Dưới đây là bài tổng quan học thuật chi tiết về giáo trình theo đúng quy chuẩn mô tả thư mục và phân tích chương trình đào tạo.

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình mô đun Vận hành phân xưởng chưng cất dầu thô (Mã mô đun: CNH19MĐ22) là tài liệu đào tạo chuyên môn được ban hành theo Quyết định số 191/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 3 năm 2020 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Dầu khí (Bà Rịa – Vũng Tàu). Giáo trình do nhóm giảng viên Khoa Dầu khí biên soạn, gồm GV. Lưu Trà My (Chủ biên), Phạm Tuấn Linh, ThS. Ngô Thị Bích Thu, Nguyễn Huỳnh Đông và Phạm Công Quang.

Mô đun có thời lượng 6 tín chỉ, tương đương tổng số 145 giờ học (gồm 42 giờ lý thuyết, 94 giờ thực hành/thảo luận và 9 giờ kiểm tra). Trong cấu trúc khung chương trình đào tạo nghề Vận hành thiết bị chế biến dầu khí, mô đun CNH19MĐ22 thuộc khối kiến thức chuyên môn nghề (chiếm 40 tín chỉ trên tổng số 61 tín chỉ toàn khóa). Mô đun này được bố trí giảng dạy sau các môn học cơ sở và chuyên ngành bổ trợ như: An toàn vệ sinh lao động (ATMT19MH01), Cơ sở điều khiển quá trình (TĐH19MĐ12), Sản phẩm dầu mỏ (CNH19MH14), Vận hành máy thủy khí I (CNH19MĐ18), Vận hành lò gia nhiệt, thiết bị nhiệt (CNH19MĐ20), và được học trước mô đun Vận hành phân xưởng chế biến dầu I (CNH19MĐ23).

Mục tiêu học tập của giáo trình được cấu trúc hóa theo 3 nhóm chuẩn đầu ra:

  • Chuẩn đầu ra kiến thức (A1 – A5): Người học liệt kê được các khái niệm nhiệt động lực học; giải thích nguyên lý hoạt động, cấu tạo tháp chưng cất; mô tả lưu trình công nghệ và phân tích tác động của các thông số kỹ thuật vận hành.
  • Chuẩn đầu ra kỹ năng (B1 – B2): Vận hành khởi động, ngừng phân xưởng và xử lý các kịch bản sự cố công nghệ trên hệ thống mô phỏng thực hành.
  • Chuẩn đầu ra tự chủ và trách nhiệm (C1): Tuân thủ tuyệt đối quy trình an toàn, phòng cháy chữa cháy (PCCC) và quy chuẩn thao tác hệ thống điều khiển tự động hóa.

Cấu trúc giáo trình gồm 4 bài học chính và 7 phụ lục công nghệ, tiếp cận trực tiếp từ các khái niệm nhiệt - pha cơ sở đến cấu tạo thiết bị công nghiệp, phân tích sơ đồ P&ID và thực hành quy trình vận hành trên phần mềm mô phỏng Lọc hóa dầu.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được phân bổ qua 4 bài học với tiến trình logic từ nguyên lý cơ bản đến ứng dụng vận hành:

  • Bài 1: Một số khái niệm (Thời lượng: 2,3 giờ lý thuyết) Trang bị các định nghĩa nhiệt động cơ sở phục vụ quá trình chưng cất:

    • Nhiệt cảm (Sensible heat) và Ẩn nhiệt (Latent heat) trong quá trình chuyển pha.
    • Điểm sôi đầu (IBP) và Điểm sôi cuối (EBP) dựa trên phương pháp chưng cất tiêu chuẩn ASTM D86.
    • Điểm sương (Dew point) và Điểm bọt (Bubble point) của hỗn hợp nhiều cấu tử.
    • Áp suất hơi, Áp suất hơi riêng phần (phân tích biến thiên của hệ propan, octan, heptan, kerosene khi sục hơi nước) và Hệ số cân bằng lỏng hơi ($K$).
    • Cơ chế làm việc của Dòng hồi lưu bên trong (Internal reflux) và bên ngoài (External reflux).

