ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------

TRẦN CÔNG LUẬN
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG THÀNH PHẦN KIM LOẠI TRONG XÚC
TÁC CỦA PHÂN XƯỞNG NHT ĐẾN HIỆU QUẢ XỬ LÝ NITƠ TRONG
PHÂN ĐOẠN STRAIGHT RUN NAPHTHA TẠI NHÀ MÁY LỌC DẦU
DUNG QUẤT
Chuyên ngành : Kỹ thuật hóa học
Mã số : 8520301

TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC

Đà Nẵng – 2022

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


Cơng trình được hồn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Đình Lâm
Phản biện 1: TS. Phan Thanh Sơn
Phản biện 2: PGS.TS. Lê Minh Đức

Luận văn đã được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn
tốt nghiệp thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật hóa học họp tại Trường
Đại học Bách khoa vào ngày 27 tháng 7 năm 2022

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Học liệu và Truyền thông, Trường Đại học Bách khoa
– Đại học Đà Nẵng
- Thư viện Khoa Hóa, Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà
Nẵng.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài:
Với sự phát triển mạnh mẽ của ngành cơng nghiệp tại Việt Nam
thì nhu cầu về sản phẩm xăng dầu trong nước để phục vụ sản xuất
ngày càng tăng mạnh. Để đáp ứng được nhu cầu này, đòi hỏi các
NMLD trên thế giới, trong đó có NMLD Dung Quất tại Việt Nam
phải tìm kiếm cơ hội, giải pháp để nâng cao hiệu quả kinh tế, như
tăng cơng suất chế biến, đa dạng hóa và nâng cao chất lượng sản
phẩm, đưa ra các giải pháp tối ưu để tiết giảm chi phí sản xuất trong
bối cảnh thị trường xăng dầu đang cạnh tranh rất khốc liệt. Vì vậy,
mục tiêu hàng đầu của Cơng ty Lọc Hóa Dầu Bình Sơn vẫn là duy trì
tuyệt đối ổn định và an toàn vận hành của nhà máy, chế biến ra các
sản phẩm đạt chất lượng theo yêu cầu của thị trường. Tuy nhiên, với
cấu hình của NMLD Dung Quất được thiết kế để chế biến các loại
dầu thô tương đối ngọt và ít cặn bẩn, hàm lượng các tạp chất như
Lưu huỳnh, Nitơ, Clo rất thấp, … nên đã dẫn đến nhiều hạn chế
trong việc chế biến các chủng loại dầu thơ khác nhau có thành phần
tạp chất cao hơn. Đặc biệt trong bối cảnh trữ lượng khai thác dầu thô

trong nước đang giảm mạnh và các mỏ dầu đang trong giai đoạn cuối
của quá trình khai thác nên chứa rất nhiều tạp chất lẫn theo. Điều này
buộc nhà máy phải tìm một số loại dầu thơ tương đương từ nước
ngồi để thay thế (Dầu thơ Azeri light, Ruby, Espo, WTI, …) để đảm
bảo công suất chế biến của nhà máy.
Với việc NMLD Dung Quất phải chế biến các loại dầu thơ thay
thế có nguồn gốc từ nước ngoài với hàm lượng tạp chất cao hơn so
với thiết kế ban đầu cùng với các loại dầu thô trong nước tại các mỏ
ở giai đoạn cuối của quá trình khai thác đã gây ra một số ảnh hưởng
lớn đối với các phân xưởng công nghệ như CCR, RFCC, CDU,
NHT.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


2
Trong thời gian vừa qua phân xưởng Reforming xúc tác (CCR)
đã phải đối mặt với vấn đề đóng cặn muối NH4Cl tại các thiết bị ở
khu vực hạ nguồn như tháp tách Debutanizer, các thiết bị trao đổi
nhiệt, đường ống đầu vào máy nén, v.v. Hậu quả là các sản phẩm
như Reformate, khí LPG của phân xưởng này khơng đạt yêu cầu,
công suất chế biến bị giảm, làm gián đoạn vận hành.
Với những lý do được nêu ở trên, thì việc “Nghiên cứu ảnh
hưởng thành phần kim loại trong xúc tác của phân xưởng NHT
đến hiệu quả xử lý Nitơ trong phân đoạn Straight Run Naphtha tại
nhà máy lọc dầu Dung Quất” là nhiệm vụ thật sự cấp bách và cần
thiết hiện nay tại NMLD Dung Quất, để từ đó đưa ra các giải pháp
xử lý phù hợp giúp duy trì an tồn và ổn định vận hành các cụm phân

xưởng của nhà máy trong bối cảnh phải chế biến các loại dầu thô
thay thế chứa nhiều thành phần tạp chất hơn so với các loại dầu thô
thiết kế ban đầu.

