Sách hướng dẫn giáo viên Sơ đồ công nghệ và hoạt động của nhà máy lọc điển hình

SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ VÀ QUÁ TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA NHÀ MÁY LỌC - HÓA DẦU ĐIỂN HÌNH BỘ LAO ĐỘNG - THƢƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TỔNG ỤC DẠY NGHỀ Dự án giáo dục kỹ thuật và dạy nghề (VTEP) Logo Sách hƣớng dẫn giáo viên Mô đun: SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA NHÀ MÁY LỌC ĐIỂN HÌNH Mã số: HD M Nghề: VẬN HÀNH THIẾT BỊ HÓA DẦU Trình độ: lành nghề Hà Nội - 2004 2 Mã tài liệu Mã quốc tế ISBN:...... Tuyên bố bản quyền : Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình Cho nên các nguồn thông tin có thể đƣợc phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác có ý đồ lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. Tổng cục Dạy nghề sẽ làm mọi cách để bảo vệ bản quyền của mình. Tổng cục Dạy Nghề cám ơn và hoan nghênh các thông tin giúp cho việc tu sửa và hoàn thiện tốt hơn tàI liệu này. Địa chỉ liên hệ: Dự án giáo dục kỹ thuật và nghề nghiệp Tiểu ban Phát triển Chƣơng trình Học liệu …………………… 3 LỜI TỰA (Vài nét giới thiệu xuất xứ của chương trình và tài liệu) Tài liệu này là một trong các kết quả của Dự án GDKT-DN ….. (Tóm tắt nội dung của Dự án) (Vài nét giới thiệu quá trình hình thành tài liệu và các thành phần tham gia) (Lời cảm ơn các cơ quan liên quan, các đơn vị và cá nhân đã tham gia … ) (Giới thiệu tài liệu và thực trạng) Sách hƣớng dẫn giáo viên là tài liệu hƣớng dẫn giảng dạy cho từng mô đun/môn học trong hệ thống mô đun và môn học đào tạo cho nghề: vận hành thiết bị chế biến dầu khí ở cấp trình độ lành nghề. Các thông tin trong tài liệu có giá trị hƣớng dẫn giáo viên thiết kế và tổ chức giảng dạy cho mô đun/môn học một cách hợp lý. Giáo viên có thể thay đổi hoặc điều chỉnh cho phù hợp với điều kiện và bối cảnh thực tế trong quá trình dạy học. Đây là tài liệu thử nghiệm sẽ đƣợc hoàn chỉnh để trở thành sách hƣớng dẫn giáo viên chính thức trong hệ thống dạy nghề. Hà nội, ngày …. tháng…. năm…. Giám đốc Dự án quốc gia 4 MỤC LỤC Đề mục ......................................................................................................... Trang LỜI TỰA .............................................................................................................. 3 MỤC LỤC ............................................................................................................ 4 GIỚI THIỆU VỀ MÔ ĐUN .................................................................................... 6 Vị trí, ý nghĩa, vai trò mô đun ............................................................................... 6 Mục tiêu của mô đun ........................................................................................... 6 Mục tiêu thực hiện của mô đun ........................................................................... 6 Nội dung chính/các bài của mô đun .................................................................... 7 Các hình thức dạy - học chính trong mô đun ...................................................... 7 LIỆT KÊ CÁC NGUỒN LỰC CẦN THIẾT CHO MÔ ĐUN .................................. 8 GỢI Ý TỔ CHỨC THỰC HIỆN BÀI DẠY ............................................................ 9 U ........... 9 PHẦN I - CÔNG VIỆC CHUẨN BỊ ...................................................................... 9 PHẦN II - TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC ..................................... 9 1.1. THUYẾT TRÌNH BÀI GIẢNG ........................................................................ 9 1.2.THẢO LUẬN NHÓM .................................................................................... 15 1.3. TỰ NGHIÊN CỨU TÀI LIỆU ....................................................................... 16 1.4. THAM QUAN, THỰC TẬP .......................................................................... 17 PHẦN III. CÁCH THỨC KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ ................................................. 