MÔ PHỎNG PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT KHÍ QUYỂN (CDU) CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT BẰNG PHẦN MỀM HYSYS

1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ
NẴNG
KHOA HÓA
NGÀNH KỸ THUẬT DẦU KHÍ

ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ 2
Đề tài: MƠ PHỎNG PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT KHÍ QUYỂN (CDU)
CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT BẰNG PHẦN MỀM HYSYS
SVTH : TRẦN NGỌC THUẬN
NGUYỄN KHÁNH HUY
LỚP : 15H5
GVHD: TS.ĐẶNG KIM HOÀNG

Đà Nẵng, 2019

1


NỘI DUNG BÁO CÁO

2

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

I
II

III
IV

V

KHAI THÁC DỮ LIỆU
THIẾT LẬP SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG
KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ
KẾT LUẬN
2


I.TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
3

1. Tổng quan về nhà máy lọc dầu Dung Quất
 Vị trí: NMLD Dung Quất thuộc Khu kinh tế Dung Quất, huyện
Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi.

3


I.TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
4
 Chức năng: xử lý, chế biến dầu thơ thành các sản phẩm có giá trị
cao cung cấp cho thị trường.
 Nguyên liệu:
 Công suất chế biến: 6,5 triệu tấn dầu thô/năm.

 Giai đoạn 1:Chế biến 100% dầu thô Bạch Hổ - Việt Nam (hoặc
dầu thô tương đương).
 Giai đoạn 2: Chế biến dầu chua (dầu Bạch Hổ + Dubai)

4


I.TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
5
 Các sản phẩm:

5


I.TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
6

2. Tổng quan về phân xưởng CDU
 Mục đích: là tách sơ bộ dầu thơ để tạo ra những sản phẩm làm
nguyên liệu cho những phân xưởng chế biến sâu và làm những

cấu tử pha trộn trực tiếp.
 Các phân đoạn:
• Full range Naphtha

• Kerosene
• LGO
• HGO

• Residue

6

I.TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
7

3. Sơ đồ chung cụm CDU

7


II.KHAI THÁC DỮ LIỆU MÔ PHỎNG
8

ASSAY DẦU THÔ BẠCH HỔ
 API: 39.2
 Kw: 12.3
 Thành phần Light ends:

Điểm cắt:

Bảng chỉ ra đường cong chưng cất và tỉ trọng
của dầu Bạch Hổ:

8


II.KHAI THÁC DỮ LIỆU MÔ PHỎNG
9

CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG CỦA THÁP
 CBVC:

 Các dòng STEAM

DUTY SS KERO: 2800 kW

 Các Pump Around:

 T, P tại đỉnh và đáy tháp:

9


II.KHAI THÁC DỮ LIỆU MÔ PHỎNG
10

TIÊU CHUẨN SẢN PHẨM
Các tiêu chuẩn

Giá trị tiêu chuẩn

GAP Naphtha-Kero

0 đến 10 (ᵒC)

GAP Kero-LGO

0 đến 15 (ᵒC)

OVERLAP LGO-HGO

-20 đến 0 (ᵒC)

Overflash

3% đến 5% lưu lượng nạp liệu

10


III. THIẾT LẬP SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG
11

1. Giới thiệu phần mềm Hysys
a) Khái quát:
 Aspen Hysys là bộ phận của Aspen One thuộc công ty
AspenTech của Mỹ.

 Hysys là phần mềm chun dụng dùng để tính tốn và mơ
phỏng cơng nghệ được dùng cho chế biến dầu và khí, trong đó
các q trình xử lý và chế biến khí được sử dụng nhiều nhất
 Trạng thái mơ phỏng:
• Steady Mode: Trạng thái tĩnh
• Dynamic Mode: Trạng thái động
11


III. THIẾT LẬP SƠ ĐỒ MƠ PHỎNG
12
b) Các bước mơ phỏng bằng hysys

Thiết lập hệ đơn vị sử dụng
Chọn hệ nhiệt động
Chọn hệ nhiệt động
Xây dựng đường cong TBP, thành phần nhẹ, các cấu
tử giả cho dầu thô
Vào môi trường mơ phỏng và mơ phỏng
Trích xuất kết quả mơ phỏng
Thêm các tiêu chuẩn và so sánh với số liệu PFD
12


III. THIẾT LẬP SƠ ĐỒ MƠ PHỎNG
13

2. Mơ phỏng tháp T-1101
- Tháp chưng cất : 48 đĩa

130072(kg/h)
48747(kg/h)

-

Áp suất đỉnh tháp: 1.5 (Kg/cm2).

