Đồ án tốt nghiệp: Ứng dụng phần mềm Lingo tính toán chi phí vận hành cho nhà máy lọc dầu Nghi Sơn với chế độ Max Propylene
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.39 MB, 105 trang )
MỤC LỤC
MỤC LỤC ................................................................................................................... iii
DANH MỤC BẢNG.................................................................................................... ix
DANH MỤC HÌNH ..................................................................................................... x
TỪ VIẾT TẮT ............................................................................................................. xi
LỜI MỞ ĐẦU............................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NHÀ MÁY NGHI SƠN ............................................. 2
1.1. Tổng quan về Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn ........................................................ 2
1.1.1. Giới thiệu Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn ........................................................... 2
1.1.2. Mục tiêu xây dựng: ........................................................................................ 2
1.1.3. Công suất thiết kế ........................................................................................... 2
1.2. Nguyên liệu dùng cho Nhà máy lọc hóa dầu Nghi Sơn ................................... 3
1.2.1. Lý do chọn dầu Kuwait làm nguyên liệu cho nhà máy .................................. 3
1.2.2. Tính chất dầu thô Kuwait ............................................................................... 3
1.3.1. LPG: ............................................................................................................... 5
1.3.2. Xăng (Gasoline) ............................................................................................. 6
1.3.2.1. Xăng RON92 ........................................................................................... 6
1.3.2.2. Xăng RON95 ........................................................................................... 6
1.3.2.3. Xăng RON98 ........................................................................................... 7
1.3.3. Nhiên liệu phản lực JET A1 ........................................................................... 7
1.3.4. Nhiên liệu Diesel ............................................................................................ 8
1.3.4.1. Auto Diesel .............................................................................................. 8
1.3.4.2. Industrial Diesel ....................................................................................... 8
1.3.5. Dầu đốt Fuel oil (FO) ..................................................................................... 9
Đồ án tốt nghiệp- Khóa 2010-2014
Trường ĐHBRVT
1.3.6. Benzene ...........................................................................................................9
1.3.7. Paraxylene .......................................................................................................9
1.3.8. Polypropylene ..................................................................................................9
1.3.9. Lưu huỳnh ........................................................................................................9
CHƯƠNG 2: THIẾT LẬP SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ KHU LỌC HÓA DẦU
NGHI SƠN.................................................................................................................. 10
2.1. Cấu trúc của một nhà máy lọc dầu ................................................................. 10
2.1.1. Cụm phân tách dầu thô ................................................................................. 10
2.1.1. L Phân xưởng chưng cất khí quyển ...........................................................10
2.1.1.2. Phân xưởng chưng cất chân không .........................................................10
2.1.2. Cụm phân xưởng chuyển hóa ...................................................................... 10
2.1.2.1. Phân xưởng cracking xúc tác (FCC) .......................................................10
2.1.2.2. Phân xưởng Reforming xúc tác (CCR)...................................................10
2.1.2.3. Phân xưởng Isome hóa (ISOM) ..............................................................11
2.1.2.4. Phân xưởng Alkyl hóa (ALK) ................................................................11
2.1.2.5. Phân xưởng khử lưu huỳnh (HDS) .........................................................11
2.1.2.6. Phân xưởng Merox .................................................................................11
2.1.2.7. Phân xưởng thu hồi lưu huỳnh (SRU) ....................................................11
2.2. Các phân xưởng trong nhà máy ...................................................................... 11
2.2.1. Xưởng chưng cất dầu thô CDU ................................................................... 11
2.2.1.1. Giới thiệu xưởng .....................................................................................11
2.2.1.2. Sản phẩm xưởng CDU ............................................................................12
2.2.1.3. Nguyên liệu của xưởng CDU .................................................................13
2.2.1.4. Các trường hợp thiết kế ..........................................................................13
2.2.1.5. Các trường hợp kiểm tra .........................................................................13
2.2.1.6. Yêu cầu thiết kế ......................................................................................14
2.2.2. Xưởng xử lý lưu huỳnh trong phân đoạn Gasoil (GOHDS) ........................ 15
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái
iv
SVTH: Lâm Hoàng Biết
Đồ án tốt nghiệp- Khóa 2010-2014
Trường ĐHBRVT
2.2.2.1. .......................................................................................................
Giới thiệu xưởng .................................................................................................. 15
2.2.2.2. Nguyên liệu của xưởng GOHDS ........................................................... 15
2.2.2.3. Sản phẩm xưởng GOHDS ..................................................................... 16
2.2.2.3. Các trường hợp kiểm tra ........................................................................ 16
2.2.2.3. Yêu cầu thiết kế ..................................................................................... 16
2.2.3. Xưởng xử lý lưu huỳnh trong phân đoạn Kerosene (KHDS) ...................... 17
2.2.3.1. Giới thiệu xưởng KHDS ........................................................................ 17
2.2.3.2. Nguyên liệu xưởng KHDS .................................................................... 18
2.2.3.3. Sản phẩm phân xưởng KHDS ............................................................... 18
2.2.3.4. Công suất vận hành của phân xưởng KHDS ......................................... 18
2.2.3.5. .......................................................................................................
