Đồ án kỹ sư LỜI MỞ ĐẦU Hiện nhu cầu sử dụng sản phẩm nhiên liệu như: xăng, kerosen, diesel… Nhà máy lọc dầu ngày tăng Mặc khác, nguồn nguyên liệu dầu thô khai thác ngày cạn kiệt, chất lượng ngày giảm chứa nhiều lưu huỳnh Do trình chế biến Nhà máy lọc dầu cần phải có thay đổi cho phù hợp với thay đổi chất lượng nguồn nguyên liệu, tối ưu hóa trình công nghệ để thu chất lượng sản phẩm đảm bảo tiêu chất lượng đạt hiệu kinh tế cao Ở Việt Nam tương lai gần có nhiều Nhà máy lọc hóa dầu xây dựng đưa vào hoạt động như: Nhà máy Lọc dầu Dung Quất, Nhà máy Lọc hóa dầu Nghi Sơn (NSRP), Nhà máy Lọc hóa dầu Vũng Rô, … Đối với Nhà máy Lọc dầu Dung Quất vào hoạt động từ năm 2009, chất lượng nguồn nguyên liệu dầu thô cấp cho Nhà máy thay đổi nhiều so với thiết kế ban đầu, đặc biệt hàm lượng lưu huỳnh tăng cao Khi hàm lượng lưu huỳnh nguyên liệu tăng ảnh hưởng đến điều kiện hoạt động chung toàn Nhà máy, hai phân xưởng xử lý lưu huỳnh phân đoạn Naphtha phân đoạn Linght Cycle Oil (LCO) bị ảnh hưởng lớn sản phẩm hai phân xưởng ảnh hưởng tới tiêu chất lượng sản phẩm thương mại ảnh hưởng tới xúc tác phân xưởng chế biến Như vậy, hàm lượng lưu huỳnh tăng nguyên liệu dầu thô việc nghiên đánh giá thông số chất lượng, điều kiện vận hành phân xưởng Naphtha LCO trước đưa vào áp dụng thực tế cần thiết để tìm điều kiện vận hành tối ưu cừa đảm bảo tiêu chất lượng vừa thu hiệu kinh tế cao Mục Lục SVTH:Nguyễn Ngọc Khánh Page Đồ án kỹ sư TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH HDS I.Mục đích vai trò trình HDS 1.Mục đích trình HDS Quá trình HDS trình phổ biến sử dụng để xử lý làm hợp chất chứa lưu huỳnh dầu mỏ sản phẩm nhiên liệu Quá trình thực nhiều vị trí khác sơ đồ chung nhà máy lọc dầu Bất kỳ nhà máy lọc dầu thiếu trình HDS Thông thường nhà máy lọc dầu trình HDS thực phân xưởng Hydrotreating (HDT) Hình mô tả sơ đồ vị trí trình HDS nhà máy lọc hóa dầu điển hình SVTH:Nguyễn Ngọc Khánh Page Đồ án kỹ sư Hình 1.1: Sơ đồ vị trí trình HDS nhà máy lọc dầu Mục đích trình HDS nhà máy lọc dầu cụ thể sau: SVTH:Nguyễn Ngọc Khánh Page Đồ án kỹ sư ◦ Xử lý phân đoạn xăng từ phân xưởng chưng cất khí (CDU) để làm nguyên liệu cho phân xưởng Reforming Isome hóa sản xuất xăng thương phẩm có trị số octan cao ◦ Xử lý phân đoạn Kerosen từ phân xưởng chưng cất khí dùng để phối trộn nhiên liệu phản lực làm dầu hỏa ◦ Xử lý phân đoạn Gasoil nhẹ khí để phối trộn nhiên liệu Diesel ◦ Xử lý sản phẩm LCO phân xưởng FCC ◦ Xử lý phân đoạn Gasoil chân không sản xuất dầu nhờn làm nguyên liệu cho FCC 2.Vai trò trình HDS Trong thành phần hóa học dầu thô, thành phần hợp chất hydrocacbon (HC) chứa hàm lượng không nhỏ hợp chất phi HC hợp chất kim Các