Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ hóa tính toán và thiết kế phân xưởng xử lý bằng hydro cho phân đoạn naphtha (NHT) bằng phần mềm pro II

Đồ án tốt nghiệp

Tính toán và thiết kế phân xưởng NHT bằng Pro II

MỤC LỤC
MỤC LỤC................................................................................................... 1
DANH MỤC BẢNG................................................................................... 2
DANH MỤC HÌNH ẢNH........................................................................... 3
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT....................................................................... 4
LỜI MỞ ĐẦU............................................................................................. 5
PHẦN I: TỔNG QUAN..............................................................................6
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT....6
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NAPHTHA.......16
CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU PHÂN XƯỞNG XỬ LÝ NAPHTHA BẰNG
HYDRO (NHT) CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT..................21
CHƯƠNG II: QUÁ TRÌNH MÔ PHỎNG.................................................45
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ.......................................................................... 83
KẾT LUẬN............................................................................................... 90
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................91

SVTH: Chế Viết Bình

1

GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán và thiết kế phân xưởng NHT bằng Pro II

DANH MỤC BẢNG
PHẦN I.
Bảng 1.1: Các sản phẩm của tháp chưng cất dầu thô.................................................................................. 9
Bảng 1.1: Các tính chất của Naphtha....................................................................................................... 39
Bảng 1.2 : Thành phần dòng khí make up................................................................................................ 40
Bảng 1.3: Stripper off gas cho phân xưởng RFCC.................................................................................... 40
Bảng 1.4: Thành phần Naphtha nhẹ......................................................................................................... 41
Bảng 1.5: Cân bằng vật chất của phân xưởng NHT..................................................................................42
Bảng 3.1: Kết quả mô phỏng dòng khí offgas..........................................................................................83
Bảng 3.2: Kết quả mô phỏng dòng naphtha nhẹ....................................................................................... 84
Bảng 3.3: Kết quả mô phỏng của dòng naphtha nặng...............................................................................85
Bảng 3.4: So sánh kết quả mô phỏng với thực tế dòng offgas...................................................................87
Bảng 3.5: So sánh kết quả mô phỏng với thực tế dòng Naphtha nhẹ.........................................................87
Bảng 3.6: So sánh kết quả mô phỏng với thực tế dòng Naphtha nặng.......................................................88

SVTH: Chế Viết Bình

2

GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán và thiết kế phân xưởng NHT bằng Pro II

DANH MỤC HÌNH ẢNH
PHẦN I.
Hình 1.1: Sơ đồ tổng thể vị trí nhà máy lọc dầu Dung Quất.......................................................................6
Hình 1.2: Sơ đồ các phân xưởng trong nhà máy lọc dầu Dung Quất...........................................................7

Hình 3.1: Phân xưởng xử lý naphtha bằng hydro (U-12)..........................................................................22
Hình 4.1: Giao diện phần mềm PRO-II.................................................................................................... 35
Hình 2.1: Thiết bị phản ứng..................................................................................................................... 46
Hình 2.2: Thiết bị trao đổi nhiệt............................................................................................................... 46
Hình 2.3: Van điều khiển......................................................................................................................... 47
Hình 2.4: Lò đốt...................................................................................................................................... 47
Hình 2.5: Tháp Stripper........................................................................................................................... 47
Hình 2.6: Tháp tách xăng Splitter............................................................................................................ 48
Hình 2.7: Các dòng trong sơ đồ công nghệ............................................................................................... 48
Hình 2.8: Nhập thông số nhiệt độ và áp suất cho dòng nguyên liệu..........................................................49
Hình 2.9: Thành phần các cấu tử trong nguyên liệu.................................................................................. 49
Hình 2.10: Nhập các thông số cho thiết bị trao đổi nhiệt..........................................................................50
Hình 2.11: Lựa chọn tiêu chuẩn kỹ thuật cho thiết bị trao đổi nhiệt..........................................................51
Hình 2.12: Lò đốt.................................................................................................................................... 51
Hình 2.13: Các tiêu chuẩn chung của lò đốt............................................................................................. 52
Hình 2.14: Ràng buộc nhiệt của lò đốt..................................................................................................... 52
Hình 2.15: Áp suất lò đốt......................................................................................................................... 53
Hình 2.17. Khai báo phản ứng................................................................................................................. 54
Hình 2.18: Viết phương trình phản ứng.................................................................................................... 55
Hình 2.19: Nhập hệ số tỷ lượng cho cấu tử phản ứng và sản phẩm...........................................................55
Hình 2.20:Thiết bị phản ứng.................................................................................................................... 56
Hình 2.21: Mức phản ứng........................................................................................................................ 57
Hình 2.22: Trở lực thiết bị phản ứng........................................................................................................ 57
Hình 2.23: Tháp stripper.......................................................................................................................... 58
Hình 2.24: Áp suất tháp stripper.............................................................................................................. 58
Hình 2.25: Nguyên liệu và các sản phẩm của tháp stripper.......................................................................59
Hình 2.26: tiêu chuẩn và các biến của tháp stripper..................................................................................60
Hình 2.27: Tháp tách xăng splitter........................................................................................................... 61
Hình 2.28: Áp suất làm việc của tháp tách xăng....................................................................................... 61
Hình 2.29: Dòng nguyên liệu và sản phẩm của tháp tháp tách xăng.........................................................62

Hình 2.30: Các tiêu chuẩn của tháp tách xăng..........................................................................................62
Hình 2.31: Đồ thị liên hệ giữa f(R) và f(N).............................................................................................. 64
Hình 2.32: Xác định đĩa tối ưu cho tháp T-1201.......................................................................................66
Hình 2.33: Tính sizing cho tháp T-1201................................................................................................... 68
Hình 2.34: Tính rating cho tháp T-1201................................................................................................... 69
Hình 2.36: Nhập dữ liệu cho đĩa 4 tới 13................................................................................................. 70
Hình 2.37: Xác định đĩa nạp liệu tối ưu cho tháp T-1202..........................................................................72
Hình 2.38: Tính sizing cho tháp T-1202.................................................................................................... 75
Hình 2.39: Tính rating cho tháp T-1202................................................................................................... 77
Hình 2.40: Nhập dữ liệu tính rating cho đĩa 2 đến 10...............................................................................77
Hình 2.41: Nhập dữ liệu tính rating cho đĩa 11đến 27..............................................................................78
Hình 2.42: Sơ đồ điều khiển cho tháp T-1202.......................................................................................... 81
Hình 2.43: Sơ đồ công nghệ mô phỏng phân xưởng NHT của NMLD Dung Quất....................................82

SVTH: Chế Viết Bình

3

GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán và thiết kế phân xưởng NHT bằng Pro II