Trường hợp thiết kế .............................................................................................. 19
2.2.3.6. Yêu cầu thiết kế ..................................................................................... 19
2.2.4. Phân xưởng thu hồi LPG (LPGRU) ............................................................ 20
2.2.4.1. Giới thiệu xưởng LPGRU ...................................................................... 20
2.2.4.2. Sản phẩm của phân xưởng LPGRU ....................................................... 22
2.2.4.3. Công suất vận hành ................................................................................ 23
2.2.4.4. Yêu cầu thiết kế ..................................................................................... 23
2.2.5. Phân xưởng Ankyl hóa (InAlk) ................................................................... 24
2.2.5.1. Giới thiệu phân xưởng ........................................................................... 24
2.2.5.2. Yêu cầu thiết kế ..................................................................................... 24
2.2.5.3. Trường hợp & công suất thiết kế ........................................................... 25
2.2.6. Phân Xưởng BTX (The Naphta And Aromatic Complex) .......................... 26
2.2.6.1. Giới thiệu phân xưởng thơm .................................................................. 26
2.2.6.2. Đặc tính nguyên liệu .............................................................................. 27
2.2.6.3. Sản phẩm phân xưởng ........................................................................... 28
2.2.6.4. Yêu cầu thiết kế ..................................................................................... 29
2.2.7. Phân xưởng xử lý lưu huỳnh trong phân đoạn cặn (RHDS) ....................... 30
2.2.7.1. Giới thiệu phân xưởng RHDS ............................................................... 30
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái
v
SVTH: Lâm Hoàng Biết
Đồ án tốt nghiệp- Khóa 2010-2014
Trường ĐHBRVT
2.2.7.2. Nguyên liệu & sản phẩm ....................................................................... 31
2.2.7.3. Công suất thiết kế .................................................................................. 31
2.2.7.4. Yêu cầu thiết kế ..................................................................................... 32
2.2.8. Phân xưởng cracking xúc tác tầng sôi (RFCC) ........................................... 33
2.2.8.1. Giới thiệu phân xưởng RFCC ................................................................ 33
2.2.8.2. Nguyên liệu và sản phẩm ....................................................................... 34
2.2.8.3. Công suất thiết kế ...................................................................................35
2.2.8.4. Yêu cầu thiết kế ......................................................................................35
2.3. Sơ đồ phối trộn cac sản phẩm ...........................................................................36
2.3.1. LPG ...............................................................................................................36
2.3.2. Xăng RON92 .................................................................................................36
2.3.3. Xăng RON95 .................................................................................................37
2.3.4. Auto Diesel....................................................................................................37
2.3.5. Industrial Diesel ............................................................................................38
2.3.6. Fuel oil ..........................................................................................................38
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CHI PHÍ NHÀ MÁY LỌC DẦU NGHI SƠN BẰNG
PHẦN MỀM LINGO..................................................................................................39
3.1. Tổng quan về phần mềm Lingo ....................................................................... 39
3.1.1. Khái niệm về quy hoạch tuyến tính.............................................................. 39
3.1.2. Quy hoạch tuyến tính trong lọc dầu ............................................................. 40
3.1.3. Giới thiệu về phần mềm Lingo .................................................................... 42
3.1.4. Cơ sở quá trình mô hình hóa sự hoạt động của nhà máy lọc dầu ................ 43
3.1.4.1. Hoạt động chính ......................................................................................43
3.1.4.2. Phân tách và chuyển hóa ........................................................................ 43
3.1.4.3. ......................................................................................................
Phối trộn các bán sản phẩm .................................................................................. 44
3.2. Xây dựng cấu trúc biến và các ràng buộc....................................................... 46
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái
vi
SVTH: Lâm Hoàng Biết
Đồ án tốt nghiệp- Khóa 2010-2014
Trường ĐHBRVT
3.2.1. Cấu trúc biến ................................................................................................46
3.2.2. Cấu trúc các ràng buộc .................................................................................46
3.2.3. ............................................................................................................
