Luận văn thạc sĩ 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

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC

Đà Nẵng – Năm 2019


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

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC

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

Đà Nẵng – Năm 2019

LỜI CẢM ƠN
Với tình cảm chân thành và trân trọng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến
Q Thầy, Cơ trong Khoa Hóa, cũng như các Cán bộ giảng viên - Trường Đại học
Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng và phía Trường Đại học Phạm Văn Đồng – Quảng
Ngãi đã tạo điều kiện cho tơi hồn tất khóa đào tạo Thạc sỹ và định hướng, hồn thành
nghiên cứu Luận văn này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Cán bộ Hướng dẫn khoa học TS. Nguyễn Thị Thanh
Xuân đã trực tiếp và tận tụy hướng dẫn để tôi hoàn thành đề tài Luận văn này.


LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đề tài “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” là cơng trình nghiên
cứu của riêng tơi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng
được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tác giả luận văn

Võ Tấn Phương


TĨM TẮT
“NGHIÊN CỨU THU HỒI DẦU CẶN TỪ Q TRÌNH LÀM SẠCH HỆ
THỐNG BỒN BỂ CHỨA DẦU THÔ TẠI NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG
QUẤT”
Học viên: VÕ TẤN PHƯƠNG Chuyên ngành: KỸ THUẬT HĨA HỌC
Mã số: 8520301 Khóa: K35KHH.QNg Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN
Tóm tắt – Trong q 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 thơ này có điểm chảy (pour point)

cao và thường tạo cặn (sludge) trong quá trình tồn chứa trong bể. Đặc tính 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 dầu ra khỏi hệ thống bồn bể.
 Gây ô nhiễm môi trường do phát sinh cặn bùn thải.
Đối với những chủng loại dầu thơ có điểm chảy cao, q trình nghiên cứu đã xác định thành
phần chính của cặn bùn hình thành trong bể là hydrocarbon. Điều này gây ra vấn đề hao hụt dầu thô
trong quá trình vận hành nhà máy Lọc dầu.
Nếu lựa chọn phương án cơ khí để nạo vét, thu gom bùn thải từ bể chứa và chuyển đến Công ty
Lilama để xử lý thì chi phí nhân cơng và chi phí xử lý môi trường đối với cặn thải là rất cao, đồng
thời gây thất thốt, lãng phí một lượng lớn hydrocacbon từ cặn bùn. Vì vậy, 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 kinh tế và mơi trường.
Từ khóa – Thu hồi dầu, cặn bùn thải, vệ sinh bể chứa, mềm hóa cặn bùn, tách pha dầu và nước.
“STUDY RECOVERING OIL IN SLUDGE FROM CRUDE TANK CLEANING IN DUNG QUAT
REFIENRY - BSR”
Abstract – Currently, Dung Quat Refinery is storing and processing the domestic crude oils mainly
such as Bach Ho and/or equivalent crude oils as well... The properties of these crude oils are light, sweet
and high pour point. Therefore, the sludge is formed and accumulated at the bottom tankage in normal
operation with temperature of 50 deg C. This sludge causes some issues as following:
 Reduce tank capacity.
 Obstruct moving of flexible joint of roof drain and cause damage of this system.
 High cost for cleaning and off service in long time will negatively impact on crude oils import and
storage planning.
 Significant impact on the environment.
After testing and studying on sludge sample at tankage bottom, it demonstrated that the sludge
contains mostly hydrocarbons. It is causing oil loss for refinery along with sludge.
Actually, manual or mechanical tankage cleaning is applied for Dung Quat Refinery. The

sludge will be taken out manually and remove to Refinery’s outside for disposal by outsources
(Lilama Company) under high cost with very big sludge volume, reesults of crude oils loss along with
sludge. Therefore, it is necessary and extremely important to study for recovering crude oils from
sludge during tankage cleaning and forseens bringing the profit to BSR.
Key words – recovering oil, sludge, crude tank cleaning, sluge softening, water and oil phase
separation


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
LỜI CAM ĐOAN
TÓM TẮT
MỤC LỤC
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU...................................................................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài........................................................................................................................... 1
2. Mục đích và nội dung nghiên cứu........................................................................................... 2
3. Đối tượng và phậm vi nghiên cứu.......................................................................................... 2
4. Phương pháp nghiên cứu............................................................................................................ 2
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài............................................................................. 3
6. Cấu trúc luận văn........................................................................................................................... 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN............................................................................................................... 4
1.1. Tổng quan về NMLD Dung Quất................................................................................................ 4
1.1.1. Công suất thiết kế và nguồn ngun liệu...................................................................... 5
1.1.2. Các phân xưởng cơng nghệ chính trong Nhà máy.................................................... 5
1.1.3. Sản phẩm................................................................................................................................... 6
1.1.4. Các loại dầu thô đang được sử dụng để chế biến tại NMLD Dung Quất.........6
1.2. Hệ thống bồn bể chứa dầu thô tại NMLD Dung Quất......................................................... 7