hợp chất phi HC gồm hợp chất lưu huỳnh (S), Nitơ, Oxy Chúng hợp chất lợi dầu thô Tác hại hợp chất chứa lưu huỳnh cụ thể sau: a.Tác hại liên quan đến trình chế biến Dầu thô sau khai thác lên qua trình chế biến Trong trình chế biến hợp chất S có khả gây ăn mòn thiết bị, làm ngộ độc, giảm hoạt tính tuổi thọ chất xúc tác b Tác hại liên quan đến trình sử dụng nhiên liệu Khi đốt cháy nhiên liệu động cơ, hợp chất chứa S kết hợp với Oxi tạo khí SOx Phần lớn thải môi trường, chúng kết hợp với nước tạo axit tương ứng gây mưa axit làm ô nhiễm môi trường Phần lại động cơ, chúng kết hợp với nước tạo axit gây ăn mòn hệ thống động làm giảm tuổi thọ làm việc động c Tác hại liên quan đến trình bảo quản Dầu thô sản phẩm dầu mỏ trình bảo quản chứa hợp chất chứa lưu huỳnh gây ăn mòn thiết bị SVTH:Nguyễn Ngọc Khánh Page Đồ án kỹ sư Ngày nay, nguồn dầu thô ngày cạn kiệt nên việc tận dụng phân đoạn cặn nặng làm nguyên liệu để sản xuất sản phẩm trắng ngày tăng Chính trình HDS mang nhiều ý nghĩa quan trọng thiếu ngành công nghiệp lọc hóa dầu, sử dụng trình xử lý làm sản phẩm cuối làm nguồn nguyên liệu trước đưa vào công đoạn chế biến sau Bảng đưa tiêu chuẩn chất lượng nhiên liệu châu Âu S nhiên liệu Năm 2000 2005 2009 Dầu Diesel (ppm) 350 50 10 Xăng (ppm) 150 50 10 Bảng 1.1: Tiêu chuẩn chất lượng nhiên liệu châu Âu II.Cơ sở hóa lý trình HDS Quá trình HDS trình khử hydro có sử dụng xúc tác để loại bỏ hợp chất chứa lưu huỳnh khỏi phân đoạn sản phẩm chúng gây hại cho trình chế biến, bảo quản sử dụng sau Quá trình HDS thực áp suất riêng phần H cao từ 10÷ 204 kg/cm2 nhiệt độ khoảng 250 đến 450oC, trình HDS thường xảy đồng thời với phản ứng có lợi khác như: khử Nitơ (HDN), khử Oxi (HDO), hydro hóa (HDY), tách kim loại (HDM) Thực tế phản ứng có lợi thực trình bẻ gãy liên kết nguyên tử cacbon (C) dị nguyên tố, kèm theo trình no hóa sản phẩm nên sản phẩm thu chủ yếu gồm hợp chất HC bão hòa Nhờ vào bẻ gãy mạch C-S, C-N, C-O, C-M mà trình HDS có khả loại bỏ tạp chất, với phản ứng hydro hóa mà cải thiện số tính chất sản phẩm sau xử lý như: số xetan, tỉ trọng, điểm chớp cháy… SVTH:Nguyễn Ngọc Khánh Page Đồ án kỹ sư 1.Đặc điểm dị nguyên tố phân đoạn dầu mỏ Dầu thô tự nhiên chứa tạp chất hợp chất dị nguyên tố S, Nitơ, hợp chất kim sắt (Fe), Vonfram (V) số hợp chất Oxi Các tạp chất có hàm lượng phụ thuộc lớn vào nguồn gốc dầu thô Sau trình chưng cất hàm lượng tạp chất lại thay đổi qua phân đoạn tăng dần từ phân đoạn nhẹ phân đoạn nặng Hàm lượng tạp chất phân đoạn lại phụ thuộc vào khoảng cất 2.Hợp chất chứa lưu huỳnh Trên 250 hợp chất khác S tìm thấy dầu mỏ, S tồn phần cất nhẹ naphtha, kerosene dạng hợp chất mercaptan (RSH), sunfua (RSR), disunfua (RSSR), thiophen dẫn xuất thiophen Ở phân đoạn nặng có thêm benzothiophen dibenzothiophen dạng polyaromatic dị vòng Sự phân bố hợp chất S phân đoạn không giống Trong bảng đưa phân bố S phân đoạn loại dầu thô có hàm lượng S 1.2% khối lượng Phân đoạn Nhiệt độ sôi oC %khối lượng S Mercaptan Sunfua Thiophen Naphta 70 ÷ 180 0.02 50% 50% Vết Kerosen 160÷ 240 0.2 25% 25% 35% Gasoil nhẹ 230 ÷ 350 0.9 15% 15% 30% Gasoil nặng 350÷ 550 1.8 5% 5% 30% Cặn 550 + 2.9 Vết Vết 10% Bảng 1.2: Sự phân bố hợp chất S phân đoạn dầu mỏ Các hợp chất S chiếm phổ biến đáng ý số hợp chất phi hydrocacbon Những loại dầu chứa S thường có hàm lượng S không 0.3÷0.5% khối lượng, loại chứa nhiều S thường có hàm lượng S 1÷1.5% trở lên, có loại dầu lên đến 13.95% dầu thô Bzel Đức SVTH:Nguyễn Ngọc Khánh Page Đồ án kỹ sư Lưu huỳnh dạng mercaptan gặp phân đoạn nhẹ dầu mỏ (dưới 200 oC) Các mercaptan có gốc hydrocacbon (HC) mạch thẳng, nhánh, vòng naphten với số nguyên tử cacbon từ C1÷C8 Những nhánh gốc HC thường nhánh nhỏ (hầu hết metyl) Lưu huỳnh dạng mercaptan nhiệt độ lên khoảng 300 oC dễ bị phân hủy tạo H2S sunfua, nhiệt độ cao chúng phân hủy thành H 2S HC không no tương ứng Mặt khác mercaptan lại dễ bị oxy hóa tạo disunfua, có mặt chất oxi hóa mạnh tạo thành sunfua axit Lưu huỳnh dạng sunfua dầu mỏ chia thành: Các sunfua nằm cấu trúc vòng no (Thiophan) không no (Thiophen) Trong dầu mỏ người ta xác định hợp chất sunfua có gốc HC mạch thẳng C2÷C8 Các sunfua có gốc thơm 1, nhiều vòng gốc thơm lai hợp với vòng naphten lại hợp chất chứa S chủ yếu phân đoạn có nhiệt độ sôi cao dầu mỏ Lưu huỳnh dạng disunfua thường có dầu mỏ, phân đoạn có nhiệt độ sôi thấp trung bình Ở phân đoạn có nhiệt độ sôi cao dạng S phổ biến mercaptan dễ bị oxi hóa chuyển thành disunfua Lưu huỳnh dạng thiophen (hoặc thiophen đa vòng) có cấu trúc sau: SVTH:Nguyễn Ngọc Khánh Page Đồ án kỹ sư Các loại hợp chất chiếm từ 45÷49% tất hợp chất chưa S dầu mỏ Ngoài dạng kể trên, dầu mỏ chứa S dạng S tự H 2S với hàm lượng nhỏ Tóm lại, phân đoạn xăng, S dạng mercaptan chiếm chủ yếu phân đoạn Gasoil không Thay vào sunfua, disunfua, dị vòng Trong số S dạng sunfua vòng no chiếm chủ yếu phân đoạn Gasoil nhẹ Kerosen Trong phân đoạn có nhiệt độ sôi cao dầu mỏ chứa phần lớn hợp chất lưu huỳnh ngưng tụ đa vòng lai hợp tăng mạnh 3.Các hợp chất chứa Nitơ Các hợp chất chứa Nitơ thường có dầu mỏ từ 0.01 đến 1% khối lượng, nằm chủ yếu phân đoạn có nhiệt độ sôi cao Nó tồn dạng bazơ quinolin, isoquinolin, pyridin dạng trung tính pyrol, indol, carbazol Chúng tồn dạng 1, nguyên tử Nitơ 4.Các hợp chất oxi Các hợp chất chứa oxi dầu mỏ thường tồn dạng axit, xeton, phenol, ete, este…trong