Đồ Án Tốt Nghiệp  GVHD: Th.S Lê Thị Như Ý Mục lục MỤC LỤC 1 MỞ ĐẦU 3 CHƯƠNG 1 5 TỔNG QUAN VỀ KHÍ 5 1.1 NGUỒN GỐC HÌNH THÀNH DẦU VÀ KHÍ 5 1.1.1Nguồn gốc vô cơ 5 1.1.2Nguồn gốc hữu cơ 5 1.2. PHÂN LOẠI KHÍ 7 1.2.1Phân loại khí theo nguồn gốc hình thành 7 1.2.2Phân loại khí theo hàm lượng khí Acide chứa trong khí 7 1.2.3Phân loại khí theo thành phần khí C2+ 7 1.2.4Phân loại khí theo thành phần khí C3+ 7 1.3. THÀNH PHẦN CỦA KHÍ 8 1.3.1Thành phần đặc trưng của khí tự nhiên và khí đồng hành: 8 1.3.2Khảo sát thành phần của khí tự nhiên và khí đồng hành ở Việt Nam và một số nước trên thế giới 8 1.4. TÍNH CHẤT CỦA HYDROCACBON 10 1.4.1Tính chất hóa học 10 1.4.2Tính chất vật lý 11 1.5. MỘT VÀI ỨNG DỤNG CỦA SẢN PHẨM KHÍ 12 1.5.1Ứng dụng của khí trong ngành công nghiệp điện 12 1.5.2Vai trò của LPG trong ngành giao thông vận tải 12 1.5.3Sử dụng khí làm nguyên liệu trong công nghiệp hóa dầu 12 1.6. BỨC TRANH VỀ NGÀNH KHÍ VIỆT NAM 14 1.6.1 Tình hình khai thác khí ở Việt Nam 15 1.6.2 Các dự án khí 16 CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN KHÍ 17 2.1. SƠ ĐỒ CHUNG CỦA QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN KHÍ 17 2.1.1Vận chuyển khí bằng đường ống 18 2.1.2Vận chuyển khí bằng tàu chở khí 19 2.1.3Chuyển hóa hóa học 19 2.2. CÁC CÔNG ĐOẠN CHẾ BIẾN KHÍ 20 2.2.1. Làm sạch khí khỏi các tạp chất cơ học 20 2.2.3Quá trình Dehydrat hóa 22 2.2.4 Quá trình khử acide 25 2.2.7 Tách phân đoạn hydrocacbon 32 CHƯƠNG 3 35 GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN KHÍ DINH CỐ 35 3.1. TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN KHÍ DINH CỐ 35 3.1.1Giới thiệu về nhà máy 35 3.1.2Sơ lược về nhà máy 35 3.1.3Mục đích xây dựng nhà máy 36 3.1.4Cơ cấu tổ chức nhà máy 37 3.2 NGUYÊN LIỆU, CÁC CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG VÀ SẢN PHẨM CỦA NHÀ MÁY 37 3.2.1 Nguyên liệu đầu vào nhà máy 37 3.2.2Mô tả các chế độ hoạt động của nhà máy 38 3.2.2.1 Chế độ AMF 39 3.2.2.2 Chế độ MF 42 3.2.2.3 Chế độ GPP 46 3.2.2.4 Chế độ GPP chuyển đổi 52 3.2.3Các sản phẩm của quá trình và các tiêu chuẩn kỹ thuật của sản phẩm 57 3.2.3.2 Các tiêu chuẩn kỹ thuật của sản phẩm 61 3.3. CÁC CỤM THIẾT BỊ CHÍNH TRONG NHÀ MÁY 62 SVTH: Nguyễn Quang Hòe – 05H5 1 Đồ Án Tốt Nghiệp  GVHD: Th.S Lê Thị Như Ý A. Cụm các thiết bị tách nước 62 3.3.1 Thiết bị Slug Catcher (SC-01/02) 62 3.3.2Bình tách ba pha (V-03) 65 3.3.3Bình tách (V-101) & (V-07) 67 3.3.4Hệ thống máy nén khí đầu vào K-1011A/B/C/D 68 3.3.5Thiết bị tách nước sơ bộ (V-08) 69 3.3.6Thiết bị khử Hydrat bằng hấp phụ (V-06A/B) 70 B. Cụm các thiết bị phân tách sản phẩm 74 3.3.7Thiết bị trao đổi nhiệt (E-14) 74 3.3.8Thiết bị Turbo-Expander (CC-01) 74 3.3.9Tháp Rectifier (C-05) 75 3.3.10Tháp Deethanizer (C-01) 76 3.3.11Tháp ổn định Stabilizer (C-02) 79 C. Cụm các thiết bị khác 81 3.3.12Tháp Splitter C3/C4 (C-03) 81 3.3.13Tháp Gas Stripper (C-04) 82 3.3.14Thiết bị trao đổi nhiệt (E-04) 83 3.3.15Thiết bị đun sôi lại kiểu Kettle 84 3.3.16Máy nén Jet Compressors 85 3.3.17. HỆ THỐNG ĐUỐC 85 3.3.18. HỆ THỐNG BƠM METHANOL 86 3.3.19. HỆ THỐNG GIA MÙI 86 3.3.20.TRUCK LOADING 86 3.3.21.HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU 87 3.4. CHẾ ĐỘ GPP CHUYỂN ĐỔI VÀ NHỮNG SAI KHÁC SO VỚI CHẾ ĐỘ GPP THIẾT KẾ 88 3.4.1Biện luận lựa chọn phương