Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ hóa dầu sử dụng phần mềm hysys để mô phỏng phân xưởng xử lý naphtha bằng hydro (NHT unit 012) của nhà máy lọc dầu dung quất

Đồ Án Tốt Nghiệp

Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT)

LỜI MỞ ĐẦU
Nhà máy lọc dầu (NMLD) Dung Quất là công trình dầu khí trọng điểm quốc gia có
ý nghĩa hết sức to lớn với việc phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Quảng Ngãi và các
tỉnh, thành phố khu vực miền Trung – Tây Nguyên. Việc đầu tư xây dựng NMLD
Dung Quất cho phép nước ta chế biến dầu thô trong nước, đảm bảo từng bước về an
ninh năng lượng, giảm bớt sự phụ thuộc vào nguồn cung cấp các sản phẩm dầu mỏ
thương phẩm từ nước ngoài, góp phần vào sự nghiệp công nghiệp hóa – hiện đại hóa
đất nước. Với công suất 6,5 triệu tấn dầu thô một năm, NMLD Dung Quất đã đáp ứng
được khoảng 30% nhu cầu sử dụng trong nước gồm Propylene, LPG, xăng, dầu
Diesel, nhiên liệu phản lực Jet A1, dầu hỏa, dầu đốt lò đạt chất lượng theo yêu cầu của
Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về sản phẩm xăng dầu.
Trong các phân xưởng công nghệ của NMLD Dung Quất, phân xưởng xử lý
Naphtha bằng Hydro (NHT) được thiết kế để xử lý các tạp chất trong phân đoạn
Naphtha nhằm đảm bảo chất lượng nguyên liệu đầu vào cho hai phân xưởng Isomer
hóa và CCR. Để tìm hiểu kỹ hơn về phân xưởng NHT này, em được giao nhiệm vụ
thực hiện đề tài tốt nghiệp: “Sử dụng phần mềm Hysys để mô phỏng phân xưởng xử
lý Naphtha bằng hydro (NHT-Unit 012) của nhà máy lọc dầu Dung Quất”.

SVTH: Trương Công Minh

1

GVHD: GVC.TS. Lê Thị Như Ý


Đồ Án Tốt Nghiệp

Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT)

DANH MỤC HÌ
Hình 1.1 Ảnh hưởng của thời gian lưu đến phản ứng loại bỏ lưu huỳnh.....................16
Hình 1.2 Vị trí phân xưởng NHT................................................................................17
Hình 1.3 Sơ đồ kết nối các dòng công nghệ phân xưởng NHT....................................18
Hình 1.4 Sơ đồ kết nối các dòng phụ trợ, năng lượng, hóa học ở cụm phân xưởng
NHT/CCR/ISOM.................................................................................................23
Y
Hình 3. 1 thiết lập hệ đơn vị.........................................................................................43
Hình 3. 2 nhập cấu tử...................................................................................................43
Hình 3. 3 chọn mô hình nhiệt động..............................................................................44
Hình 3. 4 thiết lập phương trình phản ứng...................................................................44
Hình 3. 5 sơ đồ mô phỏng............................................................................................45
Hình 3. 6 dòng Straight Run Naphtha (201)................................................................46
Hình 3. 7 dòng Hydro bổ sung.....................................................................................46
Hình 3. 8 dòng nước làm mát.......................................................................................47
Hình 3. 9 thiết bị phản ứng..........................................................................................47
Hình 3. 10 các thông số của thiết bị phản ứng.............................................................48
Hình 3. 11 thông số các dòng kết nối với tháp Stripper...............................................49
Hình 3. 12 thông số tháp Stripper................................................................................49
Hình 3. 13 thông số tháp Stripper (T-100)..................................................................50
Hình 3. 14 thông số tháp Splitter.................................................................................51
Hình 3. 15 thông số các dòng kết nối với tháp Splitter...............................................52
Hình 3. 16 thông số bình tách.....................................................................................52
Hình 3. 17 thông số thiết bị trao đổi nhiệt E-1201.......................................................53
Hình 3. 18 thiết bị trao đổi nhiệt E-1202.....................................................................53
Hình 3. 19 thiết bị trao đổi nhiệt E-1207......................................................................54
Hình 3. 20 thiết bị trao đổi nhiệt E-1206......................................................................55
Hình 3. 21 thiết bị trao đổi nhiệt E-105.......................................................................55

Hình 3. 22 lò đốt..........................................................................................................56
Hình 3. 23 bơm Pump-1...............................................................................................56
Hình 3. 24 bơm Pump-2...............................................................................................57
Hình 3. 25 bơm Pump-3...............................................................................................57
Hình 3. 26 bơm Pump-4...............................................................................................58
Hình 4. 1 Thể tích lỏng trong các dòng ra vào bình ngưng tụ......................................65
Hình 4. 2 thông số thiết kế bình ngưng tụ....................................................................66
Hình 4. 3 đồ thị điểm nhạy cảm tháp splitter...............................................................68
Hình 4. 4 nhập kích thước tháp....................................................................................77
Hình 4. 5 nhập thể tích condenser................................................................................77
Hình 4. 6 nhập thể thích reboiler..................................................................................78
Hình 4. 7 sơ đồ điều khiển...........................................................................................78
SVTH: Trương Công Minh

2

GVHD: GVC.TS. Lê Thị Như Ý


Đồ Án Tốt Nghiệp

SVTH: Trương Công Minh

Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT)

3

GVHD: GVC.TS. Lê Thị Như Ý

Đồ Án Tốt Nghiệp

Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT)

DANH MỤC BẢ
Bảng 1.1 Nhiệt phản ứng.............................................................................................13
Bảng 1.2 Điều kiện hoạt động đặc trưng quá trình khử S của Distillats và cặn............16
Bảng 1.3 Tính chất của Naphtha nguyên liệu.............................................................19
Bảng 1.4 Áp suất dòng khí Hydro................................................................................20
Bảng 1.5 Thành phần dòng khí Hydro bổ sung............................................................20
Bảng 1.6 Thành phần khí Off Gas...............................................................................21
Bảng 1.7 Các tính chất xăng nhẹ..................................................................................21
Bảng 1.8 Cân bằng vật chất của phân xưởng...............................................................32
Bảng 1.9 Giả sử các chất chứa lưu huỳnh....................................................................35
Bảng 1.10 Cân bằng vật chất mới của phân xưởng......................................................36
Y

Bảng 3.1 Kết quả và so sánh dòng Off Gas..................................................................57
Bảng 3.2 Kết quả và so sánh dòng Light Naphtha.......................................................59
Bảng 3.3 Kết quả và so sánh dòng Heavy Naphtha.....................................................60
Bảng 4.1 Các thông số thiết kế tháp Splitter................................................................63
Bảng 4. 2 Các thông số thiết kế tháp............................................................................65
Bảng 4.3 Bảng biến thiên nhiệt độ để xác định đĩa nhạy cảm......................................66
Bảng 4.4 Thông số điều khiển.....................................................................................78