Xác định biến và ràng buộc cho bảng ma trận .........................................................46
3.3. ..................................................................................................................
Xây dựng ma trận của bài toán tối ưu trên Excel ...................................................48
3.3.1. Cấu trúc ma trận của bài toán thường gặp....................................................48
3.3.2. Xác định các hệ số cho bảng ma trận ........................................................... 49
3.4. Phương pháp khai báo và liên kết dữ liệu với Excel...................................... 50
3.5. Giải tối ưu bằng Lingo và trao đổi kết quả..................................................... 51
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ TỐI ƯU TỪ LINGO - PHÂN TÍCH VÀ NHẬN XÉT.53
4.1. .................................................................................................................. Ý
nghĩa các giá trị hiển thị từ phần mêm Lingo .........................................................53
4.1.1. ............................................................................................................ Ý
nghĩa các giá trị “Variable, Value, Reduce Cost”....................................................53
4.1.2. Slack or Surplus ........................................................................................... 54
4.1.3. Dual price ..................................................................................................... 55
4.1.4. Lingo/Range ................................................................................................. 55
4.2. Phân tích kết quả ............................................................................................... 57
4.2.1. Kết quả tối ưu khi phối trộn xăng MG92/95 ................................................57
4.2.1.1. Phạm vi thay đổi giá trị các hệ số của hàm mục tiêu mà không làm thay
đổi bất kì giá trị tối ưu của biến số quyết định .....................................................61
4.2.1.2. Phạm vi thay đổi giá trị RHS mà không làm thay đổi phương án sản
xuất ........................................................................................................................ 65
4.2.1.3. Tính toán lợi nhuận và tỷ lệ lợi nhuận cho nhà máy khi vận hành chế độ
Max Propylene trong trường hợpphối trộn xăng 92/95 ........................................ 68
4.2.2 Kết quả tối ưu khi phối trộn xăng MG92/95/98 ............................................. 69
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái
vii
SVTH: Lâm Hoàng Biết
4.2.2.2 Phạm vi thay đổi giá trị RHS mà không làm thay đổi phương án sản xuất
........................................................................................................................ 78
Đồ án tốt nghiệp- Khóa 2010-2014
Trường ĐHBRVT
4.2.2.3. Tính toán lợi nhuận và tỷ lệ lợi nhuận cho nhà máy khi vận hành chế độ
Max Propylene trường hợp phối trộn xăng 92/95/98 ........................................... 81
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................... 83
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................. 88
PHỤ LỤC.................................................................................................................... 89
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái
viii
SVTH: Lâm Hoàng Biết
Đồ án tốt nghiệp- Khóa 2010-2014
Trường ĐHBRVT
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1:KuWait Export 29.90 ................................................................................... 3
Bảng 1.2: Tính chất của sản phẩm LPG ................................................................... 5
Bảng 1.3: Tính chất của xăng RON92 ...................................................................... 6
Bảng 1.4: Tính chất của xăng RON95 ...................................................................... 6
Bảng 1.5: Tính chất của xăng RON98 ........................................................................ 7
Bảng 1.6: Tính chất của Auto Diesel .......................................................................... 8
Bảng 1.7: Tính chất của Industrial Diesel ................................................................. 8
Bảng 1.8: Tính chất của Fuel Oil ................................................................................ 9
Bảng 3-1: Cấu trúc ma trận của bài toán thường gặp ............................................... 48
Bảng 4-1: Giá trị sản phẩm thu được của nhà máy trong trường hợp phối trộn xăng
92/95.......................................................................................................................... 68
Bảng 4-2: Giá trị sản phẩm thu được của nhà máy trường hợp phối trộn xăng
92/95/98 ............................................................. ... .............. '..' .......... ... ...... .. ...... 82
Bảng phụ lục 1: Bảng tính chất của các bán sản phẩm ............................................. 89
Bảng phụ lục 2: Bảng tính chất của các sản phẩm.................................................... 91
Bảng phụ lục 3: Bảng giá và nhu cầu của các sản phẩm .......................................... 93
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái
ix
SVTH: Lâm Hoàng Biết
Đồ án tốt nghiệp- Khóa 2010-2014
Trường ĐHBRVT
DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: Sơ đồ phân xưởng CDU............................................................................ 12
