Tài liệu Báo cáo thực tập tại công ty cổ phần hóa dầu và xơ sợi dầu khí pvtex

Báo cáo thực tập tốt nghiệp SV thực tập: Hà Ngọc Khánh – 20081369 – HD2 K53 [email protected] PHẦN II : THỰC TẬP TỐT NGHIỆP TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN HÓA DẦU VÀ XƠ SỢI DẦU KHÍ (PVTEX) I. Giới thiệu chung về công ty……………………………………………... II. Giới thiệu về công nghệ của nhà máy………………………………….. II.1. XƯỞNG POLYCONDENSATION ………………………………….. II.2. XƯỞNG PSF………………………………………………………….. II.3. XƯỞNG FILAMENT…………………………………………………. II.4. Hệ thống phụ trợ……………………………………………………… II.4.1. Xưởng UTILITY……………………………………………………. II.4.2. Phòng LAB………………………………………………………….. PHẦN III : KẾT LUẬN SV: Hà Ngọc Khánh MSSV: 20081369 Lớp Hóa dầu 2 – K53 Báo cáo thực tập tốt nghiệp THỰC TẬP TỐT NGHIỆP TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN HÓA DẦU VÀ XƠ SỢI DẦU KHÍ (PVTEX) I. Giới thiệu chung về công ty: Tổng quan:  Ngày thành lập 14/02/2008.  Cổ đông: Petrovietnam (81%) and Vinatex (19%).  Công suất nhà máy: 175.000 tấn/năm.  Địa chỉ nhà máy: Lô CN5.5A, KCN Đình Vũ; Phường Đông Hải 2; Hải An; Hải Phòng, nhà máy nằm cách trung tâm thành phố 7km cách thủ đô Hà nội 107 km có cảng biển, sân bay và đường cao tốc kết nối với các vùng phụ cận. Công nghệ nhà máy : Nhà máy được xây dựng theo công nghệ tiên tiến nhất trên thế giới của Đức (Uhde; Barmag và Neumag) Nguyên liệu và sản phẩm của nhà máy:  Nhà máy sử dụng 100% nguyên liệu nhập khẩu (PTA&MEG).  Sản phẩm chính: Xơ ngắn PSF (400 tấn/ngày bao gồm 02 dây chuyền); Sợi Filament (100 tấn/ngày); Hạt nhựa PET Chip (textile grade): 180 tấn/ngày . II. Giới thiệu về công nghệ của nhà máy: Nhà máy có 3 phân xưởng chính :  Xưởng Polycondensation  Xưởng PSF SV: Hà Ngọc Khánh MSSV: 20081369 Lớp Hóa dầu 2 – K53 Báo cáo thực tập tốt nghiệp  Xưởng Filament  Hệ thống phụ trợ (utility và phòng lab) II.1. XƯỞNG POLYCONDENSATION: II.1.1. Sơ đồ hệ thống xưởng polycondensation: II.1.2. Các phản ứng xảy ra: 1. Phản ứng Este hóa giữa Axit Terephthalic và Ethylene Glycol tạo Monomer (phản ứng tạo Glycol Terephthalate (GT) và khởi động các phản ứng trùng ngưng kết hợp các GT với nhau trong các giai đoạn este hóa- chuỗi tạo thành có từ 4-5 vòng lặp : 0 P : 1.5bar; T : 255-265 C ; t: 80 phút; este : 93% 0 P: 0.8- 0.015 bar; T: 272-275 C; t :60 phút; este: 97% SV: Hà Ngọc Khánh MSSV: 20081369 Lớp Hóa dầu 2 – K53 Báo cáo thực tập tốt nghiệp 2. Phản ứng trùng hợp các Monomer tạo sản phẩm dung dịch PET. 0 P: 2mbar; T: 282-285 C; t :90 phút; 3. Các phản ứng phụ: Phản ứng tạo DEG; tách nước tạo Acetaldehyde; phản ứng mạch chuỗi PET các nhóm Vinylete và nhóm COOH tạo thành… II.1.3. Mô tả quá trình tổng hợp polyester: Các đối tượng cơ bản cần nắm được: - Các thiết bị chính - Tóm tắt quá trình - Mô tả quá trình điều khiển - Các thông số vận hành Bao gồm: Stt Section Tên 1 11 PTA Feeding, Storage and Transport 2 13 EG Storage and Transport 3 15 Catalyst Preparation 4 15 Dulling Agent Preparation 5 18 Raw Material Mixing 6 20 ESPREE Reactor 7 22 DISCAGE Reactor 8 20/22 Spray System PE, PP & DC 9 37 Spent EG Collection 10 24 Spent EG Collection 11 26 Melt Distribution 12 30 Chips Production 13 33 Chips Storage and Bagging 14 93 Filter cleaning 15 39 Product Drain cắt Ghi chú (OSBL) (OSBL) (OSBL) II.1.3.1. PTA Feeding, Storage and Transport (section 11): 11-PFD-PR001-RB2; 11-PID-PR001-RC1; 11-PID-PR101-RC1; 11-PID-PR002-RC1. Các phần chính của section này nằm ngoài khu vực polycon OSBL. Mục tiêu cơ bản: SV: Hà Ngọc Khánh MSSV: 20081369 Lớp Hóa dầu 2 – K53 Báo cáo thực tập tốt nghiệp PTA chứa trong các túi lớn được vận chuyển bằng hệ thống thủy lực tới silo 11S58. Môt vòng điều khiển khép kín sử dụng nitơ làm môi chất vận chuyển trung gian. Các thiết bị chính bao gồm: STT 1 2 3 4 5 6 7 1. Tên quá trình PTA FEEDING STATION VENT FILTER BAG LIFTING DEVICE PTA PNEUMATIC CONVEYOR Mục đích Làm trống túi Trạm nạp Di chuyển túi Chuyên trở và vận chuyển PTA tới Silo Nhận PTA từ các túi lớn Làm sạch túi PTA FEEDING HOPPER INDUSTRIAL VACUUM CLEANER 11S58 PTA STORAGE SILO Lưu trữ PTA Vị trí (OSBL) (OSBL) (OSBL) (OSBL) (OSBL) (OSBL) (OSBL) Tóm tắt quá trình: PTA từ các túi lớn (big bags) được vận chuyển tới khu vưc lưu trữ gần trạm nạp liệu bằng xe nâng. Để loại bỏ bụi bẩn và tạp chất các