Hiện nay, nhu cầu thị trường đối với sản phẩm hạt nhựa Polypropylene (PP) là rất lớn và lợi nhuận mang lại của Phân xưởng PP của Nhà máy Lọc dầu (NMLD) Dung Quất rất cao. Tuy nhiên, Phân xưởng PP chỉ vận hành ở mức 100% - 105% công suất thiết kế do thiếu hụt nguồn nguyên liệu propylene, trong khi khả năng vận hành tối đa của Phân xưởng PP lên đến 110% công suất. Như vậy, vấn đề bổ sung nguyên liệu propylene cho Phân xưởng PP là rất cần thiết để nhằm tăng hiệu quả kinh tế và đáp ứng nhu cầu của thị trường. Trong năm 2017 và 2018, Công ty cổ phần Lọc hóa dầu Bình Sơn (BSR) đã lên kế hoạch nhập nguồn propylene từ bên ngoài nhằm đáp ứng đủ nguyên liệu cho Phân xưởng PP chạy ở công suất 110%. Ngoài ra, nhu cầu thị trường đang cần xăng A95 nhiều và giá trị lợi nhuận mang lại của xăng A95 rất cao, giải pháp nào để NMLD Dung Quất sản xuất tối đa sản phẩm xăng A95 là bài toán cần được các kỹ sư của Công ty tính đến.

Xác định được nhu cầu của thị trường, các kỹ sư của BSR đã nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật, tìm ra phương án để đáp ứng cả hai nhu cầu trên, đó là sử dụng phụ gia xúc tác ZSM-5 tại Phân xưởng cracking xúc tác (RFCC) để tăng hiệu suất thu hồi khí propylene của Phân xưởng thu hồi khí propylene (PRU) nhằm nâng cao sản lượng propylene và nâng chỉ số RON để tối đa sản xuất xăng A95.

Việt Nam lần đầu tiên sử dụng phụ gia ZSM-5

Trong thực tế vận hành, sản lượng LPG sản xuất từ Phân xưởng RFCC luôn ở mức cao nên Phân xưởng PRU thường được vận hành ở 110% công suất thiết kế. Kể từ khi phân xưởng RFCC sử dụng phụ gia ZSM-5 để tăng sản xuất propylene, lưu lượng LPG từ RFCC tăng thêm, công suất PRU theo đó tăng từ 110% lên khoảng 115%. Khi PRU hoạt động ở công suất càng cao sẽ làm tăng lượng propylene thất thoát trong sản phẩm Propane/LPG. Theo tính toán lượng propylene chưa được thu hồi trong sản phẩm LPG của PRU vào khoảng 1,5-2 tấn/giờ.

Qua quá trình nghiên cứu và đánh giá, nhóm kỹ sư của Công ty nhận thấy giải pháp giảm chỉ tiêu độ tinh khiết (purity) của dòng sản phẩm Propylene từ phân xưởng PRU từ 99,5 %wt xuống 99,4 %wt có thể giúp nâng cao hiệu suất thu hồi lượng propylene mất mát ra dòng Propane từ đáy tháp tách T-2103 mà không làm ảnh hưởng đến vận hành của Phân xưởng PRU, đồng thời nghiên cứu ảnh hưởng của nguyên liệu propylene có độ tinh khiết thấp hơn đến hoạt động của Phân xưởng PP, đưa ra các giải pháp phù hợp để giảm thiểu ảnh hưởng đến hiệu suất của Phân xưởng PP. Giải pháp đã được tiến hành thử nghiệm từ tháng 5-2018, đạt được các kết quả thực nghiệm rất tốt và đã được BSR áp dụng từ tháng 8-2018 đến nay.