án hoạt động của nhà máy 88 3.4.2Qui trình công nghệ 89 3.4.3 Những sai khác đáng kể ở chế độ GPP chuyển đổi so với chế độ GPP theo thiết kế 91 CHƯƠNG 4 95 MÔ PHỎNG CHẾ ĐỘ GPP CHUYỂN ĐỔI TẠI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN KHÍ DINH CỐ BẰNG PHẦN MỀM HYSYS 95 4.1. GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM HYSYS 95 4.1.1 Giới thiệu sơ lược về phần mềm mô phỏng Hysys 95 4.1.2Các ứng dụng của Hysys 95 4.1.3 Những ưu điểm của phần mềm Hysys 96 4.2 THAO TÁC MÔ PHỎNG TÍNH TOÁN TRONG HYSYS 96 Các bước xây dựng mô hình tính toán mô phỏng trong Hysys 96 SECTION 0.1 4.3 ỨNG DỤNG HYSYS ĐỂ MÔ PHỎNG CHẾ ĐỘ GPP CHUYỂN ĐỔI TẠI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN KHÍ DINH CỐ 99 4.3.9 Tính sizing cho một số thiết bị 109 4.4 KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU SUẤT THU HỒI LỎNG 110 4.4.1 Mục đích nghiên cứu 110 4.4.2Phương pháp nghiên cứu 111 4.4.3Các yếu tố ảnh hưởng đến thu hồi lỏng 111 4.4.3.1 Khảo sát tỷ lệ chia dòng qua E-14 và CC-01 111 4.4.3.2Khảo sát thành phần nguyên liệu vào 113 4.4.3.3 Khảo sát áp suất khí đầu vào 113 4.4.3.4 Khảo sát nhiệt độ khí đầu vào 115 4.4.3.5 Khảo sát áp suất Sales Gas 116 4.4.3.6 Khảo sát điều kiện làm việc của tháp C-01 117 4.4.3.7 Khảo sát điều kiện làm việc của tháp C-02 118 4.4.3.8 Khảo sát điều kiện làm việc của bình tách V-03 119 KẾT LUẬN 122 TÀI LIỆU THAM KHẢO 123 Phụ lục: báo cáo kết quả mô phỏng 3 dòng sản phẩm……………………………… 124 SVTH: Nguyễn Quang Hòe – 05H5 2 Đồ Án Tốt Nghiệp  GVHD: Th.S Lê Thị Như Ý Mở đầu Việt Nam là một quốc gia sở hữu nhiều nguồn tài nguyên trong đó có nguồn tài nguyên dầu khí. Vì vậy chúng ta đang từng bước xây dựng và phát triển ngành công nghiệp chế biến dầu khí. Cùng với tốc độ tăng trưởng của ngành công nghiệp khai thác dầu thô hiện nay, cùng sự quan tâm của nhà nước thì ngành công nghiệp Lọc Hoá dầu của nước ta trong tương lai sẽ phát triển mạnh mẽ, điều đó được minh chứng bằng những quyết định của Đảng và nhà nước cũng như tổng công ty Dầu Khí Việt Nam đã xây dựng xong nhà máy lọc dầu số 1 Dung Quất, và trong tương lai sẽ có các nhà máy số 2 tại Nghi Sơn Thanh Hoá, nhà máy số 3 tại Vũng Tàu… Ngày nay trên thế giới hầu hết các quốc gia kể cả các quốc gia không có dầu mỏ cũng đều xây dựng cho mình một ngành công nghiệp Lọc-Hoá dầu nhằm ổn định và phát triển nền kinh tế. Ngành công nghiệp này có tầm quan trọng đặc biệt trong nền kinh tế quốc dân và trong quốc phòng. Do đó việc nghiên cứu phát triển và tìm ra các giải pháp tối ưu cho sự hoạt động của các nhà máy cũng như vấn đề định hình thiết kế bước đầu trong việc thiết lập nhà máy mới là một trong những vấn đề chiến lược cho sự phát triển của ngành công nghiệp Lọc-Hóa dầu. Song song với nó là sự phát triển vượt bậc của ngành công nghệ thông tin đã góp phần không nhỏ cho sự ra đời của các phần mềm mô phỏng dùng trong lĩnh vực công nghệ hóa học nói chung và ngành công nghiệp Lọc-Hóa dầu nói riêng. Trước đây, để kiểm tra một quá trình cũng như tìm ra các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp lên quá trình đó thì cần phải tiến hành thí nghiệm và lấy số liệu thực nghiệm trong một thời gian dài mới có thể đạt được kết quả mong muốn. Nhưng từ khi các phần mềm mô phỏng ra đời ta có thể tìm ra