túi này phải qua hệ thống chân không để tránh sự xâm nhập của các tạp chất cũng như các hạt thô. Các túi PTA được đưa đến hopper nơi có 6 lỗ và PTA được đổ vào. Mỗi hopper có một sang để loại bỏ các hạt thô và tránh làm tắc các lỗ của Silo. PTA được vận chuyển bằng trục vít hoặc qua hệ thống định lượng cân bằng. Vận chuyển PTA: PTA được vận chuyển bằng hệ thống băng tải khí nén. Một chu trình khép kín và sử dụng Nitơ làm tác nhân vận chuyển để ngăn chặn viêc nổ của bụi PTA qua việc hạn chế tối đa lượng ôxi trong silo và trong đường ống. Một bộ lọc kiểu Roof được sử dụng để tách bụi PTA trong chu trình kín của nitơ. Hệ thống cũng được trang bị hệ thống bổ sung nitơ và venting để duy trì áp suất nitơ không đổi và sang niơ để tách bụi PTA khỏi nitơ. 2. Nguyên lý điều khiển: Làm trống các túi PTA được thực hiện thủ công. Hệ thống PTA được điều khiển nhờ PLC hiện trường. Băng tải PTA được khởi động hoặc dừng nhờ bảng điều khiển hiện trường. Trạng thái RUN/ STOP được hiện thị trên màn hình DCS. Ở mức vị cao nhất Silo sẽ được ngưng việc nạp PTA. SV: Hà Ngọc Khánh MSSV: 20081369 Lớp Hóa dầu 2 – K53 Báo cáo thực tập tốt nghiệp 3. Các thông số vận hành chính: Nhiệt Ambient Áp suất vận chuyển By vendor Khả năng vận chuyển Approx 30t/d Khả năng lưu trữ 430t Lượng PTA tiêu thụ một 428.5t/ d ngày II.1.3.2. EG Storage and Transport; Section 13: Section này nằm ngoài OSBL. 1. Mục tiêu chính: Để chứa EG và cung cấp lượng EG không đổi cho nhà máy 2. Các thiết bị chính: Tên quá trình Mục đích EG IMPORT LINE Nạp EG cho tank chứa FROM JETTY EG TRANSFER PUMP Cung cấp EG cho nhà máy EG STORAGE TANK Chứa EG Vị trí (OSBL) (OSBL) (OSBL) 3. Tóm tắt quá trình: EG được nhập về theo đường thủy bằng tàu và được chuyển tới bồn chứa qua hệ thống đường ống dẫn vào từ cầu cảng (imported piping). Từ đó nó được bơm tới các cụm sử dụng bằng bơm. 4. Nguyên lý điều khiển: Để ngăn chặn tank chứa EG có thể bị tràn khi lượng EG vào quá lớn, valve on/off của hệ thống import line khóa liên động với mức vị của tank. Đồng thời bơm vận chuyển EG được khóa liên động nhằm tránh làm hỏng bơm khi mức vị xuống quá thấp. Tank chứa EG có các cảm biến đo mức của EG trong tank khi nó quá cao hoặc thấp bơm vận chuyển EG hoạt động liên tục và dòng EG được điều khiển bằng hệ thống điều khiển quá trình. 5. Các thông số vận hành chính: Tất cả các thiết bị được vận hành ở điều kiện thường: Tên Lượng EG nhập Bơm vận chuyển EG SV: Hà Ngọc Khánh Khả năng Khoảng 200t/h Khoảng 20t/h MSSV: 20081369 Ghi chú (OSBL) (OSBL) Lớp Hóa dầu 2 – K53 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Khả năng lưu trữ EG 4300t Lượng EG tiêu thụ hằng Max 167t/d ngày (OSBL) cho 30 ngày Với sản lượng 500t/d II.1.3.3. Catalyst Preparation (section 15): 15-PFD-PR001_RB2; 15-PID-PR001-RC1 1. Mục tiêu chính: Chuẩn bị lượng xúc tác dạng dung dịch hòa tan trong EG cho quá trình. 2. Các thiết bị chính: Tt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 3. Ký hiệu 15A11 15D11 Tên AGITATOR CPC CPC PREPARATION VESSEL 15D12 CPC STORAGE VESSEL 15E14 HTM COOLER 15F12A/B 15F12A/B 15P12 A/B CPC PUMPS 15P14 SECONDARY HTM PUMP 15Q10 ADDITIVE SCALE 15Q11 BAG OPENING / SUCTION SYSTEM Chức năng Khấy và hòa tan bột xúc tác Tạo dung dịch xúc tác Chứa dung dịch xúc tác Gia nhiệt và làm lạnh Lọc xúc tác Bơm xúc tác Bơm môi chất gia nhiệt Đinh lượng xúc tác Mở và nạp túi xxúc tác Tóm tắt quá trình: Dung tích của thiết bị được chọn để phù hợp với yêu cầu sản xuất và cơ bản đáp ứng được một ngày sản xuất. Lượng dự trữ có khả năng đáp ứng được 2 ngày sản xuất. Tùy thuộc vào loại xúc tác mà mẻ dung dịch xúc tác được chuẩn bị ở nồng độ cao, gia nhiệt để hòa tan xúc tác, và sau đó đưa thêm lượng EG vào để đạt được nồng độ cần thiết. Sau đó nó được làm lạnh. Lượng EG được đưa vào thiết bị 11D11 bởi bộ định lượng từ đường EG chính. Lượng bột xúc tác yêu cầu Antimony Trioxide (Sb2O3) powder, Antimony Triacetate (SbAc3, Sb (CH3COO)3), hoặc Antimony Triglycolate (Sb2EG3, Sb2(C2H4O2)3 được cân chính xác nhờ hệ thống cân phụ gia và đổ vào 11D11. Nhà máy của chúng ta sử dụng loại xúc tác Antimony Trioxide (Sb2O3). Khi lượng xúc tác đã được đưa vào thì cánh khuấy bắt đầu hoạt động, đồng thời EG được gia nhiệt tới 180o C để tạo antimony glycolate bằng cách điều chỉnh nhiệt độ của môi chất gia nhiệt khoảng 200o C(cuối cùng khoảng 180o C). Khi lượng xúc tác đã tan hoàn toàn (thường mất khoảng 2 giờ) ta được dung dich không màu. Khi đó dừng quá trình gia nhiệt và đưa nốt lượng EG còn lại để đạt được nồng độ cuối cùng. Sau đó nhiệt độ của dung dịch xúc tác được làm lạnh SV: Hà Ngọc Khánh MSSV: 20081369 Lớp Hóa dầu 2 – K53 Báo cáo thực tập tốt nghiệp tới 85o C bằng cách hạ nhiệt độ của vòng gia nhiệt xuống 75o C. Sử dụng thiết bị trao đổi 15E14 để gia nhiệt và làm lạnh. 4. Nguyên lý điều khiển: CPC preparation unit được điều khiển và vận hành theo một chương trình định trước. Chương trình này được cài đặt cho bồn tạo xúc tác (catalyst preparation vessel). Lượng EG tính toán trước được bơm vào tự động, còn lượng xúc tác được cân và đưa vào thủ công. Preparation vessel được trang bị bộ cảm biến chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ để điều khiển đến nhiệt độ hoà tan yêu cầu. Bồn chứa (Storage vessel) được trang bị cảm biến đo mức. Trên đường tuần hoàn của storage vessel một tấm ortifice được dựng để kiểm soát áp suất. Sự chênh áp qua filter cho thấy nó có bị nhiễm bẩn hay không. 5. Các thông số vận hành chính: 11D1 - lượng EG cho một mẻ - Sb2O3 - nồng độ - nhiệt độ - thời gian hòa tan - lượng EG bổ sung - Nhiệt độ sau khi làm lạnh - Thời gian một mẻ - Nồng độ cuối cùng - Áp suất 15D12 - Dung tích - Hàm lượng trong PET - Tốc độ nhập liệu 15E14 - Lượng khí - Nhiệt trao đổi 15P12 - Lưu lượng - Áp suất 15P14 - Lưu lượng - Áp suất : 4850kg :150kg :3% :180o C :3h :6538kg : khoảng 85oC : 5h :1,3% : khí quyển : 2 ngày sản suất : 240 ppm theo Sb (287,31 ppm theo Sb2O3) : 462,1 kg/ 500t PET :12500kg/h : 60kw :2,5-3 m3/h : ~ 8,5 – 10,2barg : ~ 17 - 20 m3/ : ~ 17 - 20 m3/h II.1.3.4. Dulling Agent Preparation: (section 15) SV: Hà Ngọc Khánh MSSV: 20081369 Lớp Hóa dầu 2 – K53 Báo cáo thực tập tốt nghiệp 15-PFD-PR002_RB2; 15-PID-PR002-RC1; 15-PID-PR003-RC1 1. Mục đích chính: TiO2 ở dạng treo (suspension) trong EG ở nhiệt độ thường. Sau khi pha loãng và tách các hạt có kích thước lớn, huyền phù này được bổ sung lượng EG để đạt tới nồng độ cuối cùng và nó được chuyển tới bồn dự trữ sẵn sàng cho các quá trình phía sau. 2. Các thiết bị chính: Stt Ký hiệu Tên 15A71 AGITATOR FOR TIO 1 PREPARATION VESSEL 15A72 AGITATOR FOR TIO 2 A/B DILUTION VESSELS 15A75 AGITATOR FOR TIO 3 ADJUSTING VESSEL 15A77 AGITATOR FOR TIO 4 STORAGE VESSEL 15A81 AGITATOR FOR TIO 5 SEDIMENT VESSEL 1 15A83 AGITATOR FOR TIO 6 SEDIMENT VESSEL 2 7 15D71 TIO PREPARATION VESSEL 15D72 TIO DILUTION VESSELS 8 A/B 15D75 TIO ADJUSTING VESSEL 9 10 15D77 11 15D81 15D83 12 13 14 15 16 17 18 TIO STORAGE VESSEL TIO SEDIMENT VESSEL 1 TIO SEDIMENT VESSEL 2 15F77 TIO FILTERS A/B 15M74 TIO CENTRIFUGE 15M82 DISPERSION DEVICE 15P74 CENTRIFUGE FEED PUMP 15P77 TIO DOSING PUMPS A/B 15P82 SEDIMENT FEED PUMP SV: Hà Ngọc Khánh Chức năng Khuấy và phân tán TiO2 slurry Khuấy và pha loãng TiO2 slurry Khuấy và điều chỉnh TiO2 slurry Khuấy và giữ cho TiO2 slurry chuyển động Khuấy TiO2 slurry Khuấy TiO2 slurry Mixing TiO2 va EG Pha loãng và lưu TiO2 slurry Điều chỉnh lượng slurry tới nồng độ mong muốn Chứa TiO2 slurry Thu nhận các hạt thô tách ra từ Tập hợp TiO2 slurry từ thiết bị phân tán Lọc huyền phù TiO2 slurry cuối Tách các hạt TiO2 kết tụ Phân tán các hạt TiO2 kết tụ Cung cấp TiO2 slurry tới bộ tách Định lượng TiO2 slurry tới Espree Bơm lượng TiO2 slurry tới thiết bị phân tán MSSV: 20081369 Lớp Hóa dầu 2 – K53 Báo cáo thực tập tốt nghiệp 19 15Q70 15Q71 20 BAG LIFTING DEVICE TIO FEEDER 21 15V71 BAG OPENING SYSTEM Vận chuyển các túi TiO2 Nạp bột TiO2 vào preparation Vessel Đổ TiO2 vào vessel 3. Tóm tắt quá trình: Thể tích của mẻ được chọn cho phù hợp với lượng cần cho một ngày. Dung tích của bồn chứa huyền phù này đáp ứng khoảng 2 ngày sản suất. Theo cách đó để chắc chắn rằng sản suất không bị nhiễu loạn khi có trục trặc xảy ra. Tiền trộn hợp 50%Wt EG với 50%Wt TiO2 trong 15D71 . Lượng EG được đo và đưa vào thiết bị, sau đó một lượng chính xác TiO được nạp vào thông qua hệ thống nạp liệu 15V71. Một dạng huyền phù đồng nhất được tạo ra nhờ khuấy mạnh. Huyền phù 50%Wt sau đó được chảy tới 15D72 nơi mà lượng EG bổ sung sẽ đưa vào để đạt tới nồng độ TiO2 18%. Để tăng khả năng linh động cũng như giảm tối đa