Nghiên cứu thu hồi dầu cặn từ quá trình làm sạch hệ thống bồn bể chứa dầu thô tại Nhà máy lọc dầu Dung Quất

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA


VÕ TẤN PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU THU HỒI DẦU CẶN TỪ QUÁ
TRÌNH LÀM SẠCH HỆ THỐNG BỒN BỂ
CHỨA DẦU THÔ TẠI NHÀ MÁY LỌC DẦU
DUNG\ QUẤT

Chuyên ngành: Kỹ thuật Hoá học
Mã số: 8520301

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC

Đà Nẵng – Năm 2019


Công trình được hoàn thành tại

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG

Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Thị Thanh Xuân

Phản biện 1: PGS.TS Trương Hữu Trì
Phản biện 2: TS Đặng Quang Vinh

\
Luận văn đã được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ ngành Kỹ thuật Hoá học họp tại Trường Đại học

Bách khoa Đà Nẵng vào ngày 31 tháng 8 năm 2019

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
 Trung tâm Học liệu, ĐHĐN tại Trường Đại học Bách khoa
 Thư viện Khoa Hoá, Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN


1

MỞ ĐẦU
Nhà máy Lọc dầu Dung Quất thuộc Công ty Cổ phần Lọc hóa
dầu Bình Sơn (BSR) được thiết kế có công suất chế biến 148.000
thùng dầu thô /ngày, tương đương 6,5 triệu tấn dầu thô/năm với dầu
thô thiết kế là dầu thô Bạch Hổ (Việt Nam) và hỗn hợp dầu thô Bạch
Hổ - Dubai (Trung Đông). Nhà máy Lọc dầu Dung Quất đã được
đưa vào vận hành thương mại từ tháng 10/ 2009 cho đến nay. Theo
kế hoạch, Nhà máy Lọc dầu Dung Quất sẽ được nâng cấp mở rộng
để tăng công suất chế biến từ 148.000 thùng/ngày lên 192.000 thùng
dầu thô/ngày, tương đương 8,5 triệu tấn dầu thô/năm nhằm tăng độ
linh động trong việc lựa chọn nguồn dầu thô chế biến thay thế dầu
thô Bạch Hổ có trữ lượng khai thác đang ngày càng suy giảm. Dự
kiến Nhà máy Lọc dầu Dung Quất sau nâng cấp mở rộng sẽ đưa vào
vận hành từ năm 2025.
Theo thiết kế hiện hữu, tổng số bể chứa dầu thô là 8 bể có tổng
dung tích làm việc là 520.000 m3. Các bể chứa dầu thô có dung tích
bằng nhau, đường kính 69,0 m, chiều cao 22,4 m. Bể được thiết kế
mái nổi, vật liệu chế tạo bằng thép carbon.
Trong quá trình chế biến, Nhà máy Lọc dầu Dung Quất chế
biến chủ yếu dầu thô Bạch Hổ và các loại dầu thô tương đương.
Những chủng loại dầu thô này có điểm chảy (pour point) cao và

thường tạo cặn (sludge) trong quá trình tồn chứa trong bể. Các cặn
bùn này sẽ gây ra một số vấn đề, điển hình như:
 Làm giảm thể tích làm việc của bể.
 Gây cản trở trong việc di chuyển của khớp mềm của
đường ống thoát xả nước mưa từ mái bể và gây hư hỏng hệ
thống này.
 Gây tiêu tốn chi phí, thời gian cho việc nạo vét cặn bùn ra
khỏi hệ thống bồn bể.
 Gây ô nhiễm môi trường do phát sinh cặn bùn thải.
Đối với những chủng dầu thô này, kết quả phân tích mẫu thực
tế đã xác định thành phần chính của mẫu cặn bùn hình thành trong bể
chủ yếu là các hợp chất hydrocarbon. Điều này gây ra vấn đề hao hụt
dầu thô trong quá trình vận hành nhà máy.


2
Phương thức xử lý làm sạch và xử lý căn bùn của các bể dầu
thô tại Nhà máy Lọc dầu Dung Quất chủ yếu bằng phương thức cơ
học như nạo vét, thu gom bùn thải từ các bề chứa và chuyển đến
Công ty Lilama để xử lý. Với phương thức này thì chi phí nhân công
và chi phí xử lý môi trường đối với cặn thải rất cao, đồng thời gây
thất thoát, lãng phí một lượng lớn hydrocacbon chưa được thu hồi từ
cặn bùn xả thải.
Với những phân tích nêu trên, việc nghiên cứu thu hồi dầu cặn
từ quá trình làm sạch hệ thống bồn bể chứa dầu thô tại Nhà máy lọc
dầu Dung Quất sẽ mang lại nhiều ý nghĩa về mặt hiệu quả kinh tế và
môi trường.

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN
1.1.