17 NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP ....................................................................... 17 CÁC BÀI KIÊM TRA ĐÁNH GIÁ ........................................................................ 17 ......................... 19 PHẦN I - CÔNG VIỆC CHUẨN BỊ ..................................................................... 19 PHÀN II - TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC ................................... 19 2.1. THUYẾT TRÌNH BÀI GIẢNG ...................................................................... 19 2.2.THẢO LUẬN NHÓM .................................................................................... 24 2.3. TỰ NGHIÊN CỨU TÀI LIỆU ....................................................................... 25 2.4. THAM QUAN THỰC TẬP ........................................................................... 26 PHẦN III CÁCH THỨC KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ .................................................. 26 NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP ....................................................................... 26 CÁC BÀI KIÊM TRA ĐÁNH GIÁ MẪU ............................................................... 27 ......................................................................................................... 28 PHẦN I - CÔNG VIỆC CHUẨN BỊ ..................................................................... 28 5 PHẦN II - TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC ................................... 28 3.1. THUYẾT TRÌNH BÀI GIẢNG ...................................................................... 28 3.2.THẢO LUẬN NHÓM .................................................................................... 46 3.3. TỰ NGHIÊN CỨU TÀI LIỆU ....................................................................... 47 3.4. THAM QUAN THỰC TẬP ........................................................................... 47 PHẦN III. CÁCH THỨC KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ ................................................. 48 NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP ....................................................................... 48 ............................................................... 49 ............ 50 PHẦN I - CÔNG VIỆC CHUẨN BỊ ..................................................................... 50 PHẦN II - TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC ................................... 50 4.1. THUYẾT TRÌNH BÀI GIẢNG ...................................................................... 50 4.2. THẢO LUẬN NHÓM ................................................................................... 59 4.3. TỰ NGHIÊN CỨU TÀI LIỆU ....................................................................... 60 4.4. THAM QUAN THỰC TẬP ........................................................................... 61 PHẦN III CÁCH THỨC KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ .................................................. 61 NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP ....................................................................... 61 CÁC BÀI KIÊM TRA ĐÁNH GIÁ MẪU ............................................................... 61 ........................................... 64 PHẦN I - CÔNG VIỆC CHUẨN BỊ ..................................................................... 64 PHẦN II - TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC ................................... 64 5.1. THUYẾT TRÌNH BÀI GIẢNG ...................................................................... 64 5.2. THẢO LUẬN NHÓM ................................................................................... 70 5.3. TỰ NGHIÊN CỨU TÀI LIỆU ....................................................................... 70 5.4. THAM QUAN THỰC TẬP ........................................................................... 71 PHẦN III CÁCH THỨC KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ .................................................. 