Tối đa thu hồi cấu tử propylene bằng giải pháp giảm độ tinh khiết dòng sản phẩm propylene, tăng công suất chế biến của phân xưởng polypropylene tại Nhà máy Lọc dầu Dung Quất

28 DẦU KHÍ - SỐ 2/2021 
HÓA - CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
TỐI ĐA THU HỒI CẤU TỬ PROPYLENE BẰNG GIẢI PHÁP GIẢM ĐỘ TINH 
KHIẾT DÒNG SẢN PHẨM PROPYLENE, TĂNG CÔNG SUẤT CHẾ BIẾN CỦA 
PHÂN XƯỞNG POLYPROPYLENE TẠI NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT
TẠP CHÍ DẦU KHÍ
Số 2 - 2021, trang 28 - 32
ISSN 2615-9902
Nguyễn Thành Bông
Công ty Cổ phần Lọc hóa dầu Bình Sơn
Email: bongnt@bsr.com.vn 
https://doi.org/10.47800/PVJ.2021.02-04
Tóm tắt
Áp dụng phân tích số liệu và công cụ mô phỏng công nghệ để nghiên cứu khả năng thu hồi tối đa cấu tử khí propylene trong LPG sản 
xuất từ Phân xưởng cracking xúc tác (RFCC). 
Bài báo giới thiệu giải pháp giảm độ tinh khiết của dòng sản phẩm propylene từ Phân xưởng thu hồi Propylene (PRU) để tăng thu hồi 
cấu tử propylene. Quá trình thử nghiệm giải pháp này đã đạt được kết quả tốt, làm tăng thu hồi lượng khí propylene, tăng nguồn nguyên 
liệu chế biến cho Phân xưởng hạt nhựa Polypropylene (PP) vận hành ở công suất cao hơn công suất thiết kế khoảng 3%.
Giải pháp đã được áp dụng vào thực tế sản xuất của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất từ tháng 8/2018, mang lại hiệu quả kinh tế cao với 
giá trị làm lợi ước tính khoảng 2,5 triệu USD/năm.
Từ khóa: Propylene, hiệu suất thu hồi, độ tinh khiết, polypropylene, Nhà máy Lọc dầu Dung Quất.
1. Giới thiệu
Phân xưởng PRU (Hình 1) tại Nhà máy Lọc dầu Dung 
Quất được thiết kế để phân tách dòng sản phẩm khí hóa 
lỏng LPG đã qua xử lý sản xuất từ Phân xưởng RFCC thành 
các sản phẩm hỗn hợp khí butane + butene (hỗn hợp các 
C4), khí propane (C3) và khí propylene (C3=). Dòng khí pro-
pylene được tách đến độ tinh khiết 99,5% khối lượng làm 
nguyên liệu cho Phân xưởng PP [1].
Trong thực tế vận hành, lưu lượng LPG sản xuất từ 
Phân xưởng RFCC thường ở mức cao nên Phân xưởng PRU 
thường được vận hành ở công suất cao hơn, khoảng 110% 
khối lượng công suất thiết kế. Từ tháng 4/2018, Phân xưởng 
RFCC sử dụng phụ gia ZSM-5 để tăng sản xuất propylene/
LPG và xăng RON nên công suất Phân xưởng PRU đã tăng 
lên đến mức 115% khối lượng công suất thiết kế. Khi công 
suất Phân xưởng PRU tăng, độ thu hồi (recovery) của cấu 
tử C3= bị giảm, làm tăng lượng C3= còn lẫn trong dòng pro-
pane từ Phân xưởng PRU (được phối trộn vào sản phẩm LPG 
của nhà máy lọc dầu) (Hình 2).