SVTH: Trương Công Minh

4

GVHD: GVC.TS. Lê Thị Như Ý

Đồ Án Tốt Nghiệp

Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT)

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Tên đầy đủ

Ý nghĩa

BFW

Boiling Feed Water

Nước cấp cho nồi hơi

CDU

Crude Distillation Unit

Phân xưởng chưng cất khí quyển

HCO

Heavy Cycle Oil

Phần cất nặng

HDT

Hydrotreatment

Xử lý bằng Hydro

HN

Heavy Naphtha

Xăng nặng

LCO

Light Cycle Oil

Phần cất nhẹ

LN

Light Naphtha

Xăng nhẹ

LPG

Liquefied Petroleum Gas

Khí dầu mỏ hóa lỏng

LTU

LPG Treater Unit

Phân xưởng xử lý LPG

NTU

Naphtha Treater Unit

NHT

Naphtha Hydro Treater

Phân xưởng xử lý Naphtha của
RFCC
Phân xưởng xử lý Naphtha bằng

P&ID

Piping and Instrument Diagram

Hydro
Sơ đồ đường ống và điều khiển

PFD

Process Flow Diagram

Sơ đô công nghệ

RON

Research octane number

Chỉ số octane

PRU

Propylene Recovery Unit

Phân xưởng thu hồi Propylene

RFCC

Residue Fluid Catalytic Cracking

Cracking xúc tác tầng sôi dầu cặn

CCR

Continous Catalytic Reforming

Phân xưởng Reforming xúc tác

SWS

Sour Water Storage

Phân xử lý nước chua

ISOM

Isomerization

Đồng phân hóa Naphtha nhẹ

OP

Out Put

Biến ra

PV

Process variable

Biến quá trình

SP

Set Point

Cài đặt

SVTH: Trương Công Minh

5

GVHD: GVC.TS. Lê Thị Như Ý

Đồ Án Tốt Nghiệp

Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT)

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU...............................................................................................................1
DANH MỤC HÌNH.......................................................................................................2
DANH MỤC BẢNG.....................................................................................................3
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT.........................................................................................4
MỤC LỤC..................................................................................................................... 5
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI............................................................................8
I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHÂN XƯỞNG XỬ LÝ NAPHTHA (NHT) BẰNG
HYDRO CỦA NMLD DUNG QUẤT........................................................................8
1. Các phản ứng chính...........................................................................................9
a) Phản ứng khử lưu huỳnh (HDS)....................................................................9
b) Phản ứng khử Nitơ (HDN)..........................................................................10
c) Phản ứng khử Oxy (HDO)...........................................................................11
d) Phản ứng bão hòa các Olefin.......................................................................11
e) Phản ứng bão hòa các Aromatic..................................................................11
f) Phản ứng khử các Halogen (HDX)..............................................................11
g) Phản ứng khử kim loại (HDM)....................................................................12
2. Hiệu suất phản ứng và nhiệt của phản ứng:.....................................................12
3. Xúc tác............................................................................................................13
4. Hóa chất sử dụng.............................................................................................13
5. Thông số vận hành của quá trình.....................................................................13
a) Áp suất riêng phần của H2 (ppH )................................................................13
b) Nhiệt độ trong thiết bị phản ứng..................................................................14
c) Tốc độ nạp liệu thể tích VVH:.....................................................................15
d) Chỉ số tuần hoàn của H2..............................................................................15

e) Áp suất riêng phần của H2S.........................................................................15
II. TỔNG QUAN VỀ PHÂN XƯỞNG XỬ LÝ NAPHTHA (NHT 012).................16
1. Vị trí phân xưởng............................................................................................16
2. Mục đích phân xưởng......................................................................................17
a) Bản quyền....................................................................................................17
b) Chức năng của phân xưởng.........................................................................17
3. Cơ sở thiết kế...................................................................................................18
SVTH: Trương Công Minh

6

GVHD: GVC.TS. Lê Thị Như Ý


Đồ Án Tốt Nghiệp

Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT)

a) Đặc tính của nguyên liệu.............................................................................18
b) Chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm....................................................................20
4. Các dòng phụ trợ, năng lượng, hóa học được tiêu thụ.....................................22
5. Sơ đồ dòng công nghệ.....................................................................................23
a) Khu vực phản ứng.......................................................................................23
b) Khu vực stripper (T-1201)...........................................................................27
c) Khu vực phân tách Naphtha (Naphtha Splitter T-1202)...............................28
6. Cân bằng vật chất tổng thể của phân xưởng....................................................31
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM HYSYS......................................................39
I. GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM HYSYS.............................................................39
1. Giới thiệu sơ lược về Hysys............................................................................39
2. Các ứng dụng của Hysys.................................................................................39

3. Những ưu điểm của phần mềm Hysys.............................................................40
II. CÁC BƯỚC MÔ PHỎNG BẰNG PHẦN MỀM HYSYS..................................41
CHƯƠNG 3: SỬ DỤNG PHẦN MỀM HYSYS MÔ PHỎNG PHÂN XƯỞNG XỬ
LÝ NAPHTHA BẰNG HYDRO CỦA NMLD DUNG QUẤT...................................43
I. CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH MÔ PHỎNG............................................................43
1. Chọn hệ đơn vị đo:..........................................................................................43
2. Nhập cấu tử:....................................................................................................43
3. Chọn mô hình nhiệt động:...............................................................................44
4. Thiết lập phản ứng cho thiết bị phản ứng........................................................44
II. SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG...........................................................................................44
III. TIẾN HÀNH MÔ PHỎNG..............................................................................46
1. Thiết lập các dòng nguyên liệu:.......................................................................46
a) Dòng Straight Run Naphtha (201):..............................................................46
b) Dòng Make up Hydrogene:.........................................................................46
c) Dòng nước làm mát:....................................................................................47
2. Thiết bị phản ứng.............................................................................................47
3. Tháp Stripper Naphtha (T-100)........................................................................48
4. Tháp Splitter Naphtha......................................................................................50
5. Bình tách V-100...............................................................................................52
6. Các thiết bị trao đổi nhiệt................................................................................53
a) Thiết bị trao đổi nhiệt E-1201......................................................................53
SVTH: Trương Công Minh

