Mô hình hóa quá trình sản xuất dung môi từ condensate tại nhà máy lọc dầu cát lái bằng chương trình mô phỏng pro

Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Văn Dũng
1

MỤC LỤC
PHẦN I:
I.

II.

III.

IV.

TỔNG QUAN

Nguồn condensate - Các hướng chế biến và sử dụng condensate.
I.1. Nguồn condensate.
I.1.1.
Khái niệm thuật ngữ condensate.
I.1.2.
Nguồn condensate Viện Nam và trong khu vực.
I.2. Các hướng chế biến và sử dụng condensate hiện nay.
I.2.1.
Sản xuất nhiên liệu.
I.2.2.
Sản xuất dung môi.
I.2.3.
Sản xuất nguyên liệu cho ngành hóa dầu.
Các sản phẩm dung môi có nguồn gốc từ dầu mỏ.

II.1. Thị trường các loại dung môi.
II.2. Một số các đơn vị, ngành nghề sử dụng dung môi dầu mỏ.
II.3. Các đơn vị kinh doanh dung môi trên thị trường Miền Nam
II.4. Các đơn vị sản xuất dung môi dầu mỏ.
II.5. Yêu cầu kỹ thuật và lónh vực sử dụng các loại dung môi.
II.5.1.
Các đặc tính kỹ thuật của dung môi.
II.5.2.
Một số tiêu chuẩn dung môi trên thị trường hiện nay.
II.6. Dự báo nhu cầu trong các năm tới.

Trang

6
6
8
9
9
10

11
11
12
13
13
14
18

Giới thiệu tổng quan về Công ty SAI GÒN PETRO và nhà máy
lọc dầu Cát Lái.

III.1. Lịch sử thành lập và phát triển.
III.2. Tình hình sản xuất và kinh doanh các mặt hàng xăng dầu,
khí đốt.
III.2.1. Hoạt động sản xuất
III.2.2. Xuất nhập khẩu.
III.2.3. Kinh doanh gas và xăng dầu.
III.3. Định hướng phát triển của Công ty.

20
21
21
21

Giới thiệu phần mềm PRO/II.
IV.1. Giới thiệu chung .
IV.2. Chương trình mô phỏng Pro/II.
IV.2.1. Các công cụ mô phỏng.
IV.2.2. Các bộ tính toán nhiệt động.

22
23
23
24

19


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Văn Dũng

2

IV.2.3.
IV.2.4.

PHẦN II :

Chương I.

Chọn sơ đồ mô phỏng và nhập dữ liệu.
Phương pháp chung cho một quá trình mô phỏng
trong Pro/II.

24
25

MÔ PHỎNG HỆ THỐNG CHƯNG CẤT CONDENSATE SẢN
XUẤT DUNG MÔI TẠI NHÀ MÁY LỌC DẦU CÁT LÁI
QUI TRÌNH HỆ THỐNG CHƯNG CẤT
CONDENSATE TẠI NHÀ MÁY LỌC DẦU CÁT LÁI

I.

Qui trình tổng thể hệ thống chưng cất condensate của NMLD Cát Lái.
I.1. Sơ đồ qui trình tổng thể
31
I.2. Cơ cấu sản phẩm
31

II.

Chức năng - nhiệm vụ của hệ thống chưng cất C-07-C-101

32

III.

Mô tả qui trình hoạt động hệ thống C-07-C-101
III.1. Sơ đồ công nghệ.
III.2. Mô tả qui trình hoạt động.

32
32

IV.

Điều hành và kiểm soát quá trình chưng cất của hệ thống.

35

Chương II.

MÔ PHỎNG HỆ THỐNG CHƯNG CẤT C-07-C-101

I.

Lưu đồ qui trình mô phỏng.

37

II.

Chọn sơ đồ công nghệ mô phỏng.
II.1. Chọn hệ thống cột chưng cất
II.1.1.
Cột C-07.
II.1.2.
Cột C-101.
II.1.3.
Nồi đun.
II.1.4.
Cụm thiết bị ngưng tụ.
II.2. Chọn thuật toán giải.
II.3. Chọn phương pháp tính toán nhiệt động.

38
38
39
41
43
44
45

Kiểm tra mô hình mô phỏng theo thông số thiết kế.
III.1. Dữ liệu thiết keá.

46
46

III.

Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Văn Dũng
3

III.2. Kết quả tính toán mô phỏng.
IV.

V.

Kiểm tra mô hình mô phỏng hệ thống C-07- C-101 theo thông số
vận hành thực tế.
IV.1. Các số liệu về condensate Nam Côn Sơn.
IV.2. Vận hành công suất thấp.
IV.3. Vận hành công suất trung bình.
IV.4. Vận hành công suất cao.
IV.5. Một số các trường hợp khác.
IV.5.1.
Trường hợp 1.
IV.5.2.
Trường hợp 2.
Nhận xét và đánh giá mô hình mô phỏng.

Chương III.

49

52

52
55
58
62
65
69
72

TỐI ƯU HÓA CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH.

I.

Đặt vấn đề.

75

II.

Tối ưu hóa theo công suất nhiệt nồi đun.
II.1. Cơ sở tối ưu.
II.2. Thiết lập hàm mục tiêu.
II.3. Kết quả tính toán.
II.4. Nhận xét và đánh giá kết quả.

75
76
78
81

III.

Tối ưu hóa theo cơ cấu sản phẩm.
III.1. Cơ sở tối ưu.
III.2. Thiết lập hàm mục tiêu .
III.3. Kết quả tính toán.
III.4. Nhận xét và đánh giá kết quả

81
82
82
85

Chương IV.

TÍNH TOÁN HIỆU QUẢ KINH TẾ.

I.

Đặt vấn đề.

87

II.

Cơ sở tính toán.
II.1. Doanh thu từ sản phẩm.
II.2. Chi phí.
II.2.1.
Nguyên liệu.

87
88
89


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Văn Dũng
4

II.2.2.
II.2.3.
II.2.4.

Nhiên liệu DO đốt lò.
Điện năng tiêu thụ.
Hoá chất sử dụng.

90
90
91

III.

Kết quả tính toán.

91

IV.

Nhận xét kết quả.

92

PHẦN III : KẾT LUẬN
PHẦN IV : PHỤ LỤC


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Văn Dũng
5

PHẦN MỘT

TỔNG QUAN


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Văn Dũng
6

I.

NGUỒN CONDENSATE - CÁC HƯỚNG CHẾ BIẾN VÀ SỬ DỤNG
CONDENSATE.

I.1.

Nguồn condensate.

