Chương 2. Vai trò của các quá trình xúc tác trong lọc dầu

1. HÓAHÓA H CH C VÀVÀ S NS N PH MPH M D UD U
GS.TS Đinh Thị NgọGS.TS Đinh Thị Ngọ

2. Chương 2. Vai trò c a các quá trình xúc tác
trong l c d u
2.1.S c n thi t ph i ch bi n d u
2.2.M c đích c a ch bi n d u
2.3.Các xu hư ng nh hư ng t i s l a ch n công ngh
2.4.Đ nh hư ng ch bi n d u thô VN
2.5.Các quá trình trong m t nhà máy d u hi n đ i
2.6.Yêu c u th trư ng đ i v i s n ph m nhiên li u và phi
nhiên li u ngày nay
2.7. Sơ đ chung c a m t nhà máy l c d u
2.8.Sơ đ thu s n ph m d u

3. 2.1.S c n thi t ph i ch bi n d u
Di n bi n s n lư ng d u toàn c u d a trên s n lư ng khai thác
hi n nay
Như v y, sau năm 2075, lư ng d u m ch đáp ng đư c kho ng
35-40 % năng lư ng. Đ ng trư c tình hình đó, c n ph i có gi i
pháp thay th nhiên li u d u khoáng b ng lo i năng lư ng
khác. ph i ti t ki m năng lư ng Công ngh ch bi n t t

4. 2.1.S c n thi t ph i ch bi n d u
• D u thô không th s d ng đ ch y b t k đ ng cơ gì, ngoài vi c dùng đ đ t
t o năng lư ng
• Mu n s d ng d u thô làm nhiên li u đ ng cơ Ph i chia nh thành các
phân đo n và ch bi n
• Sau ch bi n, có th nh n đư c s n ph m có giá tr kinh t cao, s d ng cho
các đ ng cơ cao c p như đ ng cơ xăng, đ ng cơ diesel, đ ng cơ cho máy bay
ph n l c
• Ch bi n s có cơ h i t o ra các s n ph m khác nhau theo nhu c u s d ng
Pha ch các thành ph n, pha ch ph giaPha ch các thành ph n, pha ch ph gia
• Hi n nay, d u m đã gi m d n tr lư ng, ch t lư ng d u thô x u d n, nhưng
yêu c u v ch t lư ng s n ph m nhiên li u l i ngày càng ph i t t hơn đ đáp
ng yêu c u v môi trư ng ph i có công ngh tiên ti n đ ch bi n d u
• C n ph i t o ra s n ph m có ch t lư ng t t hơn đ ti t ki m tr lư ng d u m
• Sau ch bi n, hi u qu kinh t s tăng lên, thu l i nhu n nhi u hơn
• Công nghi p ch bi n d u đã t o ra r t nhi u công vi c làm cho lao đ ng trên
th gi i, là ngu n đóng góp l i nhu n nhi u nh t

5. 2.1.S c n thi t ph i ch bi n d u
• Hi n nay, d u m là s n ph m năng lư ng chính, chi m kho ng
70% t ng s năng lư ng đư c s d ng trên toàn th gi i. Trong
tương lai lư ng này s gi m đi, đ n năm 2075 – 2080 thì d u m
ch còn chi m kho ng 35 % t ng s (xem bi u đ )
• Ph n năng lư ng còn l i đư c l y t : Than đá, năng lư ng
nư c, m t tr i, gió
• Trong s các s n ph m d u m , các “S n ph m tr ng” như xăng,
kerosen, diesel chi m vai trò quy t đ nh t o ra năng lư ng. Cáckerosen, diesel chi m vai trò quy t đ nh t o ra năng lư ng. Các
s n ph m khí ngày nay r t ti n d ng làm nhiên li u dân d ng
cũng như nhiên li u công nghi p

6. 2.1.S c n thi t ph i ch bi n d u
• Năng lư ng t d u khí d s d ng, có nhi t tr cao, không t o
tro, x h u như không gây ô nhi m môi trư ng. D v n
chuy n, giá thành r , có th hi n đ i hóa thi t b , đ ng cơ s
d ng
• Vi c s d ng năng lư ng t d u khí đã góp ph n làm gi m kích
c đ ng cơ, trong khi đó công su t s d ng c a đ ng cơ l i tăng
lên r t nhi u
• Các ví d v hi u qu c a năng lư ng đi t d u m :• Các ví d v hi u qu c a năng lư ng đi t d u m :
- S d ng khí t nhiên t d u m đ s n xu t đi n s làm gi m
giá thành t 30 đ n 40%. Xây d ng nhà máy ch y b ng khí đ t,
v n đ u tư s gi m 20% so v i nhà máy ch y b ng than.
- Khi đ t b ng than, nhi t lư ng th p, khí th i nhi u CO, H2S, b i
r n, tro x
- Nhi t lư ng to ra khi đ t cháy LPG r t l n (kho ng 10.900 đ n
13.000 kcal/kg), tương đương v i nhi t lư ng c a 1,5 đ n 2 kg
than c i, 1,3 lít d u ho hay 1,5 lít xăng

