Luận văn tốt nghiệp Chương 1. TỔNG QUAN 1.1. Khát quát chung về công nghệ dầu khí của nước ta: Ngành công nghiệp dầu khí nước ta chỉ phát triển trong vòng 15 năm trở lại đây, tuy mới mẻ và non trẻ song lại là ngành quan trọng đóng góp một nguồn ngoại tệ lớn cho đất nước, thúc đẩy nền kinh tế phát triển. Tiềm năng dầu khí của Việt Nam được đánh giá là có nhiều triển vọng tốt, nhiều bể khí và mỏ dầu với trữ lượng lớn được phát hiện và có kế hoạch khai thác hợp lí. Hiện nay, ở thềm lục đòa Việt Nam có 3 mỏ dầu quan trọng đang được xúc tiến khai thác: - Mỏ Bạch Hổ: cách bờ biển Vũng Tàu 120 km, khai thác từ năm 1986 đến nay tổng sản lượng khai thác 30 triệu tấn, sản lượng khai thác hằng năm 7 – 9 triệu tấn, có thể khai thác vài ba năm nữa sau đó giảm dần. - Mỏ Rồng: cách mỏ Bạch Hổ 30 km về phía tây nam, bắt đầu khai thác từ cuối năm 1994, sản lượng 12,000 – 18,000 thùng/ ngày. - Mỏ Đại Hùng: nằm ở vùng trũng Nam Côn Sơn, cách bờ biển 280 km, cách mỏ Bạch Hổ 160 km, được khai thác từ 10/1994, sản lượng 320,000 thùng/ngày (5000 tấn/ngày). Về khí hydrocarbon, hiện nay có 3 mỏ đang được khai thác : - Mỏ Tiền Hải: đây là mỏ khí thiên nhiên trong đất liền, được khai thác từ năm 1981, cung cấp 10 – 30 triệu m 3 /năm. - Mỏ Bạch Hổ: là dạng khí đồng hành, khai thác mỗi tấn dầu thu được 180 – 200 m 3 khí. Khí đồng hành được đưa vào Dinh Cố và Nhà máy điện Bà Ròa với sản lượng khoảng 300 triệu m 3 /năm. Sau khi lắp đặt thêm hệ thống giàn nén vào giai đoạn 2, sản lượng khí đồng hành có thể tăng lên 1,5 tỷ m 3 /năm. - Mỏ khí đồng hành Lan Tây – Lan Đỏ: hai mỏ khí trong bể Nam Côn Sơn, phát hiện năm 1992, cách Vũng Tàu 370 km về phía đông nam, trữ lượng khí GVHD: TS. Lê Phan Hoàng Chiêu Trang 1 Luận văn tốt nghiệp khoảng 58 tỷ m 3 , có khả năng cung cấp mức sản lượng trung bình hàng năm khoảng 5 tỷ m 3 . Đặc biệt : Theo báo “Tuổi trẻ” – 22/10/2004, vào ngày 20/10/2004, Công ty ATI Petroleum cùng 3 nhà thầu dầu khí khác là Petronas Carigali Oversea SDN.BHD (Malaysia), Công ty Đầu tư & Phát triển Dầu khí Việt Nam và Singapore Petroleum Company đã phát hiện dấu hiệu dầu mỏ và khí ngoài khơi Vònh Bắc Bộ. Dự tính trữ lượng 700 – 800 triệu thùng dầu, 40 tỉ m 3 khí. Đây là loại dầu nhẹ, ngọt, tỷ trọng 43.2 o API, điểm đông 4.5 o C, hoàn toàn không có lưu huỳnh. Mỏ dầu nằm ở giếng Yên Tử – 1X thuộc lô 106, thềm lục đòa bắc Việt Nam, cách cảng Hải Phòng khoảng 70 km về phía đông, mức sâu của nước biển tại đòa điểm giếng khoan là 28 m. Nguồn : Trang web Thời báo kinh tế Việt Nam. Hình 1.1. Thống kê sản lượng khai thác dầu thô ở Việt Nam từ năm 1986 – 2003 GVHD: TS. Lê Phan Hoàng Chiêu Trang 2 Luận văn tốt nghiệp Bảng 1.1 : Tình