I.1.1. Khái niệm thuật ngữ condensate.
Trong cuốn “Các sản phẩm dầu mỏ và hóa dầu, NXB Khoa Học và Kỹ
Thuật, 2000” của tác giả Kiều Đình Kiểm thì khái niệm condensate được hiểu
theo hai nghóa sau đây:
“Là chất lỏng có chứa lượng lớn khí (hydrocarbon) hòa tan, được lấy lên
từ các giếng chứa khí ngưng (gas condensate wells). Sau khi tách khí hòa tan
phần lỏng còn lại được chuyển lẫn với dầu thô bằng đường ống cho các nhà máy
lọc dầu”.
“Là danh từ để chỉ sản phẩm ngưng tụ của một loại khí bất kỳ”.
Nghóa thứ nhất được dùng phổ biến trong ngành khai thác và chế biến dầu
mỏ. Nghóa thứ hai chỉ thuần túy là một thuật ngữ, chỉ khái niệm chung về một
hiện tượng hóa lý. Phần giải thích dưới đây được hiểu theo nghóa thứ nhất.
Ở các mỏ dầu nằm sâu dưới lòng đất có nhiệt độ và áp suất trong mỏ rất
cao, thường tồn tại cả dầu thô và khí đồng hành. Giữa hai pha lỏng (dầu thô) và
khí tồn tại cân bằng pha, trong đó một phần khí hòa tan vào trong dầu thô. Khi
chiều sâu khai thác tăng lên nhiệt độ và áp suất trong mỏ tăng lên rất cao (áp
suất có thể đạt tới 104 atm) thì cân bằng hai pha trở thành cân bằng một pha.
Methane, ethane và các hydrocarbon nặng hơn tồn tại ở dạng pha trung gian
giữa khí và lỏng. Pha trung gian này được khai thác lên và được phân tách thành
hai pha khí và lỏng. Pha lỏng được gọi là CONDENSATE.
Condensate còn được khai thác từ các giếng chứa khí ngưng. Đặc điểm
của các mỏ này là nhiệt độ cao (80 – 1000C) và áp suất cao (lớn hơn 3.104 KPa).
Trong điều kiện này condensate hòa tan vào khí và hỗn hợp nằm ở dạng khí. Khi
khai thác, nhờ quá trình giảm áp, condensate sẽ ngưng tụ thành lỏng và tách ra
khỏi khí thiên nhiên.
I.1.2. Nguồn condensate Việt Nam và trong khu vực.
Condensate thường thu được trong quá trình khai thác và chế biến khí
thiên nhiên hay khí đồng hành. Ở Việt Nam hiện nay, condensate thu được từ

Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Văn Dũng
7

qúa trình khai thác và sử dụng khí đồng hành mỏ Bạch Hổ và từ quá trình khai
thác, chế biến khí của dự án khí Nam Côn Sơn.
•

Condensate Bạch Hổ.

Condensate Bạch Hổ thu được từ qúa trình khai thác và xử lý khí đồng
hành của mỏ Bạch Hổ.
Khí đồng hành thu được từ các giếng dầu trong quá trình khai thác dầu.
Từ các giếng dầu, khí được thu gom về giàn nén trung tâm của mỏ Bạch Hổ, tại
giàn nén trung tâm, khí được nén đến áp suất cao và được vận chuyển bằng
đường ống đến nhà máy xử lý khí Dinh Cố (Dinh Co GPP). Tại đây khí đồng
hành được xử lý để tách khí khô cung cấp cho nhà máy nhiệt điện Bà Rịa, Phú
Mỹ, sản xuất LPG và thu được condensate.
Hiện nay, sản lượng condensate Bạch Hổ thu được trung bình khoảng
130.000 tấn condensate/ năm [6]
•

Condensate Nam Côn Sơn.

Condensate Nam Côn Sơn là sản phẩm phụ thu được trong quá trình vận
chuyển khí trong đường ống hai pha từ ngoài khơi vào bờ của dự án khí Nam
Côn Sơn. Đây là dự án khí lớn nhất Việt Nam bao gồm hệ thống đường ống

chính dài 400 km, bắt nguồn từ các mỏ khí Lan Tây – Lan Đỏ thuộc lô 06.1,
vùng trũng Nam Côn Sơn và kết thúc ở nhà máy xử lý khí tại Dinh Cố (Nam Con
Son pipe line Dinh Co Terminal). Từ đây, condensate được tách ra và dẫn theo
đường ống về kho chứa cảng Thị Vải, phần khí được vận chuyển theo đường ống
đến trung tâm phân phối khí Phú Mỹ (Tân Thành – Bà Rịa – Vũng Tàu)
Sản lượng condensate trung bình thu được hiện nay vào khoảng 600 tấn
condensate/ngày đêm[6]
Các công trình khai thác khí đồng hành mỏ Bạch Hổ và khí thiên nhiên
Nam Côn Sơn trong giai đoạn hiện nay cung cấp khoảng 4 tỷ m3 khí, 350.000 tấn
khí hóa lỏng và 300.000 tấn condensate mỗi năm [6]
Trong khu vực Đông Nam Á có thể kể đến một số nước có nguồn
condensate như: Thái Lan (condensate Bong Kot), Indonesia ( condensate
Senipa), Malaysia (condensate Sast Spar và Attacka )…
Hiện nay, trong nước chỉ duy nhất có Công ty Saigon Petro sử dụng
condensate để chưng cất sản xuất các loại nhiên liệu và dung môi dầu mỏ.
Trước đây, nguồn condensate cung cấp cho Công ty chủ yếu là nhập khẩu như
condensate Sinipa (Singapore), condensate Bong Kot (Thái Lan), condensate


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Văn Dũng
8

Malampaya (Úùc). Hiện tại nguồn condensate Nam Côn Sơn đã đáp ứng phần lớn
nguyên liệu cho quá trình chưng cất của nhà máy với sản lượng cung cấp trung
bình khoảng 20.000 m3 condensate/tháng[8] . Condensate nhập chỉ còn loại
condensate Malampaya(Úùc) có tính chất gần giống với condensate Nam Côn
Sơn được Công ty nhập về nhằm ổn định nguyên liệu đầu vào cho qúa trình
chưng cất.

Tính chất condensate phụ thuộc vào vị trí địa lý, lịch sử hình thành mỗi
mỏ, quá trình khai thác…sau đây là một số tính chất đặc trưng của các loại
condensate.
Bảng I-1 - Đặc tính condensate Việt Nam và một số nước trong khu vực[8]
Loại
condensate

Bạch
Hổ

Nam
Côn
Sơn
Việt Nam

Tỷ
trọng 0,712
0
15 C, kg/l
p suất hơi,
9,1
psi
ASTM
D 86(%tt)
ĐSĐ
33,3
10%
48,5
30%
54,0

50%
73,3
70%
88,9
90%
125,5
ĐSC
160,0
I.2.

Senipa
Bong Kot East Spar
(Indonesia) (Thai Lan)

Attacka

Malaysia

0,740

0,777

0,769

0,738

0,812

7,7

8,8

8,6

8,2

5,5

35,3
56,9
85,2
108,0
137,5
211,1
264,9

37,0
66,9
107,8
134,4
180,2
253,5
373,5

37
75
104
127
162
251

325

36,9
56,2
82,0
107,8
149,2
223,8
295,0

51,3
90,3
132,5
193,6
250,2
>350

Các hướng chế biến và sử dụng condensate hiện nay.