Propylene có giá trị kinh tế cao hơn LPG và là nguồn 
nguyên liệu chính của Phân xưởng PP tại Nhà máy Lọc 
dầu Dung Quất. Phân xưởng PP có thể tăng công suất 
chế biến lên đến 110% công suất thiết kế ở thời điểm 
nghiên cứu. Thay vì mua thêm nguyên liệu propylene từ 
bên ngoài, việc nghiên cứu các giải pháp tăng sản xuất 
C3=/LPG tại RFCC và tăng độ thu hồi C3= tại PRU để tăng 
nguồn nguyên liệu chế biến cho Phân xưởng PP sẽ làm 
tăng lợi ích kinh tế cho Nhà máy Lọc dầu Dung Quất. 
Áp dụng phương pháp phân tích số liệu và sử dụng 
công cụ mô phỏng công nghệ trình bày trong Mục 2 
và 3, giải pháp giảm độ tinh khiết (purity) của dòng 
C3= từ tháp tách propylene/propane T-2103 của Phân 
xưởng PRU, từ giá trị thiết kế 99,5% khối lượng xuống 
đến 99,4% khối lượng có thể giúp làm tăng thu hồi cấu 
tử C3= còn lẫn trong dòng propane từ T-2103 mà không 
làm thay đổi điều kiện vận hành bình thường của Phân 
xưởng PRU và Phân xưởng PP.
Giải pháp này đã được thử nghiệm thành công và 
đưa vào vận hành thực tế từ tháng 8/2018. Tóm tắt quá 
trình nghiên cứu và thực hiện giải pháp như Hình 3.
Ngày nhận bài: 20/5/2020. Ngày phản biện đánh giá và sửa chữa: 20/5 - 10/10/2020. 
Ngày bài báo được duyệt đăng: 2/2/2021.
29DẦU KHÍ - SỐ 2/2021
PETROVIETNAM
2. Xây dựng và tinh chỉnh mô hình mô 
phỏng công nghệ của Phân xưởng 
PRU
Mô hình thiết bị và các dòng công 
nghệ của Phân xưởng PRU được xây 
dựng bằng phần mềm Petrosim (KBC) 
(Hình 4). Sau đó mô hình được hiệu 
chỉnh theo các bộ số liệu vận hành tiêu 
biểu thực tế của Phân xưởng PRU. Dựa 
trên kết quả hiệu chỉnh đạt được, đánh 
giá kết quả mô phỏng của mô hình là sát 
với thực tế vận hành của phân xưởng và 
có thể sử dụng để dự đoán, định lượng 
các thay đổi về lưu lượng và đặc tính các 
dòng công nghệ và các thông số vận 
hành theo các hàm mục tiêu.
3. Mô phỏng giải pháp và đánh giá 
kết quả
Thực hiện mô phỏng thay đổi chỉ 
tiêu độ tinh khiết của dòng propyl-
ene từ tháp tách T-2103, từ 99,5% khối 
lượng xuống 99,4% khối lượng; dự báo 
lưu lượng và đặc tính của các dòng sản 
phẩm propylene và propane, các thay 
đổi về thông số vận hành của tháp tách, 
các điều chỉnh cần thiết nhằm đạt được 
mục tiêu trên. Kết quả mô phỏng giải 
pháp như Bảng 1.
Kết quả mô phỏng cho thấy, ở điều 
kiện lưu lượng và đặc tính nguyên liệu 
LPG đầu vào không thay đổi cũng như 
điều kiện vận hành tại các tháp tách 
T-2101 và T-2102 giữ ổn định, khi giảm 
chỉ tiêu độ tinh khiết của dòng pro-
pylene tại tháp T-2103 thì có thể thu 
hồi thêm lượng cấu tử C3= trong dòng 
propane ở đáy tháp tách, làm tăng lưu 
lượng dòng sản phẩm propylene lên 
thêm khoảng 800 kg/giờ.
