhiều muội cacbon) 32
Hình 3.12: Thải bỏ lưu huỳnh kém chất lượng 32
Hình 4.1: Mẫu Rich Amin trong D-1901 33
Hình 4.2: Đồ thị HC bay hơi theo nhiệt độ ở các điều kiện áp suất 34
Hình 4.3: Mẫu nước chua ra khỏi D-1801 38
Hình 4.4: giải thích của nhà thầu về nhũ tương xuất hiện trong mẫu nước chua 38
Hình 4.5: Các chất phá nhũ sử dụng trong quá trình thử nghiệm 39
Hình 4.6: Sơ đồ kết nối thiết bị tách 40
Hình 4.7: Cụm thiết bị tách 40

Hình 4.8: Màng lọc sơ bộ 41
Hình 4.9: Màng lọc tinh 41
Hình 4.10: Thiết bị tách chính 42
Hình 4.11: Các mẫu nước chua 42
Hình 4.12: Sơ đồ dòng khi thiết kế thêm đường ống 43
Hình 4.13: Các tháp hấp thụ 44
Người HD: K.s Lê Trọng Khải SVTH: Nguyễn Như Trường Giang
K.s Lê Quốc Việt Lớp: 06H5
v
Người HD: K.s Lê Trọng Khải SVTH: Nguyễn Như Trường Giang
K.s Lê Quốc Việt Lớp: 06H5
vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Thông số các dòng nguyên liệu 4
Bảng 2.2: Tiêu chuẩn sản phẩm lưu huỳnh 5
Bảng 2.3: Tiêu chuẩn khí thải 5
Bảng 2.4: Các thông số của Burner 8
Bảng 2.5: Các thông số của thermal reactor 8
Bảng 2.6: Thông số Pass I Waste Heat Boiler 11
Bảng 2.7: Thông số Pass II Waste Heat Boiler 11
Bảng 2.8: Thông số Pass III Waste Heat Boiler 13
Bảng 2.9: Thông số Pass IV Waste Heat Boiler 14
Bảng 2.10: Thông số Pass V Waste Heat Boiler 15
Bảng 2.11: Thông số các thiết bị phản ứng xúc tác 16
Bảng 2.12: Thông số của incinerator 18
Bảng 2.13: Thông số Dillution Air Blowers B-2203A/B 18
Bảng 2.14: Hệ thống on-line analysers 19
Bảng 2.15: Thành phần và 1 số tính chất xúc tác S-2001 25
Bảng 2.16: Thành phần và 1 số tính chất xúc tác S-7001 26
Bảng 3.1: Dòng nguyên liệu đến SRU 27

Bảng 4.1: Số liệu thực nghiệm 35
Bảng 4.2: Các hệ số tỉ lệ để tính toán lượng oxi cần thiết 37
Bảng 4.3: Điều kiện và thành phần mẫu trong thử nghiệm 39
Bảng 4.4: Kết quả test từ phòng LAP 42
Bảng 4.5: Thành phần dòng Fuel Gas 45
Người HD: K.s Lê Trọng Khải SVTH: Nguyễn Như Trường Giang
K.s Lê Quốc Việt Lớp: 06H5
vii
LỜI MỞ ĐẦU
Nhà máy lọc dầu Dung Quất là nhà máy lọc dầu đầu tiên trong nước, là nhà máy
có tầm quan trọng cực kì lớn trong việc phát triển của nền kinh tế cũng như đảm
bảo an ninh năng lượng của đất nước. Mọi hoạt động của nhà máy đều được cả
nước quan tâm. Sau thời gian chạy thử nghiệm, mọi hoạt động của nhà máy dần ổn
định.
Theo sự phát triển của nền kinh tế, chỉ tiêu về môi trường ngày càng khắt khe.
Để đảm bảo việc hoạt động của nhà máy được liên tục, ổn định và sản phẩm có thể
bán ra được thị trường thì đảm bảo các tiêu chuẩn về môi trường là điều không thể
thiếu.
Việc xử lí trong nhà máy thuộc cụm phân xưởng Area 3: xử lí khí chua, nước
chua, nước thải, kiềm thải Trong thời gian qua, vào ngày 20-22/10/2010 các báo
trong nước cũng như thời sự đều đưa tin về việc xuất hiện mùi khó chịu tại khu vực
lân cận nhà máy mà nguyên nhân là quá trình dừng phân xưởng thu hồi lưu huỳnh
để thay thế xúc tác. Đồ án này nêu ra nguyên nhân phải thay xúc tác sớm hơn thiết
kế và nêu ra một số biện pháp để hạn chế.
Người HD: K.s Lê Trọng Khải SVTH: Nguyễn Như Trường Giang
K.s Lê Quốc Việt Lớp: 06H5
viii
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG
QUẤT
1.1. Tổng quan