1.3. Giới thiệu chung về cặn dầu trong quá trình tồn chứa........................................................ 8
1.3.1. Tác hại của cặn dầu............................................................................................................... 8
1.3.2. Sự hình thành cặn dầu trong quá trình tồn chứa dầu thô........................................ 9
1.4. Các phương pháp làm sạch bồn bể chứa dầu thô................................................................ 10
1.4.1. Phương pháp cơ học........................................................................................................... 10
1.4.2. Phương pháp hóa học........................................................................................................ 11
CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM.................................................................... 13
2.1. Nguyên vật liệu................................................................................................................................ 13
2.1.1. Cặn bùn................................................................................................................................... 13
2.1.2. Dung môi hịa tan................................................................................................................ 13
2.1.3. Nước......................................................................................................................................... 14
2.1.4. Hóa chất hoạt động bề mặt.............................................................................................. 14
2.2. Điều kiện vận hành......................................................................................................................... 15
2.3. Xây dựng mô hình thực nghiệm................................................................................................ 15
2.3.1. Quy trình xác lập mơ hình thực nghiệm..................................................................... 15


2.3.2. Các mơ hình thực nghiệm của Đề tài.......................................................................... 18
2.4. Phương pháp phân tích................................................................................................................. 20
2.4.1. Phân tích chất lượng cặn bùn.......................................................................................... 20
2.4.2. Phân tích chất lượng dầu thu hồi................................................................................... 20
2.4.3. Phân tích chất lượng nước thải phát sinh................................................................... 22
2.4.4. Phân tích chất lượng cặn rắn cịn lại............................................................................ 23
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM.............................................................................. 24
3.1. Đánh giá chất lượng cặn bùn lấy từ bồn bể.......................................................................... 24
3.2. Đánh giá ảnh hưởng của hóa chất đến hệ thống vi sinh................................................... 25
3.3. Tối ưu hóa các thơng số của mơ hình thu hồi dầu thơ từ cặn bùn................................ 27
3.3.1. Tối ưu hóa chủng loại dung mơi hịa tan.................................................................... 27
3.3.2. Tối ưu hóa tỷ lệ LGO và nhiệt độ................................................................................. 28
3.3.3. Tối ưu hóa nồng độ hóa chất.......................................................................................... 30

3.4. Đánh giá chất lượng dầu thu hồi............................................................................................... 31
3.4.1. Phân tích chất lượng dầu thu hồi................................................................................... 31
3.4.2. Đánh giá kết quả.................................................................................................................. 32
3.5. Đánh giá chất lượng nước thải phát sinh............................................................................... 32
3.5.1. Phân tích chất lượng nước thải phát sinh................................................................... 32
3.5.2. Đánh giá kết quả.................................................................................................................. 33
3.6. Kết luận lựa chọn mơ hình để áp dụng vào thực tiễn........................................................ 33
CHƯƠNG 4. ỨNG DỤNG VÀO THỰC TIỄN TẠI NMLD DUNG QUẤT............34
4.1. Xây dựng quy trình thu hồi dầu từ quá trình vệ sinh bể TK6001A............................. 34
4.2. Kết quả thực hiện quá trình thu hồi dầu tại bể TK6001A............................................... 37
4.2.1. Giai đoạn 1: Cho nước, hóa chất, LGO vào bể........................................................ 38
4.2.2. Giai đoạn 2: Khuấy trộn và gia nhiệt........................................................................... 38
4.2.3. Giai đoạn 3: Chờ lắng, tách pha.................................................................................... 41
4.2.4. Giai đoạn 4: Thu hồi dầu.................................................................................................. 43
4.2.5. Giai đoạn 5: Thu gom nước thải.................................................................................... 44
4.2.6. Giai đoạn 6: Thu gom cặn rắn........................................................................................ 46
4.3. Đánh giá hiệu quả của quá trình thu hồi dầu tại bể TK6001A...................................... 47
4.3.1. Đánh giá kỹ thuật................................................................................................................ 47
4.3.2. Đánh giá hiệu quả kinh tế................................................................................................ 48
4.3.3. Đánh giá tác động môi trường........................................................................................ 49
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................................................... 50
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................... 52
PHỤ LỤC
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao)


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
ASTM : American Society for Testing and Materials

BS&W : Basic sediment and water

C, H, N : Carbon, hydro, nitrogen
CCR : Continuous Catalytic Reforming
CDU : Crude Distillation Unit
COD : Chemical oxygen demand
DAF : Dissoved Air Floatation Pakage
ETP : Effluent Treatment Plant
ISOM : Light Naphtha Isomerization Unit
LGO : Light Gas Oil
LPG : Khí hóa lỏng
NHT : Naphtha Hydrotreater Unit
NMLD : Nhà máy Lọc dầu
NTU : Naphenlometric Turbidity Unit
QĐKT : Quy định kỹ thuật
RFCC : Residue fluid catalytic cracking
SPM : Single Point Mooring
TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam
TDS : Total dissolved solids
VSS : Volatile suspended solids


DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu

Tên bảng

bảng

Trang

2.1.