các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cũng như kiểm tra lại tính xác thực của các yếu tố này một cách nhanh chóng. Hơn nữa, trước đây để lên kế hoạch cho một dự án đòi hỏi nhiều thời gian và khả năng thực hiện dự án đó là khó có thể biết trước được. Nhưng khi các phần mềm mô phỏng ra đời, thì công việc trở nên đơn giản đi rất nhiều. Chúng ta có thể xây dựng được nhiều dự án khác nhau và tìm được phương án tối ưu một cách nhanh chóng, cho kết quả chính xác và đạt hiệu quả cao nhất. Ngoài ra, các phần mềm này còn được ứng dụng trực tiếp vào quá trình hoạt động của nhà máy. Ta có thể khảo sát sự biến thiên của các thông số làm việc và chế độ hoạt động của nhà máy khi có những sự thay đổi ở bất kỳ một đơn vị hoạt động nào đó. Bên cạnh đó, các phần mềm mô phỏng còn giúp cho việc giảm thiểu những tai nạn và rủi ro có thể xảy đến với con người, làm giảm chi phí đầu tư ban đầu và tăng năng suất của nhà máy. SVTH: Nguyễn Quang Hòe – 05H5 3 Đồ Án Tốt Nghiệp  GVHD: Th.S Lê Thị Như Ý Tiềm năng dầu khí của nước ta đã được xác định. Tuy nhiên việc khai thác và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên quý giá, không thể tái sinh này là một vấn đề bức xúc và vô cùng quan trọng trong giai đoạn phát triển mới của đất nước. Chính vì vậy “Nhà máy chế biến khí Dinh Cố“ đã được tổng công ty dầu khí Việt Nam nghiên cứu khả thi và quyết định xây dựng. Đây là nhà máy xử lý khí đầu tiên ở Việt Nam, được trang bị dây chuyền công nghệ tiên tiến, mang tính hiện đại cao, có nhiệm vụ tận dụng nguồn khí đồng hành mỏ Bạch Hổ sau nhiều năm bị đốt bỏ một cách lảng phí, để xử lý và chế biến chúng thành các sản phẩm khác nhau như: Khí thương phẩm (Sale gas), LPG (Liquified Petroleum Gas), Condensate nhằm đạt hiệu quả cao về mặt kinh tế. Trong giai đoạn đầu, lượng khí đồng hành từ mỏ Bạch Hổ vào nhà máy được thiết kế 4,7 triệu Sm 3 /ngày nên nhà máy hoạt động đúng các thông số thiết kế. Tuy nhiên, hiện nay do mỏ dầu Rạng Đông đi vào khai thác nên một lượng khí đồng hành phải đốt bỏ. Do đó để tăng hiệu quả kinh tế trong việc sử dụng khí đồng hành, Petrovietnam đã xây dựng đường ống dẫn khí từ mỏ Rạng Đông về mỏ Bạch Hổ sau đó nén lượng khí mỏ Rạng Đông cùng mỏ Bạch Hổ vào bờ để chế biến nhằm tăng sản lượng lỏng. Vì vậy lưu lượng khí đầu vào nhà máy tăng từ 4,7 triệu Sm 3 /ngày lên khoảng 5,9 triệu Sm 3 /ngày. Do việc tăng lưu lượng khí vào bờ nên một số thông số vận hành đã bị thay đổi không như theo thiết kế, do đó các thông số vận hành trước đây không phù hợp với điều kiện hiện tại. Vì vậy vấn đề đặt ra lúc này là làm sao điều chỉnh thông số vận hành của nhà máy để đạt được hiệu suất thu hồi sản phẩm lỏng tối ưu nhưng vẫn đảm bảo vận hành an toàn và có hiệu quả kinh tế. Với những yêu cầu như vậy, tôi được giao đề tài “Mô phỏng thiết kế và tối ưu hóa thu LPG nhà máy chế biến khí Dinh Cố ở chế độ GPP chuyển đổi bằng phần mềm Hysys” để làm đề tài tốt nghiệp. Đà Nẵng, tháng 05 năm 2010 Sinh viên thực hiện Nguyễn Quang Hòe SVTH: Nguyễn Quang Hòe – 05H5 4 Đồ Án Tốt Nghiệp  GVHD: Th.S Lê Thị Như Ý Chương 1 Tổng quan về khí 1.1 Nguồn gốc hình thành dầu và khí Dầu mỏ và khí là những nguồn hydrocacbon rất phong phú có trong tự nhiên. Qua phân tích thành phần hoá học của các loại dầu mỏ khác nhau người