  • Bài 2: Nguyên lý hoạt động và cấu tạo tháp chưng cất dầu thô (Thời lượng: 17 giờ, gồm 16 giờ lý thuyết và 1 giờ kiểm tra)

    • Nguyên lý và phân loại sản phẩm: Cơ chế phân tách phân đoạn khí ($C_1-C_2$), khí hóa lỏng LPG ($C_3-C_4$), phân đoạn xăng ($30-180^\circ\text{C}, C_5-C_{11}$ gồm xăng nhẹ $30-70^\circ\text{C}$ và xăng nặng $70-180^\circ\text{C}$), phân đoạn kerosene ($180-250^\circ\text{C}, C_{11}-C_{16}$), phân đoạn diesel ($250-350^\circ\text{C}, C_{15}-C_{21}$), cặn chưng cất khí quyển mazut ($>350^\circ\text{C}$), phân đoạn dầu nhờn chân không ($350-550^\circ\text{C}, C_{21}-C_{40}$) và cặn gudron.
    • Chuẩn bị nguyên liệu: Công nghệ tách muối tĩnh điện (Desalter) nhằm hạn chế ăn mòn, đóng cặn và ngộ độc xúc tác cracking. Quy trình gồm 3 giai đoạn: rửa nước (pha $3-8%$ nước khử khoáng, nhiệt độ $100-150^\circ\text{C}$), kết tụ bằng điện trường ($1000,\text{V/cm}$ và điện trường phụ $200,\text{V/cm}$, thời gian lưu $20-30$ phút) và lắng trọng lực.
    • Cấu tạo tháp chưng cất khí quyển và chân không: Cấu tạo tháp đĩa và tháp đệm; các loại đĩa chóp (Bubble cap), đĩa van (Valve tray), đĩa lỗ (Sieve tray), đĩa hình chữ S, đĩa lòng máng; các bộ phận ống dẫn hướng (Riser), ống chảy truyền (Downcomer), tấm ngăn (Weir), lỗ tháo lỏng (Weep holes), tấm chắn hồi lưu, bộ phận tách sương (Demister pad), lưới lọc đáy (Strainer), tháp stripping phụ và hệ thống hút chân không bằng Ejector/bơm chân không.

  • Bài 3: Thông số kỹ thuật trong vận hành phân xưởng chưng cất dầu thô (Thời lượng: 26 giờ, gồm 24 giờ lý thuyết và 2 giờ thực hành/kiểm tra)

    • Mô tả công nghệ: Hệ thống tiền gia nhiệt I gồm các thiết bị trao đổi nhiệt từ EE01 đến EE04; thiết bị tách muối nằm ngang VV01; hệ thống tiền gia nhiệt II gồm các thiết bị trao đổi nhiệt từ EE05 đến EE13; hệ thống lò gia nhiệt; tháp chưng cất chính; tháp stripping; hệ thống bơm tuần hoàn và hệ thống ổn định naphtha.
    • Kiểm soát thông số P&ID: Theo dõi và điều khiển các thiết bị đo/điều khiển áp suất (PC01, PI01, PI03), lưu lượng (FC01, FC02, FI01), mức (LC01), nhiệt độ (TI02), các van tiết lưu điều khiển (HC01, HC02, HC07) và các máy bơm nạp liệu/tăng áp (P1 A/B, P2 A/B) theo bảng thông số vận hành ổn định Bảng 3.1.

  • Bài 4: Vận hành phân xưởng chưng cất dầu thô trên mô hình thực hành (Thời lượng: 100 giờ, gồm 94 giờ thực hành và 6 giờ kiểm tra)

    • Quy trình khởi động phân xưởng (43 giờ).
    • Quy trình ngừng hoạt động bình thường (36 giờ).
    • Xử lý 10 tình huống sự cố điển hình (21 giờ): Sự cố bộ điều khiển không khí; Sự cố mất điện; Hỏng nguồn cung cấp hơi; Mất nhiên liệu cấp tới lò gia nhiệt; Hỏng van điều khiển mức đáy tháp; Hỏng van điều khiển dòng công nghệ vào lò đốt; Hỏng máy nén khí; Hỏng van điều khiển mức thiết bị tách muối; Rò rỉ dòng công nghệ trong lò đốt; Đóng cốc đường ống dẫn trong lò gia nhiệt.