thời gian lưu, 2 thiết bị pha loãng 15D72 A/B được sử dụng. Sau khoảng thời gian lưu ít nhất 10-12 giờ, huyền phù này được vận chuyển băng bơm ly tâm tới thiết bị phân tách dạng ly tâm TIO centrifuge 15M74, tại đó các hạt kết tụ và có kich thước lớn sẽ được tách ra khỏi slurry. Sau đó nó được lấy mẫu để kiểm tra nồng độ thực của TiO2. EG được đưa vào adjusting vessel 15D75 để đạt được nồng độ TiO2 ở 15%. Sau đó mẫu được lấy ra một lần nữa đem đi phân tích tại phòng thí nghiệm trước khi nó được chuyển đến lưu trong 15D77. Để kiểm tra hiệu quả làm việc của thiết bị tách ly tâm, một bộ lọc có kích thước lỗ 1 µm được dùng. Các hạt có kích thước lớn được tách ra từ slurry (3-5%Wt của TiO2) được tập hợp tại 15D81. Nó được trang bị cánh khuấy để tránh sự keo tụ. Các hạt keo tụ này được chuyển đến thiết bị phân tán. Do đó nó được bơm từ Sediment feed pump 12P82 tới Dispersion device 15M82, nơi mà các hạt keo tụ này được nghiền và phân tán trước khi chuyển tới Vessel 15D83 –thiết bị tập hợp trung gian và được tái sử dụng trong mẻ TiO2 slurry tiếp theo. Để ngăn chặn nó lắng xuống thì một cánh khuấy được sử dụng. Trước khi phần của 15D83 được chuyển tới 15D71 nó phải được kiểm tra nồng độ để điều chỉnh lượng EG vào 15D71 cho phù hợp ở giai đoạn chuẩn bị TiO2 kế tiếp. 4. Nguyên lý điều khiển: TiO2 preparation unit được điều khiển và vận hành theo một chương trình định trước. Mẻ TiO2 được cài đặt trước theo một chương chình định sẵn, và lượng EG được tính ở tỷ lệ 50%Wt. EG được đưa vào tự động, còn TIO phải đưa vào bằng tay. Tất cả các vessel đều có transmitter mức chỉ trừ preparation vessel. SV: Hà Ngọc Khánh MSSV: 20081369 Lớp Hóa dầu 2 – K53 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Các bơm trục vít định lượng (15P74 and 15P82 ) được bảo vệ để tránh khi mức vị xuống quá thấp hay khi không khí lọt vào đầu hút của bơm. Bơm sediment feed pump 15P82 được trang bị một hệ thống cảnh báo áp suất phòng khi trường hợp đầu vào của bơm bị tắc. Bộ chuyển đổi tín hiệu của sediment vessel 2 (15D83) cho biết lượng TiO2 suspension qua thiết bị phân tán (dispersion device for) để giúp cho việc điều chỉnh EG/TiO2, hỗn hợp mà sau này sẽ được chuyển đến 15D71 để tạo hỗn hợp ban đầu 50 wt-% TiO2 premix. 5. Các thông số vận hành: 15D71 - Lượng một mẻ đặc trưng TiO2 : 2000kg - EG :2000kg - Nhiêt độ : phòng - Áp suất : khí quyển - Thời gian lưu : khoảng 3-4 h 15D81 - Thể tích lưu trữ : 20m3 cho một ngày lắng (max cho 3 ngày) - Nồng độ TiO2 : 10-15% ( khoảng 10,8% Wt) - Thời gian khuấy : 12h/d - Lượng lắng : 100kg/d - Lượng EG bổ sung (cho 15M74 ): 823kg/batch - Nhiệt độ : phòng - Áp suất : khí quyển 15D83 - Thể tích lưu trữ : 12.8m3 cho một ngày - Lượng EG bổ sung :7111kg - Nồng độ TiO2 : 18% - Thời gian khuấy : 45-60 phút - Thời gian lưu : khoản 10 giờ - Nhiệt độ : phòng - Áp suất : khí quyển 15D75 - Thể tích lưu trữ : 14,3m3 cho một ngày - Lượng EG bổ sung :1655kg - Nồng độ TiO2 : 15% - Thời gian khuấy : 45-90 phút - Nhiệt độ : phòng - Áp suất : khí quyển 15M82 - Thời gian vận hành : khoảng 10-12 h một ngày SV: Hà Ngọc Khánh MSSV: 20081369 Lớp Hóa dầu 2 – K53 Báo cáo thực tập tốt nghiệp - Dung dích ngiền : khoảng 0,86 m3/batch - Nồng độ TiO2 : 12-18Wt% ( khoảng 15Wt%) - Năng suất bình thường :125kg/h hoặc 100l/h - Kích thước hạt (d90%) : < 2...3 µm - Nhiệt độ : phòng - Áp suất : khí quyển 15M74 - Thời gian vận hành : 15h/d - Năng suất thường :700-800lít/h - Nhiệt độ : phòng - Áp suất : khí quyển 15D77A/B - Lưu lượng cho 500t Pet :486,1 kg/h - Áp suất :tới 10 barg II.1.3.5. Raw Material Mixing (section 18): 18-PFD-PR001_RB2; 18-PID-PR001-RC1; 18-PID-PR002-RC1 1. Mục đích cơ bản: - Đo và nạp lượng PTA và EG ở một tỷ lệ xác định vào bồn trộn để tạo ra Paste Prepareation - Để tao ra Paste đồng nhất - Đưa Paste vào phần phía dưới của thiết bị phản ứng ESpree (qua bộ định lượng) 2. Các thiết bị chính: Stt Ký hiệu Name Chức năng 1 13F26 EG FILTER Bộ lọc EG tinh khiết(virgin EG) 2 18A13 AGITATOR DRIVE (PASTE Cho quá trình trộn hợp tạo MIX.) Paste 3 18D13 PASTE MIXING VESSEL Tạo và đồng nhất Paste 4 18S16 EG MIXING TANK Trộn Virgin EG với EG thu hồi(recovered EG) 5 18E16 EG COOLER Làm lạnh (recovered EG) 6 18P13A/B PASTE PUMP Định lượng và đưa Paste vào Esterification) 7 18P16A/B EG MIXING