ta nhận thấy không có mỏ dầu và khí nào trên thế giới lại có thành phần giống nhau hoàn toàn, mà chúng rất khác nhau và thay đổi trong phạm vi rất rộng. Chính vì sự khác nhau này mà nhiều nhà khoa học đã có nhiều cách giải thích khác nhau về nguồn gốc dầu và khí. Muốn làm rõ được điều này cần phải xét đến quá trình hình thành và biến đổi của dầu và khí trong lòng đất. Cho đến nay vẫn chưa có những ý kiến, nhận định nhất trí về nguồn gốc và sự biến đổi tạo thành dầu và khí. Có nhiều giả thuyết được nêu ra, nhưng có hai giả thuyết có sức thuyết phục nhất và được quan tâm nhiều nhất là: Dầu khí có nguồn gốc vô cơ và dầu khí có nguồn gốc hữu cơ. 1.1.1 Nguồn gốc vô cơ Theo giả thuyết về nguồn gốc vô cơ thì dầu mỏ được hình thành từ các hợp chất vô cơ, cụ thể trong lòng đất có chứa các cacbua kim loại như: Al 4 C 3 , CaC 2 ,… các chất này bị phân huỷ bởi nước để tạo ra CH 4 , C 2 H 2 ,… theo các phương trình phản ứng sau: Các chất hữu cơ hình thành từ các phản ứng trên tiếp tục biến đổi dước tác động của các yếu tố như nhiệt độ, áp suất cao và xúc tác là các khoáng sắt có sẵn trong lòng đất để tạo nên dầu khí. Giả thuyết này đã thuyết phục được nhiều nhà khoa học trong một thời gian dài. Tuy nhiên, trong những hoạt động thực tiễn thì nó đã gặp phải khá nhiều vấn đề mà bản thân không giải thích được như:  Hàm lượng các hợp chất cacbua trong lòng đất thì khá hạn chế, trong khi đó dầu mỏ ngày càng tìm được với số lượng rất lớn và hầu như có mặt khắp nơi.  Các phản ứng tạo hợp chất thơm và các hợp chất có thành phần tương tự như dầu mỏ từ CH 4 và C 2 H 2 đòi hỏi có nhiệt độ cao trong khi đó thực tế nhiệt độ đạt được trong các mỏ dầu khí ít khi vượt quá 150 0 C đến 200 0 C.  Bằng các phương pháp phân tích hiện đại người ta đã xác định được trong dầu thô có chứa các phorphyrin là hợp chất có nhiều trong xác động thực vật. Chính những khuyết điểm trên mà giả thuyết này ngày càng có ít người quan tâm và thay vào đó là giả thuyết về nguồn gốc hữu cơ. 1.1.2 Nguồn gốc hữu cơ Theo giả thuyết này thì dầu mỏ được hình thành từ các hợp chất có nguồn gốc hữu cơ, cụ thể là từ xác chết của động thực vật và trải qua một quá trình biến đổi phức tạp SVTH: Nguyễn Quang Hòe – 05H5 5 Al 4 C 3 + 12H 2 O 4Al(OH) 3 + 3CH 4 CaC 2 + 2H 2 O Ca(OH) 2 + C 2 H 2 Đồ Án Tốt Nghiệp  GVHD: Th.S Lê Thị Như Ý trong thời gian dài, dưới tác động của nhiều yếu tố: vi khuẩn, nhiệt độ, áp suất và xúc tác có sẵn trong lòng đất. Ngày nay theo những nghiên cứu và đánh giá có tính logic cao thì người ta đã nghiêng về giả thuyết này hơn và để thuận tiện cho quá trình nghiên cứu sự biến đổi từ xác động thực vật đến dầu khí ngày nay người ta đã chia quá trình này thành bốn giai đoạn khác nhau như sau:  Giai đoạn tích động các vật liệu hữu cơ ban đầu: Những vật liệu hữu cơ ban đầu chính là xác động thực vật ở biển hoặc trên đất liền được các dòng sông khi chảy ra biển mang theo. Trong những vật liệu trên thì phù du dưới biển là những loại chủ yếu để tạo thành dầu khí. Phù du được gọi chung cho các sinh vật nhỏ, chúng rất bé, kích thước khoảng vài milimet thường làm thức ăn cho các loại động vật ở biển. Những vật liệu hữu cơ ban đầu, dù là động vật ở đất liền do các con sông mang ra biển hay là các động vật sinh trưởng ở dưới biển, nói