2. Mục đích nghiên cứu
▪ Nghiên cứu xác định các nguyên nhân hình thành muối NH4Cl
tại các thiết bị khu vực hạ nguồn thuộc phân xưởng CCR.
▪ Xác định các tác hại do muối NH4Cl đóng cặn gây ra.
▪ Giải pháp ngắn hạn và dài hạn để xử lý muối NH4Cl
▪ Giải pháp tách loại Nitơ khỏi hệ thống.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
▪ Xử lý được các vấn đề tạo muối NH4Cl gây đóng cặn, ăn mòn
tại các thiết bị thuộc phân xưởng CCR, tăng độ ổn định và tính
tồn vẹn cho thiết bị của cụm phân xưởng CCR tại NMLD
Dung Quất.
▪ Giúp phân xưởng CCR tại NMLD Dung Quất luôn vận hành ổn
định.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


3
▪ Giúp nhà máy có thể chế biến được nhiều chủng loại dầu thô
khác nhau.
4. Cấu trúc của luận văn
▪ Chương 1 – Tổng quan
▪ Chương 2 – Xác định các tác nhân/điều kiện để hình thành muối
NH4Cl tại các thiết bị ở phân xưởng CCR.

▪ Chương 3 – Xác định các tác hại gây ra do muối NH4Cl đóng
cặn tại các thiết bị hạ nguồn của phân xưởng CCR.
▪ Chương 4 – Giải pháp xử lý muối NH4Cl và các biện pháp xử lý
Nitơ.
▪ Kết luận và kiến nghị
Chương 1 – TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về NMLD Dung Quất
1.1.1.

Địa điểm xây dựng NMLD Dung Quất

NMLD Dung Quất thuộc địa bàn các xã Bình Trị và Bình
Thuận, huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi, nằm trong Khu kinh tế
Dung Quất. Hình 1.1 dưới đây mơ tả sơ đồ vị trí của nhà máy.

Hình 1.1 - Mơ tả sơ đồ vị trí của NMLD Dung Quất [1]

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


4

1.1.2.

Công suất chế biến của NMLD Dung Quất

NMLD Dung Quất được thiết kế với công suất chế biến 6,5
triệu tấn dầu thô/năm, tương đương 148.000 thùng/ngày. Dự kiến sau

khi đầu tư mở rộng, công suất chế biến sẽ tăng lên 8,5 triệu tấn/năm
Nguyên liệu xử lý:
▪ Xử lý 100% dầu thơ Bạch Hổ (Việt Nam) hoặc các loại dầu
thơ có tính chất tương đương.
▪ Hoặc dầu thơ hỗn hợp gồm 85% dầu thơ Bạch Hổ + 15% dầu
chua Dubai.
1.1.3.

Cấu hình NMLD Dung Quất

▪ Gồm 14 phân xưởng cơng nghệ chính: CDU, NHT, CCR,
KTU, RFCC, LTU, NTU, SWS, ARU, CNU, PRU, SRU,
ISOM, LCO-HDT và nhà máy PP.
▪ Và 10 phân xưởng phụ trợ.
1.1.4.

Cơ cấu sản phẩm của nhà máy
Bảng 1.1 - Mô tả cơ cấu sản phẩm của NMLD Dung Quất
[2]
Số
thứ
tự

Sản lượng
(nghìn tấn/ năm)

Tên sản phẩm

1


Khí hóa lỏng LPG

294 - 340

2

Propylene

136 - 150

3

Xăng Mogas 92/95

4

Xăng máy
A1)/Dầu hỏa

bay

2000 - 2800
(Jet

220 - 410

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ



5

5

Dầu Diesel ô tô (DO)

2500 - 3000

6

Dầu nhiên liệu (FO)

40 - 80

7

Hạt nhựa PP

8

Lưu huỳnh

150 - 170
7 tấn/ ngày

1.2. Giới thiệu phân xưởng Reforming xúc tác (CCR)
1.2.1.

Mục đích của phân xưởng Reforming xúc tác


Phân xưởng Reforming xúc tác được thiết kế nhằm chuyển hóa
phân đoạn naphtha nặng đã được xử lý bằng hydro thành các cấu tử
có chỉ số octane cao để phối trộn xăng thương phẩm có chỉ số RON
92/95.
1.2.2.