72 NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP ....................................................................... 72 CÁC BÀI KIÊM TRA ĐÁNH GIÁ MẪU ............................................................... 72 CÁC BÀI TẬP MỞ RỘNG, NÂNG CAO VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ .................. 73 ĐÁP ÁN CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI KIỂM TRA ...................................................... 75 I. ĐÁP ÁN CÁC CÂU HỎI, BÀI TẬP NÂNG CAO VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ .... 75 II. ĐÁP ÁN CÁC BÀI KIÊM TRA ĐÁNH GIÁ...................................................... 78 KẾ HOẠCH VÀ CÁCH THỨC ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP MÔ ĐUN........ 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 92 6 GIỚI THIỆU VỀ MÔ ĐUN Vị trí, ý nghĩa, vai trò mô đun Học viên của các trƣờng cao đẳng kỹ thuật cũng nhƣ sinh viên tại các trƣờng đại học liên quan đến lĩnh vực chế biến dầu khí thƣờng đƣợc đào tạo kỹ về các công nghệ điển hình và sự hoạt động của từng phân xƣởng này một cách đơn lẻ. Sự hoạt động của các phân xƣởng công nghệ trong mối quan chung với các phân xƣởng công nghệ khác cũng nhƣ trong mối quan hệ với các phân xƣởng năng lƣợng, phụ trợ, công trình ngoại vi, công trình chung,... chƣa đƣợc đề cập nhiều trong chƣơng trình dạy và học. Do vậy học viên sau khi ra trƣờng khi tham gia phát triển các dự án chế biến dầu khí hoặc làm việc trong cơ sở công nghiệp chế biến dầu khí thƣờng bỡ ngỡ và mất nhiều thời gian tìm hiểu tiếp cận thực tế. Mô đun này nhằm gắn kết sự hiểu biết của học viên thu nhận đƣợc từ các môn học công nghệ phân xƣởng đơn lẻ đặt chúng trong mối quan hệ tổng thể của Nhà máy trong thực tế. Mục tiêu của mô đun Mô đun nhằm đào tạo cho học viên có đủ kiến thức, kỹ năng về thiết bị cơ bản đƣợc sử dụng trong công nghiệp chế biến dầu khí nhằm hình thành kỹ năng vận hành thiết bị cho học viên. Học xong mô đun này học viên phải có đủ năng lực: - Mô tả đƣợc một số sơ đồ công nghệ điển hình nhà máy lọc dầu hiện đại. - Mô tả đƣợc tổng thể quá trình hoạt động của nhà máy để hỗ trợ cho việc vận hành các phân xƣởng riêng biệt sau này cũng nhƣ công tác phối hợp vận hành giữa các phân xƣởng có liên quan. - Mô tả đƣợc vai trò và hoạt động của các hệ thống năng lƣợng, phụ trợ, công trình ngoại vi của nhà máy. - Mô tả đƣợc mối quan hệ giữa các phân xƣởng công nghệ trong sơ đồ công nghệ với nhau và với phân xƣởng, hệ thống năng lƣợng, phụ trợ, ngoại vi,... của nhà máy. Mục tiêu thực hiện của mô đun Học xong mô đun này học viên phải có đủ năng lực: - Mô tả đƣợc sơ đồ khối cấu hình công nghệ điển hình của một nhà máy lọc dầu, mối quan hệ giữa các phân xƣởng. 7 - Mô tả đƣợc sơ đồ và quá trình hoạt động của hệ thống năng lƣợng, phụ trợ: Hệ thống phát điện, hệ thống sản xuất và phân phối hơi, khí nén điều khiển, hệ thống khí nhiên liệu, hệ thống dầu nhiên liệu, hệ thống nƣớc (nƣớc làm mát,...). - Mô tả đƣợc sơ đồ và quá trình hoạt động của hệ thống công trình ngoại vi: Hệ thống nhập dầu thô, hệ thống bể chứa dầu thô, bể chứa sản phẩm, các bể chứa trung gian, hệ thống xuất sản phẩm và hệ thống thu gom xử lý nƣớc thải. - Trình bày đƣợc nguyên lý hoạt động của các sơ đồ nhà máy tƣơng tự. - Trình bày đƣợc nguyên lý điều khiển nhà máy, các hệ thống điều khiển và đảm bảo an toàn chính trong nhà máy. Nội dung chính/các bài của mô đun Bài 1: Một số sơ đồ công nghệ điển hình nhà máy lọc dầu. Bài 2: Hệ thống nhập dầu thô và bể chứa dầu thô. Bài 3: Sơ đồ và quá trình hoạt động của hệ thống năng lƣợng, phụ trợ. Bài 4: Sơ đồ và hoạt động hệ thống công tình ngoại vi. Bài 5: Điều khiển hoạt động của nhà máy. Các hình thức dạy - học chính trong mô đun Hoạt động 1: Giáo viên thuyết trình trên lớp về các vấn đề nhập dầu thô, hệ thống tàng trữ nguyên liệu và sản phẩm, hệ thống năng lƣợng, phụ trợ, công trình ngoại vi và hệ thống điều khiển tự động nhà máy. Hoạt động 2: Thảo luận nhóm về các vấn đề liên quan đến hệ thống nhập dầu