-

Áp suất đáy tháp: 2 (Kg/cm2).

158679(kg/h)

TOP

KEROSENE

LGO

- Nhiệt độ đỉnh tháp: 124℃
- Nhiệt độ đáy tháp: 349℃
65049(kg/h)

- Nhiệt độ dầu thơ : 358℃
- Nhiệt độ dịng steam : 350℃

HGO

812500(kg/h)

CRUDE

LP STEAM

23670(kg/h)

403303(kg/h)

RESIDUE

13

III. THIẾT LẬP SƠ ĐỒ MƠ PHỎNG
14

Tiến hành mơ phỏng
 Xác định số đĩa lý thuyết [4] :
Hiệu suất đĩa mỗi vùng của tháp chưng cất dầu thô thường được chọn
như sau:


Typical Overall

Crude Distillation

Efficiency (%)

Stripping zone

Residue st

30

Flash Zone - 1st draw

Vùng nạp liệu

30

1st draw - 2nd draw

LGO/HGO

45 - 50

2nd draw - 3rd draw

Kerosene/LGO

50 - 55

Top draw - Reflux

Naphtha/Kerosene

60 - 70

[4] Refinery Process Modeling, 1st Edition_Gerald L.Kaes
14


III. THIẾT LẬP SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG
15
Vùng trong tháp

Các đĩa trong
vùng

Vùng PA_1

1; 2

Tháp chính

26

Vùng KER_NAPH

3; 4; 5; 6; 7

Stripper Kerosene

5

Vùng PA_2

8; 9

Stripper LGO

2

Vùng LGO_KER

10; 11; 12; 13

Stripper HGO

2

Vùng PA_3

14; 15

Vùng HGO_LGO

16; 17; 18; 19

Vùng PA_4

20; 21

Vùng rửa

22; 23

Vùng nạp liệu

24

vùng đáy tháp

25; 26

Số đĩa lý thuyết

15


IV. KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ
16

Sơ đồ sau quá trình mô phỏng

16


IV. KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ
17

Dịng Overflash

Giá trị mơ phỏng

Khoảng cho phép

Overflash %

7.83%

3% đến 5%

Lưu lượng (kg/h)

63700

24375 đến 40625

Kết luận
Không đạt

Chất lượng phân tách

Giá trị mô phỏng(oC)

Trị cho phép
(oC)

Kết luận

GAP KER- Naphtha

-9.71

0÷10

Khơng đạt

GAP LGO- KER

3.09

0÷15

Đạt

OVERLAP HGO- LGO

-10.8

-20÷0

Đạt

Hiệu chỉnh chất lượng phân tách
17


IV. KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ
18

Thay đổi công suất các PA,
kerosene reboiler

HIỆU CHỈNH

Thay đổi lưu lượng hơi nước ở
các Stripper

Giảm nhiệt độ dòng nguyên liệu
vào tháp

18


IV. KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ
19

Dịng Overflash
Giá trị mơ phỏng
Overflash %
Lưu lượng (kg/h)

4.47%
36318.75

Khoảng cho
phép

Kết luận

3% đến 5%
24375 đến 40625

Đạt

Chất lượng phân tách
Giá trị mơ phỏng(oC)

Trị cho
phép (oC)

Kết luận

GAP KER- Naphtha

1.44

0÷10

Đạt

GAP LGO- KER

2.84

0÷15

Đạt

OVERLAP HGO- LGO

-12.5

-20÷0

Đạt
19


IV. KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ
20

Cân bằng vật chất tháp
•

Đánh giá cân bằng vật chất của tháp qua lưu lượng các dịng sản
phẩm.
Lưu lượng các