Sơ đồ cấu hình phân xưởng Reforming xúc tác (CCR)

▪ Sơ đồ khối của phân xưởng Reforming xúc tác (CCR)

Hình 1.4 - Sơ đồ thể hiện tồn bộ các dịng công nghệ liên
quan của phân xưởng CCR đến các phân xưởng khác [4]

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


6
Chương 2 - XÁC ĐỊNH CÁC TÁC NHÂN/ ĐIỀU KIỆN ĐỂ
HÌNH THÀNH MUỐI NH4Cl TẠI CÁC THIẾT BỊ Ở PHÂN
XƯỞNG CCR
2.1. Xác định các tác nhân và điều kiện để hình thành muối
NH4Cl tại các thiết bị ở phân xưởng CCR
2.1.1. Tạp chất Nitơ, Lưu huỳnh và Clo có trong dầu thô
Như đã đề cập tại chương trước, trong thành phần dầu thô khai
thác tại các mỏ dầu luôn luôn tồn tại các tạp chất như Nitơ, Lưu
huỳnh, Clo với hàm lượng cũng khác nhau.
Bảng 2.1 - Thành phần các tạp chất có trong ngun liệu dầu thơ

thực tế đang được chế biến tại NMLD Dung Quất
[10]

Dầu
thô

Bach
Ho

Thang
Long

Azeri

ESPO

WTI

Giá trị
thiết
Ruby kế từ
bảng
2.1

Nitơ
(ppm,
wt)

700


2.130

1.100

2.500

1.100

1.400

520

Lưu
huỳnh
(%, wt)

0,04

0,128

0,54

0,263

0,07

≤
0,14

Clo hữu

cơ
(ppm,
wt)

0,04
9,6*

0,05

0,17

0,19

0,06

≤
0,15

0,075

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


7
*: Giai đoạn các mỏ dầu/ giếng dầu thực hiện cơng tác bảo
dưỡng đường ống, thiết bị có sử dụng một số hóa chất để tẩy rửa và
làm sạch bề mặt, dẫn đến nồng độ clo hữu cơ tăng đột biến.
2.1.2. Tác nhân có nguồn gốc từ Clo sinh ra ngay tại ở phân

xưởng CCR
2.1.2.1. Giới thiệu về xúc tác được sử dụng tại phân xưởng CCR
Bảng 2.2 - Mô tả đặc tính của xúc tác sử dụng tại phân xưởng
CCR [3]
Tên
xúc
tác

Đường
kính
(mm)

Tỷ trọng
(kg/m3)

R-264

1,6

670

Thành
phần
Platin
(%wt)
0,25

Hàm
lượng Clo
(%wt)


Trạng
thái xúc
tác

1,0 ÷ 1,1

Khử

Bảng 2.3- Hàm lượng khí acid HCl trong dịng khí Hydro tuần hồn
theo thiết kế [9]
Tên mẫu

Tên chỉ tiêu phân
tích
Khí Hydro tuần
Hydro, %mol
hồn tại phân
H2S, mol ppm
xưởng CCR
HCl, mol ppm

Giá trị tiêu biểu

Phương pháp thử

84 ÷ 90

UOP 539


1,5 ÷ 2,0

Draeger tube

1,5 ÷ 2,0

Draeger tube

2.1.2.2. Nồng độ khí acid HCl trong dịng khí Hydro tuần hoàn thực
tế
Từ dữ liệu ở bảng 2.4 và bảng 2.5 ở trên cho thấy, nồng độ khí
acid HCl thực tế có trong dịng khí hydro tuần hồn ln cao hơn so
với giá trị thiết kế.
2.1.3. Giới hạn xử lý tạp chất Nitơ trong nguyên liệu Naphtha của
phân xưởng xử lý bằng Hydro NHT:

