Kiểm soát chất lượng dầu thô là một công đoạn quan trọng trong quá trình chế biến, trong đó hàm lượng kim loại trong dầu thô là một chỉ tiêu ảnh hưởng lớn đến hoạt tính của xúc tác tại phân xưởng RFCC - trái tim của NMLD Dung Quất. Công việc này đòi hỏi kỹ thuật viên phân tích phải thực hiện chính xác nhiều công đoạn khác nhau trong khoảng thời gian phân tích khá dài.
Giảm 50% thời gian phân tích
Trước kia, khi Nhà máy sử dụng phần lớn dầu thô Bạch Hổ và các dầu tương đương trong nước để chế biến, có chất lượng tốt, ít tạp chất, siêu ngọt (ít thành phần lưu huỳnh). Tuy nhiên, sau hơn 30 năm khai thác, dầu Bạch Hổ có xu hướng giảm sản lượng và không đáp ứng đủ nhu cầu nguyên liệu cho nhà máy vận hành tại 100% công suất thiết kế (6,5 triệu tấn/năm, tương đương 148.000 thùng/ngày). Công ty cổ phần Lọc hóa dầu Bình Sơn (BSR) phải nhập thêm một số loại dầu khác từ Azerbaijan, châu Phi, Đông Nam Á, Mỹ... Những loại dầu nhập khẩu này chứa nhiều tạp chất hơn dầu Bạch Hổ. Vì vậy, việc kiểm soát chất lượng dầu thô để phục vụ công tác vận hành trở nên vô cùng quan trọng.
Kỹ sư Võ Tấn Phương, Ban Quản lý Chất lượng (QLCL) cho biết: “Hiện nay, Nhà máy đưa thêm các loại dầu nhập khẩu vào chế biến với chất lượng luôn có sự biến động, đòi hỏi công tác kiểm soát chất lượng ngày càng phải được thực hiện một cách chặt chẽ, trong đó có công tác kiểm soát hàm lượng kim loại. Việc đánh giá chính xác, nhanh chóng hàm lượng kim loại trong dầu thô có ý nghĩa rất lớn đến công tác vận hành phân xưởng CDU và RFCC, góp phần tăng tính linh hoạt trong việc điều chỉnh hóa chất tách loại kim loại tại phân xưởng CDU, tăng tính hiệu quả của quá trình nạp xúc tác RFCC”.
Trước năm 2020, phòng Thí nghiệm BSR thực hiện công việc này theo phương pháp ASTM D5708B gồm 2 công đoạn chính: Xử lý mẫu và thực hiện phân tích trên thiết bị ICP với thời gian cho một phép phân tích khoảng 10 giờ. Ưu điểm của phương pháp này là có độ chính xác cao, đạt yêu cầu của phương pháp tiêu chuẩn ASTM. Tuy nhiên, dễ dàng nhận ra, phương pháp này tốn quá nhiều thời gian, nguồn lực để thực hiện, dẫn đến kéo dài thời gian cung cấp kết quả chất lượng phục vụ cho công tác vận hành phân xưởng CDU và RFCC. Về lâu dài, nếu để tình trạng này tiếp diễn, sẽ ảnh hưởng rất lớn đến công tác điều chỉnh lưu lượng hóa chất tách loại kim loại của desalter (thiết bị khử muối) tại phân xưởng CDU và công tác tiếp nạp xúc tác tại phân xưởng RFCC. Vì vậy, việc nghiên cứu tìm giải pháp để rút ngắn thời gian phân tích kim loại trong dầu thô, dầu cặn được Ban QLCL đề xuất và chỉ đạo các bộ phận liên quan quyết liệt thực hiện.
Xác định nhiệm vụ quan trọng, Phòng Kiểm soát chất lượng đã bắt tay ngay vào công việc nghiên cứu, đánh giá lại toàn bộ các công đoạn của quá trình phân tích, từ đó xây dựng các giải pháp để bắt đầu tiến hành thử nghiệm. Sau 4 tháng thử nghiệm, bằng cách kết hợp đồng bộ các giải pháp kỹ thuật; nhóm tác giả đã cho ra đời một phương pháp phân tích mới với tổng thời gian phân tích là 4 giờ, rút ngắn được hơn 50% thời gian phân tích so với phương pháp ban đầu. Tuy nhiên, một hạn chế của phương pháp này là không thể phân tích được nguyên tố Na, trong khi kim loại Na trong cặn dầu thô ảnh hưởng rất lớn đến xúc tác RFCC với giới hạn kiểm soát hàm lượng Na trong dòng nguyên liệu đầu vào phân xưởng RFCC tối đa là 2.0 ppmwt. Do đó, ngoài việc áp dụng phương pháp mới, Ban QLCL vẫn phải thực hiện song song phương pháp ASTM D5708B để kiểm soát Na với tần suất 3 lần/tuần.
Giảm còn 2h/mẫu phân tích
Nhận thấy còn nhiều cơ hội để tiếp tục cải tiến, tối ưu hóa, ngoài việc đưa vào ứng dụng phương pháp mới, nhóm tác giả đã tiếp tục tiến hành nghiên cứu và thử nghiệm nhằm giải quyết các hạn chế còn tồn tại và tiếp tục rút ngắn hơn nữa thời gian phân tích. Phòng Thí nghiệm đã giảm khối lượng mẫu phân tích, kết hợp với phương pháp làm giàu mẫu nhằm vừa giảm thời gian xử lý mẫu vừa đáp ứng được điều kiện độ nhạy của thiết bị ICP. Đồng thời, quá trình phân tích mẫu cũng tối đa việc tăng kích thước dụng cụ chứa mẫu, tăng nhiệt độ của công đoạn vô cơ nhằm rút ngắn thời gian xử lý mẫu nhưng không làm mất mát nguyên tố cần định lượng. Ngoài ra, các kỹ thuật viên cũng áp dụng giải pháp triệt tiêu nền để loại bỏ các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân tích nguyên tố Na, tối ưu hóa các thông số kỹ thuật của thiết bị ICP nhằm tăng độ nhạy của thiết bị.
Sau 3 tháng thử nghiệm trong những tháng đầu năm 2020, nhóm tác giả đã tiếp tục cho ra đời một phương pháp mới hoàn chỉnh hơn với những ưu điểm nổi trội là rút ngắn 80% thời gian phân tích mẫu so với phương pháp đang áp dụng ASTM D5708B (từ 10 giờ xuống còn 2 giờ).
Kỹ sư Võ Tấn Phương cho biết thêm: Sáng kiến này vô cùng có ý nghĩa trong giai đoạn hiện nay, với việc đưa vào áp dụng giải pháp mới đã góp phần tăng tính linh hoạt trong việc điều chỉnh hóa chất tách loại kim loại tại phân xưởng CDU, tăng tính hiệu quả của quá trình tiếp nạp xúc tác RFCC, tăng tính ổn định của thiết bị WDW và nâng cao độ tin cậy của phân xưởng RFCC nhằm đáp ứng yêu cầu vận hành Nhà máy an toàn, ổn định, hiệu quả.