  • 7 Phụ lục sơ đồ công nghệ: Cung cấp bản vẽ chi tiết về Hệ thống tiền gia nhiệt I và tách muối (Phụ lục 1), Hệ thống tiền gia nhiệt II (Phụ lục 2), Lò gia nhiệt (Phụ lục 3), Tháp chưng cất (Phụ lục 4), Hệ thống bơm tuần hoàn (Phụ lục 5), Hệ thống tách và thu hồi sản phẩm (Phụ lục 6), Hệ thống ổn định naphtha (Phụ lục 7).

Kiến thức nền tảng được xây dựng

  1. Lý thuyết chuyển khối và nhiệt động lực học đa cấu tử: Cơ chế tiếp xúc hai pha lỏng – hơi ngược chiều trên bề mặt đĩa chưng luyện; quan hệ giữa nhiệt độ sôi, áp suất hơi riêng phần và độ bay hơi tương đối của các hydrocacbon dầu mỏ.
  2. Nguyên lý phân tách đường cong chưng cất: Phương pháp đánh giá khoảng nhiệt độ sôi thực tế dựa trên tiêu chuẩn ASTM D86 để phân tách các phân đoạn dầu thương phẩm.
  3. Nguyên lý phân tách điện - hóa học: Cơ chế xử lý tĩnh điện trong môi trường điện trường cao thế để tách nhũ tương nước - khoáng chất khỏi hydrocacbon.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Đọc hiểu thành thạo bản vẽ công nghệ P&ID; thiết lập và điều chỉnh các vòng lặp điều khiển lưu lượng, áp suất, nhiệt độ và mức lỏng trên giao diện mô phỏng phân xưởng chưng cất dầu thô.
  • Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Phân tích sự mất cân bằng nhiệt động, hiện tượng ngập lụt hoặc sụt áp trên các đĩa tháp; đánh giá ảnh hưởng của lưu lượng dòng hồi lưu đỉnh và nhiệt độ nạp liệu đến chất lượng phân đoạn sản phẩm.
  • Kỹ năng xử lý thực tế (Practical competencies): Thao tác chính xác các bước khởi động/ngừng phân xưởng và thực hiện các biện pháp cô lập, ứng phó đối với 10 tình huống sự cố công nghệ theo quy chuẩn an toàn.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Tiếp cận sư phạm (Pedagogical approach)

Giáo trình triển khai theo phương pháp dạy học tích cực, tích hợp giữa giảng giải lý thuyết trên lớp và rèn luyện kỹ năng trên phòng mô phỏng công nghệ Lọc hóa dầu. Trong tổng số 145 giờ của mô đun, thời lượng thực hành và thảo luận nhóm chiếm 94 giờ (tương đương $64,8%$), tạo điều kiện cho người học trực tiếp tương tác với các kịch bản mô phỏng phân xưởng.

Tổ chức bài tập và thảo luận nhóm

  • Người học được chia thành các nhóm nhỏ từ 8 đến 10 người. Nhóm trưởng chịu trách nhiệm phân công các thành viên nghiên cứu nội dung chuyên đề trước giờ lên lớp.
  • Thực hiện bài tập xử lý tình huống theo nhóm: Phân tích nguyên nhân và đề xuất quy trình cô lập sự cố (như sự cố bám cốc ống lò đốt, rò rỉ dòng công nghệ, mất điện toàn phân xưởng). Cả nhóm tổng hợp dữ liệu và viết báo cáo kỹ thuật.

Phương pháp đánh giá

Quy trình đánh giá kết quả học tập thực hiện theo quy chế đào tạo tín chỉ hiện hành của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội (Thông tư số 09/2017/TT-LĐTBXH) và hướng dẫn của Trường Cao đẳng Dầu khí:

Loại điểm Trọng số Hình thức và phương pháp tổ chức Thời điểm
Kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) $40%$ Vấn đáp đầu giờ, kiểm tra viết hoặc trắc nghiệm (Đánh giá CĐR A1 – A5). Trước mỗi buổi học hoặc sau 15 giờ lý thuyết.
Kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) (gộp chung phần $40%$) 6 cột kiểm tra: Tự luận, trắc nghiệm, thuyết trình báo cáo nhóm (Đánh giá CĐR A1 – A5, B1, B2, C1 – C3). Sau mỗi 15 giờ lý thuyết hoặc sau mỗi 30 giờ thực hành.
Thi kết thúc mô đun $60%$ 1 cột điểm: Trắc nghiệm/tự luận kết hợp thực hành trực tiếp trên mô hình mô phỏng Lọc hóa dầu (Đánh giá toàn diện A, B, C). Sau khi hoàn thành 145 giờ của mô đun.