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Tên đầy đủ

Ý nghĩa

ARU

Amine Recovery Unit

Phân xưởng thu hồi amine

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

HN

Heavy Naphtha

Xăng nặng

LCO

Light Cycle Oil

Phần cất nhẹ

LN

Light Naphtha

Xăng nhẹ

FO

Fuel Oil

Dầu nhiên liệu

LPG

Liquefied Petroleum Gas

Khí dầu mỏ hóa lỏng

LTU

LPG Treater Unit

NTU

Naphtha Treater Unit

Phân xưởng xử lý LPG
Phân xưởng xử lý Naphtha của

NHT

Naphtha Hydro Treater

P&ID

Piping and Intrument Diagram

Hydro
Sơ đồ đường ống và điều khiển

PFD

Process Flow Diagram

Sơ đô công nghệ

PRU

Propylene RecoveryUnit

Phân xưởng thu hồi Propylene

RFCC

Residue Fluid Catalytic Cracking

Cracking xúc tác tầng sôi dầu cặn

SPM

Single Point Mooring

Phao rót dầu một điểm neo

ISOM

Isomerization

Isomer hóa

KTU

Kerosene Treating Unit

Phân xưởng xử lý Kerosene

SRU

Sulfur Recovery Unit

Phân xưởng thu hồi lưu huỳnh

SWS

Sour Water Stripping

Xử lý nước chua

CNU

Caustic Neutralization Unit

Phân xưởng trung hòa kiềm

ETP

Effluent treatment plant

Khu vực xử lý nước thải

RFCC
Phân xưởng xử lý Naphtha bằng

NMLD

SVTH: Chế Viết Bình

Nhà máy lọc dầu

4

GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân

Đồ án tốt nghiệp

Tính toán và thiết kế phân xưởng NHT bằng Pro II

LỜI MỞ ĐẦU
Nhà máy Lọc dầu (NMLD) Dung Quất là công trình trọng điểm quốc gia về
dầu khí 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 đầu vào cho hai phân xưởng Izomer hóa và CCR.
Để tìm hiểu kỹ hơn về phân xưởng NHT này, em xin giới thiệu đề tài: “ Tính toán và
thiết kế phân xưởng xử lý bằng Hydro cho phân đoạn Naphtha (NHT) bằng phần
mềm Pro II”.
Đồ án là tổng hợp các kiến thức học tập tại giảng đường. Cho em được gửi lời
cảm ơn đến các thầy cô trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, khoa Hóa và bộ môn Kỹ
thuật Dầu khí. Em xin cảm ơn cô Nguyễn Thị Thanh Xuân đã hướng dẫn giúp đỡ em
hoàn thành đề tài này.
Tuy nhiên, trong quá trình trình bày đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót.
Kính mong quý thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để đồ án của em được hoàn thiện
hơn. Em xin chân thành cảm ơn!

SVTH: Chế Viết Bình

5

GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán và thiết kế phân xưởng NHT bằng Pro II

PHẦN I: TỔNG QUAN
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT
1.1.

Giới thiệu nhà máy lọc dầu Dung Quất
Nhà máy lọc dầu Dung Quất đặt tại 2 xã Bình Thuận và Bình Trị, huyện Bình

Sơn, tỉnh Quảng Ngãi. Mặt bằng dự án gồm có 4 khu vực chính: các phân xưởng công
nghệ và phụ trợ, khu bể chứa sản phẩm, cảng xuất sản phẩm và phao rót dầu không
bến, hệ thống lấy và xả nước biển. Những khu vực này được nối với nhau bằng hệ
thống ống với đường phụ liền kề.

Hình 1.1: Sơ đồ tổng thể vị trí nhà máy lọc dầu Dung Quất
Diện tích sử dụng: Diện tích tổng nhà máy được tính toán xấp xỉ là 345 hecta
mặt đất và 471 hecta mặt biển, bao gồm như sau:
- Khu công nghiệp (các phân xưởng công nghệ, phụ trợ và khu vực ngoại vi): 110
ha.
- Khu bể chứa dầu thô : 42 ha.
- Khu bể chứa sản phẩm: 44 ha.
- Tuyến ống lấy nước biển và xả nước thải: 4 ha.

SVTH: Chế Viết Bình

6

GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán và thiết kế phân xưởng NHT bằng Pro II

- Hành lang an toàn cho tuyến ống dẫn sản phẩm: 40 ha.
- Cảng xuất sản phẩm: 135 ha (mặt đất và mặt biển).
- Hệ thống phao rót dầu không bến (SPM), đường ống ngầm dưới biển và khu vực
vòng quay tàu: 336 ha ( mặt biển).
1.2.

Các phân xưởng trong nhà máy lọc dầu

Hình 1.2: Sơ đồ các phân xưởng trong nhà máy lọc dầu Dung Quất
1.2.1. Các phân xưởng công nghệ
Bao gồm 14 phân xưởng công nghệ:
- Phân xưởng 011:

Chưng cất khí quyển(CDU)

- Phân xưởng 012:

Xử lý Naphtha bằng Hydro (NHT)

- Phân xưởng 013:

Reforming xúc tác liên tục (CCR)

- Phân xưởng 014:

Xử lý Kerosene (KTU)

- Phân xưởng 015:

Cracking xúc tác tầng sôi cặn chưng cất khí quyển (RFCC)

- Phân xưởng 016:

Xử lý LPG (LTU)

- Phân xưởng 017:

Xử lý Naphtha của phân xưởng RFCC (NTU)

- Phân xưởng 018:

Xử lý nước chua (SWS)

- Phân xưởng 019:

Tái sinh Amine (ARU)

- Phân xưởng 020:

Trung hòa kiềm thải (CNU)

- Phân xưởng 021:

Thu hồi Propylene (PRU)

- Phân xưởng 022:

Thu hồi lưu huỳnh (SRU)

- Phân xưởng 023:

Đồng phân hóa Naphtha nhẹ (ISOM)

SVTH: Chế Viết Bình

7

GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân


Đồ án tốt nghiệp

- Phân xưởng 024:

Tính toán và thiết kế phân xưởng NHT bằng Pro II

Xử lý LCO bằng hydro (LCO-HDT)

Ngoài ra, nhà máy Poly Propylen cũng là 1 phân xưởng thuộc NMLD Dung Quất,

- Phân xưởng 025:

Sản xuất Poly Propylen (PP).

1.2.2. Các phân xưởng phụ trợ
Bao gồm 11 phân xưởng phụ trợ:
- Hệ thống cấp nước sinh hoạt, nước công nghệ, nước khử khoáng (U031)
- Hệ thống hơi nước và nước ngưng (U032)
- Phân xưởng nước làm mát (U033)
- Hệ thống lấy nước biển (U034)
- Phân xưởng khí điều khiển + khí công nghệ (U035)
- Hệ thống sản xuất Nitơ (U036)
- Hệ thống cung cấp khí nhiên liệu (U037)
- Hệ thống dầu nhiên liệu (U038)
- Hệ thống cung cấp kiềm (U039)
- Hệ thống nhà máy điện (U040)
- Hệ thống lọc nước thẩm thấu ngược RO (Reverse Osmosic) (U100)
1.2.3. Phân xưởng ngoại vi
- Khu bể chứa trung gian

U051 (gồm 23 bể)

- Khu bể chứa sản phẩm

U052 (gồm 22 bể)

- Trạm xuất sản phẩm bằng đường bộ

U053

- Phân xưởng phối trộn sản phẩm

U054

- Hệ thống phân phối dầu rửa (Flushing Oil)

U055

- Phân xưởng thu hồi dầu thải

U056

- Hệ thống đuốc đốt

U057

- Phân xưởng xử lý nước thải PP

U058

- Khu bể chứa dầu thô

U060

- Đường ống dẫn sản phẩm

U071

- Phao rót dầu không bến 1 điểm neo SPM

U082

SVTH: Chế Viết Bình

8

GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân


Đồ án tốt nghiệp

1.3.