hình khai thác và xuất khẩu dầu khí Việt Nam : Năm Khai thác dầu Xuất khẩu dầu Khai thác khí Triệu tấn/năm Tỷ m 3 /năm 1997 9.960 9.775 0.563 1998 12.320 11.890 1.039 1999 15.220 14.882 1.435 2000 15.860 15.423 1.598 2001 17.010 16.830 1.724 2002 17.097 16.864 2.170 2003 17.620 17.180 3.052 2004 17.500 17.200 5.744 Nguồn : Petro Vietnam – Triển lãm quốc tế dầu khí Việt Nam 27 – 29/10/2004 1.2. Sơ lược về sản phẩm Condensate: 1.2.1. Nguồn gốc Condensate: Condensate còn gọi là khí ngưng tụ, là hỗn hợp đồng thể ở dạng lỏng, có màu vàng rơm, thu được từ nguồn khí mỏ khai thác lên sau khi đã tách khí không ngưng (bao gồm khí đốt và khí hoá lỏng LPG). Quá trình ngưng tụ khí mỏ Condensate xảy ra do sự biến đổi về áp suất và nhiệt độ của khí mỏ. Dưới các mỏ khí hay dầu, các hợp chất hữu cơ có số cacbon < 17 dưới áp suất và nhiệt độ cao, chúng sẽ chuyển sang trạng thái khí hình thành lên khí mỏ. Khi khai thác khí mỏ, do sự chênh lệch áp suất mà khí mỏ theo đường ống phun lên mặt đất. Trong quá trình vận chuyển khí mỏ trong các đường ống dẫn khí hay thiết bò tách pha sơ bộ, các hydrocacbon có số C > 5 sẽ ngưng tụ tạo thành condesate nhưng vẫn còn chứa một phần khí không ngưng và khí hoá lỏng. GVHD: TS. Lê Phan Hoàng Chiêu Trang 3 Luận văn tốt nghiệp Condensate được sử dụng để làm nguyên liệu đốt trong tuabin phát điện, làm nguyên liệu pha chế xăng, chế biến thành dung môi hay làm nguyên liệu cho quá trình lọc dầu. 1.2.2. Thành phần Condensate Lan Tây. Bảng 1.2. Thành phần Condensate Lan Tây: GVHD: TS. Lê Phan Hoàng Chiêu Trang 4 Thành phần Tỷ lệ mol C3 1,08 i-C4 2,19 n-C4 4 i-C5 5,81 n-C5 5,08 n-C6 13,55 Mcyclopentan 3,89 Benzene 2,02 Cyclohexan 4,19 n-C7 8,08 Mcyclohexane 6,44 Toluene 4,24 n-C8 8,04 E-benzene 0,91 m-Xylene 3,65 O-Xylene 0,91 n-C9 6,44 Cumene 0,92 n-C10 6,49 n-C11 3,71 n-C12 2,79 n-C13 1,86 n-C14 1,86 n-C15 0,93 n-C16 0,93 H 2 S (ppm) 0,7 M-Mercaptan 4,63 Luận văn tốt nghiệp 1.2.3. Tính chất và thông số của mẫu Condensate Lan Tây: 1. Ngoại quan: mẫu Condensate lỏng, đồng nhất có màu vàng rơm, không có nước tự do và tạp chất cơ học. 2. Hàm lượng nước nhũ tương,%TI 0,00 3. Tỷ trọng d 4 20 0,7352 4. Khối lượng riêng ở 15 0 C, kg/lít 0,7398 5. Độ nhớt động học ở 20 0 C,cSt 0,796 6. Áp suất bão hoà,psi 12 7. Trọng lượng phân tử 107,73 1.2.4. Các sản phẩm chế biến từ Condensate Lan Tây: 1.2.4.1. Khí đốt: Đây là hydrocacbon nhẹ, C1-C2, còn gọi là khí không ngưng, sau khi tách sẽ đem đi đốt bỏ hay làm nhiêu liệu cho các nhà máy nhiệt điện, làm nguyên liệu cho ngành hoá dầu ở Việt Nam. Hiện nay khí không ngưng đang được sử dụng để cung cấp cho nhà máy điện Bà Ròa, Phú Mỹ sau khi qua hệ thống xử lý tách loại LPG và Condensate. 