axit phenol quan trọng Chúng thường nằm phần có nhiệt độ sôi trung bình axit axit béo chức Các phenol chủ yếu gồm phenol, cresol, β-naphtol SVTH:Nguyễn Ngọc Khánh Page Đồ án kỹ sư 5.Các kim loại nặng Có hàm lượng nhỏ dầu mỏ, kim loại chủ yếu có cấu trúc phức kim V Ni Ngoài có lượng bé nguyên tố khác Re, Cu, Zn, Ca, Mg, Ti… Tuy hàm lượng nhỏ chúng có hại gây ngộ độc vĩnh viễn xúc tác trình chế biến III.Các phản ứng xảy trình HDS 1.Phản ứng tách lưu huỳnh (HDS) - Các hợp chất Mercaptans, Sulfur Disunfur phản ứng dễ dàng tạo sản phẩm bão hòa hợp chất thơm tương ứng • Mercaptans: R-SH + H2 → R-H + H2S • Sulfur: R-S-R’ + H2 → R-H + R’-H + H2S • Disulfur: R-S-S-R’ + 3H2 → R-H + R’-H + 2H2S - Các hợp chất lưu huỳnh kết hợp cấu trúc thơm thiophen dẫn xuất thiophen Do cấu trúc vòng thơm bền nên trình HDS xảy khó khăn • Thiophen • Dibenzothiophen SVTH:Nguyễn Ngọc Khánh Page Đồ án kỹ sư 2.Phản ứng tách nitơ (HDN) Trong phản ứng loại bỏ dị nguyên tố Nitơ, phản ứng HDN qua giai đoạn Trước tiên no hóa vòng thơm, mở vòng tạo amin (đối với dị vòng chứa Nitơ), sau tách Nitơ hợp chất amin tạo NH hợp chất hydrocacbon no Nên trình HDN tiêu tốn lượng trình HDS, số phản ứng HDN xảy trình: • Amine: R - NH2 + H2 → RH + NH3 • Pyridin: Pyridyn • Quinolin: quinolin 3.Phản ứng tách Oxi (HDO) Các hợp chất chứa oxi đặc biệt nguyên tử Oxi nằm chức axit hữu dễ gây ăn mòn đường ống, bồn bể chứa động sử dụng làm giảm tuổi thọ động Trong phản ứng có mặt H nên hợp chất chứa oxi phản ứng tạo thành nước, làm phá hủy cấu trúc tinh thể xúc tác nhiệt độ cao Một số phản ứng HDO xảy trình HDT: • Rượu phenol: R-OH + H2 • Axit: : R-COOH + 2H2 → R-CH3 + 2H2O SVTH:Nguyễn Ngọc Khánh → R-H + H2O Page 10 Đồ án kỹ sư Các thông số vận hành Nhiệt độ vào (0C) Nhiệt độ ra(0C) Áp suất vào (kPa) Áp suất (kPa) Dòng H2 bổ sung (m3/h) Lớp xúc tác thức 320 333 5493 5458 Lớp xúc tác thức 324.4 336 5458 5417 8586 Lớp xúc tác thức ba 324.2 332 5417 5302 12770 Bảng Thông số vận hành thiết bị phản ứng Thiết lập thiết bị phản ứng HDS Phản ứng HDS thực thiết bị hình trụ thẳng đứng có lớp xúc tác cố định Do phản ứng HDS phản ửng tỏa nhiệt mạnh nên xúc tác thiết bị chia thành tầng Ở khoảng tầng có dòng khí hydro cấp vào với mục đích điều chỉnh nhiệt độ cấp thêm hydro cho phản ứng HDS thực tầng xác tác Để mô thiết bị phản ứng HDS sử dụng thiết bị Plug Flow Reaction (PFR) Mỗi thiết bị PFR mô phản ứng tầng xúc tác cố định thiết bị phản ứng HDS thực tế Ở khoảng thiết bị PFR có sử dụng thiết bị trộn Mix để trộn sản phẩm phản ứng thiết bị PFR trước với dòng hydro bổ sung sản phẩm sau thiết bị Mix có nhiệt độ áp suất phù hợp vào thiết bị PFR Sơ đồ thiết bị