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


8
Mục đích chính của phân xưởng NHT là loại bỏ các tạp chất
chứa Lưu huỳnh, hợp chất chứa Nitơ, hợp chất cơ kim và no hóa các
Olefin có trong nguyên liệu Naphtha.
Quá trình xử lý Naphtha bằng Hydro tại phân xưởng NHT hiện
nay đang sử dụng xúc tác S-120 Co-Mo/Al2O3 nhằm mục đích loại
trừ các chất gây ngộ độc xúc tác phân xưởng CCR. Với xúc tác S120 chỉ xử lý hàm lượng tối đa tạp chất chứa Nitơ là 1.0 ppmwt,
trong khi đó hàm lượng tối đa đối với tạp chất Lưu huỳnh lên đến
100 ppmwt.

2.2. Nghiên cứu cơ chế hình thành muối NH4Cl
▪ Giai đoạn 1: Phản ứng giữa hợp chất chứa Nitơ có trong nguyên
liệu với Hydro tạo thành NH3 theo phản ứng sau:
N2 (k) + 3H2 (k)
92 kJ/mol)
(4)

NH3 (k) (H = –

Đặc điểm của phản ứng này là xảy ra ở nhiệt độ cao 450°C ÷
500°C, áp suất cao 200 ÷ 300 Atm và có mặt của chất xúc tác kim
loại.
▪ Giai đoạn 2: Khí NH3 hình thành ở giai đoạn 1 sẽ phản ứng với
khí HCl theo tỷ lệ 1:1 để hình thành muối NH4Cl
NH3(k) + HCl(k)

NH4Cl (k)

(5)
Theo tính tốn cứ 1 kg (pound) Nitơ có trong nguyên liệu
naphtha sẽ phản ứng với hydro và khí acid HCl để tạo thành 2,5 kg
(pound) muối NH4Cl.
2.3. Xác định các điều kiện để muối NH4Cl đóng rắn trên các
thiết bị ở hạ nguồn của phân xưởng CCR

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ



9

Hình 2.10 - Biểu đồ mơ tả q trình tích tụ muối NH4Cl [5]
Chương 3 – XÁC ĐỊNH CÁC TÁC HẠI GÂY RA DO MUỐI
NH4Cl ĐÓNG CẶN TẠI CÁC THIẾT BỊ HẠ NGUỒN CỦA
PHÂN XƯỞNG CCR
3.1. Làm giảm hiệu suất của tháp tách Debutanizer
3.1.1.

Giới thiệu về tháp tách Debutanizer

Theo mô tả ở chương 1 thì mục đích chính của tháp Debutanizer
ở phân xưởng CCR dùng để tách các cấu tử nhẹ C4- có trong dịng
sản phẩm sau khi đi ra từ thiết bị phản ứng nhằm điều chỉnh áp suất
hơi bảo hòa Reid (RVP) của dòng sản phẩm Reformate đi ra ở đáy
tháp, cũng như kiểm soát hàm lượng C5+ trong dòng sản phẩm LPG
đi ra ở đỉnh tháp.
3.1.2.

Tắc nghẽn đĩa và điểm rút sản phẩm

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


10
Khi muối NH4Cl bắt đầu ngưng tụ tại khu vực có nhiệt độ thấp
bên trong tháp tách (thường là khu vực đỉnh tháp), chúng có thể tích
tụ dần làm tắc các lỗ trên đĩa phân tách tại khu vực nguội của tháp.

Dựa vào kết quả phân tích được mơ tả ở hình 3.1 cho thấy, các
đĩa từ số 1 đến đĩa số 14 ở vùng đỉnh tháp Debutanizer bị ngập lụt
bởi tồn bộ hydrocarbon lỏng trên đĩa.

Hình 3.1 - Báo cáo kết chụp gamma scan vùng tháp Debutanizer
bị ngập lụt [18]
3.2. Làm giảm hiệu suất của các thiết bị trao đổi nhiệt

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


11
3.2.1. Các thiết bị trao đổi nhiệt tại khu vực nguội của phân
xưởng CCR
3.2.2. Hậu quả của lắng đọng muối NH4Cl đối với các thiết bị trao
đổi nhiệt
Để rõ hơn về mối nguy đóng cặn của muối NH4Cl đối với thiết
bị trao đổi nhiệt, có thể tham khảo hình 3.2 bên dưới. Hình này thể
hiện ảnh chụp sự đóng cặn muối bên trong ống làm tắt nghẽn quá
trình vận chuyển lưu chất.