Tùy thuộc vào những đặc tính kỹ thuật cũng như thành phần và hàm
lượng các cấu tử, tỷ trọng, chỉ số octan, các thông số hóa lý… condensate được sử
dụng với nhiều mục mục đích khác nhau như:
Pha trộân với dầu thô làm nguyên liệu cho các nhà máy lọc dầu.
Sử dụng làm nhiên liệu đốt trực tiếp trong các nhà máy nhiệt điện


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Văn Dũng
9

Làm nguyên liệu cho quá trình chưng cất sản xuất các loại nhiên liệu,
dung môi và các quá trình chế biến sâu phục vụ cho ngành hóa dầu.
Ở Việt Nam hiện nay, condensate chủ yếu được sử dụng để pha chế xăng
(condensate Bạch Hổ) và chưng cất (condensate Nam Côn Sơn) sản xuất nhiên
liệu và các loại dung môi dầu mỏ.
I.2.1. Sản xuất nhiên liệu.
Condensate có thể đem phối trộn với các chế phẩm, phụ gia để sản xuất
xăng có trị số octan thấp (xăng phẩm cấp thấp). Đối với condensate Bạch Hổ do
có đặc tính nhẹ, màu sáng (condensate trắng), khoảng nhiệt độ sôi nằm trong
phân đoạn naphtha (ĐSC < 2000C) nên có thể dùng trực tiếp cùng với các chế
phẩm khác để pha xăng phẩm cấp thấp.
Đặc tính condensate Nam Côn Sơn có một số điểm giống với condensate
Bạch Hổ: Màu trắng, tương đối nhẹ, nhưng do có hàm lượng parafin lớn nên chỉ
số octane thấp (RON: 57) và nhiệt độ ĐSC cao ( xấp xỉ 3000C). Do đó sử dụng
condensate này pha xăng không đạt được các chỉ tiêu sản phẩm xăng. Vì vậy,
condensate Nam Côn Sơn cũng như các loại condensate khác phải qua quá trình
chưng cất phân đoạn ra các sản phẩm như : Naphtha (pha xăng), KE, DO, FO
hoặc cũng có thể chưng cất sơ bộ tạo ra nguyên liệu thích hợp cho các quá trình
reforming xúc tác hay izomer hóa để sản xuất xăng và các chế phẩm pha xăng.
Sản phẩm naphtha (xăng thô) có chỉ số octane không cao (RON: 68 – 70)
nên phải pha thêm các chế phẩm có chỉ số octane cao như reformat, và một số
phụ gia như MMT, MTBE … và khi tính đến hiệu quả kinh tế thì chỉ có thể tạo ra
xăng A 83. Các loại xăng có chỉ số octane cao hơn phải dùng nhiều chế phẩm
hơn, nâng cao giá thành sản phẩm ít mang lại hiệu quả kinh tế.
I.2.2. Sản xuất dung môi.
Các loại dung môi có nguồn gốc dầu mỏ, tùy theo tính chất, được sử dụng
trong nhiều ngành nghề khác nhau. Dung môi khi được sử dụng tùy theo mục
đích sẽ có các khoảng nhiệt độ sôi khác nhau. Tuy nhiên hầu hết các khoảng
nhiệt độ sôi này đều rất hẹp. Do đó, để sản xuất dung môi đòi hỏi các nguyên

liệu phải có khoảng nhiệt độ sôi tương đối hẹp, hoặc phải sử dụng nhiều cột
chưng cất với số đóa lớn để phân tách phân đoạn các khoảng nhiệt độ sôi khác
nhau.
Condensate Bạch Hổ có các tính chất khá thích hợp đểå sản xuất dung môi
như: Khoảng nhiệt độ sôi hẹp hơn các loại condensate khác, hàm lượng lưu


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Văn Dũng
10

huỳnh thấp, chứa ít kim loại nặng, thành phần parafin cao nên có thể tạo ra các
sản phẩm dung môi không mùi. Các loại condensate khác phải sử dụng nhiều
cột chưng cất, với số đóa lớn để chia cắt các phân đoạn .
I.2.3. Sản xuất nguyên liệu cho ngành hóa dầu.
Theo nhận định của Foster Wheeler, nước ta có cơ hội tốt để phát triển
ngành hóa dầu theo hướng kết hợp với lọc dầu, trong đó có đề nghị hướng phát
triển các cơ sở chế biến condensate theo sơ đồ sau:
Condensate

Tách
condensate

Naphtha

Sản xuất
aromat

Các sản phẩm

aromat

Pha trộn
sản
phẩm

Các sản phẩm
tách trực tiếp
Nhà máy lọc dầu

Nhiên
liệu

Dầu thô
Hình I.1 - Sơ đồ kết hợp chế biến condensate và lọc dầu của Foster Wheeler [14]
Condensate được phân tách các phân đoạn naphtha. Phần naphtha này có
thể cracking sản xuất etylene, propylene.. hay reforming xúc tác để thu được
aromat BTX (Benzen, Toluen, Xylen) là một trong những nguyên liệu cơ bản
của hóa dầu. Các sản phẩm tách trực tiếp từ condensate có thể được trộn với dầu
thô làm nguyên liệu cho nhà máy lọc dầu, hoặc pha trộn với các sản phẩm để
sản xuất các loại nhiên liệu.
Sơ đồ này cho thấy quan hệ hỗ trợ giữa hai bên: Một số sản phẩm của nhà
máy lọc dầu làm nguyên liệu cho phân xưởng chế biến condensate và ngược lại.
Song song đó, một lợi ích nữa của sự kết hợp này là đáp ứng xu thế thay đổi chất
lượng sản phẩm: Giảm hàm lượng benzen và aromat trong xăng. Khi đó hàm
lượng aromat không mong muốn được đưa sang cụm chiết tách condensate.

II.

CÁC SẢN PHẨM DUNG MÔI CÓ NGUỒN GỐC TỪ DẦU MỎ.

Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Văn Dũng
11

II.1. Thị trường các loại dung môi.
Hiện nay các loại dung môi có nguồn gốc từ dầu mỏ được sử dụng nhiều
trong các lónh vực như: Công nghiệp cao su, ngành sơn, ngành in, nhựa, keo dán,
giày da, …hầu hết các mặt hàng dung môi chưa được sản xuất trong nước mà
phần lớn là các mặt hàng ngoại nhập.
Theo đánh giá của các nhà cung cấp thì thị trường dung môi Thành Phố
Hồ Chí Minh chiếm khoảng 35 – 40% cả nước. Khi khảo sát thị trường các loại
dung môi trên địa bàn Thành Phố Hồ Chí Minh thì ether dầu mỏ có phần đoạn
sôi 30 – 700C hiện không được sử dụng nhiều. Tiêu thụ mạnh nhất là hai loại
dung môi: White spirit và rubber solvent (dung môi cao su). Theo các đơn vị như
Công ty giày An Lạc, Hừng Sáng, Giày Hiệp Hưng, Bình Tân (Bita’s), Bình Tiên
(Biti’s), Cao Su Miền Nam… thì dung môi cao su được dùng để xử lý bề mặt và
pha keo dán. Sản phẩm này đang dần thay thế toluen để pha xăng vì giá cả rẻ
hơn nhưng vẫn đáp ứng được các chỉ tiêu khi sử dụng.
Hiện nay, một số các loại dung môi đang được sử dụng trên thị trường như
Ether dầu mỏ: Là hỗn hợp các parafin nhẹ, được sản xuất từ các sản phẩm
chưng cất trực tiếp, sản phẩm alkyl hóa và các sản phẩm tổng hợp, được sử dụng
để pha sơn, vecni…với giới hạn sôi từ 300C – 700C và 700C – 1000C
Dung môi cao su: Dùng làm dung môi hòa tan cao su chuẩn bị cho quá
trình ngâm và lưu hóa cao su có khoảng sôi thấp (30 – 1000C). Dung môi hòa tan
cao su để đúc khuôn thành phẩm có giới hạn sôi 100 – 1600C. Phân đoạn từ 60 –
1100C, thành phần hecxan nhỏ hơn 6% thể tích, dùng cho việc xử lý bề mặt.
Benzen: Dùng làm chất tách ly….