7

GVHD: GVC.TS. Lê Thị Như Ý


Đồ Án Tốt Nghiệp

Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT)

b) Thiết bị trao đổi nhiệt bằng không khí E-1202............................................53
c) Thiết bị trao đổi nhiệt E-1207......................................................................54
d) Thiết bị trao đổi nhiệt E-1206......................................................................54
e) Thiết bị trao đổi nhiệt E-1213......................................................................55
7. Lò đốt..............................................................................................................56
8. Bơm và các thiết bị Mixer...............................................................................56
a) Bơm Pump-1:..............................................................................................56
b) Bơm Pump-2:..............................................................................................57
c) Bơm Pump-3...............................................................................................57
d) Bơm Pump-4...............................................................................................58
IV. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THẢO LUẬN.......................................................58
1. Dòng Off Gas:.................................................................................................58
2. Dòng Light Naphtha........................................................................................60
3. Dòng Heavy Naphtha:.....................................................................................61
4. Nhận xét kết quả..............................................................................................63
CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG ĐỘNG THÁP SPLITER..................................................64
I. THIẾT KẾ THÁP SPLITTER.............................................................................64
II. XÁC ĐỊNH ĐĨA NHẠY CẢM THÁP SPLITTER NAPHTHA..........................66
III. CÁC BƯỚC CHUYỂN TỪ TRẠNG THÁI TĨNH SANG TRẠNG THÁI
ĐỘNG...................................................................................................................... 69
1. Các chú ý quan trọng khi xây dựng trạng thái động........................................70
2. Troubleshooting (Xử lý sự cố).........................................................................71
3. Công cụ kiểm tra trước khi chuyển sang trạng thái động Dynamics Assistant 72
4. Integrator.........................................................................................................73
IV.TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PID.................................................74
V. MÔ PHỎNG........................................................................................................77
1. Nhập kích thước tháp.......................................................................................77
2. Lắp bơm, van, thiết bị điều khiển....................................................................78

3. Xuất biểu đồ Strip Chart..................................................................................79
KẾT LUẬN.................................................................................................................81
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................82
PHỤ LỤC.................................................................................................................... 83

SVTH: Trương Công Minh

8

GVHD: GVC.TS. Lê Thị Như Ý


Đồ Án Tốt Nghiệp

Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT)

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHÂN XƯỞNG XỬ LÝ NAPHTHA (NHT) BẰNG
HYDRO CỦA NMLD DUNG QUẤT
Quá trình xử lý Hydro thường được sử dụng để loại trừ các chất gây ngộ độc xúc
tác phân xưởng Platforming từ Naphtha trực tiếp hay Naphtha qua các quá trình chế
biến được đưa đến nạp liệu cho phân xưởng công nghệ Platforming.
Các hợp chất cơ kim, Arsen và Chì là những chất gây ngộ độc vĩnh viễn xúc tác có
chứa Platin. Sự loại trừ hoàn toàn các chất này bằng quá trình xử lý Hydro sẽ kéo dài
tuổi thọ xúc tác phân xưởng Platforming. Lưu huỳnh là chất gây ngộ độc tạm thời đối
với xúc tác của xưởng Platforming. Hoạt tính của xúc tác Platforming chính là nguyên
nhân làm thay đổi sản phẩm không mong muốn và tăng hàm lượng cốc. Hợp chất Nitơ
hữu cơ cũng gây ngộ độc tạm thời xúc tác Platforming. Nó cũng là 1 thông số quan
trọng, tuy nhiên với nồng độ của Nitơ tương đối nhỏ trong nguyên liệu của
Platforming sẽ là nguyên nhân gây nên chênh lệnh rộng hoạt tính của xúc tác như việc

lắng đọng muối Clo trong những khu vực lạnh của xưởng Platforming.
Các hợp chất của Oxy cũng gây thiệt hại cho quá trình vận hành phân xưởng
Platforming. Bất kì hợp chất Oxy mà không được loại trừ trong phân xưởng xử lý
Hydro sẽ được chuyển hóa thành nước trong phân xưởng Platforming, chính vì thế ảnh
hưởng đến cân bằng nước/Clo của xúc tác Platforming. Hàm lượng lớn các Olefin sẽ
làm tăng cốc bám lên xúc tác Platforming. Đồng thời nó cũng có thể kết hợp lại ở điều
kiện vận hành của phân xưởng Platforming và tạo cặn trong thiết bị phản ứng và thiết
bị trao đổi nhiệt.
Quá trình xử lý Naphtha bằng Hydro góp phần lớn để vận hành phân xưởng
Platforming một cách dễ dàng và kinh tế. Sự dao động lớn là điều kiện trong việc lựa
chọn nguyên liệu đến phân xưởng Platforming. Bởi vì phân xưởng này bảo vệ xúc tác
Platforming, nên rất quan trọng để duy trì vận hành tốt phân xưởng xử lý xăng bằng
Hydro.
Thêm vào đó Naphtha xử lý làm nguyên liệu cho phân xưởng Platforming có nhiều
nguồn khác như Naphtha sản xuất từ các quá trình nhiệt như delayed coking, thường
có hàm lượng olefin cao và các tạp chất khác và có thể không ổn định trong bể chứa.
Những loại Naphtha này có thể được xử lý bằng Hydro để loại bỏ các olefin và làm
giảm các hợp chất kim loại và hữu cơ cung cấp sản phẩm cho thị trường.
Như đã đề cập, mục đích chính của phân xưởng xử lý Naphtha bằng Hydro là để
làm sạch phân đoạn Naphtha để thích hợp làm nguyên liệu cho phân xưởng
Platforming. Có 6 phản ứng cơ bản xảy ra trong phân xưởng xử lý Hydro.
SVTH: Trương Công Minh

9

GVHD: GVC.TS. Lê Thị Như Ý


Đồ Án Tốt Nghiệp

Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT)

1. Các phản ứng chính
a) Phản ứng khử lưu huỳnh (HDS)
(i) Mercaptan
SH

H3C

+

H3C

H2

CH3

+

H2S

(i) Sulfide
H3C

CH3

S

+

2 H3C

2H2

CH3

+

H2S

(ii) Disulfide
H3C

S

S

CH3

+

2 H3C

2H2

+

CH3

H2S

(iii) Cyclic sulfide
H3C

CH3

+

H3C

2H 2

H3C

CH3

+

H2S

CH3

+

H2S

S

(iv) Thiophenic
H3C

CH3

+

H3C

4H2

H3C

S

Tuy nhiên, trong quá trình khử lưu huỳnh ở nhiệt độ khá cao thì có thể xẩy ra sự
kết hợp lại các H2S với hàm lượng nhỏ của các olefin hay các Olefin trung gian có thể
tạo nên Mercaptan trong sản phẩm.
H3C

CH3

+

H2S

H3C

CH3
S

Để hạn chế phản ứng này xảy ra, nhiệt độ của phản ứng phải hạ thấp xuống. Nói

chung nhiệt độ vận hành trung bình của thiết bị phản ứng là 315-340 0C sẽ cho tỉ lệ
phản ứng Hydro hóa mong muốn thích hợp và sẽ không có lượng lớn Olefin/H 2S kết
hợp lại. Nhiệt độ này phụ thuộc vào thành phần nguyên liệu, áp suất vận hành và tốc
độ truyền nguyên liệu.
b) Phản ứng khử Nitơ (HDN)
Phản ứng loại bỏ Nitơ được xem là khó hơn phản ứng loại bỏ lưu huỳnh trong quá
trình xử lý Naphtha bằng Hydro. Tỉ lệ phản ứng khử Nitơ chỉ bằng 1/5 phản ứng khử
SVTH: Trương Công Minh

10

GVHD: GVC.TS. Lê Thị Như Ý


Đồ Án Tốt Nghiệp

Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT)