Nhà máy lọc dầu Dung Quất là nhà máy lọc dầu đầu tiên của Việt Nam với tổng
mức đầu tư khoảng 3,5 tỷ USD, được xây dựng tại 2 xã Bình Thuận và Bình Trị,
huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi. Công suất thiết kế của nhà máy là 6,5tr tấn dầu
thô/năm (148000 BPSD). Nguyên liệu của nhà máy là 100% dầu thô Bạch Hổ hoặc
dầu hỗn hợp có tính chất tương tự dầu Bạch Hổ. Hàm lượng lưu huỳnh là 0.03%.
Hình 1.1: Sơ đồ tổng thể vị trí nhà máy lọc dầu Dung Quất.
1.2. Sơ đồ tổ chức
1.2.1. Sơ đồ tổ chức công ty lọc hóa dầu Bình Sơn
Người HD: K.s Lê Trọng Khải SVTH: Nguyễn Như Trường Giang
K.s Lê Quốc Việt Lớp: 06H5
1
Hình 1.2: Sơ đồ tổ chức bộ máy công ty
1.2.2. Sơ đồ tổ chức cụm phân xưởng
Hình 1.3: Sơ đồ tổ chức của cụm phân xưởng
Người HD: K.s Lê Trọng Khải SVTH: Nguyễn Như Trường Giang
K.s Lê Quốc Việt Lớp: 06H5
2
1.3. Sơ đồ công nghệ nhà máy
Hình 1.4: Sơ đồ công nghệ của nhà máy
 Các sản phẩm chính của nhà máy:
• Khí hóa lỏng LPG (cho thị trường nội địa).
• Propylene.
• Xăng Mogas 92/95.
• Dầu hỏa.
• Nhiên liệu phản lực Jet A1.
• Diesel.
• Dầu đốt (FO).
• Lưu huỳnh.
Người HD: K.s Lê Trọng Khải SVTH: Nguyễn Như Trường Giang
K.s Lê Quốc Việt Lớp: 06H5

3
CHƯƠNG 2: PHÂN XƯỞNG THU HỒI LƯU HUỲNH
2.1. Mục đích và công suất của phân xưởng
Phân xưởng thu hổi lưu huỳnh được thiết kế nhằm chuyển hóa toàn bộ các hợp
chất của lưu huỳnh có mặt trong dòng khí axit nguyên liệu thành lưu huỳnh ở dạng
lỏng và xử lý khí thải để bảo bảo chỉ tiêu môi trường. Phân xưởng gồm các vùng
sau:
 Vùng phản ứng Claus
 Vùng lưu trữ lưu huỳnh lỏng và tách khí lẫn
trong lưu huỳnh lỏng
 Incinerator
 Vùng xuất lưu huỳnh
Công suất theo thiết kế là 5 tấn/ngày và hiệu suất thu hồi lưu huỳnh tối thiểu là
95%.
2.2. Dòng nguyên liệu
SRU được thiết kế để làm việc trong hai chế độ vận hành khác nhau của dầu
Bạch Hổ:
 Max Distillate
 Max Gasoline
Hiện nhà máy đang vận hành với nguyên liệu là dầu thô hỗn hợp có tính chất
giống dầu thô Bạch Hổ, chạy ở chế độ Max Gasoline.
Phân xưởng SRU được thiết kế để thu hồi lưu huỳnh từ các dòng khí axit sau:
 Khí axit từ phân xưởng ARU
 Khí giàu H
2
S từ phân xưởng SWS
Incinerator: được thiết kế để xử lí các dòng khí sau:
 Khí giàu NH
3
từ SWS

 Khí thải từ CNU
Bảng 2.1: Thông số các dòng nguyên liệu
Tên dòng
Điều kiện vận hành
Áp suất, kg/cm2g Nhiệt độ,
0
C
Dòng off gas của ARU đến SRU 0.6 50
Dòng H
2
S rich off gas đến SRU 0.6 90
Dòng NH
3
rich off gas đến SRU 0.7 90
Dòng off gas của CNU đến SRU 0.5 65
2.3. Tiêu chuẩn sản phẩm
Lưu huỳnh muốn xuất bán phải đảm bảo chất lượng theo tiêu chuẩn:
Người HD: K.s Lê Trọng Khải SVTH: Nguyễn Như Trường Giang
K.s Lê Quốc Việt Lớp: 06H5
4
Bảng 2.2: Tiêu chuẩn sản phẩm lưu huỳnh
Hợp chất Tiêu chuẩn
Lưu huỳnh tinh khiết wt% ≥99.9
Hợp chất hữu cơ wt% ≤0.08
Tro wt% ≤0.04
Nước wt% ≤0.1
H
2
S wt ppm ≤10
Màu Vàng sáng

2.4. Khói thải từ lò đốt incinerator
Khói thải ra môi trường từ lò đốt incinerator phải đáp ứng yêu cầu của Tiêu
Chuẩn Chất Lượng Khí QCVN 34: 2010/ BTNMT:
Bảng 2.3: Tiêu chuẩn khí thải
Hợp chất Hàm lượng
SO
2
520 mg/m
3
max
H
2
S 2 mg/m
3
max
NO
X
680 mg/m
3
max
CO 500 mg/m
3
max
NH
3
100 mg/m
3
max
Người HD: K.s Lê Trọng Khải SVTH: Nguyễn Như Trường Giang
K.s Lê Quốc Việt Lớp: 06H5

5
2.5. Sơ đồ công nghệ
Hình 2.1: Sơ đồ công nghệ
Người HD: K.s Lê Trọng Khải SVTH: Nguyễn Như Trường Giang
K.s Lê Quốc Việt Lớp: 06H5
6
2.6. Thuyết minh sơ đồ công nghệ
2.6.1 Khu vực phản ứng Claus
2.6.1.1Dòng khí axit từ phân xưởng ARU và dòng khí giàu H
2
S từ phân xưởng
SWS
Khí axit từ phân xưởng ARU(019) và khí giàu H
2
S từ phân xưởng SWS (018)
được đưa vào 2 bình tách A-2201-D-01 và A-2202-D-02 để tách các giọt lỏng
ngưng tụ. Bởi lượng lỏng này tác động không tốt tới khả năng vận hành của các
thiết bị tiếp sau.
Hai bơm (A-2201-P-01A/B và A-2201-P-01A/B) tự động bơm lượng lỏng ngưng
tụ từ các bình tách lỏng đến bể thải kín ở phân xưởng U- 018 (D-1807). Sự hoạt
động của bơm được điều khiển bởi mức chất lỏng trong bình tách.
Khí trong A-2201-D-01 được gia nhiệt bởi dòng hơi cao áp tại thiết bị gia nhiệt
sơ bộ A-2201-E-01. Sau đó dòng khí axit được đưa vào đầu đốt của thiết bị phản
ứng nhiệt A-2201-R-01 với lưu lượng dòng được điều khiển bởi thiết bị điều khiển
PIC-529 tại dòng khí ra ở A-2201-D-01. Một phần khí axit từ ARU được đưa vào
vùng phản ứng thứ 2 của thiết bị phản ứng nhiệt.
Khí giàu H
2
S từ SWS từ A-2202-D-02 được đưa vào đầu đốt của thiết bị phản
ứng nhiệt sau khi được phối trộn với dòng khí axit từ ARU.

2.6.1.2 Không khí cháy cung cấp đến khu vực Claus
Dòng không khí ở áp suất khí quyển được đưa vào hệ thống quạt nén A-2201-B-
01 A/B. Áp suất của dòng khí được điều khiển bởi thiết bị điều khiển áp suất PIC-
545. Một phần nhỏ khí nén được sử dụng để tách khí H
2
S bị lôi cuốn theo dòng lưu
huỳnh lỏng trong bể A-2201-TK-01.
Một phần được đưa qua gia nhiệt bởi dòng hơi nước áp suất cao ở A-2201-E-02
nhằm tăng đảm bảo nhiệt độ tại thiết bị A-2201-R-01. Luu lượng dòng hơi cung cấp
có nhiệt độ được điều khiển bởi thiết bị TIC-523 được tính toán phù hợp với công
suất A-2201-E-02.Sau đó dòng khí này được đưa qua thiết bị phản ứng nhiệt A-
2201-R-01.
2.6.1.3 Thiết bị Thermal Reactor và Burner
Thiết bị Thermal Reactor và Burner là những bộ phận quan trọng trong khu vực
Claus.
• Cấu tạo Burner:
Người HD: K.s Lê Trọng Khải SVTH: Nguyễn Như Trường Giang
K.s Lê Quốc Việt Lớp: 06H5
7
Bảng 2.4: Các thông số của Burner
Thermal Reactor A2201-R01 Burner
Nozzole data for burner
Áp suất thiết kế (kg/cm
2
g) 5.2
Áp suất vận hành (kg/cm
2
g) 0.49
Nhiệt độ thiết kế (
0

