THÔNG TIN TỔNG HỢP VỀ GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: VẬN HÀNH PHÂN XƯỞNG CHẾ BIẾN DẦU II


Tổng quan về giáo trình (250-300 từ)

Giáo trình mô đun "Vận hành phân xưởng chế biến dầu II" (Mã mô đun: CNH19MĐ24) là tài liệu giảng dạy chuyên môn nghề thuộc chương trình đào tạo nghề Vận hành thiết bị chế biến dầu khí ở trình độ Cao đẳng, được ban hành kèm theo Quyết định số 191/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 3 năm 2020 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Dầu khí (Tập đoàn Dầu khí Việt Nam). Giáo trình do tập thể giảng viên Trường Cao đẳng Dầu khí biên soạn, bao gồm GV. Lưu Trà My (Chủ biên), Lê Quốc Hoàng, ThS. Ngô Thị Bích Thu, Nguyễn Huỳnh Đông và Phạm Công Quang.

Trong khung chương trình đào tạo tổng thể gồm 93 tín chỉ (2.290 giờ), mô đun này mang khối lượng 4 tín chỉ với thời lượng 100 giờ. Về vị trí đào tạo, mô đun được bố trí giảng dạy trong nhóm môn học/mô đun chuyên môn nghề (nhóm II.2), học sau các môn học nền tảng như Vẽ kỹ thuật (CK19MH01), Điện kỹ thuật (KTĐ19MH10), Cơ sở quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa học (CNH19MH13), Sản phẩm dầu mỏ (CNH19MH14), Vận hành phân xưởng chưng cất dầu thô (CNH19MĐ22), Vận hành phân xưởng chế biến dầu I (CNH19MĐ23); đồng thời là môn học tiên quyết trước khi người học tiếp cận mô đun Vận hành các phân xưởng chế biến khí (CNH19MĐ25) và Thực tập sản xuất (CNH19MĐ26).

Mục tiêu học tập của giáo trình tập trung vào ba trụ cột:

  • Kiến thức: Trình bày cơ sở lý thuyết, nguyên liệu, sản phẩm, sơ đồ công nghệ, cấu tạo thiết bị chính và thông số vận hành của phân xưởng Reforming xúc tác và phân xưởng Xử lý khí trong nhà máy lọc dầu.
  • Kỹ năng: Thao tác vận hành thành thạo các phân xưởng trên hệ thống mô hình động (Prosimulator) và xử lý sự cố công nghệ đúng quy trình.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Tuân thủ các quy định về an toàn lao động, phòng cháy chữa cháy, quy trình vận hành thiết bị điện và tự động hóa.

Giáo trình được cấu trúc thành 2 bài học chính: Bài 1 về Reforming xúc tác và Bài 2 về Xử lý khí trong nhà máy lọc dầu, phân bổ cân bằng giữa lý thuyết cơ sở và thực hành mô phỏng quá trình.


Nội dung kiến thức cốt lõi (500-600 từ)

Các chương/chủ đề chính

Cấu trúc giáo trình bao gồm 2 bài học trọng tâm được triển khai tuần tự theo logic công nghệ:

[Phân đoạn Naphtha nặng / Khí đầu vào]
  • Bài 1: Reforming xúc tác (Thời lượng: 50 giờ - 14 giờ Lý thuyết, 33 giờ Thực hành/Thảo luận, 3 giờ Kiểm tra):