7. 2.2.M c đích c a ch bi n d u
• Chưng c t d u thô đ thu đư c các s n ph m t nh đ n n ng
• Ch bi n các phân đo n s n ph m thô đ đ t ch t lư ng s n ph m
thương ph m:
-Ch bi n phân đo n xăng: Phân đo n naphta chưng c t tr c ti p
thư ng có tr s octan r t th p (30-60), mà yêu c u v xăng thương
ph m ph i só octan trên 80 ph i qua reforming xúc tác
-Ngày nay ch t lư ng d u thô ngày càng x u, nhi u c n n ng, S, N, O,-Ngày nay ch t lư ng d u thô ngày càng x u, nhi u c n n ng, S, N, O,
nhưng s n ph m v n ph i đ t ch t lư ng cao ph i có công ngh
cracking tiên ti n đ thu nhiên li u t c n d u
• Làm s ch d u thô và s n ph m d u đ thu s n ph m có ch t lư ng
t t, đ m b o môi trư ng
• Pha tr n t o s n ph m d u m đáp ng cho các nhu c u s d ng
khác nhau: Nhiên li u, hóa ph m, dung môi
• T o ra nguyên li u cho các ngành công nghi p khác

8. • Ngày nay, ngành công ngh l c hoá d u
đang ch u r t nhi u các y u t tác đ ng đ n
xu hư ng phát tri n c a công ngh . S l a
ch n phương pháp ch bi n nào đó ph i
tính toán m t cách toàn di n các y u t nh
hư ng thì m i có hi u qu cao. Có r t
nhi u tác đ ng, đây ch đưa ra các m t s
2.3.Các xu hư ng nh hư ng t i s l a ch n
công ngh
nhi u tác đ ng, đây ch đưa ra các m t s
tác đ ng ch y u:
• Tiêu chu n v môi trư ng trên th gi i
ngày càng kh t khe
-Yêu c u xăng có tr s octan cao, không s
d ng ph gia chì, thành ph n benzen ph i
nh hơn 1%.
- Nhiên li u diesel ph i có hàm lư ng lưu
huỳnh th p, nh hơn 0,05% ; tr s xetan
l n hơn 45.

9. 2.3.Các xu hư ng nh hư ng t i s l a ch n
công ngh
* S thay đ i cơ c u v s n ph m l c d u
- Nhu c u s n ph m nh tăng lên (LPG, xăng, nhiên li u ph n l c,
nhiên li u diesel).
- Nhu c u v nhiên li u đ t lò (FO) gi m do dư th a, do ngu n khí
thiên nhiên ngày càng nhi u có th thay th nhiên li u này.thiên nhiên ngày càng nhi u có th thay th nhiên li u này.
- Các s n ph m hoá d u cũng ngày càng c n nhi u v s lư ng và
ch t lư ng.
* S bi n đ i v th trư ng
- Th trư ng d u m ngày càng m r ng do s c nh tranh, do v y s
chênh l ch giá gi a các nơi s gi m đi.
- Các nhà máy ch bi n d u l c h u m t d n, thay vào đó là các nhà
máy hi n đ i, hi u qu ch bi n s tăng lên.

10. 2.4.Đ nh hư ng ch bi n
d u thôVN
-T các tác đ ng trên, d n đ n quan đi m và
phương pháp ch bi n d u thô c a nư c
ta cũng thay đ i. D u thô B ch h và Đ i
hùng thu c lo i d u ng t nh , r t s ch,
hàm lư ng lưu huỳnh c c th p, lo i hi m
trên th gi i, hàm lư ng nh a và
asphanten th p, kim lo i n ng như V, Niasphanten th p, kim lo i n ng như V, Ni
r t th p.
-Tuy nhiên là lo i d u nhi u parafin r n (sáp),
có nhi t đ đông đ c cao nên khó khăn
trong v n đ b c rót v n chuy n, làm nh
hư ng đ n m t s ch tiêu c a s n ph m,
nh t là nhiên li u diesel và nhiên li u ph n
l c như ch tiêu v đi m đông đ c.
Ho t đ ng d u khí c a malayxia