Lưu huỳnh. Hầu hết Naphtha trực tiếp chứa hàm lượng Nitơ ít hơn Lưu huỳnh, nhưng
chú ý phải chắc rằng Naphtha nguyên liệu đến xúc tác lưỡng kim Platforming chứa tối
đa hàm lượng Nitơ là 0.5ppm khối lượng và thường ít hơn. Bất kì Nitơ hữu cơ mà đi
đến phân xưởng Platforming sẽ phản ứng tạo Amonia và tiếp tục phản ứng với Clo
trong dòng khí tuần hoàn để tạo muối Amonia Clo. Muối Amonia Clo sẽ lắng đọng
trong dòng khí tuần hoàn hay hệ thống đỉnh của tháp ổn định. Muối Amonia Clo có thể
được làm sạch bởi việc rửa bằng nước nhưng trong sản phẩm thì đưa đến Slop. Muối
Amonia Clo có thể được hạn chế nhờ việc loại trừ tối đa Nitơ ở phân xưởng xử lý
Naphtha bằng Hydro. Phản ứng loại trừ Nitơ đặc biệt quan trọng hơn khi phân xưởng
xử lý Naphtha bằng Hydro xử lý Naphtha từ các quá trình nhiệt (như Coker Naphtha),
những loại nguyên liệu này thường chứa Nitơ nhiều hơn Naphtha trực tiếp. Amonia
tạo thành trong phản ứng khử Nitơ dưới đây tiếp tục được loại bỏ bằng dòng nước rửa

trong phản ứng xử lý Hydro.
(i) Pyridine

+

5H2

H3C

CH3

+

NH3

N

(ii) Quinoline

+

4H2

CH3

+

+

NH3

NH3

N

(iii)

Pyrrole
H3C

CH3

+
N

(iv)

CH3

H3C

4H2

CH3

CH3

Methylamine

CH3 NH2

+

CH4

H2

+

NH3

c) Phản ứng khử Oxy (HDO)
Các chất hữu cơ với Oxy như Phenol, Alcolhol được loại trừ trong phân xưởng xử
lý Naphtha bằng Hydro bởi phản ứng Hydro hoá của các nhánh Hydroxit cacbon tạo
thành nước và Hydrocacbon tương ứng:
OH

+

+

H2
R

R

SVTH: Trương Công Minh

H2O

11

GVHD: GVC.TS. Lê Thị Như Ý


Đồ Án Tốt Nghiệp

Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT)

d) Phản ứng bão hòa các Olefin
Phản ứng bão hòa Olefin thì hầu hết xảy ra nhanh như phản ứng khử Lưu huỳnh.
Hầu hết Naphtha trực tiếp chứa chỉ lượng Olefin dưới dạng vết nhưng Naphtha của các
quá trình nhiệt như Coker Naphtha thường có hàm lượng Olefin cao. Xử lý hàm lượng
Olefin cao trong phân xưởng xử lý Naphtha bằng Hydro phải được theo dõi (approach)
cẩn thận bởi vì nhiệt toả ra cao của phản ứng liên quan đến phản ứng bão hòa.
(i) Linear Olefine
H3C

CH3

+

H3C

H2

CH3

(ii) Cyclic Olefine

+

H2

e) Phản ứng bão hòa các Aromatic

f) Phản ứng khử các Halogen (HDX)
Các Halide hữu cơ có thể được tách ra trong phân xưởng xử lý Naphtha bằng
Hydro tạo thành hợp chất với Hydro tương ứng hoặc hấp thụ trong dòng nước rửa,
dòng ra của thiết bị phản ứng hoặc đi theo dòng đỉnh của stripper gas. Phản ứng khử
các Halide hữu cơ thì khó hơn phản ứng khử Lưu huỳnh. Lượng Halide hữu cơ loại trừ
tối đa khoảng 90% nhưng ít so với phản ứng khử Lưu huỳnh và Nitơ ở điều kiện vận
hành cài đặt trước. Chính vì lý do này nên phải phân tích định kỳ hàm lượng Clo trong
Naphtha đã xử lý, mức Clo này phải được sử dụng để cài đặt tỉ lệ phun Clo vào phân
xưởng Platforming.
H3C

Cl

+

H2

HCl

+

H3C

CH3

g) Phản ứng khử kim loại (HDM)
Hầu hết các kim loại không tinh khiết chiếm khoảng phần tỉ trong Naphtha. Xúc
tác của UOP có khả năng loại bỏ các hợp chất này ở nồng độ khá cao lên đến 5 ppm
khối lượng hoặc hơn thế nữa, trên cơ sở gián đoạn ở điều kiện vận hành bình thường.
Các kim loại sẽ được giữ lại trên xúc tác NHT trong khi loại trừ từ xăng. Các cấu tử
thường được tìm thấy trong xúc tác đã xử dụng là Arsenic, Fe, Ca, Mg, P, Pb, Si, Cu,
Na.
SVTH: Trương Công Minh

12

GVHD: GVC.TS. Lê Thị Như Ý


Đồ Án Tốt Nghiệp

Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT)

Phản ứng loại bỏ các kim loại từ nguyên liệu thường xảy ra ở plug flow ứng với
tầng xúc tác. Sắt được tìm thấy dưới dạng sắt sulfid ở trên đỉnh của tầng xúc tác.
Arsen, thậm chí tỉ lệ hiếm khi vượt quá 1ppb khối lượng trong Naphtha trực tiếp, thì
rất quan trọng bởi vì gây ngộ độc Platin. Hàm lượng Arsen khoảng 3%khối lượng và
cao hơn được phát hiện ra trên xúc tác Hydrocacbon đã sử dụng mà duy trì hoạt tính
của chúng cho phản ứng khử Lưu huỳnh. Sự nhiễm bẩn của các bể chứa bởi Naphtha
nhiễm chì và quá trình xử lý lại Naphtha nhiễm chì trong tháp chưng cất dầu thô là
nguồn gốc của Chì trong xúc tác Hydrocacbon đã sử dụng. Na, Ca và Mg là do sự tiếp
xúc của nguyên liệu với nước muối hay phụ gia. Việc sử dụng chất phụ gia để bảo vệ
hệ thống đỉnh của tháp tách từ việc ăn mòn hay để điều khiển quá trình tạo bọt không
chính xác là nguồn gốc của P và Si.