phản ứng sau thiết lập sau: Trong dòng dòng nguyên liệu bổ sung thêm dòng hydro, Dòng sản phẩm sau phản ứng HDS SVTH:Nguyễn Ngọc Khánh Page 35 Đồ án kỹ sư 5.Sơ đồ mô trình HDS SVTH:Nguyễn Ngọc Khánh Page 36 Đồ án kỹ sư II.Tính cân vật chất cân nhiệt lượng Cân vật chất cân nhiệt lượng trình Sau em mô trình sử dụng công cụ tính balance hysys để tính cân cho kết sau SVTH:Nguyễn Ngọc Khánh Page 37 Đồ án kỹ sư Dựa vào số liệu tính toán ta thấy sai số trình cân 0% nên ta kết luận trình cân vật chất cân lượng SVTH:Nguyễn Ngọc Khánh Page 38 Đồ án kỹ sư 2.Tính cân vật chất cân lượng cho thiết bị phản ứng SVTH:Nguyễn Ngọc Khánh Page 39 Đồ án kỹ sư III.Kết mô tĩnh Do việc mô dừng lại thiết bị phản ứng nên để đánh giá hiệu trình xử lý lưu huỳnh ta vào tổng hàm lượng lưu huỳnh sau thiết bị phản ứng hiệu suất thu hồi sản phẩm LCO theo điều kiện vận hành thực tế 96,6 % Như LCO sản phẩm là: 106894x0.966 = 103259.6 kg/h Ở em sử dụng công cụ Spreadsheet để tính toán hàm lượng lưu huỳnh sản phẩm xử lý Kết mô liệu động học đưa thực phản ứng thiết bị phản ứng PFR thu hàm lượng lưu huỳnh sản phẩm LCO xử lý là: 65.24 ppm Kết vận hành thực tế phân xưởng HDS Nhà Máy lọc dầu Dung Quất thu hàm lượng lưu huỳnh LCO xử lý 65 ppm Các mô hình Mô Vận hành thực tế Hàm lượng lưu huỳnh sản phẩm LCO (ppm) 65.24 65.00 IV.Thiết lập mô động cho trình HDS 1.Sizing thiết bị SVTH:Nguyễn Ngọc Khánh Page 40 Độ sai lệch 0.369% Đồ án kỹ sư  Nhập kích thước cho thiết bị Thiết bị Thiết bị tháp tách pha D 2401 Thiết bị đẩy PFR Thiết bị đẩy PFR Kích thước Thể tích : 11 m3 Thể tích : 17.5 m3 Chiều dài : 2.32 m Thể tích : 22.5 m3 Chiều dài : 2.98 m Thiết bị đẩy PFR Thể tích :45m3 , chiều dài :6.16 m Sau nhập ta sẽ sizing thiết bị ,với thiết bị PFR ta vào Dynamic Calculate Ks ,còn tháp tách pha ta vào Rating ,click vào Quick sizing  Sizing cho van Vào Rating ,click vào Sizing Valve ,để thiết lập thông số van 2.Xây dựng điều khiển Khi xây dựng mô động cho trình, thông thường thông số điềukhiển có sẵn, nhiên với trình mới, để lựa chọn thông số thích hợp tham khảo giá trị thông số đưa tài liệu BasicControl Theory [7], sau tự thay đổi thông số thích hợp để biến điều khiển điều khiển nhanh đạt giá trị ổn định Để thay đổi giá trị thông số Kc Ti cho nhận giá trị thích hợp dựa vào phương trình điều khiển thiết bị điều khiển PID: OP(t) = Kc × E(t) + ×E (t ) +Kc × Ti× Trong đó: -OP(t) = điều khiển dòng thời điểm t ( tương đương với độ mở van điều khiển ) - E(t) = sai số thời điểm t - Ti = tích phân theo thời gian điều khiển - Td = đạo hàm theo thời gian điều khiển Từ phương trình trên, nhận thấy Ti mẫu số, Kc tử số, với SVTH:Nguyễn Ngọc Khánh Page 41 Đồ án