Hình 3.2 - Ảnh chụp sự đóng cặn của muối NH4Cl trên thiết bị
trao đổi nhiệt [19]
3.3. Gây tắc nghẽn tại đầu hút của máy nén tuần hồn khí
Hydro

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.


Lưu hành nội bộ


12
Theo thiết kế, tại đầu hút của máy nén tuần hồn khí hydro có
lắp đặt một bộ lọc với kích thước các lỗ khá nhỏ nhằm mục đích giữ
lại các vật thể lạ có khả năng gây hư hỏng cho các chi tiết bên trong
của máy nén.

Bộ lọc bị đóng muối NH4Cl
đã làm sạch

Bộ lọc

Hình 3.3 - Ảnh chụp sự đóng cặn của muối NH4Cl tại bộ lọc ở
đầu hút của máy nén khí Hydro tuần hồn [19]
3.4. Ăn mịn hệ thống đường ống và thiết bị
3.4.1.

Làm tăng quá trình ăn mịn

Muối NH4Cl có tính hút ẩm rất cao, theo tính tốn thì muối này
sẽ hấp thụ nước ở điều kiện nhiệt độ của hệ thống cao hơn nhiệt độ
điểm sương nước. Vì vậy, việc phun khơng đủ lưu lượng nước rửa

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ



13
Chương 4 – GIẢI PHÁP XỬ LÝ MUỐI NH4Cl VÀ CÁC BIỆN
PHÁP XỬ LÝ VẤN ĐỀ NITƠ
4.1. Giải pháp giảm thiểu ảnh hưởng khi NH4Cl đã hình thành
trong hệ thống
4.1.1.

Kiểm sốt các tạp chất Lưu huỳnh, Nitơ, và Clo có trong
dầu thô

4.1.2.

Điều chỉnh thông số công nghệ của hệ thống

Bảng 4.1 - Thông số vận hành của tháp Debutanizer [4], [20]
Giá trị
thiết kế

Giá trị
nghiên cứu
áp dụng

Áp suất vận hành
(kg/cm2g)

9,8

9,75

Tỷ số hồi lưu đỉnh


0,15-0,2

0,22

Nhiệt độ đỉnh tháp
(0C)

61

62

Nhiệt độ tại đĩa nhạy
cảm (0C)

68

69,5

Nhiệt độ đáy tháp
(0C)

214

216

Nhiệt độ nguyên liệu
vào tháp (0C)

175


178

Thông số vận hành
tháp Debutanizer

Ghi chú
Điều chỉnh giảm
Điều chỉnh tăng
Điều chỉnh tăng nhẹ
Điều chỉnh tăng
Điều chỉnh tăng
Điều chỉnh tăng

4.1.2.1. Kết quả đạt được khi áp dụng giải pháp điều chỉnh thông số
công nghệ
Kết quả đạt được là đã kéo dài thời gian vận hành ổn định của
tháp Debutanizer lên đến hơn 1 năm. Với kết quả đạt được này đã
góp phần rất lớn vào cơng tác duy trì ổn định và hiệu quả của Công
Ty.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


14

4.1.3.


Giải pháp loại bỏ muối NH4Cl ở tháp Debutanizer và các
thiết bị trao đổi nhiệt, đường ống khi đã bị đóng muối

Muối NH4Cl có thể được loại bỏ bằng các phương pháp như cơ
học, vật lý hoặc sử dụng hóa học. Dưới đây là các phương pháp loại
bỏ muối NH4Cl đã được nghiên cứu và đề xuất áp dụng.
4.1.3.1. Loại bỏ muối NH4Cl bằng phương pháp cơ học
4.1.3.2. Loại bỏ muối NH4Cl bằng nước rửa [5]
Bảng 4.2 - Lựa chọn chất lượng nước cho quá trình rửa
muối NH4Cl [5]
Chỉ tiêu

Giới hạn

Clo

< 5 ppm

Sắt

< 2 ppm

Canxi

< 0,5 ppm

Đồng

< 0,05 ppm


Chất rắn hòa tan hòa tan
Độ cứng

< 10 ppm
<1

H2S

< 100 ppm

NH3

< 100 ppm

Oxy hòa tan

< 20 ppm

pH
4.1.4.