C) (lớp bảo ôn) 343
Nhiệt độ vận hành (
0
C) (lớp bảo ôn) 250
Cấu trúc burner
Lắp đặt Nằm ngang
Cấu trúc làm kín khí Có
Kết nối fuel gas Khớp nối linh động
Điều khiển ngọn lửa 2 đầu dò ngọn lửa, bộ khuếch đại
Tiếng ồn (Max) 85 dB (khoảng cách 1m)
• Cấu tạo thiết bị thermal reactor:
Bảng 2.5: Các thông số của thermal reactor
Thermal Reactor A2201-R01
Chiều dài (mm) 2700
Đường kính trong (mm) 1290
Vị trí Nằm ngang
Nhiệt độ thiết kế (cho fuel gas)(
0
C) 1450
Min/Max nhiệt độ vận hành Zone 1: 1250/900 zone 2: 1250/850
Vật liệu chịu lửa
Loại gạch Grade 28
Nhiệt độ chịu dược 1540
0
C
Hệ số dẫn nhiệt tại 600
0
C 0.34W/m
0
C

Tổng lưu lượng của các dòng khí axit được điều khiển sao cho áp suất của ống
gom ở giá trị không đổi. Không khí cho đốt cháy được điều khiển để đảm bảo lưu
lượng phù hợp cho quá trình đốt cháy tại thiết bị thermal reactor.
Việc điều khiển được dựa trên tiêu chuẩn là thành phần của tất cả các dòng hoà
trộn vào là không đổi, và sự điều khiển thích hợp đạt được giữ cho tỉ lệ lưu lượng
giữa dòng khí axit và dòng không khí là không đổi.
Không khí vào đầu đốt vừa đủ để đạt tới sự oxi hoá hoàn toàn hydrocacbon, tất
cả các tạp chất khác có mặt trong dòng khí nguyên liệu và để đốt cháy xấp xỉ 1/3 của
tổng lượng khí H
2
S để tạo thành SO
2
, nhằm tối đa hoá hiệu suất thu hồi lưu huỳnh
tổng quát. Toàn bộ lượng oxi được tính toán bằng cách đo mỗi dòng khí axit và nhân
mỗi dòng với một hệ số hiệu chỉnh để xác định nhu cầu lượng oxi với dòng khí này.
Cả hai nhu cầu oxi được cộng vào và tổng nhu cầu oxi được cài đặt tại bộ điều khiển
lưu lượng dòng không khí chính (022-FIC-527).
Người HD: K.s Lê Trọng Khải SVTH: Nguyễn Như Trường Giang
K.s Lê Quốc Việt Lớp: 06H5
8
Sự sai lệch nhỏ trong thành phần của khí axit được bù bằng một bộ điều khiển
dòng không khí chỉnh tinh được điều chỉnh thông qua tỉ lệ H
2
S/SO
2
chứa trong tail
gas rời khỏi khu vực Claus (tín hiệu từ 022-AIC-501).
Lưu lượng dòng không khí chỉnh tinh (trim air) cho phép đạt được tỉ số H
2
S/SO

2
tối ưu là 2:1 trong dòng tail gas rời khỏi tail gas Coalescer (A-2201-D-04).
Burner được trang bị với một súng phun khí nhiên liệu và thiết bị liên quan để
đốt cháy khí nhiên liệu trong quá trình gia nhiệt lúc khởi động phân xưởng. Lưu
lượng không khí yêu cầu vừa đủ cho quá trình cháy được cung cấp thông qua bộ
điều khiển tỉ lệ. Burner có rất nhiều thiết bị liên quan để đảm bảo vận hành được ổn
định và an toàn, như là thiết bị dò lửa (flame scanner) (02 cái), thiết bị đánh lửa,
Một đường ống hơi thấp áp thường trực cung cấp để kiểm soát nhiệt độ ngọn lửa
trong thiết bị Thermal Reactor (A-2201-R-01).
Thiết bị Thermal Reactor (A-2201-R-01) được thiết kế thành hai khu vực phản
ứng, hoạt động ở nhiệt độ khác nhau. Tại khu vực phản ứng thứ nhất, không khí cho
quá trình cháy, dòng off gas giàu H
2
S và một phần của dòng khí axit từ ARU được
đốt cháy. Lưu lượng không khí cho quá trình cháy có mặt trong khu vực ngọn lửa
này là tương đối cao hơn so với lượng yêu cầu cho phản ứng Claus, một phần lượng
khí axit từ ARU được đưa đến khu vực phản ứng thứ hai. Kết quả là nhiệt độ ngọn
lửa cao hơn mong muốn (chỉ xem xét tại tiêu chuẩn phản ứng Claus) và với phương
pháp này đảm bảo cho ngọn lửa được ổn định và đốt cháy hoàn toàn hydrocacbon và
các tạp chất.
Ở khu vực phản ứng thứ hai, dòng khói cháy từ khu vực đốt thứ nhất và dòng off
gas còn lại của ARU được hoà trộn. Vì vậy, khi dòng khí axit từ ARU còn lại được
phun vào, nhiệt độ bị giảm xuống và làm thay đổi thành phần của dòng khói cháy.
Nhiệt độ tối ưu đạt được khi đưa khoảng 50% dòng khí axit từ ARU đến khu vực
phản ứng thứ hai tại lưu lượng thiết kế.
Nhiệt độ bên trong của khu vực phản ứng đầu tiên xấp xỉ 1240
0
C và nhiệt độ của
khí cháy rời khỏi thiết bị phản ứng xấp xỉ 900
0

