Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong cơ cấu ngành công nghiệp lọc - hóa dầu, chưng cất dầu thô ở áp suất khí quyển (CDU - Atmospheric Distillation Unit) là phân xưởng công nghệ đóng vai trò hạt nhân và là công đoạn bắt buộc đầu tiên trong mọi nhà máy lọc dầu. Đây là quá trình tách dầu thô thành các phân đoạn sản phẩm chuyên biệt dựa trên nhiệt độ sôi của các cấu tử mà không làm biến tính hay phân hủy nhiệt.
Tại Việt Nam, trữ lượng dầu khí được xác minh vào khoảng 1,8 tỷ tấn (trên tổng trữ lượng dự báo từ 4 đến 4,5 tỷ tấn dầu quy đổi). Năm 2005, sản lượng khai thác đạt 25,7 triệu tấn dầu quy đổi (trong đó dầu thô đạt 18,8 triệu tấn). Dù là quốc gia xuất khẩu dầu thô, Việt Nam vẫn phải nhập khẩu trên 12 triệu tấn sản phẩm xăng dầu trong năm 2005, tạo áp lực lớn lên ngân sách nhà nước (quý I/2005 phải bù lỗ 4.870 tỉ đồng cho việc nhập khẩu xăng dầu). Việc xây dựng và vận hành Nhà máy Lọc dầu Dung Quất với công suất chế biến 6,5 triệu tấn dầu thô/năm (tương đương 148.000 thùng/ngày) nhằm đáp ứng khoảng 33% nhu cầu tiêu thụ nội địa, bảo đảm an ninh năng lượng quốc gia.
Đề tài "Tìm hiểu quá trình chưng cất dầu thô và phân xưởng chưng cất dầu thô trong nhà máy lọc dầu Dung Quất" được thực hiện nhằm giải quyết các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:
- Tổng quan cơ sở lý thuyết về thành phần lý - hóa học của dầu mỏ, phân loại các sản phẩm dầu mỏ và nguyên lý các phương pháp chưng cất dầu thô.
- Khảo sát nguyên lý vận hành, chế độ công nghệ và cân bằng nhiệt - vật chất của các quá trình chưng cất đơn giản, chưng cất tinh luyện nhiều cấu tử, chưng cất chân không và chưng cất có sự hỗ trợ của hơi nước quá nhiệt.
- Phân tích chi tiết quy trình công nghệ, cấu tạo thiết bị cơ khí và các thông số vận hành thực tế của Phân xưởng Chưng cất Dầu thô (CDU) tại Nhà máy Lọc dầu Dung Quất (tập trung vào tháp chưng cất chính T-1101, tháp ổn định xăng T-1107, cụm tiền gia nhiệt, hệ thống khử muối tĩnh điện và lò đốt H-1101).
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Quy trình công nghệ chưng cất dầu thô khí quyển và các thiết bị công nghệ chính trong phân xưởng CDU.
- Phạm vi không gian: Nhà máy Lọc dầu Dung Quất đặt tại Khu kinh tế Dung Quất (thuộc địa bàn xã Bình Thuận và Bình Trị, huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi) với diện tích mặt đất 338 ha và mặt biển 471 ha.
- Phạm vi nguyên liệu: Dầu thô ngọt nhẹ Bạch Hổ (Việt Nam) và dầu thô chua trung bình Dubai (hoặc hỗn hợp phối trộn 85% dầu Bạch Hổ và 15% dầu Dubai).
- Phạm vi dữ liệu: Hồ sơ thiết kế kỹ thuật, bản vẽ sơ đồ dòng công nghệ (PFD) và sơ đồ đường ống & thiết bị đo kiểm (P&ID) của dự án Nhà máy Lọc dầu Dung Quất.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung lý thuyết và mô hình tính toán
Nghiên cứu dựa trên các nguyên lý nhiệt động lực học và truyền khối trong công nghệ chế biến dầu khí:
- Lý thuyết cân bằng pha lỏng - hơi (VLE) và tinh luyện đa cấu tử: Cơ chế tiếp xúc pha ngược dòng trên các tầng đĩa van (valve trays), trao đổi chất và làm giàu cấu tử nhẹ lên phía đỉnh tháp, tách cấu tử nặng về đáy tháp.