Hình 2.2: Sơ đồ phân xưởng GOHDS ...................................................................... 15
Hình 2.3: Sơ đồ phân xưởng KHDS ......................................................................... 18
Hình 2.4: Sơ đồ phân xưởng LPGRU ....................................................................... 22
Hình 2.5: Sơ đồ phân xưởng InAlk ........................................................................... 24
Hình 2.6: Sơ đồ phân xưởng BTX ............................................................................ 27
Hình 2.7: Sơ đồ phân xưởng RHDS ......................................................................... 30
Hình 2.8: Sơ đồ phân xưởng RFCC .......................................................................... 33
Hình 2.9: Sơ đồ phối trộn LPG ................................................................................ 36
Hình 2.10: Sơ đồ phối trộn xăng RON92 ................................................................. 36
Hình 2.11: Sơ đồ phối trộn xăng RON95 ................................................................. 37
Hình 2.12: Sơ đồ phối trộn Auto Diesel ................................................................... 37
Hình 2.13: Sơ đồ phối trộn Industrial Diesel ............................................................ 38
Hình 2.14: Sơ đồ phối trộn Fuel Oil ......................................................................... 38
Hình 4.1 : Kết quả chạy tối ưu trường hợp Max Propylene phối trộn tạo MG92/95 .. '
........................ ......... ......... ............ 57
Hình 4.2 : Kết quả chạy tối ưu trường hợp Max Propylene phối trộn tạo
MG92/95/98. ..." ...... ... .................. ...... ................................................................... 69
Hình phụ lục 1: Bảng Reduced Cost ......................................................................... 94
Hình phụ lục 2: Bảng Slack or Sulplus ..................................................................... 95
Hình phụ lục 3: Bảng Range Report ......................................................................... 96
Hình phụ lục 4: Bảng Righthand Side Ranges ......................................................... 97
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái
x
SVTH: Lâm Hoàng Biết
Đồ án tốt nghiệp- Khóa 2010-2014
Trường ĐHBRVT
TỪ VIẾT TẮT
CDU
: Phân xưởng chưng cất dầu thô
LPGRU
: Phân xưởng thu hồi LPG
NHT
: Phân xưởng xử lý naphta
KHDS
: Phân xưởng xử lý lưu huỳnh trong phân đoạn kerosene
GOHDS
: Phân xưởng xử lý lưu huỳnh trong phân đoạn gas oil
RHDS
: Phân xưởng xử lý lưu huỳnh trong cặn chưng cất khí
quyển
RFCC
: Phân xưởng cracking xúc tác tầng sôi
Penex
: Phân xưởng isomer hóa
InAlk
: Phân xưởng alkyl hóa
CCR
: Phân xưởng reformer
BTX
: Phân xưởng tách các hydrocarbon thơm
GASPA
: Phân xưởng xử lý LPG
SRU
: Phân xưởng xử lý lưu huỳnh
PSA
: Phân xưởng thu hồi hydro
H2 Plant
: Phân xưởng sản xuất hydro
PPU
: Phân xưởng sản xuất polypropylene
RFG
: Fuel gas
Losses
: Hao hụt
LPG
: Khí hóa lỏng
Gasoline 92
: Xăng RON 92
Gasoline 95
: Xăng RON 95
Gasoline 98
: Xăng RON 98
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái
xi
SVTH: Lâm Hoàng Biết
Đồ án tốt nghiệp- Khóa 2010-2014
Trường ĐHBRVT
AU-DO :
Auto Diesel
IN-DO :
Industrial Diesel
FO :
Fuel oil
Jet A1 :
Jet A1
Paraxylene :
Paraxylene
Benzen :
Benzen
PPL :
Polypropylene
Sulfur :
Sulfur
LPGIMP :
LPG nhập khẩu
Gasoline RON 92IMP :
Xăng RON 92 nhập khẩu
Gasoline RON 95IMP :
Xăng RON 95 nhập khẩu
Gasoline RON 98IMP :
Xăng RON 98 nhập khẩu
Jet A1IMP :
Jet A1 nhập khẩu
AU-DOIMP :
Auto Diesel nhập khẩu
IN-DOIMP :
Industrial Diesel nhập khẩu
FOIMP :
FO nhập khẩu
LPGEXP :
LPG xuất khẩu
Gasoline RON 92EXP :
Xăng RON92 xuất khẩu
Gasoline RON 95EXP :
Xăng RON95 xuất khẩu
Gasoline RON 98EXP :
Xăng RON98 xuất khẩu
AU-DOEXP :
Auto Diesel xuất khẩu
IN-DOEXP :
Industrial Diesel xuất khẩu
FOEXP :
FO xuất khẩu
BEZEXP :
Benzen xuất khẩu
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái
xii
SVTH: Lâm Hoàng Biết
Đồ án tốt nghiệp- Khóa 2010-2014
Trường ĐHBRVT
PXLEXP
: Paraxylene xuất khẩu
PPLEXP
: Polypropylene xuất khẩu
SEXP
: Lưu huỳnh xuất khẩu
CDU-naph
: Phân đoạn naphta của phân xưởng CDU
CDU-Kero
: Phân đoạn kerosene của phân xưởng CDU
CDU-GO
: Phân đoạn gas oil của phân xưởng CDU
CDU-RA
: Phân đoạn cặn của phân xưởng CDU
LPGRU-Naph
: Naphta của phân xưởng LPGRU
LPGRU-LPG
: LPG của phân xưởng LPGRU
LPGRU-Sour FG
: Fuel gas của phân xưởng LPGRU
NHT-LNA
: Naphta nhẹ của phân xường NHT
NHT-HNA
: Naphta nặng của phân xưởng NHT
NHT-offgas
: Off-gas của phân xưởng NHT
KHDS-Kero
: Kerosene của phân xưởng KHDS
KHDS-offgas
: Off-gas của phân xưởng KHDS
GOHDS-DO
: Diesel của phân xưởng GOHDS
GOHDS-offgas
: Offgas của phân xưởng GOHDS
GOHDS-naph
: Naphta của phân xưởng GOHDS
RHDS-DO
: Diesel của phân xưởng RHDS
RHDS-naphta
: Naphta của phân xưởngRHDS
RHDS-offgas
: Off-gas của phân xưởng RHDS
RHDS-RE
: Cặn của phân xưởng RHDS
RFCC-LCO
: LCO của phân xưởng RFCC
RFCC-CLO
: CLO của phân xưởng RFCC
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái
xiii
SVTH: Lâm Hoàng Biết
Đồ án tốt nghiệp- Khóa 2010-2014
Trường ĐHBRVT
RFCC-LNA
: Xăng nhẹ của phân xưởng RFCC
RFCC-HNA
: Xăng nặng của phân xưởng RFCC
RFCC-C3
: C3 của phân xưởng RFCC
RFCC-C4
: C4 của phân xưởng RFCC
RFCC-H2S
: H2S của phân xưởng RFCC
Isomerate
: Isomerate của phân xưởng Penex
Alkylat
: Alkylate của phân xưởng InAlk
C4
: C4 đem đi phối trộn LPG
