Tầm cao của trí tuệ dầu khí

Các sáng kiến của công nhân, kỹ sư, chuyên gia đang làm việc tại Nhà máy Lọc dầu (NMLD) Dung Quất đã mang lại giá trị làm lợi hơn 10 triệu USD/năm. Năm 2018, Công ty Lọc hóa dầu Bình Sơn (BSR) có tới 2 giải pháp đạt Giải Sáng tạo khoa học công nghệ Việt Nam.

Propylene là 1 trong 10 sản phẩm của NMLD Dung Quất, được sản xuất từ phân xưởng PRU. Phân xưởng PRU thường xuyên chạy công suất cao hơn thiết kế (khoảng 110-115%) làm quá tải tháp Propan/Propylene Splitter dẫn đến giảm độ thu hồi sản phẩm propylene (độ thu hồi thiết kế 95,6% ở công suất 100%). Thực tế độ thu hồi trung bình thống kê được trước khi tinh chỉnh chỉ đạt khoảng 93%.

Sau khi áp dụng giải pháp, chủ biên Lê Quốc Việt (áo trắng) thường xuyên cùng nhóm kỹ sư kiểm tra các thông số vận hành tại phân xưởng SWS.

Giải pháp “Tinh chỉnh và tối ưu các thông số vận hành phân xưởng PRU (Propylene Recovery Unit) nhằm tối đa thu hồi sản phẩm propylene trong điều kiện phân xưởng vận hành ở công suất cao 110-115% thiết kế” đã được BSR đưa vào áp dụng cuối năm 2017.

Đây là công trình dựa trên việc theo dõi, thống kê số liệu mất mát propylene, nhóm tác giả đã đưa ra được các giải pháp tinh chỉnh điều kiện vận hành hiệu quả kịp thời, giảm mất mát propylene trong điều kiện tính chất dầu thô đầu vào thay đổi, phân xưởng PRU thường xuyên chạy quá tải 115% công suất. Kết quả của công trình đã giúp nhà máy giải quyết được vấn đề thiếu hụt nguồn propylene nguyên liệu cung cấp cho phân xưởng PP sản xuất hạt nhựa polypropylene.

Kỹ sư Hồ Quang Xuân Nhàn (chủ biên) nhận định: “Có thể nói, công trình là biểu tượng của sự phối hợp chặt chẽ, xuyên suốt giữa đội ngũ CBCNV làm việc trực tiếp tại nhà máy, bao gồm nghiên cứu phát triển, vận hành sản xuất, quản lý chất lượng, điều độ sản xuất. Trong suốt quá trình thực hiện, nhiều thời điểm khi nguyên liệu đầu vào thay đổi đột ngột, lưu lượng LPG đầu vào và propylene mất mát tăng vọt, để có số liệu thống kê đầy đủ, các phòng, ban liên quan phải lấy, phân tích mẫu với tần suất rất dày nhưng vẫn bảo đảm kết quả phân tích mẫu chính xác để các điều chỉnh có hiệu quả, kịp thời”.

Trong năm vận hành 2018, phân xưởng PRU vẫn luôn hoạt động ở công suất cao nhưng đã giải quyết được vấn đề mất mát propylene. Lợi nhuận mang lại của giải pháp này khoảng 800.000 USD/năm, tương đương hơn 17 tỉ đồng/năm. Bên cạnh lợi ích bằng tiền, giải pháp còn giúp BSR không tốn chí phí mua propylene từ bên ngoài, góp phần giúp phân xưởng polypropylene đạt chỉ tiêu sản lượng.

Hiện tượng nhũ hóa bền trong nước tại NMLD Dung Quất chưa từng xảy ra tương tự tại các NMLD trên thế giới. Thông thường, để phá nhũ, các NMLD sử dụng các hóa chất. BSR cũng đã mời 3 nhà cung cấp hóa chất phá nhũ tiến hành thử nghiệm tại phòng thí nghiệm và thực tế công trường nhưng không thành công.

Kỹ sư Hồ Quang Xuân Nhàn (phải) và kỹ sư Nguyễn Hoàng Tri kiểm tra một van vận hành tại phân xưởng PRU

Tại NMLD Dung Quất, phân xưởng SWS được thiết kế để xử lý nước chua (chủ yếu chứa khí NH3, H2S) từ các phân xưởng công nghệ (RFCC, CDU, LCO-HDT, NHT, CCR và hệ thống đuốc đốt chua). Phân xưởng gồm 2 tháp tách T-1802 dùng để tách khí H2S và tháp T-1801 dùng để tách khí NH3. Các khí này được đưa sang phân xưởng SRU để thu hồi lưu huỳnh/đốt để bảo đảm các tiêu chuẩn xả thải ra môi trường. Từ khi bắt đầu vận hành từ năm 2008, phân xưởng SWS phải đối mặt với vấn đề kỹ thuật là trong nước chua chứa nhiều dầu và không thể tách triệt để tại thiết bị tách dầu D-1801, tác động xấu đến khả năng vận hành phân xưởng SWS và các phân xưởng hạ nguồn. Lượng dầu này khi đi vào tháp tách T-1802 sẽ được tách ra ở đỉnh tháp cùng với lượng khí H2S. Dòng khí này được nạp liệu cho phân xưởng SRU, với hàm lượng hydrocarbon cao (trên 8% thể tích) đã làm tắc nghẽn hệ thống đường ống và thiết bị cũng như xúc tác, nhanh giảm hoạt tính dẫn đến phân xưởng SRU phải dừng liên tục (tần suất 3-5 tháng/lần) để tiến hành làm sạch và thay xúc tác mới. Ngoài ra, lượng dầu đi vào phân xưởng SWS cũng gây ra hiện tượng bám cặn ở các thiết bị trao đổi nhiệt E-1801/E-1803/E-1805, làm tổn thất nhiệt, giảm tuổi thọ thiết bị do ăn mòn dưới lớp cặn, gây mất ổn định vận hành phân xưởng SWS.