Để đạt được độ tinh khiết mới thấp 
hơn, thông số vận hành chính của tháp 
T-2103 có thể điều chỉnh như: 
- Tăng nhiệt độ đun sôi đáy tháp 
lên khoảng 0,5 oC; hoặc
- Giảm lưu lượng tuần hoàn đỉnh 
tháp (reflux) khoảng 23 m3/giờ; 
Hình 2. Lưu lượng dòng propylene và C3= chưa thu hồi trong LPG
Hình 3. Quá trình thực hiện giải pháp
Hình 4. Mô hình và một trong các cửa sổ mô phỏng của mô hình
Hình 1. Tổng quan sơ đồ công nghệ Phân xưởng PRU
18800
19000
19200
19400
19600
19800
20000
20200
20400
20600
20800
21000
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
10/1/18 30/1/18 19/2/18 11/3/18 31/3/18 20/4/18 10/5/18 30/5/18
Sả
n p
hẩ
m
 pr
op
yle
ne
 (k
g/
giờ
)
C3
=
/L
PG
 (k
g/
giờ
)
Lượng sản phẩm propylene và C3= trong sản phẩm LPG
C3= còn trong LPG Sản phẩm propylene
Sử dụng phụ gia ZSM-5
Phân tích số liệu 
vận hành
Xây dựng và tinh chỉnh 
mô hình mô phỏng 
Đánh giá kết quả 
thử nghiệm 
Mô phỏng giải pháp 
và đánh giá kết quả 
Báo cáo và áp dụng vào 
thực tế sản xuất Thử nghiệm giải pháp
Ogas giàu ethane
C3=
LPG
đã xử lý
Propylene 
C3+C3=
Phân xưởng 
RFCC & LTU
C3Hỗn hợp C4s
Hỗn hợp C4 thành phẩm
Phân xưởng PRU
Phân xưởng PP
LPG thành phẩm
T-2101
T-2102 T-2103
Bình 
hấp phụ
Bồn chứa
LPG 
Bồn chứa 
hỗn hợp 
C4 
30 DẦU KHÍ - SỐ 2/2021 
HÓA - CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
- Có thể kết hợp vừa tăng nhiệt độ đun sôi vừa điều chỉnh lưu 
lượng tuần hoàn để đạt được kết quả mục tiêu.
Về ảnh hưởng, hệ số ngập lụt (jet flood) của tháp sẽ tăng nhẹ nhưng 
không đáng kể.
4. Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng propane trong dòng 
propylene nguyên liệu PP
Hiệu suất phản ứng tạo polymer có thể bị giảm nếu hàm lượng 
propane trong dòng nguyên liệu tăng và tích lũy trong thiết bị phản 
ứng do cấu tử propane không tham gia vào phản ứng tạo polymer, như 
minh họa tại giản đồ theo số liệu thực nghiệm của Grace (Hình 5). Để 
duy trì nồng độ propylene trong thiết bị phản ứng, propane cần được 
xả qua offgas thông qua van điều khiển lưu lượng FV-3204. Lưu lượng 
offgas qua FV-3204 thiết kế tối đa là 600 kg/giờ trong khi lưu lượng xả 
bình thường hiện tại khoảng 480 kg/giờ, do đó có thể sử dụng nguyên 
liệu propylene với hàm lượng propane cao hơn. Theo tính toán, lưu 
lượng offgas tăng lên khoảng 80 kg/giờ khi nồng độ propane trong 
nguyên liệu tăng tương ứng từ 0,5% lên 0,6%, tương ứng độ tinh khiết 
của nguyên liệu propylene giảm từ 99,5% khối lượng xuống 99,4% khối 
lượng. Bên cạnh đó, khi lưu lượng offgas dao động cao hơn 600 kg/
giờ, phần dư offgas được xả tự động ra phía 
đuốc đốt (flare).