    • Cơ sở lý thuyết: Phân tích 5 nhóm phản ứng hóa học chính xảy ra trong vùng phản ứng: phản ứng dehydro hóa naphthene thành hydrocacbon thơm (thu nhiệt mạnh $\Delta H = 47\text{--}60\text{ kcal/mol}$); phản ứng dehydro vòng hóa $n$-parafin thành aromatic; phản ứng isomer hóa $n$-parafin thành iso-parafin; chuyển hóa olefin và phản ứng bẻ gãy hydrocracking (tỏa nhiệt $\Delta H = -40\text{ kJ/mol}$).
    • Nguyên liệu và sản phẩm: Đặc tính phân đoạn naphtha nặng ($62\text{--}180^\circ\text{C}$, $85\text{--}180^\circ\text{C}$, $105\text{--}180^\circ\text{C}$); tiêu chuẩn sản phẩm reformat có trị số octan cao ($\text{RON } 100\text{--}105$), hỗn hợp hydrocacbon thơm BTX (Benzen, Toluen, Xylen), khí hydro kỹ thuật (nồng độ $\text{H}_2 > 85%\text{ thể tích}$) và khí hóa lỏng LPG.
    • Xúc tác và cơ chế ngộ độc: Bản chất xúc tác hai chức năng ($\text{Pt}/\text{Al}_2\text{O}_3$ clo hóa, hệ xúc tác lưỡng kim loại $\text{Pt-Re}$, $\text{Pt-Sn}$, $\text{Pt-Ge}$ và đa kim loại); giới hạn tạp chất gây ngộ độc xúc tác ($\text{S} < 1\text{--}10\text{ ppm}$, $\text{N} < 1\text{ ppm}$, $\text{H}_2\text{O} < 4\text{ ppm}$, kim loại nặng $\text{Cu, As, Pb, Hg} < 1\text{ ppm}$); quy trình 5 bước tái sinh xúc tác (đuổi hydrocacbon, đốt cốc ở $370\text{--}480^\circ\text{C}$, clo hóa ở $510^\circ\text{C}$, sấy ở $510^\circ\text{C}$, khử bằng $\text{H}_2$ ở $480^\circ\text{C}$).
    • Sơ đồ công nghệ và thiết bị: So sánh công nghệ tái sinh bán liên tục (SRR) và tái sinh liên tục (CCR); khảo sát các bản quyền công nghệ Aromizing, Octanizing (IFP), CCR Platforming, RZ Platforming, Cyclar (UOP); sơ đồ phân xưởng CCR Platforming công suất 21.000 BPSD của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất; cấu tạo thiết bị phản ứng dòng dọc trục và dòng xuyên tâm.
    • Thông số vận hành và mô phỏng: Tác động của nhiệt độ ($495\text{--}525^\circ\text{C}$), áp suất ($3\text{--}10\text{ bar}$ ở CCR), tỷ lệ $\text{H}_2/\text{RH}$, tốc độ nạp liệu riêng thể tích (LHSV); 35 giờ thực hành vận hành trên phần mềm mô phỏng Prosimulator Platformer PLR01.
  • Bài 2: Xử lý khí trong nhà máy lọc dầu (Thời lượng: 50 giờ - 14 giờ Lý thuyết, 33 giờ Thực hành/Thảo luận, 3 giờ Kiểm tra):

    • Nguồn gốc khí và phân xưởng thu hồi LPG: Đặc trưng các dòng khí từ các phân xưởng chưng cất, cracking, reforming; sơ đồ công nghệ thu hồi LPG cổ điển và hiện đại; các thiết bị tháp cất, bình ngưng tụ và thông số làm lạnh; 17 giờ thực hành mô phỏng phân xưởng LPG trên Prosimulator LPG03.
    • Phân xưởng xử lý khí axit: Các phương pháp xử lý khí axit ($\text{H}_2\text{S}, \text{CO}_2$) bằng dung môi amin (MEA, DEA, MDEA, DGA); sơ đồ công nghệ tháp hấp thụ (Absorber) và tháp tái sinh dung môi (Regenerator); các thông số công nghệ kiểm soát; 23 giờ thực hành vận hành mô phỏng Prosimulator AMI01.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình củng cố hệ thống lý thuyết hóa học dầu mỏ và kỹ thuật phản ứng:

  1. Nhiệt động học và động học hóa học: Sự dịch chuyển cân bằng phản ứng tạo hợp chất thơm theo nguyên lý Le Chatelier ở điều kiện nhiệt độ cao ($500^\circ\text{C}$) và áp suất thấp ($3,5\text{--}10\text{ bar}$).
  2. Cơ chế xúc tác dị thể: Phối hợp giữa chức năng kim loại (tâm $\text{Pt}$ xúc tiến phản ứng dehydro hóa/hydro hóa) và chức năng axit (tâm $\text{Al}_2\text{O}_3$ xúc tiến phản ứng isomer hóa, cracking).
  3. Kỹ thuật phân tách và hấp thụ: Cân bằng lỏng - hơi trong quá trình ngưng tụ phân đoạn khí và cơ chế hấp thụ hóa học có hoàn nguyên của dung dịch amin.