PUMP Đồng nhất và bơm EG 8 18Q13 PTA FEEDER Nạp và định lượng PTA bằng trục vít 9 18Q17 PTA DOSING BALANCE Định lượng chính xác PTA vào Mixer SV: Hà Ngọc Khánh MSSV: 20081369 Lớp Hóa dầu 2 – K53 Báo cáo thực tập tốt nghiệp 3. Tóm tắt quá trình: PTA được định lượng từ PTA silo 11S58 vào bồn trộn qua hệ thống trục vít có thể điều chỉnh tốc độ và bộ điều khiển lưu lượng khối. Virgin EG được bơm từ EG storage tới Plant qua bộ lọc. EG từ các hotwell 20D33 và 22D43 được đưa về tank EGS chảy tràn 37S90 và được chuyển tới EG Mixing tank 18S16, ở đó nó được trộn với Recovered EG từ tháp phân tách 20T12. Dòng EG được đo và điều khiển bằng bộ điều khiển lưu lượng khối đi vào Paste mixing vessel. Một phần dòng recovered EG từ 20T12 được dùng để điều chỉnh nhiệt độ của Paste. Các cấu tử được phối trộn trong Paste mixer nhờ cánh khuấy có thiết kế đặc biệt để tạo ra Paste đồng nhất với tỷ lệ mole khoảng 1,5. Nó dễ dàng được chuyển tới phần đáy của ESpree nhờ bơm thể tích. Để ngăn ngừa sự tạo bụi của PTA và hơn nữa là nó có thể xâm nhập vào hệ thống venting. Paste mixer được trang bị với mái vòm có chứa hai đầu phun EG ở đỉnh. EG này lấy từ nguồn Virigin EG ở nhiệt độ phòng. Việc phun EG làm tăng hiệu quả tách anđêhit. Việc kết nối hệ thống venting ở đỉnh vòm tạo ra áp suất chân không nhẹ để hút hơi cho hệ thống. Paste được đo và vận chuyển liên tục tới thiết bị phản ứng ESpree nhờ hai bơm thể tích có thể điều chỉnh tốc độ, bình cả 2 đều làm việc, tuy nhiên khi 1 bơm gặp trục trặc thì bơm còn lại có thể vận chuyển toàn bộ lượng Paste. Bộ đo lưu lượng được đo liên tục dòng Paste và khối lượng riêng. Khối lượng riêng tỷ lệ với tỷ mole của EG và PTA. Khối lượng riêng được ghi lại và dễ dàng điều chỉnh nhờ thay đổi lượng EG vào thông qua bộ điều khiển nhằm duy chi sự chính xác cao nhất về tỷ lệ mole, điêu này rất quan trọng đối vơisự hoạt động ổn định của quá trình. 4. Nguyên lý điều khiển: Hệ thống điều khiển chính (Master control system) với lượng vào tất cả các cấu tử yêu cầu và phụ gia. Bộ định lượng PTA nhận setpoint từ năng suất mong muốn của Plant, được hiệu chỉnh với mức vị của Paste mixing Vessel 18D13 và bộ đo tỷ lệ mole. Bộ điều khiển dòng EG nhận tín hiệu setpoints nhằm tương ứng với lượng PTA và tỷ lệ mole mong muốn. Việc tính toán cũng cần xem xét đến lượng EG nạp vào, lượng trong xúc tác, lượng trong TiO2 slurry, lượng EG Spray, và lượng EG flush để làm kín bơm Paste 18P13. Tỷ lệ mole được đo thông qua hệ thống đo lưu lượng khối Paste và tất cả các dòng EG cũng như bộ đo tỷ khối có bù nhiệt. Bộ điều khiển tỷ lệ mole làm cân bằng việc định lượng PTA trong một khoảng xác định. SV: Hà Ngọc Khánh MSSV: 20081369 Lớp Hóa dầu 2 – K53 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Mức vị: mức vì EG trong 18S16 được điều khiển nhờ lượng EG (bổ sung) Make-up đi từ seal vessel 20D36 (từ đó về các hotwell 20D33 và 22D43 và chảy về EGS drain tank 37S90 tới EG mixing tank 18S16) Nhiệt độ: nhiệt độ của 18S16 được điều chỉnh thông qua valve WCL từ 18E16. Nhiệt độ của Paste Mixing được điều chỉnh qua vavle điều khiển lượng hot EG từ Process coluum 20T12 trên đường EG chính vào Paste mixer. 5. Các thông số vận hành chính: 18D13 - Áp suất : khí quyển - Nhiệt độ : khoảng 65oC - Mức vị : khoảng 88- 92% - Thời gian lưu : 1,8-2h 18S16 - Nhiệt độ : 60 -70oC - Áp suất : khí quyển - Mức vị : 50% Dòng (flow tại 500t Pet) - PTA : 17824 kg/h - EG : 9399kg/h - CPC (ở 1,3%Wt) : khoảng 460 kg/h - EG to vent dome : khoảng 400 kg/h - Tổng : 28083 kg/h II.1.3.6. ESPREE Reactor :(section 20) 20-PFD-PR001_RB2;20-PID-PR001-RC1;20-PID-PR003-RC1;20-PID-PR004RC1. 1. Mục tiêu chính: - Tạo DGT qua phản ứng este không xúc tac giữa PTA và EG - Tách nước được sinh ra trong phản ứng este - Tách và thu hồi lượng EG (lượng EG dư là cần thiết để xúc tiến phản ứng) để tái sử dụng - Tách các sản phẩm phụ sinh ra trong phản ứng 2. Các thiết bị chính: Stt Ký hiệu Tên REBOILER TO ESPREE 1 20E10 SV: Hà Ngọc Khánh Chứa năng Bộ trao đổi nhiệt ngoại cho phản ứng Este MSSV: 20081369 Lớp Hóa dầu 2 – K53 Báo cáo thực tập tốt nghiệp DISTILLATE CONDENSER Ngưng tụ hơi nước ECONOMIZER Tiền gia nhiệt cho EG trước khi đi vào 3 20E13 tháp Process column 20P11 A/ MONOMER PUMP Chuyển lượng monomer từ 4 B Esterificaion lên