ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------------------------------------

HỒ ĐÌNH HỒNG

NGHIÊN CỨU GIẢM TỈ LỆ H2/HC NHẰM TIẾT KIỆM
NĂNG LƯỢNG CHO PHÂN XƯỞNG REFORMING
XÚC TÁC TẠI BSR

KỸ THUẬT HÓA HỌC

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT HÓA HỌC

Đà Nẵng – Năm 2022


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------------------------------------

HỒ ĐÌNH HỒNG

NGHIÊN CỨU GIẢM TỈ LỆ H2/HC NHẰM TIẾT KIỆM
NĂNG LƯỢNG CHO PHÂN XƯỞNG REFORMING
XÚC TÁC TẠI BSR

Chuyên ngành : KỸ THUẬT HÓA HỌC
Mã số: 8520301
LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS NGUYỄN THỊ THANH XUÂN

Đà Nẵng – Năm 2022


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đề tài “Nghiên cứu giảm tỉ lệ H2/HC nhằm tiết kiệm năng
lượng cho phân xưởng Reforming xúc tác ở BSR” là cơng trình nghiên cứu của
riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai
công bố trong bất kỳ cơng trình khoa học nào khác.
Tác giả luận văn

HỒ ĐÌNH HỒNG

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

Lưu hành nội bộ


TÓM TẮT
NGHIÊN CỨU GIẢM TỈ LỆ H2/HC NHẰM TIẾT KIỆM
NĂNG LƯỢNG CHO PHÂN XƯỞNG REFORMING
XÚC TÁC TẠI BSR
Học viên: Hồ Đình Hồng
Chun ngành: Kỹ thuật Hóa học Mã số:

8520301


Khóa 40 Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng
Tóm tắt: Cơng nghệ Reforming xúc tác là một q trình chính trong các nhà máy lọc
dầu suốt nhiều năm qua, được thiết kế để chuyển hóa naphtha có trị số octan thấp
thành các cấu tử pha trộn xăng có trị số octan cao hơn nhờ vào các phản ứng hóa học
dưới tác dụng của xúc tác. Xúc tác của phản ứng là xúc tác lưỡng chức hoạt động
dưới môi trường hydro. Những năm gần đây do nhu cầu về xăng tăng cao, địi hỏi
nâng cao cơng suất phân xưởng, việc này sẽ dẫn đến tăng lưu lượng hydro tuần hoàn.
Việc nghiên cứu giảm tỷ lệ H2/HC (giảm lưu lượng khí hydro tuần hoàn) sẽ làm giảm
đáng kể việc tiêu thụ năng lượng, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế của nhà máy.
Từ khóa: Reforming xúc tác, tỷ lệ H2/HC, chỉ số octan
RESEARCH ON REDUCING IN H2/HC RATIO FOR ENERGY SAVING OF
CATALYTIC REFORMING UNIT AT BSR.

Abstract: The catalytic reforming process has been a mainstay in most refineries
throughout the world for many years, the function was to upgrade low octane number
straight- run naphtha to higher octane blending components by catalytically
promoting specific groups of chemical reactions. The catalyst of these reactions is
dual functions catalyst, active in hydrogen environment. In recent years, an
increasing in motor fuel demand require a raising in plant capacity cause an
increasing in hydrogen circulation. Study in reducing H2/HC ratio will reduce total
refinery energy consumption, contribute to improve economic efficiency of refinery.
Key words: Catalytic Reforming, H2/HC ratio, octane number.

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

Lưu hành nội bộ


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
Chương 1. TỔNG QUAN................................................................................................ 3
1.1

Tổng quan về nhà máy lọc dầu Dung Quất ......................................................... 3

1.1.1. Địa điểm và diện tích sử dụng ...........................................................................3
1.1.2. Sơ đồ vị trí Nhà máy ..........................................................................................3
1.1.3. Công suất chế biến và nguyên liệu ....................................................................4
1.1.4. Cấu hình nhà máy..............................................................................................5
1.1.5. Cơ cấu sản phẩm của nhà máy .........................................................................6
1.2

Tổng quan về phân xưởng reforming xúc tác ..................................................... 10

1.2.1.

Mục đích phân xưởng reforming xúc tác......................................................10

1.2.2.

Xúc tác sử dụng ............................................................................................12

1.2.3.

Các phản ứng xảy ra ....................................................................................12

1.2.4.