Mơ hình thí nghiệm chủng loại dung mơi pha lỗng

18

2.2.

Mơ hình thí nghiệm tỷ lệ LGO và nhiệt độ gia nhiệt mẫu

19

2.3.

Mơ hình thí nghiệm nồng độ hóa chất

19

2.4.

Các chỉ tiêu phân tích chất lượng cặn bùn

20

2.5.

Các chỉ tiêu phân tích chất lượng dầu thu hồi

21

2.6.

Các chỉ tiêu phân tích chất lượng nước thải phát sinh

22

2.7.

Các chỉ tiêu phân tích chất lượng cặn rắn cịn lại

23

3.1.

Kết quả chất lượng cặn bùn từ bể TK6001A

24

3.2.

Kết quả chất lượng nước của mơ hình khơng có hóa chất

25

3.3.

Kết quả chất lượng nước thải của mơ hình có hóa chất

26

3.4.

Kết quả BS&W của dầu thu hồi

27

3.5.

Kết quả BS&W của dầu thu hồi

29

3.6.

Kết quả BS&W của dầu thu hồi

30

3.7.

Kết quả chất lượng dầu thu hồi từ mơ hình MH-HC5

32

3.8.

Kết quả chất lượng nước thải phát sinh

33

4.1.

Kế hoạch thực hiện rửa bể và thu hồi dầu

38

4.2.

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

38

4.3.

Kết quả độ đục của mẫu nước tuần hoàn

40

4.4.

Kết quả nhiệt độ bể

40

4.5.

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

41

4.6.

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

42

4.7.

Kết quả BS&W của dầu thu hồi

43

4.8.

Kết quả chất lượng nước thải

45

4.9.

Kết quả hàm lượng C trong cặn rắn

47

4.10.

Đánh giá hiệu quả của quá trình thu hồi dầu

47

DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu
Tên hình
hình
1.1.
Sơ đồ tổng thể vị trí Nhà máy Lọc dầu Dung Quất

Trang
4

1.2.

Sơ đồ tổng quát các phân xưởng chính trong Nhà máy

6

1.3.

Bảng vẽ về hệ thống gia nhiệt của bể chứa dầu thô

8

1.4.

Bảng vẽ về hệ thống mái của bể chứa dầu thô

8

2.1.

Giai đoạn pha trộn hỗn hợp mẫu.

16

2.2.

Giai đoạn khuấy trộn và gia nhiệt

17

2.3.

Giai đoạn chờ lắng, tách pha

17

2.4.

Giai đoạn lấy mẫu

18

3.1.

Mẫu cặn lấy tại bể TK6001A ngày 10/3/2018

24

3.2.

Kết quả đánh giá ảnh hưởng của hóa chất đến vi sinh

26

4.1.

Sơ đồ thực hiện giai đoạn 1

34

4.2.

Sơ đồ thực hiện giai đoạn 2

35

4.3.

Sơ đồ thực hiện giai đoạn 3

36

4.4.

Sơ đồ thực hiện giai đoạn 4

37

4.5.

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

39

4.6.

Các mẫu nước tuần hoàn

39

4.7.

Kết quả độ đục của mẫu nước tuần hoàn

40

4.8.

Nhiệt độ bể

41

4.9.

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

42

4.10.

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

43

4.11.

Kết quả BS&W của mẫu dầu thu hồi

44

4.12.

Chất lượng nước thải

45

4.13.

Kết quả pH của nước thải

46

4.14.

Sự phân bố cặn rắn trong bể

46


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Nhà máy Lọc dầu Dung Quất thuộc Cơng ty Cổ phần Lọc hóa dầu Bình Sơn
(BSR) được thiết kế có cơng 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 thơ
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 thơ là 8 bể có tổng dung tích làm việc
3

là 520.000 m . Các bể chứa dầu thơ 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 thơ 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 thơ 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 thơ trong q trình vận hành nhà
máy.
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
cơng và chi phí xử lý mơi trường đối với cặn thải rất cao, đồng thời gây thất thốt, lãng
phí một lượng lớn hydrocacbon chưa được thu hồi từ cặn bùn xả thải.