Chủ biên của sáng kiến, kỹ sư Nguyễn Thành Bông - Ban Nghiên cứu phát triển cho biết: “Propylene là sản phẩm có giá trị kinh tế cao, việc tìm cách thu hồi thêm cấu tử propylene còn thất thoát trong Propane/LPG sẽ góp phần mang lại lợi ích kinh tế cao cho Nhà máy. Khi thực hiện thử nghiệm giải pháp giảm độ tinh khiết dòng sản phẩm propylene từ 99,5 % xuống 99,4 %, sản lượng propylene trung bình tăng khoảng 500 kg/giờ. Dòng nguyên liệu cấp cho Phân xưởng PP tăng lên gần 21 tấn/giờ, mức cao nhất từ trước đến nay, tương ứng với công suất chế biến tại Phân xưởng PP tiệm cận 110% công suất thiết kế. Như vậy việc giảm độ tinh khiết như trên giúp làm tăng công suất của Phân xưởng PP lên khoảng 2-3% công suất thiết kế”.

Kỹ sư Nguyễn Hữu Trúng - Ban Điều độ sản xuất chia sẻ, việc nghiên cứu và áp dụng thành công giải pháp sử dụng phụ gia ZSM-5 để tăng Propylene và RON tại phân xưởng RFCC đã đem lại ý nghĩa khoa học thực tiễn là tạo ra một giải pháp mới giúp NMLD có thể tăng khả năng/độ linh động để tăng sản xuất xăng có trị số octan cao, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của Việt Nam.

NMLD Dung Quất cũng là nơi đầu tiên sử dụng thành công phụ gia ZSM-5 tại Việt Nam sau rất nhiều năm đã có nhiều công trình nghiên cứu, tìm hiểu về loại phụ gia này. Điều này còn có thể tạo ra một nhu cầu mới về phụ gia ZSM-5, tạo động lực cho các nhà nghiên cứu chế tạo phụ gia ZSM-5 để có thể cung cấp trong nước, kỹ sư Trúng chia sẻ.

Hiệu quả kinh tế khoảng 2,5 triệu USD/năm

Kỹ sư Nguyễn Thành Bông chia sẻ thêm, kết quả áp dụng giải pháp trên vào thực tế sản xuất cho thấy giải pháp mang lại những lợi ích thiết thực, đặc biệt là hiệu quả kinh tế. Cụ thể là đã giúp nâng cao hiệu suất thu hồi propylene tại PRU, tăng công suất chế biến của phân xưởng PP từ 107% lên 110% mà không tốn chi phí mua thêm propylene từ bên ngoài, đem lại lợi nhuận cao. Bên cạnh đó đây là giải pháp kỹ thuật đơn giản, không cải hoán, không tốn kém chi phí và thời gian đầu tư. Giải pháp còn giúp giảm lưu lượng LPG thành phẩm từ phân xưởng PRU, góp phần giải quyết tình trạng quá tải thủy lực đường ống chuyển LPG ra bể chứa sản phẩm của Nhà máy.

Về mặt xã hội, giải pháp giúp làm giảm hàm lượng olefins trong sản phẩm LPG của Phân xưởng PRU, qua đó giúp nâng cao giá trị LPG của Nhà máy và góp phần bảo vệ môi trường. Theo báo cáo đánh giá về hiệu quả kinh tế khi áp dụng giải pháp này, lợi nhuận khi giảm độ tinh khiết sản phẩm propylene từ 99,5%wt xuống 99,4%wt là gần 7 nghìn USD/ngày, tương đương gần 2,5 triệu USD/năm. Kỹ sư Nguyễn Thành Bông cho biết thêm.

Kỹ sư Nguyễn Sơn Lâm - Trưởng Ban Nghiên cứu phát triển cho biết, trong những năm qua, Công ty luôn động viên, khen thưởng và khuyến khích các kỹ sư tham gia nghiên cứu, sáng kiến, cải tiến kỹ thuật để nâng cao hiệu quả sản xuất, kinh doanh của Nhà máy. Việc áp dụng thành công giải pháp sử dụng phụ gia ZSM-5 vào chế biến một lần nữa khẳng định các kỹ sư của Việt Nam đã làm chủ công nghệ lọc hóa dầu, vận hành NMLD Dung Quất an toàn, ổn định.

Được biết, Giải pháp nâng cao hiệu suất thu hồi propylene bằng biện pháp giảm độ tinh khiết dòng propylene đã được công nhận là sáng kiến loại A của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam và đạt giải Nhì hội thi Sáng tạo Kỹ thuật tỉnh Quảng Ngãi năm 2019./.