Sơ đồ công nghệ phân xưởng CCR...............................................................15

1.3

Tổng quan về hiện tượng “catalyst pinning”...................................................... 36

Chương 2. ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ H2/HC ĐẾN THÔNG SỐ VẬN HÀNH VÀ
CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM CỦA PHÂN XƯỞNG CCR ......................................... 40
2.1

Điều kiện vận hành của phân xưởng CCR .......................................................... 40

2.2

Ảnh hưởng của tỷ lệ H2/HC đến thông số vận hành ........................................... 40

2.3

Nghiên cứu thống kê cơ sở dữ liệu vận hành tại BSR ........................................ 41

2.4

Nghiên cứu mô phỏng giảm tỷ lệ H2/HC ............................................................ 42

2.4.1

Giới thiệu về phần mềm KBC Petro-SIM ....................................................42

2.4.2


Mơ hình mơ phỏng phân xưởng CCR của nhà máy lọc dầu Dung Quất......42

2.4.3

Kết quả mơ phỏng .........................................................................................43

2.4.4

Phân tích kết quả ..........................................................................................46

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

Lưu hành nội bộ


Chương 3. ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA VIỆC GIẢM TỶ LỆ H2/HC CỦA PHÂN
XƯỞNG REFORMING XÚC TÁC ............................................................................. 47
3.1.

Đánh giá về mặt kỹ thuật..................................................................................... 47

3.2.

Đánh giá về mặt kinh tế ....................................................................................... 47

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................................... 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 51

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


Lưu hành nội bộ


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
CÁC KÝ HIỆU
H2: Hydrogen
kPa: Đơn vị đo áp suất hơi bão hòa Reid
N: Nitơ
Nm3/hr: Đơn vị đo lưu lượng, mét khối ở điều kiện bình thường/giờ
O: Oxy.
S: Lưu huỳnh
Sm3/hr: Đơn vị đo lưu lượng, mét khối tiêu chuẩn/giờ
%: Phần trăm
$: Đơn vị tiền tệ, USD
CÁC TỪ VIẾT TẮT
BPSD: Barrels Per Stream Day
CCR: Continuous Catalytic Reforming
CF: Cubic Feed
FV: Flow Control Valve
HA: High Activity.
HC: Hydrocarbon
HIC: Hand Indicator Control
HY: High Yield
LBS: Pounds
LPG: Liquefied Petroleum gas
LV: Liquid Volume
MM: Million
Mol: Molecular
MTD: Metric Tonnes Per Day

NHT: Naphtha Hydro Treating Unit
N + 2A: Naphthene + 2*Aromatic
TWT: Tube Wall Temperature
PPB: Part Per Billion

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

Lưu hành nội bộ


PPM: Part Per Million
RON: Research Octane Number
UOP: Universal Oil Product
Vol: Volume
Wt: Weight
WAIT: Weighted Average Inlet Temperature

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

Lưu hành nội bộ


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Thành phần cất phân đoạn dầu thô Bạch Hổ ..................................................4
Bảng 1.2: Bảng cơ cấu sản phẩm của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất .............................6
Bảng 1.3: Bảng tiêu chuẩn sản phẩm propylene .............................................................7
Bảng 1.4: Bảng tiêu chuẩn sản phẩm LPG ......................................................................7
Bảng 1.5: Bảng tiêu chuẩn sản phẩm xăng RON 92/95 ..................................................8
Bảng 1.6: Bảng tiêu chuẩn sản phẩm Jet A1 ...................................................................8
Bảng 1.7: Bảng tiêu chuẩn sản phẩm Diesel ...................................................................9

Bảng 1.8: Bảng tiêu chuẩn sản phẩm dầu nhiên liệu ( FO ) ............................................9
Bảng 1.9: Bảng tiêu chuẩn sản phẩm hạt nhựa .............................................................10
Bảng 1.10: Bảng tiêu chuẩn sản phẩm lưu huỳnh .........................................................10
Bảng 1.11: Bảng tiêu chuẩn dòng sản phẩm reformate .................................................11
Bảng 2.1: Các thông số phân xưởng ở lưu lượng hydro tuần hồn 64000 Nm3/hr .......43
Bảng 2.2: Các thơng số phân xưởng ở lưu lượng hydro tuần hoàn 62000 Nm3/hr ......44
Bảng 2.3: Các thông số phân xưởng ở lưu lượng hydro tuần hồn 60000 Nm3/hr .......45
Bảng 2.4: Các thơng số phân xưởng ở lưu lượng hydro tuần hoàn 58000 Nm3/hr ......45
Bảng 3.1: Tóm tắt kết quả mơ phỏng giảm lưu lượng hydro tuần hoàn 64000 Nm3/hr
xuống 58000 Nm3/hr của phân xưởng CCR ..................................................................47
Bảng 3.2: Bảng giá nhiên liệu cập nhật tháng 4/2022 ...................................................48

