Khoa học công nghệ ngành Công Thương

Thứ hai, 04/03/2024 | 11:52

Thứ hai, 04/03/2024 | 11:52

Kết quả nhiệm vụ KHCN

Cập nhật lúc 14:17 ngày 18/03/2023

Công nghệ thu hồi tối đa cấu tử khí propylene tại nhà máy lọc dầu Dung Quất

Đó là giải pháp do kỹ sư Nguyễn Thành Bông cùng các cộng sự thực hiện và đã được áp dụng vào thực tế sản xuất của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất từ tháng 8/2018, mang lại hiệu quả kinh tế cao với giá trị làm lợi ước tính khoảng 2,5 triệu USD/năm.
Nhà máy lọc dầu Dung Quất là một trong những dự án kinh tế lớn, trọng điểm quốc gia của Việt Nam trong giai đoạn đầu thế kỷ 21. (Ảnh: congthuong.vn/) 
Từ lâu, phân xưởng PRU tại Nhà máy Lọc dầu Dung Quất được thiết kế nhằm phân tách dòng sản phẩm khí hóa lỏng LPG đã qua xử lý sản xuất từ Phân xưởng RFCC thành các sản phẩm hỗn hợp khí butane + butene (hỗn hợp các C4), khí propan (C3) và khí propylene (C3=). Trong đó, dòng khí propylene được tách đến độ tinh khiết 99,5% khối lượng làm nguyên liệu cho Phân xưởng PP của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất. 
Trong thực tế vận hành, lưu lượng LPG sản xuất từ Phân xưởng RFCC tăng cao nên Phân xưởng PRU thường được vận hành ở công suất cao khoảng 110 - 115% khối lượng công suất thiết kế, vì thế độ thu hồi của cấu tử khí propylene bị giảm. 
Theo kỹ sư Nguyễn Thành Bông, loại khí Propylene này có giá trị kinh tế cao và là nguồn nguyên liệu chính của Phân xưởng PP tại Nhà máy Lọc dầu Dung Quất. “Thay vì mua thêm nguyên liệu propylene từ bên ngoài, có thể nghiên cứu các giải pháp tăng sản xuất C3=/LPG tại RFCC và tàng độ thu hồi khí propylene tại PRU để tăng nguồn nguyên liệu chế biến cho Phân xưởng PP” - kỹ sư Nguyễn Thành Bông cho hay.
Chính vì vậy, kỹ sư Nguyễn Thành Bông cùng các cộng sự đã thực hiện nghiên cứu các giải pháp tăng sản xuất và thu hồi propylene từ RFCC và PRU để tăng nguồn nguyên liệu cung cấp cho Phân xưởng PP vận hành ở công suất cao hơn nhằm tăng lợi ích kinh tế đáng kể cho Nhà máy Lọc dầu Dung Quất.  
Từ việc phân tích số liệu vận hành, các kỹ sư đã xây dựng và tinh chỉnh mô hình mô phỏng, từ đó mô phỏng giải pháp thích hợp. Áp dụng công cụ mô phỏng, phân xưởng PRU được mô hình hóa bằng phần mềm Petrosim (KBC). Sau đó, mô hình được hiệu chỉnh theo số liệu vận hành tiêu biểu thực tế của Phân xưởng PRU và có thể sử dụng để dự đoán, định lượng các thay đổi về lưu lượng và đặc tính các dòng công nghệ và các thông số vận hành theo các hàm mục tiêu.
Tổng quan sơ đồ công nghệ Phân xưởng PRU (Ảnh: Nhóm nghiên cứu)
Cùng với đó, các kỹ sư đã thực hiện mô phỏng thay đổi mục tiêu độ tinh khiết của dòng propylene từ tháp tách propane-propylene T-2103, từ 99,5% khối lượng xuống 99,4% khối lượng; dự báo lưu lượng và đặc tính của các dòng sản phẩm propylene và propane, các thay đổi về thông số vận hành của tháp tách, các điều chỉnh cần thiết nhằm đạt được mục tiêu trên.
