ĐẠI HỌC QUOC GIA TP. HO CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÙNG ĐÌNH LIEU UNG DỤNG PHƯƠNG PHAP PHAN TÍCH EXERGY XAC DINH DIEU KIEN VAN HANH TOI UU CHO THAP C-05 CUA NHA MAY CHE BIEN KHI DINH CO Chuyên ngành =: KY THUẬT HOA DAU Mã số : 60 53 55 TP. HO CHÍ MINH, tháng 8 năm 2013 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: PHUNG DINH LIEU MSHV: 11400174 Ngày. tháng, nam sinh: 21-08-1985 - Nơi sinh: Bên Tre Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa dau Mãsô: 605355 TÊN ĐÈ TÀI: UNG DUNG PHƯƠNG PHAP PHAN TÍCH EXERGY XÁC ĐỊNH DIEU KIEN VAN HANH TOI UU CHO THAP C-05 CUA NHA MAY CHE BIEN KHI DINH CO NHIEM VU VA NOI DUNG: 1.
Khảo sát thu thập số liệu về thực tế hoạt động của nhà máy chế biến khí Dinh Cố 2. Mô phỏng cụm tháp C-05 của nhà máy 3. Tính toán cân băng vật chất và cân bằng năng lượng cho tháp C-05 ở các điều kiện hoạt động 4. So sánh hiệu suất năng lượng của các điều kiện va dé xuất điều kiện vận hành tối ưu NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: (Ghi theo trong QD giao dé tai): 02/07/2012 NGÀY HOAN THANH NHIEM VỤ: (Ghi theo trong QD giao dé tài): 21/06/2013 CAN BQ HUONG DAN: ˆ PGS.
NGUYEN VINH KHANH - Trường DH Bach Khoa TP. CAN BO HUONG DAN CHU NHIEM BO MON DAO TAO (Họ tên va chữ ky) (Họ tên và chữ ký) TRUONG KHOA. (Họ tên và chữ ký) ii CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TAI TRUONG ĐẠI HỌC BACH KHOA THÀNH PHO HO CHÍ MINH Cán bộ hướng dẫn khoa hoc : Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, DHQG TP.HCM vào ngày. Thanh phan Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, hoc hàm, học vi của Hội đông châm bảo vệ luận văn thạc sĩ) 92bà+ 5.
Xác nhận của Chu tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nêu có). CHU TICH HOI DONG TRUONG KHOA. Luận văn thạc sĩ: Ứng dụng phương pháp phân tích exergy xác định điều kiện vận hành tối ưu cho tháp C-05 của nha máy chê biên khí Dinh Cô LỜI CẢM ƠN Trước tiên xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cán bộ hướng dẫn chính: PGS. Nguyễn Vĩnh Khanh đã quan tâm sâu sắc, tận tình hướng dẫn, chỉnh sửa và b6 sung nhiều kiến thức quý báu dé dé tài nghiên cứu này được hoàn thành.
Xin chân thành cảm ơn các thay cô trong Khoa Kỹ thuật Hóa học, đặc biệt là các thay cô của bộ môn Công nghệ Chế biến Dầu khí đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn. Xin gửi lời cảm ơn những bạn bè đã hỗ trợ về nhiều mặt, hết lòng giúp đỡ và động viên để đề tài được hoàn thành đúng kế hoạch. Mặc dù đã nỗ lực trong việc nghiên cứu, tham khảo tài liệu và thực nghiệm, tuy nhiên vẫn khó tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong quý thầy cô, quý anh chị và bạn bẻ đóng góp những ý kiến quý báu dé dé tài được hoan thiện hơn.
Cuôi cùng, xin gửi lời chúc sức khỏe và thành công đến tat cả các quý thay cô cùng các bạn. Tháng 06/2013 Học viên thực hiện HVTV: Phùng Đình Liễu Trang 1 Luận văn thạc sĩ: Ứng dụng phương pháp phân tích exergy xác định điều kiện vận hành tối ưu cho tháp C-05 của nha máy chê biên khí Dinh Cô LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn nay là công trình nghiên cứu của bản thân, xuất phát từ nhu câu thực tế của ngành công nghiệp chế biến dầu khí. Nội dung của luận văn được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết Exergy và ứng dụng lý thuyết này vào quá trình đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng cho tháp C-05 của nhà máy chế biến khí Dinh Cố dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Nguyễn Vĩnh Khanh (ĐH Bách Khoa TP.