Tính toán và thiết kế phân xưởng NHT bằng Pro II

Nguyên liệu và sản phẩm

1.3.1. Nguyên liệu
Nguyên liệu dầu thô chủ yếu lấy từ mỏ Bạch Hổ và nhập khẩu 1 phần từ Arap,
Dubai, Brunei, Nga.
1.3.2. Sản phẩm
- Khí hóa lỏng LPG (cho thị trường nội địa)
-

Propylene

-

Xăng Mogas 92/95

-

Dầu hỏa

-

Nhiên liệu phản lực Jet A1

-

Diesel ô tô

-

Dầu đốt (FO).

1.4.

Sơ lược về các phân xưởng công nghệ

1.4.1. Phân xưởng chưng cất khí quyển (U011)
Công suất thiết kế: 6.5 triệu tấn/năm (tương đương 148000 thùng/ngày trường
hợp dầu ngọt và 141000 thùng/ngày trường hợp dầu chua).
Mô tả chung: Dầu thô được đưa vào phân xưởng chưng cất dầu thô, được gia
nhiệt sơ bộ bằng các dòng sản phẩm và dòng bơm tuần hoàn trước khi vào lò gia nhiệt.
Dầu thô được tách phân đoạn thành một số sản phẩm trong tháp chưng cất chính và
các tháp stripper bên cạnh sườn tháp chính. Sản phẩm Naphtha ở đỉnh được xử lý thêm
trong một tháp ổn định và một thiết bị tách.
Bảng 1.1: Các sản phẩm của tháp chưng cất dầu thô
Sản phẩm

Đến
Full range Naphtha

NHT (U 012)

Kerosene

KTU (U 014)

LGO
HGO

Bể chứa (qua hệ thống pha trộn)
Bể chứa hoặc LCO-HDT
(hoặc đi qua hệ thống pha trộn)

Cặn chưng cất khí quyển RA
Phân xưởng RFCC
Sản phẩm nhẹ từ đỉnh tháp chưng cất CDU được đưa qua cụm xử lý khí của
cụm phân xưởng RFCC, sau đó qua phân xuởng xử lý khí hóa lỏng LPG.
SVTH: Chế Viết Bình

9

GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán và thiết kế phân xưởng NHT bằng Pro II

Full range naphtha được đưa qua phân xưởng xử lý Naphtha bằng Hydro, sau
đó được đưa đến tháp splitter và được phân tách thành 2 dòng: Light Naphtha và
Heavy Naphtha.
-

Light Naphtha làm nguyên liệu cho phân xưởng Isome hóa.

-

Heavy Naphtha được dùng làm nguyên liệu cho phân xưởng CCR.
Dòng Kerosene từ phân xưởng chưng cất khí quyển được đưa trực tiếp tới bể

chứa Kerosene hoặc được sử dụng làm nguyên liệu trộn để sản xuất Diesel, hoặc nó
được đưa tới phân xưởng xử lý Kerosene. Tại đây dòng nguyên liệu được xử lý để loại
bỏ thành phần mercaptan (RSH), Hydrosulfide (H 2S), acid Naphthenic (RCOOH) và
nước. Kerosene sau khi xử lý và phun phụ gia chống tĩnh điện (anti-static) vào sẽ được
đưa tới bể chứa sản phẩm, và được dùng làm nhiên liệu phản lực JetA1.
LGO được bơm trực tiếp đến phân xưởng LCO-HDT hoặc đến hệ thống pha
trộn Diesel để cho ra Diesel thương phẩm và được bơm đến bể chứa sản phẩm.
HGO được bơm trực tiếp đến phân xưởng LCO-HDT hoặc đến bể chứa trung
gian và làm cấu tử để phối trộn Diesel/Dầu đốt.
Cặn chưng cất khí quyển làm nguyên liệu cho RFCC để sản xuất các sản phẩm
có giá trị thương phẩm cao hơn.
1.4.2. Phân xưởng xử lý Naphtha bằng Hydro (U012)
Công suất: 23500 thùng/ngày
Nhà cung cấp bản quyền: UOP.
Mô tả chung: Phân xưởng xử lí Naphtha bằng Hydro (NHT) xử lý toàn bộ
phân đoạn Naphtha của CDU. Phân xưởng gồm 1 lò phản ứng xúc tác tầng chặt, tuổi
thọ xúc tác tối thiểu 2 năm. Phân xưởng còn có thiết bị tái sinh xúc tác. Sản phẩm lỏng

đi qua tháp tách LN (Light Naphtha) và HN (Heavy Naphtha). Còn khí của NHT sẽ
được đưa qua cụm xử lý khí của phân xưởng RFCC, được làm sạch bằng quá trình hấp
thụ bằng Amine.
1.4.3. Phân xưởng Reforming xúc tác liên tục CCR (U013)
Công suất thiết kế: 21100 thùng/ngày.
Nhà cung cấp bản quyền: UOP.
Mô tả chung: Phân xưởng CCR xử lý nguyên liệu là Heavy Naphtha (HN) đã
xử lý bằng Hydro tại phân xưởng NHT. Nguyên liệu đi vào thiết bị phản ứng tiếp xúc
SVTH: Chế Viết Bình

10

GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán và thiết kế phân xưởng NHT bằng Pro II

với các tầng xúc tác tuần hoàn, chúng được tái sinh liên tục để duy trì hoạt tính xúc
tác. Sản phẩm đi ra từ thiết bị phản ứng được tách thành 2 dòng.
Dòng khí giàu H2 được tuần hoàn để trộn chung với dòng nguyên liệu, một
phần đi cung cấp cho NHT, ISOME, LCO-HDT và phân xưởng PP.
Dòng lỏng đi qua một loạt các thiết bị phân tách để thu hồi LPG, reformate thu
được qua bể chứa trung gian để làm cấu tử phối trộn xăng Mogas 92/95 thương phẩm.
1.4.4. Phân xưởng xử lý Kerosene (U014)
Công suất: 10000 thùng/ngày.
Nhà cung cấp bản quyền: Merichem.
Mô tả chung: Phân xưởng xử lý Kerosene (KTU) được thiết kế để xử lý phân
đoạn Kerosene từ phân xưởng chưng cất dầu thô với mục đích loại bỏ thành phần

mercaptan (RSH), hydrosulfide (H2S), acid naphthenic (RCOOH) và nước.
Dung dịch kiềm được cung cấp từ khu vực phụ trợ (U039).
Sản phẩm từ phân xưởng xử lý Kerosene sẽ được phun phụ gia chống tĩnh điện
(anti-static) vào và được đưa tới bể chứa sản phẩm để dùng làm nhiên liệu phản lực
JetA1 hoặc được đưa đến bể chứa trung gian làm nguyên liệu phối trộn Diesel thương
phẩm. Dung dịch Amine loãng (MEA) sẽ được sử dụng trong phân xưởng KTU theo
từng mẻ gián đoạn để tái sinh.
1.4.5. Phân xưởng Cracking xúc tác tầng sôi cặn (RFCC-U015)
Công suất: 69700 thùng/ngày.
Nhà cung cấp bản quyền: IFP.
Chế độ vận hành:
-