Phản ứng loại trừ các kim loại hoàn toàn phải trên 315 0C lên đến 2-3% tổng xúc
tác. Trên mức này xúc tác bắt đầu đạt đến mức bão hoà cân bằng nhanh chóng và loại
bỏ kim loại (Metal breakthrough) hầu như xảy ra. Mối quan tâm lúc này là vấn đề cơ
khí bên trong thiết bị phản ứng như chảy dòng (Channeling) là điều không tốt, dòng
chảy chỉ qua (tiếp xúc) lượng nhỏ của xúc tác trong thiết bị phản ứng.
2. Hiệu suất phản ứng và nhiệt của phản ứng:
Hiệu suất phản ứng tương đối cho 3 loại phản ứng là:
Phản ứng khử Lưu huỳnh 100%
Phản ứng no hóa Olefin

80%

Phản ứng khử Nitơ

20%

Lượng nhiệt xấp xỉ của phản ứng (kJ/Kg nguyên liệu trên m 3 Hydro tiêu thụ ) và
lượng nhiệt tương đối của phản ứng:
Bảng 1.1 Nhiệt phản ứng

Nhiệt của phản ứng

Nhiệt tương đối của

(kJ/Kg nguyên liệu trên m3 H2)

phản ứng

Phản ứng khử Lưu huỳnh

8.1

1

Phản ứng bão hòa Olefin

40.6

5

Phản ứng khử Nitơ

0.8

0.1

Các Phản ứng

Như trên thì phản ứng khử Lưu huỳnh xảy ra nhanh nhất nhưng phản ứng bão hòa
Olefin sinh nhiệt lớn nhất. Tất nhiên khi mức Lưu huỳnh trong nguyên liệu tăng thì
SVTH: Trương Công Minh

13

GVHD: GVC.TS. Lê Thị Như Ý


Đồ Án Tốt Nghiệp

Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT)

nhiệt của phản ứng cũng tăng. Tuy nhiên trong phần lớn quá trình xử lý nguyên liệu,
nhiệt của phản ứng, được tính thông qua nhiệt độ đầu vào và đầu ra của thiết bị phản
ứng xử lý Naphtha bằng Hydro, thì luôn cân bằng. Hiệu suất chuyển hoá các hợp chất
hữu cơ chứa Clo và Oxy cũng khó khăn như phản ứng khử Nitơ. Kết quả là khi có sự
hiện diện của các hợp chất này thì điều kiện vận hành phải nghiêm ngặt hơn.
3. Xúc tác
Xúc tác của phân xưởng NHT là S-120 UOP có thành phần Co(Ni)-Mo/Al 2O3,
được nạp vào thiết bị phản ứng R-1201.
Khối lượng xúc tác 15300 kg
Tỷ trọng xúc tác 850 kg/m3
Thời gian thay thế xúc tác: 4 năm
4. Hóa chất sử dụng
Phụ gia chống ăn mòn (Package X-1212) được thêm vào để chống ăn mòn tại đỉnh
tháp Stripper T-100 (do sự có mặt của khí H2S).
Sulfide (Package X-1252) được bơm vào cho quá trình sulfiding cho xúc tác NHT
trong quá trình khởi động và cũng được bơm liên tục thông qua cụm X1252. Nó được
đưa vào trong nguyên liệu tại đầu hút của bơm P-1201A/B với tên thương mại DES.
5. Thông số vận hành của quá trình
a) Áp suất riêng phần của H2 (ppH )
Hydro là một trong những chất phản ứng chính, việc lựa chọn áp suất riêng phần
của H2 là rất quan trọng để cho quá trình tiến hành tốt. PpH 2 càng tăng thì hiệu suất
phản ứng càng cao do H2 được hấp phụ trên bề mặt xúc tác càng nhiều kéo theo việc
tăng vận tốc phản ứng. Tuy nhiên, viêc tăng vận tốc phản ứng là có giới hạn do sự bảo
hòa H2 trên bề mặt xúc tác, chính vì thế mà ta không tăng ppH 2 lên quá cao vì sẽ tăng
chi phí vận hành.
Tăng ppH2 nhằm mục đích làm tăng chuyển dịch các phản ứng theo hướng có lợi
và giảm thiểu các phản ứng thứ cấp hình thành khí và coke bám trên bề mặt xúc tác để
đảm bảo cho thời gian hoạt động của xúc tác bền vững được kéo dài.
Khi ppH càng tăng thì phản ứng xảy ra càng nhanh và xúc tác càng ít bị giảm hoạt

tính. Ngoài ra, H2 còn có tác dụng ức chế các phản ứng cracking nhiệt và Polyme hoá.
Áp suất riêng phần của H2 càng tăng khi xử lý nguyên liệu càng nặng và nó thay
đổi tuỳ theo mục đích chính của quá trình như:
-

HDS
No hoá olefin

SVTH: Trương Công Minh

: 15 ÷ 25 bar
: 25 ÷ 35 bar
14

GVHD: GVC.TS. Lê Thị Như Ý


Đồ Án Tốt Nghiệp

Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT)

- No hoá các hợp chất thơm
b) Nhiệt độ trong thiết bị phản ứng

: 35 ÷ 60 bar

Do năng lượng hoạt hóa của phản ứng HDS lớn nên nếu ta tăng nhiệt độ thì phản
ứng xảy ra thuận lợi. Tuy nhiên, các phản ứng đều tỏa nhiệt rất mạnh nên nhiệt độ
trong thiết bị phản ứng sẻ tăng lên rất nhanh. Cùng với sự tăng nhiệt độ dẫn đến tăng
phản ứng phụ như phản ứng cracking nhiệt và phản ứng ngưng tụ dẫn đến sự bám

coke trên bề mặt xúc tác, làm giảm hoạt tính xúc tác và làm giảm chất lượng sản phẩm.
Khi nhiệt độ đi ra từ thiết bị phản ứng đạt từ 410-420 oC, các phản ứng phụ xảy ra
rất mạnh. Đó là lý do phải giảm nhanh nhiệt độ sau mỗi tầng xúc tác hay giảm nhiệt độ
cuối quá trình.
Nhiệt độ ban đầu quá trình hay nhiệt độ vào thiết bị phản ứng phụ thuộc vào tính
chất hoá lý của nguyên liệu. Khi khối lượng phân tử trung bình tăng, phản ứng tách
lưu huỳnh càng khó xảy ra. Điều này dẫn tới giảm tốc độ truyền nguyên liệu và phải
tăng nhiệt độ đầu quá trình. Nói chung, người ta cố định nhiệt độ cuối của chu trình,
việc lựa chọn này đảm bảo chênh lệch nhiệt độ vào ra thiết bị phản ứng thay đổi tối
thiểu trong cả chu trình là 30oC. Nhiệt độ ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất và thời gian
làm việc của xúc tác.
Thêm nữa, các phản ứng tách lưu huỳnh bằng H 2 (HDS) là các phản ứng toả nhiệt
nên hình thành một Gradient tăng nhiệt độ trong các tầng xúc tác, do đó xúc tác
thường được chia ra làm nhiều tầng.
c) Tốc độ nạp liệu thể tích VVH:

Nghịch đảo của VVH là thời gian lưu (). Nếu thời gian lưu càng lớn tức là VVH
càng nhỏ thì hiệu suất chuyển hóa càng lớn. Hình dưới đây biểu diễn ảnh hưởng của
thời gian lưu đến hiệu suất phản ứng loại bỏ lưu huỳnh trong điều kiện xúc tác, áp suất
riêng phần hydro, nhiệt độ phản ứng, tốc độ nạp H 2, phần trăm lưu huỳnh trong
nguyên liệu là cố định. Hiệu quả của phản ứng loại bỏ lưu huỳnh càng tăng khi ta tăng
thời gian lưu, và thời gian lưu càng dài thì sự tăng khả năng loại bỏ lưu huỳnh càng
giảm đi.
Thông số VHH sẽ cho biết lượng xúc tác được sử dụng để đạt được hiệu suất
cho trước. VVH phụ thuộc vào hoạt tính riêng của xúc tác, bản chất của nguyên
liệu và áp suất riêng phần của H 2. Với một nguyên liệu cho trước cần có sự điều
chỉnh phối hợp các thông số như áp suất riêng phần H 2, VVH và chênh lệch nhiệt
độ đầu và cuối quá trình. Nói chung VVH biến thiên nhiều trong quá trình hoạt
động của phân xưởng.