2
Với những phân tích nêu trên, luận văn xin được lựa chọn trình bày đề tài:
“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”
2. Mục đích và nội dung nghiên cứu
2.1. Mục đích nghiên cứu:
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, nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế trong vận hành Nhà
máy lọc dầu và giảm thiểu tác hại mơi trường.
2.2. Nội dung nghiên cứu
Phân tích, đánh giá chất lượng cặn bùn.
Nghiên cứu, xây dựng mơ hình thu hồi dầu từ cặn bùn.
Tiến hành thực nghiệm để tìm kiếm mơ hình thu hồi dầu tối ưu.
-

Ứng dụng vào thực tiễn tại bể chứa dầu thô TK6001A của Nhà máy lọc dầu Dung
Quất.
3. Đối tượng và phậm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu:

Cặn bùn thu được từ bể chứa dầu thô TK6001A tại Nhà máy lọc dầu Dung Quất.
3.2. Phạm vi nghiên cứu:

- Nghiên cứu lý thuyết.
- Nghiên cứu thực nghiệm.
- Nghiên cứu áp dụng vào thực tiễn sản xuất.
4. Phương pháp nghiên cứu
-

Lý thuyết chuyên ngành về phương pháp thu gom bùn thải và thu hồi dầu
cặn trong nhà máy lọc dầu.
Phương pháp phân tích chất lượng lượng cặn bùn:




-

-

ASTM D5291: phân tích hàm lượng C, H
ASTM D482: phân tích hàm lượng tro.
UOP 614: phân tích hàm lượng asphantene.

Phương pháp phân tích chất lượng dầu thu hồi:








ASTM 4007: phân tích hàm lượng cặn và nước.
ASTM D4530: phân tích hàm lượng cặn cacbon
ASTM D4294: phân tích hàm lượng lưu huỳnh.
ASTM D3230: phân tích hàm lượng muối.
ASTM D5708: phân tích hàm lượng lim loại.

Phương pháp phân tích chất lượng nước thải:



ASTM D1293: phân tích độ pH.


3


APHA 4500C: phâm tích hàm lượng tổng chất rắn hịa tan.






ASTM D1252: phân tích hàm lượng nhu cầu oxy hóa học.
ASTM D7066: phân tích hàm lượng dầu.
APHA 4500E: phân tích hàm lượng chất rắn lơ lửng dễ bay hơi.
ASTM D7315: phân tích độ đục.

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
-

Ý nghĩa khoa học: nâng cao hiểu biết về các phương pháp thu gom bùn thải
và thu hồi dầu cặn trong nhà máy lọc dầu.

-

Ý nghĩa thực tiễn: nâng cao hiệu quả kinh tế trong vận hành nhà máy lọc
dầu Dung Quất cũng như giảm thiểu giảm thiểu tác hại mơi trường của q
trình lọc hóa dầu.

6. Cấu trúc luận văn

Luận văn bao gồm phần Mở đầu, 4 Chương và phần Kết luận và kiến nghị. Các
Chương có các nội dung chính như sau:
Chương 1: Tổng quan. Chương này gồm 11 trang. Nội dung chính là xác
định quá trình hình thành cặn dầu, tác hại của cặn dầu và các phương pháp
xử lý cặn dầu.
-

Chương 2: Nghiên cứu thực nghiệm. Chương này gồm 12 trang. Nội dung
chính là xây dựng các mơ hình thu hồi dầu từ cặn bùn tại phịng thí nghiệm.

-

Chương 3: Kết quả thực nghiệm. Chương này gồm 12 trang. Nội dung
chính là phân tích, đánh giá, lựa chọn mơ hình thu hồi dầu tối ưu.

-

Chương 4: Ứng dụng vào thực tiễn tại Nhà máy lọc dầu Dung Quất.
Chương này gồm 19 trang. Nội dung chính là áp dụng mơ hình tối ưu đã
được thiết lập tại Chương 3 vào thực tiễn tại bể chứa dầu thô TK6001A của
Nhà máy lọc dầu Dung Quất và đánh giá hiệu quả của quá trình thu hồi dầu
từ cặn bùn.


4

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về NMLD Dung Quất
Nhà máy lọc dầu Dung Quất là nhà máy lọc dầu đầu tiên tại Việt Nam, được
xây dựng từ năm 2005 tại địa bàn hai xã Bình Trị và Bình Thuận, huyện Bình Sơn,
tỉnh Quảng Ngãi trong quy hoạch của Khu kinh tế Dung Quất và đưa vào thương mại
từ tháng 10/2009.
NMLD 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 là 148.000 thùng/ngày tương đương 6,5 triệu
tấn dầu thơ/năm.
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 khơng bến, hệ thống
lấy và xả nước biển.

Hình 1.1. Sơ đồ tổng thể vị trí Nhà máy Lọc dầu Dung Quất
Nhà máy bao gồm các khu vực với diện tích như sau:
-

Nhà máy chính (tồn bộ các phân xưởng công nghệ, phụ trợ và khu vực
ngoại vi): 110 ha.

Khu bể chứa dầu thô: 42 ha.


5
-

Khu bể chứa sản phẩm: 44 ha.
Tuyến ống lấy nước biển và xả nước thải: 4 ha.
Hành lang an toàn cho tuyến ống dẫn sản phẩm: 40 ha.
Cảng xuất sản phẩm: 135 ha (mặt đất và mặt biển).