- Phân loại đặc trưng dầu thô: Xác định tỷ trọng tương đối ($d_4^{20}, d_{15.6}^{15.6}$), độ nhớt động học, độ nhớt quy ước Engler ($^oE$), thang đo trọng lượng riêng API ($API = \frac{141.5}{s.g} - 131.5$), và hệ số đặc trưng phân loại hydrocacbon $K$ (hệ số Watson).
- Nguyên lý chưng cất giảm áp suất riêng phần bằng hơi nước: Ứng dụng định luật Dalton đối với hỗn hợp không tan lẫn để tính toán lượng hơi nước cần thiết nhằm hạ nhiệt độ sôi của phân đoạn cặn nặng, tránh hiện tượng phân hủy nhiệt (cracking):
$$\frac{G}{z} = \frac{M_f \cdot P_f}{18 \cdot P}$$
Trong đó: $G$ là lượng hơi dầu tách được; $z$ là lượng hơi nước đưa vào; $M_f$ là phân tử lượng trung bình của hơi dầu; $18$ là phân tử lượng của nước; $P_f$ là áp suất riêng phần của dầu; $P$ là áp suất tổng cộng của hệ thống.
Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp thu thập và phân tích tài liệu kỹ thuật: Khảo cứu các tiêu chuẩn chưng cất phân đoạn ASTM, tính chất hóa lý của các họ hydrocacbon (Paraffinic, Naphthenic, Aromatic, Asphaltene).
- Phương pháp phân tích sơ đồ công nghệ: Giải mã và hệ thống hóa các sơ đồ công nghệ PFD (nhóm bản vẽ
8474L-011-PFD-0010-...) và bản vẽ chi tiết P&ID (nhóm bản vẽ 8474L-011-PID-021-...).
- Phương pháp so sánh thông số kỹ thuật: Đối chiếu các chỉ tiêu vận hành công nghệ (nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, điểm cắt phân đoạn) giữa hai phương án nguyên liệu dầu thô Bạch Hổ và dầu thô Dubai.
Nguồn dữ liệu
Dữ liệu sử dụng trong đồ án được trích xuất từ tài liệu thiết kế gốc của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất, số liệu thống kê từ Tổng công ty Dầu khí Việt Nam, Bộ Tài chính năm 2005 và giáo trình chuyên ngành Bộ môn Lọc - Hóa dầu, Trường Đại học Mỏ - Địa chất.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan về dầu mỏ và sản phẩm dầu mỏ
Chương này trình bày cơ sở hóa học dầu mỏ, phân biệt hai giai đoạn chế biến nông (tách cơ học và chưng cất phân đoạn) và chế biến sâu (chuyển hóa xúc tác nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm theo tiêu chuẩn môi trường). Nội dung trọng tâm là phân tích tính chất của hai loại dầu thô nguyên liệu thiết kế cho nhà máy:
| Chỉ tiêu phân tích |
Dầu thô Bạch Hổ |
Dầu thô Dubai |
| Phân loại dầu |
Dầu nhẹ, ngọt (Sweet light crude) |
Dầu trung bình, chua (Sour crude) |
| Độ API |
39,2 |
31,2 |
| Hàm lượng lưu huỳnh tổng (% wt) |
0,03 |
2,10 |
| Hệ số đặc trưng ($K$) |
12,3 (giàu Paraffin) |
11,78 |
| Nhiệt độ nạp liệu vào tháp |
359 °C |
354 °C (tại đĩa 43) |
| Nhiệt độ khống chế đỉnh tháp |
128 °C |
121 °C |
| Nhiệt độ khống chế đáy tháp |
350 °C |
350 °C |
| Đặc điểm điều chỉnh công nghệ |
Cho sản lượng Naphtha trung bình; VGO và phần cất giữa cao |
Hạ điểm cắt Kerosen/LGO bớt 11 °C; HGO bớt 7 °C để giảm ăn mòn lưu huỳnh |
Chương 1 cũng phân tích chi tiết ảnh hưởng của bốn họ hydrocacbon chính: Paraffinic (C1-C4 và mạch dài), Naphthenic (cấu trúc vòng no, tối ưu cho phân đoạn xăng và dầu nhờn có chỉ số độ nhớt cao), Aromatic (vòng thơm làm tăng chỉ số octan cho xăng), cùng các hợp chất nhựa, asphalten và hợp chất chứa lưu huỳnh tập trung chủ yếu ở phần cặn nặng gây ăn mòn và giảm chất lượng sản phẩm.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết của quá trình chưng cất dầu thô
Chương 2 phân loại các phương pháp chưng cất dầu mỏ và cơ chế phân tách pha:
- Chưng cất đơn giản: Bao gồm bay hơi dần dần (chỉ dùng trong phòng thí nghiệm do độ phân tách thấp), bay hơi một lần (flash vaporization - áp dụng khi đốt nóng dầu trong lò ống và bộ phận nạp liệu) và bay hơi nhiều lần liên tiếp ở nhiệt độ tăng dần.
