Đồ án tốt nghiệp Khoa Hóa – Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc Khoa : HỐ KỸ THUẬT Bộ mơn : Kỹ thuật Dầu Khí NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên : ĐOÀN VĂN HIẾU Lớp : 10H5 Ngành : Cơng nghệ Hố Học – Dầu Khí Khố :16 1- Tên đề tài : Mô phân xưởng Chưng cất Dầu thô (CDU) áp dụng Pinch Technology để đánh giá hệ thống thu hồi nhiệt 2- Nội dung phần thuyết minh, mơ tính tốn : - Số liệu đồ án: Tham khảo sơ đồ công nghệ phân xưởng CDU theo số liệu nhà máy lọc dầu Nghi Sơn - Tổng quan lý thuyết kỹ thuật Pinch ứng dụng Cơng nghệ Hóa học - Giới thiệu Nhà máy Lọc dầu Ngi sơn Phân xưởng CDU - Khai thác số liệu phục vụ q trình mơ tồn phân xưởng CDU - Đánh giá kết mơ - Trích xuất số liệu phục vụ mô đánh giá hệ thống thu hồi nhiệt phân xưởng CDU - Phân tích đánh giá hiệu thu hồi nhiệt phân xưởng CDU hành - Đề xuất giải pháp cải thiện hiệu thu hồi nhiệt phân xưởng - Kết luận Kiến nghị 3- Các vẽ đồ thị : Đủ để diễn tả kết nghiên cứu 4- Ngày giao nhiệm vụ : 02-02-2015 5- Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 31-05-2015 GVHD: PGS TS Nguyễn Đình Lâm Trang SVTH: Đồn Văn Hiếu Đồ án tốt nghiệp Khoa Hóa – Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng Thông qua Bộ môn CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Ngày… tháng… Năm 2015 (Ký ghi rõ họ tên) TỔ TRƯỞNG BỘ MÔN GVC TS Lê Thị Như Ý GVHD: PGS TS Nguyễn Đình Lâm PGS TS Nguyễn Đình Lâm Trang SVTH: Đồn Văn Hiếu Đồ án tốt nghiệp Khoa Hóa – Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng MỤC LỤC GVHD: PGS TS Nguyễn Đình Lâm Trang SVTH: Đoàn Văn Hiếu Đồ án tốt nghiệp Khoa Hóa – Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng Các q trình cơng nghệ hóa học như: Chưng cất, phản ứng hóa học, trích ly…cần phải cung cấp lượng lượng cần thiết để trình xảy đạt hiệu đảm bảo thu sản phẩm có chất lượng tốt đáp ứng nhu cầu thị trường Dòng sản phẩm khỏi thiết bị q trình thường có nhiệt độ cao cần làm lạnh để đưa vào kho lưu trữ trước đưa phân phối đến nơi tiêu thụ Tất chi phí cho q trình đun nóng làm lạnh tính vào giá thành đơn vị sản phẩm chi phí cho q trình đun nóng làm nguội đắt tiền sản phẩm bán thị trường có giá cao, tính cạnh tranh thấp Vì vậy, tiết kiêm lượng tiêu thụ vấn đề quan trọng có ảnh hưởng lớn đến lợi nhuận tồn nhà máy Để làm việc này, cần phải thiết kế hệ thống trao đổi nhiệt để tận dụng nhiệt dòng nóng để gia nhiệt ngun liệu làm gảm chi phí cho q trình đun nóng làm nguội Hiện nay, người ta dùng kỹ thuật Pinch technology để thiết kế hệ thống trao đổi nhiệt, nhằm tận dụng tối đa lượng nhiệt thu hồi từ q trình qua làm giảm chi phí cho q trình đun nóng làm lạnh, tiến đến làm giảm chi phí tổng q trình Kỹ thuật Pinch technology cung cấp cho người thiết kế công cụ thuận tiện để phân tích q trình thu hồi nhiệt nhà máy hóa chất, hóa dầu đặt biệt lĩnh vực lọc dầu Bằng cách xây dựng đường tổ hợp (Composite curve Grand composite curve) cho dòng cơng nghệ nóng nguội q trình, kỹ thuật Pinch technology giúp tính toán lượng nhiệt cần cấp thêm vào hay lấy bớt khỏi q trình cách dễ dàng thơng qua lựa chọn giá trị Dtmin thích hợp hệ thống trao đổi nhiệt Đề tài là: “Mô phân xưởng Chưng Cất Dầu Thô Áp dụng Pinch technology để đánh giá hệ thống thu hồi nhiệt ”, sở kiến thức kỹ thuật Pinch, ứng dụng phần mềm Aspen HX – Net, Excel tơi hồn thành đồ án Đồ án bao gồm phần chính: − Mơ phân xưởng Chưng cất Dầu Thô(CDU) hysys − Ứng dụng kỹ thuật Pinch phần mềm Aspen HX – Net để tính tốn