Thread Content
Theo báo cáo "Xử lý hydrocarbon" của Hoa Kỳ, hydrocracking là thiết bị chuyển đổi xúc tác quan trọng nhất trong nhà máy lọc dầu. Nó có cả tính linh hoạt trong chế biến dầu thô và tính linh hoạt trong phân phối sản phẩm. Một số cài đặt đã đưa tính linh hoạt này lên mức cao trong những năm gần đây. Một số nhà máy lọc dầu sử dụng các đơn vị hydrocracking để xử lý các loại dầu thức ăn khó xử lý và một số nhà máy lọc dầu thay đổi kế hoạch xử lý của các đơn vị hydrocracking để tìm kiếm cơ hội trên thị trường nguyên liệu thô hóa dầu và dầu gốc. Các nhà máy lọc dầu này đã thực hiện hoạt động khác biệt của các đơn vị hydrocracking, giúp cải thiện lợi ích kinh tế. Các nhà máy lọc dầu vẫn phải đối mặt với tình hình lợi nhuận bấp bênh và tương lai không chắc chắn. Mặc dù giá dầu hiện đang ở mức thấp và các nhà máy lọc dầu có thể kiếm được lợi nhuận hợp lý, thị trường các sản phẩm dầu số lượng lớn có tính cạnh tranh cao. Nhu cầu đối với các sản phẩm dầu mỏ truyền thống như xăng, nhiên liệu máy bay phản lực và dầu diesel dự kiến sẽ tiếp tục giảm, đặc biệt ở một số nước ở châu Á và Trung Đông. * * Các nhà máy lọc dầu mới và hiệu quả đã làm cho thị trường trở nên cạnh tranh hơn. Một số nhà máy lọc dầu đã lựa chọn để nâng cao khả năng cạnh tranh của mình. Hiện nay, một số nhà máy lọc dầu đã tận dụng tính linh hoạt của các đơn vị hydrocracking để nâng cao khả năng cạnh tranh bằng các cách sau:: 1. Các nhà máy lọc dầu xử lý dầu thô giá rẻ, nặng và chất lượng thấp cũng như xử lý dầu thô có hàm lượng axit cao có nguy cơ về độ tin cậy vận hành thiết bị và ngừng hoạt động ngoài kế hoạch, đặc biệt là các thiết bị chưng cất khí quyển và chân không. Những vấn đề này bây giờ đã được giải quyết. Đối với các nhà máy lọc dầu xử lý dầu thô nặng kém chất lượng, một lượng lớn hydrocarbon thơm gây áp lực lớn lên chất lượng sản phẩm chưng cất được tạo ra, khiến việc sản xuất dầu gốc bôi trơn chất lượng cao trở thành một thách thức lớn. Sự kết hợp giữa công nghệ hydrocracking và chưng cất hydro đã dẫn đến sự xuất hiện của các quy trình tiên tiến. Chất xúc tác được thiết kế đặc biệt có thể được sử dụng để giảm mật độ và hàm lượng thơm của nhiên liệu diesel, thay đổi đáng kể điểm sôi và cải thiện đặc tính dòng lạnh. Không có vấn đề gì trong việc xử lý dầu nguyên liệu có mùi thơm cao. Đối với các nhà máy lọc dầu xử lý dầu thô giàu kim loại nặng kém chất lượng, một lượng lớn kim loại như sắt, niken, vanadi, magie, natri và canxi có thể gây ra phản ứng luyện cốc nghiêm trọng và nhiều vấn đề khác, nhưng gần đây đã có những tiến bộ đáng kể trong công nghệ khử kim loại. Việc lựa chọn chất xúc tác thích hợp và sử dụng chất xúc tác lớp bảo vệ có thể đảm bảo rằng chất xúc tác có hoạt tính cao sẽ hoạt động bình thường. Đối với các nhà máy lọc dầu xử lý dầu thô chất lượng thấp, nặng, hàm lượng nitơ cao, hàm