Giáo trình Vận hành phân xưởng chế biến dầu 2 (Nghề: Vận hành thiết bị chế biến dầu khí - Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí (năm 2020)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:80

Thêm vào BST

Báo xấu

17
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Vận hành phân xưởng chế biến dầu 2 được biên soạn với mục tiêu giúp các bạn có thể trình bày được cơ sở, nguyên liệu và sản phẩm của các quá trình: reforming xúc tác và xử lý khí trong nhà máy lọc dầu; Trình bày được sơ đồ công nghệ của các phân xưởng reforming xúc tác và xử lý khí trong nhà máy lọc dầu. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Vận hành phân xưởng chế biến dầu 2 (Nghề: Vận hành thiết bị chế biến dầu khí - Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí (năm 2020)

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ  GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN : VẬN HÀNH PHÂN XƯỞNG CHẾ BIẾN DẦU II NGHỀ : VẬN HÀNH THIẾT BỊ CHẾ BIẾN DẦU KHÍ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số: 191/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 3 năm 2020 của Trường Cao Đẳng Dầu Khí) Bà Rịa-Vũng Tàu, năm 2020 (Lưu hành nội bộ)
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. Trang 1
LỜI GIỚI THIỆU Có thể nói dầu mỏ là nguồn năng lượng quan trọng nhất của mọi quốc gia trên thế giới, có khoảng 60 đến 70% năng lượng sử dụng xuất phát từ dầu mỏ. Hiệu quả của việc sử dụng nguồn năng lượng này phụ thuộc rất nhiều vào các quá trình chế biến, việc đưa dầu mỏ vào các quá trình biến sẽ nâng cao hiệu quả sử dụng của dầu mỏ lên 5 lần, như vậy sẽ tiết kiệm được nguồn tài nguyên quí giá này . Việt Nam cũng là một quốc gia sở hữu nguồn tài nguyên dầu mỏ, chúng ta đang và sẽ phát triển ngành công nghiệp chế biến dầu khí thành một tập đoàn kinh tế mạnh của Việt Nam, góp phần đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia và là đầu tàu kinh tế trong xây dựng và phát triển đất nước. Cùng với sự phát triển ngành công nghiệp này thì đòi hỏi việc tìm hiểu và nắm vững các quá trình chuyển hóa cũng như công nghệ chế biến là hết sức quan trọng. Với mục đích cung cấp cho người học đầy đủ các kiến thức về các sản phẩm từ dầu mỏ đang được sử dụng rộng rãi hiện nay, giáo trình “Vận hành phân xưởng chế biến dầu II” được chia thành 2 chương tương ứng với các nội dung sau: Reforming xúc tác; Xử lý khí trong nhà máy lọc dầu. Trân trọng cảm ơn./. Bà rịa - Vũng Tàu, tháng 3 năm 2020 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: GV Lưu Trà My 2. Lê Quốc Hoàng 3. Th.S Ngô Thị Bích Thu 4. TS. Nguyễn Huỳnh Đông 5. Ks. Phạm Công Quang Trang 2
MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU............................................................................................................... 2 DANH MỤC CÁC BẢNG.................................................................................................. 6 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN .................................................................................................... 7 BÀI 1. REFORMING XÚC TÁC ............................................................................... 14 1.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC ................ 16 1.1.1. Giới thiệu chung về quá trình ........................................................................ 16 1.1.2. Cơ sở lý thuyết của quá trình reforming xúc tác ........................................... 20 1.2. NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC 25 1.2.1. Nguyên liệu.................................................................................................... 25 1.2.2. Sản phẩm ....................................................................................................... 