1.2.4.2. Khí hoá lỏng LPG (C3-C4): Đây là hỗn hợp gồm propan và butan hoá lỏng ở 10-15 atm. Đây chính là loại chất đốt gia dụng đang được sử dụng rộng rãi. Hiện nay tại nhà máy chế biến khí Dinh Cố sản xuất bupro hoá lỏng cung cấp cho các công ty phân phối như: LPG của Gas Saigon (propane/butane=20/80), LPG của Petrolimex (propane/butane = 30/50), LPG của Saigon Petro (propane/butane = 50/50). Ngoài ra, nó còn được sử dụng làm chất đốt công nghiệp dần dần thay thế nguyên liệu than đá, củi đốt đảm bảo tính kinh tế và môi trường. Một phần LPG được dùng làm nhiên liệu ô tô trong tương lai. 1.2.4.3. Xăng thô: GVHD: TS. Lê Phan Hoàng Chiêu Trang 5 Luận văn tốt nghiệp Xăng thô có thành phần chủ yếu gồm C5-C10 có nhiệt độ sôi từ 35- 200 0 C, được chia làm 2 loại: xăng nhẹ (35-105 0 C), xăng nặng (102- 200 0 C). Sau khi chưng cất xăng thô có độ ổn đònh hoá học cao, độ bốc hơi tốt nhưng lại có trò số octan thấp (xấp xỉ 65-67). Do đó, để có thể tạo thành xăng thương phẩm thì người ta phải trộn xăng thô với các sản phẩm có chỉ số RON octan cao như Reformate, MTBE. 1.2.4.4. Kerozene: Kerozene hay còn gọi là dầu hoả, có nhiệt độ bốc hơi khoảng 165 – 270 o C, kerozene được chế biến thành dầu hoả và nhiên liệu phản lực. Dầu hoả được sử dụng để thắp sáng trong gia đình. Hiện nay lượng kerosene làm dầu hỏa giảm, mà chủ yếu dùng chế biến nhiên liệu phản lực. 1.2.4.5. Dầu DO: Đây là dầu nặng hoặc dầu diesel có nhiệt độ chưng cất khoảng 250 - 360 0 C, dùng làm nhiên liệu cho các động cơ diesel. Ngoài ra, nó còn được dùng làm nguyên liệu cho quá trình crắcking xúc tác tạo xăng và một số sản phẩm có giá trò khác. GVHD: TS. Lê Phan Hoàng Chiêu Trang 6 Luận văn tốt nghiệp 1.3. Qui trình công nghệ chế biến Condesate: 1.3.1. Các khái niệm: - Chưng cất là quá trình dùng nhiệt để tách một hỗn hợp lỏng thành các cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay hơi khác nhau của các cấu tử trong hỗn hợp. - Chưng cất để tách hỗn hợp có nhiều cấu tử gọi là chưng cất đa cấu tử. - Hỗn hợp có 3 cấu tử trở lên đều được gọi là hỗn hợp nhiều cấu tử. Số lượng cấu tử càng nhiều thì tính phức tạp khi chưng cất càng tăng. Do đó, người ta phân biệt ra 2 loại: • Hỗn hợp nhiều cấu tử đơn giản: là hỗn hợp mà cấu tử có thể xác đònh được về số lượng, nồng độ và chủng loại. • Hỗn hợp nhiều cấu tử phức tạp: là hỗn hợp do có nhiều cấu tử mà ta không thể xác đònh nồng độ và số lượng của chúng. Việc phân loại như trên sẽ giúp ta xây dựng được dễ dàng phương pháp tính toán trong chưng cất phân đoạn nhiều cấu tử. - Trong thiết kế, tính toán cũng như vận hành qui trình chưng cất hỗn hợp nhiều cấu tử đặc biệt là hỗn hợp phức tạp