CCR-Reformate
: Reformate của phân xưởng CCR
CCR-H2RG
: H2 rich gas của phân xưởng CCR
CCR-LPG
: LPG của phân xưởng CCR
H2 tong
: Hydro tổng
H2-Rich Gas
: H2 rich gas của phân xưởng GOHDS và RHDS
BTX-NA
: Naphta của phân xưởng BTX
BTX-HyARO
: Heavy aromatic của phân xưởng BTX
BTX-Raffinate
: Raffinate của phân xưởng BTX
BTX-Benz
: Benzen của phân xưởng BTX
BTX-Para
: Paraxylene của phân xưởng BTX
C3
: C3 đem đi phối trộn LPG
PSA-OG
: Off-gas của phân xưởng PSA
Polypro
: Polypropylene
TAILGAS
: Tailgas của phân xương PSA
NL nội bộ
: Năng lượng nội bộ
d15MG92-MIN
: Khối lượng riêng tối thiểu của xăng RON 92 ở 150C
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái
xiv
SVTH: Lâm Hoàng Biết
Đồ án tốt nghiệp- Khóa 2010-2014
Trường ĐHBRVT
d15MG95-MIN
: Khối lượng riêng tối thiểu của xăng RON 95 ở 150C
d15MG98-MIN
: Khối lượng riêng tối thiểu của xăng RON 98 ở 150C
d15JETA1-MIN
: Khối lượng riêng tối thiểu của JetA1 ở 150C
d15AUDO-MIN
: Khối lượng riêng tối thiểu của Auto Diesel ở 150C
d15INDO-MIN
: Khối lượng riêng tối thiểu của Industrial Diesel ở 150C
RONMG92MIN
: Chỉ số RON tối thiểu của xăng RON 92
RONMG95MIN
: Chỉ số RON tối thiểu của xăng RON 95
RONMG98MIN
: Chỉ số RON tối thiểu của xăng RON 98
RVPMG92MIN
: Áp suất hơi bão hòa của xăng RON 92
RVPMG95MIN
: Áp suất hơi bão hòa của xăng RON 95
RVPMG98MIN
: Áp suất hơi bão hòa của xăng RON 98
CDUMIN
: Công suất tối thiểu của xưởng chưng cất dầu thô
d15MG92-MAX
: Khối lượng riêng tối đa của xăng RON 92 ở 150C
d15MG95-MAX
: Khối lượng riêng tối đa của xăng RON 95 ở 150C
d15MG98-MAX
: Khối lượng riêng tối đa của xăng RON 98 ở 150C
d15JETA1-MAX
: Khối lượng riêng tối đa của JetA1 ở 150C
d15AUDO-MAX
: Khối lượng riêng tối đa của Auto Diesel ở 150C
d15INDO-MAX
: Khối lượng riêng tối đa của Industrial Diesel ở 150C
d15FO-MAX
: Khối lượng riêng tối đa của Fuel Oil ở 150C
RVP-LPGMAX
: Áp suất hơi bão hòa tối đa của LPG
RVP-MG92MAX
: Áp suất hơi bão hòa tối đa của xăng RON 92
RVP-MG95MAX
: Áp suất hơi bão hòa tối đa của xăng RON 95
RVP-MG95MAX
: Áp suất hơi bão hòa tối đa của xăng RON 98
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái
xv
SVTH: Lâm Hoàng Biết
Đồ án tốt nghiệp- Khóa 2010-2014
Trường ĐHBRVT
SLPGMAX
: Hàm lượng lưu huỳnh tối đa trong LPG
SMG92MAX
: Hàm lượng lưu huỳnh tối đa trong xăng RON 92
SMG95MAX
: Hàm lượng lưu huỳnh tối đa trong xăng RON 95
SMG98MAX
: Hàm lượng lưu huỳnh tối đa trong xăng RON 98
SJETA1MAX
: Hàm lượng lưu huỳnh tối đa trong JetA1
SAUDOMAX
: Hàm lượng lưu huỳnh tối đa trong Auto Diesel
SINDOMAX
: Hàm lượng lưu huỳnh tối đa trong Industrial Diesel
SFOMAX
: Hàm lượng lưu huỳnh tối đa trong Fuel Oil
AroMG92MAX
: Hàm lượng aromatic tối đa trong xăng RON 92
AroMG95MAX
: Hàm lượng aromatic tối đa trong xăng RON 95
AroMG98MAX
: Hàm lượng aromatic tối đa trong xăng RON 98
PPI-AUDOMAX
: Chỉ số điểm đông đặc tối đa của Auto Diesel
PPI-INDOMAX
: Chỉ số điểm đông đặc tối đa của Industrial Diesel
PPI-FOMAX
: Chỉ số điểm đông đặc tối đa của Fuel Oil
FPI-JETA1MAX
: Chỉ số điểm chớp cháy tối đa của JetA1
FPI-AUDOMAX
: Chỉ số điểm chớp cháy tối đa của Auto Diesel
FPI-INDOMAX
: Chỉ số điểm chớp cháy tối đa của Industrial Diesel
FPI-FOMAX
: Chỉ số điểm chớp cháy tối đa của Fuel Oil
CDU-MAX
: Công suất tối đa của xưởng chưng cất dầu thô
C3LPG
: C3 phối trộn LPG
C4LPG
: C4 phối trộn LPG
C4MG98
: C4 phối trộn xăng RON 98
Isomerate98
: Isomerat phối trộn xăng RON 98
Lt GSL - RFCC98
: Naphta nhẹ của RFCC phối trộn xăng RON 98
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái
xvi
SVTH: Lâm Hoàng Biết
Đồ án tốt nghiệp- Khóa 2010-2014
Trường ĐHBRVT
Hvy GSL - RFCC98 :
Naphta nặng của RFCC phối trộn xăng RON 98
BTX
Naphta của BTX phối trộn xăng RON 98 Alkylate phối
-
NA98
:
Alkylate98 :
trộn xăng RON 98
C4MG95 : Isomerate95 :
C4 phối trộn xăng RON 95 Isomerat phối trộn xăng
Lt GSL - RFCC95 : Hvy
RON 95 Naphta nhẹ của RFCC phối trộn xăng RON
GSL - RFCC95 :
95 Naphta nặng của RFCC phối trộn xăng RON 95
BTX
-
NA95
:
Naphta của BTX phối trộn xăng RON 95 Alkylate phối
trộn xăng RON 95 C4 phối trộn xăng RON 92
Alkylate95 : C4MG92 :
Isomerat phối trộn xăng RON 92 Naphta nhẹ của
Isomerate92 : Lt GSL RFCC92 : Hvy GSL RFCC92 : BTX - NA92 :
Alkylate95
:
KEHDSAUDO
:
RFCC phối trộn xăng RON 92 Naphta nặng của RFCC
phối trộn xăng RON 92 Naphta của BTX phối trộn
xăng RON 92
Alkylate phối trộn xăng RON 92 Kerosene phối trộn
Auto Diesel DO của GOHDS phối trộn Auto Diesel
DOHDSAUDO :
DORHDSAUDO
:
KEHDSINDO
:
DO của RHDS phối trộn Auto Diesel Kerosene phối
trộn Industrial Diesel LCO phối trộn Industrial Diesel
LCOINDO :
DOHDSINDO
:
DO của GOHDS phối trộn Industrial Diesel DO của
DORHDSINDO
:
RHDS phối trộn Industrial Diesel Kerosene phối trộn
KEHDSFO : DOHDSFO
FO DO của GOHDS phối trộn FO
:
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái
xvii
SVTH: Lâm Hoàng Biết
Đồ án tốt nghiệp- Khóa 2010-2014
Trường ĐHBRVT
DORHDSFO
: DO của RHDS phối trộn FO
LCOFO
: LCO phối trộn FO
HvyAroFO
: Heavy aromatic phối trộn FO
CLOFO
: CLO phối trộn FO
KeroJET
: Kerosene phối trộn JetA1
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái
xviii
SVTH: Lâm Hoàng Biết
Đồ án tốt nghiệp- Khóa 2010-2014
Trường ĐHBRVT
LỜI MỞ ĐẦU
Để đáp ứng nhu cầu sử dụng xăng dầu trong nước đang ngày càng tăng và
phục vụ xuất khẩu, theo sau dự án Nhà máy lọc dầu Dung Quất( đã chính thức đi
vào hoạt động từ tháng 02/2009), nước ta tiếp tục thực hiện dự án xây dựng Nhà
máy lọc dầu thứ hai với quy mô kinh tế lớn hơn tại Khu Kinh tế Nghi Sơn- Thanh
Hóa.