26 1.3. XÚC TÁC CỦA QUÁ TRÌNH REFORMING .................................................... 27 1.3.1. Lịch sử phát triển .......................................................................................... 28 1.3.2. Vai trò xúc tác hai chức năng ........................................................................ 29 1.3.3. Các yêu cầu đối với xúc tác reforming xúc tác ............................................. 30 1.3.4. Sự thay đổi tính chất của xúc tác trong quá trình làm việc ........................... 30 1.4. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC TÁI SINH BÁN LIÊN TỤC ................................................................................................................ 33 1.5. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC TÁI SINH LIÊN TỤC (CCR) ............................................................................................................. 35 1.5.1. Công nghệ Aromizing của IFP ..................................................................... 38 1.5.2. Công nghệ CCR Platforming của UOP ......................................................... 39 1.5.3. Công nghệ Cyclar của UOP........................................................................... 42 1.5.4. Công nghệ Reforming của nhà máy lọc dầu Dung Quất ............................... 43 1.6. CÁC THIẾT BỊ CHÍNH CỦA PHÂN XƯỞNG REFORMING XÚC TÁC ....... 44 1.6.1. Thiết bị phản ứng với lớp xúc tác cố định ..................................................... 44 1.6.2. Thiết bị phản ứng với lớp xúc tác di động..................................................... 47 1.7. CÁC THÔNG SỐ VẬN HÀNH CỦA PHÂN XƯỞNG ...................................... 47 1.7.1. Nhiệt độ ......................................................................................................... 47 Trang 3
1.7.2. Áp suất ........................................................................................................... 49 1.7.3. Tốc độ nạp liệu riêng thể tích hay thời gian lưu ............................................ 50 1.7.4.Tỷ lệ H/HC (nguyên liệu) ............................................................................... 50 1.8. THỰC HÀNH MÔ PHỎNG PHÂN XƯỞNG REFORMING XÚC TÁC .......... 51 1.8.1. Giới thiệu chung ............................................................................................ 51 1.8.2. Sơ đồ PFD...................................................................................................... 51 1.8.3. Thiết bị điều khiển quá trình và thông số vận hành ...................................... 51 1.8.4. Quy trình khởi động....................................................................................... 56 BÀI 2. XỬ LÝ KHÍ TRONG NHÀ MÁY LỌC DẦU .............................................. 59 2.1. NGUỒN GỐC CỦA KHÍ TRONG NHÀ MÁY LỌC DẦU................................ 60 2.1.1. Nguồn gốc...................................................................................................... 60 2.1.2. Các quá trình cơ bản sử dụng trong phân xưởng thu hồi khí ........................ 62 2.2. PHÂN XƯỞNG THU HỒI LPG .......................................................................... 64 2.2.1. Nguyên liệu và sản phẩm............................................................................... 64 2.2.2. Sơ đồ công nghệ ............................................................................................ 65 2.2.3. Thiết bị chính và thông số vận hành .............................................................. 68 2.3. PHÂN XƯỞNG XỬ LÝ KHÍ AXIT .................................................................... 68 2.3.1. Giới thiệu chung về quá trình ........................................................................ 68 2.3.2 Các phương pháp xử lý khí axít ..................................................................... 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................ 79 Trang 4