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

Lưu hành nội bộ


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Sơ đồ vị trí Nhà máy Lọc dầu Dung Quất .......................................................4
Hình 1.2: Sơ đồ cơng nghệ và vị trí phân xưởng CCR của Nhà máy Lọc dầu Dung
Quất .................................................................................................................................6
Hình 1.3: Sơ đồ các phản ứng chính của quá trình Reforming xúc tác .........................15
Hình 1.4: Sơ đồ công nghệ phân xưởng CCR của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất (Khu
vực Platforming) ............................................................................................................16
Hình 1.5: Thiết bị trao đổi nhiệt ngun liệu vào .........................................................18
Hình 1.6: Dịng ngun liệu vào và ra thiết bị phản ứng ..............................................19
Hình 1.7: Dịng sản phẩm ra thiết bị khỏi phản ứng đến bình tách 2 pha .....................20
Hình 1.8: Máy nén khí H2 tuần hồn .............................................................................21
Hình 1.9: Cụm thu hồi lỏng (Recovery Plus System) ...................................................22
Hình 1.10: Tháp hấp thụ ................................................................................................ 23

Hình 1.11: Tháp tách Debutanizer.................................................................................24
Hình 1.12: Thiết bị hấp phụ HCl ...................................................................................25
Hình 1.13: Sơ đồ khu vực tái sinh xúc tác tại phân xưởng CCR của Nhà máy Lọc dầu
Dung Quất......................................................................................................................26
Hình 1.14: Xúc tác sau khi ra khỏi thiết bị phản ứng cuối cùng đến khu vực tái sinh..27
Hình 1.15: Thiết bị tách bụi xúc tác. .............................................................................28
Hình 1.16: Tháp tái sinh xúc tác CCR ...........................................................................29
Hình 1.17: Vùng đốt cốc ...............................................................................................30
Hình 1.18: Vùng chlorination ........................................................................................31
Hình 1.19: Vùng sấy ......................................................................................................32
Hình 1.20: Vùng làm lạnh .............................................................................................32
Hình 1.21: Vùng khử .....................................................................................................33
Hình 1.22: Thiết bị ngăn cách mơi trường ơ xy và hydro .............................................34

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

Lưu hành nội bộ


Hình 1.23: Thiết bị vận chuyển xúc tác đã tái sinh .......................................................35
Hình 1.24: Xúc tác được khử sau khi tái sinh ...............................................................36
Hình 1.25: Dịng ngun liệu đi qua lớp xúc tác trong thiết bị phản ứng .....................37
Hình 1.26: Hiện tượng Catalyst pinning .....................................................................38
Hình 1.27: Giản đồ để tính lưu lượng dịng tối thiểu để tạo ra hiện tượng Catalyst
pinning ..........................................................................................................................39
Hình 2.1: Ảnh hưởng của áp suất lên sản lượng sản phẩm .........................................41
Hình 2.2: Thử nghiệm giảm hydro tuần hồn ở 80% cơng suất phân xưởng .............41
Hình 2.3: Mơ hình mơ phỏng phân xưởng CCR ở nhà máy lọc dầu Dung Quất ..........42
Hình 2.4: Kết quả mơ phỏng giảm lưu lượng hydro tuần hoàn....................................43


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

Lưu hành nội bộ


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài:
Nhà máy lọc dầu Dung Quất vận hành từ năm 2009, đã cung cấp cho thị trường
Việt Nam từ 2.000 đến 2.800 nghìn tấn/năm. Tuy nhiên nhu cầu xăng khơng ngừng
tăng cao, địi hỏi sự nâng cao công suất của Nhà máy Lọc dầu nói chung và các phân
xưởng cơng nghệ nói riêng. Đặc biệt là phân xưởng reforming xúc tác (CCR:
Continuous Catalytic Reforming). Việc tăng cơng suất phân xưởng CCR địi hỏi không
thay đổi về thiết bị nên bị giới hạn bởi một vài thông số về mặt kỹ thuật như là nhiệt độ
thành ống tube wall temperature (TWT), công suất quạt ngưng tụ, giới hạn pinning xúc
tác. Việc nghiên cứu giảm tỷ lệ H2/HC (giảm dịng khí hydro tuần hồn) sẽ góp phần
giải quyết các vấn đề trên và đồng thời làm giảm đáng kể việc tiêu thụ năng lượng của
nhà máy.
Việc nghiên cứu giảm tỷ lệ H2/HC dựa trên các cơ sở đánh giá được tóm tắt như
sau:
-