chung sau khi chết đều bị lắng đọng xuống đáy biển, tùy theo môi trường dưới biển mà sẽ có các vi khuẩn hiểu khí hay vi khuẩn yếm khí. Các vi khuẩn này sẽ phá hủy những nơi dễ bị phá hủy nhất như hydrocacbon, albumin nói chung tạo thành các sản phẩm khí và các sản phẩm hòa tan trong nước rồi tản ra khắp nơi, vì vậy chúng không tham gia quá trình hình thành dầu khí. Còn phần bền vững chưa kịp phá hủy như: lipid, albumin có chứa nitơ, lưu huỳnh hoặc oxy, sẽ dần lắng đọng xuống đáy biển, lớp này chồng chất lên lớp kia tạo thành lớp trầm tích ở đáy biển. Sự lắng đọng này xảy ra với tốc độ vô cùng chậm (1÷2mm đến vài cm/1000 năm).  Giai đoạn biến đổi các chất hữu cơ ban đầu thành dầu khí: Lớp trầm tích dưới sâu tận đáy biển này ngày càng dày lên và trong môi trường nhiệt độ, áp suất, xúc tác, thời gian kéo dài thì các thành phần hữu cơ bền vững với vi khuẩn đều bị biến đổi do các phản ứng hóa học tạo nên dầu khí. Thời gian càng dài, mức độ lún chìm càng sâu, càng có xu hướng tạo nên các phân tử bé hơn, những nhánh bị đứt gãy tạo nên các parafin mạch ngắn.  Giai đoạn di cư của dầu khí đến các bồn chứa tự nhiên: Dầu và khí được hình thành nằm phân bố rải rác trong lớp trầm tích chứa dầu và được gọi là đá mẹ. Dưới tác dụng của áp suất rất cao trong các lớp trầm tích và sự biến động địa chất thì dầu và khí sẽ bị đẩy ra khỏi đá mẹ và di chuyển đến nơi mới, quá trình di chuyển là liên tục và đi qua các sa thạch có độ rỗng xốp cao, còn được gọi là đá chứa, đồng thời nó sẽ ở lại trong đó nếu cấu trúc địa chất có khả năng giữ được và bảo vệ nó, lớp này có tác dụng như một cái bẫy tự nhiên, dầu và khí đi vào được nhưng không thể thoát ra được, lúc này sẽ hình thành các bồn chứa tự nhiên. Trong quá trình di cư thì dầu mỏ ban đầu luôn biến đổi cả về tính chất lẫn thành phần. Khi đi qua những lớp vật liệu xốp thì có thể xảy ra các hiện tượng như: lọc, hấp phụ phân chia sắc ký hoặc hòa tan,… đều có khả năng xảy ra với mức độ khác nhau. Kết quả thường làm cho dầu nhẹ hơn, những hợp chất có cực bị hấp phụ mạnh và được giữ lại trên đường mà chúng di cư, do đó nhựa Asphalten sẽ giảm và khí sẽ càng giàu Methane hơn.  Giai đoạn biến đổi trong các bồn chứa tự nhiên: Khi đã di cư vào trong các bẫy chứa thì dầu khí đã tương đối ổn định, lúc này tính chất của khí rất ít bị biến đổi. Tuy nhiên nếu các bẫy chứa dầu không nằm sâu, tầng đá chắn không đủ khả năng bảo vệ tốt, một bộ phận dầu khí có thể bay hơi, thậm chí có thể bị nước xâm nhập vào làm SVTH: Nguyễn Quang Hòe – 05H5 6 Đồ Án Tốt Nghiệp  GVHD: Th.S Lê Thị Như Ý tăng quá trình oxy hóa, kết quả làm dầu nặng thêm, giảm phần nhẹ và nhiều nhựa asphalten. Tóm lại dầu và khí hydrocacbon trong tự nhiên thường có cùng một nguồn gốc. Chính vì vậy nơi nào có dầu cũng sẽ có khí và ngược lại. Tuy nhiên do quá trình di cư có thể khác nhau, nên mặc dù chúng được sinh ra ở một nơi chúng vẫn có thể cư trú ở những nơi khác xa nhau. Do vậy mà nhiều khi chúng ta có thể gặp những bẫy chứa khí nằm xa bẫy chứa dầu. 1.2. Phân loại khí 1.2.1 Phân loại khí theo nguồn gốc hình thành Dựa vào nguồn gốc hình thành thì người ta có thể phân thành 3 loại  Khí tự nhiên: là khí thu được từ các mỏ khí riêng biệt, thành phần chủ yếu là khí Methane chiếm hàm lượng từ 80 ÷ 95%, nhiều mỏ hàm