lượng nitơ cao gây áp lực lớn lên chất xúc tác tiền xử lý của đơn vị hydrocracking và ảnh hưởng đến công suất xử lý của đơn vị hydrocracking. Tuy nhiên, các chất xúc tác xử lý bằng hydro hoạt tính hơn và các chất xúc tác hydrocracking hoạt tính hơn và chọn lọc hơn đã được phát triển thành công. Hai loại chất xúc tác này được kết hợp với nhau và chất xúc tác tiền xử lý được sử dụng để xử lý dầu thô khó chế biến, có thể đảm bảo rằng sẽ không có tổn thất lớn về năng suất sản phẩm và chu kỳ vận hành của thiết bị. 2. Đơn vị hydrocracking xử lý dầu thức ăn không tiêu chuẩn Xử lý dầu thức ăn không tiêu chuẩn là trộn một số thành phần crackinh vào dầu khí chân không nguyên liệu thô hydrocracking truyền thống, chẳng hạn như dầu khí được sản xuất bằng cách luyện cốc chậm, khử nhựa đường bằng dung môi, hydrocracking giường sôi và (trong tương lai gần) hydrocracking giường treo. Những nguyên liệu thô này (bao gồm dầu khí nặng luyện cốc và dầu đã khử muối) rất khó xử lý vì hàm lượng nitơ, cặn carbon và kim loại cao. Một số loại dầu thô có tác dụng “ức chế” vì chúng đã bị nứt, khiến việc chế biến trở nên khó khăn hơn. Sự sẵn có và hiệu suất của các chất xúc tác thế hệ mới là chìa khóa để xử lý các nguyên liệu thô này một cách hiệu quả về mặt chi phí, cho dù ở các thiết bị hydrocracking mới hay trang bị thêm các thiết bị hiện có. 3. Hydrocracking để sản xuất dầu gốc dầu bôi trơn hoặc nguyên liệu Cracking (để sản xuất ethylene). Mặc dù sản phẩm chưng cất loại trung thường là sản phẩm có giá trị cao hơn, nhưng ở một số khu vực, sản phẩm mang lại lợi ích kinh tế cao hơn là dầu gốc bôi trơn hoặc nguyên liệu crackinh, vì vậy một số nhà máy lọc dầu đã tận dụng các cơ hội thị trường này. Trên thị trường dầu gốc bôi trơn, một phần nguyên nhân là do sự chuyển dịch từ sản phẩm dầu gốc nhóm I sản xuất bằng công nghệ tinh chế dung môi sang sản phẩm dầu gốc nhóm II/III sản xuất bằng công nghệ tinh chế dewaxing/hydro hóa đồng phân hóa. Nhu cầu về dầu gốc Nhóm I dự kiến sẽ giảm đáng kể, đặc biệt là ở Châu Âu và Bắc Mỹ. Một số cơ sở sản xuất dầu gốc Nhóm I đã ngừng hoạt động và tất cả các cơ sở mới đều là cơ sở sản xuất dầu gốc Nhóm II/III. Điều quan trọng là dầu gốc Nhóm II/III thường được sản xuất từ dầu đuôi của các thiết bị hydrocracking. Tất nhiên, dầu gốc Nhóm III cần được sản xuất bằng dầu đuôi hydrocracking có tỷ lệ chuyển đổi cao hơn, bởi vì chỉ bằng cách sử dụng dầu đuôi hydrocracking có tỷ lệ chuyển đổi cao hơn mới có thể thu được dầu gốc có chỉ số độ nhớt cao từ 120 đến 130. Dự kiến trong tương lai tất cả các loại dầu gốc bôi trơn sẽ được cung cấp bởi các đơn vị hydrocracking. Việc sản xuất nguyên liệu cho dầu gốc bôi trơn đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về các tính chất của dầu chưa chuyển hóa ở đáy cột chưng cất trong thiết bị hydrocracking, đặc biệt là chỉ số độ nhớt và hàm lượng chất thơm, lưu huỳnh và nitơ. Quy trình xử lý của thiết bị hydrocracking và việc lựa chọn chính xác hệ thống xúc tác là chìa khóa để thu được sản phẩm dầu gốc chất lượng và năng suất cao nhất. Về mặt sản xuất nguyên liệu Cracking, nguyên liệu tốt nhất cho Cracking để sản xuất ethylene từ lâu đã là ethane. Mặc dù vẫn là nguyên liệu tốt nhất để sản xuất ethylene nhưng do hạn chế về nguồn nên phải mở rộng nguồn nguyên liệu, sử dụng khí hóa lỏng, naphtha, dầu khí chân không đã qua xử lý hydro và gần đây là dầu đuôi không chuyển hóa của hydrocracking. Nếu nguyên liệu nặng hơn, hiệu suất ethylene sẽ giảm và các sản phẩm không mong muốn khác sẽ tăng lên. Tuy nhiên, giá nguyên liệu đã giảm. Giống như ngành lọc dầu, ngành hóa dầu cũng có chu kỳ bùng nổ kinh tế riêng. Trong các công ty lọc/hóa dầu tích hợp, chìa khóa dẫn đến thành công lâu dài là tính linh hoạt của dầu thô. Hydrocracking có những lợi thế quan trọng ở đây. Bởi vì hydro được thêm vào một cách có chọn lọc vào sản phẩm chưa chuyển hóa nên năng suất cũng có thể bị giảm. Tuy nhiên, hàm lượng hydro càng cao thì hiệu suất ethylene bị nứt càng cao, đó chính là giá trị của nguyên liệu thô này. Nhiều loại bánh quy giòn hiện đại được thiết kế để xử lý nhiều loại nguyên liệu khác nhau, từ etan, naphtha đến dầu đuôi hydrocracking. Sự tích hợp giữa hydrocracker tại nhà máy lọc dầu Pernis của Shell và cracker tại nhà máy hóa dầu Moerdijk gần đó minh họa điều này. Khi chu trình hoạt động của thiết bị hydrocracking kết thúc vào năm 2013, các chuyên gia kỹ thuật của đơn vị đánh giá việc thay thế thiết bị hydrocracking bằng xúc tác mới sẽ giúp tăng hiệu suất sản phẩm chưng cất trung bình có giá trị cao. Tuy nhiên, bất kỳ thay đổi nào như vậy sẽ gây bất lợi cho nhà máy hóa dầu Moerdijk gần đó của Shell, nơi cũng sử dụng dầu đuôi hydrocracking làm nguyên liệu cho bánh quy giòn. Nếu chất xúc tác mới làm cho hàm lượng hydro trong dầu đuôi hydrocracking giảm thì hiệu suất ethylene của bộ phận Cracking hoặc chu trình vận hành của lò Cracking sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Các chuyên gia kỹ thuật hy vọng rằng chất xúc tác mới có thể duy trì chất lượng của dầu đuôi hydrocracking và tăng hiệu suất của dầu chưng cất giữa. Loại hình doanh nghiệp tích hợp này * * Thêm vào sự phức tạp của việc chuyển đổi sang chất xúc tác, kế hoạch cuối cùng được phê duyệt là tăng giá trị của sự hợp nhất doanh nghiệp và tăng lợi nhuận cho cả nhà máy lọc dầu và nhà máy hóa dầu. Kết quả đánh giá của nhóm dự án sau khi triển khai thay thế chất xúc tác là tổng lợi nhuận của công ty tăng thêm 5 triệu USD mỗi năm. 4. Phương án kết hợp hydrocracking để sản xuất nguyên liệu thô nứt hoặc dầu gốc bôi trơn. Hiện nay, tính linh hoạt của thiết bị hydrocracking được sử dụng để sản xuất nguyên liệu thô bị nứt hoặc dầu gốc bôi trơn. Có bốn