SVTH: Trương Công Minh

15

GVHD: GVC.TS. Lê Thị Như Ý


Đồ Án Tốt Nghiệp

Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT)

Hình 1.1 Ảnh hưởng của thời gian lưu đến phản ứng loại bỏ lưu huỳnh
d) Chỉ số tuần hoàn của H2
Nó cho phép giữ được áp suất riêng phần H 2 và đảm bảo sự tiếp xúc giữa H 2 và
hydrocarbone trên xúc tác. Như vậy, cần thiết đưa vào lượng H 2 đủ lớn và đủ để tiêu
tốn cho các phản ứng hoá học. Đối với một áp suất tổng cố định, áp suất riêng phần H 2
phụ thuộc vào tỷ số giữa lưu lượng H 2 tinh khiết và lưu lượng hydrocarbone, độ sạch
của khí H2 thêm vào và sự tiêu thụ H2 hóa học đã cho.
e) Áp suất riêng phần của H2S
Trong khí tuần hoàn có chứa H 2S, đây là một chất ức chế cho quá trình khử lưu
huỳnh. Tuy nhiên, việc duy trì một hàm lượng nhất định H 2S trong khí hồi lưu để duy
trì áp suất riêng phần của H2S trong thiết bị phản ứng đảm bảo trạng thái sulfure hóa
của pha hoạt động xúc tác.
Bảng 1.2 Điều kiện hoạt động đặc trưng quá trình khử S của Distillats và cặn
Phân

Khoảng

đoạn dầu nhiệt độ sôi

VVH

ppH2

(h -1)

(bar)

T SOR
o

C

Tỷ lệ

H2 tiêu

H2/HC

tốn

(Nm3/m3)

mỏ

(oC)

Naphta

70-180

4-10

5-10

260-300

100

(%kl)
0.05-0.1

KO

160-240

1-4

15-30

300-340

150

0.1-0.2

GO

230-350

1-3

15-40

150-300

150-300

0.3-0.5

GO ck

350-550

1-2

40-70

300-500

300-500

0.4-0.7

RA

350+

0.3-0.5

100-130

1000

1000

1-1.5

RSV

550+

0.15-0.3 120-160

1000

1000

1.5-2

SVTH: Trương Công Minh

16

GVHD: GVC.TS. Lê Thị Như Ý


Đồ Án Tốt Nghiệp

Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT)

II. TỔNG QUAN VỀ PHÂN XƯỞNG XỬ LÝ NAPHTHA (NHT 012)
1. Vị trí phân xưởng

Hình 1.2 Vị trí phân xưởng NHT
2. Mục đích phân xưởng
a) Bản quyền
Phân xưởng xử lý Naphtha bằng Hydrogen dựa trên bản quyền công nghệ của UOP
(Universal Oil Products).
b) Chức năng của phân xưởng
Chức năng của phân xưởng xử lý xăng bằng Hydro là để xử lý naphtha trực tiếp từ
tháp chưng cất khí quyển (unit 011), công suất thiết kế của cụm thiết bị phản ứng là
23500 thùng/ngày 100% dầu Bạch Hổ. Trong trường hợp sự cố hoặc dừng phân xưởng
11, phân xưởng xử lý naphtha bằng Hydro có thể sử dụng nguyên liệu là naphtha (Full
range Naphtha) từ bể chứa TK_5112.
Công nghệ xử lý naphtha bằng Hydro là quá trình xử lý bằng xúc tác được thực
hiện với xúc tác chọn lọc và dòng khí giàu Hydro để tách loại các hợp chất Lưu huỳnh
hữu cơ, Oxy và Nitơ chứa trong các phân đoạn Hydrocacbon. Thêm vào đó quá trình
này còn loại trừ các hợp chất Cơ kim và Olefin không no.
Phân xưởng NHT thường được sử dụng để loại bỏ các chất gây ngộ độc xúc tác tại
phân xưởng CCR hoặc bẻ gãy mạch xăng trước khi vào phân xưởng CCR. Trong phân
xưởng NHT, xăng đã được xử lý bằng hydro được tách thành xăng nhẹ đi đến phân
xưởng isomer hóa (unit 023) và xăng nặng đi đến phân xưởng CCR (unit 013).
SVTH: Trương Công Minh

17

GVHD: GVC.TS. Lê Thị Như Ý

Đồ Án Tốt Nghiệp

Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT)

Ngoài ra phân xưởng NHT còn cung cấp dòng hydro yêu cầu cho các phản ứng xảy
ra tại các phân xưởng ISOM (unit 023) và phân xưởng LCO HDT (unit 024).
Khí bổ sung đến phân xưởng 013
Xăng từ CDU (unit 011)

Khí bổ sung đến phân xưởng 024
Khí bổ sung đến phân xưởng 023

PHÂN XƯỞNG
Xăng từ TK-5104

NHT
(UNIT 012)

Khí chưa đạt tiêu chuẩn đến xưởng 015
Lỏng không ổn định đến phân xưởng 011
Xăng nhẹ đến phân xưởng 023

Xăng từ TK-5112

Xăng nhẹ đến bể chứa TK-5106
Xăng nặng đến phân xưởng 013

Hydro từ CCR(unit 013)
Xăng nặng đến bể chứa TK-5104

Nước chua đến phân xưởng 018

Hình 1.3 Sơ đồ kết nối các dòng công nghệ phân xưởng NHT
3. Cơ sở thiết kế
a) Đặc tính của nguyên liệu
(i) Tính chất của Naphtha
Phân xưởng xử lý naphtha bằng Hydro được thiết kế để xử lý naphtha trực tiếp từ
100% dầu Bạch Hổ với công suất thiết kế 23500 thùng/ngày.
Bảng đánh giá phân đoạn naphtha của UOP dưới đây cho trường hợp 100% dầu
Bạch Hổ. Cơ sở thiết kế dựa trên 100% dầu Bạch Hổ với hàm lượng lưu huỳnh là 100
ppm sẽ được sử dụng như là cơ sở thiết kế cho tổ hợp phân xưởng NHT/Penex-DIH và
CCR Platformer.
Nguồn nguyên liệu:

Phân xưởng chưng cất khí quyển (Unit 11)

Công suất thiết kế:

Dòng vào 23215 thùng/ngày

SVTH: Trương Công Minh

18

GVHD: GVC.TS. Lê Thị Như Ý


Đồ Án Tốt Nghiệp

Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT)