Toluen: Dùng cho việc tẩy rửa, xử lý bề mặt…
White Spirit: Dùng làm dung môi sản xuất sơn, pha sơn, dùng trong ngành
công nghiệp sản xuất thuốc bảo vệ thực vật, công nghiệp chế biến gỗ…
Xăng dung môi: Là hỗn hợp của các parafin, cycloparafin và hỗn hợp các
hydrocarbon thơm, có giới hạn sôi nằm giữa 150 – 2000C, được sử dụng để chiết
dầu và mỡ động vật, sản xuất keo trong công nghiệp cao su, chế tạo sơn và
vecni. Ngoài ra chúng còn được sử dụng cho các mục đích kỹ thuật khác như rửa
các chi tiết máy, tổng hợp da nhân tạo…
II.2. Một số các các đơn vị, ngành nghề sử dụng dung môi dầu mỏ.


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Văn Dũng
12

Theo khảo sát của Tổ khách hàng công nghiệp của Công ty Saigon Petro
thì một số các ngành nghề, các đơn ở khu vực phía Nam đã và đang sử dụng các
loại dung môi sau:
Ngành sản xuất sơn và mực in: Các Công ty như Sơn Á Đông, Sơn Đồng
Nai, Công ty mực in Liksin, Công ty nhựa Tân Tiến với các loại dung môi sử
dụng: Toluene, white spirit, xylene, celene hoặc xăng công nghệâ (dung môi pha
loãng), butyl acetat, acetone…
Ngành công nghiệp cao su : Công ty Cao Su Thống Nhất, Công ty Cao Su
Điện Biên… sử dụng các loại dung môi cao su, toluene, white spirit…
Các đơn vị sản xuất keo: Công ty keo Hưng Thành, Công ty nệm mút Kim
Đan, cơ sở keo chống dột Kim Long, cơ sở Hoàng Quang và một số cơ sở khác,
sử dụng dung môi ngâm làm biến dạng các polymer rắn thành hỗn hợp keo như :
Toluen (sử dụng khi không có nguồn nhiệt), xăng công nghệ, naphtha, dầu DO
(sử dụng khi có cung cấp nguồn nhiệt).

II.3. Các đơn vị kinh doanh dung môi trên thị trường miền Nam
Hiện nay, phần lớn các loại dung môi gốc dầu mỏ đang được các Công ty
như Petrolimex, Shell Chemicals, Exxon Chemicals, Saigon Petro và một số các
Công ty hóa chất tư nhân làm đầu mối tiêu thụ hoặc nhập khẩu trực tiếp.
Petrolimex: Là một trong những đơn vị kinh doanh đầu tiên các loại dung
môi, hóa chất. Ngoài các loại dung môi trên, Petrolimex còn kinh doanh nhiều
sản phẩm khác như: Aceton, metylen,choride,… với ưu thế về hệ thống kho và
cầu cảng, Petrolimex nhập khẩu các mặt hàng dạng xá và đóng phuy tại Nhà
Bè. Riêng đối với mặt hàng dung môi cao su, Petrolimex đã có bán lẻ ở cửa
hàng xăng và cung cấp cho các khách hành có nhu cầu lớn như các Công ty chế
biến cao su , sản xuất giày da…trên địa bàn Thành Phố Hồ Chí Minh.
Shell , Mobil : Có kho xây ở Gò Dầu - Long Thành để phục vụ cho việc
kinh doanh các mặt hàng dung môi, hóa chất.
Saigon Petro: Đây là Công ty chuyên sản xuất và kinh doanh các mặt
hành xăng dầu và LPG. Đầu năm 2005 Công ty đã sản xuất và đưa thị trường
các mặt hàng dung môi white spirit, rubber solvent, và NA-2 (loại dung môi có
khoảng nhiệt độ sôi từ 60 – 1800C). Các sản phẩm này đã được bán ra thị trường
dưới dạng phuy. Tuy nhiên số lượng tiêu thụ chưa thật ổn định nhưng cũng góp
phần cạnh tranh về chủng loại và giá cả đối với các loại dung môi ngoại nhập.
Ngoài ra, còn có rất nhiều các Công ty TNHH khác đang kinh doanh hóa
chất trên địa bàn Thành Phố Hồ Chí Minh. Họ thuê kho hoặc làm đại lý cho các
Công ty lớn như Petrolimex, Shell, EXXON, Dowchemical…


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Văn Dũng
13

II.4. Các đơn vị sản xuất dung môi dầu mỏ

Hiện tại trong nước có hai Công ty đã lắp đặt hệ thống chưng cất sản xuất
các loại dung môi dầu mỏ là: Công ty Saigon Petro (Công ty TNHH Một Thành
Viên Dầu Khí Thành Phố Hồ Chí Minh) với nhà máy lọc dầu Cát Lái đặt tại
Phường Thạnh Mỹ Lợi- Quậân 2-Thành Phố Hồ Chí Minh và Công ty VTN – P
(Công ty liên doanh của Thái Lan) tại khu công nghiệp Hưng phú II - Phường
Phú Thứ - Quận Cái Răng - Thành Phố Cần Thơ.
•
Công ty Saigon Petro: Đã sản xuất và đưa ra thị trường ba loại dung môi:
SOLMIX, SOLRUB và SOLWHITE được chưng cất trực tiếp từ bán thành phẩm
naphtha của hệ thống chưng cất condensate. Đây là một trong những chiến lược
của Công ty, nhằm đa dạng hóa các sản phẩm đáp ứng một phần nhu cầu cho
các đơn vị sử dụng dung môi pha sơn, dung môi cao su…về sản lượng cũng như
sự cạnh tranh về giá cả.
•
Công ty VTN-P: Đã xây dựng và lắp đặt xong hệ thống chưng cất
condensate sản xuất dung môi và các sản phẩm như xăng, dầu DO, FO…Tháng
03 năm 2005 nhà máy đã vận hành và cho ra các sản phẩm. Tuy nhiên, đây là
một Công ty liên doanh nước ngoài nên không có chức năng sản xuất và kinh
doanh các mặt hàng xăng dầu theo luật kinh doanh của Việt Nam. Do đó nhà
máy của Công ty hiện không hoạt động và đang có hướng chuyển đổi sang chủ
đầu tư tại Việt Nam cho phù hợp với luật định, để có thể đưa nhà máy vào hoạt
động .
II.5. Yêu cầu kỹ thuật và lónh vực sử dụng các loại dung môi
II.5.1. Các đặc tính kỹ thuật của dung môi.
•

Khoảng nhiệt độ sôi.

Tùy theo từng lónh vực và mục đích sử dụng, các loại dung môi có khoảng
giới hạn nhiệt độ sôi khác nhau theo bảng sau:

Bảng I-2 - Khoảng nhiệt độ sôi của dung môi và các lónh vực sử dụng[9]
Khoảng nhiệt độ sôi (0C)
30 – 75
40 – 110
60 – 80
70 – 100

Lónh vực sử dụng
Trích ly chất thơm
Keo dán, chất tẩy bẩn trên len dạ.
Trích ly chất béo, dầu thực vật, sản xuất mỡ xương.
Trích ly chất béo, dầu thực vật, công nghiệp cao su.