Điểm tổng kết được tính theo thang điểm 10 (làm tròn đến một chữ số thập phân), sau đó quy đổi sang thang điểm chữ và thang điểm 4.

Yêu cầu chuyên cần và tự học

  • Tham dự tối thiểu $70%$ số giờ lý thuyết trên lớp.
  • Tham dự bắt buộc $100%$ các buổi thực hành trên mô hình mô phỏng. Học viên vắng bất kỳ buổi thực hành nào mà không có lý do chính đáng sẽ không được dự thi kết thúc mô đun và phải đăng ký học lại.
  • Chủ động nghiên cứu tài liệu tham khảo và đọc trước giáo trình theo từng bài học.

Điểm nổi bật và cập nhật

Cập nhật và kế thừa học thuật

Giáo trình năm 2020 được hoàn thiện trên cơ sở cập nhật từ Giáo trình Vận hành phân xưởng chưng cất dầu thô (Lưu hành nội bộ năm 2017 của Trường Cao đẳng Dầu khí) và kế thừa hệ thống lý thuyết công nghệ chế biến từ tài liệu Công nghệ chế biến dầu mỏ của tác giả Lê Văn Hiếu (NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2006).

Tích hợp phần mềm mô phỏng công nghiệp

Giáo trình tích hợp trực tiếp gói phần mềm mô phỏng Crude distillation CRD01 (Version 3, tháng 3/2015) của hãng Prosimulator. Việc đưa công cụ này vào giảng dạy giúp người học quan sát được các đáp ứng động học của hệ thống (nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, mức chất lỏng) khi thay đổi chế độ vận hành hoặc khi xuất hiện các sự cố bất thường.

Gắn liền với trang thiết bị thực tế của nhà máy lọc dầu

  • Mô tả chi tiết chuỗi 13 thiết bị trao đổi nhiệt vỏ - ống (EE01 đến EE13) chia làm hai hệ thống tiền gia nhiệt I và II, tối ưu hóa quá trình thu hồi nhiệt từ các dòng sản phẩm đáy và dòng trích hồi lưu (Kero, Diesel, TPA, MPA, BPA, RCO).
  • Chuẩn hóa quy trình tách muối tĩnh điện VV01 ở điều kiện công nghiệp (pha nước $3-8%$, nhiệt độ $100-150^\circ\text{C}$, điện áp phân tầng $1000,\text{V/cm}$ và $200,\text{V/cm}$).
  • Trình bày đầy đủ cấu tạo các cơ cấu tiếp xúc pha phức tạp (đĩa van, đĩa chóp, đĩa hình chữ S, đĩa lỗ) và các thiết bị bảo vệ như lưới lọc cặn đáy tháp (Strainer), tấm phân phối dòng hồi lưu và tấm tách sương (Demister pad).

Đối tượng sử dụng giáo trình

  1. Học sinh, sinh viên:
    • Học sinh, sinh viên trình độ Trung cấp và Cao đẳng thuộc chuyên ngành Vận hành thiết bị chế biến dầu khí tại Trường Cao đẳng Dầu khí và các cơ sở đào tạo kỹ thuật Lọc - Hóa dầu.
  2. Kiến thức tiên quyết (Prerequisites):
    • Đã hoàn thành các môn học: An toàn vệ sinh lao động (ATMT19MH01), Vẽ kỹ thuật (CK19MH01), Điện kỹ thuật (KTĐ19MH10), Cơ sở điều khiển quá trình (TĐH19MĐ12), Sản phẩm dầu mỏ (CNH19MH14), Vận hành máy thủy khí I (CNH19MĐ18), Vận hành hệ thống đường ống và bể chứa (CNH19MĐ17), Vận hành lò gia nhiệt, thiết bị nhiệt (CNH19MĐ20).
  3. Giảng viên chuyên ngành:
    • Sử dụng làm tài liệu giảng dạy chính thức, xây dựng kế hoạch bài giảng lý thuyết, biên soạn bảng kiểm đánh giá thực hành và thiết lập các kịch bản kiểm tra trên phòng mô hình mô phỏng Lọc hóa dầu.
  4. Cán bộ kỹ thuật và tự học:
    • Dùng làm tài liệu tham khảo cho kỹ thuật viên vận hành bảng điều khiển (DCS Operator) và công nhân vận hành hiện trường (Field Operator) tại các phân xưởng chưng cất dầu thô khí quyển (CDU) và chưng cất chân không (VDU).