Giảm tỷ lệ H2/HC sẽ làm giảm áp suất riêng phần hydro, thúc đẩy các phản
ứng dehyro hóa naphthen làm tăng khả năng thu được các cấu tử có trị số
RON cao.

-

Nhiệt độ thành ống (tube wall temperature) hiện đang gần chạm ngưỡng cao

theo thiết kế, điều này đang là một trở ngại của việc tăng công suất phân
xưởng, việc giảm tỷ lệ H2/HC sẽ giải quyết được vấn đề này.

-

Giảm tỷ lệ H2/HC sẽ giảm được lưu lượng khí đốt vào lị đốt và lưu lượng
hơi nước cao áp vào tuốc bin máy nén khí tuần hồn, nâng cao hiệu quả kinh
tế của nhà máy.

-

Giới hạn catalyst pinning cũng là một trở ngại khi tăng công suất phân
xưởng và sẽ được khắc phục qua việc giảm tỷ lệ H2/HC.

Chính vì những lí do đó mà tơi chọn đề tài “Nghiên cứu giảm tỷ lệ H2/HC nhằm
tiết kiệm năng lượng cho phân xưởng reforming xúc tác tại BSR”
2. Mục tiêu nghiên cứu:
Nghiên cứu các ưu điểm và hạn chế của việc giảm tỷ lệ H2/HC nhằm tiết kiệm
năng lượng, mang lại lợi nhuận kinh tế cao và đảm bảo cơ sở cho việc tăng công
suất phân xưởng.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
-

Phân xưởng CCR của Nhà máy lọc dầu Dung Quất;


2
-

Ảnh hưởng của tỷ lệ H2/HC đến sự hình thành cốc trên xúc tác.


-

Giới hạn pinning xúc tác.

-

Lợi ích thu được từ việc giảm tỷ lệ H2/HC.

4. Phương pháp nghiên cứu:
-

Nghiên cứu lý thuyết

-

Nghiên cứu mô phỏng.

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
-

Làm cơ sở cho việc nâng công suất phân xưởng CCR tại Nhà máy lọc dầu
Dung Quất.

-

Tăng tính vận hành ổn định của phân xưởng CCR.

-


Tăng hiệu quả kinh tế.

-

Nâng cao khả năng phân tích dữ liệu.

6. Cấu trúc của luận văn:
Cấu trúc luận văn gồm các chương sau:
-

Chương 1: Tổng quan

-

Chương 2: Ảnh hưởng của tỷ lệ H2/HC đến thông số vận hành và chất lượng
sản phẩm của phân xưởng CCR

-

Chương 3: Đánh giá hiệu quả của việc giảm tỷ lệ H2/HC của phân xưởng
CCR

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

Lưu hành nội bộ


3
Chương 1. TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về nhà máy lọc dầu Dung Quất

1.1.1. Địa điểm và diện tích sử dụng:
Nhà máy Lọc dầu Dung Quất (BSR) được đặt tại Khu Kinh tế Dung Quất, thuộc
địa bàn các xã Bình Thuận và Bình Trị, huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi.
Diện tích sử dụng của Nhà máy ở mặt đất khoảng 338 ha, ở mặt biển khoảng
471 ha, trong đó:
-

Khu nhà máy chính: 110 ha

-

Khu bể chứa dầu thơ: 42 ha

-

Khu bể chứa sản phẩm: 43,83 ha

-

Khu tuyến dẫn dầu thô, cấp và xả nước biển: 17 ha

-

Tuyến ống dẫn sản phẩm: 77,46 ha

-

Cảng xuất sản phẩm: 135 ha

-


Hệ thống phao rót dầu không bến, tuyến ống ngầm dưới biển và khu vực
vịng quay tàu: 336 ha

1.1.2. Sơ đồ vị trí Nhà máy
Sơ đồ vị trí các khu vực trong Nhà máy được biểu diễn trên hình 1.1.
Nhà máy có 4 khu vực chính:
-

Các phân xưởng cơng nghệ và phụ trợ;

-

Khu bể chứa dầu thô;

-

Khu bể chứa sản phẩm cảng xuất sản phẩm;

-

Phao rót dầu khơng bến và hệ thống lấy và xả nước biển.