Max Naphtha RFCC (Tối đa xăng)
Max Distillate (Tối đa LCO)
Mô tả chung: Phân xưởng RFCC nhận trực tiếp phần cặn chưng cất khí quyển

nóng từ phân xưởng chưng cất khí quyển, hoặc phần cặn nguội từ bể chứa.
Cụm chuyển hóa và phân tách: gồm có thiết bị phản ứng, thiết bị tái sinh, tháp
chưng cất chính, thiết bị kiểm soát xúc tác và các thiết bị phụ trợ khác.
Bộ phận chuyển hóa của phân xưởng RFCC sẽ chế biến ra các dòng sau:
- Dòng khí ướt được dẫn tới cụm xử lý khí RFCC.
- Dòng naphtha được dẫn tới phân xưởng NTU.
- Dòng dầu nhẹ (LCO) được đưa đến bể chứa và phân xưởng LCO-HDT.
SVTH: Chế Viết Bình

11

GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân

Đồ án tốt nghiệp

Tính toán và thiết kế phân xưởng NHT bằng Pro II

- Dòng dầu cặn (DCO) được đưa tới hệ thống pha trộn dầu đốt hoặc bồn chứa
dầu đốt dùng cho nhà máy.
Cụm xử lý khí RFCC: gồm có hai tháp hấp thụ bằng Amine và một thiết bị
stripping để xử lý khí nhiên liệu và khí hóa lỏng LPG trước khi chúng ra khỏi thiết bị
và sẽ sử dụng dòng Amine sạch từ tháp tái sinh Amine (ARU). Dòng Amine bẩn sẽ
được đưa trở lại ARU để tái sinh.
Dòng khí ướt và sản phẩm đỉnh từ tháp chưng cất chính được đưa tới cụm xử lý
khí của phân xưởng RFCC, sẽ tạo ra các dòng sau:
- Dòng FG chưa bão hòa đi ra từ tháp hấp thụ bằng Amine.
- Dòng hỗn hợp C3/C4 được đưa tới phân xưởng xử lý LPG (LTU) trước khi phân
tách ra trong phân xưởng thu hồi Propylene (PRU).
- Toàn bộ dòng Naphtha thu hồi được đưa tới phân xưởng xử lý Naphtha của phân
xưởng RFCC (NTU).
1.4.6. Phân xưởng xử lý LPG (U 016)
Công suất: 21100 thùng/ngày.
Nhà cung cấp bản quyền: Merichem.
Công nghệ: tiếp xúc màng sợi Fiber-film contactor.
Mô tả chung: Phân xưởng xử lý LPG được thiết kế để xử lý dòng C3/C4 từ
cụm xử lý khí RFCC trước khi đưa tới phân xưởng thu hồi Propylene. Phần lớn H 2S
trong dòng LPG được tách ra trong tháp hấp thụ bằng Amine nằm trong cụm xử lý khí
RFCC.
Phân xưởng xử lý LPG được thiết kế làm giảm hàm lượng mercaptan, carbonyl
sulfide và H2S trong dòng C3/C4.
1.4.7. Phân xưởng xử lý Naphtha của phân xưởng RFCC (U017)
Công suất: 45000 thùng/ngày.

Nhà cung cấp bản quyền: Merichem.
Công nghệ: Tiếp xúc màng-sợi
Mô tả chung: Phân xưởng xử lý Naphtha NTU bằng Hydro được thiết kế để xử
lý Naphtha đến từ RFCC, mục đích là làm giảm hàm lượng Mercaptan, S đến mức tối
thiểu.
Sản phẩm từ phân xưởng NTU được đưa tới hệ thống pha trộn xăng.

SVTH: Chế Viết Bình

12

GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán và thiết kế phân xưởng NHT bằng Pro II

Bể chứa sản phẩm không đạt chất lượng được đặt ở cuối đầu ra của phân xưởng
NTU. Kiềm sạch ở nồng độ thích hợp được cung cấp cho phân xưởng để dùng cho xử
lý. Kiềm đã qua sử dụng từ tháp xử lý được dẫn tới phân xưởng trung hòa kiềm.
1.4.8. Phân xưởng xử lý nước chua SWS (U018)
Mô tả chung: Nước chua từ các phân xưởng CDU, NHT và RFCC được đưa
tới bình ổn định, tại đây các hydrocarbon được tách khí. Dòng khí chua này được đưa
tới đầu đuốc đốt khí chua. Hỗn hợp nước chua được bơm qua thiết bị trao đổi nhiệt
nguyên liệu và sản phẩm đáy tới cột tách, tại đây ammoniac và H 2S hòa tan được loại
ra khỏi nước chua. Khí chua ở đỉnh của tháp tách được ngưng tụ và hồi lưu, và phần
khí chua còn lại với nồng độ cao được dẫn tới đuốc đốt khí chua.
Nước đã khử chua được làm mát bằng dòng nguyên liệu và không khí trước khi
dẫn tới phân xưởng xử lý nước thải (ETP). Một phần nước đã khử chua được sử dụng

làm nước tách muối trong phân xưởng CDU.
1.4.9. Phân xưởng tái sinh amine (U019)
Dòng amine bẩn từ phân xưởng RFCC được đưa đến bình ổn định để loại bỏ
hydrocacbon và khí khỏi amine. Dầu tràn ra được dẫn đến bể chứa dầu thải nhẹ, khí
chua được làm sạch và dẫn đến hệ thống khí nhiên liệu.
Dòng amine bẩn được đưa đến thiết bị trao đổi nhiệt giữa nguyên liệu và sản
phẩm, rồi đến tháp tái sinh để tách H2S. Khí chua ở đỉnh tháp tách được ngưng tụ và
hồi lưu, khí chua còn lại được đưa qua hệ thống đốt khí chua.
Dòng Amine sạch tách ra được làm mát bằng dòng nguyên liệu và không khí.
Amine sạch sau đó được xử lý bằng tác nhân chống tạo bọt và bơm ngược trở lại các
tháp hấp thụ H2S trong phân xưởng RFCC. Một phần dòng Amine được lọc để loại bỏ
tạp chất.
Trong trường hợp phân xưởng dừng hoạt động, một bể có khả năng chứa toàn
bộ lượng Amine đã qua sử dụng. Amine sạch được chứa trong một bể nhỏ bổ sung để
pha chế dung dịch Amine ban đầu và dung dịch Amine bổ sung.
1.4.10. Phân xưởng trung hòa kiềm thải (U020)
Phân xưởng trung hòa Kiềm thải dùng để trung hòa và loại bỏ dầu phenolic và
naphthenic ra khỏi các dòng kiềm thải.

SVTH: Chế Viết Bình

13

GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán và thiết kế phân xưởng NHT bằng Pro II

Kiềm thải được tách khí và sau đó được trung hòa bằng acid sulfuric. Nước
muối trung hòa được đưa tới phân xưởng xử lý dòng thải. Khí chua sinh ra từ phân
xưởng được đưa đến đuốc đốt khí chua. Các dòng đưa tới phân xưởng trên cơ sở từng
mẻ và liên tục.
Phân xưởng được thiết kế để tạo ra nước muối trung tính có pH nằm trong
khoảng từ 6-8, với nguyên liệu theo thiết kế. Acid sulfuric sạch được cung cấp từ bể
chứa nằm trong phạm vi phân xưởng.
1.4.11. Phân xưởng thu hồi Propylen (U021)
Phân xưởng thu hồi Propylene (PRU) được thiết kế để xử lý dòng hỗn hợp
C3/C4 từ phân xưởng xử lý LPG. Phân xưởng PRU sẽ tách và tinh chế Propylene để
đạt được đặc tính kỹ thuật của loại Propylene độ sạch polymer hóa 99,6% khối lượng.
Giai đoạn đầu trong quá trình loại C4 ra khỏi LPG trong một tháp tách C3/C4.
Thiết bị tách chính Propane/Propylene có hai cấp.
-

Cấp một là giai đoạn tách C2-.