Kỹ năng phát triển

Thông qua chương trình chi tiết, người học hình thành các kỹ năng chuyên môn:

  • Kỹ năng kỹ thuật: Đọc hiểu và phân tích sơ đồ công nghệ P&ID, tính toán cân bằng vật chất, kiểm soát các biến số công nghệ (nhiệt độ lò gia nhiệt, áp suất hệ phản ứng, lưu lượng tuần hoàn khí hydro).
  • Kỹ năng phân tích: Đánh giá thành phần nguyên liệu naphtha, nhận diện nguyên nhân suy giảm hoạt tính xúc tác (tạo cốc, ngộ độc lưu huỳnh, ngộ độc kim loại nặng).
  • Kỹ năng thực hành vận hành: Thao tác khởi động, dừng máy, điều chỉnh chế độ công nghệ và xử lý các sự cố khẩn cấp trên hệ thống mô phỏng động Prosimulator cho các phân xưởng Platforming, LPG và Amine.

Phương pháp giảng dạy và học tập (300-350 từ)

Giáo trình áp dụng mô hình giảng dạy tích hợp giữa lý thuyết và thực hành, lấy phương pháp dạy học tích cực làm trung tâm:

  • Phương pháp tiếp cận sư phạm:

    • Đối với người dạy: Áp dụng thuyết trình, nêu vấn đề, giải thích sơ đồ, làm mẫu thao tác mô phỏng, hướng dẫn thảo luận và phân chia bài tập theo nhóm.
    • Đối với người học: Đọc trước giáo trình và tài liệu tham khảo trước khi lên lớp; làm việc theo nhóm quy mô 8-10 người để thảo luận các chủ đề được giao và viết báo cáo chuyên đề; hoàn thành 100% thời lượng các bài tập vận hành trên mô hình mô phỏng.
  • Bài tập thực hành và tình huống công nghệ: Thời lượng thực hành chiếm 66% tổng số giờ mô đun (66/100 giờ). Sinh viên được rèn luyện trực tiếp trên các gói phần mềm mô phỏng lọc hóa dầu chuyên dụng (Prosimulator Platformer PLR01, LPG03, AMI01), thực hiện các kịch bản:

    • Khởi động phân xưởng Reforming từ trạng thái dừng nguội đến chế độ làm việc ổn định.
    • Điều chỉnh nhiệt độ các lò phản ứng nối tiếp ($\text{H1, H2, H3}$) để duy trì trị số octan mong muốn.
    • Kiểm soát nồng độ $\text{O}_2$ ($0,5\text{--}2%$) trong quá trình đốt cốc tái sinh xúc tác.
    • Vận hành tháp hấp thụ amin xử lý khí axit và tháp phân tách LPG.
  • Quy định đánh giá kết quả: Đánh giá học phần tuân thủ Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội:

    • Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1, chiếm 40% trọng số quá trình): Gồm 02 cột điểm qua hình thức vấn đáp đầu giờ hoặc trắc nghiệm sau mỗi 15 giờ lý thuyết.
    • Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2, thuộc 40% trọng số quá trình): Gồm 04 cột điểm thông qua bài viết tự luận, trắc nghiệm, thuyết trình hoặc đánh giá sản phẩm thực hành mô phỏng (sau mỗi 15 giờ lý thuyết hoặc 30 giờ thực hành).
    • Điểm thi kết thúc môn học (Trọng số 60%): Đánh giá toàn diện kiến thức (A1-A4) và kỹ năng thực hành (B1-B2, C1-C3) sau 100 giờ học tập.
    • Điều kiện dự thi: Tham dự tối thiểu 70% số tiết lý thuyết và 100% số tiết thực hành (vắng $>0%$ giờ thực hành bắt buộc phải học lại mô đun). Điểm tổng kết tính theo thang điểm 10 và quy đổi sang thang điểm 4 theo quy chế đào tạo tín chỉ.