7-9
Giải pháp loại bỏ muối NH4Cl bằng phương pháp hóa học

Trong khn khổ luận văn này, chúng ta nghiên cứu sử dụng
phương pháp phun phụ gia phân tán là một bazơ hữu cơ mạnh gọi là
ACF (Ammonium Chloride Free) nhằm mục đích loại bỏ cặn muối
NH4Cl hình thành bên trong hệ thống, cơ chế của quá trình được
trình bày ở phần tiếp theo.


THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


15

Khi thực hiện phương pháp này, lưu lượng hóa chất ACF bắt đầu
được phun vào theo giản đồ hình 4.5 bên dưới, và tình trạng được cải
thiện ngay lập tức.
4.2. Giải pháp tách loại Nitơ ngăn chặn sự hình thành muối
NH4Cl trong hệ thống
4.2.1.

Giới thiệu chung về phân xưởng xử lý Naphtha bằng
hydro (NHT)

4.2.1.1. Mục đích của phân xưởng xử lý naphtha bằng hydro NHT
Phân xưởng NHT được thiết kế để xử lý loại bỏ các tạp chất như
nitơ, lưu huỳnh, kim loại có trong dịng ngun liệu Naphtha đi ra từ
phân xưởng chưng cất dầu thô. Sản phẩm của phân xưởng NHT gồm
Naphtha nặng (dùng làm nguyên liệu cho phân xưởng CCR) và
Naphtha nhẹ (dùng làm nguyên liệu cho phân xưởng ISOM). Sơ đồ
khối của phân xưởng NHT như hình 4.9 bên dưới.
Với việc sử dụng xúc tác loại Co-Mo/ Al2O3 hiện nay gây nên rất
nhiều hạn chế về khả năng xử lý tạp chất Nitơ có trong dịng nguyên
liệu naphtha đầu vào.
Tốc độ của các phản ứng xử lý các tạp chất tại thiết bị phản ứng
của phân xưởng NHT khi sử dụng xúc tác gốc kim loại Co-Mo/
Al2O3 như sau [15].


Phản ứng khử Lưu huỳnh
Phản ứng no hóa Olefin
Phản ứng khử Nitơ

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

100
80
20

Lưu hành nội bộ


16
4.2.1.2. Nguyên liệu của phân xưởng NHT
Nguyên liệu của phân xưởng NHT là phân đoạn Naphtha được
lấy trực tiếp tại phân xưởng CDU, các thành phần tạp chất có trong
nguyên liệu Naphtha được thể hiện trong bảng 4.3 sau.
4.2.1.3. Xúc tác hiện đang được sử dụng tại thiết bị phản ứng phân
xưởng NHT
Theo thiết kế, thiết bị phản ứng tại phân xưởng NHT đang sử
dụng xúc tác tầng cố định có tên thương mại là S-120, đây là xúc tác
loại Co-Mo/ Al2O3, được nạp vào thiết bị phản ứng như hình 4.16
bên dưới.

Hình 4.10 -Sơ đồ nộp xúc tác hiện nay của thiết bị phản ứng phân
xưởng NHT [27]
Đây là loại xúc tác được thiết kế để loại bỏ chủ yếu các tạp chất
chứa lưu huỳnh (có thể xử lý hàm lượng lưu huỳnh đến 100ppm, wt),

trong khi đó lại rất hạn chế trong vấn đề xử lý các tạp chất chứa nitơ
với hàm lượng tối đa chỉ khoảng 1,0 ppmwt và tốc độ phản ứng xảy
ra cũng rất chậm.
Bảng 4.4 - Thống kê kết quả phân tích thành phần các tạp chất
trong dòng sản phẩm Naphtha nhẹ và Naphtha nặng
từ phân xưởng NHT [28]
Tuy nhiên, như đã giới thiệu ở chương 2 về hàm lượng các tạp
chất có trong thành phần dầu thô như mô tả trong bảng 2.1 và bảng
2.2 cho thấy hàm lượng tạp chất Nitơ hiện nay luôn cao hơn rất nhiều
so với giá trị thiết kế.
Bảng 4.5 - Kết quả bất thường của hàm lượng Nitơ trong
nguyên liệu đầu vào phân xưởng NHT [29]

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


17
Theo kết quả thống kê ở bảng 4.5 cho thấy, hàm lượng tạp chất
Nitơ có trong dịng ngun liệu đầu vào phân xưởng NHT trong thời
gian gần đây tăng lên rất cao có khi tăng lên gấp đơi đến 2,0 ppmwt.
4.2.2.