Những khu vực này được nối với nhau bằng hệ thống ống với đường phụ liền
kề.

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

Lưu hành nội bộ



4

Hình 1.1: Sơ đồ vị trí Nhà máy Lọc dầu Dung Quất
1.1.3. Công suất chế biến và nguyên liệu
Công suất chế biến của Nhà máy theo thiết kế ban đầu là 6,5 triệu tấn dầu
thô/năm, tương đương 148.000 thùng/ngày.
Nguyên liệu cho Nhà máy là 100% dầu thô Bạch Hổ (Việt Nam) hoặc dầu thô
hỗn hợp (85% dầu thô Bạch Hổ + 15% dầu chua Dubai).
Bảng 1.1 Thành phần cất phân đoạn dầu thô Bạch Hổ [1]
Component properties
Fraction oC

Wt %

Wt % Cumm.

Density

Lights End

2.86

2.86

-

68 – 93

1.53


4.39

0.6816

93 – 157

8.43

12.82

0.7460

157 – 204

7.24

20.06

0.7734

204 - 260

8.38

28.44

0.7972

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


Lưu hành nội bộ


5
260 - 315

10.21

38.65

0.8160

315 – 371

12.11

50.76

0.8285

371 – 427

12.58

63.34

0.8437

427 – 482


12.84

76.18

0.8539

482 – 566

9.74

85.92

0.8904

>566

13.81

99.73

0.9313

Loss

0.27

1.1.4. Cấu hình nhà máy
Nhà máy Lọc dầu Dung Quất gồm có 14 phân xưởng cơng nghệ (chưa tính phân
xưởng Polypropylene), 11 phân xưởng phụ trợ, phân xưởng ngoại vi và 8 bể chứa dầu

thô.
14 phân xưởng công nghệ là:
-

Phân xưởng 011: Chưng cất khí quyển (CDU)

-

Phân xưởng 012: Xử lý Naphtha bằng Hydro (NHT)

-

Phân xưởng 013: Reforming xúc tác liên tục (CCR)

-

Phân xưởng 014: Xử lý Kerosene (KTU)

-

Phân xưởng 015: Cracking xúc tác tầng sơi cặn chưng cất khí quyển (RFCC)

-

Phân xưởng 016: Xử lý LPG (LTU)

-

Phân xưởng 017: Xử lý Naphtha của phân xưởng RFCC (NTU)


-

Phân xưởng 018: Xử lý nước chua (SWS)

-

Phân xưởng 019: Tái sinh Amine (ARU)

-

Phân xưởng 020: Trung hòa kiềm thải (CNU)

-

Phân xưởng 021: Thu hồi Propylene (PRU)

-

Phân xưởng 022: Thu hồi lưu huỳnh (SRU)

-

Phân xưởng 023: Đồng phân hóa Naphtha nhẹ (ISOM)

-

Phân xưởng 024: Xử lý LCO bằng hydro (LCO-HDT)

Sơ đồ các phân xưởng cơng nghệ được mơ tả trên Hình I.2.


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

Lưu hành nội bộ


6

Hình 1.2: Sơ đồ cơng nghệ và vị trí phân xưởng CCR của Nhà máy Lọc dầu Dung
Quất

1.1.5. Cơ cấu sản phẩm của nhà máy
Nhà máy Lọc dầu Dung Quất có 8 sản phẩm chính được trình bày ở Bảng 1.2.
Bảng 1.2: Bảng cơ cấu sản phẩm của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất
Tên sản phẩm

(Nghìn tấn/năm)

Khí hóa lỏng Propylene

136  150

Khí hóa lỏng LPG

294  340

Xăng RON 92/95

2000  2800

Dầu hỏa/nhiên liệu Jet A1


220  410

Diesel

2500  3000

Dầu nhiên liệu (FO)