Sau một thời gian nghiên cứu, thử nghiệm, giải pháp “Nghiên cứu tách dầu nhũ hóa bền trong nước chua tại phân xưởng SWS” đã ra đời, áp dụng thành công, giải quyết được các vấn đề kỹ thuật ở phân xưởng SWS.

Nhóm tác giả đã thực hiện các thử nghiệm để đánh giá khả năng tách dầu bị nhũ hóa bền trong nước chua bao gồm: Sử dụng hóa chất phá nhũ; phun LGO vào nước chua để tăng khả năng trích ly dầu bị nhũ hóa ra khỏi nước chua; phun N2 vào nước chua để làm giảm áp suất riêng phân khí hydrocarbon hòa tan để nâng cao khả năng tách; sử dụng TK-1801 làm bể đệm để tăng thời gian lưu của nước chua; thay LGO bằng kerosene phun vào nước chua để tăng khả năng trích ly dầu bị nhũ hóa ra khỏi nước chua cũng như khả năng phân tách kerosene ra khỏi nước chua…

Kỹ sư Lê Quốc Việt (chủ biên) cho biết: Giải pháp đã sử dụng kết hợp các phương pháp tách vật lý để có thể phá nhũ bền dầu trong nước mà phương pháp hóa học thông thường sử dụng chất phá nhũ không cho hiệu quả như mong đợi. Với việc thử nghiệm và áp dụng thực tế thành công, giải pháp đã làm lợi 6,1 tỉ đồng/năm, bởi giảm chi phí bảo dưỡng sửa chữa và lượng hơi nước tiêu thụ. Từ năm 2015 đến nay, giải pháp đã được áp dụng thành công trong việc xử lý nhũ hóa bền dầu trong nước tại phân xưởng SWS. Sau khi áp dụng giải pháp thành công, bài học mà nhóm nghiên cứu rút ra là việc nghiên cứu các tài liệu trong nước và quốc tế liên quan đến lĩnh vực cần xử lý, sử dụng kết hợp các biện pháp khác nhau là vô cùng quan trọng. Đồng thời, quá trình thực hiện đề tài phải kiên trì, bền bỉ thực hiện các thử nghiệm dựa trên lý thuyết và tính toán.

Ông Đặng Ngọc Đình Điệp – Phó trưởng ban Nghiên cứu phát triển BSR, đồng tác giả giải pháp – khẳng định: Giải pháp có tính chất khoa học và thực tiễn cao, hỗ trợ cho việc phá nhũ bền trong các môi trường khác nhau mà việc sử dụng hóa chất phá nhũ không có hiệu quả cao.

Hai giải pháp của BSR đã được áp dụng và mang lại giá trị nhiều triệu USD cho NMLD Dung Quất. Đây có thể coi là bước phát triển tiếp theo trong việc áp dụng sáng kiến, giải pháp khoa học công nghệ vào sản xuất tại BSR.

Trong 3 năm liên tiếp (2015-2017), BSR liên tục đạt giải cao trong Giải thưởng Vifotec. Công trình “Nâng cao độ tin cậy và tối ưu hóa vận hành trạm giảm ôn giảm áp trong NMLD Dung Quất” đạt giải Ba Vifotec năm 2017. Giải pháp “Giảm nhiệt độ tường lò, giảm nhiệt độ khí thải và tiết kiệm nhiên liệu cho lò gia nhiệt H-1101 tại phân xưởng chưng cất dầu thô (CDU), NMLD Dung Quất” đạt giải Ba Vifotec năm 2016. Giải pháp “Nâng cao độ tin cậy cho hệ thống cắt liên động (INTERTRIP) giữa các cáp điện áp 22kV/22kV, 22kV/6,6kV, 22kV/0,4kV, 6,6kV/6,6kV” đạt giải Nhì Vifotec 2015.

Những sáng kiến đó giúp NMLD Dung Quất hoạt động an toàn, ổn định ở công suất 105-107%. Bên cạnh những giá trị bằng tiền, những giải pháp, sáng kiến ở BSR khẳng định tầm cao của chất xám Việt, các chuyên gia, kỹ sư, công nhân tại NMLD Dung Quất đã tự làm chủ khoa học công nghệ lọc hóa dầu, từng bước vươn mình ra thế giới.