lượng Methane có thể lên đến 99%. Còn lại là một phần nhỏ các khí khác như Ethane, Propane, Butane,… và một lượng rất nhỏ C 5 + và các tạp chất khác như N 2 , CO 2 ,…  Khí đồng hành: là khí thu được khi khai thác các mỏ dầu. Khí nằm trong mỏ dầu thường ở áp suất rất cao (mỏ Bạch Hổ khoảng 109 bar) nên sẽ bị hòa tan trong dầu. Khi khai thác lên do có sự sụt giảm áp suất nên chúng được tách ra thành khí đồng hành. Thành phần chủ yếu vẫn là Methane chiếm khoảng 70% và khoảng 30% các thành phần khác như Ethane, Propane, Butane, C 5 + ,…  Condensate: thực chất là phần đuôi của khí và là phần đầu của dầu, ở điều kiện thường Condensate tồn tại ở dạng lỏng nên gọi chúng là khí ngưng tụ, với nhiệt độ sôi cuối khoảng 200 0 C. Thành phần chủ yếu của Condensate là C 5 + và một ít Propane, Butane. 1.2.2 Phân loại khí theo hàm lượng khí Acide chứa trong khí Theo cách này thì phân thành 2 loại là: Khí chua và khí ngọt.  Khí chua: là khí có chứa hàm lượng H 2 S > 1% thể tích và CO 2 > 2% thể tích  Khí ngọt: là khí có chứa hàm lượng H 2 S ≤ 1% thể tích và CO 2 ≤ 2% thể tích. 1.2.3 Phân loại khí theo thành phần khí C 2 + Theo cách này người ta chia ra 2 loại là: Khí khô và khí ẩm.  Khí khô: là khí có chứa hàm lượng C 2 + ≤ 10% thể tích.  Khí ẩm: là khí có chứa hàm lượng C 2 + > 10% thể tích. 1.2.4 Phân loại khí theo thành phần khí C 3 + Theo cách phân loại này thì có 2 loại là: Khí béo và khí gầy.  Khí béo: là khí giàu Propane, Butane và các hydrocarbure nặng (khối lượng riêng ρ > 150 g/cm 3 ). Từ khí này chế tạo được xăng (LGN), khí dầu mỏ hóa lỏng (GPL) và các hydrocacbure riêng biệt cho công nghệ tổng hợp hữu cơ.  Khí gầy: là khí có chứa ít hydrocarbure nặng (khối lượng riêng ρ < 50 g/cm 3 ) được sử dụng chủ yếu cho công nghiệp và đời sống. SVTH: Nguyễn Quang Hòe – 05H5 7 Đồ Án Tốt Nghiệp  GVHD: Th.S Lê Thị Như Ý 1.3. Thành phần của khí. 1.3.1 Thành phần đặc trưng của khí tự nhiên và khí đồng hành: Những cấu tử cơ bản của khí tự nhiên và khí đồng hành là Methane (lớn nhất), Ethane, Propane, Butane (n-Butane và i-Butane), còn Pentane và các hydrocarbure no mạch thẳng có khối lượng phân tử lớn hơn thì chiếm lượng không đáng kể.  Khí tự nhiên: thành phần chủ yếu là methane (hàm lượng khí methane chiếm một tỷ lệ lớn 80 ÷ 90% thể tích), hàm lượng khí ethane chỉ chiếm khoảng 1 ÷ 2%, còn các khí khác có thành phần không đáng kể. Các mỏ khí tự nhiên là các túi khí nằm sâu dưới mặt đất và thành phần của chúng ở bất cứ nơi nào của túi khí cũng đều giống nhau, nghĩa là thành phần khí không phụ thuộc vào vị trí khai thác.  Khí đồng hành: ngoài thành phần nhiều nhất là Methane còn chứa Ethane, Propane, Butane và các hydrocarbure nặng với hàm lượng lớn hơn đáng kể so với khí tự nhiên. Propane và Butane chiếm khoảng từ 20 ÷ 50%, C 5 + có thể chiếm từ 2 ÷ 5%. Thành phần những cấu tử cơ bản trong khí thay đổi trong một phạm vi khá rộng tuỳ theo mỏ dầu khai thác, thậm chí ở cùng một mỏ nhưng ở các giai đoạn khai thác khác nhau thì tỷ lệ các thành phần cũng khác nhau.  