Hệ thống phao rót dầu khơng bến (SPM), đường ống ngầm dưới biển và khu
vực vịng quay tàu: 336 ha (mặt biển).
1.1.1. Cơng suất thiết kế và nguồn nguyên liệu
-

Nhà máy Lọc dầu Dung Quất được thiết kế có cơng suất chế biến là 148.000
thùng/ngày tương đương 6,5 triệu tấn/năm với hai nguồn nguyên liệu là 100% dầu thô
Bạch Hổ hoặc dầu thô hỗn hợp 85% dầu thô Bạch Hổ và 15% dầu thơ Dubai.
Nguồn ngun liệu dầu thơ có một số đặc tính sau:
- Dầu thơ Bạch Hổ:
o
 Tỷ trong: 828 kg/m3@15 C.





-

o

API: 39,2.
Độ nhớt: 6,75 cst @38oC.
Hàm lượng muối: 350 ppm wt.
Water & Sediment: 0,5 vol %.
Asphaltent: 0,15 wt %.

Dầu thô Dubai:
o
 Tỷ trong: 869 kg/m3@15 C.
o

 API: 31,2.
o
 Độ nhớt: 7,02 cst @38 C.
 Hàm lượng muối: 350 ppm wt.
 Asphaltent: 3,7 wt %.

1.1.2. Các phân xưởng cơng nghệ chính trong Nhà máy
Nhà máy có 14 phân xưởng cơng nghệ và phân xưởng PolyPropylen nằm ngoài
khu vực của nhà máy:
- Phân xưởng chưng cất khí quyển - CDU
- Phân xưởng xử lý naphta bằng Hydro - NHT
- Phân xưởng Reforming xúc tác liên tục - CCR
- Phân xưởng xử lý Kerosene - KTU
- Phân xưởng cracking xúc tác tầng sôi cặn khí quyển - RFCC
- Phân xưởng xử lý LPG - LTU
- Phân xưởng xử lý naphta của phân xưởng RFCC – NTU
- Phân xưởng xử lý nước chua – SWS

- Phân xưởng tái sinh Amin – ARU


6
-

Phân xưởng trung hòa kiềm thải – CNU
Phân xưởng thu hồi Propylene – PRU
Phân xưởng thu hồi lưu huỳnh – SRU
Phân xưởng isome hóa – ISOM
Phân xưởng xử lý LCO bằng hydro – LCO HDT

Hình 1.2. Sơ đồ tổng quát các phân xưởng chính trong Nhà máy
1.1.3. Sản phẩm
Cơ cấu sản phẩm của Nhà máy gồm 6,5 triệu tấn các loại như sau:
- Lưu huỳnh.
- Hạt nhựa Polypropylene.
- LPG.
- Xăng 92/95.
- Nhiên liệu phản lực Jet A1.
- Dầu hỏa.
- Diesel.
- Dầu đốt (FO).
1.1.4. Các loại dầu thô đang được sử dụng để chế biến tại NMLD Dung Quất
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


7

tương đương thay thế. Hiện nay tại Dung Quất, các loại dầu thô sau đây đang được sử
dụng để chế biến:
-

Dầu thô Việt Nam: Bạch Hổ, Rồng, Đại Hùng, Tê giác trắng, Sư tử đen,
Chim Sáo, Ruby, Thăng Long;
Dầu thô nhập khẩu nước ngồi: có 11 loại dầu thơ nhập khẩu đã được
chế biến tại nhà máy: Azeri (Azerbaijan); Champion, SLEB (Brunei);
Kikeh, Miri, Labuan, Kimanis (Malaysia); Kaji Semoga (Indonesia);
Amna (Lybia); NKossa (Congo) và ESPO (Nga).

1.2. Hệ thống bồn bể chứa dầu thô tại NMLD Dung Quất Hệ
thống bể chứa dầu thô gồm 8 bể TK6001A/B/C/D/E/F/G/H. Bể
chưa dầu thô được thiết kế với các mục đích sau đây:
-

Tiếp nhận từ hệ thống phao rót dầu khơng bến (SPM).
Tồn chứa và tách nước khỏi dầu thơ trong các bể có gia nhiệt.
Cung cấp dầu thơ 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 thơ như sau:
-

3

-

Thể tích mỗi bể là 65000m , đường kính là 69m, chiều cao 22,4m.
Thiết kế mái: mái nổi.

-

Đáy bể: hình chóp nón, độ dốc là 1/120, có hệ thống gia nhiệt bằng hơi
nước thấp áp tại vị trí cao hơn đáy bể là 450mm.
Có 3 cánh khuấy để khuấy trộn dầu thơ.