- Chưng cất phức tạp (Chưng cất có hồi lưu và tinh luyện): Sử dụng dòng hồi lưu đỉnh và hồi lưu tuần hoàn sườn (pumparound) để làm giàu cấu tử nhẹ cho pha hơi và cấu tử nặng cho pha lỏng. Quá trình tiếp xúc nhiều lần trên hệ thống đĩa tháp giúp nâng cao hiệu suất phân chia phân đoạn.
- Chưng cất chân không và chưng cất với hơi nước: Được áp dụng nhằm tránh hiện tượng phân hủy nhiệt đối với các cấu tử nặng sôi trên 320–420 °C. Nhiệt độ đốt nóng giới hạn là ≤ 400–420 °C đối với dầu ít lưu huỳnh và ≤ 320–340 °C đối với dầu nhiều lưu huỳnh. Thời gian lưu đáy tháp khí quyển (AD) khống chế không quá 5 phút, tháp chân không (VD) từ 2 đến 5 phút. Hơi nước quá nhiệt được nạp ở nhiệt độ 380–450 °C, áp suất 0,2–0,5 MPa với tỷ lệ tối ưu từ 2 đến 3% khối lượng nguyên liệu.
Chương này phân loại các phân đoạn sản phẩm thu được từ quá trình chưng cất:
| Phân đoạn |
Dải nhiệt độ sôi / Cấu tử |
Ứng dụng công nghệ |
| Khí hydrocacbon |
Chủ yếu là C3 – C4 |
Nhiên liệu khí đốt dân dụng hoặc nguyên liệu hóa dầu |
| Xăng (Naphtha) |
Phân đoạn nhẹ (RON 30 – 60) |
Pha chế sau reforming/isomerization (yêu cầu RON > 90), làm dung môi, nguyên liệu sản xuất BTX và olefin |
| Kerosen |
Phân đoạn giữa (giàu Naphthene/Paraffin) |
Sản xuất nhiên liệu phản lực (Jet fuel) sau khi xử lý hydro; sản xuất dầu hỏa dân dụng |
| Diezen (DO) |
240 – 360 °C (hoặc 200 – 340 °C) |
Nhiên liệu động cơ diesel, tách n-paraffin sản xuất paraffin lỏng |
| Mazut |
Cặn chưng cất khí quyển |
Nhiên liệu đốt lò, nguyên liệu cho FCC, Hydrocracking hoặc chưng cất chân không |
| Dầu nhờn / VGO |
350 – 500 °C (hoặc 350 – 540 °C) |
Nguyên liệu cracking xúc tác, hydrocracking và sản xuất dầu bôi trơn |
| Gudron |
Cặn chưng cất chân không |
Nguyên liệu cốc hóa sản xuất than cốc, sản xuất bitum/nhựa đường |
Chương 3: Phân xưởng chưng cất dầu thô trong nhà máy lọc dầu Dung Quất
Chương 3 là phần trọng tâm kỹ thuật của đồ án, mô tả chi tiết toàn bộ dây chuyền công nghệ của phân xưởng CDU tại Dung Quất:
1. Quy hoạch mặt bằng và hệ thống tiếp nhận
Tổng diện tích dự án gồm 338 ha mặt đất và 471 ha mặt biển (khu nhà máy chính 110 ha, khu bể chứa dầu thô 42 ha với dung tích dự trữ 315.233 m³ bảo đảm hoạt động liên tục 12 ngày đêm, khu bể chứa sản phẩm 43,83 ha, cảng xuất sản phẩm 135 ha, hệ thống phao rót dầu không bến SPM và vùng quay tàu 336 ha).