-

Cấp hai là cột tách propane/Propylene. Sản phẩm Propylene từ cột tách

Propane/Propylene tiếp tục được tinh chế thêm. Giai đoạn thứ nhất sẽ là loại bỏ
carbonyl sulfur bằng xúc tác khô. Giai đoạn thứ hai thông thường bao gồm việc loại bỏ
Arsenic, Phosphorus và Antimong bằng tầng xúc tác khô. Các giai đoạn tinh chế được
kết hợp trong cùng một tháp.
1.4.12. Phân xưởng thu hồi lưu huỳnh (U022)
Phân xưởng thu hồi lưu huỳnh bằng phương pháp Claus (SRU), công suất xử lý
3 tấn lưu huỳnh/ngày để xử lý khí acid từ phân xưởng ARU, khí thoát ra từ phân
xưởng SWS và khí thải từ CNU. Khí acid từ ARU được đưa tới lò phản ứng, khí thoát
ra từ phân xưởng SWS và khí thải từ CNU được đưa tới lò đốt.

Sản phẩm lưu huỳnh thu hồi tối thiểu là 99,9% và hiệu suất thu hồi lưu huỳnh
của phân xưởng Claus không nhỏ hơn 92,6%.
Nồng độ phát tán các khí NOx, SOx, và CO từ lò đốt của phân xưởng sẽ đáp
ứng tiêu chuẩn chất lượng khí Việt Nam (TVCN 5939-1995).
1.4.13. Phân xưởng đồng phân hóa (U023)
Công suất: 6500 thùng/ngày.
Nhà cung cấp bản quyền: UOP.
SVTH: Chế Viết Bình

14

GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán và thiết kế phân xưởng NHT bằng Pro II

Mô tả chung: Phân xưởng Isomer với mục đích tạo ra các sản phẩm đồng phân
có chỉ số octane cao hơn, nguyên liệu được sử dụng là phân đoạn Naphtha nhẹ đã xử
lý hydro từ phân xưởng NHT.
1.4.14. Phân xưởng xử lý LCO bằng hydro (U024)
Công suất: 1320000 tấn/năm.
Nhà cung cấp bản quyền: IFP (Axens).
Mô tả chung: Phân xưởng LCO-HDT xử lý dòng LCO từ phân xưởng RFCC
bằng hydro nhằm tăng độ ổn định cho LCO để làm nguyên liệu phối trộn vào Diesel
thương phẩm.
1.5.

Các công nghệ được sử dụng trong nhà máy lọc dầu Dung Quất

NMLD Dung Quất sử dụng các công nghệ hiện đại, mua bản quyền công nghệ

từ các công ty rất nổi tiếng như UOP (Mỹ), MERICHEM (Mỹ) và IFP (Pháp), cho các
phân xưởng:
-

Cụm phân xưởng xử lý Naphtha bằng hydro và phân xưởng Reforming xúc tác

liên tục (NHT-CCR): phân xưởng CCR này nhằm nâng cao chỉ số octane (RON) của
xăng nặng đi ra từ quá trình chưng cất khí quyển dầu thô (CDU), làm nguyên liêụ để
phối trộn xăng thương phẩm. Mặc khác phân xưởng này còn cung cấp một lượng H 2
cho các phân xưởng xử lý bằng H 2 của nhà máy như NHT (xử lý nguyên liệu cho phân
xưởng CCR, LCO-HDT, PP). Ưu điểm của công nghệ UOP đối với phân xưởng CCR
là tăng hiệu suất sản phẩm, khả năng tái sinh xúc tác cao và yêu cầu về bảo dưỡng
thấp.
- Phân xưởng cracking xúc tác tầng sôi nguyên liệu cặn (RFCC), sử dụng công
nghệ R2R của IFP (Pháp) để chuyển hóa nguyên liệu cặn của phân xưởng chưng cất
khí quyển (CDU) thành các sản phẩm như: khí đốt (FG), khí hóa lỏng (LPG),
Gasoline, LCO, HCO + Slurry và cốc. Phân xưởng bao gồm hệ thống phun nguyên
liệu, thiết bị phản ứng dạng ống đứng riser, hệ thống tách đầu ra của riser, bộ phận bốc
các hydrocarbon nhẹ trên xúc tác, bậc thiết bị tái sinh thứ nhất, bậc thiết bị tái sinh thứ
hai, bộ phận rút xúc tác, các đường vận chuyển xúc tác, hệ thống điều khiển…Công
nghệ R2R có ưu điểm là làm tăng độ linh động của quá trình trong một khoảng rộng
của nguyên liệu, tăng hiệu suất các phân đoạn nhẹ như gasoline, distillate đồng thời
giảm hiệu suất cốc và khí nhiên liệu.
SVTH: Chế Viết Bình

15

GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân

Đồ án tốt nghiệp

-

Tính toán và thiết kế phân xưởng NHT bằng Pro II

Công nghệ thiết bị tiếp xúc dưới dạng màng film xảy ra trên sợi kim loại được

sử dụng trong các phân xưởng như: phân xưởng xử lý Kerosene (KTU), phân xưởng
xử lý xăng Naphtha của RFCC (NTU), phân xưởng xử lý LPG (LTU) và phân xưởng
trung hòa kiềm (CNU) nhằm mục đích xử lý H 2S và mercaptan có mùi khó chịu và ăn
mòn (KTU, LTU, NTU) và trung hòa kiềm (CNU).

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NAPHTHA

SVTH: Chế Viết Bình

16

GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán và thiết kế phân xưởng NHT bằng Pro II