-


8

Hình 1.3. Bảng vẽ về hệ thống gia nhiệt của bể chứa dầu thơ

Hình 1.4. Bảng vẽ về hệ thống mái của bể chứa dầu thô
1.3. Giới thiệu chung về cặn dầu trong quá trình tồn chứa
1.3.1. 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 khơng được xử lý và kiểm sốt 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: [1]


9

-

-



Trong nhiên liệu các nhựa khơng hịa tan cùng với nước, cặn bẩn và gỉ
kim loại tạo thành chất kết tủa dưới dạng nhũ tương bền vững là nguyên
nhân gây mài mòn các chi tiết kim loại, làm tắc bẩn bộ chế hịa khí, tắc
vịi phun nhiên liệu động cơ.



Nước trong nhiên liệu làm gia tăng khả năng oxy hóa của dầu, làm
giảm khả năng tỏa nhiệt của nhiên liệu. Ngồi ra, nước cịn hịa tan các
muối khống axit, bazơ có trong nhiên liệu gây hiện tượng ăn mịn, tạo
gỉ ở các chi tiết kim loại và bồn bể chứa.

Tác hại của cặn dầu trong quá trình chế biến: trong quá trình chế biến, các
tạp chất cơ học làm tăng sự bào mòn ống dẫn, chúng kết tụ trên bề mặt trong
các thiết bị và lò ống, làm giảm hệ số dẫn nhiệt và kích thích q trình cốc
hóa dầu. [2]
Tác hại của cặn dầu trong quá trình tồn chứa: [2]


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 q
trình hịa 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, …



-

Cản trở q trình vận hành các ống thoát nước mưa từ mái bể.

Tác hại đối với mơi trường: cặn dầu có khả năng gây ô nhiễm trầm trọng đối
với cả môi trường đất, nước và khơng khí. [1]
Gây ơ nhiễm mơi trường khơng khí vì sự bay hơi của các phân đoạn
nhẹ dưới tác động của nhiệt độ môi trường.
 Gây ô nhiễm môi trường nước vì các thành phần có trong cặn sau khi
hịa tan vào nước sẽ được chuyển hóa thành các hợp chất gây độc đối
với con người và môi trường thủy sinh như phenol và các dẫn xuất của
phenol.




Gây ô nhiễm mơi trường đất vì nếu được chơn lấp, các thành phần nguy
hại trong đó có các hợp chất hydrocacbon sẽ phát tán vào môi trường
đất và các mạch nước ngầm, gây chết cây xanh cũng như các sinh vật
sinh sống gần đó.

Gây hỏa hoạn: nếu cặn bùn khơng được xử lý và bảo quản cẩn thận thì
sự cố hỏa hoạn có thể xảy ra khi các thành phần hydrocacbon trong cặn
bùn tiếp xúc với nguồn nhiệt tia lửa điện, sấm sét, …
1.3.2. Sự hình thành cặn dầu trong quá trình tồn chứa dầu thơ


10
Theo tài liệu của hai công ty quản lý đường ống dẫn dầu Tatarxki và Barkiaxki
3

thì trong bể chứa dầu mỏ dung tích 5000m thì độ cao trung bình của lớp cặn trong
một năm là 500 – 800mm. [3]
Các nguyên nhân chính làm xuất hiện cặn dầu trong q 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.
Trong quá trình tồn chứa, phẩm chất của dầu thơ có thể bị kém đi do sự mất mát
các thành phần nhẹ, do quá trình nhựa hóa dưới tác dụng của oxy trong mơi trường có
khơng khí và tác động của nhiệt độ. Sau một thời gian nhất định, tùy vào phẩm chất
của dầu mỏ, tùy vào thời gian và nhiệt độ tồn chứa, sẽ xảy ra hiện tượng tích tụ, tức là
hiện tượng các phần tử rắn to dần lên và lắng đọng xuống. Hiện tượng này xảy ra khi
có sự xuất hiện các tinh thể paraffin (hiện tượng tạo mầm tinh thể), sau đó tùy thuộc
vào kích thước của các tinh thể paraffin cũng như khả năng hợp thể của chúng, mà cấu
trúc các phần tử rắn sẽ lớn dần lên và bắt đầu lắng đọng. Ngồi ra, sự lắng đọng này
cịn phụ thuộc vào các tính chất bề mặt của các tinh thể và các đặc điểm lý – hóa của
mơi trường xảy ra hiện tượng lắng đọng. [4]
Đồng thời trong quá trình khai thác, vận chuyển và lưu trữ, dầu mỏ sẽ bị nhiễm
lẫn nước cùng với các tạp chất cơ học khác như kim loại, đất cát, gỉ sắt, …. Các phần
tử vô cơ này thường lẫn trong dầu mỏ dưới dạng huyền phù. Trong quá trình tồn chứa,
các tạp chất này cùng với các tinh thể paraffin sẽ keo tụ thành những phức hệ riêng có
đường kính khoảng 0,5 – 1mm và có xu hướng lắng xuống đáy bể, tại đây chúng dần
dần kết chặt và tạo thành một lớp cặn bền vững, gây ảnh hưởng đến việc tồn chứa dầu
thô. [4]
1.4. Các phương pháp làm sạch bồn bể chứa dầu thô
Vấn đề xử lý cặn bùn phát sinh trong q trình tồn chứa dầu thơ là một trong

những vấn đề cần được nghiên cứu và xử lý trong cơng nghiệp lọc hóa dầu, nhằm giảm
thiểu các tác hại gây ra từ cặn bùn. Hiện nay, các phương pháp xử lý chính cặn bùn
trong các bể chứa đó là: phương pháp cơ học và phương pháp hóa học.
1.4.1. 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.