postesterification HTM EVAPORATOR (ES) Gia nhiệt cho đáy của thiết bị Espree 5 20E15 và phần Reboiler của process column 20P12 A/ REBOILER PUMP Bơm lượng EG tháp process column 7 B tới 20R10 và 18S16 ESPREE REACTOR Thiết bị phản ứng nhiều giai đoạn -Esterification 8 20R10 -Postesterification -Prepolycondensation 9 20T12 PROCESS COLUMN Tháp tách hơi EG và nước 10 20V10 VACUUM PIPE (PP) Dẫn EG tới tháp ngưng EG / CPC FEEDING Trộn EG hoặc CPC với monomer 11 20RZ10 STATION 2 20E12 3. Tóm tắt quá trình: Phản ứng esterification xảy ra trong một số giai đoạn Giai đoạn đầu phản ứng xảy ra ở đáy của ESpree với độ chuyển hóa từ 88- 92% Giai đoạn Postesterification nằm ở đỉnh thiết bị phản ứng với độ hcuyển hóa khoảng 98% có 3 tầng nhỏ theo kiểu thác chảy. Trong giai đoạn esterification mạch polymer bắt đầu tạo thành, và sự este hóa tiếp tục xảy ra trong các giai đoạn phía sau. Paste bao gồm cả phụ gia được đưa liên tục từ Paste mixing vessel 18D13 nhờ bơm 18P13A/B có nhiệt độ khoảng 65o C đi tới phần esterification của 20R10. Trước khi đi vào tháp Paste qua thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống trùm 20E10, thì recovered EG từ đáy của 20T12 và tác nhân làm mờ (Dulling agent slurry) được đưa vào để nâng tỷ lệ mole tổng lên 1,75- 1,8 để bù lại lượng EG mất mát do bay hơi trong phần Esterification. Lượng EG đưa vào dòng Paste được điều khiển qua một vòng điều khiển. Reboiler pump 20P12 bơm EG từ đáy của 20T12 tới Paste để ổn định tỷ lệ mole, phần còn lại được đưa tới18S16 qua vòng điều khiển mức của 20T12. TiO2 slurry cùng với EG từ đáy của 20T12 được đưa vào phía dưới của ống trước khi vào 20E10 nhằm trộn đều chúng với monomer. Lượng TiO2 slury đưa vào được đo thông qua bộ điều khiển lưu lượng, thông qua điều chỉnh tốc độ của bơm đĩa trục vít lệch tâm. Sau đó Paste, EG và TiO2 slurry được đưa vào sườn ống trao đổi nhiệt 20E10 của ESpree qua một lỗ đặc biệt. Paste được trộn với SV: Hà Ngọc Khánh MSSV: 20081369 Lớp Hóa dầu 2 – K53 Báo cáo thực tập tốt nghiệp monomer có sẵn trong đó nhờ Static mixer nằm dưới ống gia nhiệt. Một vòng tuần hoàn tự nhiên được tạo ra do sự sôi của các chất tham gia phản ứng. Trong thết bị trao đổi nhiệt, chất tham gia phản ứng ở khoảng 255-260o C, áp suất 1,2-1,5 barg. Tại đó chúng sôi mạnh. Độ chuyển hóa khoảng 88-92%, trong khoảng thời gian 60-80 phút và độ trùng hợp là 3 đơn vị. Khi DGT được tạo thành, nước sinh ra cùng với một phần EG được tách và quay trở lại để tăng độ chuyển hóa. Trong khi lượng EG còn lại được chuyển về mixing tank để sử dụng lại. Năng lượng cần thiết để gia nhiệt cho Paste tới điều kiện phản ứng, cũng như làm bay hơi nước sinh ra, EG, và cho phản ứng, được cấp bởi hơi dầu gia nhiệt sinh ra trong HTM evaporator 20E15. Tùy thuộc vào năng suất nhà máy mà nhiệt độ của hơi nằm trong khoảng 282°C tới 290°C. Monomer sinh ra trong phản ứng este hóa được bơm bánh răng 20P11A/B bơm từ đáy lên đỉnh của thiết bị phản ứng. Để đảm bảo quá trình vận hành an toàn hai bơm cùng làm việc song song, nhưng khi một bơm gặp sự cố thì bơm còn lại có thể bơm toàn bộ dòng lưu chất. Lượng EG bổ sung để điều chỉnh tỷ lệ mole cũng như các phụ gia để thay đổi tính năng của sản phẩm được đưa vào theo đường monomer line. Static mixer 20RZ10 được dùng để chắc chắn rằng EG và các phụ gia được trộn đều với dòng Monomer. Áp suất đầu ra của bơm 20P11A/B được điều khiển bằng van bướm khí nén (pneumatic butterfly valve) trên đường monomer nằm ở đầu vào tầng Cascade thứ nhất của phần Postesterification. Cùng với nước sinh ra, một phần hơi EG bay lên. Chúng được dẫn tới tháp chưng 20T12, tại đó hơi nước sẽ được tách ra ở đỉnh của tháp là hơi bão hòa. Một phần hơi này được dùng để tạo chân không, lượng dư còn lại được ngưng tụ tại 20E12. Nước ngưng được đưa về bồn khí áp chân không (seal vessel vacuum) 24D53. Lượng hơi nước sử dụng cho tạo chân không được ngưng tụ thiết bị ngưng chân không thứ nhất hoặc cuối cùng 24E51/53 (first / final vacuum condenser 24E51/53) và nước ngưng cũng được đưa về (seal vessel vacuum) 24D53. Nước tại (seal vessel vacuum) 24D53 được đưa qua tháp tách 24T61 stripper column 24T61 để tách cách sản phẩm phụ có nhiệt độ sôi thấp như anđêhít. Một phần lượng nước thu được khi qua tháp được bơm hồi lưu (reflux pump) 24P61A/B trở lại 