Dự án Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn do 4 đơn vị kinh tế lớn là Tập đoàn Dầu
khí Quốc gia Việt Nam(PVN), Tập đoàn Dầu khi quốc tế Kuwait(KPI), Tập đoàn
Dầu khí Idemitsu Kosan Nhật Bản(IKC) và Tập đoàn hóa chất Mitsui Nhật
Bản(MIC) tham gia góp vốn thành lập Công ty Liên doanh lọc hóa dầu Nghi Sơn.
Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn dự đoán sẽ hoạt động vào giữa năm 2017, nhà máy sẽ
hoạt động với công suất là 10 triệu tấn dầu thô/năm trong giai đoạn đầu.
Với chi phí xây dựng dự án Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn rất cao, nên việc tính
toán chi phí vận hành và tối ưu hóa sơ đồ công nghệ cho nhà máy là điều cần thiết
và quan trọng, để đảm bảo vấn đề nhà máy hoạt động có hiệu quả. Nhưng tính toán
chi phí hay tối ưu hóa cho nhà máy lọc dầu là rất phức tạp, để thực hiện việc tính
toán chi phí vận hành của nhà máy lọc dầu một cách dễ dàng hơn thì nên sử dụng
phần mềm chuyên dụng, từ đó lựa chọn phương án hoạt động giảm thiểu chi phí vận
hành đến xuống mức thấp nhất, sao cho nhà máy có thể thu được lợi nhuận cao. Đó
là lý do tôi chọn đề tài tốt nghiệp:
“Ứng dụng phần mềm Lingo tính toán chi phí vận hành cho nhà máy lọc
dầu Nghi Sơn với chế độ Max Propylene.”
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái
1
SVTH: Lâm Hoàng Biết
Đồ án tốt nghiệp- Khóa 2010-2014
Trường ĐHBRVT
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NHÀ MÁY NGHI SƠN
1.1. Tổng quan về Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn.
1.1.1. Giới thiệu Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn.[14]
Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn thuộc khu kinh tế Nghi Sơn, huyện Gia Tĩnh, tỉnh
Thanh Hóa với tổng diện tích hơn 500ha,... khu kinh tế Nghi Sơn được đánh giá là
trọng điểm phía Nam của Vùng kinh tế Bắc Bộ, đồng thời là cầu nối giữa vùng Bắc
Bộ với Trung Bộ. Ngày 23/10/2013 dự án Liên hợp lọc hóa dầu Nghi Sơn có sự
tham dự của nhiều cán bộ cấp cao đặc biệt là Thủ tướng Chính phủ Nguyễn Tấn
Dũng để phát lệnh khởi công .Trong đó,Công ty TNHH Lọc Hóa dầu Nghi Sơn làm
chủ đầu tư, có tổng vốn đầu tư là hơn 9 tỷ USD. Các nhà đầu tư gồm: Tập doàn Dầu
khí Việt Nam (PetroVietnam- PVN) (21,1% vốn), Công ty Dầu khí Quốc tế Cô- Oét
(Kuwait Petrolium International- KPI) (35,1%), Công ty Idemitsu Kosan Nhật Bản
(Idemitsu Kosan Company- IKC) (35,1%) và Công ty Hóa chất Mitsui Nhật Bản
(Mitsui Chemicals) (4,7%). Dự án sẽ hoàn thành và đưa vào vận hành giữa năm
2017.
1.1.2. Mục tiêu xây dựng:
•
Đáp ứng nhu cầu thị trường trong nước và đảm bảo an ninh năng lượng
quốc gia (50%).
•
Cung cấp nguyên liệu phát triển ngành công nghiệp Hóa Dầu.
•
Tạo tiền đề cho ngành công nghiệp phụ trợ và các ngành dịch vụ phát triển.
•
Góp phần phát triển kinh tế khu vực phía Bắc và đảm bảo sự phát triển
đồng đều của cả nước.
1.1.3. Công suất thiết kế.
Dự kiến, dự án sẽ đi vào vận hành thương mại vào giữa năm 2017, có công
suất lọc dầu là 200 nghìn thùng/ngày (tương đương với 10 triệu tấn/năm); nguyên
liệu dầu thô nhập khẩu từ Kuwait. Với các sản phẩm: Khí hóa lỏng LPG: 32 nghìn
tấn/năm; Xăng RON 92: 1.131 nghìn tấn/năm; Xăng RON 95: 1.131 tấn/năm; Nhiên
liệu phản lực: 580 nghìn tấn/năm; Diesel cao cấp: 2.161 nghìn tấn/năm;
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái
2
SVTH: Lâm Hoàng Biết
Đồ án tốt nghiệp- Khóa 2010-2014
Trường ĐHBRVT
Diesel thường: 1.441 nghìn tấn/năm; Paraxylene: 670 nghìn tấn/năm; Benzene: 238
nghìn tấn/năm; Polypropylene: 366 nghìn tấn/năm; Lưu huỳnh rắn: 244 nghìn
tấn/năm.
Trong liên hợp còn có các cụm phân xưởng hóa dầu để sản xuất ra các sản
phẩm hydrocarbon thơm (benzene, paraxylene) và polypropylene.