11. 2.4.Đ nh hư ng ch bi n d u thôVN
-V i các đ c đi m như trên, d u thô Vi t Nam n u ch bi n nông, g i
là hydroskiming (là quá trình ch bao g m chưng c t khí quy n,
phân đo n naphta đư c x lý b ng hydro sau đó qua quá trình
reforming xúc tác đ s n xu t xăng ôtô), lư ng c n còn l i đ n
51,78% KL. Còn n u th c hi n quá trình ch bi n sâu (là quá trình
sau chưng c t bao g m công ngh cracking xúc tác hi n đ i (FCC),
c c hoá, hydrocracking, cracking xúc tác c n tr c ti p RFCC) thìc c hoá, hydrocracking, cracking xúc tác c n tr c ti p RFCC) thì
c n còn l i ch đ n 6,44% KL).
-Có th so sánh k t qu c a các quá trình ch bi n b ng sau:

12. 2.4.Đ nh hư ng ch bi n d u thôVN
So sánh phương pháp ch bi n d u thô VN

13. 2.4.Đ nh hư ng ch bi n d u thôVN
• Phương pháp ch bi n d u thô
VN
-T s so sánh trên cho th y, d u thô
Vi t Nam nên th c hi n quá trình ch
bi n sâu. M t khác, đ phát huy ưu
đi m c a d u ng t nh , nhi u parafinđi m c a d u ng t nh , nhi u parafin
c a nư c ta thì trong tương lai, có th
pha tr n d u B ch H và Đ i Hùng
v i d u chua. H n h p d u chua-ng t
làm gi m chi phí đ u vào s tăng hi u
qu khi ch bi n, vì d u chua có giá
thành r hơn d u ng t nh .
-Khi pha tr n, s dung hoà đư c các y u
t mà v n đ m b o ch t lư ng s n
ph m yêu c u, l i có nguyên li u đ
s n xu t bitum nh a đư ng.

14. 2.5.Các quá trình trong m t nhà máy d u hi n đ i
Tùy theo nhi m v c a t ng nhà máy, t ng nư c mà có th thi t k t t c
các phân xư ng trên ho c m t s trong đó. S thi t l p các phân xư ng
trong nhà máy l c d u ph thu c vào nhi u y u t nh hư ng như yêu
c u v th trư ng, v cơ c u s n ph m, v nhi m v xu t nh p kh u, v
tính ch t c a nguyên li u đ u vào...

15. 2.6.Yêu c u th trư ng đ i v i s n
ph m nhiên li u và phi nhiên li u
• S n ph m s ch (không có S, N, O, kim lo i…).
• Nhi u xăng hơn v i tr s octan cao hơn.
• Nhi u diesel v i tr s xetan cao.
• Các nguyên li u đ c trưng đ t ng h p hoá d u: Thơm,olefin
• C n còn l i là ít nh t.
T ng kho xăng d u Nhà bè Petrolimex, c nh quan đ p như mơ, s n
sàng h i nh p và vươn xa ra th gi i

16. 2.6.Yêu c u th trư ng đ i v i s n ph m
nhiên li u và phi nhiên li u ngày nay
-Đ đ t đư c đi u đó, c n ph i nâng cao hi u qu t t c các
công đo n trong l c d u.
-Chưng c t sao cho đ t hi u qu cao.
-Phân tách t t các phân đo n.
- Chuy n hoá xúc tác đ t đ ch n l c cao nh t, tái s d ng xúc
tác t t nh t.tác t t nh t.
- Kh asphaten trong c n gudron đ s d ng t t ph n c n n ng
này.
- L a ch n các quá trình ch bi n sao cho có hi u qu nh t: Ví
d , đ i v i c n chưng c t khí quy n c a d u ng t nh , nên
ch n phương pháp ch bi n cracking xúc tác c n RFCC; đ i
v i ph n c n n ng c a quá trình chưng c t chân không, nên
ch n phương pháp ch bi n hydrocracking ho c c c hoá
ch m...

17. 2.7. Sơ đ chung c a
m t nhà máy l c d u
• D u thô khai thác t m n
đ nh (tách khí hòa tan) Tách
mu i và nư c Chưng c t khí
quy n đ thu s n ph m tr ng
c n khí quy n Chưng c t
B ch HB ch H
c n khí quy n Chưng c t
chân không đ thu d u nh n
(ho c cracking xúc tác thu s n
ph m tr ng) c n chân không
Hydrocracking thu s n ph m
nhiên li u
R ng ĐôngR ng Đông
R ngR ng

18. • D u thô sau khi chưng c t thu đư c các s n ph m sau:
-S n ph m khí: S n xu t nhiên li u đ t, nguyên li u cho hóa d u
-Naphta (xăng): S n xu t nhiên li u đ ng cơ, nguyên li u cho hóa d u:
s n xu t sơ s i
SơSơ đđ chưngchưng c tc t chungchung
s n xu t sơ s i
-Gasoil nh (d u diesel): s n xu t nhiên li u diesel
-Gasoil n ng (d u nh n): s n xu t d u nh n, m bôi trơn
-C n d u m (c n gudron): s n xu t bitum, nh a đư ng