kỹ sư biến khó điều chỉnh nên tăng giá trị Ti, giảm Kc để OP(t) thay đổi với bước nhảy nhỏ hơn, giúp trình điều khiển nhanh tìm vị trí van (giá trị OP thời điểm t) mà biến nhanh đạt giá trị ổn định Việc xây dựng điều khiển trước tiên phải xác định tham số Kc, Ti Td cho điều khiển khác tham khảo bảng Type of process Temperature Pressure Liquid Level (P only) Liquid Level (PI) Flow Kc 2-10 2-10 2(never < 1) Ti(minutes) 2-10 2-10 ( not used) 2-10 1-5 ( not used) 0.4-0.65 0.05-0.25 ( never used) Bảng Các thông số Kc ,Ti Td cho điều khiển Các điều khiển sử dụng trình SVTH:Nguyễn Ngọc Khánh Td (minutes) 0-5 ( not used) ( not used) Page 42 Đồ án kỹ sư 3.Mô động tháp tách bap D-2401 Để trình chạy mô động tốt hơn, trước tiên ta nên thiết lập thông số điều khiển lưu lượng hai dòng nguyên liệu FC-01 FC-02 để đảm bào dòng nguyên liệu vào ổn định bảng: Tên FC-01 Action Reverse Mode Auto Min FC-02 Reverse Auto SVTH:Nguyễn Ngọc Khánh Page 43 Max 200000kg/ h 1000 kg/h Kc 0.5 Ti 0.3 0.5 0.3 Đồ án kỹ sư Biểu đồ lưu lượng hai dòng S dòng LCO Sau khoảng 4-5 phút lưu lượng dòng nhanh đạt trạng thái tương đối ổn định ,khi ta thay đổi thông số Kc Ti nhanh đạt ổn định SVTH:Nguyễn Ngọc Khánh Page 44 Đồ án kỹ sư Các thông số điều khiển : Tên FC 01 FC 02 FC 03 LC 01 LC 02 PC 01 Action Reverse Reverse Reverse Reverse Reverse Reverse Mode Auto Auto Auto Auto Auto Auto Min 0 0 0 Max 200000 1000 200000 100% 100% 200 Kc 0.5 0.5 0.5 2 Đánh giá thay đổi nhiệt độ ,áp suất ,mức lỏng có thùng tách pha SVTH:Nguyễn Ngọc Khánh Page 45 Ti 0.3 0.3 0.3 Đồ án kỹ sư Biểu đồ thay đổi nhiệt độ ,áp suất ,mức lỏng ,lượng lỏng đáy tháp tách pha Nhận xét :Khảo sát thông số khoảng thời gian 30 phút thấy - Sau khoảng 30 phút nhiệt độ bắt đầu ổn định 48°C Áp suất nhanh ổn định 455 kPa Tháp tách pha có tượng tràn bình để xử lý ta cần đóng bớt van đầu vào mở van đầu cách điều khiển sô mở van SVTH:Nguyễn Ngọc Khánh Page 46 Đồ án kỹ sư KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu để thực đề tài: “Mô trình HDS nguyên liệu LCO Nhà máy lọc dầu Dung Quất” Những nội dung em thực sau:  Nghiên cứu tổng quan trình HDS công nghệ HDS hãng quyền giới  Tổng quan phân xưởng HDS nguyên liệu LCO Nhà máy lọc dầu Dung Quất  Dự đoán đưa 44 hợp chất chứa lưu huỳnh nguyên liệu LCO thông số động học Sử dụng kết để mô trình HDS nguyên liệu LCO, phản ứng HDS thực thiết bị phản ứng PFR Kết mô đối nguyên liệu điều kiện vận hành phân xưởng HDS-LCO Nhà máy lọc dầu Dung Quất ngày 05/11/2014 thu hàm lượng lưu huỳnh sản phẩm 65.24 ppm, kết phù hợp với kết thực tế vận hành 65 ppm  Mô động thiết bị tháp tách pha Em xin chân thành cảm ơn thầy TS Nguyễn Anh Vũ tận tình