1.2. Nguyên liệu dùng cho Nhà máy lọc hóa dầu Nghi Sơn.
1.2.1. Lý do chọn dầu Kuwait làm nguyên liệu cho nhà máy.
Dầu thô tại mỏ Bạch Hổ- Vũng Tàu là nguồn dầu rất tốt để làm nguyên liệu
cho nhà máy lọc dầu vì nó tương đối sạch với hàm lượng lưu huỳnh thấp
(0.041%wt). Nhưng, nước ta đã khai thác dầu thô Bạch Hổ vào thời gian đất nước
chưa có nhà máy lọc dầu, do đó nguồn dầu thô khai thác được chủ yếu bán cho nước
ngoài. Đến khi nhà máy lọc dầu Dung Quất khởi công xây dựng và đi vào hoạt động
năm 2009 thì dầu Bạch Hổ là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho nhà máy, do đó nguồn
dầu thô Trung Đông được lựa chọn để đảm bảo cho nhà máy lọc hóa dầu Nghi Sơn
hoạt động ổn định, lâu dài và liên tục. Những phương án pha trộn dầu thô Kuwait,
Dubai và Sư Tử Đen đã được nghiên cứu và cho thấy rằng phương án 100% dầu
Kuwait mang lại lợi nhuận cao nhất. Vì vậy, dầu thô Kuwait là dầu được lựa chọn
làm nguyên liệu chủ yếu chính cho Nhà máy lọc hóa dầu Nghi Sơn- Thanh Hóa.
1.2.2. Tính chất dầu thô Kuwait [1].
Các thông số của nguyên liệu sẽ được chủ yếu sử dụng chủ yếu trong phần
thiết kế của phân xưởng chưng cất dầu thô (CDU). Xác định thông số thiết kế của
nguyên liệu cho các phân xưởng chế biến sâu dựa trên dữ liệu này.(Thử nghiệm dầu
thô bằng cách mô phỏng quá trình và các phương tiện khác).
Bảng 1.1:KuWait Export 29.90
[1]
Gravity API
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái
3
Crude
Balance
29.9
30.2
SVTH: Lâm Hoàng Biết
Đồ án tốt nghiệp- Khóa 2010-2014
Trường ĐHBRVT
Specific Gravity
60/60
0.8765
0.8752
Density
kg/dm3
0.8760
-
K Factor
Sulfur
wt%
11.84
2.65
2.64
Mercaptan Sulfur
ppm
135.0
-
H2 S
Nitrogen
ppm
ppm
<1
930.0
956.2
CON Carbon
wt%
6.11
6.21
Ash
wt%
-
Asphaltenes
wt%
0
2.50
Wax Content
wt%
3.80
-
Iron
ppm
0.7
-
Nikel
ppm
10.1
-
Vanadium
ppm
31.1
10.9
Sodium
ppm
3.3
31.5
Pour point
0
C
<-36
-
Salt
PTB
10.5
-
Vapor Pressure
kPa
26.2
-
TAN
mgKOH/g
-
Water
vol%
0.18
0
15.50C
cSt
-
27.02
200C
cSt
22.73
22.65
37.80C
cSt
-
12.36
400C
500C
cSt
cSt
11.41
8.8
11.57
8.79
600C
c St
-
6.89
Kin.Viscosity
-
-
Dựa vào bảng 1.1, ta thây dầu thô Kuwait thuộc loại dầu trung
bình vì có
15
15
0.875
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái
4
SVTH: Lâm Hoàng Biết
Đồ án tốt nghiệp- Khóa 2010-2014
Trường ĐHBRVT
dầu thô, nhà máy cung cấp thêm các phân xưởng HDS để khử lưu huỳnh trong các
phân đoạn. Bên cạnh đó, hàm lượng Nitơ và các kim loại như sắt, niken, vanadi cũng
rất cao. Đây là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến ngộ độc xúc tác, làm sẫm màu sản
phẩm. Vậy nên trước khi được đưa đến phân xưởng chưng cất khí quyển (CDU), dầu
thô được đưa qua bộ phận xử lý từ để loại bớt kim loại có chứa trong dầu thô và nhà
máy còn được thiết kế thêm phân xưởng RHDS để xử lý sâu lưu huỳnh và hợp chất
lưu huỳnh có trong dầu thô.
Các dữ liệu thử nghiệm của dầu thô trong bảng này là kết quả của việc áp
dụng kỹ thuật thẩm định và kiểm tra để các dữ liệu trong phòng thí nghiệm nguyên.
Sử dụng chương trình Haverly System’iCDM và phần mềm Petro Tech Intel, đường
cong chưng cất được dựng lên từ các số liệu trong phòng thí nghiệm. Năng suất
chưng cất và cân bằng các thuộc tính riêng lẻ được tiến hành và sự chẩn đoán lại của
dữ liệu đã được kiểm tra để cho phép đánh giá chính xác chất lượng của dầu thô. Sự
tương quan công việc đã đảm bảo rằng phương pháp chưng cất trong cân bằng vật
chất, cân bằng tỷ trọng và dữ liệu các phân đoạn là nhất quán.
1.3. Các sản phẩm thương mại của nhà máy.
1.3.1. LPG:
LPG được tách ra từ phân đoạn nhẹ khi chưng cất dầu thô, thành phần gồm
propan C3 và butan C4 được phối trộn theo tỉ lệ C3/C4 = 7:3 hay C3/C4 = 5:5 tùy
thuộc vào điều kiện sử dụng.
Có rất nhiều tính chất để ràng buộc trong phối trộn LPG, nhưng dưới đây là
các tính chất cơ bản để có thể phối trộn LPG thương phẩm:
Bảng 1.2: Tính chất của sản phẩm LPG
[12]
Specification
Unit
Feed design base
Density (150C)
kg/l
0.5<
RVP (380C)
kPa
1430>
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái
5
SVTH: Lâm Hoàng Biết
Đồ án tốt nghiệp- Khóa 2010-2014
Sulphur
Trường ĐHBRVT
wt%
0.01
1.3.2. Xăng (Gasoline).
Phân đoạn xăng với khoảng nhiệt độ sôi dưới 180oC bao gồm các hydrocacbon
từ C5 - C11.