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Văn Dũng
14

100 – 130
100– 160
135 – 205
(White Spirit)
•

Công nghiệp cao su, nhuộm.
Công nghiệp cao su , nhuộm , in.
Dung môi nặng cho công nghiệp sơn.

Hàm lượng lưu huỳnh.

Trong các loại dung môi thì hàm lượng lưu huỳnh thường thấp hoặc không
có, nhất là trong công nghiệp sản xuất sơn. Vì trong sơn thường chứa thành phần
muối chì hay oxyt chì, khi có mặt của lưu huỳnh chúng dễ tạo thành sufua chì có
màu đen làm hỏng sơn.
•

Độ bay hơi.

Là tiêu chuẩn quan trọng của dung môi, được đo bằng tiêu chuẩn ASTM
D 3539 cho phép xác định việc giảm trọng lượng của dung môi theo thời gian
trong điều kiện chuẩn. Thông thường người ta so sánh với một chất chuẩn nào
đó, ví dụ: lấy độ bay hơi của Butyl acetat = 100.
•

KNB (Keauri Butanol Number).

Là chỉ tiêu cho thấy quan hệ giữa tỷ trọng, thành phần aromatic và giới
hạn sôi trung bình theo tiêu chuẩn ASTM D 1133. Đây là thông số đánh giá khả
năng hòa tan của dung môi với dung dịch chuẩn gồm nhựa hòa tan trong nbutanol. KBN càng lớn khả năng hòa tan của dung môi càng tốt. Các loại dung
môi sử dụng trong sản xuất có KBN trong khoảng 25 – 150.
KBN được tính bằng công thức sau:
KBN < 50
KBN = 99,6 – 0,806G – 0,177A + 0,0755*(340 – B)
(1)
KBN > 50
KBN = 117,7 – 1,06G – 0,244A + 0,10*(340 – B)
(2)
Trong đó:
- G – Độ API.

- A – Điểm Aniline, (0F)
- B – Nhiệt độ sôi trung bình, (0F)
II.5.2. Một số tiêu chuẩn dung môi trên thị trường hiện nay.


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Văn Dũng
15

Hiện nay trên thị trường Việt Nam cũng khá đa dạng về chủng loại các
dung môi, dưới đây là các bảng chỉ tiêu chất lượng dung môi của các Công ty
Petrolimex, Shell Chemicals, Saigon Petro.
Petrolimex

™

Bảng I-3 - Chỉ tiêu chất lượng xăng dung môi cao su [8]
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
12
11

12
13
14
15

Chỉ tiêu
Đơn vị
Phương pháp thử
Giá trị
0
Khối lượng riêng ở 15 C
kg/l
ASTM D1298
0,680
Màu sắc, saybol
ASTM D 156
+25
Hợp chất thơm
mg/kg
ASTM D 2600
50
0
n mòn lá đồng 2h/100 C
ASTM D 130
No 1
0
Giới hạn nhiệt độ sôi
C
ASTM D 1087
60 – 150

p suất hơi
KPa
19
Phân tử lượng trung bình
92
Ben zen
mg/kg
ASTM D 2600
2
Parafin
% kl
80
Naphten
%kl
20
n – Hexan
%kl
GC
3
Hàm lượng lưu huỳnh
mg/kg
SMS 1897
1
Hàm lượng nước
mg/kg
ASTM D 1744
100
Chỉ số Brom
mgBr/100ml
ASTM D 1492

5
Hợp chất không bay hơi
mg/100ml
ASTM D 1353
1
(Theo bảng chỉ tiêu chất lượng của Petrolimex)

Bảng I-4 - Chỉ tiêu chất lượng của White Spirit[8]
STT

Chỉ tiêu

Đơn vị

1
2
3
4
5
6
7

Khối lượng riêng ở 150C
Màu sắc, saybol
Aromatic
n mòn lá đồng 3h/1000C
Giới hạn nhiệt độ sôi
Điểm chớp cháy
p suất hơi ở 200C

kg/l
%tt
0

C
C
KPa
0

Phương pháp
thử
ASTM D1298
ASTM D 156
ASTM D 1319
ASTM D 130
ASTM D 1087
IP 170

Giá trị
0,770
+25
17
No 1
155 – 200
38
0,3


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Văn Dũng
16

8
9
10
11
13
14
15

Ben zen
Parafin
Naphten
Hàm lượng lưu hùynh
Hàm lượng nước
Chỉ số Brom
Hợp chất không bay hơi

mg/kg
GC
100
% kl
60
%kl
21
mg/kg
SMS 1897
1
mg/kg

ASTM D 1744
< 10
mgBr/100ml ASTM D 1492
200
mg/100ml
ASTM D 1353
1
(Theo bảng chỉ tiêu chất lượng của Petrolimex)

Shell Chemicals

™

Bảng I-5 - Chỉ tiêu chất lượng white spirit[8]
STT
Chỉ tiêu
1
Khối lượng riêng ở 150C
2
3
4
5
6
7

8
9

Đơn vị
kg/l

Phương pháp thử
ASTM D1298

Giá trị
0,770 0,790
+25Min
15 -20
No 1
34 Min
5 Max

Màu sắc, saybol
ASTM D 156
Aromatic
%tt
ASTM D 1319
0
n mòn lá đồng 3h/100 C
ASTM D 130
0
Điểm chớp cháy
C
IP 170
Hàm lượng Gum
mg/10ml
ASTM D 381
ASTM D 1087
Chưng cất ASTM
0

150 –160
Điểm sôi đầu
C
0
C
190 - 200
Điểm sôi cuối
Chỉ số Brom
mgBr/100ml
ASTM D 1492
200
Hợp chất không bay hơi
mg/100ml
ASTM D 1353
1
(Theo bảng chỉ tiêu chất lượng của Shell Chemicals)

Bảng I-6 - Chỉ tiêu chất lượng dung môi rubber solvent[8]
STT
Chỉ tiêu
1
Khối lượng riêng ở 150C
2
3
4
5

Màu sắc, saybol
Aromatic
n mòn lá đồng 2h/1000C

Hàm lượng Benzene

Đơn vị
kg/l

%tt
%kl

Phương pháp thử
ASTM D1298
ASTM D 156
ASTM D 1319
ASTM D 130
GC

Giá trị
0,658 0,720
+25Min
8Max
No 1
0,2Max


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Văn Dũng
17

6
7

8

Hàm lượng lưu hùynh
%kl
SMS
0,05Max
ASTM D 1087
Chưng cất ASTM
0
C
64 – 70
Điểm sôi đầu
0
C
120Max
Điểm sôi cuối
0
Hiệu suất thu hồ ở 100 C
%tt
65Min
(Theo bảng chỉ tiêu chất lượng của Shell Chemicals)
Saigon Petro

™

Bảng I-7 - Chỉ tiêu chất lượng white spirit[8]
STT

Chỉ tiêu

Đơn vị

1

Khối lượng riêng ở 150C

2
3
4

Màu sắc, saybol
Aromatic
n mòn lá đồng 3h/1000C

5
6
7

n-parafins & i-parafins
Hàm lượng nước
Chưng cất ASTM
Điểm sôi đầu
Điểm sôi cuối
Hàm lượng lưu huỳnh
Naphthenes