C. Tổng chuyển hoá mong muốn của
H
2
S thành lưu huỳnh trong thiết bị Thermal Reactor (A-2201-R-01) là xấp xỉ 16.4%
ở điều kiện thiết kế (max. Gasoline).
Người HD: K.s Lê Trọng Khải SVTH: Nguyễn Như Trường Giang
K.s Lê Quốc Việt Lớp: 06H5
9
2.6.1.4 Nồi hơi tận dụng nhiệt từ quá trình Claus (Claus Waste Heat Boiler)
Hình 2.2: Cấu tạo Waste Heat Boiler
Sản phẩm cháy rời khỏi thiết bị phản ứng nhiệt (A-2201-R-01) được đưa vào
trong ống của A-2201-SG-01 và được làm lạnh xuống 240
0
C tại pass I và II. Khí
công nghệ tiếp tục được làm lạnh sâu hơn xuống còn khoảng 162
0
C trong thiết bị
ngưng tụ thứ nhất (A-2201-SG-01 pass III). Sản phẩm lưu huỳnh trong A-2201-R-01
được ngưng tụ trong ống của A-2201-SG-01 pass III và được tháo ra bởi trọng lực
đến bể chứa lưu huỳnh (A-2201-TK-02) thông qua thiết bị seal leg riêng (A-2201-D-
05A).
- Pass I : Pass đầu tiên của WHB(Waste Heat Boiler)
Người HD: K.s Lê Trọng Khải SVTH: Nguyễn Như Trường Giang
K.s Lê Quốc Việt Lớp: 06H5
10
Bảng 2.6: Thông số Pass I Waste Heat Boiler
Pass I
Diện tích bề mặt (m
2
) 7.5

Điều kiện vận hành tại lưu lượng dòng theo thiết kế
Shell size Type size
Dòng BFW/LP steam Process gas
vào ra vào Ra
Hơi (kg/h) 1533.8 1533.8
Lỏng (kg/h)
Steam 790.5
Nước 814.6 24.1
Nhiệt độ (
0
C) 112 152 897 455
Áp suất(kg/cm
2
g) 4.1 0.44
Duty(KW) 245
Hệ số truyền nhiệt (W/m
2 0
C ) 66.1 clean 68.1
Cấu trúc của Shell
Số pass trong shell Shell side : 1 tube side: 1
Số ống trong tubes 6
Đường kính tubes (mm) 7.62
Chiều dài (mm) 4500
Pitch (mm) 125 (square)
- Pass II : Pass thứ hai của WHB(Waste Heat Boiler).
Bảng 2.7: Thông số Pass II Waste Heat Boiler
Pass II
Người HD: K.s Lê Trọng Khải SVTH: Nguyễn Như Trường Giang
K.s Lê Quốc Việt Lớp: 06H5
11

Diện tích bề mặt (m
2
) 11.9
Điều kiện vận hành tại lưu lượng dòng theo thiết kế
Shell size Type size
Dòng BFW/LP steam Process gas
vào ra vào Ra
Hơi (kg/h) 1533.8 1533.8
Lỏng (kg/h)
Steam 790.5
Nước 814.6 24.1
Nhiệt độ (
0
C) 112 152 455 240
Áp suất(kg/cm
2
g) 4.1 0.42
Duty(KW) 107
Hệ số truyền nhiệt (W/m
2 0
C ) 51.6 clean 53
Cấu trúc của Shell
Số pass trong shell Shell side : 1 tube side: 1
Số ống trong tubes 14
Đường kính tubes (mm) 5.54
Chiều dài (mm) 4500
Pitch (mm) 85 (triangular)
Người HD: K.s Lê Trọng Khải SVTH: Nguyễn Như Trường Giang
K.s Lê Quốc Việt Lớp: 06H5
12

- Pass III : Thiết bị ngưng tụ đầu tiên.
Bảng 2.8: Thông số Pass III Waste Heat Boiler
Pass III
Diện tích bề mặt (m
2
) 15.7
Điều kiện vận hành tại lưu lượng dòng theo thiết kế
Shell size Type size
Dòng BFW/LP steam Process gas
vào ra vào Ra
Hơi (kg/h) 1533.8 1504.4
Lỏng (kg/h) 29.4
Steam 790.5
Nước 814.6 24.1
Nhiệt độ (
0
C) 112 152 240 126
Áp suất(kg/cm
2
g) 4.1 0.4
Duty(KW) 37
Hệ số truyền nhiệt (W/m
2 0
C ) 65.7 clean 67.9
Cấu trúc của Shell
Số pass trong shell Shell side : 1 tube side: 1
Số ống trong tubes 35
Đường kính tubes (mm) 2.77
Chiều dài (mm) 4500
Pitch (mm) 45(triangular)