lượng nhiệt thu hồi phân xưởng CDU Tơi xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS TS Nguyễn Đình Lâm giúp tơi hồn thành đồ án hạn GVHD: PGS TS Nguyễn Đình Lâm Trang SVTH: Đồn Văn Hiếu Đồ án tốt nghiệp Khoa Hóa – Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng Trong trình làm, nhiều nguyên nhân khác nên thiếu sót điều khó tránh khỏi Rất mong đóng góp ý kiến thầy giáo bạn để đề tài hoàn thiện Đà nẵng, ngày 09 tháng năm 2015 Sinh viên thực Đoàn Văn Hiếu GVHD: PGS TS Nguyễn Đình Lâm Trang SVTH: Đồn Văn Hiếu Đồ án tốt nghiệp Khoa Hóa – Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng Chương TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY LỌC DẦU NGHI SƠN 1.1 Giới thiệu Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn, Việt Nam thuộc khu kinh tế Nghi Sơn, nằm phía Nam tỉnh Thanh Hóa, cách Hà Nội 200km, có đường đường sắt Quốc gia chạy qua, có cảng biển nước sâu cho tàu có tải trọng đến 30.000 DWT (Dead Weight Ton) cập bến Khu kinh tế Nghi Sơn đánh giá trọng điểm phát triển phía Nam Vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ, đồng thời cầu nối vùng Bắc Bộ với Trung Bộ, với thị trường Nam Lào Đông Bắc Thái Lan Mục tiêu cụ thể việc xây dựng nhà máy lọc dầu Nghi Sơn phủ đề xuất là: - Đáp ứng nhu cầu thị trường a ninh lượng Cung cấp nguyên liệu để phát triển nghành công nghiệp hóa dầu Đóng góp vào phát triển kinh tế khu vực phía bắc đảm bảo phát triển đồng nước 1.2 Công suất thiết kế nhu cầu sản phẩm thương mại nhà máy Dự án có tổng mức đầu tư lên tới tỷ USD có cơng suất 9.6 triệu dầu thô năm giai đoạn đầu nâng cấp lên 10 triệu dầu thô năm Chủ đầu tư công ty liên doanh gồm: Tập đồn Dầu khí Việt Nam (PVN) (25,1% vốn), Công ty Dầu mỏ Kuwait (KPI) (35,1%), Công ty Idemitsu Kosan Co (IKC) (35,1%) Công ty Hóa chất Mitsui Chemicals Inc (MCI) 4,7% Liên danh nhà thầu EPC công ty JGC Corporation (Nhật Bản) đứng đầu nhà thầu: Chiyoda Corporation (Nhật Bản), GS Engineering & Construction Corporation (Hàn Quốc), SK Engineering & Construction Co., Ltd (Hàn Quốc), Technip France (Pháp), Technip Geoproduction (M) Sdn Bhd (Malaysia) Nhà máy thiết kế cung cấp sản phẩm thương mại: - 2,3 triệu xăng dầu với loại khác nhau: RON92, RON95 RON98 3,7 triệu dầu diesel, 400.000 polypropylene 600.000 nhiên liệu phản lực JET A1 triệu khác hóa dầu 0,5 triệu LPG GVHD: PGS TS Nguyễn Đình Lâm Trang SVTH: Đồn Văn Hiếu Đồ án tốt nghiệp Khoa Hóa – Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng 1.3 Nguồn nguyên liệu sử dụng cho nhà máy lọc dầu Nghi Sơn 1.3.1 Các đặc tính dầu thơ từ Kuwait Là dầu thơ trung bình (d = 0,876 oAPI = 29,9) có hàm lượng lưu huỳnh cao (2,65%wt) Do đó, q trình xử lý, dầu thô cần xử lý để tạo sản phẩm có chất lượng tốt Hàm lượng kim loại nặng dầu tương đối cao Ví dụ, hàm lượng Nikel 10,1 ppm, Vanadium 31,1 ppm sắt 0,7 ppm Với nồng độ kim loại vậy, có hại cho q trình sản xuất diện kim loại gây ngộ độc chất xúc tác, hư hỏng thiết bị giảm chất lượng sản phẩm Hàm lượng nitơ khoảng 372 ppm, có khả gây ngộ độc chất xúc tác giảm độ ổn định dầu trình bảo quản GVHD: PGS TS Nguyễn Đình Lâm Trang SVTH: Đoàn Văn Hiếu Đồ án tốt nghiệp Khoa Hóa – Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng Một số đặc tính dầu thơ Kuwait cho bảng 1.1 Bảng 1.1 Tóm tắt số đặc tính dầu thơ Kuwait [1] N0 Đơn vị Giá trị - 0.8765 API - 29.9 d154 kg/dm3 0.8760 Hàm lượng Lưu huỳnh %m 2.65 Hàm lượng Nước %V 0.00 Áp suất bão hòa Reid (RVP) Kpa 26.2 Hàm lượng H2S Ppm