Cách thức thực hiện: [5]


11
-

Bước 1: Kiểm tra các điều kiện an toàn trước khi thực hiện như: đo nồng
độ oxy, nồng độ khí độc, chất dễ cháy nổ, ….
Bước 2: Lắp đặt hệ thống chiếu sáng, hệ thống thơng gió.
Bước 3: Dùng bơm để hút các chất lỏng còn lại ra khỏi bể.

-

Bước 4: Dùng mùn cưa thấm dầu và chất lỏng còn lại. Thu gom mùn cưa vào bao.

-

Bước 5: Dùng các dụng cụ cơ khí chuyên dụng để thu gom cặn dầu vào bao.
- Bước 6: Dùng cẩu để đưa các bao chứa cặn bùn ra khỏi bể.

Bước 7: Chuyển các bao chứa chất thải đến đơn vị chuyên xử lý để đáp

ứng các yêu cầu theo quy định.
Ưu điểm: dễ áp dụng vì phương pháp này khơng địi hỏi u cầu về công nghệ
chuyên sâu.
-

Nhược điểm:
-

Không thu hồi được lượng dầu thơ hịa lẫn, cuốn theo trong cặn bùn, dẫn
đến thất thốt dầu thơ trong q trình tồn chứa và giảm hiệu quả kinh tế
trong vận hành, chế biến lọc hóa dầu.

-

Chi phí nhân cơng thực hiện tương đối lớn vì địi hỏi số lượng nhân cơng
thực hiện nhiều và mơi 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.

-

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 thơ.

1.4.2. Phương pháp hóa học
Cơ chế: phương pháp này dùng dung mơi hịa tan có tính chất tương đồng với
thành phần hydrocacbon có trong cặn bùn để lơi 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 thơ. Trong q trình này, cần sử dụng các chất hoạt động bề mặt và/hoặc các
hóa chất phân tán (nếu cần thiết) để hỗ trợ q trình hịa tan cặn bùn vào dung mơi,
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.
Cách thức thực hiện: [5]


12
-

Bước 1: Kiểm tra các điều kiện an toàn trước khi thực hiện.

-

Bước 2: Bơm dung mơi hịa tan, hóa chất và nước vào bể với thể tích đã
được tính toán.

-

Bước 3: Khuấy trộn, gia nhiệt hỗn hợp ở nhiệt độ tối ưu. Kiểm tra tính
đồng nhất của q trình khuấy trộn.
Bước 4: Để lắng, chờ tách pha. Kiểm tra hiệu quả của quá trình tách pha.

-

Bước 5: Thu hồi dầu để tái sử dụng, xả thải nước đến phân xưởng xử lý nước thải,
thu gom cặn rắn còn lại để xử lý theo quy định.
- Bước 6: Rửa sạch bồn bể bằng nước sạch hoặc nước biển.
Ưu điểm:

-

-

Mang lại lợi ích kinh tế cao vì đã thu hồi được hydrocacbon có trong cặn
bùn, giảm thiểu sự thất thốt dầu thơ, góp phần gia tăng hiệu quả kinh tế
trong cơng nghiệp lọc hóa dầu.

-

Chi phí xử lý cặn rắn thấp vì khối lượng cặn phát thải khơng 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. 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 mơ 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 thơ. Ngồi 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 mơi trường vì đã giảm thiểu đáng kể lượng chất thải nguy hại phát
thải ra môi trường.
Với những ý nghĩa về hiệu quả kinh tế cũng như mơi trường của phương pháp
hóa học trong q trình xử lý cặn bùn như đã đề cập, Đề tài xin được 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 bằng mơ hình thực nghiệm nhằm đánh giá tính khả thi, hiệu quả kinh
tế cũng như cho phép tối ưu hóa các thơng số trong thực nghiệm như: chủng loại dung
mơi hịa tan, tỷ lệ thể tích dung mơi hịa tan và cặn dầu, nhiệt độ gia nhiệt, nồng độ hóa
chất hoạt động bề mặt nhằm mang lại hiệu suất thu hồi cao nhất.