hướng dẫn giúp đỡ em giải vấn đề phức tạp trình làm đồ án Trong trình tính toán mô có nhiều sai sót ,chưa sát với thực tế SVTH:Nguyễn Ngọc Khánh Page 47 Đồ án kỹ sư TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Thị Minh Hiền (2014), Mô trình công nghệ hóa học, NXB Bách Khoa Hà Nội [2] Lê Văn Hiếu (2006), Công nghệ chế biến dầu mỏ, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [3] Đào Văn Tường (2006), Động học xúc tác, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [4] Andari, M.K., Abu-Seedo, F., Stanislaus, A & Qabazard, H.M (1996), “Kinetics of individual sulfur compounds in deep hydrodesulfurization of Kuwait diesel oil”, Fuel, 75 (14), 1664-1670 [5] Aspentech (2011), Aspen Hysys Refining v7.3 [6] Weixiang Zhao, Dezhao Chen, Shangxu Hu (2001), Differential fraction-based kinetic model for simulating hydrodesulfurization process of petroleum fraction, Department of Chemical Engineering, Zhejiang Uni_ersity, Hangzhou 310027, Zhejiang, People’s Republic of China [7] William L Luyben –Plantwide processing anf control Marcel Dekker, Inc SVTH:Nguyễn Ngọc Khánh Page 48 dynamic simulations in chemical Đồ án kỹ sư SVTH:Nguyễn Ngọc Khánh Page 49 [...]... Nhờ vào quá trình tái sinh mà thời gian làm việc của xúc tác có thể kéo dài đến 10 năm SVTH:Nguyễn Ngọc Khánh Page 14 Đồ án kỹ sư V Cơ chế phản ứng trong quá trình HDS Các phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình HDS luôn có sự tiêu thụ H 2 mà trong đó các phản ứng no hóa các nhân thơm tiêu thụ H2 nhiều hơn các phản ứng bẻ gãy liên kết giữa C và các dị nguyên tố Dựa vào mục đích của quá trình HDS, bản... bằng hydro hoặc xử lý nguyên liệu sơ bộ cho quá trình FCC, hydrocracker Công nghệ Distillate HDS/ HDA của Haldor Topsoe ở trên với 2 thiết bị phản ứng là HDS và HDA giúp giảm mức lưu huỳnh và Aromatic, cải thiện tỷ trọng đồng thời nâng cao trị số xetan sản phẩm diesel Với thiết bị phản ứng đầu tiên hoạt động tại áp suất 20÷60 kg/cm2 và nhiệt độ từ 320÷400oC đã xảy ra quá trình khử sâu HDS và HDN trên... tác thấp nhất là hai năm II.Nguồn nguyên liệu cho quá trình 1 Nguyên liệu LCO Nhà máy lọc dầu Dung Quất được thiết kế cho quá trình xử lý với hai nguồn nguyên liệu( dầu thô Bạch Hổ, dầu thô trộn giữa dầu Bạch Hổ và dầu Dubair) Tùy theo chế độ công nghệ: Max Distillate hoặc Max Gasoline của phân xưởng RFCC mà có bốn chế độ nguyên liệu khác nhau cho quá trình LCO-HDT được tóm tắt qua bảng 6 sau: Nguồn... chỉ xử lý sâu lưu huỳnh, Single-Stage HDS/ HDA tức là công nghệ gồm 2 phản ứng là HDS và HDA nhưng trong cùng 1 giai đoạn, và cuối cùng Two-Stage HDS/ HDA tức là công nghệ gồm 2 phản ứng là HDS và HDA nhưng trong cùng 