Tổng quan về NMLD Dung Quất

Nhà máy lọc dầu Dung Quất được xây dựng với tổng diện tích
sử dụng trên 800 ha, trong đó có 337 ha mặt đất và 471 ha mặt biển.
Công suất chế biến của Nhà máy 6,5 triệu tấn dầu thô/năm – tương
đương 148.000 thùng/ngày;
Mặt bằng nhà máy có 4 khu vực chính gồm: 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;
Nhà máy có các phân xưởng công nghệ: CDU, NHT, CCR,
KTU, RFCC, LTU, NTU, SWS, ARU, CNU, PRU, SRU, ISOM,
HDT và phân xưởng PolyPropylen nằm ngoài khu vực của nhà máy.
Theo thiết kế thì nhà máy lọc dầu Dung Quất sẽ được vận
hành với hai nguồn nguyên liệu là 100% dầu thô Bạch Hổ hoặc dầu
thô hỗn hợp 85% dầu thô Bạch Hổ và 15% Dubai. Tuy nhiên sau 10
năm vận hành thì Nhà máy đang cần nguồn nguyên liệu tương
đương thay thế.
Cơ cấu sản phẩm của Nhà máy gồm các loại như sau: Lưu
huỳnh, Hạt nhựa Polypropylen, LPG, Xăng 92/95, E5 RON92,
Nhiên liệu phản lực Jet A1, Dầu hỏa, Diesel, Dầu đốt (FO).


3
1.2.

Hệ thống bồn bể chứa dầu thô tại NMLD Dung Quất

Hệ thống bể
A/B/C/D/E/F/G/H.

chứa

dầu

thô

gồm

8

bể

TK6001

Bể chưa dầu thô được thiết kế với các mục đích sau đây: tiếp
nhận từ hệ thống phao rót dầu không bến (SPM); Tồn chứa và tách
nước khỏi dầu thô trong các bể có gia nhiệt; Cung cấp dầu thô cho
phân xưởng chưng cất khí quyển (CDU); Tiếp nhận và tồn chứa cặn
chưng cất từ CDU trong trường hợp xảy ra sự cố ở phân xưởng
RFCC; Cung cấp cặn chưng cất đến bể chứa nguyên liệu của phân
xưởng RFCC (TK-5103)
Một số đặc tính kỹ thuật của hệ thống bồn bể chứa dầu thô
như sau: thể tích mỗi bể là 65000m3, đường kính là 69m, chiều cao
22,4m; Thiết kế mái: mái nổi.
1.3.
1.3.1.

Giới thiệu chung về cặn dầu trong quá trình tồn chứa
Tác hại của cặn dầu

Cặn dầu là một thực thể không thể tách rời với các sản phẩm
dầu mỏ. Khi ngành công nghiệp dầu khí càng phát triển mạnh mẽ thì
theo đó lượng cặn dầu sinh ra từ các quá trình khai thác, chế biến,
vận chuyển, hay tồn chứa gia tăng ngày càng lớn. Nếu không được
xử lý và kiểm soát chặt chẽ, cặn dầu sẽ gây ra những tác hại vô cùng
nghiêm trọng.
- Tác hại của cặn dầu khi sử dụng làm nhiên liệu
- Tác hại của cặn dầu trong quá trình chế biến
- Tác hại của cặn dầu trong quá trình tồn chứa.
 Làm giảm hiệu suất chứa đựng nhiên liệu của bồn bể.
 Làm giảm chất lượng các lô dầu thô mới chứa trong bể
do xảy ra quá trình hòa tan một phần cặn.
 Gây ăn mòn hệ thống đáy bể do các thành phần có trong
cặn như: nước, các hợp chất có tính axit hoặc tính kiềm.


4
 Cản trở quá trình vận hành các ống thoát nước mưa từ
mái bể.
- Tác hại đối với môi trường: cặn dầu có khả năng gây ô
nhiễm trầm trọng đối với cả môi trường đất, nước và không
khí.
1.3.2.

Sự hình thành cặn dầu trong quá trình tồn chứa dầu thô

Các nguyên nhân chính làm xuất hiện cặn dầu trong quá trình
tồn chứa đó là: do sự thay đổi tính chất của nguyên liệu trong quá
trình bảo quản và sự nhiễm lẫn các tạp chất cơ học, nước trong quá

trình khai thác, xuất nhập và tồn chứa.
1.4.
1.4.1.