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Tài liệu được thiết kế cho người học trình độ Trung cấp và Cao đẳng chuyên ngành Vận hành thiết bị chế biến dầu khí, đồng thời phù hợp làm tài liệu bồi dưỡng kỹ thuật cho công nhân, kỹ thuật viên vận hành tại các nhà máy chế biến dầu khí.

2. Cần kiến thức nền nào để học mô đun này?

Người học cần hoàn thành khối kiến thức kỹ thuật cơ sở và chuyên môn bao gồm an toàn lao động, vẽ kỹ thuật, điện kỹ thuật, nguyên lý điều khiển tự động quá trình, tính chất sản phẩm dầu mỏ, thiết bị nhiệt và máy thủy khí.

3. Điểm khác biệt của giáo trình so với các tài liệu lý thuyết thông thường là gì?

Giáo trình dành hơn $64%$ thời lượng cho thực hành mô phỏng trên hệ thống Prosimulator, kết nối trực tiếp lý thuyết nhiệt động chưng cất với hệ thống ký hiệu P&ID thực tế và cung cấp quy trình xử lý cho 10 kịch bản sự cố cụ thể trong phân xưởng.

4. Quy định về kiểm tra, đánh giá và tự học như thế nào?

Người học phải bảo đảm tham dự tối thiểu $70%$ số tiết lý thuyết và $100%$ số tiết thực hành. Điểm tổng kết môn học bao gồm điểm quá trình ($40%$, gồm kiểm tra thường xuyên và định kỳ) cùng điểm thi kết thúc môn học ($60%$, thực hành trên mô hình mô phỏng hoặc thi viết/trắc nghiệm).

5. Những tài liệu tham khảo nào được trích dẫn trong giáo trình?

Giáo trình trích dẫn 3 nguồn tài liệu chính:

  • Giáo trình Vận hành phân xưởng chưng cất dầu thô, Trường Cao đẳng Dầu khí, Lưu hành nội bộ, 2017.
  • Công nghệ chế biến dầu mỏ, Lê Văn Hiếu, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2006.
  • Crude distillation CRD01 (version 3), Prosimulator, 03/2015.

Kết luận

Giáo trình Vận hành phân xưởng chưng cất dầu thô cung cấp hệ thống kiến thức toàn diện từ các khái niệm nhiệt động lực học, nguyên lý tách phân đoạn hydrocacbon, cấu tạo thiết bị tháp đĩa đến kỹ năng vận hành công nghệ trên mô hình thực hành.

Lộ trình học tập đề xuất:

  1. Nắm vững các khái niệm nhiệt chuyển pha, áp suất hơi riêng phần và tiêu chuẩn ASTM D86 tại Bài 1.
  2. Phân tích nguyên lý phân tách các phân đoạn, cơ chế tách muối tĩnh điện và cấu tạo cơ khí tháp chưng cất tại Bài 2.
  3. Đọc hiểu lưu trình công nghệ và hệ thống kiểm soát thông số P&ID (EE01 – EE13, VV01, PC01, FC01) tại Bài 3.
  4. Rèn luyện kỹ năng thực hành khởi động, dừng hệ thống và xử lý 10 kịch bản sự cố công nghệ tại Bài 4 trên phần mềm mô phỏng.

Người học kết hợp nghiên cứu giáo trình cùng các tài liệu tham khảo bổ trợ (Công nghệ chế biến dầu mỏ - Lê Văn Hiếu và tài liệu hướng dẫn vận hành Prosimulator CRD01) để hoàn thành các chuẩn đầu ra của mô đun.