8
9

kg/l

%tt

%tt
mg/kg
0

Phương pháp
thử
ASTM D1298
ASTM D 156
ASTM D 1744
ASTM D 130
ASTM D1744
ASTM D 1744
ASTM D 86

Giaù trò
0,770 0,790
+25Min
30-35
No 1
45-50
100 Max

120 – 125
C
C
190 - 200

%kl
ASTM D 1266 0,031 Max
%tt
ASTM D 1744
10-15
(Theo bảng chỉ tiêu chất lượng của Saigon Petro)
0

Bảng I-8 - Chỉ tiêu chất lượng Rubber Solvent[8]
STT
Chỉ tiêu
1
Khối lượng riêng ở 150C
2
3
4
5

Màu sắc, saybol
Aromatic
n mòn lá đồng 3h/1000C
n-parafins & i-parafins

Đơn vị
kg/l

%tt
%tt

Phương pháp thử

ASTM D1298
ASTM D 156
ASTM D 1744
ASTM D 130
ASTM D1744

Giá trị
0,740 0,760
+25Min
15 -20
No 1
40-50


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Văn Dũng
18

6

Hàm lượng nước

7

Chưng cất ASTM
Điểm sôi đầu
Điểm sôi cuối
Hàm lượng lưu huỳnh
Naphtenes

8
9

mg/kg
0

ASTM D 1744

100 Max

ASTM D 86

C
70 – 80
C
135 - 145
%kl
ASTM D 1266
0,012
%tt
ASTM D 1744
30-35
(Theo bảng chỉ tiêu chất lượng của Saigon Petro)
0

Bảng I-9 - Chỉ tiêu chất lượng SOL –MIX [8]
ST
T
1

Khối lượng riêng ở 150C

2
3
4
6
11

Màu sắc, saybol
Aromatic
n mòn lá đồng 3h/1000C
n-parafins & i-parafins
Hàm lượng nước

13

Chưng cất ASTM
Điểm sôi đầu
Điểm sôi cuối
Hàm lượng lưu huỳnh
Naphtenes

14
15

Chỉ tiêu

Đơn vị

Phương pháp thử

Giá trị

kg/l

ASTM D1298

0,745 –
0, 765
+25Min
20-30
No 1
40-50
100Max

%tt
%tt
mg/kg
0

ASTM D 156
ASTM D 11744
ASTM D 130
ASTM D1744
ASTM D 1744
ASTM D 86

60 – 70
C

C
170 - 180
%kl
ASTM D 1266
0,012
mg/100ml
ASTM D 1744
25-30
(Theo bảng chỉ tiêu chất lượng của Saigon Petro)
0

II.6. Dự báo về nhu cầu trong các năm tới
Khi dự báo nhu cầu các loại dung môi cho các năm tới trên trị trường các
nhà cung cấp cho rằng tốc độ tăng trưởng bình quân là 10 – 15%/năm. Tuy nhiên
với những khó khăn kinh tế và mức độ đầu tư đang giảm như hiện nay thì phần
dự báo dưới đây chỉ chỉ tính với mức độ tăng trưởng từ 7 -8%/năm.

Bảng I-10 - Dự báo mức độ tăng trưởng sử dụng dung môi


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Văn Dũng
19

STT
1
2
3

III.

Loại sản phẩm
Xăng pha cao su
Dung môi pha sơn
Butyl acetat

2005
23000
8700
6 000

2007
2010
26500
310 00
9900
11580
6800
7900
Nguồn Petro Việt Nam

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY SAIGON PETRO VÀ NHÀ
MÁY LỌC DẦU CÁT LÁI.

III.1. Lịch sử thành lập và phát triển
Năm 1986, khi mỏ Bạch Hổ khai thác tấn dầu đầu tiên, y ban Khoa Học
và Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh (nay là sở Khoa Học và Công Nghệ)
quyết định thành lập chương trình “Nghiên cứu sử dụng dầu thô Việt Nam” (sau
đổi tên là chương trình dầu khí TP, HCM).

Chương trình dầu khí thành phố đã nghiên cứu nhóm đề tài về tính chất
dầu thô, phương pháp chưng cất tách parafin, sản xuất dầu nhớt, sản xuất xăng
có chỉ số octan cao, sử dụng condensate làm nguyên liệu thay thế dầu thô…
Được sự chấp thuận của Thành Phố và Chính phủ, liên doanh thành lập
nhà máy lọc dầu 40.000 tấn/năm ra đời gồm: Công ty Lương Thực TP HCM(chủ
đầu tư), y ban KH&KT TP HCM (chịu trách nhiệm về KH&KT), Sở GTVT
(vận chuyển dầu thô), Công ty vật tư tổng hợp (chịu trách nhiệm phân phối sản
phẩm).
Ngày 19 tháng 6 năm 1986 Xí nghiệp liên doanh chế biến dầu mỏ được
thành lập (Tiền thân của Công ty dầu khí TP HCM) cùng với dự án nhà máy lọc
dầu Cát Lái có công suất 40.000tấn/năm đặt tại phường Thạnh Mỹ Lợi, Huyện
Thủ Đức (nay là Quận 2, TP HCM). Tháng 5 năm 1988 nhà máy chính thức đi
vào hoạt động với hệ thống chưng cất có tên gọi là Mini, sản xuất bốn loại sản
phẩm: xăng, kerosene, diesel, fuel oil từ nguyên liệu dầu thô Bạch Hổ.
Cuối năm 1994, nhà máy đầu tư và lắp đặt hai hệ thống chưng cất mới:
Hệ thống chưng cất nguyên liệu condensate (cột chưng cất C-07) với công suất
350.000tấn/năm để sản xuất xăng thô. Hệ thống chưng cất sản xuất LPG ( cột
chưng cất C-101) chưng cất phần off gas của cột chưng cất C-07. Đồng thời cải
tạo hệ thống chưng cất Mini để chưng cất sản phẩm đáy của cột chưng cất C-07
sản xuất kerosene, diesel, fuel oil.


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Văn Dũng
20

Một mặt nhằm đa dạng hóa các sản phẩm, mặt khác nhằm nâng cao hiệu
quả pha xăng để giải quyết việc Chính Phủ sẽ bãi bỏ mặt hàng xăng A 83 trên
thị trường. Đầu năm 2005, sau một năm cải tạo hệ thống chưng cất LPG thành