Bảng 1.3 Tính chất của Naphtha nguyên liệu
Tính chất
Tỉ trọng ở 150C

Giá trị

Phương pháp kiểm tra

0.745

ASTM D-287

Chưng cất, 0C

ASTM D-86

Điểm sôi đầu

85

Điểm sôi 10%

102

Điểm sôi 30%

115

Điểm sôi 50%

127

Điểm sôi 70%

134

Điểm sôi 90%

145

Điểm sôi cuối

160

Paraffin, %khối lượng

52.5

UOP 880

0

UOP 880

Naphthene, %khối lượng

36.9

UOP 880

Aromatic, %khối lượng

10.6

UOP 880

Lưu huỳnh, ppm khối lượng

100

ASTM D-4045

1 max

ASTM D-4629

0.1 max

UOP 787

Chì, ppb khối lượng

5 max

UOP 350

Đồng, ppb khối lượng

20 max

UOP 114

Arsenic, ppb khối lượng

2 max

UOP 946

Tổng hàm lượng Oxy, ppm

2 max

UOP 678

0.5 max

UOP 395

Olefin, %khối lượng

Nitơ, ppm khối lượng
Silicon, ppm khối lượng

Clo, ppm khối lượng
(ii) Khí Hydro bổ sung

Dòng khí giàu Hydro được lấy từ phân xưởng Reforming xúc tác (unit 013) được
tiếp xúc lại để thu hồi Hydrocacbon ở cụm thu hồi thêm-Recovery Plus Package (X1301) và loại trừ Clo. Sau khi loại bỏ khí Clo, khí Hydro từ phân xưởng CCR được
đưa đến các máy nén đa cấp C-1202A/B/C nơi mà dòng khí này được nén đến áp suất

yêu cầu của các nơi tiêu thụ như sau:
Bảng 1.4 Áp suất dòng khí Hydro
SVTH: Trương Công Minh

19

GVHD: GVC.TS. Lê Thị Như Ý


Đồ Án Tốt Nghiệp

Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT)

Áp suất

Nơi tiêu thụ

Kg/cm2g
Đầu hút cấp thứ 1

4

-

Đầu xả cấp thứ 1

10.5

-

Đầu xả cấp thứ 2

23.9

- Khu tái sinh của CCR (Unit 013)
- Khu vực phản ứng của NHT
- Phân xưởng ISOM (Unit 023)

Đầu xả cấp thứ 3

43.4

- Phân xưởng LCO HDT (024)
- Bình chứa Hydro D-1251A/B

Đối với khởi động lần đầu tiên của nhà máy lọc dầu thì Hydro được cung cấp bởi
bình chứa Hydro D-1251A/B. Phân xưởng CCR Platforming là phân xưởng được khởi
động đầu tiên cũng là nơi duy nhất sản xuất Hydro cho nhà máy lọc dầu và cần thiết
cho việc khởi động tất cả các xưởng cần Hydro. Khi xưởng CCR Platforming bắt đầu
sản xuất ra Hydro thì phân xưởng NHT có thể khởi động. Trong quá trình vận hành
bình thường, bình chứa Hydro D-1251A/B được điền đầy với dòng khí đi ra khỏi cấp
nén thứ 3 của máy nén khí bổ sung C-1202A/B/C. Hai bình chứa này đủ lớn để đảm
bảo khởi động 2 lần cho xưởng CCR sau khi dừng xưởng.
Thành phần của khí Hydro trong điều kiện vận hành bình thường như bảng sau:
Bảng 1.5 Thành phần dòng khí Hydro bổ sung
Thành phần

%mol

H2

Methane
Ethane
Propane
i-Butane
n-Butane
i-Pentane
n-Pentane
C6+

93.3
2.5
2.4
1.4
0.1
0.1
0.04
0.02
0.04

Tổng

100

SVTH: Trương Công Minh

20

GVHD: GVC.TS. Lê Thị Như Ý

Đồ Án Tốt Nghiệp

Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT)

b) Chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm
(i) Khí tách ra từ đỉnh tháp ổn định Naphtha T-1201 đến phân xưởng xử lý khí của
RFCC:
Bảng 1.6 Thành phần khí Off Gas
Thành phần

% mol

H2 O

0.7

H2 S

1.2

NH3

0.0

H2

58.3

Methane

6.2

Ethane

5.0

Propane

3.1

i-Butane

2.3

n-Butane

17.8

i-Pentane

3.4

n-Pentane

2.1

C6+

0.1

Tổng

100

(ii) Sản phẩm Naphtha nặng
Sản phẩm naphtha nặng sẽ đạt các tiêu chuẩn về lưu huỳnh và nitơ trước khi đến
phân xưởng Platforming (Unit 013).
(iii)

Xăng nhẹ
Bảng 1.7 Các tính chất xăng nhẹ
Tính chất

Giá trị

Phương pháp kiểm tra

Tỉ trọng

0.674

ASTM D-4052

Thành phần, % mole

UOP-690

i-Butane

0.12

n-Butane

1.16

i-Pentane

11.34

n-Pentane

19.00

SVTH: Trương Công Minh

21

GVHD: GVC.TS. Lê Thị Như Ý


Đồ Án Tốt Nghiệp

Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT)

Cyclopentane

0.12

2,2 DimethylButane

0.74

2,3 DimethylButane

1.62

2 MethylPentane

11.72

3 MethylPentane

6.34

Hexane

25.86

MethylcycloPentane

6.09

Khí nhiên liệu từ phân
xưởng 037
CycloHexane

5.81

Benzen

6.3

n-C7

3.78

Nước

Bão hoà ở nhiệt
độ thiết kế

Đồng, ppb khối lượng

20

UOP 144

10

UOP 350

Hơi cao áp

Hơi trung áp
Hơi thấpChì,
áp ppb khối lượng

Đến đuốc đốt (unit 057)

UOP 481

Nước làm mát

PHÂN XƯỞNG
1
NHT/CCR
0.1
PLATFORMING/PE
NEX4

Arsen, ppb khối lượng
Khí mồi lò đốt (Pilot
gas)
Flo

Chỉ số Brôm
Kiềm 200Be từ phân xưởng 039

UOP 296
Nước
UOPngưng
619 chân không

UOP 304

Clo, ppm khối lượng (Unit 012/013/023)
0.5

NướcLưu
làmhuỳnh,
mát ppm khối lượng

0.1

Tổng hàm lượng Oxy, ppm
Nước dịch vụkhối lượng

0.5

Nitơ, ppm khối lượng

UOP 395
Nước ngưng trung áp

ASTM D-4045

Nước ngưng cao áp

0.1

Nước sinh hoạt

UOP 384

Nitơ cho CCR
Nước ngưng thấp áp

Khí nén nhà máy
Khí điều khiển

Nước nhiễm dầu

Khí Nitơ trong NMLD

4. Các dòng phụ trợ, năng lượng, hóa học được tiêu thụ
Nước nhiễm dầu

Kiềm bẩn đến phân xưởng
trung hoà kiềm

Nước cấp cho lò hơi cao áp
SVTH: Trương Công Minh

Nước nguội cấp cho lò hơi

22

GVHD: GVC.TS. Lê Thị Như Ý


Đồ Án Tốt Nghiệp

Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT)