Thời gian khai thác càng dài thì áp suất của khí trên bề mặt pha lỏng càng giảm dần nên khí càng khai thác thời gian về sau thì càng nặng hơn. Ngoài ra trong thành phần của khí tự nhiên và khí đồng hành còn chứa một phần nhỏ các tạp chất như N 2 , CO 2 , H 2 S, He và các kim loại như Ni, V, Fe Tuy nhiên, do nguồn gốc của các hydrocarbon khác nhau nên thành phần của chúng cũng khác nhau. 1.3.2 Khảo sát thành phần của khí tự nhiên và khí đồng hành ở Việt Nam và một số nước trên thế giới Bảng 1-1: Thành phần của khí tự nhiên và khí đồng hành khai thác từ một vài mỏ ở CHLB Nga, phần trăm thể tích (%V). Các cấu tử Khí tự nhiên Khí đồng hành Tây Siberi Udơbekistan Quibisep Vongagrat CH 4 99,00 87,20 39,91 76,25 C 2 H 6 0,05 1,99 23,32 8,13 C 3 H 8 0,01 0,32 17,72 8,96 i, n-C 4 H 10 0,003 0,13 5,78 3,54 C 5 + 0,001 0,15 1,1 3,33 CO 2 0,50 3,60 0,46 0,83 H 2 S - 5,50 0,35 - N 2 0,40 1,11 11,36 1,25 SVTH: Nguyễn Quang Hòe – 05H5 8 Đồ Án Tốt Nghiệp  GVHD: Th.S Lê Thị Như Ý Bảng 1-2: Thành phần khí ở một số nước Châu Á, phần trăm thể tích (%V). Các cấu tử Thành phần của khí Indonesia Thái Lan Việt Nam CH 4 65,40 67,20 71,50 C 2 H 6 6,40 8,70 12,52 C 3 H 8 6,60 4,50 8,61 i-C 4 H 10 1,50 1,00 1,75 n-C 4 H 10 2,10 1,00 2,96 C 5 + 3,00 0,80 184 CO 2 , H 2 S 15,0 16,0 0,7 Bảng 1-3: Thành phần của khí ở bể Cửu Long, phần trăm thể tích (%V). Cấu tử Bạch Hổ Rồng ( Lô 09) Khí tự nhiên Khí Đồng hành CH 4 76,82 84,77 76,54 77,62 78,02 C 2 H 6 11,87 7,22 6,89 10,04 10,67 C 3 H 8 5,98 3,46 8,25 6,94 6,70 C 4 H 10 1,04 1,70 0,78 2,83 1,74 C 5 + 0,32 1,30 0,05 0,97 0,38 N 2 0,50 - - 0,03 0,60 CO 2 1,00 - - 0,42 0,07 H 2 S - - - - - Bảng 1-4: Thành phần khí bể Nam Côn Sơn, phần trăm thể tích (%V). SVTH: Nguyễn Quang Hòe – 05H5 9 Đồ Án Tốt Nghiệp  GVHD: Th.S Lê Thị Như Ý Từ các bảng số liệu trên ta thấy rằng các cấu tử cơ bản của khí thiên nhiên và khí đồng hành là các hydrocacbon no, các parafin dãy đồng đẳng của Methane. Khí thiên nhiên thì cấu tử chủ yếu là Methane, còn khí đồng hành thì thành phần thay đổi khá rộng, cấu tử C 2 + chiếm hàm lượng đáng kể trong thành phần của khí và qua so sánh ban đầu từ các bản số liệu trên về thành phần khí đồng hành ở Việt Nam và một số nước trên thế giới thì thành phần khí đồng hành ở Việt Nam có chứa hàm lượng khí Acide là thấp, điều này rất thuận lợi cho việc chế biến và sử dụng các sản phẩm khí, trong khi đó thành phần các khí này trong mỏ khí đồng hành ở Thái Lan và Indonesia chiếm hàm lượng rất cao (15 ÷ 16%). Như vậy, khí dầu mỏ Việt Nam thuộc loại khí ngọt, hàm lượng các khí acide rất ít, khoảng 2g/100m 3 . Vì vậy khí dầu mỏ Việt Nam rất thuận lợi cho việc chế biến, sử dụng an toàn với thiết bị và không gây ô nhiễm môi trường. 1.4. Tính chất của Hydrocacbon. 1.4.1 Tính chất hóa học Các khí hydrocacbon no có một số tính chất hoá học sau đây:  Phản ứng halogen hoá:  Phản ứng nitro hoá:  Phản ứng sulfua hoá:  Phản ứng hydro hoá cắt mạch:  Phản ứng nhiệt phân :  Phản ứng cháy : SVTH: Nguyễn Quang Hòe – 05H5 10 Thành phần Đại Hùng (05-1a) Lan Tây (06-1) Lan Đỏ (06-1) Rồng Đôi (11-2) Hải Thạch (05-2) Mộc Tinh (05-3) CH 4 77,25 88,5 93,9 81,41 81,00 89,44 C 2 H 6 9,49 4,3 2,3 5,25 5,20 3,80 C 3 H 8 3,38 2,4 0,5 3,06 2,8 1,48 C 4 H 10 1,34 0,6 0,1 1,47 1,50 0,71 C 5 + 0,48 1,4 0,2 0,55 4,70 0,54 N 2 4,50 0,3 1,6 0,08 0,11 0,15 CO 2 - 1,9 1,2 5,64 4,40 3,88 H 2 S 10,0 chưa quan sát 0,00 - - 450 0 C R-H + HNO 3 R-NO 2 + H 2 O R-H + H-O-SO 3 -H R-SO 3 -H + H 2 O R-R’ + H-H RH + R’-H xt, t o xt, t 0 R-CH 2 -CH 2 -R’ R-CH=CH 2 + R’-H t 0 R-H + O 2 CO 2 + H 2 O + Q Tử ngoại R-H + X-X R-H + HX [...]