ta thường biểu diễn các phân đoạn chưng cất theo nhiệt độ chưng cất và thể tích dòch ngưng thông qua các đường cong chưng cất. • Đường cong chưng cất thực (đường TBP): mô tả sự biến thiên nhiệt độ sôi của hỗn hợp theo dòch ngưng nhận được, thể hiện tính phân đoạn triệt để trong chưng cất phân đoạn hỗn hợp nhiều cấu tử. • Đường cong chưng cất đơn giản (đường cong ASTM): có ý nghóa quan trọng trong việc phân tích mẫu dầu thô trước khi đưa vào sản xuất. • Đường cong bay hơi cân bằng (đường cong EFV): mô tả mối quan hệ cân bằng giữa hai pha hơi và lỏng ở những nhiệt độ sôi bay hơi cân bằng khác nhau tương ứng với áp suất đã cho. Từ đó, xác đònh nhiệt độ chưng cất phân đoạn theo yêu cầu sản xuất. GVHD: TS. Lê Phan Hoàng Chiêu Trang 7 Luận văn tốt nghiệp 1.3.2. Các thông số và điều kiện vận hành của qui trình: - Áp suất làm việc của 2 tháp: • Tháp 5: 4atm nhằm tách đi phần xăng nhẹ và khí không ngưng • Tháp 6: chưng ở áp suất khí quyển (1,2 atm) thu được ba sản phẩm: đỉnh là xăng nặng, ngang là kerosene, đáy là cặn dầu. - Đường cong chưng cất của dầu mỏ: Bảng 1.3. Nhiệt độ tương ứng % thể tích theo đường cong chưng cất của dầu mỏ: %TT Nhiệt độ %TT Nhiệt độ ASTM TPB ASTM TPB 0 37,1 -30,6 60 135,4 143,4 10 66,5 26,4 70 155,8 171,4 20 82,6 54,4 80 183,8 205,4 30 96,1 79,4 90 230,9 256,4 40 108,6 100,4 100 50 120,9 121,9 - Các thông số phân đoạn sản phẩm : Bảng 1.4. Các thông số phân đoạn sản phẩm: Các sản phẩm %V m 3 /h d T/h M Kmol/h Khí đốt Xăng nhẹ Luyện 5 Đáy 5 Xăng nặng Kezosene Luyện 6 Đáy 6 Condensate 13 29 42 58 24 15 39 19 100 8,45 17,55 26 39 15,6 8,125 23,725 15,275 65 0,693 0,706 0,701 0,79 0,78 0,796 0,79 0,83 0,7 5,856 12,39 18,226 30,81 12,168 6,468 18,742 12,678 45,5 70 103 96 162 135 165 160 260 100 73,2 120,29 189,85 190,185 90,13 39,2 117,13 48,76 455 - Cân bằng vật chất: GVHD: TS. Lê Phan Hoàng Chiêu Trang 8 Luận văn tốt nghiệp • Khu vực nhập liệu tháp 5: t =160 0 C Bảng 1.5. Cân bằng vật chất cho khu vực nhập liệu: Thành phần %V m 3 /h d T/h Phân đoạn hơi V t Lượng hơi nhả V f Lượng hồi lưu Re ΣS= xăng nhẹ + khí 46 4 8 42 28,6 2,6 5,2 26 0,7025 0,7 0,716 0,701 20,1 1,82 3,72 18,23 Phân đoạn lỏng L t Lượng hồi lưu Re Lượng nhả V f Lượng sản phẩm đáy W 58 8 4 58 36,4 5,2 2,6 39 0,794 0,716 0,7 0,79 28,9 3,72 1,82 30,81 GVHD: TS. Lê Phan Hoàng Chiêu Trang 9 Luận văn tốt nghiệp • Khu vực đỉnh tháp 5: t =130 o C Bảng 1.6. Cân bằng vật chất cho khu vực đỉnh tháp 5: Thành phần Dòng vào Thành phần Dòng ra T/h Kcal /kg Kcal .10 3 /h Kj .10 3 /h T/h Kcal /kg Kcal .10 3 /h Kj .10 3 /h V t +V f R 0 tổng 21,92 5,05 26,97 157 80 3441,34 404 3845,34 14384,9 1688,72 16073,62 ΣS 0 +R o Re tổng 23,48 3,72 26,97 