Các phương pháp làm sạch bồn bể chứa dầu thô
Phương pháp cơ học

Cơ chế: phương pháp này dùng các dụng cụ cơ khí chuyên
dụng để nạo vét, thu gom cặn bùn từ bồn bể vào các vật dụng chứa
đựng. Cặn bùn sau khi thu gom sẽ được vận chuyển đến các đơn vị
chuyên xử lý nhằm đáp ứng yêu cầu xả thải và tiêu chuẩn môi
trường theo quy định.
Ưu điểm: dễ áp dụng vì phương pháp này không đòi hỏi yêu
cầu về công nghệ chuyên sâu.
Nhược điểm:
- Không thu hồi được lượng dầu thô hòa lẫn, cuốn theo trong
cặn bùn, dẫn đến thất thoát dầu thô trong quá trình tồn chứa
và giảm hiệu quả kinh tế trong vận hành, chế biến lọc hóa
dầu.
- Chi phí nhân công thực hiện tương đối lớn vì đòi hỏi số
lượng nhân công thực hiện nhiều và môi trường làm việc
nguy hiểm, độc hại.
- Chi phí xử lý cặn bùn cao vì đây là chất thải nguy hại với
khối lượng phát thải khá lớn.


5
- Gây ô nhiễm môi trường vì phát thải một lượng lớn
hydrocacbon và các chất thải nguy hại khác.
Kết quả đạt được: phương pháp này chỉ giải quyết được một

vấn đề là thu gom cặn bùn ra khỏi bồn bể nhằm giải phóng thể tích
chiếm dụng của cặn bùn trong hệ thống bồn bể chứa dầu thô.
1.4.2.

Phương pháp hóa học

Cơ chế: phương pháp này dùng dung môi hòa tan có tính chất
tương đồng với thành phần hydrocacbon có trong cặn bùn để lôi
cuốn các hợp chất hydrocacbon này ra khỏi cặn bùn. Dung môi sau
khi hòa tan cặn bùn sẽ được đưa trở lại chế biến như một loại dầu
thô. Trong quá trình này, cần sử dụng các chất hoạt động bề mặt
và/hoặc các hóa chất phân tán (nếu cần thiết) để hỗ trợ quá trình hòa
tan cặn bùn vào dung môi, khử nhũ và hỗ trợ quá trình tách pha giữa
dầu và nước, … Đồng thời, trong phương pháp này còn sử dụng
nước để lôi cuốn các hợp chất vô cơ, tạp chất cơ học ra khỏi pha
dầu, nhằm giảm thiểu các tạp chất không mong muốn trong dầu thu
hồi.
Ưu điểm:
- Mang lại lợi ích kinh tế cao vì đã thu hồi được
hydrocacbon có trong cặn bùn, giảm thiểu sự thất thoát dầu
thô, góp phần gia tăng hiệu quả kinh tế trong công nghiệp
lọc hóa dầu.
- Chi phí xử lý cặn rắn thấp vì khối lượng cặn phát thải
không nhiều sau khi được xử lý bằng phương pháp hóa
chất.
- Thời gian thực hiện được rút ngắn hơn so với phương pháp
cơ học, tăng hệ số vận hành (operation factor) của bể chứa.
- Giảm thiểu tác động ô nhiễm môi trường từ lượng cặn bùn
phát thải.

6
Nhược điểm: phương pháp được thực hiện với nhiều công
đoạn phức tạp và hiệu quả thu hồi dầu phụ thuộc vào rất nhiều yếu
tố. Do đó, cần phải tiến hành nhiều thí nghiệm, khảo nghiệm thực
tiển để đánh giá và xây dựng mô hình tối ưu trước ứng dụng rộng rãi
vào thực tiễn.
Kết quả đạt được: phương pháp này hướng đến vấn đề thu
hồi dầu từ cặn bùn trong quá trình vệ sinh hệ thống bồn bể chứa dầu
thô. Ngoài mục tiêu thu hồi một lượng lớn hydrocacbon có trong cặn
bùn, giải phóng thể tích chiếm dụng của cặn bùn trong bồn bể mang
lại hiệu quả kinh tế trong sản xuất kinh doanh, phương pháp này còn
ý nghĩa về mặt môi trường vì đã giảm thiểu đáng kể lượng chất thải
nguy hại phát thải ra môi trường.

CHƯƠNG 2 - NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
2.1.

Nguyên vật liệu

2.1.1.

Cặn bùn

Trên cơ sở lý thuyết về sự hình thành cặn bùn, cùng với các
đặc tính dầu thô đã được chế biến tại nhà máy lọc dầu Dung Quất,
có thể dự đoán rằng cặn bùn tại Nhà máy lọc dầu Dung Quất có một
số tính chất sau đây:
- Ở điều kiện lưu trữ bình thường cặn bùn có dạng rắn, sệt.
- Thành phần chủ yếu là các hợp chất hydrocacbon với thành

phần chính là các paraffin. Đây là đặc tính quan trọng để
quyết định việc lựa chọn chủng loại dung môi pha loãng
cặn dầu.
- Có lẫn một số hợp chất muối vô cơ, tạp chất rắn không hòa
tan như cát sạn, gỉ sắt, …
Cặn dầu được lấy từ bể TK6001A để thực hiện các mô hình
thí nghiệm.
2.1.2.