Các số liệu, kết quả trong luận văn này là hoàn toan trung thực và được thực hiện bởi chính tác giả. Kết quả luận văn chưa từng được công bố dưới bất cứ hình thức nào trước khi trình, bảo vệ và công nhận bởi “Hội đồng đánh giá luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Kỹ thuật Hóa dau”. Hô Chi Minh, ngày 21 thang 06 năm 2013 HVTV: Phùng Đình Liễu Trang 2 Luận văn thạc sĩ: Ứng dụng phương pháp phân tích exergy xác định điều kiện vận hành tôi ưu cho tháp C-05 của nha máy chê biên khí Dinh Cô TÓM TẮT Sự phát triển của công nghiệp chế biến khí đã mang lại những hiệu quả kinh tế nhất định cũng như góp phần bảo đảm nguồn năng lượng. Trong giai đoạn phát triển ban đầu, yêu cầu tối đa hóa sản lượng thường được ưu tiên.
Tuy nhiên, để phù hợp với định hướng phát triển lâu dài, các giải pháp cải tiễn kỹ thuật cho ngành công nghiệp chế biến khí cần được đầu tư nghiên cứu. Trên cơ sở đó, nội dung luận văn này tập trung vào van dé tối ưu hiệu suất cho tháp Demethanizer C-05 của nha máy chế biến khí Dinh Có. Quy trình công nghệ của nha máy được mô phỏng bang phan mềm Hysys căn cứ trên các thông số hoạt động thực tế. Các kết quả mô phỏng sau đó được xử lý tính toán nhằm xác định thông số của các dòng vật chất, thiết bị cũng như hiệu suất sử dụng năng lượng cho các thiết bị thành phần trong cụm tháp C-05.
Đồng thời, nội dung phân tích tính chất nhiệt động của tháp C-05 với sự hỗ trợ của công cu Column Targetting trong phan mềm Aspen Plus đã xác định các hiệu chỉnh cần thiết dé giảm thiểu hon 98% mức độ thất thoát exergy cho tháp so với điều kiện hoạt động ban đầu. HVTV: Phùng Đình Liễu Trang 3 Luận văn thạc sĩ: Ứng dụng phương pháp phân tích exergy xác định điều kiện vận hành tôi ưu cho tháp C-05 của nha máy chê biên khí Dinh Cô ABSTRACT The development of gas processing industry has brought certain economic achievements as well as assured energy sources. In the beginning stage, maximum production requirement is the first priority. However, to comply with long term development strategy, technical solution researches for gas processing industry must be focused.
Base on these matters, this research focuses on energy optimization for Demethanizer C-05 column at Dinh Co gas processing plant. Based on actual values of operating parameters, processing stages of this plant was modelled with Hysys software. The obtained modelling results were further analyzed to determine properties of process fluids and units as well as energy efficiency of component equipment in C-05 column unit. Simultaneously, thermodynamic analysis for C-05 column with Column Targetting tool in Aspen Plus was also conducted to determine necessary adjustments for decreasing more than 98% exergy loss level of the column in comparing with initial operating conditions.
HVTV: Phùng Đình Liễu Trang 4 Luận văn thạc sĩ: Ứng dụng phương pháp phân tích exergy xác định điều kiện vận hành tối ưu cho tháp C-05 của nha máy chê biên khí Dinh Cô MỤC LỤC 9009000) 0077. 5 DANH MUC HINH 01015 -. 7 DANH MỤC BÁNG. << G G9 9 9c cư cư cư hư gu cu 9 DANH MỤC CAC TỪ VIET TAT VÀ KY HIỆU.Ô 14 CHUONG 1 - TONG QUAN VE HOAT ĐỘNG CUA NHÀ MAY CHE BIEN 9:08) 0/0091.2 NGUYÊN LIEU VA SAN PHAM.1 Nguyên liệu hiện tại CUA NAG HIIJV.2 Chi tiêu sản PUG.