Điểm nổi bật và cập nhật (250-300 từ)

Nội dung giáo trình phản ánh sự phát triển của công nghệ lọc dầu qua các giai đoạn kỹ thuật:

Tiêu chí so sánh Công nghệ tái sinh bán liên tục (SR/SRR) Công nghệ tái sinh liên tục (CCR)
Áp suất làm việc ($P$) $12\text{--}15\text{ bar}$ $3\text{--}10\text{ bar}$ (xuống tới $3,5\text{ at}$)
Tỷ lệ $\text{H}_2/\text{RH}$ $5\text{--}7$ $1,5\text{--}4$
Hệ xúc tác sử dụng $\text{Pt-Re}$ $\text{Pt-Sn}$
Thời gian chu kỳ tái sinh $6\text{--}12\text{ tháng}$ $2\text{--}10\text{ ngày}$
Hiệu suất thu hồi $\text{C}_5^+$ $75\text{--}84%\text{ khối lượng}$ $85\text{--}92%\text{ khối lượng}$
Trị số octan xăng (RON) $98\text{--}101$ $100\text{--}103$
Hiệu suất khí hydro ($\text{H}_2$) $1,5\text{--}2,0%\text{ khối lượng}$ $2,0\text{--}3,6%\text{ khối lượng}$
  • Cập nhật công nghệ xúc tác và thiết bị:
    • Trình bày lịch sử phát triển xúc tác từ hệ oxit $\text{MoO}_2/\text{Al}_2\text{O}_3$ ($1940$), xúc tác đơn kim loại $\text{Pt}/\text{Al}_2\text{O}_3$ ($1949$) đến các hệ xúc tác lưỡng kim và đa kim loại ($\text{R16, R20, R22, RG422, KX130}$) giúp giảm áp suất vận hành từ $70\text{ bar}$ xuống $3\text{--}10\text{ bar}$.
    • Phân tích sự chuyển dịch từ thiết bị phản ứng dòng dọc trục (tổn thất áp suất lớn) sang thiết bị phản ứng dòng xuyên tâm (tổn thất áp suất nhỏ, tiết kiệm năng lượng nén tuần hoàn hydro).
  • Tích hợp các bản quyền công nghệ quốc tế và thực tế tại Việt Nam:
    • Phân tích các công nghệ CCR Platforming và RZ Platforming của UOP, Aromizing của IFP, công nghệ Cyclar của BP/UOP (chuyển hóa LPG thành BTX).
    • Đưa vào giáo trình sơ đồ công nghệ phân xưởng CCR Platforming của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất với hệ thống 4 lò phản ứng xuyên tâm đặt chồng, hệ thống van nâng xúc tác (Lift gas) và cụm thiết bị tái sinh liên tục.
  • Ứng dụng công cụ mô phỏng công nghiệp:
    • Tích hợp tài liệu hướng dẫn vận hành từ các gói phần mềm mô phỏng chuyên dụng Prosimulator: Platformer PLR01 (version 5), LPG unit LPG03 (Aug 2014), và Amine treating unit AMI01 (Mar 2015).

Đối tượng sử dụng giáo trình (200-250 từ)

Giáo trình được thiết kế chuyên biệt phục vụ các đối tượng đào tạo và nghiên cứu kỹ thuật:

  • Sinh viên chuyên ngành: Sinh viên năm thứ hai hoặc năm thứ ba trình độ Cao đẳng và Đại học thuộc các ngành: Vận hành thiết bị chế biến dầu khí, Công nghệ kỹ thuật Hóa học, Kỹ thuật Lọc - Hóa dầu, Kỹ thuật Dầu khí.
  • Yêu cầu kiến thức tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành các môn học cơ sở kỹ thuật và chuyên môn trước đó theo khung đào tạo:
    • Nhiệt kỹ thuật (CNH19MH10), Cơ sở điều khiển quá trình (TĐH19MĐ12).
    • Cơ sở quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa học (CNH19MH13).
    • Sản phẩm dầu mỏ (CNH19MH14).
    • Vận hành thiết bị tách dầu khí (CNH19MĐ16), Vận hành máy thủy khí (CNH19MĐ18, CNH19MĐ19).
    • Vận hành lò gia nhiệt, thiết bị nhiệt (CNH19MĐ20).
    • Vận hành phân xưởng chưng cất dầu thô (CNH19MĐ22) và Vận hành phân xưởng chế biến dầu I (CNH19MĐ23).
  • Giảng viên và kỹ thuật viên: Làm tài liệu giảng dạy lý thuyết chuyên ngành, xây dựng ngân hàng câu hỏi kiểm tra, biên soạn giáo án thực hành mô phỏng; kỹ sư, vận hành viên tại các nhà máy lọc dầu (Dung Quất, Nghi Sơn) sử dụng làm tài liệu tra cứu thông số công nghệ và quy trình tái sinh xúc tác.

Câu hỏi thường gặp (250-300 từ)

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Giáo trình phục vụ trực tiếp cho sinh viên cao đẳng và đại học chuyên ngành chế biến dầu khí, lọc - hóa dầu, đồng thời là tài liệu tham khảo cho kỹ sư công nghệ và nhân viên vận hành tại các nhà máy chế biến dầu khí.

2. Cần kiến thức nền nào để học?

Người học cần có kiến thức nền tảng về hóa học dầu mỏ, quá trình và thiết bị truyền nhiệt - truyền khối, an toàn vệ sinh lao động, cơ sở tự động hóa và đã hoàn thành môn học Vận hành phân xưởng chế biến dầu I (quá trình chưng cất, tách sơ cấp).

3. Điểm khác biệt với giáo trình khác?

Giáo trình dành tới 66% thời lượng (66 giờ) cho thực hành trên phần mềm mô phỏng động chuyên dụng Prosimulator; đồng thời phân tích chi tiết dữ liệu thực tế từ phân xưởng CCR Platforming của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất và các bản quyền công nghệ UOP, IFP.

4. Làm sao để tự học hiệu quả?

Sinh viên cần đọc trước lý thuyết cơ chế phản ứng và sơ đồ công nghệ, kết hợp làm việc nhóm 8-10 người để giải quyết bài tập tình huống, tham dự đầy đủ 100% thời lượng thực hành mô phỏng và thường xuyên đối chiếu các thông số nhiệt độ, áp suất, tỷ lệ $\text{H}_2/\text{RH}$ trên phần mềm.

5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo?

Tài liệu được bổ trợ bởi các giáo trình tham khảo:

  • Công nghệ chế biến dầu mỏ (TS. Lê Văn Hiếu, NXB KHKT, 2006).
  • Hóa học dầu mỏ và khí (TS. Đinh Thị Ngọ, NXB KHKT, 2008).
  • Cracking xúc tác (TS. Nguyễn Hữu Phú, NXB KHKT, 2005).
  • Các cẩm nang phần mềm mô phỏng Prosimulator (PLR01, AMI01, LPG03).

Kết luận (150 từ)

Giáo trình "Vận hành phân xưởng chế biến dầu II" (Mã mô đun: CNH19MĐ24) cung cấp hệ thống kiến thức toàn diện và có cấu trúc về hai quá trình then chốt trong công nghệ lọc dầu: Reforming xúc tác nâng cao trị số octan và Xử lý khí lọc dầu (thu hồi LPG, xử lý khí axit). Với tỷ trọng 66 giờ thực hành mô phỏng trên nền tảng Prosimulator kết hợp cùng dữ liệu công nghệ thực tế của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất và các hãng bản quyền UOP, IFP, giáo trình thiết lập lộ trình học tập logic từ lý thuyết nhiệt động học, động học xúc tác đến kỹ năng vận hành công nghệ chuyên sâu. Tài liệu là thành phần quan trọng trong chương trình đào tạo nghề Vận hành thiết bị chế biến dầu khí, tạo tiền đề cho các mô đun chế biến khí tiếp theo và thực tập sản xuất tại doanh nghiệp.