Mơ phỏng (kg/h)

dịng

Theo PFD

Sai số (%)

Kết luận

(kg/h)

Naphtha

131700

130072

1.23

Đạt

Kerosene

48750

48747

0

Đạt

LGO

158700

158679

0.013

Đạt

HGO

65050

65049

0

Đạt

Residue

431900

403303

6.6

Đạt

20

IV. KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ
21

Đánh giá phần trăm cất giữa các phân đoạn

% cất thu được từ MP

% cất thu được từ file PFD

NAPHTHA

KEROSENE

LGO

HGO

RESIDUE

ASTM D86

(ᵒC)

(ᵒC)

(ᵒC)

(ᵒC)

(ᵒC)

5%

59.3

168.6

214.8

305.6

10%

68.6

170.9

224.2

30%

96.9

178.5

50%

110.9

70%

NAPHTHA

KEROSENE

LGO

HGO

RESIDUE

ASTM D86

(ᵒC)

(ᵒC)

(ᵒC)

(ᵒC)

(ᵒC)

347.7

5%

70.6

166.3

213.6

304.5

348.3

318.1

369.7

10%

81.7

171

231.5

330.6

379.6

243.6

335.9

413.3

30%

95.2

177.8

248.7

346

433.7

185.2

261

347.6

447.4

50%

118.9

183.1

267

355.9

470.1

129.1

192.6

280.4

361.1

520

70%

132.3

189.5

287.1

368.7

547.1

90%

144.3

203.8

307.1

385.9

666.6

90%

145.9

198.8

313.2

393.9

685.1

95%

149.6

209.4

313.3

392.8

681.4

95%

152

204.6

320.3

402.9

730.5

FBP

174.3

243.2

347.3

439.2

786.2

FBP

163.5

215.6

333.6

419.9

770.3

21


IV. KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ
22
200

300

180
250

160
140

200

120
100

NAPHTHA MP

80

NAPHTHA PFD

60

KEROSENE MP

150

KEROSENE PFD
100

40

50

20
0

0

5%

10%

30%

50%

70%

90%

95%

5% 10% 30% 50% 70% 90% 95% FBP

FBP

Phần trăm cất của dòng Naphtha

Phần trăm cất của dòng Kerosene

400
350
300
250
200

LGO MP

150

LGO PFD

100
50
0
5%

10% 30% 50% 70% 90% 95%

FBP

Phần trăm cất của dòng LGO

22


IV. KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ
23

900

500

800

450

700

400

600

350
300

500

400
300

RESIDUE MP

250

HGO MP

RESIDUE

200

HGO PFD

150

200

100

100

50

0

0
5%

10%

30%

50%

70%

90%

95%

FBP

Phần trăm cất của dòng Residue

5%

10%

30%

50%

70%

90%

95%

FBP

Phần trăm cất của dòng HGO

 Như vậy qua q trình tìm hiểu và mơ phỏng được chúng em thấy kết quả mơ phỏng
có độ tin cậy cao và đáp ứng được các tiêu chuẩn kỹ thuật theo sơ đồ PFD của nhà
máy.
23


V. KẾT LUẬN
24

1.
2.
3.

Về mặt kiến thức:
Tổng quan về nhà máy lọc dầu Dung Quất
Biết đọc, khai thác dữ liệu từ bản vẽ PFD
Sử dụng phần mềm Hysys cho quá trình mô phỏng nhà máy


1.
2.
3.
4.

Về mặt kĩ năng:
Biết lập kế hoạch, phân bố thời gian và phân chia công việc hợp lý

Nâng cao kĩ năng sử dụng phần mềm Hysys, tin học văn phịng
Tìm kiếm phân tích, lựa chọn thơng tin thích hợp cho đề tài
Kỹ năng thuyết trình rồi làm việc nhóm

24


25

25