2. Dây chuyền tiền gia nhiệt và khử muối (Desalter)
- Dầu thô từ bể chứa được bơm nguyên liệu P-6001A/B/C đẩy qua Dãy tiền gia nhiệt nguội (gồm các thiết bị trao đổi nhiệt E-1101A-H, E-1102, E-1103A/B, E-1104) để nâng nhiệt độ từ 50 °C lên 133–138 °C.
- Dầu đi vào hệ thống khử muối tĩnh điện 2 cấp mắc nối tiếp (D-1101 và D-1102) kết hợp thiết bị trộn tĩnh để tách triệt để muối vô cơ và nước lơ lửng, chống ăn mòn và đóng cặn.
- Dầu sau tách muối được bơm Booster P-1101A/B đưa qua Dãy tiền gia nhiệt nóng (các thiết bị E-1105A-J, E-1106A-F, E-1107, E-1108A-D, E-1109, E-1134A/B) để nâng nhiệt độ từ 131–136 °C lên 277–283 °C.
3. Lò gia nhiệt H-1101
Lò có công suất thiết kế 83.740 kW, gồm 2 buồng đốt bức xạ hình trụ và 1 vùng đối lưu chung:
- Dòng dầu thô vào vùng đối lưu được chia thành 8 nhánh đối xứng (mỗi buồng bức xạ nhận 4 nhánh). Vùng bức xạ gồm 72 ống đặt thẳng đứng mỗi buồng (chiều dài ống 17 m). Vùng đối lưu gồm 18 lớp ống công nghệ và 3 lớp ống sản xuất hơi quá nhiệt thấp áp.
- Nhiệt độ ra khỏi lò đạt 358–364 °C. Lò được vận hành cưỡng bức bằng 2 quạt thổi B-1101A/B (công suất 120% thiết kế).
- Hệ thống điều khiển nhiệt độ dầu ra qua vòng điều khiển
011-TIC-070, tỷ lệ không khí/nhiên liệu qua 011-HIC-077, và độ chân không (draft) buồng đốt qua thiết bị hiển thị áp suất 011-PG-511 cùng 3 damper điều khiển tay 011-HIC-510A/B/C.
4. Tháp chưng cất dầu thô chính (T-1101)
- Kích thước cơ khí: Chiều cao thân tháp 42.850 mm; gồm 48 đĩa van tròn.
- Vùng 1 (từ đĩa 1 đến đĩa 42): Đường kính trong 6.700 mm.
- Vùng 2 (từ đĩa 43 đến đĩa 48 - vùng nạp liệu và đáy): Đường kính trong 4.000 mm.
- Tổng thể tích tháp: 1.544 m³. Lưu lượng thiết kế 203 m³/h (vận hành thực tế 191 m³/h).
- Chế độ công nghệ: Áp suất làm việc từ 1,5 kg/cm².g (đỉnh) đến 1,9 kg/cm².g (đáy). Nhiệt độ đỉnh từ 124–130 °C, nhiệt độ đáy từ 349–354 °C. Hiện tượng ngập lụt (flooding) xảy ra khi tải lượng vượt quá 80% thể tích tháp.
| Nhóm đĩa |
Điểm cắt kiểm soát |
Đường kính (mm) |
Khoảng cách đĩa (mm) |
Nhiệt độ dòng lỏng (°C) |
Lưu lượng lỏng (kg/h) |
| Đĩa 1 – 4 |
Đĩa 1 / Đĩa 4 |
6.700 |
760 |
77 / 149 |
428.397 / 637.580 |
| Đĩa 5 – 11 |
Đĩa 7 / Đĩa 11 |
6.700 |
610 |
171 / 182 |
223.392 / 218.124 |
| Đĩa 12 – 15 |
Đĩa 12 / Đĩa 15 |
6.700 |
760 |
159 / 194 |
429.248 / 529.656 |
| Đĩa 16 – 22 |
Đĩa 16 / Đĩa 22 |
6.700 |
610 |
201 / 223 |
249.341 / 200.756 |
| Đĩa 23 – 26 |
Đĩa 23 / Đĩa 26 |
6.700 |
760 |
210 / 256 |
959.475 / 1.190.804 |
| Đĩa 27 – 42 |
Đĩa 35 / Đĩa 42 |
6.700 |
760 |
328 / 351 |
346.452 / 37.605 |
| Đĩa 43 – 48 |
Đĩa 43 / Đĩa 48 |
3.000 / 4.000 |
762 |
~350 |
Dòng hơi đáy: 71.369 kg/h |
- Các dòng sản phẩm phụ sườn và tháp tách (Strippers):
- Dòng Kerosen: Rút ra tại đĩa 15, tuần hoàn qua E-1102 rồi quay lại đĩa 12; phần còn lại sang tháp tách Kerosen T-1102 và làm nguội về 40 °C.
