Trong đợt bảo dưỡng tổng thể lần 4 NMLD Dung Quất, Công ty cổ phần Lọc hóa dầu Bình Sơn (BSR) đã tiến hành thay thế xúc tác chủng loại mới có khả năng xử lý tạp chất tốt hơn và hoạt tính cao hơn so với xúc tác cũ tại 2 phân xưởng sản xuất xăng NHT và CCR. Nhà máy luôn vận hành ở công suất tối ưu nhằm tận dụng cơ hội từ nhu cầu thị trường, để tăng tốc “về đích sớm” kế hoạch sản lượng năm; đồng thời mang lại hiệu quả kinh tế lớn cho công ty.

Việc kết hợp với các sáng kiến, cải tiến về công nghệ, NMLD Dung Quất đã nâng công suất thành công các phân xưởng quan trọng như NHT từ 128% lên 135%, CCR từ 105% lên 110%, ISOMER từ 130% lên 150%.

Thay xúc tác chủng loại mới để tăng công suất

Phân xưởng NHT là phân xưởng xử lý các tạp chất cho phân đoạn xăng Full Range Naphtha (FRN) bằng Hydrogen và phân tách thành Naphtha nhẹ và Naphtha nặng làm nguyên liệu cho phân xưởng ISOM và CCR (những phân xưởng sản xuất xăng, sản phẩm chủ lực của Nhà máy). Được biết, xúc tác trong thiết bị phản ứng của phân xưởng NHT là xúc tác tầng cố định S-120 của nhà cung cấp bản quyền UOP (Mỹ), được thiết kế cho nguyên liệu dầu thô Bạch Hổ.

Với mục tiêu đa dạng hóa chế biến nguồn dầu thô trong và ngoài nước, trong quá trình vận hành thành phần Nitrogen tổng trong dòng nguyên liệu Naphtha nặng cung cấp cho phân xưởng CCR không được tách loại triệt để dẫn đến Tháp Debutanizer T1301 của phân xưởng CCR thường xuyên bị tích tụ muối Ammonia, cũng như hoạt tính thấp của xúc tác S-120 đã hạn chế việc công suất phân xưởng NHT để tận dụng cơ hội gia tăng lợi nhuận cho nhà máy.

Để giải quyết vấn đề này, BSR đã nghiên cứu và đưa ra giải pháp thay thế xúc tác S-120 có gốc Co-Mo/A12O3 sang xúc tác có gốc Ni-Mo/A12O3 có khả năng tách loại Nitrogen cao hơn, tăng khả năng xử lý các loại dầu thô nhập khẩu trong tương lai. Và xúc tác HYT-1119 có gốc Ni-Mo/A12O3 đã được chọn thay thế cho xúc tác S-120 cho phân xưởng NHT trong BDTT lần 4.

Phân xưởng CCR cũng được thay thế xúc tác mới. Đây là phân xưởng Reforming xúc tác phân đoạn Naphtha nặng; sản phẩm là xăng Reformate chỉ số Octan (RON) cao để phối trộn xăng thương phẩm và Hydrogen cung cấp cho các phân xưởng tiêu thụ Hydrogen và một phần làm nhiên liệu cho Nhà máy. Tháp phản ứng của phân xưởng CCR được thiết kế theo công nghệ tuần hoàn và tái sinh xúc tác liên tục, sử dụng xúc tác R-234.

Sau 11 năm vận hành, tính chất và hoạt tính của xúc tác này đã giảm, hạn chế khả năng tăng công suất của phân xưởng CCR. Qua kết quả nghiên cứu, xúc tác R-264 là thế hệ mới của xúc tác R-234 có khối lượng riêng và hoạt tính cao hơn R-234 nên thuận lợi cho việc tăng công suất phân xưởng CCR.

Việc sử dụng xúc tác R-246 sẽ giúp tăng hiệu quả cho BSR khoảng 3,4 triệu USD/năm nhờ cho sản lượng C5+ cao hơn so với sử dụng xúc tác cũ khoảng 1%wt (khi CCR vận hành ở công suất 100%).

Hiệu quả kinh tế lớn

Ông Đinh Văn Nhân - Chuyên gia cụm Naphtha Compex, Ban Nghiên cứu & Phát triển phân tích: Theo đánh giá và tư vấn của nhà bản quyền công nghệ UOP, khi sử dụng xúc tác thế hệ mới HYT-1119, một số điểm tồn đọng kỹ thuật của cụm phân xưởng Naphtha khi vận hành ở công suất cao đã được giải quyết. Trước hết, khả năng tách loại Sulfur, Nitrogen, cặn bẩn và kim loại tốt hơn giúp cải thiện vấn đề đóng muối Ammonia tại tháp tách T-1301 của phân xưởng CCR; đồng thời giảm tải lò đốt H-1201 góp phần tiết kiệm, giảm tiêu thụ năng lượng nội bộ và cải thiện khả năng làm việc của phân xưởng ở công suất cao.

Xúc tác thế hệ mới R-264 đã khắc phục được vấn đề hạn chế về tuần hoàn xúc tác "catalyst pinning" và điểm nghẽn về nhiệt độ giới hạn của thành ống công nghệ (TWT). Trong vận hành, xúc tác mới này giúp tăng độ linh động trong vận hành phân xưởng theo nhu cầu sản xuất kinh doanh, có thể tăng công suất phân xưởng CCR lên cao hơn công suất thiết kế. Nhất là trong bối cảnh giá trị kinh tế của sản phẩm xăng Mogas 95 trong năm 2020 là sản phẩm chính mang lại hiệu quả tốt nhất cho BSR.

Các ban chuyên môn BSR đã tiến hành thử nghiệm tăng công suất phân xưởng CCR từ 105% lên 110% công suất thiết kế, giúp Nhà máy tối đa sản xuất xăng Mogas 95. Với 5% công suất tăng thêm của phân xưởng CCR, hiệu quả tăng thêm cho Nhà máy là trên 3 triệu USD/năm.

Tháng 11.2020, để đáp ứng nhu cầu sản xuất xăng có chỉ số RON cao và cân bằng với công suất phân xưởng CCR ở 110%, BSR đã thử nghiệm thành công tăng công suất phân xưởng NHT từ 130% lên 135% công suất thiết kế. Hiệu quả tăng thêm cho Nhà máy là trên 4,5 triệu USD/năm.

Như vậy, có thể nói, với các giải pháp thay thế chủng loại xúc tác mới, kết hợp với các cải tiến về vận hành công nghệ đã giúp cho Nhà máy tăng công suất 2 phân xưởng CCR và NHT lên mức tối đa nhằm tận dụng cơ hội thị trường khi nhu cầu sản phẩm xăng tăng cao, giá tốt góp phần gia tăng lợi nhuận cho BSR trên 7,5 triệu USD/năm (chưa tính đến phần hiệu quả tăng thêm do sản lượng C5+ cao hơn), giúp Công ty BSR vững vàng vượt qua giai đoạn khó khăn nhất do ảnh hưởng kép của dịch Covid và giá dầu giảm sâu.