thô, vận chuyển dầu tho có nhiệt độ đông đặc cao,... Hoạt động 3: Tự nghiên cứu tài liệu theo các chuyên đề gợi ý của giáo viên hoặc các chuyên đề tự xây dựng; Hoạt động 4: Tham quan thực tập tại các cơ sở sản xuất nhƣ nhà máy lọc hoá dầu và các cơ sở sản xuất có hệ thống tƣơng tự các hệ thống trong nhà máy lọc, hoá dầu. 8 LIỆT KÊ CÁC NGUỒN LỰC CẦN THIẾT CHO MÔ ĐUN - Phải có hệ thống các phòng thí nghiệm đƣợc trang bị đầy đủ đáp ứng yêu cầu thực hành của học sinh nhƣ các mô hình của cá hệ thống năng lƣợng , phụ trợ, hệ thống điều khiển,... - Để hỗ trợ cho kỹ năng vận hành và hiểu rõ quá trình hoạt động của nhà máy lọc hóa dầu, cần phải có các tài liệu thực tế về thiết kế, mô hình một số nhà máy lọc hóa dầu đã triển khai trong thực tế. 9 GỢI Ý TỔ CHỨC THỰC HIỆN BÀI DẠY BÀI 1. T S SƠ Đ CÔNG NGH ĐI N HÌNH NHÀ MÁY L C DẦU Mã bài: HD M1 PHẦN I - CÔNG VIỆC CHUẨN BỊ Để quá trình dạy và học thu đƣợc hiệu quả tốt thì cần phải có một số yêu cầu về phƣơng tiện, trang thiết bị dạy và học tối thiểu và sự chuẩn bị thích hợp của giáo viên. Các yêu cầu về trang thiết bị dạy học và công tác chuẩn bị của giáo viên bao gồm nhƣng không giới hạn các nội dung chính sau: - Giáo viên p bằng hình ảnh nhƣ ảnh chụp toàn cảnh chung nhà máy, các hệ thống máy móc, thiết bị sử dụng trong thực tế,... - Phòng học phải đƣợc trang bị các thiết bị phục vụ cho giảng dạy nhƣ máy chiếu, bảng viết. - Phòng thí nghiệm phải có đủ mô hình thí nghiệm nhƣ trong bài học: pha trộn sản phẩm, hệ thống cấp điện, hơi, nƣớc, khí nén,... - Các tài liệu phục vụ cho bài giảng nhƣ: các bản vẽ các phân xƣởng, hình ảnh các phân xƣởng và các tài liệu giáo viên muốn mở rộng. - Về phía học viên, để tham gia các buổi thảo luận nhóm phải chuẩn bị trƣớc các tài liệu liên quan đến vấn đề cần thảo luận với các thành viên trong nhóm hay các vấn đề cần có sự giúp đỡ của giáo viên. - Để công tác tham quan cơ sở sản xuất thu đƣợc kết quả tốt, giáo viên phải liên hệ trƣớc với cơ sở để đƣợc cấp các thông tin chính về các cơ sở sản xuất này nhƣ: Sơ đồ công nghệ, các bản vẽ về cấu tạo các thiết bị chính,... và đặc biệt là các yêu cầu về an toàn lao động. PHẦN II - TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC 1.1. THUYẾT TRÌNH BÀI GIẢNG 1.1.1. Các vấn đề chung Nhập nguyên liệu, chế biến và pha trộn, tàng trữ, xuất sản phẩm là ba quá trình cơ bản khép kín một chu trình hoạt động của nhà máy lọc dầu. Các kiến thức học viên đƣợc trang bị trong các mô đun/môn học khác giúp học viên hiểu rõ đƣợc nguyên lý hoạt động, cấu tạo thiết bị tƣơng đối chi tiết của từng quá trình, phân xƣỏng công nghệ, hệ thống năng lƣợng, phụ trợ,... nhƣng chƣa đặt chúng trong mối quan hệ với nhau. Thiếu kiến thức tổng quát về sự hoạt động 10 chung của hệ thống là một yếu tố gây khó khăn cho học viên hình thành kỹ năng vận hành nhà máy từ các phòng điều khiển trung tâm cũng nhƣ giải quyết các công việc liên quan đến xây dựng dự án. Bài học này nhằm cung cấp cho học viên kiến thức tổng quát về quá trình hoạt động tổng thể của nhà máy lọc dầu, mối quan hệ hữu cơ giữa các bộ phận của nhà máy, thông qua đó giúp học viên hình thành kỹ năng vận hành máy móc thiết bị và kiến thức tổng quát để tham gia các dự án lọc hoá dầu. 1.1.2. Những vấn đề lƣu ý về nội dung trong hoạt động giảng dạy 1.1.2.1. Khái quát chung hoạt động của nhà máy a. Nhập và tàng trữ dầu thô Nhập và tàng trữ dầu thô là công việc khới đầu của quá trình hoạt động nhà máy lọc dầu. Đây là công việc không quá phức tạp, song lại ảnh hƣởng lớn hoạt động của nhà máy nếu quá trình hoạt động không của hệ thống này không tốt. Trong mục này, mục đích chỉ cung cấp cho học viên những kiến thức rất chung về vấn đề nhập nguyên liệu mà không đi sâu vào cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống nhập và tàng trữ nguyên liệu. Giáo viên cần giới thiệu sơ lƣợc các cách thức nhập nguyên liệu, các hoạt động chính trong nhập nguyên liệu, các điểm quan trọng cần lƣu ý trong nhập nguyên liệu nhƣ: nhập dầu thô có nhiệt độ đông đặc cao, vấn đề lựa chọn địa điểm nhà máy lọc dầu, khu bể chứa để tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động của nhà máy. Gợi mở các vấn đề sẽ đƣợc đề cập chi tiết hơn trong các bài học tiếp theo của giáo trình nhƣ phƣơng thức chống đông đặc dầu thô, nguyên lý hoạt động của hệ thống nhập dầu qua cảng nhập dầu một điểm neo (SPM). b. Quá trình chế biến Mục đích của phần này là trang bị cho học viên những kiến thức chung để hình dung đƣợc các đƣờng dòng công nghệ trong nhà máy lọc dầu bắt đầu từ dầu thô tới các sản phầm cuối cùng. Các phƣơng thức chế biến, các phân xƣởng chế biến chính trong nhà máy. Một điểm cần lƣu ý là việc mô tả các đƣờng dòng công nghệ, các phƣơng thức chế biến các phân đoạn, các phân xƣởng công nghệ chính là đƣợc dựa trên sơ đồ công nghệ phố biến nhất hiện nay. Giáo viên có thể mở rộng thêm cho học viên các hƣớng chế biến khác cho từng phân đoạn để bổ sung kiến thức cho học viên. Tuy nhiên, không đi quá xa mục tiêu đặt ra ở phần này là giúp cho học viên có tầm nhìn khái quát về hoạt động chế biến trong nhà máy, mối liên hệ giữa các phân xƣởng công nghệ. Các kiến thức chuyên sâu của từng quá trình đã đƣợc giới thiệu trong các giáo trình 11 của mô đun/môn học khác của chƣơng trình đào tạo mà không cần phải giới thiệu lại trong bài học này. c. Pha trộn, tàng trữ và xuất sản phẩm Pha trộn, tàng trữ và xuất sản phẩm là khâu cuối cùng trong chu trình hoạt động của nhà máy lọc dầu, mặc dù đây là khâu không trực tiếp tạo ra sự gia tăng giá trị của sản phẩm, nhƣng lại có ảnh hƣởng lớn đến chất lƣợng sản phẩm (quá trình pha trộn) và hoạt động chung của nhà máy. Cũng nhƣ các phần trên, mục đích của phần này cũng nhằm giúp cho học viên có cách nhìn tổng quát về hoạt động pha trộn, tàng trữ và xuất sản phẩm mà không quá đi vào chi tiết của từng hoạt động cụ thể. Về quá trình pha trộn, giáo viên cần nêu nguyên tắc cơ bản pha trộn trong nhà máy lọc dầu, các phƣơng thức pha trộn chính đƣợc sử dụng hiện nay trên thế giới. Các sản phẩm pha trộn chính của nhà máy lọc dầu nhƣ xăng, diesel, dầu FO cần giới thiệu chi tiết hơn về thành phần các cấu tử pha trộn chính. Trong pha trộn sản phẩm, cần lƣu ý vấn đề kiểm soát chất lƣợng sản phẩm, cách thức điều khiển quá trình, phƣơng thức xử lý các sản phẩm không đạt chất lƣợng sản phẩm. Giáo viên cần phát triển kiến thức nâng cao về lý do chỉ một số chỉ tiêu chất lƣợng đƣợc kiểm soát trực tuyến (online) trong khi chất lƣợng sản phẩm đƣợc quy định bảo rất nhiều các chỉ tiêu khác nhau nhƣng xác suất sản phẩm đạt yêu cầu vẫn đạt ở mức cần thiết. Quá trình tàng trữ và xuất sản phẩm: Trong phần này, giáo viên cần giới thiệu cho học viên mục đích của kho tàng trữ sản phẩm, nguyên tắc xác định tổng thể tích bể chứa từng loại sản phẩm của nhà máy dựa trên tải trọng của phƣơng tiện vận chuyển và chiến lƣợc dự phòng. 1.1.2.2. Các sơ đồ công nghệ điển hình của nhà máy lọc dầu Cấu hình công nghệ của nhà máy lọc dầu có nghĩa quan trọng trong việc đảm bảo tính linh động, khả năng cạnh tranh và chất lƣợng của sản phẩm. Trong mục này, giáo viên cần phải giới thiệu cho học viên cơ sở xác định cấu hình công nghệ của nhà máy lọc dầu nhƣ chủng loại, chất lƣợng sản phẩm, nguyên liệu sử dụng và yêu cầu về tiêu chuẩn môi trƣờng. Các kiến thức này không chỉ đóng vai trò cho việc hình thành kỹ năng vận hành nhà máy mà là kiến thức liên thông để đào tạo ở bậc học cao hơn (học viên sẽ thực hiện những công việc ở mức cao hơn nhƣ tham gia vào công việc thiết kế dự án trong chƣơng trình đào tạo liên thông lên trình độ cao hơn,...). Nắm vững đƣợc sơ đồ công nghệ cơ bản của nhà máy nâng cao đƣợc kiến thức chung của học viên về vai trò, mối liên hệ giữa các phân xƣởng công 12 nghệ, một kiến thức quan trọng cho việc vận hành sau này. Tuy nhiên, trong thực tế, tuỳ thuộc vào nguyên liệu và sản phẩm yêu cầu mà có những sơ đồ công nghệ khác nhau. Các sơ đồ công nghệ điển hình có thể đƣợc phân chia một cách tƣơng đối theo cách thức để chế biến các loại dầu thô tƣơng ứng là dầu nặng, dầu nhẹ và dầu trung bình. Cần lƣu ý, các sơ đồ và sự phân chia này cũng chỉ mang tính chất tƣơng đối, vì ngoài căn cứ vào