Nghiên cứu thay thế xúc tác hiện tại S-120 bằng thế hệ xúc
tác mới HYT-1119 tại thiết bị phản ứng phân xưởng NHT

Cho đến nay nhà cung cấp bản quyền UOP đã phát triển các chất
xúc tác NHT thế hệ mới có tên thương mại là HYT-1119. Đây là xúc
tác loại Ni-Mo/Al2O3 (xúc tác 02 kim loại Nickel/Molybdenum trên

chất mang Al2O3) giúp làm tăng đáng kể quá trình xử lý Lưu huỳnh
(quá trình HDS) và quá trình xử lý Nitơ (q trình HDN). Chủng loại
xúc tác mới này có thể xử lý hàm lượng tạp chất Nitơ lên đến
2,0ppmwt.
Xúc tác HYT-9119 có khả năng loại bỏ hơn 20%wt silicon (>
40%wt silica) ở các điều kiện vận hành của phân xưởng NHT. Xúc
tác HYT-9119 được sử dụng có diện tích bề mặt riêng cao, khơng
chứa silicon và có hàm lượng kim loại Ni-Mo thấp.
4.2.2.1. Đánh giá về tính năng của xúc tác thế hệ mới HYT-1119 và
HYT-9119
▪ Xúc tác HYT-1119 có gốc kim loại là Ni-Mo/Al2O3, có khả
năng tách lưu huỳnh và Nitơ tốt hơn rất nhiều so với xúc tác
hiện tại S-120 (gốc Co-Mo/Al2O3).

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


18

Hình 4.11 - Khả năng xử lý tạp chất Lưu huỳnh của 02 loại
xúc tác S-120 và HYT-1119 [13]
Từ giản đồ hình 4.11 trên cho thấy, khả năng xử lý tạp chất Lưu
huỳnh có trong dịng ngun liệu naphtha đối với xúc tác thế hệ mới
HYT-1119 chứa kim loại Ni-Mo/ Al2O3 là gần như hoàn toàn, trong
khi đối với xúc tác cũ S-120 thì khả năng này đạt khoảng 80%.

Hình 4.12 - So sánh khả năng xử lý tạp chất nitơ của 02
loại xúc tác S-120 và HYT-1119 [13]


THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


19
4.2.2.2. Điều kiện vận hành của thiết bị phản ứng NHT khi áp dụng
thế hệ xúc tác mới HYT-1119
Bảng 4.9 - So sánh điều kiện vận hành giữa 02 loại xúc tác
HYT-1119 và S-120 tại các công suất khác nhau [13]
Vận hành tại
123% công suất
Xúc tác NHT

HYT1119

S-120

Vận hành tại
130% công suất
HYT1119

S-120

Nhiệt độ tối
292
310
294
312

thiểu tại đầu vào
phản ứng (0C)
Tỷ lệ H2/HC
61,1
>79
57,8
>79
3
3
(Nm /m )
▪ Công suất phân xưởng NHT: Xúc tác HYT-1119 có hoạt
tính cao nên sẽ phù hợp hơn so với xúc tác S-120 khi vận
hành phân xưởng NHT ở công suất cao tại 125-135% công
suất thiết kế.
▪ Xúc tác HYT-1119 sẽ được nạp kết hợp với lớp xúc tác loại
bỏ (bẫy) kim loại HYT-9119, Catrap 10 và Cattrap 30 thay
cho lớp bi sứ ở lớp trên tầng xúc tác chính, ưu điểm này
giúp tăng khả năng tách loại cặn bẩn và kim loại, giúp kéo
dài tuổi thọ của loại xúc tác mới này lên khoảng 10 năm.
4.2.2.3. Kết quả đạt được khi áp dụng xúc tác mới HYT-1119 tại thiết
bị phản ứng NHT
Bảng 4.10 - Chất lương của sản phẩm naphtha khi sử dụng xúc tác
mới HYT-1119 [13]
4.2.2.4. Đề xuất cấu hình các lớp xúc tác mới HYT-1119 cần nạp vào
thiết bị phản ứng của phân xưởng NHT