Như vậy, lưu lượng offgas cần xả khi 
giảm độ tinh khiết từ 99,5% xuống 99,4% 
vẫn đảm bảo trong ngưỡng thiết kế của van 
xả. Với ngưỡng thiết kế hiện tại của van xả, 
độ tinh khiết vẫn có thể giảm sâu hơn xuống 
dưới 99,4%. Tuy nhiên nếu độ tinh khiết 
giảm sâu quá sẽ làm tăng đáng kể lưu lượng 
offgas cần xả, vượt quá khả năng xử lý của 
van xả. Việc xả offgas trực tiếp ra đuốc đốt 
sẽ gây tổn thất hydrocarbon.
Hàm lượng các tạp chất đi cùng trong 
dòng propylene không tăng vì trước khi 
dòng propylene được đưa sang Phân xưởng 
PP đã được xử lý qua thiết bị hấp phụ (Puri-
fier) tại Phân xưởng PRU để khử các tạp chất 
như: arsine, phosphine, COS... Bên cạnh đó, 
dòng sản phẩm propylene luôn được lấy 
mẫu giám sát hằng ngày đảm bảo các chỉ 
tiêu tạp chất luôn trong ngưỡng cho phép.
5. Kết quả 
Giải pháp đã được thử nghiệm và áp 
dụng từ tháng 8/2018. Bảng 2 thể hiện số 
liệu cân bằng vật chất của Phân xưởng PRU 
và Phân xưởng PP sau khi áp dụng giải pháp.
Các biểu đồ Hình 6 và 7 thể hiện mức 
tăng thực tế độ thu hồi C3= tại Phân xưởng 
PRU và công suất chế biến của Phân xưởng 
PP từ khi áp dụng giải pháp.
Giải pháp tăng thu hồi C3= thông qua 
việc giảm độ tinh khiết dòng propylene 
mang lại những lợi ích thiết thực cho Nhà 
máy Lọc dầu Dung Quất, đặc biệt là hiệu quả 
kinh tế. Việc áp dụng giải pháp này trong 
thực tế sản xuất đã giúp thu hồi tối đa cấu tử 
propylene có giá trị kinh tế cao, giúp nâng 
Lưu lượng Đơn vị tính 
Độ tinh khiết 99,5% 
khối lượng 
Độ tinh khiết 99,4% 
khối lượng 
Dòng nguyên liệu LPG tấn/giờ 88 88 
Dòng C2 ogas tấn/giờ 0,5 0,5 
Dòng propane T-2103 m3/giờ 10,9 10,2 
Dòng sản phẩm hỗn hợp các C4 tấn/giờ 3 3 
Dòng sản phẩm propylene tấn/giờ 20,3 21,1 
Dòng sản phẩm LPG tấn/giờ 64,2 63,4 
Hình 5. Ảnh hưởng của hàm lượng propane đến hiệu suất phản ứng polymer
Bảng 1. Các dòng nguyên liệu và sản phẩm
y = 1O1,67x2 - 2,7672x + 0,0371
Nồng độ propylene (mol.)