Hơi áp suất thấp được sinh ra ở bên ngoài vỏ ống và được chuyển tới ống góp.
Áp suất hơi này được điều khiển ở 4.1 kg/cm
2
G bởi bộ điều khiển áp suất (022-PIC-
555). Nước nồi hơi (BFW) được cung cấp cho A-2201-SG-01 bởi bộ điều khiển mức
(022-LIC-514).
2.6.1.5 Thiết bị gia nhiệt thứ nhất A-2201-E-03 và thiết bị phản ứng xúc tác
thứ nhất
Dòng khí công nghệ rời thiết bị ngưng tụ lưu huỳnh thứ nhất (A-2201-SG-01
pass III) được gia nhiệt bằng dòng hơi cao áp thông qua thiết bị điều khiển nhiệt độ
(022-TIC-541) nâng nhiệt độ lên 240
0
C tại thiết bị gia nhiệt thứ nhất A-2201-E-03,
rồi chuyển tới thiết bị phản ứng xúc tác thứ nhất (A-2201-R-02).
Dòng khí công nghệ vào A-2201-R-02 tại đó phản ứng Claus giữa H
2
S và SO
2
tiếp diễn cho đến khi cân bằng đạt được ở điều kiện này. Nhiệt độ của khí công nghệ
rời khỏi thiết bị phản ứng (A-2201-R-02) là 321
0
C ở điều kiện thiết kế
(Max.gasoline).
Người HD: K.s Lê Trọng Khải SVTH: Nguyễn Như Trường Giang
K.s Lê Quốc Việt Lớp: 06H5
13
2.6.1.6 Thiết bị ngưng tụ lưu huỳnh thứ 2, thiết bị gia nhiệt thứ 2 (A-2201-E-
04) và thiết bị phản ứng xúc tác thứ 2
Dòng khí công nghệ rời khỏi thiết bị phản ứng xúc tác thứ nhất (A-2201-R-02)
được đưa vào thiết bị ngưng tụ lưu huỳnh thứ 2 (A-2201-SG-01 pass IV). Lưu huỳnh

sinh ra trong A-2201-R-02 được ngưng tụ trong ống của A-2201-SG-01 pass IV và
được đưa đến bể chứa lưu huỳnh (A-2201-TK-02) bởi trọng lực thông qua thiết bị
seal leg riêng (A-2201-D-05B). Một thiết bị tách sương được trang bị trên đường ra
của A-2201-SG-01 pass IV để tách hết lưu huỳnh lỏng kéo theo ở dạng sương trong
dòng khí công nghệ.
Dòng khí công nghệ rời khỏi thiết bị ngưng tụ lưu huỳnh thứ 2 (A-2201-SG-01
pass IV) ở 170
0
C và được đưa đến thiết bị gia nhiệt thứ 2 (A-2201-E-04) để nâng
nhiệt lên 205
0
C bằng dòng hơi quá nhiệt cao áp thông qua bộ điều khiển nhiệt độ
(022-TIC-539) sau đó đi vào thiết bị phản ứng xúc tác thứ 2 (A-2201-R-03) tại đó
phản ứng Claus giữa H
2
S và SO
2
tiếp tục cho đến khi cân bằng được thiết lập ở điều
kiện này. Nhiệt độ cân bằng là xấp xỉ 223
0
C ở điều kiện thiết kế (Max.gasoline).
- Pass IV : Thiết bị ngưng tụ thứ 2.
Bảng 2.9: Thông số Pass IV Waste Heat Boiler
Pass IV
Diện tích bề mặt (m
2
) 16.2
Điều kiện vận hành tại lưu lượng dòng theo thiết kế
Shell size Type size
Dòng BFW/LP steam Process gas