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ hình 1.1. vị trí phân xưởng reforming xúc tác trong nhà máy lọc dầu ............................... 19 hình 1.2. sơ đồ công nghệ reforming xúc tác bán liên tục.................................................. 33 hình 1.3. công nghệ octanizing (ifp) ................................................................................... 35 hình 1.4. tầng xúc tác bán liên tục và tầng xúc tác di động ................................................ 36 hình 1. 5. thiết bị phản ứng dọc trục và xuyên tâm ............................................................ 37 hình 1.6. sơ đồ công nghệ aromizing của ifp...................................................................... 38 hình 1.7. sơ dồ cong nghệ ccr platforming của uop ........................................................... 39 hình 1.8. sơ dồ cong nghệ rz platforming của uop ............................................................. 40 hình 1.9. so sánh hiệu suất thu aromatic của rz và ccr platforming ................................... 40 hình 1.10. so sánh hiệu suất thu hydro của rz và ccr platforming ...................................... 41 hình 1.11. sơ dồ cong nghệ cyclar của uop ........................................................................ 42 hình 1.12. thiết bị phản ứng reforming với lớp chất xúc tác cố định (dọc trục) ................ 45 hình 1.13. thiết bị phản ứng xuyên tâm .............................................................................. 46 hình 1.14. thiết bị phản ứng refoming với lớp xúc tác di động .......................................... 47 hình 1.15. ảnh hưởng của nhiệt độ đến trị số octan của xăng ........................................... 48 hình 1.16. mối quan hệ giữa hiệu suất xăng và trị số octan .............................................. 48 hình 1.17. ảnh hưởng của áp suất đến hiệu suất xăng và trị số octan................................. 49 hình 2.1. nhiệt động học của quá trình làm lạnh khí .......................................................... 64 hình 2.2. sơ đồ công nghệ thu hồi khí cổ điển ................................................................... 66 hình 2.3. sơ đồ công nghệ thu hồi khí hiện đại.................................................................. 67 hình 2.5. sơ đồ công nghệ xử lý khí axit bằng amin ......................................................... 76 Trang 5
DANH MỤC CÁC BẢNG bảng 1.1. các hãng đi đầu trong quá trình reforming xúc tác ............................................. 18 bảng 1.2. ảnh hưởng nhiệt độ lên độ chuyển hoá cyclohexan thành benzen ..................... 20 bảng 1.3. so sánh trị số octan của một số hydrocacbon...................................................... 24 bảng 1. 4. hiệu suất sản phẩm quá trình reforming xúc tác ................................................ 27 bảng 1.5. so sánh tầng xúc tác bán liên tục SRR và tầng xúc tác di động CCR. ............... 35 bảng 2.1. các quá trình hấp thụ thường dùng ..................................................................... 71 bảng 2.2. tổng hợp các tính chất vật lý cơ bản của amin................................................... 73 Trang 6