2 giai đoạn như ở trên SVTH:Nguyễn Ngọc Khánh Page 18 Đồ án kỹ sư II.Công nghệ CDHydro & CD -HDS của CDTech Hình 2.5: Công nghệ CDHydro & CD -HDS của CDTech Có 21 phân xưởng CDHydro/CD -HDS. .. việc của chất xúc tác sẽ giảm dần khi xử lý các phân đoạn càng nặng Bảng 4 sau biểu diễn chu kỳ làm việc và thời gian sống của chất xúc tác khi xử lý các phân đoạn khác nhau Phân đoạn Chu kỳ (năm) Thời gian sống (năm) Xăng/ Kerosen 2÷4 4÷10 Gasoil 1÷2 2÷6 Cặn 0.25÷1 0.25÷1 Bảng 1.4: Đánh giá chu kỳ làm việc xúc tác qua phân đoạn xử lý Phản ứng tổng quát cho quá trình tái sinh đốt cháy cốc cho một loại... khác nhau và điều kiện vận hành quá trình là khác nhau Từ đó cơ chế của các phản ứng HDS cũng đa dạng Sự phức tạp của cơ chế các phản ứng trong HDS phụ thuộc vào các hợp chất dị nguyên tố Cơ chế bẻ gãy giữa nguyên tử C và nguyên tố dị tố vẫn còn rất nhiều quan điểm khác nhau Cơ chế của các phản ứng trong quá trình HDS điển hình có thể miêu tả qua 4 giai đoạn sau: ◦ Quá trình hydro hóa để tạo các tâm... hoặc Co Hình 1.2: Cấu trúc của pha hoạt động Co-Mo của xúc tác HDS Tùy theo mục đích chính của quá trình HDS mà chọn kim loại pha hoạt động của chất xúc tác khác nhau như trong bảng 3 sau Xúc tác Co-Mo/γ-Al2O3 SVTH:Nguyễn Ngọc Khánh HDS HDN ×× ×××× Page 12 HDA × Đồ án kỹ sư Ni-Mo/γ-Al2O3 ××× ××× ×× Ni-W/γ-Al2O3 ×× ×× ×××× Bảng 1.3: So sánh ảnh hưởng pha hoạt động đến các phản ứng Ngày nay, xúc tác... chế các điều kiện làm việc của công nghệ để có thể hạn chế các phản ứng phụ này xảy ra IV.Xúc tác trong quá trình HDS 1.Thành phần và cấu trúc Xúc tác cho quá trình HDS bao gồm 2 thành phần chính: chất mang và pha hoạt động của xúc tác Chất mang thường sử dụng là γ-Al2O3 có bề mặt riêng lớn Pha hoạt động của xúc tác dạng sunfua của Mo hoặc W được xúc tiến bởi kim loại Ni hoặc Co thường được sử dụng ở... Nippon Oil, SK, và Shaw Group / BASF Sau đây là một số công nghệ HDS tiêu biểu I Công nghệ Prime-D của Axens Hình 2.4: Công nghệ Prime-D của Axens Hãng công nghệ Axens đã có hơn 30 năm kinh nghiệm với quá trình xử lý phần cất trung bình của dầu mỏ bằng hydro và đã lắp đặt 100 phân xưởng HDT trên thế giới Công nghệ Prime-D dựa trên quá trình HDS và HDA nhằm sản xuất Diesel với việc SVTH:Nguyễn Ngọc Khánh... nguyên liệu LCO 2 Dòng H2 cung cấp cho quá trình (H 2 make up) Dòng khí H 2 nguyên liệu đầu đến từ phân xưởng Reformage xúc tác liên tục(CCR Platforming ) sẽ có thành phần bảng sau: Thành phần % Thể tích H2 92.17 C1 2.86 C2 2.84 C3 1.67 iC4 0.15 nC4 0.12 C5+ 0.19 Tổng 100 KL mol 4.14g/kmol III .Mô tả công nghệ LCO -HDS của Dung Quất Sơ đồ công nghệ LCO -HDS được mô tả theo hai cụm sau a.Cụm phản ứng Nguyên