Dung môi hòa tan


7
Để hòa tan được cặn dầu với thành phần chính là các hợp chất
paraffin mạch dài, cần phải lựa chọn dung môi có các đặc tính tương
đồng sau đây:
- Có thành phần chính cũng là các hợp chất paraffin để có
thể phân tán các phân tử paraffin từ cặn bùn vào dung môi.
- Có điểm đông đặc và độ nhớt thấp để dễ dàng hòa tan cặn
dầu trong môi trường nhiệt độ không quá cao.
Với hai đặc tính vừa nêu, sau khi đánh giá cơ sở vật chất hiện
có tại Nhà máy lọc dầu Dung quất, Nghiên cứu này lựa chọn chủng
loại dung môi để đánh giá là LGO và dầu thô Anzeri. Ngoài việc
đáp ứng được hai đặc tính trên, việc lựa chọn cácloại dung môi này
còn có một số thuận lợi như sau:
- LGO: Hiện nay, Nhà máy Lọc dầu Dung Quất đang sử
dụng một lượng tương đối lớn phân đoạn LGO được phân
tách từ phân xưởng CDU để xúc rửa đường ống dẫn dầu
sau khi nhập dầu thô vào bể chứa. Đề tài sẽ tận dụng nguồn
nguyên liệu LGO đã nhiễm dầu thô trong quá trình xúc rửa

đường ống này để áp dụng vào thực tiễn.
- Dầu thô Anzeri: Đề tài sẽ tận dụng nguồn dầu thô Anzerri
sẵn có để pha loãng cặn bùn, nhằm tiết giảm chi phí mua
sắm dung môi hòa tan, mang lại hiệu quả kinh tế cao cho
Đề tài.
2.1.3.

Nước

Ngoài thành phần chính là các hydrocacbon, trong cặn dầu
còn có một số hợp chất vô cơ và các tạp chất cơ học, nếu các tạp
chất này đi vào pha dung môi sẽ làm giảm chất lượng dầu thu hồi,
gây ảnh hưởng đến xúc tác của các phân xưởng chế biến hạ nguồn
như RFCC, v.v…. Vì vậy, Đề tài lựa chọn phương án bổ sung nước
vào để hòa tan các hợp chất vô cơ và lôi cuốn các tạp chất cơ học


8
lắng đọng xuống pha nước, qua đó góp phần nâng cao chất lượng
dầu thu hồi.
2.1.4.

Hóa chất hoạt động bề mặt

Với các đặc tính của cặn dầu đã được đề cập trên, để nâng cao
hiệu suất thu hồi dầu cần thiết phải sử dụng một số hóa chất có tính
hoạt động bề mặt. Các hóa chất này có đặc tính sau đây:
- Có khả năng làm mềm hóa cặn bùn nhằm tăng hiệu quả quá
trình hòa tan cặn bùn vào dung môi pha loãng.
- Có tác dụng khử nhũ hệ dầu nước, qua đó góp phần thúc

đẩy quá trình tách pha giữa dầu và nước xảy ra nhanh
chóng và triệt để.
- Có khả năng hỗ trợ quá trình lắng đọng các tạp chất cơ kim
vào pha nước.
- Và/hoặc có khả năng hỗ trợ phân tán asphaltene.
- Không có các thành phần nguy hại ảnh hưởng đến vi sinh
vật và môi trường.
- Có pH trung tính để giảm thiểu các tác động ăn mòn không
mong muốn.
Với các đặc tính nêu trên, Đề tài đã xem xét và sử dụng hóa
chất vào nghiên cứu thực nghiệm có tên hiệu EC9007G và
EC2472A của Nhà cung cấp hóa chất Nalco có các thành phần và
chức năng chính như sau:
2.2.

Điều kiện vận hành

Ngoài việc đánh giá và lựa chọn các nguyên vật liệu, điều
kiện vận hành cũng góp phần quan trọng vào việc nâng cao hiệu suất
thu hồi dầu, trong đó có hai điều kiện vận hành chính đó là tốc độ
khuấy trộn và nhiệt độ của hỗn hợp.
Tốc độ khuấy trộn góp phần thúc đẩy sự tiếp xúc giữa dung
môi pha loãng với cặn bùn, giữa nước với dung môi pha loãng, giữa


9
hóa chất hoạt động bề mặt cặn bùn qua đó góp phần nâng cao hiệu
quả tác dụng của các tác nhân nói trên. Tuy nhiên, với điều kiện
thực tế tại Nhà máy Lọc dầu Dung Quất, cũng như căn cứ vào các
quy định vận hành an toàn, thông số tốc độ khuấy trộn có thể được

cài đặt ở mức cao nhất của thiết kế.
Nhiệt độ của hỗn hợp góp phần hỗ trợ quá trình hòa tan cặn
bùn vào dung môi pha loãng, quá trình tách pha giữa dầu và nước,
đồng thời ngăn cản quá trình keo tụ trở lại của các phân tử parafin.
Vì vậy, Đề tài sẽ tiến hành thí nghiệm để tối ưu hóa thông số nhiệt
độ của hỗn hợp, vừa thỏa mãn quá trình thu hồi xảy ra hiệu quả nhất
đồng thời cũng đáp ứng được các điều kiện an toàn trong quá trình
vận hành Nhà máy Lọc dầu.
2.3.

Xây dựng mô hình thử nghiệm

2.3.1.

Quy trình xác lập mô hình thực nghiệm
Một mô hình thực nghiệm gồm các giai đoạn như sau:
- Giai đoạn 1: Pha trộn hỗn hợp: cặn bùn, dung môi, nước và
hóa chất.
- Giai đoạn 2: Khuấy trộn và gia nhiệt.
- Giai đoạn 3: Chờ lắng, tách pha.
- Giai đoạn 4: Lấy mẫu.
- Giai đoạn 5: Phân tích mẫu.
- Giai đoạn 6: Đánh giá mô hình.

2.3.2.

Các mô hình thực nghiệm của Đề tài

2.3.2.1. Mô hình tối ưu hóa chủng loại dung môi hòa tan

10

Nhiệt độ
gia nhiệt,
o
C

Nồng độ HC
EC9007G/
EC2472A,
ppm

Mô hình
thí nghiệm

Loại dung
môi

Tỷ lệ pha
loãng
Vcặn/VLGO/
Vnước

MH-DM 1

LGO

1/3/1

60-62

4000/50

MH-DM 2

Dầu thô
anzeri

1/5/1

60-62

4000/50

MH-DM 3

Dầu thô
anzeri

1/10/1

60-62

4000/50

MH-DM 4

Dầu thô
anzeri

1/20/1

60-62

4000/50

2.3.2.2. Mô hình tối ưu hóa tỷ lệ LGO và nhiệt độ
Mô hình
thí nghiệm

Tỷ lệ pha loãng
Vcặn/VLGO/Vnước

Nhiệt độ
gia nhiệt,
o
C

Nồng độ HC
EC9007G/
EC2472A, ppm

MH-LGO 1

1/1/1

50-52

4000/50

MH-LGO 2

1/1/1

60-62

4000/50

MH-LGO 3

1/3/1

50-52

4000/50

MH-LGO 4

1/3/1

60-62

4000/50

MH-LGO 5

1/5/1

50-52

4000/50

MH-LGO 6

1/5/1

60-62

4000/50


11
2.3.2.3. Mô hình tối ưu hóa nồng độ hóa chất
Bảng 2.3. Mô hình thí nghiệm nồng độ hóa chất
Mô hình
thí nghiệm

Nồng độ
EC9007G,
ppm

Nồng độ
Tỷ lệ pha loãng
EC2472A,
Vcặn/VLGO/ Vnước
ppm

MH-HC 1

2000

50

1/1/1

50-52

MH-HC 2

2500

50

1/1/1

60-62

MH-HC 3

3000

50

1/3/1

50-52

MH-HC 4

3500

50

1/3/1

60-62

MH-HC 5

4000

50

1/5/1

50-52

Nhiệt độ
, oC

2.4. Phương pháp phân tích
2.4.1.
Stt

Phân tích chất lượng cặn bùn
Chỉ tiêu
phân tích

Phương

pháp phân
tích

1

Hàm lượng
cacbon,
hydro [8]

ASTM
D5291

2

Hàm lượng
tro [9]

ASTM
D482

3

Hàm lượng
asphalten
[10]

UOP 614

Mục đích phân tích
Xác định hàm lượng cacbon và

hydro có trong cặn bùn.
Dựa vào hàm lượng C, H để
đánh giá hàm lượng hydrocacbon có
trong cặn bùn, qua đó đánh giá được
hiệu suất của quá trình thu hồi dầu.
Xác định hàm lượng tạp chất cơ
kim có trong cặn bùn. Từ đó đánh
giá tính khả thi của quá trình thu hồi
dầu từ cặn bùn.
Xác định hàm lượng các hợp
chất không hòa tan trong n-heptan,
nhằm đánh giá hàm lượng cặn nhựa
có trong cặn bùn.


12
2.4.2.
Stt

Phân tích chất lượng dầu thu hồi
Chỉ tiêu
phân tích

Phương
pháp
phân tích

1

Hàm

lượng
nước và
cặn
(BS&W)
[11]

ASTM
D4007

2

Cặn
cacbon
[12]

ASTM
D4530

3

5

Hàm
lượng lưu
huỳnh
[13]
Hàm
lượng
muối [14]