- Dòng Light Gas Oil (LGO): Rút ra tại đĩa 26, tuần hoàn về đĩa 23; phần còn lại qua tháp tách T-1103, tháp làm khô chân không T-1105 và làm lạnh tại E-1116 về 55 °C.
- Dòng Heavy Gas Oil (HGO): Rút ra tại đĩa 38, tuần hoàn về đĩa 35; phần còn lại qua tháp tách T-1104, tháp sấy chân không T-1106 và làm lạnh tại E-1117 về 55 °C.
- Dòng cặn Mazut đáy tháp (349–354 °C): Được bơm cặn vận chuyển qua mạng lưới trao đổi nhiệt để thu hồi nhiệt trước khi ra khỏi phân xưởng.
5. Tháp ổn định xăng (T-1107)
Tháp T-1107 có nhiệm vụ tách LPG ra khỏi dòng Naphtha không ổn định:
- Cấu tạo cơ khí: Chiều cao thân tháp 26.000 mm đặt trên chân đế cao 5.000 mm; gồm 32 đĩa van. Tổng thể tích 105,5 m³.
- Vùng đỉnh (đĩa 1 đến 15): Đường kính 1.500 mm, cao 10.000 mm, khoảng cách đĩa 610 mm, thiết kế 1 ống chảy chuyền (single pass downcomer).
- Vùng đáy (đĩa 16 đến 32): Đường kính 2.600 mm, cao 16.000 mm, khoảng cách đĩa 610 mm, thiết kế 2 ống chảy chuyền (double pass downcomer).
- Thông số vận hành: Nhiệt độ đỉnh 215 °C; áp suất đỉnh 9,6 kg/cm² và áp suất đáy 9,82 kg/cm². Tổn thất áp suất trên mỗi đĩa là 0,008 kg/cm²/đĩa. Sản phẩm đỉnh gồm khí dư (Off-gas) và LPG đưa sang phân xưởng RFCC; sản phẩm đáy là xăng tổng ổn định được đưa qua cụm trao đổi nhiệt E-1118A/B, thiết bị làm mát E-1126, E-1127 trước khi về bể chứa.
Kết quả và đóng góp
Kết quả kỹ thuật chính
Đồ án đã tổng hợp và chuẩn hóa toàn bộ hệ thống thông số thiết kế và vận hành của phân xưởng CDU Dung Quất:
- Thiết lập chu trình công nghệ liên tục: Tích hợp mạng lưới thu hồi nhiệt đa cấp giữa các dòng sản phẩm nóng (Residue, HGO, LGO, Kerosene, Naphtha đáy) với dòng dầu thô nạp liệu, nâng nhiệt độ từ 50 °C lên 283 °C trước khi vào lò đốt H-1101, giúp tối ưu hóa hiệu quả nhiệt của nhà máy.
- Khảo sát đặc tính thủy lực tháp T-1101: Xác lập bảng phân bố nhiệt độ và lưu lượng chi tiết từ đĩa 1 (128 °C) đến đĩa 48 (350 °C), kiểm soát giới hạn ngập lụt ở mức < 80% thể tích và mức chất lỏng làm việc trên đĩa đạt 0,687 m.