40  80

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

Lưu hành nội bộ


7

1.1.5.1

Hạt nhựa

150  170

Lưu huỳnh

1.3  1.5

Khí hóa lỏng propylene


Là sản phẩm nhận được từ quá trình cracking xúc tác, có độ tinh khiết hơn 99.5% làm
nguyên liệu để sản xuất hạt nhựa
Bảng 1.3 Bảng tiêu chuẩn sản phẩm propylene [2]

1.1.5.2

Propylene, %wt

≥ 99.5

Total paraffin, %wt

≤ 0.5

C4+, ppm wt

≤ 50

Total sulfur, ppm wt

≤ 1

Khí hóa lỏng LPG

LPG được tách ra từ phân đoạn nhẹ khi chưng cất dầu thô, thành phần gồm propan C3
và butan C4 được phối trộn theo tỉ lệ: C3/C4 = 7:3 hay C3/C4 = 5:5 tùy thuộc vào điều
kiện sử dụng.
Bảng 1.4 Bảng tiêu chuẩn sản phẩm LPG [3]
Thành phần


Hỗn hợp gồm propan và butan

C5+, % vol

≤2

Hàm lượng lưu huỳnh tổng, mg/kg

≤ 140

Olefin, % vol

≤ 52

1.1.5.3

Xăng RON 92/95

Phân đoạn xăng với khoảng nhiệt độ sôi dưới 180oC bao gồm các hydrocacbon từ
C5 - C11. Một trong những tính chất quan trọng nhất của nhiên liệu xăng là phải có khả
năng chống lại sự cháy kích nổ. Đặc trưng đó gọi là trị số octane. Ngồi chỉ số RON
thì hàm lượng lưu huỳnh trong xăng cũng là một tính chất quan trọng. Tính chất quan
trọng khác khi sử dụng xăng làm nhiên liệu là áp suất hơi bão hòa.

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

Lưu hành nội bộ


8

Bảng 1.5 Bảng tiêu chuẩn sản phẩm xăng RON 92/95 [4]
RON

≥ 92 ( ≥ 95 )

Hàm lượng chì, g/l

≤ 0.005

Áp suất hơi bão hịa @ 37.80C, kPa

43 ÷ 75

Hàm lượng benzen, % vol

≤ 2.5

Hàm lượng lưu huỳnh, mg/kg

≤ 150

1.1.5.4

Nhiên liệu Jet A1

Một số tính chất quan trọng khi sử dụng nhiên liệu phản lực như:
• Nhiệt trị: là lượng nhiệt được giải phóng khi đốt cháy một đơn vị nhiên liệu trong
điều kiện tiêu chuẩn.
• Freezing point: ảnh hưởng đến khả năng linh động của nhiên liệu ở nhiệt độ thấp,
điều này rất nguy hiểm đối với các máy bay phản lực hoạt động ở tầm cao (lên

cao 10.000m nhiệt độ khí quyển hạ xuống -47oC).
Bảng 1.6 Bảng tiêu chuẩn sản phẩm Jet A1 [5]

1.1.5.5

Axit tổng, mgKOH/kg

≤ 0.015

Hydrocacbon thơm, % thể tích

≤ 25

Lưu huỳnh tổng, % khối lượng

≤ 0.3

Freezing point, 0C

≤ -47

Nhiệt lượng riêng thực, MJ/kg

≥ 42.8

Diesel

Nhiên liệu Diesel được lấy chủ yếu từ phân đoạn gasoil của quá trình chưng cất dầu
thô khoảng nhiệt độ sôi từ 250oC - 350oC, với thành phần hydrcacbon từ C - C .
16


20

Tính chất sử dụng của nhiên liệu diesel thương phẩm: Chỉ số cetane, thành phần phân
đoạn, nhiệt độ chớp cháy, độ nhớt, điểm chảy, ...

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

Lưu hành nội bộ


9

Bảng 1.7 Bảng tiêu chuẩn sản phẩm Diesel [6]
Hàm lượng lưu huỳnh, mg/kg

≤ 350

Trị số cetan

≥ 46

Điểm chớp cháy cốc kín

≥ 55

Độ nhớt động học ở 40 oC, mm2/s

2.0 ÷ 4.5


Điểm chảy, oC

≥6

Hàm lượng nước, mg/kg

≤ 200

1.1.5.6

Dầu nhiên liệu (FO)