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN 1. Tên mô đun: Vận hành phân xưởng chế biến dầu II 2. Mã mô đun: CNH19MĐ24 3. Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: 3.1. Vị trí: Là mô đun thuộc phần môn học, mô đun chuyên môn nghề của chương trình đào tạo. Môn đun này được dạy trước mô đun vận hành phân xưởng chế biến khí và sau các môn học, mô đun như: Vận hành tháp chưng cất dầu thô, vận hành phân xưởng chế biến dầu I. 3.2. Tính chất: Tính chất: Mô đun này trang bị những kiến thức, kỹ năng về công nghệ và vận hành phân xưởng Reforming xúc tác và Xử lý khí trong nhà máy lọc dầu. 4. Mục tiêu của mô đun: - Về kiến thức: A 1. Trình bày được cơ sở, nguyên liệu và sản phẩm của các quá trình: reforming xúc tác và xử lý khí trong nhà máy lọc dầu. A 2. Trình bày được sơ đồ công nghệ của các phân xưởng reforming xúc tác và xử lý khí trong nhà máy lọc dầu. A 3. Liệt kê được các thiết bị chính, cấu tạo của thiết bị trong các phân xưởng. A 4. Trình bày được các thông số vận hành của phân xưởng reforming xúc tác và phân xưởng xử lý khí trong nhà máy lọc dầu. - Về kỹ năng: B 1. Vận hành được các phân xưởng chế biến dầu đã học trên mô hình động thành thạo. B 2. Xử lý được các sự cố thường gặp theo đúng quy trình. - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: C 1. Tuân thủ tuyệt đối các qui định về an toàn, pccc, nội quy phòng học/ phòng mô hình và quy chế của nhà trường. C 2. Tuân thủ các qui trình vận hành các thiết bị điện, tự động hóa có liên quan. C 3. Xác định được công việc phải thực hiện, hoàn thành các công việc theo yêu cầu, không để xảy ra sự cố, hư hỏng đối với hệ thống thiết bị. 5. Nội dung của mô đun: 1.1. Chương trình khung Mã MH/MĐ/HP Tên môn học, Số Thời gian đào tạo (giờ) Trang 7
mô đun tín Trong đó chỉ Tổng Thực hành/ Thi/ Kiểm số Lý thí nghiệm/ tra thuyết bài tập/ thảo luận LT TH Các môn học chung/ I 21 435 157 255 15 8 đại cương MHCB19MH02 Giáo dục chính trị 4 75 41 29 5 MHCB19MH03 Pháp luật 2 30 18 10 2 MHCB19MH05 Giáo dục thể chất 2 60 5 51 4 Giáo dục quốc phòng MHCB19MH08 và An ninh 4 75 36 35 2 2 MHCB19MH09 Tin học 3 75 15 58 2 TA19MH02 Tiếng Anh 6 120 42 72 6 Các môn học, mô đun II chuyên môn ngành, 75 1855 556 1182 38 79 nghề Môn học, mô đun kỹ II.1 11 195 119 65 8 3 thuật cơ sở CK19MH01 Vẽ kỹ thuật - 1 2 45 15 28 2 KTĐ19MH10 Điện kỹ thuật 2 3 45 36 6 3 An toàn vệ sinh lao ATMT19MH01 2 30 26 2 2 động CNH19MH10 Nhiệt kỹ thuật 2 30 28 0 2 Cơ sở điều khiển quá TĐH19MĐ12 2 45 14 29 1 1 trình Môn học, mô đun II.2 chuyên môn ngành, 61 1660 437 1117 30 76 nghề Cơ sở quá trình và thiết CNH19MH13 bị trong công nghệ hóa 3 45 42 0 3 học CNH19MH14 Sản phẩm dầu mỏ 3 45 42 0 3 Vận hành thiết bị tách CNH19MĐ16 2 45 14 29 1 1 dầu khí Vận hành hệ thống CNH19MĐ17 6 150 28 106 3 13 đường ống và bể chứa Trang 8
Thời gian đào tạo (giờ) Số Trong đó Tên môn học, Mã MH/MĐ/HP tín Thực hành/ Thi/ Kiểm mô đun chỉ Tổng số Lý thí nghiệm/ tra thuyết bài tập/ thảo luận LT TH Vận hành máy thuỷ khí CNH19MĐ18 6 150 28 106 2 14 I Vận hành máy thuỷ khí CNH19MĐ19 4 100 28 66 2 4 II Vận hành lò gia nhiệt, CNH19MĐ20 3 75 21 50 2 2 thiết bị nhiệt Kỹ thuật phòng thí CNH19MĐ21 2 45 13 30 1 1 nghiệm Vận hành phân xưởng CNH19MĐ22 6 145 42 94 3 6 chưng cất dầu thô Vận hành phân xưởng CNH19MĐ23 6 145 42 94 3 6 chế biến dầu I Vận hành phân xưởng CNH19MĐ24 4 100 28 66 2 4 chế biến dầu II Vận hành các phân CNH19MĐ25 6 150 36 108 2 4 xưởng chế biến khí CNH19MĐ26 Thực tập sản xuất 4 195 45 138 3 9 CNH19MĐ27 Khóa luận tốt nghiệp 6 270 28 230 12 Tổng cộng 93 2290 713 1437 53 87 1.2. Chương trình chi tiết môn học Thời gian (giờ) Thực hành, Số Nội dung tổng quát Tổng Lý thí nghiệm, Kiểm tra TT số thuyết thảo luận, bài tập LT TH 1 Bài 1: Reforming xúc tác 50 14 33 1 2 Cơ sở lý thuyết của quá trình 1.1 2 2 reforming xúc tác Nguyên liệu và sản phẩm của quá 1.2 2 2 trình reforming xúc tác 1.3 Xúc tác của quá trình reforming 1 1 Trang 9