Mục đích phân tích
Xác định hàm lượng nước và
tạp chất cặn có trong dầu thu hồi
từ các công đoạn của mô hình.
Đây là thành phần không mong
muốn trong dầu thô.
Trong quy định kỹ thuật của
Nhà máy Lọc dầu Dung Quất, thì
dầu thô trước khi đưa vào phân
xưởng CDU phải có hàm BS&W ≤
0,5%. Vì vậy, Đề tại quyết định
dùng chỉ tiêu này để đánh giá hiệu
quả của các mô hình thí nghiệm.
Mục tiêu của Đề tài là lựa chọn mô
hình có dầu thu hồi đạt giá trị
BS&W ≤ 0,5%.
Riêng đối với giai đoạn khuấy
trộn thì dùng chỉ tiêu BS&W để
đánh giá mức độ trộn lẫn của dung
môi, cặn dầu và nước. Vì vậy, đối
với công đoạn này thì mục tiêu là
BS&W càng lớn càng tốt.
Xác định hàm lượng cặn không thể
hóa hơi ở 500oC, để đánh giá mức
độ ảnh hưởng đến xúc tác tại các
phân xưởng, qua đó đánh giá khả
năng chế biến của dầu thu hồi.

ASTM
D4294

Xác định hàm lượng lưu huỳnh
của dầu thu hồi, qua đó đánh giá
khả năng chế biến của dầu thu hồi.

ASTM
D3230

Xác định hàm lượng tạp chất muối
vô cơ có trong dầu thu hồi, qua đó
đánh giá khả năng chế biến của


13

Stt

6

2.4.3.
Stt

1

2

3

4

Chỉ tiêu
phân tích

Hàm
lượng
kim loại
Fe, Ca,
Na [15]

Phương
pháp
phân tích

ASTM
D5708

Mục đích phân tích
dầu thu hồi.
Xác định hàm lượng tạp chất kim
loại có trong dầu thu hồi, để đánh
giá mức độ ảnh hưởng đến xúc tác
tại các phân xưởng, qua đó đánh
giá khả năng chế biến của dầu thu
hồi.

Phân tích chất lượng nước thải phát sinh
Chỉ tiêu
phân tích

pH [16]

Hàm
lượng chất
rắn
hòa
tan – TDS
[17]
Hàm
lượng nhu
cầu
oxy
hóa học –
COD [18]
Hàm
lượng dầu
trong nước
[19]

Phương
pháp
phân tích
ASTM
D1293

APHA
4500C

ASTM
D1252

ASTM
D7066

Mục đích phân tích
Xác định độ pH của nước thải
phát sinh, quá đó đánh giá chất
lượng nước thải nhằm lựa chọn
phương án xử lý nước thải phát
sinh.
Xác định tổng hàm lượng chất
rắn hòa tan của nước thải, quá đó
đánh giá chất lượng nước thải nhằm
lựa chọn phương án xử lý nước thải
phát sinh.
Xác định hàm lượng nhu cầu ô
xy hóa học trong nước thải, quá đó
đánh giá chất lượng nước thải nhằm
lựa chọn phương án xử lý nước thải
phát sinh
Xác định hàm lượng dầu hòa
tan trong nước thải, quá đó đánh giá
chất lượng nước thải nhằm lựa chọn
phương án xử lý nước thải phát
sinh.


14

Stt

5

6

Chỉ tiêu
phân tích

Hàm
lượng chất
rắn huyền
phù bay
hơi – VSS
[20]

Độ đục
[21]

Phương
pháp
phân tích

APHA
4500E

ASTM
D7315

Mục đích phân tích
Xác định hàm lượng chất rắn
huyền phù bay hơi của dung dịch

nuôi vi sinh trong quá trình đánh
giá mức độ ảnh hưởng của các hóa
chất hoạt động bề mặt đến hệ thống
vi sinh của Nhà máy.
Dựa vào hàm lượng VSS để
đánh giá sinh khối của vi sinh, hàm
lượng này càng lớn chứng tỏ vi sinh
sinh trưởng, phát triển tốt, qua đó
đánh giá mức độ ảnh hưởng của
hóa chất đến hoạt động cửa vi sinh
trong hệ thống xử lý nước thải tại
Nhà máy.
Xác định độ đục của nước tuần
hoàn trong gia đoạn khuấy trộn.
Dựa vào kết quả độ đục để
đánh giá hiệu quả của quá trình
khuấy trộn. Nếu nước có độ đục
càng cao thì quá trình khuấy trộn
càng hiệu quả.
Đồng thời, dựa vào kết quả độ
đục để xe thờm xét thời gian kết
thúc giai đoạn khuấy trộn. Nếu kết
quả độ đục của hai ngày liên tiếp
không thay đổi nhiều, chứng tỏ quá
trình khuấy trộn đã xảy ra triệt để.


15
2.4.4.
Stt

Phân tích chất lượng cặn rắn còn lại

Hàm lượng C,
H [8]

1

Phương
pháp phân
tích

Chỉ tiêu phân
tích

ASTM
D5291

Mục đích phân tích
Xác định hàm cacbon
và hydro có trong cặn rắn
còn lại trong bể sau quá
trình thu hồi dầu.
Dựa vào hàm lượng C,
H có trong cặn rắn để đánh
giá
hàm
lượng
hydrocacbon còn lại chưa
được thu hồi, qua đó đánh

giá hiệu suất của quá trình
thu hồi dầu.
Mục tiêu của Đề tai đề
ra là hàm lượng C, H trong
cặn rắn nhỏ hơn 10%.