2.1. Tổng quan
Quá trình xử lý naphtha bằng hydro (Hydrotreating) thường được sử dụng để tiến

hành loại bỏ các chất gây ngộ độc xúc tác có trong sản phẩm thu được trực tiếp từ tháp
chưng cất khí quyển hay trong các sản phẩm từ phân xưởng RFCC.
Các hợp chất cơ kim, hợp chất Asen và kiềm, được biết đến là những chất gây
ngộ độc vĩnh viễn cho xúc tác chứa Pt. Việc loại bỏ hoàn toàn những hợp chất này
bằng hydro sẽ giúp kéo dài tuổi thọ của xúc tác trong phân xưởng Reforming.
Lưu huỳnh là chất gây ngộ độc tạm thời cho xúc tác của quá trình Reforming.
Khi mà xúc tác cho quá trình Reforming bị mất dần hoạt tính nó sẽ gây ra những thay
đổi không mong muốn trong quá trình phân phối sản phẩm và làm tăng sự hình thành
cốc.
Các hợp chất hữu cơ có chứa Nitơ cũng làm ngộ độc tạm thời cho xúc tác của
Reforming. Khi phản ứng chúng sẽ tạo thành NH 3 mang tính base làm trung hòa các
tâm acid của xúc tác, làm giảm hoạt tính xúc tác. Ngoài ra, hợp chất NH 4Cl tạo thành
có thể lắng đọng trong máy nén, gây hỏng máy
Các hợp chất chứa Oxi là những chất gây hại cho quá trình hoạt động của thiết bị
Reformer. Bất cứ hợp chất chứa oxi nào không được xử lý trong thiết bị Hydrotreating
đều sẽ được chuyển hóa thành nước trong phân xưởng Reforming, do đó nó tác động
lên cân bằng nước/clo của xúc tác cho quá trình Reforming.
Một lượng lớn Olefin có trong nguyên liệu góp phần làm tăng quá trình cốc hóa
xúc tác của phân xưởng Reforming. Olefin cũng có thể bị Polyme hóa ở các điều kiện
hoạt động của của quá trình Reforming, từ đó kéo theo làm ngập các thiết bị phản ứng
và trao đổi nhiệt.
Quá trình xử lý naphtha bằng hydro (NHT) tạo ra sự phân bố dễ dàng cho việc
hoạt động và tính kinh tế của quá trình Reforming, tính linh động rất lớn đảm bảo cho
việc lựa chọn nguyên liệu cho phép cho phân xưởng Platforming. Điều quan trọng là
cần phải duy trì sự hoạt động ổn định trong phân xưởng Hydrotreating, vì do phân
xưởng này bảo vệ cho xúc tác của quá trình Platforming.
Ngoài việc xử lý naphtha làm nguyên liệu cho thiết bị Reformer, người ta còn sử
dụng naphtha cho các khu vực khác. Naphtha sinh ra từ quá trình xử lý bằng nhiệt như
là quá trình cốc hóa trễ, thường chứa hàm lượng olefin và tạp chất cao, sẽ không ổn
SVTH: Chế Viết Bình

17

GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán và thiết kế phân xưởng NHT bằng Pro II

định trong khi tồn chứa do đó chúng có thể được xử lý bằng hydro để lại bỏ olefin và
làm giảm các tạp chất kim loại, cung cấp các sản phẩm có giá trị cho thị trường.
2.2.

Các phản ứng của quá trình xử lý naphtha bằng hydro

2.2.1. Xử lý lưu huỳnh
Đối với xúc tác 2 chức kim loại cho quá trình Reforming, nguyên liệu naphtha
phải chứa hàm lượng lưu huỳnh nhỏ hơn 0,5% ppm khối lượng để tối ưu hóa việc
phân loại độ chọn lọc và độ ổn định. Nói chung, việc xử lý lưu huỳnh trong quá trình
xử lý hydro tương đối dễ dàng và để quá trình hoạt động của thiết bị Platformer đạt
hiệu quả tốt nhất thì lượng lưu huỳnh trong Naphtha được đem đi xử lý bằng hydro
cần được duy trì ở mức dưới 0,5ppm khối lượng.

(Mercaptan) C–C–C–C–C–C–SH + H2
(Sulfide) C–C–C–S–C–C–C + 2H2

C–C–C–C–C–C + H2S
2 C–C–C + H2S - 117 kJ/mol

(Disulfide) C–C–C–S–S–C–C–C + 3H2
(Cyclic sulfide) C

C–C + H2

C

2 C–C–C + 2 H2S - 209 kJ/mol
C–C–C–C–C + H2S

C–C

C

S
(Thiophenic) C

C–C + 4H2

C

C–C

C–C–C–C–C + H2S

- 284,2 kJ/mol

C

S

C–C–C–C = C–C + H2S

C–C–C–C–C
S

2.2.2. Xử lý nitơ
Việc xử lý nitơ khó khăn hơn so với việc xử lý lưu huỳnh trong quá trình xử lý
naphtha bằng hydro. Tốc độ khử nitơ chỉ vào khoảng 1/5 tốc độ khử lưu huỳnh. Hầu
SVTH: Chế Viết Bình

18

GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán và thiết kế phân xưởng NHT bằng Pro II

hết phân đoạn naphtha từ chưng cất trực tiếp chứa ít nitơ hơn lưu huỳnh, tuy nhiên cần
phải được chú ý tới để đảm bảo nguyên liệu naphtha khi dùng xúc tác 2 chức kim loại
sử dụng trong quá trình Reforming có chứa hàm lượng nitơ tối đa là 0,5ppm khối
lượng hoặc nhỏ hơn nhiều. Bất kỳ lượng nitơ trong các hợp chất hữu cơ nào đi vào
thiết bị Reformer cũng đều phản ứng với dung dịch amin và clo sinh ra trong khí tuần
hoàn để hình thành nên dung dịch amoniclorua. Amoniclorua sẽ hình thành trong vòng
khí tuần hoàn và hệ thống phía trên tháp ổn định Stabilizer. Muối amoniclorua có thể
được loại bỏ nhờ vào quá trình rửa bằng nước. Muối này có thể được giảm đến mức
tối thiểu nhờ vào việc xử lý tối đa nitơ trong phân xưởng Naphtha Hydrotreating. Việc
loại bỏ nitơ quan trọng rất nhiều khi mà phân xưởng NHT xử lý naphtha bằng nhiệt
(như là naphtha sinh ra từ thiết bị cốc hóa coker), đây là những nguyên liệu thường

chứa hàm lượng nitơ nhiều hơn naphtha thu được từ quá trình chưng cất trực tiếp.
Lượng amoniac được hình thành trong các phản ứng khử nitơ, và cuối cùng được loại
bỏ bằng nước sử dụng cho thiết bị phản ứng xử lý hydro.
a. (Pyridine)
+ 5H2

C–C–C–C–C + NH3

N

b. (Quinoline)
N

CH3

+ 4H2

+ NH3 - 271,7 kJ/mol

c. (Pyrrole)
CH3

N

CH3

C
+ 4H2

C–C–C–C–C + NH3

C

H

d. (Methylamine)
CH3NH2 + H2
SVTH: Chế Viết Bình

CH4 + NH3 - 79,4kJ/mol
19

GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán và thiết kế phân xưởng NHT bằng Pro II

2.2.3. Xử lý oxi
Các hợp chất chứa oxi như là phenol, rượu được xử lý trong phân xưởng NHT
bằng quá trình hydro hóa liên kết cacbon-oxi hình thành nước và hydrocacbon tương
ứng. Phản ứng chi tiết như sau:
OH

+ H2

+ H2 O

- 66,9 kJ/mol

R

R

2.2.4. No hóa olefin
Sự no hóa olefin hầu như có tốc độ bằng sự khử lưu huỳnh. Hầu hết phân đoạn
naphtha từ chưng cất trực tiếp có chứa một lượng nhỏ olefin ở dạng vết, tuy nhiên
naphtha của quá trình cốc hóa và cracking thường có nồng độ olefin cao. Việc xử lý
lượng olefin có nồng độ cao trong NHT cần phải được quan tâm vì do nhiệt sinh ra từ
phản ứng cao (phản ứng tỏa nhiệt) khi xảy ra phản ứng no hóa.
a. ( Linear olefin)
C–C–C–C=C–C + H2