Sơ đồ công nghệ quá trình 1.4 reforming tái sinh xúc tác bán liên 3 3 tục Sơ đồ công nghệ quá trình 1.5 3 3 reforming tái sinh xúc tác liên tục Thiết bị phản ứng của quá trình 1.6 2 2 reforming xúc tác Các yếu tố ảnh hưởng đến quá 1.7 2 1 1 trình reforming xúc tác Thực hành vận hành phân xưởng 1.8 reforming xúc tác trên hệ thống 35 33 2 mô phỏng động Bài 2: Xử lý khí trong nhà máy 2 50 14 33 1 2 lọc dầu Nguồn gốc của khí trong nhà máy 2.1 1 1 lọc dầu Phân xưởng thu hồi LPG: nguyên 2.2 liệu, sơ đồ công nghệ, thiết bị 4 4 chính, thông số vận hành Thực hành vận hành phân xưởng 2.3 thu hồi LPG trên hệ thống mô 17 15 2 phỏnghình động Phân xưởng xử lý khí axít: nguyên 2.4 liệu, sơ đồ công nghệ, thiết bị 23 4 18 1 chính, thông số vận hành Cộng 100 28 66 2 4 6. Điều kiện thực hiện môn học: 6.1. Phòng học Lý thuyết/Thực hành: + Phòng học lý thuyết: Đáp ứng phòng học chuẩn. + Phòng thực hành: Mô hình mô phỏng Lọc hóa dầu 6.2. Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, bút viết bảng/ phấn 6.3. Học liệu, dụng cụ, phương tiện: Giáo trình Vận hành phân xưởng chế biến dầu II 6.4. Các điều kiện khác: Không 7. Nội dung và phương pháp đánh giá: 7.1. Nội dung: - Kiến thức: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức - Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kỹ năng. Trang 10
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Tuân thủ tuyệt đối các qui định về an toàn, pccc, nội quy phòng học/phòng mô hình và quy chế của nhà trường. + Tuân thủ các qui trình vận hành các thiết bị điện, tự động hóa có liên quan. + Xác định được công việc phải thực hiện, hoàn thành các công việc theo yêu cầu, không để xảy ra sự cố, hư hỏng đối với hệ thống thiết bị. + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. 7.2. Phương pháp: Người học được đánh giá tích lũy môn học như sau: 7.2.1. Cách đánh giá - Áp dụng quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-LĐTBXH, ngày 13/3/2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội. - Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Dầu khí như sau: Điểm đánh giá Trọng số + Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) 40% + Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) + Điểm thi kết thúc môn học 60% 7.2.2. Phương pháp đánh giá Phương pháp Phương pháp Hình thức Chuẩn đầu ra Số Thời điểm đánh giá tổ chức kiểm tra đánh giá cột kiểm tra Thường xuyên Vấn đáp/ Viết Hỏi đáp/ Tự A1, A2, A3, A4 2 Trước mỗi luận/ Trắc buổi học nghiệm (vấn đáp)/ sau 15 giờ LT (trắc nghiệm) Trang 11
Định kỳ Viết/ Tự luận/ A1, A2, A3, A4 4 Sau mỗi 15 Thuyết trình/ Trắc nghiệm/ B1, B2 giờ LT/ Thông qua sản Báo cáo/ C1, C2, C3 sau mỗi 30 phẩm học tập giờ TH Kết thúc môn Viết/ Thông Trắc nghiệm/ A1, A2, A3, A4, 1 Sau 100 học qua sản phẩm tự luận/ Bảng B1, B2 giờ học tập đánh giá C1, C2, C3 7.2.3. Cách tính điểm - Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc môn học được chấm theo thang điểm 10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến một chữ số thập phân. - Điểm môn học là tổng điểm của tất cả điểm đánh giá thành phần của môn học nhân với trọng số tương ứng. Điểm môn học theo thang điểm 10 làm tròn đến một chữ số thập phân, sau đó được quy đổi sang điểm chữ và điểm số theo thang điểm 4 theo quy định của Bộ Lao động Thương binh và Xã hội về đào tạo theo tín chỉ. 8. Hướng dẫn thực hiện môn học 8.1. Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đào tạo nghề Vận hành thiết bị chế biến dầu khí hệ Cao đẳng, trường Cao đẳng Dầu khí 8.2. Phương pháp giảng dạy, học tập môn học 8.2.1. Đối với người dạy * Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gồm: thuyết trình, giảng giải, nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu, bài tập tình huống, câu hỏi thảo luận…. * Bài tập/ Thực hành: Phân chia nhóm nhỏ thực hiện bài tập thực hành theo nội dung đề ra. * Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề ra. * Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân công các thành viên trong nhóm tìm hiểu, nghiên cứu theo yêu cầu nội dung trong bài học, cả nhóm thảo luận, trình bày nội dung, ghi chép và viết báo cáo nhóm. 8.2.2. Đối với người học: Người học phải thực hiện các nhiệm vụ như sau: - Nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp. Các tài liệu tham khảo sẽ được cung cấp nguồn trước khi người học vào học môn học này (trang web, thư viện, tài liệu...) Trang 12
- Tham dự tối thiểu 70% các buổi giảng lý thuyết và 100% các buổi thực hành. Nếu người học vắng >30% số tiết lý thuyết hoặc vắng học thực hành >0% phải học lại môn học mới được tham dự kì thi lần sau. - Tự học và thảo luận nhóm: là một phương pháp học tập kết hợp giữa làm việc theo nhóm và làm việc cá nhân. Một nhóm gồm 8-10 người học sẽ được cung cấp chủ đề thảo luận trước khi học lý thuyết, thực hành. Mỗi người học sẽ chịu trách nhiệm về 1 hoặc một số nội dung trong chủ đề mà nhóm đã phân công để phát triển và hoàn thiện tốt nhất toàn bộ chủ đề thảo luận của nhóm. - Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ. - Tham dự thi kết thúc môn học. - Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học. 9. Tài liệu tham khảo: - Tài liệu tiếng việt: [1] Trường Cao Đẳng Dầu khí, Giáo trình Vận hành phân xưởng chế biến dầu I,II, Lưu hành nội bộ, 2017. [2] PGS.TS Lê Văn Hiếu, Công nghệ chế biến dầu mỏ, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2006. [3] PGS.TS Đinh Thị Ngọ, Hóa học dầu mỏ và khí, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2008. [4] GS.TS Nguyễn Hữu Phú, Cracking xúc tác, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2005. - Tài liệu nước ngoài: [1] Prosimulator, Platformer PLR01 (version 5.1), dec 2014. [2] Prosimulator, Amine treating unit AMI01, mar 2015. [3] Prosimulator, LPG unit LPG03, Aug 2014. Trang 13
BÀI 1. REFORMING XÚC TÁC ❖ GIỚI THIỆU BÀI 1 Bài 1 là bài cung cấp cho người học kiến thức về quá trình reforming xúc tác (Cơ sở lý thuyết, nguyên liệu, sản phẩm, quá trình công nghệ, nguyên lý hoạt động, sơ đồ công nghệ và thiết bị của quá trình…), đồng thời người học được áp dụng các kiến thức này vào các bài tập thực hành hình thành kỹ năng vận hành thành thục theo các quy trình vận hành. ❖ MỤC TIÊU BÀI 1 Sau khi học xong bài này, người học có khả năng: ➢ Về kiến thức: - Liệt kê được các khái niệm chính liên quan đến tháp chưng cất. Trình bày được nguyên liệu và sản phẩm của quá trình reforming xúc tác. - Trình bày được các thiết bị và các thông số vận hành của phân xưởng reforming xúc tác. ➢ Về Kỹ năng: - Vận hành thành thạo phân xưởng reforming xúc tác theo đúng quy trình vận hành trên mô hình. - Xử lý thành thạo các quy trình xử lý sự cố thường gặp ➢ Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Tuân thủ tuyệt đối các qui định về an toàn, pccc, nội quy phòng học/phòng mô hình và quy chế của nhà trường. Tuân thủ tuyệt đối các qui định về an toàn, pccc, nội quy phòng học/phòng mô hình và quy chế của nhà trường. - Tuân thủ các qui trình vận hành các thiết bị điện, tự động hóa có liên quan. - Xác định được công việc phải thực hiện, hoàn thành các công việc theo yêu cầu khi thảo luận nhóm. - Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. ❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 1 Bài 1.Reforming xúc tác Trang 14
- Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, nêu vấn đề, diễn trình làm mẫu, hướng dẫn thường xuyên); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận, thực hiện các bài tập vận hành trên mô hình mô phỏng động (cá nhân hoặc theo nhóm) ... - Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (bài 1) trước buổi học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận và các bài tập vận hành theo yêu cầu và đúng thời gian quy định. ❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 1 - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: + Phòng học lý thuyết đúng chuẩn. + Phòng mô hình mô phỏng lọc hóa dầu. - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình mô đun, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan. - Các điều kiện khác: Không có ❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 1 - Nội dung: ✓ Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức ✓ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: Tuân thủ tuyệt đối các qui định về an toàn, pccc, nội quy phòng học/phòng mô hình và quy chế của nhà trường - Phương pháp: ✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: 01 điểm (vấn đáp/ viết) ✓ Kiểm tra định kỳ: 02 điểm (Trắc nghiệm/ tự luận và Thực hành trên mô hình mô phỏng) ❖ NỘI DUNG BÀI 1 Bài 1.Reforming xúc tác Trang 15
1.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC 1.1.1. Giới thiệu chung về quá trình Cùng với sự phát triển nhanh chóng của nền công nghiệp xe hơi trong những năm 1930, nhu cầu về xăng tăng cao cả về chất lượng lẫn số lượng. Sự cần thiết phải cho ra đời quá trình reforming xúc tác để thay thế cho quá trình reforming nhiệt. Quá trình reforming xúc tác với lớp xúc tác cố định đầu tiên được áp dụng trong công nghiệp vào năm 1940 ở Mỹ và khi đó dùng xúc tác molipden MoO2/Al2O3 theo mục đích nghiên cứu nhằm thu được xăng có RON bằng 80. Loại xúc tác này rẻ tiền, bền với lưu huỳnh, nhưng hoạt tính không cao nên quá trình reforming phải được thực hiện ở chế độ cứng (vận tốc thể tích thấp vào khoảng 0,5h-1, nhiệt độ vận hành cao vào khoảng 340oC), ở điều kiện này các phản ứng hydrocracking xảy ra mạnh mẽ. Để tăng độ chọn lọc của quá trình phải duy trì áp suất thấp. Nhưng sự giảm áp suất lại thúc đẩy quá trình tạo cốc, do vậy không kéo dài được thời gian làm việc của chất xúc tác. Chính vì thế quá trình này không được phát triển. Trong thế chiến thứ hai, người ta đã xây dựng ở nhiều nước các hệ thống reforming xúc tác nhằm mục đích thu hồi toluene để sản xuất thuốc nổ. Trong những năm đầu của chiến tranh, nhu cầu về xăng máy bay, ôtô và toluene giảm đáng kể, sự phát triển reforming xúc tác có phần chững lại, sau đó do sự phát triển của công nghiệp xe hơi với tỷ số nén của động cơ ngày càng cao nên yêu cầu một loại xăng có chất lượng cao đã trở nên cấp thiết. Đến năm 1949, hãng UOP của Mỹ đã đưa vào sử dụng hệ thống reforming xúc tác (quá trình Platforming) với chất xúc tác là Pt trên chất mang là Al2O3 được clo hoá với hoạt tính xúc tác cao. Quá trình được tiến hành ở áp suất 70 bar, xúc tác được tái sinh trong thời gian vài tháng. Hàm lượng Pt trong xúc tác từ 0,2  0,6% khối lượng, do độ axít của Al2O3 giảm dần nên cần phải tiến hành clo hoá để tăng độ axít. Quá trình này còn có tên gọi là Semi-Regenerative (SR). Có thể nói rằng sự phát triển của hãng UOP trong công nghiệp chế biến dầu mỏ nói chung và trong công nghệ reforming nói riêng có thể đưa ra gần như đầy đủ nhất về công nghệ này trên toàn thế giới và là dấu son khởi điểm cho những thiết bị cùng kiểu tiếp theo được ra đời. Từ 1950 - 1960 có rất nhiều quá trình reforming xúc tác được phát triển từ xúc tác Pt, chất xúc tác sử dụng là Pt/silice alumine, được gọi là xúc tác một chức kim loại, đã giảm áp suất vận hành của thiết bị xuống còn 30 bar. Mục đích của việc thêm kim loại vào là để tăng hoạt tính cho xúc tác hoặc giảm giá thành xúc tác. Tất cả các quá trình Bài 1.Reforming xúc tác Trang 16