QUY TRINH CÔNG NGHỆ CUA NHÀ MAY .1 So đô nguyên UP coccccccccccccceccscscscscsvsvsssessvsvsvsvsvsususesesssesevevevsvsvsvsvsususseceeeeees 20 1.2 Tom lược quy trình CONG NE.4 VAN ĐỀ NGHIÊN CỨU.--¿- 52 SESE+EEE£E+EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErkrkerrred 24 CHƯƠNG 2 - THUC NGHIEM MO PHONG VA PHAN TÍCH.1 Mô phỏng các thiết bị công nghệ chính và cụm tháp Demthanizer C-05 70713225. - 5< SE SE SE 1211112111111 11 111111.2 Mô phỏng các thiết bị công nghệ chính và cụm tháp C-05. 28 HVTV: Phùng Đình Liễu Trang 5 Luận văn thạc sĩ: Ứng dụng phương pháp phân tích exergy xác định điều kiện vận hành tối ưu cho tháp C-05 của nha máy chê biên khí Dinh Cô 2.2 Phan tích tháp C-05 với Aspen PÏS. Ă S ST TS SSSSSSS E11 1 11k kkksei 37 2.1 COC mối lƯƠHg QUđH.
5c tt HH iyg 34 2.2 Cân bằng vật chất, năng lượng và hiệu suất eXeFBy. PHAN TÍCH NHIỆT DONG HỌC.1 Column Grand Composite Curve (CŒCC).2 Giản đô tốn thất FX€FW. St HE HH iyg 4] CHUONG 3 - KET QUA VA BAN LUẬN .1 KET QUÁ MO PHÒNG.1 Kết quả mô phỏng các thiết bị công nghệ chính và cụm tháp C-05.2 Kết quả mô phỏng chỉ tiết cho thấp C-(5.2 _ KET QUA PHAN TÍCH EXERGY CHO CÁC THIẾT BỊ THÀNH PHAN TRONG CUM THAP C-05. KẾT QUÁ PHAN TÍCH NHIỆT DONG HỌC.4 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CAITIEN ues cssesesessesescsesesssseseesseseeen 63 CHUONG 4 - KET LUẬN VÀ KIEN NGHỊ.5- << << << sssesese 74 TÀI LIEU THAM KHAO .- 5-5-5 5< << 5999 eEeEeEeE xxx 9952 77 PHU LUC I: SO DO CONG NGHE, BAN VE MAT BANG NHA MAY CHE BIEN KHÍ DINH CO VA THAP DEMETHANIZER C-05 PHU LUC II: CAC MOI TƯƠNG QUAN SỬ DUNG TRONG PHAN TÍCH EXERGY CHO CUM THAP C-05 PHU LUC Ill: THONG TIN NHAP LIEU MO PHONG NHÀ MAY CHE BIEN KHÍ DINH CO TRONG HYSYS PHU LUC IV: KET QUA TINH TOAN CAN BANG VAT CHAT VA NANG LUONG CHO NHA MAY CHE BIEN KHI DINH CO HVTV: Phùng Đình Liễu Trang 6 Luận văn thạc sĩ: Ứng dụng phương pháp phân tích exergy xác định điều kiện vận hành tối ưu cho tháp C-05 của nha máy chê biên khí Dinh Cô DANH MUC HINH Hình 1.
Sơ đồ nguyên ly nhà máy ở chế độ vận hành hoàn chỉnh (GPP). Chọn phương trình trạng thái cho quá trình m6 phỏng. Nhập liệu thông tin đầu vào cho việc phân tích nhiệt động học. Dòng vật chất và năng lượng trong một thé tích kiểm soát.
Mô phỏng cụm tháp C-05 của nhà máy .----- 55 +++<<<<<<<<<sss2 46 tCnDIeO+=2ABNHo Hình 3. So đồ tháp C-05 và các dòng vật chất vào và ra. Biểu đồ nhiệt độ theo các đĩa của tháp C-0Š. Thanh phan pha hoi (C1-C3) theo các đĩa của tháp C-05.
Lưu lượng mole 2 pha theo các đĩa của tháp C-0Š. CGCC (T-H) của tháp C-ÖŠ. G 1 HH HH TH ng ng vết 61 Hình 3. CGCC (Stage-H) của tháp C-05 oo.
Biểu đồ T-Exergy loss của tháp C-05 voc ccccsesescsesssscscesessesevereseeseeee 62 Hình 3. Biểu đồ Stage-Exergy loss của tháp C-05. — œ=œ Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ của dòng nhập liệu 12e đến các yeu cau rang buộc khi cố định mức nhiệt độ dòng nhập liệu 14 ở mức -18,5°C Hình 3. 11 Khao sat anh hưởng nhiệt độ của dòng nhập liệu 14 đến các yeu cau rang budc khi cố định mức nhiệt độ dòng nhập liệu 12e ở mức -60°C Hình 3.