CHƯƠNG 3 - KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
3.1.
STT

Đánh giá chất lượng cặn bùn lấy từ bồn bể
Chỉ tiêu phân
tích

Phương pháp phân
tích

Kết quả

1

Hàm lượng C, H,
% wt

ASTM D5291

C = 72,2
H = 12,9

2

Hàm
lượng
asphaltene, % wt

ASTM D614

2,10

3

Hàm lượng tro,
ppm wt

ASTM D482

1,002


16
3.2. Đánh giá ảnh hưởng của hóa chất đến hệ thống vi sinh

3.3. Tối ưu hóa các thông số của mô hình thu hồi dầu thô từ cặn
bùn
3.3.1.

Tối ưu hóa chủng loại dung môi hòa tan

Mô hình
thí nghiệm

BS&W của dầu
thu hồi, %wt

Quy định kỹ
thuật, %wt

Kết luận

MH-DM 1

3,0

≤ 0,5

Không đạt

MH-DM 2

40,0

≤ 0,5

Không đạt

MH-DM 3

40,0

≤ 0,5

Không đạt

MH-DM 4

8,0

≤ 0,5

Không đạt


17
3.3.2.

Tối ưu hóa tỷ lệ LGO và nhiệt độ

Mô hình
thí nghiệm

BS&W của dầu
thu hồi, %wt

Quy định kỹ
thuật, %wt

Kết luận

MH-LGO 1

19,0

≤ 0,5

Không đạt

MH-LGO 2

8,0

≤ 0,5

Không đạt

MH-LGO 3

6,0

≤ 0,5

Không đạt

MH-LGO 4

5,5

≤ 0,5

Không đạt

MH-LGO 5

3,0

≤ 0,5

Không đạt

MH-LGO 6

0,3

≤ 0,5

Đạt

3.3.3.

Tối ưu hóa nồng độ hóa chất
Quy định
thuật, %wt

Mô hình
thí nghiệm

BS&W của dầu
thu hồi, %wt

MH-HC 1

22,0

≤ 0,5

Không đạt

MH-HC 2

17,0

≤ 0,5

Không đạt

MH-HC 3

0,70

≤ 0,5

Không đạt

MH-HC 4

0,25

≤ 0,5

Đạt

MH-HC 5

0,20

≤ 0,5

Đạt

3.4.

kỹ

Kết luận

Kết luận lựa chọn mô hình để áp dụng vào thực tiễn

Từ các kết quả thí nghiệm trên, lựa chọn mô hình với các
thông số sau đây để áp dụng vào thực tiễn tại Nhà máy lọc dầu Dung
Quất:
- Chủng loại dung môi hòa tan cặn bùn là LGO.


18
- Tỷ lệ hỗn hợp cặn bùn/LGO/nước (Vcặn/VLGO/Vnước) là
1/5/1.
- Nhiệt độ gia nhiệt là 60 – 620C.
- Nồng độ hóa chất EC9007G là 3500ppm và EC2472A là
50ppm.

CHƯƠNG 4 - ỨNG DỤNG VÀO THỰC TIỄN TẠI NMLD

DUNG QUẤT
4.1. Xây dựng quy trình thu hồi dầu từ quá trình vệ sinh bể
TK6001A
Dựa vào kết quả thực nghiệm tại Phòng thí nghiệm của Nhà
máy Lọc dầu Dung Quất - BSR, xây dựng quy trình thu hồi dầu tại
bể TK6001A như sau:
- Giai đoạn 1: Cho nước, hóa chất, LGO vào bể.
- Giai đoạn 2: Khuấy trộn và gia nhiệt
- Giai đoạn 3: Để lắng, tách pha.
- Giai đoạn 4: Thu hồi dầu.
- Giai đoạn 5: Thu gom nước thải.
- Giai đoạn 6: Thu gom cặn rắn.

7/1/2018
7/2/2018
7/3/2018
7/4/2018
7/5/2018
7/6/2018
7/7/2018
7/8/2018
7/9/2018
7/10/2018
7/11/2018
7/12/2018
7/13/2018
7/14/2018
7/15/2018
7/16/2018
7/17/2018

7/18/2018
7/19/2018
7/20/2018
7/21/2018
7/22/2018
7/23/2018
7/24/2018
7/25/2018
7/26/2018
7/27/2018
7/28/2018
7/29/2018
7/30/2018
7/31/2018
8/1/2018
8/2/2018
8/3/2018
8/4/2018
8/5/2018
8/6/2018
8/7/2018
8/8/2018

4.2. Kết quả thực hiện quá trình thu hồi dầu tại bể TK6001A

Giai đoạn 1: Điền nước, LGO, hóa chất 3 ngày
Giai đoạn 2: Giá nhiệt và khuấy trộn
Giai đoạn 3: Để lắng, tách pha
Giai đoạn 4: Thu hồi dầu
Giai đoạn 5: Thu hồi nước thải

Giai đoạn 6: Thu hồi cặn rắn

7 ngày
7 ngày
7 ngày
10 ngày
5 ngày


19
4.2.1.