Tính chất quan trọng của nhiên liệu xăng:
•
Có khả năng chống lại sự kích nổ (gọi là chỉ số octane).
•
Hàm lượng lưu huỳnh trong xăng.
•
Áp suất hơi bão hòa.
1.3.2.1. Xăng RON92.
Có rất nhiều tính chất để ràng buộc trong phối trộn xăng RON92, nhưng dưới đây
là các tính chất cơ bản để phối trộn xăng RON92:
Bảng 1.3: Tính chất của xăng RON92
[12]
Specification
Unit
Feed design base
Desity (150C)
kg/l
0.72-0.76
RVP
kPa
60>
Aromatic
vol%
40>
RON
92
Sulphur
wt%
0.005
I.3.2.2. Xăng RON95.
Có rất nhiều tính chất để ràng buộc trong phối trộn xăng RON95, nhưng dưới đây
là các tính chất cơ bản để phối trộn xăng RON95:
Bảng 1.4: Tính chất của xăng RON95
Specification
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái
[12]
Unit
Feed design base
6
SVTH: Lâm Hoàng Biết
Đồ án tốt nghiệp- Khóa 2010-2014
Trường ĐHBRVT
Desity (150C)
kg/l
0.72-0.76
RVP
kPa
60>
Aromatic
vol%
40>
RON
95
Sulphur
wt%
0.005
I.3.2.3. Xăng RON98.
Có rất nhiều tính chất để ràng buộc trong phối trộn xăng RON95, nhưng dưới
đây là các tính chất cơ bản để phối trộn xăng RON95:
Bảng 1.5: Tính chất của xăng RON98
Specification
Unit
Feed design base
Desity (150C)
kg/l
0.72-0.76
RVP
kPa
60>
Aromatic
vol%
40>
RON
98
Sulphur
wt%
0.005
1.3.3. Nhiên liệu phản lực JET A1.
Một số tính chất quan trọng khi sử dụng nhiên liệu phản lực như:
•
Nhiệt trị: là lượng nhiệt được giải phóng khi đốt cháy một đơn vị nhiên
liệu trong điều kiện tiêu chuẩn.
•
Điểm đông đặc( Freezing Point) là nhiệt độ tại đó sản phẩm lỏng đem làm
lạnh trong điều kiện nhất định không còn chảy được nữa.
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái
7
SVTH: Lâm Hoàng Biết
Đồ án tốt nghiệp- Khóa 2010-2014
Trường ĐHBRVT
1.3.4. Nhiên liệu Diesel.
Nhiên liệu Diesel được lấy chủ yếu từ phân đoạn gasoil của quá trình chưng
cất dầu thô khoảng nhiệt độ sôi từ 250oC -350oC, với thành phần hydrcacbon từ
C16- C20.
Tính chất sử dụng của nhiên liệu diesel thương phẩm: Chỉ số cetane, thành
phần phân đoạn, nhiệt độ chớp cháy, độ nhớt, điểm chảy,...
1.3.4.1. Auto Diesel
Có rất nhiều tính chất để ràng buộc trong phối trộn Auto Diesel, nhưng dưới
đây là các tính chất cơ bản để phối trộn Auto Diesel:
Bảng 1.6: Tính chất của Auto Diesel
[12]
Specification
Unit
Feed design base
Desity (150C)
kg/l
Flash point
0
C
55<
Pour point
0
C
6>
Sulphur
wt%
0.82-0.86
0.005
1.3.4.2. Industrial Diesel.
Có rất nhiều tính chất để ràng buộc trong phối trộn Industrial Diesel, nhưng
dưới đây là các tính chất cơ bản để phối trộn Industrial Diesel:
Bảng 1.7: Tính chất của Industrial Diesel
[12]
Specification
Unit
Desity (150C)
kg/l
Flash point
0
C
55<
Pour point
0
C
6>
Sulphur
wt%
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái
Feed design base
0.82-0.86
0.035
8
SVTH: Lâm Hoàng Biết
Đồ án tốt nghiệp- Khóa 2010-2014
Trường ĐHBRVT
1.3.5. Dầu đốt Fuel oil (FO).
Nhiên liệu đốt lò FO là sản phẩm chủ yếu của quá trình chưng cất thu được từ
phân đoạn gasoil nặng khi chưng cất dầu thô ở nhiệt độ sôi trên 350oC.
Tính chất cần lưu ý khi sử dụng đối với nhiên liệu đốt lò: hàm lượng lưu huỳnh,
độ nhớt,...
Có rất nhiều tính chất để ràng buộc trong phối trộn Fuel Oil, nhưng dưới đây là
các tính chất cơ bản để phối trộn Fuel Oil:
Bảng 1.8: Tính chất của Fuel Oil
[12]
Specification
Unit
Feed design base
Desity (150C)
kg/l
0.991
Flash point
0
C
66<
Pour point
0
C
24>
Sulphur
wt%
0.035
1.3.6. Benzene.
Được sản xuất bằng phương pháp reíorming xúc tác (Al-Pt) ở nhiệt độ 480oC520oC với áp suất 20atm.
1.3.7. Paraxylene.
Được sản xuất chủ yếu bằng phương pháp reforming xúc tác ở nhiệt độ
480oC-520oC với áp suất 35-40atm.
1.3.8. Polypropylene.
Là nguyên liệu chính cho ngành công nghiệp sản xuất vật liệu polymer
composite.
1.3.9. Lưu huỳnh.
Được thu hồi từ các dòng khí chua có chưa hàm lượng lưu huỳnh cao như
H2S, COS, CS2.
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái
9
SVTH: Lâm Hoàng Biết