công nghệ sau đây để tăng lợi nhuận của toàn bộ nhà máy.: Một là sự kết hợp giữa chân không cao và chưng cất-hydrocracking giảm áp suất. Tối đa hóa sản lượng dầu khí chân không thông qua quá trình chưng cất chân không không chỉ có thể cung cấp nhiều dầu nguyên liệu hydrocracking hơn mà còn giảm quy mô của thiết bị xử lý dầu dư và giảm đầu tư. Thực tiễn đã chứng minh rằng thế hệ công nghệ chưng cất chân không mới nhất, chưng cất chân không chân không cao, không chỉ có thể tạo ra nhiều dầu khí chân không hơn mà còn giữ hàm lượng kim loại nặng (niken và vanadi), cặn cacbon và nhựa đường C7 (quan trọng nhất) trong phạm vi chấp nhận được của thiết bị hydrocracking. Dữ liệu cho thấy hiệu suất dầu khí chân không của thiết bị chưng cất chân không chân không cao đã được cải tiến đã tăng khoảng 2% tính theo trọng lượng và giúp kéo dài chu kỳ hoạt động của thiết bị từ 3 lên 4 năm. Chi phí đầu tư cải tạo không cao, thời gian hoàn vốn đầu tư dưới một năm. Ngoài ra, nội dung chuyển đổi không có nhiều, chủ yếu là lắp đặt bộ phân phối phun mới, đóng gói mới thường xuyên lớp rửa dầu và khay tước mới. Quá trình chuyển đổi không mất nhiều thời gian và có thể được hoàn thành trong quá trình đại tu thường xuyên của nhà máy lọc dầu. Thứ hai là sự kết hợp luyện cốc-hydrocracking bị trì hoãn. Luyện cốc muộn thường được coi là công nghệ xử lý dầu cặn hiệu quả nhất, nhưng luyện cốc dầu khí nặng sẽ ảnh hưởng đến quá trình xử lý ở các đơn vị hạ nguồn. Một số người cho rằng việc luyện cốc dầu khí nặng trong thiết bị hydrocracking và xử lý dầu khí chân không cùng nhau sẽ ảnh hưởng đến nguyên liệu thô để sản xuất dầu gốc bôi trơn. Trên thực tế, công nghệ hydrocracking mới nhất có thể xử lý dầu khí nặng luyện cốc bằng dầu khí chân không để tạo ra nhiên liệu sạch hoặc nguyên liệu dầu gốc bôi trơn chất lượng cao. Sự kết hợp giữa cốc hóa và hydrocracking bị trì hoãn là sự kết hợp rất hiệu quả giúp loại bỏ việc sản xuất dầu nhiên liệu và mang lại cho các nhà máy lọc dầu sự linh hoạt trong xử lý dầu thô. Bởi vì các máy hydrocracker có thể xử lý các nguyên liệu có hàm lượng nitơ cao, thơm cao thu được từ các nhà máy lọc dầu chuyển đổi dầu thô, nên các máy luyện cốc bị trì hoãn có thể xử lý các loại dầu dư rất khó xử lý. Thứ ba là sự kết hợp khử nhựa đường-hydrocracking bằng dung môi. Sự kết hợp giữa khử nhựa đường bằng dung môi và hydrocracking dầu khử nhựa đường là phương án đầu tư ít nhất để chuyển đổi cặn, đặc biệt so với phương pháp hydrocracking cặn trực tiếp. Do hàm lượng cặn cacbon và kim loại cao nên phương pháp truyền thống là crack dầu đã được khử muối bằng xúc tác. Dầu khí chân không chứa khoảng 1 đến 2 ppm kim loại và khoảng 0,5 đến 1,0% trọng lượng cặn cacbon, trong khi dầu khử asphalt thường chứa 15 đến 30 ppm kim loại và khoảng 6 đến 10% trọng lượng cặn cacbon. Với hệ thống xúc tác được thiết kế