vào ra vào Ra
Hơi (kg/h) 1504.4 1356.6
Lỏng (kg/h) 147.8
Steam 790.5
Nước 814.6 24.1
Nhiệt độ (
0
C) 112 152 321 171
Áp suất(kg/cm
2
g) 4.1 0.28
Duty(KW) 84
Hệ số truyền nhiệt (W/m
2 0
C ) 75.8 clean 78.9
Cấu trúc của Shell
Số pass trong shell Shell side : 1 tube side: 1
Số ống trong tubes 35
Đường kính tubes (mm) 2.77
Chiều dài (mm) 4500
Pitch (mm) 46(triangular)
Người HD: K.s Lê Trọng Khải SVTH: Nguyễn Như Trường Giang
K.s Lê Quốc Việt Lớp: 06H5
14
2.6.1.7 Thiết bị ngưng tụ lưu huỳnh thứ 3, thiết bị gia nhiệt thứ 3(A-2201-E-
04) và thiết bị phản ứng xúc tác thứ 3
Dòng khí công nghệ rời khỏi thiết bị phản ứng xúc tác thứ 2 (A-2201-R-03) được
đưa vào thiết bị ngưng tụ lưu huỳnh thứ 3 (A-2201-SG-01 pass V). Lưu huỳnh sinh
ra trong A-2201-R-03 được ngưng tụ trong ống của A-2201-SG-01 pass V và được
đưa đến bể chứa lưu huỳnh (A-2201-TK-02) bởi trọng lực thông qua thiết bị seal leg

riêng (A-2201-D-05C). Một thiết bị tách sương được trang bị trên đường ra của A-
2201-SG-01 pass V để tách hết lưu huỳnh lỏng kéo theo ở dạng sương trong dòng
khí công nghệ.
- Pass V : Thiết bị ngưng tụ thứ 3.
Bảng 2.10: Thông số Pass V Waste Heat Boiler
Pass V
Diện tích bề mặt (m
2
) 14.4
Điều kiện vận hành tại lưu lượng dòng theo thiết kế
Shell size Type size
Dòng BFW/LP steam Process gas
vào ra vào Ra
Hơi (kg/h) 1356.6 1329.5
Lỏng (kg/h) 27.1
Steam 790.5
Nước 814.6 24.1
Nhiệt độ (
0
C) 112 152 223 162
Áp suất(kg/cm
2
g) 4.1 0.173
Duty(KW) 28
Hệ số truyền nhiệt (W/m
2 0
C ) 62.7 clean 64.8
Cấu trúc của Shell
Số pass trong shell Shell side : 1 tube side: 1
Số ống trong tubes 32

Đường kính tubes (mm) 2.77
Chiều dài (mm) 4500
Pitch (mm) 46(triangular)
Dòng khí công nghệ rời khỏi thiết bị ngưng tụ lưu huỳnh thứ 3 (A-2201-SG-01
pass V) ở 162
0
C và được đưa đến thiết bị gia nhiệt thứ 3 (A-2201-E-04) để nâng
nhiệt lên 190
0
C bằng dòng hơi quá nhiệt cao áp dưới bộ điều khiển nhiệt độ (022-
TIC-540) sau đó đi vào thiết bị phản ứng xúc tác thứ 3 (A-2201-R-04) tại đó phản
ứng Claus giữa H
2
S và SO
2
tiếp tục cho đến khi cân bằng được thiết lập ở điều kiện
này. Nhiệt độ cân bằng là xấp xỉ 193
0
C ở điều kiện thiết kế (Max.gasoline case).
Người HD: K.s Lê Trọng Khải SVTH: Nguyễn Như Trường Giang
K.s Lê Quốc Việt Lớp: 06H5
15
Bảng 2.11: Thông số các thiết bị phản ứng xúc tác
A-2201-R02 A-2201-R03 A-2201-R04
Tên 1
st
catalytic reactor 2
nd
catalytic reactor 3
rd

catalytic reactor
Thể tích tầng
xúc tác (m
3
)
Titanium oxit: 0.94
Alumina-based:0.94
Alumina-based:1.32 Alumina-based:1.88
Đường kính
trong (mm)
1900 1900 1900
Chiều dài
(mm)
1375 1300 1375
Vật liệu chế
tạo
Thép cacbon không rỉ
Điều kiện vận hành theo thiết kế
Lưu lượng
lỏng (kg/h)
0 0 0
Lưu lượng
hơi (kg/h)
1504.4 1356.6 1321.5
Áp suất vào
(kg/cm
2
g)
0.33 0.21 0.09
Áp suất ra

(kg/cm
2
g)
0.28 0.173 0.05
Nhiệt độ vào
(
0
C)
240 205 190
Nhiệt độ ra
(
0
C)
321 223 193
2.6.2 Thiết bị ngưng tụ lưu huỳnh cuối và Tail gas Coalescer
Dòng khí công nghệ rời khỏi thiết bị phản ứng xúc tác thứ 3 (A-2201-R-04) ở
193
0
C được đưa vào trong ống của thiết bị ngưng tụ lưu huỳnh cuối (A-2201-E-06)
để làm lạnh và thu hồi lưu huỳnh sinh ra trong A-2201-R-04. Việc làm lạnh được tối
đa để giảm đến tối thiểu lưu huỳnh trong dòng tail gas. Sản phẩm lưu huỳnh được
ngưng tụ trong ống của A-2201-E-06 và được đưa đến bể chứa lưu huỳnh (A-2201-
TK-02) bởi trọng lực thông qua thiết bị làm kín seal leg lưu huỳnh riêng (A-2201-D-
05D). Khí công nghệ đến từ A-2201-E-06 được cung cấp đến thiết bị tách lưu huỳnh
lỏng từ tail gas coalescer (A-2201-D-04) để tách lưu huỳnh ở dạng sương khỏi dòng
khí công nghệ.
Nhiệt của khí công nghệ vào thiết bị ngưng tụ lưu huỳnh cuối cùng (A-2201-E-
06) được sử dụng để hoá hơi BFW. Sản phẩm hơi nước được điều khiển áp suất ở 1
kg/cm
2