150 95 3492 353,4 3845,4 14596,25 1477,17 129073,45 • Khu vực nhập liệu tháp 6: t=210 0 C Bảng 1.7. Cân bằng vật chất cho khu vực nhập liệu tháp 6: Sản phẩm %V m 3 /h d T/h Phân đoạn hơi Vt Lượng hơi nhả Vf Lượng hồi lưu Re ΣS = xăng nặng + kerozene 64,8 4 8 60,8 25,272 1,56 3,12 23,712 0,773 0,79 0,81 0,77 19,535 1,232 2,527 18,258 Phân đoạn lỏng Lt Lượng hồi lưu Re Lượng nhả Vf Lượng sản phẩm đáy W 35,2 8 4 39,2 13,73 3,12 1,56 15,23 0,83 0,81 0,79 0,83 11,396 2,527 1,232 12,641 GVHD: TS. Lê Phan Hoàng Chiêu Trang 10 [...]... tự động Ở điều chỉnh bằng tay tác động lên đối tượng thông qua công cụ thừa hành do con người thực hiện còn trong điều chỉnh tự động, tác động lên đối tượng được thực hiện bằng một công cụ tự động đặc biệt bằng vòng khép kín tạo nên hệ thống điều chỉnh tự động Trong hệ thống điều khiển tự động tồn tại 2 thành phần cơ bản: - Đối tượng điều chỉnh: là thiết bò công nghệ trong đó có 1 hay nhiều thông số... đối tượng điều chỉnh bộ điều chỉnh Y U Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống điều chỉnh sai lệch Bộ điều chỉnh tự động so sánh giá trò y và u, khi chúng lệch nhau bộ điều chỉnh tạo ra tác động điều chỉnh x đến đối tượng điều chỉnh để loại bỏ sai lệch Trong hệ điều chỉnh theo sai lệch, tác động điều chỉnh chỉ được hình thành sau khi có sai lệch đây là nhược điểm của hệ thống Tuy nhiên, trong thực tế hệ thống điều chỉnh... nghệ và điều kiện hoạt động của từng thiết bò Trên cơ sở nhiệm vụ điều khiển GVHD: TS Lê Phan Hoàng Chiêu Trang 30 Luận văn tốt nghiệp từng công đoạn của quá trình, người ta diễn đạt nhiệm vụ tự động điều chỉnh các tham số công nghệ trong từng thiết bò Chất lượng sản phẩm phụ thuộc vào thông số công nghệ Do đó khi xây dựng hệ thống điều chỉnh tự động, đầu tiên xác đònh các thông số cần kiểm soát và điều. .. tin của hệ thống đo phục vụ đắc lực cho quá trình hoàn thiện quy trình công nghệ Quá trình tự động hóa sử dụng hệ thống điều chỉnh tự động các thông số công nghệ giúp giải phóng con người thoát khỏi tình trạng căng thẳng khi phải bám sát đối tượng, theo dõi sát sao trạng thái đối tượng và liên tục ra những quyết đònh cần thiết để tác động trực tiếp lên đối tượng Các hệ thống điều chỉnh tự động góp phần... đònh) - Hệ thống điều chỉnh với những tác động liên tục để duy trì các thông số công nghệ ở một giá trò nhất đònh hay thay đổi theo một giới hạn cho phép GVHD: TS Lê Phan Hoàng Chiêu Trang 14 Luận văn tốt nghiệp - Hệ thống điều chỉnh bảo vệ với những tác động tức thời khi thiết bò vận hành ở chế độ không ổn đònh hoặc nguy hiểm 1.6 Nội dung thiết kế: - Xác đònh chức năng của hệ thống tự động điều chỉnh... nghiệp 1.7 Tổng quan về hệ thống điều