C–C–C–C–C–C ( and isomers)

b. ( Cyclic olefin)
+ H2
2.2.5. Xử lý halogen
Các halogen trong hợp chất hữu cơ có thể bị phân hủy trong NHT thành các
hydro halogen tương ứng, chúng được hấp thụ trong dòng nước rửa dùng cho việc rửa
sản phẩm của thiết bị phản ứng và được tháo ra từ đỉnh của tháp stripper khí. Loại bỏ
lượng halogen tối đa vào khoảng 90%, tuy nhiên điều kiện vận hành lại khắc nghiệt
hơn nhiều so với quá trình xử lý lưu huỳnh và nitơ. Vì lý do này, cần phải phân tích
hàm lượng clo có trong naphtha được xử lý bằng hydro, đo mức hợp chất clo được sử
dụng để thiết lập tốc độ phun clo thích hợp cho thiết bị Reformer.
Phản ứng đặc trưng phân hủy hợp chất clo hữu cơ như sau:
SVTH: Chế Viết Bình

20

GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán và thiết kế phân xưởng NHT bằng Pro II

C–C–C–C–C–C–Cl + H2

HCl + C–C–C–C–C–C

2.2.6. Xử lý kim loại
Hầu hết tạp chất kim loại có mặt trong naphtha ở mức vài ppb. Xúc tác của
hãng UOP Hydrobon có thể loại bỏ các hợp chất này ở nồng độ khá cao, lên đến 5ppm
hoặc cao hơn phụ thuộc vào điều kiện vận hành thông thường. Các tạp chất kim loại sẽ
được giữ lại trong xúc tác của quá trình hydrotreating khi đi ra khỏi naphtha. Một số
các cấu tử thường được phát hiện khi sử dụng xúc tác Hydrobon là As, Fe Ca, Mg, P,
Pb, Si, Cu, Na.
Việc loại bỏ các kim loại trong nguyên liệu thường được thực hiện trong dòng
tháo ra tương ứng với mỗi tầng xúc tác. Sắt được tìm thấy thường tập trung ở trên tầng
xúc tác đỉnh ở dưới dạng Sắt sulfit. As được phát hiện khi nồng độ trên 1ppb khối
lượng trong phân đoạn naphtha thu được từ quá trình chưng cất trực tiếp, việc phát
hiện này rất quan trọng bởi vì nó gây ngộ độc xúc tác Pt.
Việc xử lý lượng chì trong có quá trình tồn chứa và quá trình tái xử lý xăng chứa
chì trong tháp chưng cất dầu thô người ta cũng thường sử dụng xúc tác Hydrobon. Na,
Ca và Mg thường xuất hiện do sự tiếp xúc giữa nguyên liệu có chứa nước muối và các
chất phụ gia. Các phụ gia thích hợp được sử dụng để bảo vệ hệ thống đỉnh tháp phân
tách khỏi bị ăn mòn và kiểm soát việc tạo bọt, kể cả khi có sự có mặt của P và Si.
Việc xử lý kim loại thường được xảy ra hoàn toàn ở nhiệt độ trên 315 oC cho đến
khi kim loại mang đến 2-3 % khối lượng xúc tác. Nếu vượt quá mức trên, xúc tác bắt

đầu đạt tới mức bão hòa ở trạng thái cân bằng rất nhanh và khi đó làm phá vỡ cấu trúc
kim loại. Các rắc rối về mặt cơ khí bên trong thiết bị phản ứng như là chia vùng, bị ảnh
hưởng đặc biệt xấu khi quá trình xử lý này không tốt sẽ kéo theo việc quá tải trên một
lượng nhỏ xúc tác trong thiết bị phản ứng.

CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU PHÂN XƯỞNG XỬ LÝ NAPHTHA
BẰNG HYDRO (NHT) CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT

SVTH: Chế Viết Bình

21

GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán và thiết kế phân xưởng NHT bằng Pro II

3.1. Tổng quan
Như phần trên đã giới thiệu, phân xưởng xử lý Naphtha bằng Hydro xử lý toàn bộ
phân đoạn Naphtha của CDU. Phân xưởng gồm 1 lò phản ứng xúc tác, tuổi thọ xúc tác
tối thiểu 2 năm. Phân xưởng còn có thiết bị tái sinh xúc tác. Sản phẩm lỏng đi qua tháp
tách LN (Light Naphtha) và HN (Heavy Naphtha). Còn khí của NHT sẽ được đưa qua
cụm xử lý khí của phân xưởng RFCC, được làm sạch bằng quá trình hấp thụ bởi dung
môi Amine.
Phân xưởng được thiết kế bởi Nhà bản quyền UOP, có công suất thiết kế 23500
thùng /ngày.

Hình 3.1: Phân xưởng xử lý naphtha bằng hydro (U-12)

3.2. Khu vực phản ứng
3.2.1. Hệ thống cung cấp nguyên liệu
Nguyên liệu Naphtha, hoặc các nguyên liệu khác có thể đi vào phân xưởng
NHT từ tháp chưng cất khí quyển CDU, từ các khu vực tồn chứa trung gian, hoặc các
SVTH: Chế Viết Bình

22

GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán và thiết kế phân xưởng NHT bằng Pro II

phân xưởng xử lý khác. Trong trường hợp nguyên liệu đi từ các khu vực tồn chứa, các
bình chứa phải được phủ một lớp khí thích hợp để ngăn chặn oxi bị phân hủy trong
naphtha. Ngay cả khi lượng oxi hoặc olefin có mặt ở dạng vết trong nguyên liệu có thể
gây ra sự polyme hóa các olefin trong bình chứa khi chung được tồn chứa trong một
khoảng thời gian dài hoặc đi vào trong các thiết bị trao đổi nhiệt giữa sản phẩm của
thiết bị phản ứng và nguyên liệu. Kết quả là kéo theo sự ngập lụt và hiệu suất chuyển
đổi lượng nhiệt mất mát.
Nguyên liệu được chứa trong D1201, ở đây tốc độ của chúng được được định
mức bằng công suất của chứa của bình, bình chứa nguyên liệu Feed Surge Drum cũng
được cung cấp một bộ boot chứa nước để giúp loại bỏ nước tự do đi vào trong nguyên
liệu. Viêc loại bỏ lượng nước chua (có chứa axit) này, tới đầu bình chứa nước được
vận hành một cách tự động dựa vào bộ điều khiển mức tiếp xúc pha (012-LIC-002 )
Áp suất của bình này được điều khiển bởi bộ điều khiển khoảng chia dòng
(012-PIC-001) để duy trì một lượng áp suất trên áp suất ở nhiệt độ sôi của naphtha.