G (120
0
C) thông qua 022-PIC-562 để chắc chắn rằng trong quá trình vận
Người HD: K.s Lê Trọng Khải SVTH: Nguyễn Như Trường Giang
K.s Lê Quốc Việt Lớp: 06H5
16
hành nhiệt độ trong ống của A-2201-E-06 luôn cao hơn nhiệt độ đông đặc của lưu
huỳnh để tránh gặp sự cố, nhưng phải thấp ở mức có thể.
Dòng tail gas rời khỏi tail gas coalescer (A-2201-D-04) ở xấp xỉ 130
0
C được đưa
trực tiếp đến buồng đốt của incinerator (A-2201-H-01).
2.6.3 Bể chứa lưu huỳnh lỏng
Lưu huỳnh ngưng tụ dạng lỏng trong 4 giai đoạn ngưng tụ được đưa đến bể chứa
lưu huỳnh (A-2201-TK-02) nhờ trọng lực thông qua hệ thống làm kín seal leg riêng
(A-2201-D-05A/B/C/D). Mỗi seal leg lưu huỳnh được trang bị thiết bị lọc riêng (loại
tấm đục lỗ) để tránh ngẹt seal leg do bụi vỡ của xúc tác và lớp chịu nhiệt. Hệ thống
seal leg được gia nhiệt bằng hơi nước và kích thước đủ để tránh dòng khí công nghệ
thoát ra ngoài trong các quá trình hoạt động, và cả cho trường hợp rối loạn trầm
trọng.
Bể chứa lưu huỳnh được chia thành 02 phần: một phần chứa lưu huỳnh chưa tách
khí và một phần chứa lưu huỳnh đã tách khí.
Khu vực chứa lưu huỳnh chưa tách khí có kích thước chứa 01 ngày sản xuất của
khu vực Claus, và được trang bị 02 bơm lưu huỳnh (A-2201-P-04A/B), để chuyển
liên tục lưu huỳnh đến bể tách khí cho lưu huỳnh lỏng (A-2201-TK-01).
Khu vực chứa lưu huỳnh đã tách khí có kích thước chứa khoảng 01 ngày sản suất
của khu vực Claus và được trang bị 02 bơm lưu huỳnh (A-2201-P-05A/B) để chuyển
lưu huỳnh đã tách khí đến khu vực xuất lưu huỳnh thành phẩm.
Bể chứa lưu huỳnh hoat động xấp xỉ dưới -50 mmH
2

O(G). Không khí cho vào
được hút ra bởi Pit ejector (A-2201-J-01A/B), và khí ra đưa đến incinerator (A-
2201-H-01).
2.6.4 Khu vực tách khí cho lưu huỳnh
Lưu huỳnh lỏng rời khỏi khu vực Claus có thể gây ra các về vấn đề an toàn và
môi trường do sự có mặt của H
2
S, một phần H
2
S được hoà tan vật lí và một phần
hiện diện ở dạng polisulphides (H
2
S
x
).
Trung bình thì lưu huỳnh lỏng chứa 250-300 wt.ppm H
2
S. Trong suốt thời gian
vận chuyển và tồn chứa H
2
S sẽ giải phóng ra từ lưu huỳnh, tạo thành một hỗn hợp nổ
nếu lượng khí vượt quá giới hạn nổ dưới của H
2
S trong điều kiện dư không khí.
Phạm vi giới hạn này là 3.7 vol% H
2
S ở 130
0
C và 4.3 vol% H
2

S ở điều kiện bình
thường.
Quá trình tách khí để tách khí H
2
S khỏi lưu huỳnh lỏng xuống đến 10 wt.ppm
H
2
S/H
2
S
x
, đây là mức trên của mức an toàn tránh vượt quá giới hạn nổ dưới.
Để đạt được tiêu chí này, dòng khí từ A-2201-B-01A/B được xục xuyên qua lưu
huỳnh để phá vỡ thành phần của polysulphide và giải phóng H
2
S hoà tan vật lí. Quá
Người HD: K.s Lê Trọng Khải SVTH: Nguyễn Như Trường Giang
K.s Lê Quốc Việt Lớp: 06H5
17