20T12 như một dòng hồi lưu ngoài nhờ bộ điều khiển dòng, lượng dư còn lại ra khỏi stripper column theo phương pháp chảy tràn. Phần Postesterification được chia thành 3 tầng thác mỗi tầng có các ống gia nhiệt dạng xoắn ruột gà bên trong. Phương pháp này làm tăng khả năng bay hơi và thu hồi nước, cũng như tạo thời gian lưu đồng nhất. Thời gian lưu tổng khoảng 50-60 phút, độ chuyển hóa lên tới 98%. DP tăng lên đến 5-6 đơn vị. Phản ứng xảy ra trong điều kiện SV: Hà Ngọc Khánh MSSV: 20081369 Lớp Hóa dầu 2 – K53 Báo cáo thực tập tốt nghiệp chân không. Sự bay hơi và gia nhiệt cho phản ứng được thực hiện nhờ thiết bị trao đổi nhiệt HTM evaporator 22E25. Tùy thuộc vào năng suất mà nhiệt độ của hơi HTM sẽ nằm trong khoảng 290- 295o C. Trong buồm Cascade thứ hai và ba của Postesterification có trang bị các đầu nạp phun dạng đầu phun dùng để nạp các dung dịch phụ gia và các chất thay đổi tính chất sản phẩm. Hơi, bao gồm chủ yếu là EG và nước sinh ra thoát ra khỏi Postesterification theo đường hơi. Hơi này được đưa tới thiết bị ngưng tụ dạng phun (spray condenser 20E23) và được ngưng tụ trực tiếp nhờ phun EG (spray EG) lạnh vào. Các chất không ngưng như anđêhít và nitơ được dẫn vào hệ thống hút chân không. EG phun được tuần hoàn nhờ bơm EG phun tuần hoàn (EG pump 20P23A/B) tới thiết bị làm lạnh EG cooler 20E24 rồi đưa tới 20E23. Lượng dư hỗn hợp EG và nước được đo và dẫn tới pháp chưng 20T12 để phân tách. Sau khi rời Postesterification, monomer nhờ trọng lực đi xuồng Flasher của Prepolycondensation. Dòng monomer được điều khiển qua bộ điều khiển mức, nó nhận setpoints từ mức vị của Prepolycondensation. Phản ứng trong Prepolycondensation diễn ra trong các khu vực sau: Flashers Falling film evaporators Prepolycondensation của ESPREE reactor gồm có 2 Flasher cascade và 2 Falling film evaporators. Trong buồm Flasher cascade thứ 2 sản phẩm được phân bố và chảy tràn vào trong các Falling film cascade. Falling Film được gồm rất nhiều ống được thiết kế đặc biệt nhằm tăng diện tích bề mặt, do vậy làm tăng độ trùng hợp cũng như khả năng thu hồi hơi EG và nước. Phản ứng trong Prepolycondensation được vận hành ở 5 - 8 mbara và 278 - 282°C. Trong giai đoạn này phản ứng este sẽ kết thúc và chiều dài của mạch prepolymer tăng lên nhờ phản ứng cắt EG của các phân tử este. Hơi thoát ra khỏi Prepolycondensation gồm chủ yếu hơi EG được ngưng tụ tại spray condenser 20E33 và mist eliminator 20E36 bằng cách phun trực tiếp EG lạnh. 4. Mô tả điều khiển: Năng suất và mức vị: Lượng Paste đi vào 20R10 được điều khiển backward qua bộ điều khiển mức vị section esterification chụi tác động bởi bộ điều khiển chính năng suất tối đa nhà máy. Mức vị của Mixing Paste sẽ tác động và điều chỉnh lượng vào của Plant. Mức vị của tầng Cascade đáy của Postesterification sẽ giữ không đổi nhờ bộ điều khiển backward điều khiển tốc độ của bơm monomer 20P11A/B. Áp suất đầu ra của bơm SV: Hà Ngọc Khánh MSSV: 20081369 Lớp Hóa dầu 2 – K53 Báo cáo thực tập tốt nghiệp monomer được giữ không đổi nhờ van điều khiển áp suất của đường monomer trên đường vào Postesterification. Mức vị của tháp 20T12 được điều khiển qua van đầu ra của tháp qua thiết bị trao đổi nhiệt tiếp kiệm (economizer) 20E13 và đi tới EG mixing tank 18S16. Nhiệt độ: - Esterification: nhiệt độ của sản phẩm được giữ không đổi nhờ bộ điều khiển Cascade nhiệt độ của HTM evaporator 20E15. - Postesterification: nhiệt độ của sản phẩm ở tầng thứ 3 được giữ không đổi bằng van điều khiển trên đường HTV từ the HTM evaporator 22E25. - Prepolycondensation: nhiệt độ của sản phẩm được giữ không đổi qua điều khiển nhiệt độ của HTM evaporator 22E25. - Tháp Process Column: nhiệt độ đỉnh tháp được giữ không đổi qua điều cascade lượng hồi lưu vào tháp để giảm tối đa lượng EG mất mát. Nhiệt độ Reboiler được giữ không đổi qua van nhiệt độ từ 20E15. Áp suất: Esterification: áp suất của toàn bộ hế thống và của tháp process column được giữ không đổi qua việc điều khiển van áp suất presure control butterfly vavle ở phía trước của distillate condenser 20E12. Postesterification: áp suất phản ứng được điều khiển qua van điều khiển áp suất của trên đầu vào giữ spray condenser và vacuum jet. Prepolycondensation: áp suất được điều khiển bởi van hơi đầu vào ballast (ballast steam feed valve) tới