19. S n ph m khí: S n xu t nhiên li u đ t,
làm nguyên li u cho hóa d u, làm
nguyên li u cho s n xu t các c u t
g c cho nhiên li u
SơSơ đđ chungchung trongtrong 11 nhànhà
máymáy l cl c d ud u
NhàNhà máymáy xx lýlý khíkhí DinhDinh cc
KhoKho khíkhí hóahóa l ngl ng LPG PetroLPG Petro VNVN

20. • S n ph m tr ng:
Naphta reforming xúc tác thu xăng, hydrocacbon thơm
Kerosen, diesel làm s ch, ph i tr n thu nhiên li u ph n l c, d u
h a dân d ng, d u diesel
• D u nh n: Làm s ch, trích lý b ng dung môi s n xu t d u m bôi
SơSơ đđ chungchung trongtrong 11 nhànhà máymáy l cl c d ud u
• D u nh n: Làm s ch, trích lý b ng dung môi s n xu t d u m bôi
trơn
• C n chưng c t khi quy n Nguyên li u cho quá trình cracking c n
RFCC, ho c s n xu t nhiên li u FO
• C n chưng c t chân không; Có th làm nguyên li u cho quá trình
hydrocracking đ thu nhiên li u, ho c nguyên li u đ s n xu t bitum,
nh a đư ng

21. SơSơ đđ chungchung nhànhà máymáy l cl c d ud u DungDung Qu tQu t

22. 2.8.Sơ2.8.Sơ đđ chch bi nbi n vàvà thuthu s ns n ph mph m d ud u
ThápTháp chưngchưng
D uD u thôthô
TáchTách khíkhí
hòahòa tantan
TáchTách mu imu i
KhíKhí
NaphtaNaphta
KerosenKerosen
NhiênNhiên li uli u đ tđ t (LNG, LPG,(LNG, LPG, thaythay
xăngxăng nhiênnhiên li uli u))
NguyênNguyên li uli u hóahóa d ud u
XăngXăng ch tch t lư nglư ng caocao
BTXBTX chocho hóahóa d ud u
NhiênNhiên li uli u ph nph n l cl c
D uD u h ah a dândân d ngd ng
ThápTháp chưngchưng
c tc t pp thư ngthư ng
TáchTách mu imu i
vàvà nư cnư c
DieselDiesel
C nC n
mazutmazut
GasoilGasoil chânchân
khôngkhông
ThápTháp chưngchưng
c tc t chânchân
khôngkhông
C nC n chânchân
khôngkhông
D uD u dieseldiesel
NguyênNguyên li uli u chocho crakingcraking xtxt
SXSX nhiênnhiên li uli u FOFO
NguyênNguyên li uli u chocho hydrocrakinghydrocraking vàvà c cc c hóahóa
D uD u nh nnh n

23. M t s hình nh v NM l c d u Dung Qu t
PhânPhân xư ngxư ng chưngchưng c tc t d ud u thôthô
ĐêĐê ch nch n sóngsóng

24. Ti m năng khí trên th gi i
Tr lư ng khí xác minh theo khu v c cu i năm 2004 (x1012 m3)

27. Nhà máy nhi t đi n Phú M
Hi n nay, 40% s n lư ng đi n c a Vi t Nam s n
xu t t các nhà máy đi n ch y b ng khí đ t.

28. Nhà máy l c d u t i Bang Washington –M

29. 2.4.2.4. ChuyểnChuyển đổiđổi đơnđơn vịvị đođo
Chuyển đổi áp suất
• 1 Mpa = 145 Psi
• 1 MPa = 10 at
• 1 Mpa = 106 Pa= 10 kG/cm2
• 1 at (atmotphe kỹ thuật) = 1 kG/cm2 = 0,980665 bar =
735,56 mmHg
• 1 atm (áp suất chuẩn hay áp suất tuyệt đối):• 1 atm (áp suất chuẩn hay áp suất tuyệt đối):
1atm = 1,01325 bar = 1,0332 at = 760 mmHg = 10,33 m H2O
Chuyển đổi đơn vị thể tích
1 thùng dầu = 159 lít
1 galon dầu = 3,785 lít (theo Mỹ)
1 galon dầu = 4,546 lít (theo Anh)

30. K T THÚCK T THÚC CHƯƠNGCHƯƠNG 22
GS.TS Đinh Thị NgọGS.TS Đinh Thị Ngọ