Hình 1.4 Sơ đồ kết nối các dòng phụ trợ, năng lượng, hóa học ở cụm phân xưởng
NHT/CCR/ISOM

SVTH: Trương Công Minh

23

GVHD: GVC.TS. Lê Thị Như Ý


Đồ Án Tốt Nghiệp

Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT)

5. Sơ đồ dòng công nghệ
a) Khu vực phản ứng
(i) Hệ thống nguyên liệu
Nguyên liệu Naphtha có thể đi trực tiếp từ phân xưởng chưng cất khí quyển
(CDU), từ bể chứa trung gian (TK-5112, TK-5104) hoặc từ các phân xưởng công nghệ
khác (U23). Trong trường hợp nguyên liệu từ bể chứa thì bể chứa phải được kín (gas
blanket) để ngăn ngừa Oxy hoà tan vào trong Naphtha. Thậm chí chỉ lượng nhỏ của
Oxy dưới dạng vết và/hoặc Olefin trong nguyên liệu có thể là nguyên nhân Polyme
hoá các Olefin trong bể chứa khi tồn trữ trong một thời gian dài hoặc trong các thiết bị
trao đổi nhiệt kết hợp (E-1201A/H). Kết quả là hiện tượng đóng cặn và làm giảm hiệu
suất trao đổi nhiệt.
Nguyên liệu được gom lại ở bình chứa D-1201. Bình D-1201 có bộ phận Water
Boot để tách bất kì nước trong nguyên liệu. Nước chua được tách ra đưa đến đầu nước
chua hoạt động nhờ bộ điều khiển mức tự động LIC-002.
Áp suất của bình D-1201 được điều khiển bởi bộ điều khiển áp suất 012-PIC-001
(Kiểu Split Range Control) để duy trì áp suất của bình trên điểm sôi của Naphtha. Khi
tín hiệu áp suất thấp, dòng khí nhiên liệu từ phân xưởng 037 sẽ được cấp thêm vào
bình bằng việc mở van 012-PV-001A. Khi tín hiệu áp suất cao, van trên dòng khí
nhiên liệu 012-PV-001A sẽ đóng và van xả 012-PV-001B sẽ mở. Ở trạng thái sẵn sàng
cả 2 van sẽ đóng.
Khi phân xưởng NHT được nạp liệu trực tiếp từ phân xưởng chưng cất khí quyển
thì không có bộ điều khiển mức của Bình D-1201. Naphtha được đưa đến phân xưởng
NHT dưới bộ điều khiển dòng đặt ở bên trong của phân xưởng nguồn. Chỉ có tín hiệu

bộ hiển thị mức của D-1201 đưa trở lại phân xưởng CDU (012-LIC-004).
Naphtha nặng từ bể chứa TK-5104 sẽ được sử dụng trong quá trình khởi động của
phân xưởng NHT và CCR.
Ở đầu hút của bơm P-1201 A/B nối với điểm phun Lưu huỳnh cung cấp Lưu huỳnh
cho quá trình Sulfiding xúc tác trong quá trình khởi động lần đầu. Tỉ lệ phun Lưu

SVTH: Trương Công Minh

24

GVHD: GVC.TS. Lê Thị Như Ý


Đồ Án Tốt Nghiệp

Mô Phỏng Phân Xưởng xử lý xăng (NHT)

huỳnh vào được cài đặt để duy trì ít nhất là 15ppm khối lượng. Điều này để giữ cho
xúc tác ở trạng thái tối ưu của nó.
Dòng tối thiểu của bơm này được đảm bảo bởi bộ điều khiển 012-FIC-031, hoạt
động của van 012-FV-031 trên đường tuần hoàn (từ đầu xả của bơm quay về bình D1201) để bảo vệ bơm tránh phá huỷ. Tỉ lệ dòng đến thiết bị phản ứng được cài đặt bởi
bộ điều khiển hiển thị dòng 012-FIC-003. Khi dòng thấp sẽ ngắt nguyên liệu đến thiết
bị phản ứng và thiết bị trao đổi nhiệt để ngăn ngừa sự giảm áp của phân xưởng. Bởi vì
do sự chênh lệnh áp suất cao giữa đầu xả và đầu hút của bơm nguyên liệu nên bất cứ
khi nào bơm nguyên liệu dừng van điều khiển nguyên liệu 012-FV-003 thì van
Đóng/Mở 012-XV-010 tự động đóng để đảm bảo rằng dòng chảy ngược từ khu vực
phản ứng đến bình D-1201 không xảy ra thông qua van dòng tối thiếu của bơm (trong
trường hợp van 1 chiều ở đầu xả của bơm không kín hoàn toàn) và cũng để tránh sự
gia áp và tạp chất của nước nguyên liệu cấp cho Boiler.
(ii) Hệ thống phản ứng

Naphtha nguyên liệu từ bơm P-1201 A/B kết hợp với dòng khí giàu Hydro và đi
đến thiết bị trao đổi nhiệt E-1201 nơi mà nó nhận nhiệt từ dòng ra khỏi thiết bị phản
ứng R-1201. Nguyên liệu rời khỏi thiết bị trao đổi nhiệt này ở dạng hơi và được đưa
đến Lò gia nhiệt nguyên liệu H-1201. Nhiệt độ đầu vào thiết bị phản ứng R-1201
mong muốn đạt được thông qua bộ điều khiển nhiệt độ đầu ra của Lò (012-TIC-005)
cài đặt lại bộ điều khiển áp suất khí nhiên liệu lò 012-PIC-526B. Thỉnh thoảng by-pass
dòng nguyên liệu qua các thiết bị trao đổi nhiệt nguyên liệu để cải thiện điều khiển lửa
của lò.
Tiếp đến nguyên liệu kết hợp đi vào thiết bị phản ứng và đi từ trên xuống tầng xúc
tác. Khi xử lý Naphtha trực tiếp thì sự thay đổi nhiệt độ qua tầng xúc tác là rất ít. Dòng
ra của thiết bị phản ứng bao gồm sản phẩm chứa Lưu huỳnh, khí giàu Hydro, H 2S, và
Amonia được làm lạnh bên trong ống của thiết bị trao đổi nhiệt nguyên liệu kết hợp E1201 A/H nơi mà cung cấp nhiệt cho dòng nguyên liệu vào. Dòng sản phẩm này tiếp
tục được làm lạnh ở thiết bị ngưng tụ sản phẩm E-1202 chuẩn bị cho quá trình tách
lỏng-khi. Nước rửa được phun vào cùng dòng ra của thíêt bị phản ứng đến thiết bị
ngưng tụ sản phẩm để pha loãng HCl và ngăn ngừa sự tạo muối trên đường ống hay
thiết bị ngưng tụ (Condenser).
SVTH: Trương Công Minh

25

GVHD: GVC.TS. Lê Thị Như Ý