- Linh hoạt hóa công nghệ theo nguyên liệu: Đưa ra phương án điều chỉnh điểm cắt nhiệt độ khi chuyển đổi chế độ chạy từ dầu Bạch Hổ sang dầu thô chua Dubai (hạ nhiệt độ đỉnh từ 128 °C xuống 121 °C, hạ điểm cắt Kerosen và LGO bớt 11 °C, hạ HGO bớt 7 °C) nhằm bảo vệ thiết bị khỏi nguy cơ ăn mòn lưu huỳnh.
Giải pháp và kiến nghị vận hành của tác giả
- Duy trì nghiêm ngặt nguyên tắc điều khiển lò gia nhiệt H-1101: Khi tăng công suất phải tăng lưu lượng gió trước khi tăng nhiên liệu; khi giảm công suất phải giảm nhiên liệu trước khi giảm gió. Luôn giữ tỷ lệ không khí dư tối ưu thông qua bộ điều khiển
011-HIC-077.
- Kiểm soát thời gian lưu của dầu cặn ở đáy tháp khí quyển không quá 5 phút nhằm triệt tiêu nguy cơ phân hủy nhiệt tạo cốc và khí không ngưng.
- Bổ sung hóa chất trung hòa và ức chế ăn mòn vào dòng hơi đỉnh tháp T-1101 trước khi ngưng tụ tại thiết bị làm lạnh E-1111 để bảo vệ hệ thống đường ống và bình tách D-1103.
Đóng góp của đồ án
Tài liệu cung cấp bản mô tả toàn diện, chi tiết về mặt cơ khí và quy trình điều khiển của phân xưởng CDU tại nhà máy lọc dầu thương mại đầu tiên của Việt Nam, hệ thống hóa các thông số vận hành thực tế từ hồ sơ thiết kế kỹ thuật P&ID/PFD.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế: Đồ án dừng lại ở mức độ khảo cứu, mô tả cấu tạo thiết bị và tổng hợp số liệu công nghệ từ tài liệu thiết kế có sẵn; chưa thực hiện mô phỏng nhiệt động học trên các phần mềm chuyên dụng (như Aspen HYSYS hoặc PRO/II) và chưa có số liệu đo đạc thực nghiệm đối chứng trong điều kiện vận hành biến động tải thực tế.
- Hướng nghiên cứu tiếp:
- Xây dựng mô hình mô phỏng số phân xưởng CDU Dung Quất trên phần mềm chuyên ngành để đánh giá cân bằng vật chất và năng lượng khi phối trộn thêm các chủng loại dầu thô nhập khẩu mới.
- Nghiên cứu ứng dụng hệ thống điều khiển đa biến nâng cao (Advanced Process Control - APC) cho cụm tháp T-1101 và tháp ổn định xăng T-1107 nhằm tối ưu hóa năng lượng tiêu thụ tại lò H-1101.
Giá trị tham khảo
Bản đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho:
- Sinh viên, học viên ngành Công nghệ Lọc - Hóa dầu, Kỹ thuật Hóa học, Kỹ thuật Dầu khí: Cung cấp tài liệu tra cứu trực quan về cấu tạo tháp đĩa van, tháp ổn định xăng và hệ thống tiền gia nhiệt phân xưởng CDU.
- Kỹ sư công nghệ và vận hành nhà máy lọc dầu: Tham khảo các dải thông số công nghệ (áp suất, nhiệt độ, lưu lượng lỏng/hơi) trên 48 tầng đĩa tháp T-1101 và cấu hình hệ thống an toàn, điều khiển lò đốt H-1101.
Câu hỏi thường gặp
1. Tháp chưng cất dầu thô chính T-1101 có kích thước hình học và cấu tạo tầng đĩa như thế nào?
Tháp T-1101 có tổng chiều cao thân tháp là 42.850 mm, tổng dung tích 1.544 m³, gồm 48 đĩa van tròn. Tháp được phân chia thành 2 vùng đường kính: vùng trên (từ đĩa 1 đến đĩa 42) có đường kính trong 6.700 mm; vùng dưới (từ đĩa 43 đến đĩa 48) có đường kính trong 4.000 mm. Khoảng cách giữa các đĩa là 610 mm (ở các đoạn đĩa 5–11 và 16–22) hoặc 760 mm (ở các đoạn đĩa 1–4, 12–15, 23–26, 27–42 và 43–48).