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
 5
0
CE
50% 55% 60% 65% 70% 75% 80% 85% 90% 95% 100%
31DẦU KHÍ - SỐ 2/2021
PETROVIETNAM
Hình 7. Công suất Phân xưởng PP
Hình 6. Độ thu hồi C3= và độ tinh khiết propylene
4
6
8
10
12
14
16
95
97
99
101
103
105
107
109
111
113
115
43100 43200 43300 43400 43500 43600 43700
O
ga
s (
tấ
n/
ng
ày
)
Cô
ng
 su
ất
 (%
)
Công suất phân xưởng PP và lưu lượng ogas
Công suất (%) Lưu lượng xả ogas (tấn/ngày)
Bảng 2. Cân bằng vật chất của Phân xưởng PRU và Phân xưởng PP khi áp dụng giải pháp
99
97
95
93
91
89
87
85
99,6
99,55
99,5
99,45
99,4
99,35
99,3
31/ 12/2017 10/4/2018 19/7/2018 27/10/2018 4/2/2019 15/5/2019 23/8/2019
Độ
 th
u h
ồi 
(%
wt
)
Độ
 ti
nh
 kh
iết
 (%
wt
)
Độ thu hồi C3=
Độ tinh khiết
Thông số Đơn vị tính Độ tinh khiết 
99,5% 
Độ tinh khiết 
99,4% 
Thay đổi 
Nguyên liệu LPG tấn/giờ 86,9 86,6 -0,3 
Công suất Phân xưởng PRU % khối lượng 112,6 112,2 -0,40 
Sản phẩm hỗn hợp các C4 tấn/giờ 3,2 5,5 +2,3 
C2 ogas tấn/giờ 1,1 0,9 -0,2 
Sản phẩm LPG tấn/giờ 62,3 59,4 -2,9 
Sản phẩm propylene tấn/giờ 20,57 21,11 +0,54 
Độ tinh khiết propylene % khối lượng 99,51 99,42 -0,09 
Độ thu hồi C3= % khối lượng 92,6 95,3 +2,7 
Công suất cân bằng phân xưởng polypropylene % khối lượng 109,1 111,7 +2,6 
Hiệu suất chuyển hóa polypropylene 
tấn polypropylene/tấn 
propylene 
97,99% 97,86% -0,12% 
32 DẦU KHÍ - SỐ 2/2021 
HÓA - CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
cao công suất chế biến của Phân xưởng PP mà không tốn 
chi phí mua thêm nguyên liệu propylene từ bên ngoài.
Hiệu quả kinh tế được ước tính dựa trên số liệu thực tế 
trước và trong quá trình thử nghiệm như Bảng 3.
6. Kết luận
Ngoài lợi ích kinh tế, giải pháp “giảm độ tinh khiết của 
dòng sản phẩm propylene từ Phân xưởng PRU để tăng 
thu hồi cấu tử propylene” còn có các ưu điểm như: thực 
hiện đơn giản, không cải hoán nên không tốn chi phí và 
thời gian đầu tư; giảm lưu lượng LPG thành phẩm từ Phân 
xưởng PRU, góp phần giải quyết tình trạng quá tải thủy 
lực đường ống dẫn LPG ra bể chứa sản phẩm LPG. Bên 
cạnh đó, việc giảm được hàm lượng olefins C3= còn trong 
sản phẩm LPG từ Phân xưởng PRU giúp nâng cao chất 
lượng sản phẩm LPG của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất.
Tài liệu tham khảo
[1] Technip, JGC, Dung Quat refinery project, operating 
manual of propylene recovery Unit (Unit 021), 2007.
 Đơn vị tính Lợi nhuận 
Lợi nhuận tại Phân xưởng PRU khi tăng thu hồi C3= USD/ngày +4.449 
Lợi nhuận phần tăng công suất 2,6 % tại Phân xưởng PP USD/ngày +2.462 
Tổng lợi nhuận 
USD/ngày 6.911 
USD/năm 2.453.542 
Bảng 3. Ước tính hiệu quả kinh tế của giải pháp
Summary
Applying data analysis and process modelling, the study proposed a good way to maximise the C3= recovery in LPG produced from the 
RFCC unit. Via a solution of lowering the purity setting for the propylene product in the Propylene Recovery Unit, more propylene has been 
recovered which enables the PP Plant to process at a higher capacity (3% over the designed capacity). 
The solution, which has been implemented since August 2018, gives Dung Quat Refinery an estimated economic benefit of about USD 
2.5 mil/year. 
Key words: Propylene, recovery, purity, polypropylene, Dung Quat Refinery.
OPTIMISATION OF C3= RECOVERY BY LOWERING PURITY SETTING 
FOR PROPYLENE PRODUCT TO INCREASE THE CAPACITY OF POLY-
PROPYLENE PLANT AT DUNG QUAT REFINERY
Nguyen Thanh Bong
Binh Son Refining and Petrochemical Joint Stock Company
Email: bongnt@bsr.com.vn