Khi tín hiệu áp suất thấp, Fuel gas từ phân xưởng U37 sẽ được bổ sung vào bình chứa
bằng cách mở van điều khiển 012 PV-001 sẽ đóng lại và van xả khí 012PV-001B sẽ
đóng lại. Ở trạng thái ổn định cả 2 van sẽ được đóng lại.
Khi nguyên liệu cấp trực tiếp cho phân xưởng NHT đến từ phân xưởng chưng
cất khí quyển, sẽ không có bộ điều khiển mức trong bình chứa nguyên liệu FSD.
Naphtha được đưa vào phân xưởng NHT thông qua bộ điều khiển lưu lượng đặt bên
trong khu vực cấp phát. Bộ hiển thị mức trong D-1201 mang tín hiệu ngược trở lại
phân xưởng CDU
Trong trường hợp thiếu nguyên liệu trực tiếp từ CDU, phân xưởng NHT sẽ
được cấp nguyên liệu từ khu vực tồn chứa TK-5112. Dòng nguyên liệu naphtha được
điều khiển bởi bộ điều khiển 012-FIC-001, điểm đặt của bộ điều khiển này được thiết
lập lại bởi bộ điều khiển mức 02-LIC-001 của bình chứa D-1201.
Naphtha nặng của dầu ngọt từ khu vực tồn chứa TK-5014 sẽ được dùng trong
suốt quá trình khởi động phân xường NHT và phân xưởng CCR.
Tại đầu hút của bơm P-1201A/B, người ta cấp một bộ nối các đầu phun lưu
huỳnh để sunfit hóa lượng xúc tác trong suốt quá trình khởi động ban đầu. Tốc độ

SVTH: Chế Viết Bình

23

GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán và thiết kế phân xưởng NHT bằng Pro II

phun sunfit được đặt trước để duy trì ở mức nhỏ nhất là 15ppm khối lượng. Điều này
rất cần thiết để giữ cho xúc tác ở trạng thái tối ưu của nó.

Dòng nguyên liệu tối thiểu đi vào các bơm này được điều khiển bởi bộ điều
khiển 012-FIC-013, diễn ra ngay trên van điều khiển 012-FV-031 phía trên dòng
Spillback (dòng chảy ngược), để bảo vệ các bơm này khỏi bị phá hủy. Lưu lượng thực
đi vào thiết bị phản ứng được đặt trước bởi bộ điều khiển hiển thị lưu lượng 012-FIC003. Lưu lượng nhỏ sẽ ngắt đầu cấp liệu và van điều khiển thiết bị trao đổi nhiệt để
tránh giảm áp trong phân xưởng.
Vì do chênh lệch áp suất cao giữa đầu tháo liệu và đầu hút của bơm Charge
Pump, nên bơm Charge Pump sẽ ngắt van điều khiển cấp liệu bất cứ lúc nào cũng như
van 012-XV-010 được tự động đóng lại để đảm bảo dòng ngược chiều từ vùng phản
ứng quay ngược trở lại D1201 không xảy ra thông qua các van điều khiển lưu lượng
của bơm và cũng để tránh sự nén áp và làm bẩn Cold Boiler Feed Water.
3.2.2. Hệ thống thiết bị phản ứng
Nguyên liệu naphtha từ bơm Charge Pump kết hợp với dòng khí giàu hydro đi
và đi vào thiết bị trao đổi nhiệt E1201, ở đây nó lấy nhiệt sản phẩm đi ra từ thiết bị
phản ửng R-1201. Nguyên liệu đã được kết hợp đi khỏi thiết bị trao đổi nhiệt ở dạng
hơi, và chảy vào H1201. Nhiệt độ đầu vào mong muốn của thiết bị phản ứng R1201
thu được thông qua bộ điều khiển nhiệt độ đầu ra của H-1201 mắc nối tiếp với bộ điều
khiển áp suất khí fuel gas 02-PIC-526B của thiết bị gia nhiệt. Sau đó, nguyên liệu đi
vào thiết bị phản ứng và chảy qua các lớp xúc tác. Khi xử lý phân đoạn naphtha từ quá
trình chưng cất trực tiếp, thường thì có rất ít sự thay đổi nhiệt độ khi đi qua các lớp xúc
tác. Sản phẩm đi ra từ thiết bị phản ứng, có chứa một lượng nhỏ lưu huỳnh, khí giàu
hydro, H2S và amoniac đi trong ống thiết bị trao đổi nhiệt E1201, tại đây nhiệt được
cấp cho nguyên liệu. Dòng sản phẩm của thiết bị phản ứng được làm lạnh sâu tại thiết
bị ngưng tụ sản phẩm E1202A/B, chuẩn bị cho quá trình phân tách lỏng-khí. Bộ phun
nước rửa được cấp đường ống dẫn dòng sản phẩm đi ra từ thiết bị phản ứng tới thiết bị
ngưng tụ để pha loãng các HCl và ngăn ngừa lượng muối hình thành trên dòng dẫn
hay thiết bị ngưng tụ.

SVTH: Chế Viết Bình

24

GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán và thiết kế phân xưởng NHT bằng Pro II

3.2.3. Hệ thống nước rửa
Có 3 điểm đặt hệ thống phun nước rửa ở 3 vị trí khác nhau trên đường ống dẫn
sản phẩm của thiết bị phản ứng. Điểm đầu tiên là tại đầu vào chùm ống cuối của thiết
bị E1201G/H, điểm thứ 2 là tại đầu ra của chùm ống này nằm trên đường ống dẫn đi
vào E1202 và điểm thứ 3 là tại đầu hút của máy nén khí tuần hoàn D1204 (đường ống
dẫn này thường không hoạt động ở quá trình vận hành thông thường). Nước rửa được
sủ dụng để rửa sạch lượng muối tích tụ lại trong thiết bị trao đổi nhiệt với nguyên liệu,
các dòng công nghệ, hay thiết bị ngưng tụ và để pha loãng HCl có thể có mặt trong sản
phẩm. Dòng phía trên điểm phun trong E1202 được đặt trên một nền liên tục. Bơm
P1201A/B bơm lượng nước sạch đủ lớn, là 3% thể tích lỏng của lưu lượng nạp thông
qua bộ điều khiển hiển thị lưu lượng 012-FI-C008 vào hệ thống để ngăn ngừa lượng
muối tích tụ và pha loãng Axit HCl.
3.2.4. Hệ thống thiết bị phân tách (D-1203)
Sản phẩm của thiết bị phản ứng và nước rửa chảy ra khỏi thiết bị E-1202. Nhiệt
độ đẩu ra của thiết bị ngưng tụ này đủ nhỏ để đảm bảo thu hồi hoàn toàn lượng
naphtha đi vào D-1203. Vì lý do này, người ta đặt bộ hiển thị thông báo nhiệt độ cao
TAH-009 được đặt ngay tại đầu ra của E-1202. Bộ lắng có tấm lưới có đường kính
bằng đường kính thiết bị phân tách được được đặt trong thiết bị phân tách để đảm bảo
sự phân tách khí, phần hydrocacbon lỏng, nước xảy ra một cách hoàn toàn. D-1203
cũng được lắp đặt một boot chứa nước để thu hồi lượng nước bơm vào trong quá trình
xử lý muối. Lượng nước này được nén thông qua bộ điều khiển mức tiếp xúc. Chất
lượng nước thải được giám sát một cách hợp lý tại điểm này (CP026 và CC027) để

đảm bảo cho sự điều khiển độ ăn mòn xảy ra một cách phù hợp. Mục đích là giữ cho
nước có chứa axit trong thiết bị phân tách nằm trong khoảng 5,5-6,5PH. Cần có một số
điều chỉnh đối với tốc độ phun nước rửa để pha loãng HCl nhiều hơn. Tuy nhiên, tốc
độ không được giảm xuống dưới 3% thể tích lỏng của tốc độ nguyên liệu và quan
trọng là ở mức 25% lượng nước phun duy trì ở pha lỏng.

SVTH: Chế Viết Bình

25

GVHD: TS.Nguyễn Thị Thanh Xuân