2. Khi chuyển từ chế độ chạy dầu Bạch Hổ sang dầu thô chua Dubai, các thông số công nghệ tháp T-1101 thay đổi ra sao?
Do dầu thô Dubai có hàm lượng lưu huỳnh cao (2,1% wt so với 0,03% wt của Bạch Hổ) và độ API thấp hơn (31,2 so với 39,2), chế độ công nghệ được điều chỉnh: nhiệt độ nạp liệu tại đĩa 43 hạ từ 359 °C xuống 354 °C; nhiệt độ đỉnh tháp khống chế ở 121 °C (thay vì 128 °C của dầu Bạch Hổ) để hạn chế hợp chất lưu huỳnh bay hơi gây ăn mòn đỉnh; các điểm cắt phân đoạn sườn được hạ thấp hơn: Kerosen và LGO giảm 11 °C, HGO giảm 7 °C.
3. Quy trình tiền gia nhiệt dầu thô diễn ra qua các cấp nhiệt độ nào trước khi vào tháp chưng cất?
Quá trình tiền gia nhiệt gồm 3 giai đoạn:
- Dãy tiền gia nhiệt nguội: Dầu thô từ bể chứa (50 °C) được nâng lên 133–138 °C nhờ trao đổi nhiệt với các dòng cặn và sản phẩm sườn.
- Cụm khử muối tĩnh điện 2 cấp (D-1101 và D-1102): Tách nước và muối khoáng ở dải nhiệt độ 133–138 °C.
- Dãy tiền gia nhiệt nóng và Lò đốt: Dầu sau tách muối được nâng tiếp từ 131–136 °C lên 277–283 °C tại dãy gia nhiệt nóng, sau đó đi qua lò gia nhiệt H-1101 để đạt nhiệt độ 358–364 °C (hóa hơi một phần) trước khi vào vùng nạp liệu đĩa 43 của tháp T-1101.
4. Cấu tạo cơ khí và nguyên lý phân tách của Tháp ổn định xăng T-1107 có gì đặc thù?
Tháp T-1107 cao 26.000 mm đặt trên bệ đỡ cao 5.000 mm, gồm 32 đĩa van với tổng dung tích 105,5 m³. Tháp có đường kính phân đoạn: vùng đỉnh (đĩa 1–15) có đường kính 1.500 mm với 1 ống chảy chuyền; vùng đáy (đĩa 16–32) có đường kính 2.600 mm với 2 ống chảy chuyền. Tháp làm việc ở áp suất cao (9,6 kg/cm² tại đỉnh và 9,82 kg/cm² tại đáy) để tách dòng LPG lên đỉnh đưa sang phân xưởng RFCC, còn xăng tổng ổn định được rút ra ở đáy tháp.
5. Lò gia nhiệt H-1101 có công suất bao nhiêu và nguyên tắc điều khiển tỷ lệ nhiên liệu/không khí diễn ra như thế nào?
Lò H-1101 có công suất thiết kế 83.740 kW gồm 2 buồng đốt bức xạ (mỗi buồng chứa 72 ống dài 17 m) và 1 vùng đối lưu chung. Lò vận hành theo nguyên tắc an toàn: khi tăng công suất, lưu lượng không khí cấp từ quạt thổi B-1101A/B phải được tăng trước khi tăng dòng nhiên liệu (Fuel Gas/Fuel Oil); ngược lại khi giảm công suất, dòng nhiên liệu phải giảm trước khi giảm lưu lượng không khí, duy trì tỷ lệ gió/nhiên liệu tối ưu qua bộ điều khiển 011-HIC-077.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp đã hệ thống hóa đầy đủ cơ sở lý thuyết chưng cất dầu mỏ và làm sáng tỏ quy trình công nghệ vận hành của Phân xưởng Chưng cất Dầu thô (CDU) tại Nhà máy Lọc dầu Dung Quất. Các số liệu thiết kế hình học, thông số thủy lực đĩa tháp và chu trình kiểm soát nhiệt độ lò đốt được trích xuất chính xác từ hồ sơ kỹ thuật của dự án công suất 6,5 triệu tấn/năm. Công trình phản ánh rõ nét tính phức tạp của công nghệ chế biến dầu khí thực tế, đóng vai trò là tài liệu tổng quan có giá trị học thuật và kỹ thuật chuyên ngành cao.