khiển tự động: 1.7.1 Khái niệm: Trong tất cả hoạt động của con người ở bất cứ nơi đâu vào mọi thời điểm nào đều liên quan đến khái niệm điều khiển Nó là tập hợp tất cả các tác động mang tính tổ chức để đạt được mục đích mong muốn Có thể nói điều khiển là nhân tố cuối cùng quyết đònh sự thành bại của các hoạt động Trong công nghiệp, hệ thống điều khiển ảnh hưởng trực... Máy - Thiết bò THIẾT LẬP HỆ THỐ NG TỰ ĐỘ NG HÓA CỤM CHƯNG CẤT CONDENSATE NĂNG SUẤT 390000 / NĂM 1b 9 Đến đuốc đốt 6 1 1 1 1 2 2 2 4 SL 1e VẬ T LIỆU Tỉ lệ: Bản vẽ số: Ngày HT: Ngày BV: 01 18/06/05 Luận văn tốt nghiệp 2.1.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ: Hình 2.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ Trang 24 Luận văn tốt nghiệp 2.1.3 Sơ đồ khối quá trình chưng cất condensate: Quy trình công nghệ chưng cất Condensate. .. hóa tháp chưng cất Condensate được đặt ra như một nhiệm vụ điều khiển tối ưu (tối thiểu) năng lượng tiêu thụ để tạo ra sản phẩm chính có nồng độ cho trước với năng suất giới hạn Với nhiệm vụ trên hệ thống tự động hóa dây chuyền chưng cất bao gồm: - Hệ thống kiểm soát các thông số công nghệ của quy trình với chức năng đo lường, ghi nhận… giúp người vận hành có thể biết được quy trình đang hoạt động ở... xmax xmin t Điều chỉnh ON-OFF Hình 1.6 Điều chỉnh ON - OFF Đôi lúc người ta có thể kết hợp nhiều thiết bò điều chỉnh hai vò trí để tạo thành điều chỉnh nhảy cấp 1.8.2 Điều chỉnh liên tục: Tín hiệu không được điều chỉnh Y U PID PI P Thời gian Điều chỉnh liên tục Hình 1.7 Điều chỉnh liên tục Điều chỉnh đại lượng đầu ra ở bất kì vò trí nào trong vùng điều chỉnh Thiết bò điều chỉnh liên tục là thiết bò có... công nghệ hoạt động theo chu kỳ • Hệ thống điều chỉnh theo dõi: Giá trò chủ đạo của đại lượng điều chỉnh không được biết trước và nó là hàm của đại lượng độc lập bên ngoài U = f(y i) Hệ thống này dùng để điều chỉnh một thông số công nghệ (thụ động) phụ thuộc vào giá trò của một thông số công nghệ khác (chủ động) GVHD: TS Lê Phan Hoàng Chiêu Trang 20 Luận văn tốt nghiệp 1.8 Một số đặc tính của sự điều . công cụ tự động đặc biệt bằng vòng khép kín tạo nên hệ thống điều chỉnh tự động. Trong hệ thống điều khiển tự động tồn tại 2 thành phần cơ bản: - Đối tượng điều chỉnh: là thiết bò công nghệ trong. nghiệp - Hệ thống điều chỉnh bảo vệ với những tác động tức thời khi thiết bò vận hành ở chế độ không ổn đònh hoặc nguy hiểm. 1.6. Nội dung thiết kế: - Xác đònh chức năng của hệ thống tự động điều. tương đối. Các thông tin của hệ thống đo phục vụ đắc lực cho quá trình hoàn thiện quy trình công nghệ. Quá trình tự động hóa sử dụng hệ thống điều chỉnh tự động các thông số công nghệ giúp giải phóng con