tốt, kết hợp với các chất xúc tác tiền xử lý và crackinh, việc xử lý các tạp chất này sẽ dễ dàng hơn. Dầu khử nhựa là nguyên liệu hydrocracking tương đối "sạch" với hàm lượng atphalten C7 cực thấp so với dầu khí chân không. Dữ liệu công nghiệp cho thấy hàm lượng Asphalten C7 trong dầu đã loại bỏ nhựa đường chỉ là 10ppm, trong khi hàm lượng Asphaltene C7 trong dầu khí chân không cao tới 700ppm. Điều quan trọng là phải hiểu rõ về chất xúc tác được sử dụng để khử nhựa đường trong dầu. So với quá trình khử kim loại của dầu dư trong khí quyển, quá trình khử kim loại của dầu đã khử muối diễn ra nhanh chóng và dễ dàng. Điều kiện phản ứng phải được thiết kế để khử kim loại từ từ và tối đa hóa lượng kim loại lắng đọng trên chất xúc tác. Việc lựa chọn chất xúc tác cũng rất quan trọng, đối với cả chất xúc tác tiền xử lý và chất xúc tác Cracking, bởi vì phải đạt được sự cân bằng giữa độ chọn lọc và hoạt tính tương thích với các đặc tính của dầu đã khử nhựa đường, bao gồm các phân tử hydrocarbon lớn trong dầu đã khử nhựa đường. Thiết bị khử nhựa đường bằng dung môi tiên tiến có thể được sử dụng để thu được dầu đã khử nhựa đường với năng suất cao và ít tạp chất được đưa đến quá trình xử lý tiếp theo. Tác động của tạp chất đến hoạt động của thiết bị hydrocracking rõ ràng là khác nhau. Tác động lớn nhất là nhựa đường C7, tiếp theo là kim loại, cặn cacbon, nitơ và ít tác động nhất là lưu huỳnh. Thứ tư là sự kết hợp tẩy rửa bằng hydrocracking-đồng phân hóa. Quy trình sản xuất dầu gốc bôi trơn đang nhanh chóng chuyển từ tinh chế dung môi sang khử sáp bằng phương pháp đồng phân hóa. Việc cải thiện chất lượng dầu gốc không phụ thuộc vào việc sử dụng dầu thô cụ thể. Sản lượng dầu gốc tăng cũng giúp dễ dàng sản xuất dầu gốc nhóm III chất lượng cao theo yêu cầu của thị trường. Sự kết hợp giữa hydrocracking và đồng phân hóa dewax phù hợp với chiến lược lọc dầu để xử lý các loại dầu thô khó chế biến, trong đó hydrocracking là đơn vị khả thi chính. Một sự kết hợp điển hình giữa dầu cặn áp suất khí quyển và thiết bị chưng cất chân không chân không cao được sử dụng để thu được lượng dầu khí chân không nguyên liệu thô có khả năng hydrocracking tối đa thông qua quá trình bay hơi nhanh. Tỷ lệ chuyển đổi hydrocracking có thể được điều chỉnh cẩn thận để cân bằng chất lượng và năng suất sản phẩm, đồng thời thiết bị tẩy sáp/xử lý hydropost đồng phân hóa có thể tạo ra sản phẩm dầu gốc Nhóm II hoặc Nhóm III mong muốn. Nếu có đủ nhu cầu về dầu gốc nặng hơn 500N, có thể bổ sung thêm dầu đã khử nhựa đường (đây là kế hoạch sản xuất của Công ty Dầu Hyundai của Hàn Quốc). Quá trình xử lý dầu đã loại bỏ muối cũng có thể tạo ra nguyên liệu sáng loại II. Sản phẩm này hiện không có trên thị trường, nhưng sẽ có nhu cầu khi nhiều cơ sở sản xuất dầu gốc Loại I ngừng hoạt động và không có nguồn cung cấp dầu gốc truyền thống.