reforming xúc tác trên đây đều sử dụng thiết bị phản ứng với lớp xúc tác cố định nên nó phải định kỳ dừng làm việc để tái sinh xúc tác bị cốc hoá. Một số quá trình sử dụng thiết bị phản ứng có đường van song song để dễ tái sinh xúc tác ở từng thiết bị phản ứng riêng biệt mà không cần phải dừng làm việc toàn bộ hệ thống (quá trình Power Former). Xúc tác hai chức kim loại (bimetallic) đã được cải tiến sau năm 1960 có độ bền cao, chống lại sự tạo cốc đã góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm, đồng thời giảm áp suất vận hành của thiết bị còn 10 bar. Đầu những năm 1970, một cải tiến nổi bật của quá trình reforming xúc tác đó là sự ra đời của quá trình có tái sinh liên tục xúc tác của UOP và tiếp theo là của IFP. Xúc tác bị cốc hoá được tháo ra liên tục khỏi thiết bị phản ứng (reactor) và được đưa quay trở lại thiết bị phản ứng sau khi đã được tái sinh trong thiết bị tái sinh riêng. Quá trình này được gọi là quá trình tái sinh liên tục xúc tác (CCR-Continuous Catalyst Regeneration). Nhờ khả năng tái sinh liên tục xúc tác bị cốc hoá, quá trình CCR cho phép dùng áp suất thấp và thao tác liên tục. Cũng nhờ giảm áp mà hiệu suất thu hydrocacbon thơm và H2 tăng lên đáng kể. Năm 1988, UOP tiếp tục giới thiệu quá trình Platforming tái sinh xúc tác liên tục thế hệ thứ hai mà đặc điểm chính là thiết bị Lock Hopper không dùng van, hoạt động ở áp suất cao. Thiết bị thế hệ mới này cho phép phục hồi gần như hoàn toàn hoạt tính xúc tác chỉ hao hụt khoảng 0,02% khối lượng, tăng cường khả năng sản xuất xăng và khí hydro. Ngày nay, quá trình CCR với áp suất siêu thấp, có thể làm việc ở áp suất 3,5at. Hầu như tất cả các quá trình reforming xúc tác mới được xây dựng đều là quá trình CCR. Các hãng đi đầu trong quá trình này là UOP và IFP, đến năm 1996 UOP đã có 139 nhà máy và IFP có 48 nhà máy CCR. Reforming xúc tác cùng với cracking xúc tác là những quá trình không thể thiếu trong các nhà máy lọc dầu hiện đại ngày nay do sự gia tăng nhu cầu sử dụng các sản phẩm nhẹ, đặc biệt là xăng có trị số octan cao. Công nghệ reforming xúc tác cũng là một công nghệ dùng để sản xuất các hợp chất thơm, đặc biệt là BTX phục vụ cho ngành công nghiệp hóa dầu, đồng thời cũng là nguồn cung cấp hydro cho các quá trình khác có sử dụng hydro trong nhà máy như các quá trình xử lý nguyên liệu bằng hydro, hydrocracking... Quá trình này cho phép chuyển hóa các hydrocacbon parafin và naphthene có trong phân đoạn naphtha nặng thành các cấu tử hydrocacbon aromatic có trị số octan cao cho xăng, các hợp chất hydrocacbon thơm (B, T, X) cho tổng hợp hóa dầu và hóa học. Ngoài Bài 1.Reforming xúc tác Trang 17
ra quá trình cho phép nhận được khí hydro kỹ thuật (hàm lượng H2 khoảng 85 % thể tích) cho các quá trình chuẩn bị nguyên liệu và xử lý hydro các phân đoạn sản phẩm trong nhà máy lọc dầu với giá rẻ nhất, khoảng 10 - 15 lần so với các quá trình sản xuất hydro khác. Sản phẩm hydro nhận được từ quá trình reforming đủ cung cấp cho các quá trình làm sạch nguyên liệu, xử lý hydro các phân đoạn sản phẩm trong khu liên hợp lọc và hóa dầu. Bảng 1.1. Các hãng đi đầu trong quá trình reforming xúc tác Hãng thiết Loại thiết bị phản Tên quá trình Loại xúc tác Tái sinh kế ứng R11-R12 Tái sinh PlatFormer UOP Xúc tác cố định Pt=0,375-0,75 gián đoạn Tái sinh PowerFormer Exxon Xúc tác cố định KX, RO, BO (Pt, Re) gián đoạn RG 400 Tái sinh IFP Reformer IFP Xúc tác cố định Pt (0,2-0,6) gián đoạn RD.150 (Pt=0,6) Tái sinh Maona Former Engelhard Xúc tác cố định E.500 gián đoạn Tái sinh Reni Former CRC Xúc tác cố định F (Pt, Re) gián đoạn Xúc tác chuyển R 16, 20 Tái sinh CCR Platformer UOP động Pt, Re liên tục Xúc tác chuyển Tái sinh Aromizer IFP Pt, Re động liên tục Bài 1.Reforming xúc tác Trang 18
Hình 1.1. Vị trí phân xưởng Reforming xúc tác trong nhà máy lọc dầu Bài 1.Reforming xúc tác Trang 19