hệ thống chưng cất dung môi từ nguyên liệu naphtha nặng (NA-2). Cụm chưng
cất dung môi đã đi vào hoạt động song song với hệ thống chưng cất condensate,
sản xuất các mặt hàng dung môi: Petroleum ether rubber solvent, white spirit.
III.2. Tình hình sản xuất và kinh doanh các mặt hàng xăng dầu, khí đốt.
Qua hơn 19 năm xây dựng và phát triển cùng với đội ngũ trên 600
CB.CNV : tiến só, thạc só, kỹ sư và công nhân kỹ thuật lành nghề, Công ty
Saigon Petro đã khẳng định vị trí và uy tín của mình qua các ngành nghề kinh
doanh chủ yếu:
Lọc, chế biến, kinh doanh các sản phẩm từ dầu thô nhẹ và condensate.
Xuất nhập khẩu, làm đại lý ủy thác xuất nhập khẩu và kinh doanh các
loại xăng dầu, các sản phẩm chế biến từ dầu mỏ, khí đốt, máy móc, thiết bị, phụ
tùng, vật tư hóa chất…phục vụ cho ngành dầu khí.
Liên doanh, liên kết, hợp tác kinh tế với các đơn vị trong và ngoài nước.
Thiết kế, cung cấp vật tư thiết bị, thi công các công trình xăng dầu và khí
đốt công nghiệp
Với các lónh vực đa dạng trên đây, tình hình hình sản xuất và kinh doanh
của Công ty được thể hiện qua các mặt hoạt động sau đây:
III.2.1.Hoạt động sản xuất.
Hoạt động sản xuất được thực hiện bởi hai đơn vị trực thuộc:
•
Nhà máy lọc dầu Cát Lái : Có diện tích 25ha, tọa lạc tại phường Thạnh
Mỹ Lợi, Quận 2, cách trung tâm TP. HCM 18 Km về phía Đông Bắc.
Công suất của nhà máy là 350.000 tấn/năm, sử dụng nguyên liệu dầu thô
nhẹ và condensate.
Hệ thống bao gồm ba cụm chưng cất: Cột chưng cất condensate (C-07),
hệ chưng cất Mini (cột C-03-C-04) và cột chưng cất dung môi (cột C-101). Các
sản phẩm của nhà máy bao gồâm:
¾ Xăng các loại.
¾ Dầu lửa.
¾ Dầu diesel.

¾ Dầu FO
¾ Dung môi dầu moû.


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Văn Dũng
21

•
Phân xưởng LPG: Với hệ thống tồn trữ có sức chứa gần 2.000 tấn gas bao
gồm hai phân xưởng: phân xưởng nạp chai gas với công suất tự động hóa trên
40.000 tấn/năm. Phân xưởng kiểm định chai gas với công nghệ hiện đại nhằm
sửa chữa, sơn làm mới và kiểm định chai gas theo các tiêu chuẩn quốc tế (đây là
hệ thống sơn- kiểm định chai gas đầu tiên tại Việt Nam).
III.2.2.Xuất nhập khẩu.
Saigon Petro là một trong những đầu mối xuất nhập khẩu xăng dầu và khí
hóa lỏng. Hàng năm Saigon Petro nhập khẩu hơn 1 triệu tấn xăng dầu và khí hóa
lỏng phục vụ cho việc sản xuất kinh doanh.
Hai cầu cảng A và B có khả năng tiếp nhận tàu có trọng tải 25.000 tấn
DWT với mức nước tối đa 9.50m, có phao và hệ thống đệm va đúng tiêu chuẩn,
đảm bảo an toàn cho phương tiện.
Hệ thống đường ống, bồn chứa xăng dầu với tổng sức chứa trên 200.000
3
m đảm bảo phục vụ tốt cho sản xuất và kinh doanh.
Hệ thống cấp phát xăng dầu được trang bị hiện đại, có khả năng cấp phát
cho xe bồn và xà lan với công xuất 5.000m3/ngày.
III.2.3.Kinh doanh gas và xăng dầu.
Hệ thống phân phối quản lý xăng dầu của Saigon Petro hiện nay gồm:
trên 48 tổng đại lý bán lẻ xăng dầu trải dài từ Nam Trung Bộ đến Đồng Bằng

Sông Cửu Long.
Gas Saigon Petro chiếm thị phần lớn nhất trong thị trường gas dân dụng
(15% thị phần gas dân dụng cả nước và 20% thị phần gas dân dụng phía Nam).
Hệ thống trạm chiết nạp gồm 4 trạm chiết khu vực TP HCM tại Quận 9, Hóc
Môn, Quận 7 và Bình Chánh. Khu vực Miền Tây có trạm chiết Tiền Giang, Cần
Thơ. Khu vực Miền Đông, Miền Trung và Cao nguyên có trạm chiết tại Vũng
Tàu, Đồng Nai, Bình Phước và Phú Yên.
III.3. Định hướng phát triển của Công ty
Tiếp tục nâng cao khả năng cạnh tranh tại thị trường khu vực phía Nam,
xây dựng cơ sở vật chất để mở rộng khu vực Nam Trung Bộ, hiện Công ty đang
triển khai các dự án:


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Văn Dũng
22

¾
¾

Xây dựng kho xăng dầu – gas – trạm chiết gas tại khu công nghiệp Trà
Nóc Cần Thơ có cầu cảng 15.000 tấn DWT, kho xăng dầu 45.000 m3, kho
gas 400 tấn và trạm chiết nạp gas công suất 1000 tấn/tháng.
Hợp tác với Công ty tổng hợp Phú Yên xây dựng kho gas và trạm nạp
chiết gas tại Vũng Rô với sức chứa 8000 tấn, công suất chiết nạp gas 6000
tấn/tháng.
Liên doanh liên kết xây dựng 30 cửa hàng xăng dầu tại TP. HCM và khu
vực phía Nam
Nâng sức chứa kho gas – xưởng LPG lên 3000 tấn.

Nghiên cứu triển khai dự án kho cảng xăng dầu và khí đốt tại cảng Chân
Mây (Huế) để thâm nhập sâu vào thị trường miền Trung Trung Bộ.
Nghiên cứu xây dựng kho xăng dầu và LPG tại Bắc Bộ (Hải Phòng hoặc
Nghệ An).
Nghiên cứu xây dựng hệ thống chưng cất chế biến sâu nâng chỉ số octan.
Cải tạo hai cột chưng cất C-01, C02 sản xuất dung môi.

IV.

GIỚI THIỆU PHẦN MỀM PRO/II

¾

¾

¾
¾
¾
¾

IV.1. Giới thiệu chung.
Quá trình mô phỏng một hệ thống công nghệ hóa học là thiết lập mô hình
toán học cho hệ thống đó. Việc mô hình hóa hệ thống công nghệ hóa học dưới
dạng mô hình toán học nhằm mục đích dễ dàng thu nhận thông tin và kết quả
cho hệ thống công nghệ cụ thể nào đó.
Mô hình toán học hệ thống công nghệ hóa học là tập hợp hệ thống các
phương trình , thiết bị qua các biến số dòng và các phương trình liên kết giữa tập
hợp các thiết bị trong sơ đồ. Một yếu tố quan trọng đóng vai trò mấu chốt trong
mô hình toán học của hệ thống công nghệ hóa học là ngân hàng dữ liệu về tính
chất hóa lý và nhiệt động của các cấu tử ở dạng tinh khiết cũng như hỗn hợp của

chúng.
Các chương trình mô phỏng thường bao gồm các thành phần sau đây:
Thư viện dữ liệu và thuật toán liên quan đến việc truy cập và tính toán
hóa lý của các cấu tử nguyên chất và các hệ các cấu tử khác nhau (ví dụ như
một loại dầu hay một loại khí ở mỏ nào đó chẳng hạn).
Các công cụ mô phỏng cho quá trình hoạt động của hệ thống công nghệ
hóa học như: Cột chưng cất, thiết bị truyền nhiệt, bơm, thiết bị phản ứng…
Chương trình điều hành chung toàn bộ hoạt động của các công cụ mô
phỏng và ngân hàng dữ liệu.