Giai đoạn 1

4.2.2.

Giai đoạn 2

Hình 4.5. Kết quả BS&W của mẫu lấy tại mức 2,5m của giai đoạn 2

Hình 4.7. Kết quả độ đục của mẫu nước tuần hoàn


20

Hình 4.8. Nhiệt độ bể TK6001A

4.2.3.

Giai đoạn 3

Hình 4.9. Kết quả BS&W của mẫu lấy tại mức 2,5m của giai đoạn 3

Hình 4.10. Kết quả BS&W của mẫu lấy tại mức 0,935m


21
4.2.4.

Giai đoạn 4

Hình 4.11. Kết quả BS&W của mẫu dầu thu hồi

4.2.5.

Giai đoạn 5

Hình 4.12. Chất lượng nước thải


22
4.2.6.

Giai đoạn 6
Bảng 4.9.Kết quả hàm lượng C trong cặn rắn

KẾT QUẢ PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG CACBON
TRONG CẶN RẮN
Mẫu

Hàm lượng Cacbon, %wt

Mẫu 1

8,2

Mẫu 2

7,0

Mẫu 3

9,3

4.3. Đánh giá hiệu quả của quá trình thu hồi dầu tại bể
TK6001A
4.3.1.

Đánh giá kỹ thuật

Từ kết quả đánh giá, cho thấy hiệu suất thu hồi dầu đạt 99%,
dầu thu hồi có chất lượng đạt yêu cầu so với quy định kỹ thuật của
BSR số 01 ban hành năm 2018 (QĐKT BSR 01-2018) (BS&W <
0,5%), hàm lượng cacbon còn lại trong cặn rắn đạt mục tiêu đề ra
(<10%), nước thải phát sinh không ảnh hưởng đến quá trình vận
hành phân xưởng xử lý nước thải của Nhà máy.
4.3.2.

Đánh giá hiệu quả kinh tế

Nếu áp dụng phương pháp hóa học để thu hồi dầu từ cặn bùn
thay cho phương pháp xử lý cơ học để vệ sinh bể TK6001A sẽ mang
lại lợi ích kinh tế là 33,1 tỷ đồng
4.3.3.

Đánh giá tác động môi trường

Giảm thiểu 914 m3 chất thải nguy hại phát sinh ra môi trường,
qua đó giảm thiểu đáng kể những tác động đến môi trường trong quá
trình lọc hóa dầu.


23
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. KẾT LUẬN
Với những kết quả thu được từ việc áp dụng phương thức thu
hồi dầu từ cặn bùn bằng phương pháp hóa học tại các bể chứa dầu
thô của Nhà máy lọc dầu Dung Quất, Đề tài này đã mang lại một số
giá trị nhất định như sau:
1.1.

Kỹ thuật

Giải quyết được vấn đề cản trở quá trình di chuyển của ống xả
nước mưa từ mái bể, giảm thiểu mối nguy gây mài mòn, hỏng hóc hệ
thống ống xả nước mưa.
1.2.

Kinh tế

Mang lại lợi ích kinh tế cao vì đã thu hồi được hydrocacbon có
trong cặn bùn, giảm thiểu sự thất thoát dầu thô, góp phần gia tăng
hiệu quả kinh tế trong hoạt động lọc hóa dầu.
Giảm khối lượng cặn bùn xả thải, qua đó tiết kiệm được đáng
kể chi phí xử lý.
Rút ngắn thời gian vệ sinh bồn bể, tăng hiệu quả sử dụng hệ
thống bồn bể chứa dầu thô.
1.3.

Môi trường

Giảm thiểu tác động ô nhiễm môi trường trong quá trình vận
hành Nhà máy lọc dầu vì đã giảm thiểu đáng kể lượng cặn bùn
nhiễm dầu, đây là loại chất thải được xếp loại là chất thải nguy hại
cần phải xử lý để đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường.
Với những kết quả đạt được từ khảo nghiệm thực tiễn tại bể
chứa dầu thô TK-6001A của Nhà máy lọc dầu Dung Quất cho thấy
Nghiên cứu này có tính khả thi cao để ứng dụng vào quá trình vệ
sinh hệ thống 08 bể chứa dầu thô theo thiết kế hiện tại của Nhà máy
Lọc dầu Dung Quất cũng như 04 bể dầu thô xây mới của Dự án
Nâng cấp mở rộng Nhà máy Lọc dầu Dung Quất.