Kết quả mô phỏng cho thấy có thể thu hồi thêm khoảng 800kg/giờ propylene từ T-2103. Cụ thể, hiệu suất phản ứng tạo polymer tại Phân xưởng PP có thể bị giảm nếu hàm lượng propane trong dòng propylene tăng và tích lũy trong thiết bị phản ứng do cấu tử propane không tham gia vào phản ứng tạo polymer. "Do đó, để duy trì nồng độ propylene trong thiết bị phản ứng, khí offgas cần được xả qua van xả FV-3204. Van FV-3204 được thiết kế xả tối đa 600kg/giờ trong khi lưu lượng xả bình thường khoảng 480 kg/giờ, do đó có thể sử dụng nguyên liệu propylene có hàm lượng propane cao hơn. Lượng offgas cần xả khi giảm độ tinh khiết từ 99,5% xuống 99,4% được đánh giá trong ngưỡng thiết kế của van xả."kỹ sư Nguyễn Thành Bông giải thích.
Giải pháp được thử nghiệm và áp dụng từ tháng 8/2018 đã giúp tăng thu hồi lượng propylene làm tăng tương đương công suất chế biến của Phân xưởng PP lên gần 3% công suất thiết kế.
Giải pháp được thực hiện đơn giản, không cải hoán, không tốn chi phí và thời gian đầu tư. (Ảnh: congnghiepcongnghecao.com.vn/)
Cũng theo chủ nhiệm đề tài, tính mới của công trình được thể hiện ở việc kết hợp giữa ứng dụng công cụ mô phỏng công nghệ và quá trình thực nghiệm tại phân xưởng để dự đoán và kiểm chứng khả năng tăng thu hồi propylene thông qua thay đổi các thông số công nghệ. Đồng thời, giải pháp đề xuất áp dụng tiêu chuẩn độ tinh khiết của dòng nguyên liệu propylene đến Phân xưởng PP thấp hơn tiêu chuẩn thiết kế nhưng vẫn đảm bảo được vận hành an toàn, ổn định của hệ thống và mang lại hiệu quả kinh tế cao. 
Giải pháp đã giúp thu hồi tối đa cấu tử propylene có giá trị kinh tế cao, giúp nâng cao công suất chế biến của Phân xưởng PP, mang lại hiệu quả kinh tế cao cho Nhà máy Lọc dầu Dung Quất. Hiện tại, giải pháp đang được áp dụng thường xuyên tại Nhà máy Lọc dầu Dung Quất và có khả năng áp dụng tại các nhà máy lọc hóa dầu tương tự.
Ngoài lợi ích kinh tế, giải pháp "giảm độ tinh khiết của dòng sản phẩm propylene từ Phân xưởng PRU để tăng thu hồi cấu tử propylene" còn có các ưu điểm như: thực hiện đơn giản, không cải hoán nên không tốn chi phí và thời gian đầu tư; giảm lưu lượng LPG thành phẩm từ Phân xưởng PRU, góp phần giải quyết tình trạng quá tải thủy lực đường ống dẫn LPG ra bể chứa sản phẩm LPG. Bên cạnh đó, việc giảm được hàm lượng olefins C3= còn trong sản phẩm LPG từ Phân xưởng PRU giúp nâng cao chất lượng sản phẩm LPG của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất.
Với những kết quả và lợi ích đó, công trình nghiên cứu đã xuất sắc đoạt giải Giải Ba Hội thi Sáng tạo kỹ thuật toàn quốc lần thứ 15 năm 2018 - 2019 do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam tổ chức; Giải Nhì Hội thi Sáng tạo kỹ thuật tỉnh Quảng Ngãi lần thứ 11 năm 2018 - 2019 do Ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Ngãi tổ chức.
Phương Loan
lên đầu trang