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Văn Dũng
23

Chương trình xử lý thông tin như: Lưu trữ, xuất, nhập, in ấn…dữ liệu và kết
quả tính toán được từ kết quả mô phỏng.
Hiện nay trên thế giới có nhiều phần mềm chuyên dụng dùng để tính toán
và thiết kế các qui trình chế biến dầu khí. Mỗi phần mềm có những ưu việt riêng
sử dụng trong nhiều mục đích khác nhau
Việt Nam hiện nay, đã có một số phần mềm mô phỏng dùng trong tính
toán công nghệ chế biến dầu khí như:
Pro/II (Hãng SIMSCI – Mỹ).
Hysim (Hãng Hyprotech – Canada).
Hysys (Hãng Hyprotech – Canada), nâng cấp của Hysim.
Aspen Plus (Hãng ChemsharAspentech – Mỹ).
Design II (Hãng Chemshare – Mỹ).
Các phần mềm nói chung đều có các công cụ hỗ trợ giống nhau. Tuy
nhiên, mỗi phần mềm thường có ưu điểm vượt trội cho một quá trình tính toán

nào đó. Sự khác biệt quan trọng giữa các phần mềm là ở mức hiệu chỉnh chính
xác kết quả tính toán và hệ số thực nghiệm.
Hiện nay, một số Viện, trường Đại Học và một số đơn vị sản xuất ở Việt
Nam đã sử dụng các phần mềm ứng dụng vào quá trình nghiên cứu, sản
xuất…Tuy nhiên hiệu quả sử dụng còn ở mức độ mô phỏng lại qui trình hiện có,
phục vụ học tập, nghiên cứu… chưa có ứng dụng thiết kế qui trình mới.
Trong luận văn này với mục đích nhằm mô phỏng lại hệ thống chưng cất
condensate tại nhà máy lọc dầu Cát Lái, tác giả sử dụng phần mềm mô phỏng
PRO/II của hãng SIMSCI – Mỹ để hỗ trợ tính toán. Sau đây là phần giới thiệu
phần mềm này.
IV.2. Chương trình mô phỏng Pro/II
PRO/II là sản phẩm của Hãng SIMSCI, một thành viên của Intelligent
Automation Division, thuộc Công ty Invensys, Công ty hoạt động trong lónh vực
điều khiển và tự động, cung cấp các phần mềm trong công nghệ hóa dầu, thực
phẩm, năng lượng…phiên bản mới nhất hiện nay là PRO/II 7.1.
PRO/II là một phần mềm mô phỏng tónh (steady state) trợ giúp cho các kỹ
sư ngành sản xuất hóa chất, dầu khí, công nghệ với chất rắn và công nghiệp
polyme. Phần mềm này là công cụ giúp tính toán dễ dàng các cân bằng vật chất
và năng lượng để mô phỏng qui trình ở trạng thái tónh.
IV.2.1. Các công cụ mô phỏng.


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Văn Dũng
24

Trong thư viện của Pro/II khoảng hơn 40 các thiết bị (unit) mô phỏng
thường được sử dụng trong các sơ đồ công nghệ hóa học, công nghệ chế biến và
lọc hóa dầu. Các thiết bị liên hệ với nhau bằng các dòng chảy liên kết, chính các

dòng chảy ra/vào thiết bị sẽ xác định trạng thái làm việc của thiết bị.Dưới đây là
một số thiết bị chính của chương trình Pro/II:
- Cột chưng cất (Distillation column).
- Thiết bị trao đổi nhiệt (Heat Exchanger)
- Thiết bị làm nguội/đun nóng (Cooler/Heater)
- Van (valve).
- Thiết bị chia dòng (Spilter)
- Thiết bị trộn dòng (Mixer).
- Thiết bị nén/giãn (Compressor/ Expander).
- Thiết bị phản ứng (Reactor)
- Bộ tách (Separator)
- Bơm (pump).
- Thiết bị điều khiển (Controller).
- Thiết bị cân bằng (Balance)
- Lò gia nhiệt (Fierd Heat)
- áng (Pipe).
- Thiết bị hoàn lưu (Recycle).
Ngoài ra còn một số các công cụ hỗ trợ tính toán, tối ưu…như Calculator,
Case Study, Optimizer, …
IV.2.2. Các bộ tính toán nhiệt động
Có nhiều phương pháp tính toán nhiệt động trong Pro/II để lựa chọn tùy
thuộc vào từng trường hợp cụ thể. Dưới đây là một số bộ tính toán tính chất nhiệt
động phổ biến được giới thieäu trong Pro/II:
Peng – Robinson (PR)
Soave – Redlich – Kwong (SRK )
Grayson – Streed (GS)
Braun BK10 (BK 10)
Chao – Seader – Erbar (CSE)
Grayson – Streed – Erbar (GSE)
…

IV.2.3. Chọn sơ đồ mô phỏng và nhập dữ liệu


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Văn Dũng
25

IV.2.3.1.

Chọn sơ đồ mô phỏng

Sơ đồ công nghệ mô phỏng được đơn giản hóa từ sơ đồ công nghệ thực tế.
Vì mô phỏng qui trình ở trạng thái hoạt động ổn định nên các van, bơm, các thiết
bị ghi… được bỏ qua. Ngay cả các thiết bị điều khiển tự động cũng được bỏ qua
vì các giá trị gán (set point) là cố định, không thay đổi trong trạng thái hoạt
động ổn định.
IV.2.3.2.

Nhập dữ liệu

Chương trình chỉ yêu cầu nhập một số các thông số (đường viền màu đỏ),
một số các thông số là mặc định (đường viền màu xanh lá cây) người nhập có
thể thay đổi nếu muốn. Các thông số còn lại sẽ được chương trình ước lượng và
tính toán.
Các thông số được chia làm ba loại chính:
Thông số không đổi (fixed): Trong suốt quá trình tính toán, các thông số
này không thay đổi giá trị.
Thông số ước lượmg (estimated): Có thể được yêu cầu nhập hoặc không.
Giá trị các thông số này là các giá trị đầu tiên cho thuật toán lặp, kết quả tính

toán cuối cùng sẽ khác. Tuy nhiên các giá trị ước lượng này phải đủ gần các giá
tính toán khi chương trình hội tụ. Nếu không, quá trình tính toán lặp sẽ khó tiếp
cận điểm hội tụ (sai số lớn), chương trình khó hội tụ.
Thông số không cung cấp : Các thông số này được phần mềm tính toán mà
người sử dụng không cần phải nhập số liệu. PRO/II sử dụng công cụ IEG (Initial
Estimate Generator) và dựa trên các thông số đã cung cấp để ước lượng các giá
trị ban đầu của các thông số này để cung cấp cho thuật toán lặp.
IV.2.4.Phương pháp chung cho một quá trình mô phỏng trong PRO/II
Các bước của một quá trình mô phỏng gồm:
Bước1: Vẽ sơ đồ qui trình công nghệ mô phỏng.
Sử dụng thanh công cụ PFD (Process Flowsheet Diagram) để lựa chọn
các thiết bị cần thiết và vẽ các dòng quá trình: dòng nhập liệu, dòng sản phẩm,
các dòng liên kết các thiết bị.