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ



20

Hình 4.13 - Giản đồ và phương pháp nạp xúc tác mới HYT-1119
vào thiết bị phản ứng của phân xưởng NHT [13], [30]
Như vậy, dựa vào các ưu điểm nêu trên, việc lựa chọn chủng loại
xúc tác mới HYT-1119 (có gốc kim loại Ni-Mo/ Al2O3) để thay thế
cho xúc tác hiện đang sử dụng S-120 (có gốc kim loại Co-Mo/
Al2O3) tại thiết bị phản ứng của phân xưởng NHT là thật sự cần thiết
để ngăn chặn và xử lý triệt để mối nguy về hình thành và đóng cặn
muối NH4Cl tại tháp Debutanizer, các thiết bị trao đổi nhiệt và hệ
thống đường ống tại khu vực hạ nguồn của phân xưởng Reforming
xúc tác CCR.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


21
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. KẾT LUẬN
Luận văn đã đạt được một số kết quả chính như sau:
✓ Phân tích được các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo muối
NH4Cl như nhiệt độ, áp suất từ đó có thể đưa ra các các điều
chỉnh về điều kiện vận hành của hệ thống thiết bị nhằm hạn chế
tối đa khả năng ngưng tụ muối trong hệ thống, nhằm kéo dài
thời gian hoạt động sản xuất.
✓ Luận văn cũng đã nghiên cứu giải pháp sử dụng cơng nghệ
phun hóa chất ACF để chuyển hóa muối NH4Cl ở trạng thái rắn,

có tính ăn mịn cao sang hợp chất khác có tính ăn mòn thấp và ở
trạng thái lỏng trong điều kiện làm việc nên dễ dàng theo dòng
sản phẩm đi ra khỏi hệ thống.
✓ Cuối cùng tác giả đã phân tích đánh giá về chủng loại xúc tác
mới sẽ được áp dụng tại phân xưởng xử lý Naphtha (NHT)
nhằm giúp cải thiện khả năng xử lý các loại tạp chất, trong đó
chủ yếu là tăng khả năng xử lý Nitơ. Cùng với đó cho phép
chúng ta vận hành với cơng suất cao hơn, phù hợp cho việc
nâng cấp và mở rộng Nhà Máy trong tương lai. Với chủng loại
xúc tác mới này được áp dụng sẽ ngăn ngừa hiệu quả quá trình
hình thành và đóng cặn muối NH4Cl trong hệ thống.

2. KIẾN NGHỊ
✓ Trong điều kiện vận hành hiện nay tại NMLD Dung Quất, thì
việc áp dụng các giải pháp để loại bỏ muối NH4Cl ngưng tụ và
đóng cặn trong hệ thống thiết bị, đường ống là thật sự cần thiết
và rất cấp bách. Việc áp dụng giải pháp loại bỏ muối bằng nước
tuy có hiệu quả, nhưng vẫn tiềm ẩn khá nhiều rủi ro đặc biệt là

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


22
vấn đề ăn mịn. Vì vậy, việc áp dụng giải pháp sử dụng công
nghệ chất phân tán ACF sẽ mang lại hiệu quả xử lý cao hơn,
hiệu quả kinh tế hơn mà vẫn duy trì cơng suất chế biến trong
suốt quá trình xử lý muối.
✓ Với mục tiêu tăng cường hiệu quả sản xuất kinh doanh thì yếu

tố duy trì ổn định vận hành đối với một nhà máy chế biến dầu
khí là thật sự quan trọng. Vì vậy, để đảm bảo công tác vận hành
liên tục, không bị gián đoạn bởi các yếu tố cơng nghệ, trong đó
có vấn đề đóng cặn muối NH4Cl tại phân xưởng sản xuất xăng
từ naphtha, thì việc áp dụng giải pháp thay thế chủng loại xúc
tác mới tại phân xưởng xử lý naphtha NHT nhằm tăng khả năng
xử lý tạp chất Nitơ giúp tránh được mối nguy đóng cặn muối là
việc làm rất đúng hướng và thiết thực.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