Tài liệu 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 CÔNG NGHỆ 2 Đề tài: MÔ 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 thô 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 thô 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 chuyên dụng dùng để tính toán và mô phỏng công nghệ được dùng cho chế biến dầu và khí, trong đó các quá trình xử lý và chế biến khí được sử dụng nhiều nhất  Trạng thái mô phỏng: • Steady Mode: Trạng thái tĩnh • Dynamic Mode: Trạng thái động 11 III. THIẾT LẬP SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG 12 b) Các bước mô 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 mô phỏng và mô phỏng Trích xuất kết quả mô phỏng Thêm các tiêu chuẩn và so sánh với số liệu PFD 12 III. THIẾT LẬP SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG 13 2. Mô 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 thô : 358℃ - Nhiệt độ dòng steam : 350℃ HGO 812500(kg/h) CRUDE LP STEAM 23670(kg/h) 403303(kg/h) RESIDUE 13 III. THIẾT LẬP SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG 14 Tiến hành mô 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 Dòng Overflash Giá trị mô 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 Không 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 Dòng Overflash Giá trị mô 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 mô 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 dòng sản phẩm. Lưu lượng các Mô phỏng (kg/h) dòng 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