sườn nạp của vacuum jet. 5. Các thông số vận hành: 20R10 Esterification: o Áp suất: 1,3 -1,5 bar o Nhiệt độ sản phẩm: 255 - 265°C o Thời gian lưu: 60 – 80 phút o Độ chuyển hóa : 88 – 92% o Nhiệt độ HTM :282 – 290°C o EG trở lại ( tỷ số mole tổng) : 1,7 -1,8 Postesterification: o Áp suất 0,5 – 0,6 bar o Nhiệt độ sản phẩm 272 -275°C o Thời gian lưu: 50 - 60 phút o Độ chuyển hóa : 97,5 - 98% o Nhiệt độ HTM : 290 - 295°C SV: Hà Ngọc Khánh MSSV: 20081369 Lớp Hóa dầu 2 – K53 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Prepolycondensation: o Áp suất 5 - 8 nbar o Nhiệt độ sản phẩm 275 - 280°C o Thời gian lưu: 25- 30 phút o DP 20 – 40 đơn vị o Nhiệt độ HTM : 290 - 295°C 20T12 Process column: o Nhiệt độ đỉnh : 124.8°C (ở 1.3 barg) o Nhiệt độ đáy : 210 - 215°C o Áp suất : 1.2 - 1.5 barg 20P11 A/B Monomer pump: o Năng suất: tới 27000 kg/h o Tốc độ : tới 350 rpm o Áp suất: 2 - 4 barg Dòng sản phẩm: o Precondensate flow tới postesterification :~ 22739 kg/h o TiO2 slurry tới paste line: ~ 486 kg/h Product flow tới prepoly reactor : ~ 21907 kg/h II.1.3.7. DISCAGE Reactor (section 22) 22-PID-PR001-RC1; Tạo ra polyester polymer có DP từ 95 – 108, từ dòng prepolymer lấy từ DISCAGE Reactor. Các thiết bị chính: Stt Ký hiệu 1 22P22A/B 2 22A20 3 22E25 4 22P22A/B 5 6 A/B 22R20 22V20 SV: Hà Ngọc Khánh Tên PREPOLYMER PUMPS AGITATOR DRIVE (DC) HTM EVAPORATOR (DC) POLYMER DISCHARGE PUMPS Chức năng Chuyển sản phẩm từ ESPREE reactor tới DISCAGE reactor Cánh khuấy cho DISCAGE reactor Bộ gia nhiệt Bơm polymer ra kkhỏi DISCAGE reactor DISCAGE REACTOR Thiết bị phản ứng VACUUM PIPE (DC) ống dẫn hơi tới hệ thống spray condenser MSSV: 20081369 Lớp Hóa dầu 2 – K53 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Tóm tắt quá trình: Phản ứng polycondensation được thực hiện ở áp suất chân không cao. Nhiệt độ cao hơn cùng với áp suất thấp hơn so với giai đoạn prepolycondensation. Để ngăn chặn sự biến động của sản phẩm thì các yếu tố đầu vào được giữ ổn định đến mức tối đa. Để làm được điều này, mức vị của Discage được điều khiển bởi dòng đi vào nó thông qua điều khiển tốc độ của bơm prepolymer pump 22P21A/B. Giá trị setpoint cho tốc độ của bơm prepolymer pump 22P21A/B được điều khiển bởi mức vị của Discage reator. Bình thường hai bơm làm việc đồng thời nhưng khi một bơm gặp sự cố thì bơm còn lại có thể bơm toàn bộ dòng công nghệ. DISCAGE reactor là thiết bị phản ứng nằm ngang được thiết kế đặc biệt, là sự cộng hợp của nhiều yếu tố giúp tạo ra sản phẩm từ từ với Dp từ 95 – 108. Độ nhớt tăng dần khi đi qua thiết bị phản ứng một cách có kiểm soát. Để tránh tạo ra các điểm chết (dead spots), cũng như tạo diện thích tiếp súc với chân không lớn nhất, và giữ cho các điều kiện phản ứng ở mức ổn định nhất. Thiết bị phản ứng có cánh khuấy dạng lồng 22A20, gồm rất nhiều các đĩa dao, vòng, các thanh tách, và tấm chắn giúp cho nó có đầy đủ các tính năng yêu cầu. Nhiệt độ đầu ra của quá trình được giữ ổn định trong khoảng 282°C tới 285°C. DISCAGE reactor được cung cấp nhiệt bởi HTM evaporator 22E25. Bơm polymer 22P22A/B ở đầu ra giúp tăng áp suất lỏng polymer đến mức yêu cầu cho quá trình lọc và đưa tới hệ thống phân phối lỏng polymer. Trên đường lỏng thuộc đầu ra của bơm polymer có trang bị một nhớt kế đo liên tục online viscosimeter 26M50, nó kiểm soát độ nhớt và tương ứng sẽ setpoint tới độ chân không trong DISCAGE ở khoảng 1 -2 mbar. Mô tả điều khiển: Các yếu tố đầu vào được duy trì ổn định đến mức tối đa nhằm tránh sự biến động tính chất của sản phẩm. Mức vị trong DISCAGE được duy trì nhờ vào việc điều khiển prepolymer pump 22P21A/B. Một vòng điều khiển áp suất được sử dụng để giữ cho áp suất trong DISCAGE không đổi. Bơm sản phẩm polymer làm việc tốc độ không đổi tương ứng với giá trị setpoint của các yếu tố đầu vào. Nhiệt độ: nhiệt độ của HTM evaporator 22E25 được cài đặt để đạt được sản phẩm có nhiệt độ mong mốn. Độ chân không: độ chân không trong Discage là một phần của bộ điều khiển độ nhớt. Bộ điều khiển chân không nhận giá trị setpoint từ giá trị output của bộ điều khiển độ nhớt (Master). Van điều khiển áp suất được điều khiển bằng cách tiết điều chỉnh van phun hơi tiết lưu Ballast đi vào trong các đầu tương ứng của bộ phận hút chân không. SV: Hà Ngọc Khánh MSSV: 20081369 Lớp Hóa dầu 2 – K53