Nhiên liệu đốt lò FO là sản phẩm chủ yếu được phối trộn từ dịng decan oil (DCO) từ
phân xưởng RFCC.
Tính chất cần lưu ý khi sử dụng đối với nhiên liệu đốt lò: hàm lượng lưu huỳnh, độ
nhớt ...
Bảng 1.8 Bảng tiêu chuẩn sản phẩm dầu nhiên liệu [7]
Hàm lượng lưu huỳnh, % khối lượng

≤ 0.5

Điểm chảy, 0C

≤ 42

Hàm lượng tro, % khối lượng

≤ 0.05

Cặn cacbon


≤5

Nhiệt trị, cal/g

≥ 9800

1.1.5.7

Hạt nhựa

Được tổng hợp từ propylene từ phân xưởng RFCC, và là ngun liệu chính cho
nghành cơng nghiệp sản xuất vật liệu polymer composite

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

Lưu hành nội bộ


10
Bảng 1.9 Bảng tiêu chuẩn sản phẩm hạt nhựa [8]
Chỉ số dịng nóng chảy (230 0C/2.16kg),
g/10 phút

1.20 ÷ 1.60

Hệ số đẳng cấu, %

≥ 98


Độ trắng

≥ 60

Hàm lượng bay hơi, %

≤ 0.2

1.1.5.8

Lưu huỳnh

Được thu hồi từ các dịng khí chua có chưa hàm lượng lưu huỳnh cao như H2S , COS,
CS2.
Bảng 1.10 Bảng tiêu chuẩn sản phẩm lưu huỳnh [9]
Độ tinh khiết, % khối lượng

≥ 99.9

Hàm lượng H2S, ppm

≤ 10

Hàm lượng tro, % khối lượng

≤ 0.04

Độ ẩm, % khối lượng

≤ 0.1


Hàm lượng cacbon, % khối lượng

≥ 0.08

1.2 Tổng quan về phân xưởng Reforming xúc tác
1.2.1. Mục đích phân xưởng Reforming xúc tác
Phân xưởng Reforming xúc tác (CCR: Continuous Catalytic Reforming) của
Nhà máy Lọc dầu Dung Quất được thiết kế dựa trên công nghệ bản quyền của UOP
(Universal Oil Products) với mục đích chế biến phân đoạn Naphtha đã được xử lý bằng
hydro (từ phân xưởng Naphtha Hydrotreating - NHT đưa đến) thành cấu tử pha trộn
xăng có chỉ số octane cao. Công suất của phân xưởng là 21100 BPSD (tương đương
104840 kg/h) chế biến phân đoạn Naphtha nặng từ phân xưởng NHT và Sweet
Naphtha. Công nghệ CCR sử dụng xúc tác lưỡng chức Pt/-Al2O3 để chuyển hóa phân
đoạn naphtha có chỉ số octane thấp thành cấu tử pha trộn xăng có chỉ số octane cao
hơn.
Chỉ số octane RON yêu cầu của sản phẩm xăng Reformate là 102. Ngồi sản
phẩm chính của phân xưởng là xăng Reformate, LPG (Liquefied Petroleum Gas) là
một sản phẩm có giá trị, nên cần phải thu hồi tối đa LPG. Khí giàu Hydro (Hydrogen

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

Lưu hành nội bộ


11
rich gas) là một sản phẩm khác của các phản ứng reforming xúc tác, được sử dụng cho
việc vận hành các phân xưởng khác như: NHT (Naphtha Hydro Treating), LCO HDT
(LCO Hydrotreating Unit), ISOM (Isomerization), PP (PolyPropylene). Do đó, CCR
là một phân xưởng mang tính quyết định trong nhà máy.

Các sản phẩm của phân xưởng CCR bao gồm :
•

Xăng Reformate :
Bảng I.11 Bảng tiêu chuẩn dòng sản phẩm reformate [10]
Thành phần
C4-, %vol

1÷2

Benzene, %vol

5÷7

Khối lượng riêng ( ở 15 oC ), kg/m3

812 ÷ 840

RVP ở 37.8 oC, kPa

20 ÷ 50

RON

98 ÷ 103

Thành phần cất, OC
Điểm sơi đầu

38 ÷ 53


5% thu hồi

76 ÷ 91

10% thu hồi

86 ÷ 103

20% thu hồi

100 ÷ 115

30% thu hồi

108 ÷ 123

40% thu hồi

114 ÷ 129

50% thu hồi

120 ÷ 135

60% thu hồi

126 ÷ 141

70% thu hồi


133 ÷ 150

80% thu hồi

140 ÷ 160

90% thu hồi

150 ÷ 170

95% thu hồi

155 ÷ 180

Điểm sôi cuối

170 ÷ 204

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

Lưu hành nội bộ


12

•

Khí hóa lỏng LPG
Bảng I.12 Bảng tiêu chuẩn dịng sản phm LPG [10]