13

CHƯƠNG 2 - NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
Nghiên cứu thực nghiệm được thực hiện trên cơ sở tính chất của các ngun vật
liệu được sử dụng, các mơ hình thí nghiệm tối ưu hóa và các phương pháp phân tích để
đánh giá chất lượng của các sản phẩm thu được từ quá trình thu hồi dầu.
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 thơ 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 lỗng cặn dầu.
Có lẫn một số hợp chất muối vơ cơ, tạp chất rắn khơng hịa tan như cát

sạn, gỉ sắt, …
Cặn dầu được lấy từ bể TK6001A để thực hiện các mơ hình thí nghiệm.
-

2.1.2. Dung mơi hịa tan
Để hịa tan được cặn dầu với thành phần chính là các hợp chất paraffin mạch
dài, cần phải lựa chọn dung mơi có các đặc tính 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 mơi.

-

Có điểm đơng đặc và độ nhớt thấp để dễ dàng hịa tan cặn dầu trong mơi
trường nhiệt độ khơng 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. Ngồi việc đáp ứng được hai đặc tính trên, việc lựa chọn các loại
dung mơi này cịn 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. Lượng
LGO này sẽ được tái chế biến tại phân xưởng CDU. Vì vậy nếu thử
nghiệm thành cơng trên các mơ hình thí nghiệm, 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 thay vì sử dụng LGO sạch, điều này sẽ

mang lại hiệu quả kinh tế.


14
-

Dầu thô Anzeri: Theo kinh nghiệm vận hành của Nhà máy Lọc dầu Dung
Quất, khi nhập dầu thô Anzeri vào bể chứa thì dầu thơ trong bể sau nhập
có sự gia tăng hàm lượng kim loại. Có thể hiểu rằng dầu thơ Anzeri có
điểm đơng đặc thấp nên khi nhập vào bể chứa sẽ hịa tan phần cặn dầu
đã tích tụ ở đáy bể vào dầu thô, dẫn đến hàm lượng kim loại trong dầu
thô trong bể cũng như các hàm lượng kim loại trong phân đoạn cặn
chưng cất khí quyển (AR) có sự thay đổi theo chiều hướng gia tăng. Vì
vậy nếu thử nghiệm thành cơng, Đề tài sẽ tận dụng nguồn dầu thơ
Anzerri sẵn có để pha lỗng cặn bùn, nhằm tiết giảm chi phí mua sắm
dung mơi hòa tan, mang lại hiệu quả kinh tế cao cho Đề tài.

2.1.3. Nước
Ngồi thành phần chính là các hydrocacbon, trong cặn dầu cịn có một số hợp
chất vơ 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
hịa tan các hợp chất vơ cơ và lơi cuốn các tạp chất cơ học 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 q trình hịa tan
cặn bùn vào dung mơi pha lỗng.

-

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.

-

Khơng có các thành phần nguy hại ảnh hưởng đến vi sinh vật và mơi
trường.

Có pH trung tính để giảm thiểu các tác động ăn mịn khơng 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:
EC9007G:


15
 Thành phần: gồm các thành phần chính là Ethoxylate alcohol (15 –

-

30%), Ethoxylated Tallow alkyl amine (15 – 30%); Ethoxylated
Castor Oil (15 – 30%).
 Chức năng: là chất trợ tan, có tác dụng làm mềm hóa cặn bùn, tăng
hiệu quả hịa tan cặn bùn vào dung mơi.
EC2472A:
 Thành phần: gồm các thành phần chính là Kerosene (10 – 30%),

Naphthalene (1 -5%), 1,2,4-Trimethylbenzene (1 -5%).

 Chức năng: là chất khử nhũ, có tác dụng cải thiện q trình tách pha

giữa dầu và nước; đồng thời có tác dụng hỗ trợ quá trình lắng đọng
các thành phần cặn xuống pha nước.
Chi tiết các thành phần về hai loại hóa chất trên xem tại Phụ lục 1 đính kèm.
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 mơi pha lỗng với
cặn bùn, giữa nước với dung mơi pha lỗng, giữa 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, thơng 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 q trình hịa tan cặn bùn vào dung mơi
pha lỗng, q trình tách pha giữa dầu và nước, đồng thời ngăn cản quá trình keo tụ trở
lại của các phân tử paraffin. 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 mơ hình thực nghiệm
Như phân tích ở mục 2.1 và 2.2 nêu trên, Đề tài tiến hành xây dựng các mô hình
thí nghiệm với các chủng loại dung mơi hịa tan, tỷ lệ dung mơi với cặn bùn, nồng độ
hóa chất và điều kiện nhiệt độ vận hành để tìm ra được mơ hình hiệu quả nhất. Ngồi
ra, thời gian của các giai đoạn cũng là một yếu tố quan trọng góp phần vào sự thành
cơng của mơ hình. Tuy nhiên Đề tài khơng đưa yếu tố này vào thí nghiệm vì thời gian
của các giai đoạn được quyết định dựa trên kết quả đánh giá chất lượng sản phẩm của
từng giai đoạn.
2.3.1. Quy trình xác lập mơ hình thực nghiệm