Thnh phn

ã

C5+, %vol

0 ữ 1.1

Khi lng riờng, kg/m3

520 ÷ 560

Chlorides, ppm mol

0 ÷ 0.1

Khí H2
Bảng I.13 Bảng tiêu chuẩn dòng sản phẩm hydro [10]
Thành phần
H2 , % mol

92 ÷ 94

HCl, ppm mol

0

1.2.2. Xúc tác sử dụng
Xúc tác được sử dụng trong quá trình reforming xúc tác là loại xúc tác lưỡng
chức Pt/-Al2O3, gồm chức năng oxy hoá-khử và chức năng acid [11]:

a) Chức oxy hoá-khử (chức kim loại): tăng cường các phản ứng hydro hoá,
dehydro hoá.
b) Chức acid: tăng cường các phản ứng alkyl hoá, isomer hoá, cracking,…
1.2.3. Các phản ứng xảy ra
1.2.3.1. Phản ứng loại hydro khỏi naphthene ( Naphthene dehydrogenation )

Đây là phản ứng thu nhiệt mạnh (H = 210 kJ/mol = 50 kcal/mol).
Nhờ phản ứng dehydro hố naphthene có tốc độ cao mà trong q trình
reforming xúc tác sẽ nhận được nhiều hydrocarbon thơm và hydro. Do phản

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

Lưu hành nội bộ


13
ứng thu nhiệt mạnh, người ta phải tiến hành phản ứng nối tiếp nhau trong nhiều
thiết bị phản ứng để nhận được độ chuyển hoá cần thiết.
1.2.3.2.

Phản ứng đồng phân hố Naphthen và paraffin ( Naphthene and Paraffine
Isomerization )
• Phản ứng đồng phân hóa cyclopentan tạo thành cyclohexan xảy ra như là
bước thứ nhất của q trình chuyển hóa cyclopentan thành aromatic.

• Phản ứng đồng phân hóa paraffin xảy ra khá nhanh trong điều kiện vận
hành Platforming, phản ứng này góp phần cải thiện trị số octan của
naphtha

1.2.3.3.


Phản ứng loại hydo đóng vịng Paraffin ( Paraffine dehydrogenation )
Phản ứng loại hydro đóng vịng paraffin là phản ứng khó xảy ra nhất trong
quá trình Platforming, phản ứng này sẽ sắp xếp lại phân tử paraffin thành
phân tử naphthen. Khối lượng phân tử paraffin càng tăng thì sự đóng vịng
càng thuận lợi

1.2.3.4.

Phản ứng hydrocracking
Do phản ứng đồng phân hóa các hợp chất xyclopentan và phản ứng đóng
vịng của các hợp chất paraffin xảy ra rất khó và xúc tác cần có chức axit vì
vậy sẽ làm điều kiện thuận lợi thúc đẩy phản ứng hydrocracking. Quá trình
hydrocracking paraffin xảy ra tương đối nhanh và được thúc đẩy ở điều kiện
nhiệt độ cao, áp suất cao. Phản ứng này tiêu thụ hydro và làm giảm sản
lượng reformate

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

Lưu hành nội bộ


14

1.2.3.5.

Phản ứng bẻ gãy nhánh methyl (Demethylation)
Phản ứng bẻ gãy nhánh methyl thường xảy ra khi vận hành phân xưởng
Platforming ở điều kiện nhiệt độ cao và áp suất cao, phản ứng này được thúc
đẩy bởi chức kim loại của xúc tác


1.2.3.6.

Phản ứng bẻ gãy nhánh alkyl của vòng thơm (Dealkylation of Aromatics)
Phản ứng bẻ gãy nhánh alkyl của vòng thơm tương tự như phản ứng bẻ gãy
nhánh methyl từ vịng thơm, chỉ khác ở kích thước phần được tách khỏi
vòng thơm, thuận lợi ở điều kiện nhiệt độ cao, áp suất cao.

Các phản ứng của quá trình Reforming xúc tác xảy ra trên chức kim loại hoặc
chức acid, và được tóm tắt như Hình I.3 dưới [11].

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

Lưu hành nội bộ