... biến khí Dinh Cố 3.1.1 Giới thiệu về nhà máy Hình 3.1- Nhà máy chế biến khí Dinh Cố 3.1.2 Sơ lược về nhà máy Nhà máy chế biến khí Dinh Cố được khởi công xây dựng ngày 4/10/1997, đây là nhà chế biến khí đầu tiên của Việt Nam Nhà thầu là Tổ hợp Samsung Enginerring Company Ltđ (Hàn Quốc), cùng công ty NKK (Nhật Bản) Tổng số vốn đầu tư là 79 triệu USD, 100% vốn đầu tư của Tổng Công Ty Dầu Khí Việt Nam, nhà. .. cơ ăn mòn các thiết bị trao đổi nhiệt được chế tạo bằng những hợp kim nhẹ trong phân xưởng hóa lỏng khí Giai đoạn tách LGN và phân tách LGN thành các phân đoạn riêng lẻ được thực hiện trong phân xưởng hóa lỏng khí 2.1.3 Chuyển hóa hóa học Bằng chuyển hóa hóa học có khả năng chuyển hóa CH 4 thành các sản phẩm lỏng khác ở điều kiện nhiệt độ thường như: Xăng, Kerozene, Gasoil,… vận chuyển và sử dụng dễ... 2.1.2 Vận chuyển khí bằng tàu chở khí Hình 2.3- Sơ đồ quá trình chế biến khí để vận chuyển bằng tàu chở khí Khí sẽ được vận chuyển dạng Lỏng ở áp suất thường với nhiệt độ ở -1600C Những giai đoạn xử lý đầu giống như trường hợp vận chuyển khí bằng đường ống (như đã đề cập ở mục trên) Khí sẽ được đưa qua xử lý các giai đoạn đầu (tách Condensat, khử acide, sấy) tiếp theo là xử lý bổ sung khí hóa lỏng Tuy... phẩm nặng hơn Phần khí khô được làm nhiên liệu cho nhà máy điện Bà Rịa, nhà máy điện đạm Phú Mỹ Năng suất nhà máy 5,9 triệu Sm3/ngày Các thiết bị được thiết kế vận hành liên tục 24h trong ngày (hoạt động 350 ngày/năm), còn sản phẩm sau khi ra khỏi nhà máy được dẫn theo 3 đường ống 6" đến kho cảng Thị Vải Sự ưu tiên hàng đầu của nhà máy là duy trì dòng khí khô cung cấp cho nhà máy điện, việc thu hồi các... ở nhiệt độ cao và trong môi trường ăn mòn hoá học, có thể tự động hoá và cơ khí hoá hoàn toàn Phương pháp làm sạch ướt Thực tế thiết bị lọc ướt thường sử dụng là loại thiết bị rửa khí kiểu bọt Thiết bị này hoạt động theo nguyên tắc hấp thụ bằng dầu Khí chuyển động từ dưới lên xuyên qua lớp dầu, các hạt bụi sẽ được lớp dầu giữ lại, dòng khí tiếp tục chuyển động lên trên và ra ngoài Với loại thiết bị... nội lực góp phần công nghiệp hoá-hiện đại hoá đất nước, vào tháng 5/1999 PetroViệt Nam Gas đã vận hành nhà máy xử lý khí đầu tiên với năng suất mỗi năm khoảng 250 nghìn tấn LPG và 100 nghìn tấn Condensate Nhà máy xử lý khí Dinh cố ra đời với mục đích sau:  Xử lý, chế biến khí đồng hành thu gom được trong quá trình khai thác dầu tại mỏ Bạch Hổ và các mỏ khác ở ngoài khơi Việt Nam  Cung cấp khí thương... Dinh Cố cung cấp cho hai nhà máy điện Bà Rịa và Phú Mỹ mỗi ngày là 5,7 triệu Sm 3 khí Trong thời gian tới, nhiều nhà máy nhiệt điện sẽ được xây dựng ở những nơi có tuyến đường ống đi qua Những nhà máy điện đang sử dụng FO và DO cũng đang có những kế hoạch chuẩn bị chuyển sang sử dụng khí đốt, những nhà máy ở xa đường ống dẫn khí cũng có những kế hoạch sử dụng Condensate hay LPG thay cho dầu FO hoặc DO... lỏng từ khí thì ít được ưu tiên hơn SVTH: Nguyễn Quang Hòe – 05H5 35 Đồ Án Tốt Nghiệp  GVHD: Th.S Lê Thị Như Ý  Ưu tiên đối với việc cung cấp khí khô cho nhà máy điện: Trong trường hợp nhu cầu khí của nhà máy điện cao thì việc thu hồi các thành phần lỏng sẽ được giảm tối thiểu nhằm bù đắp cho thành phần khí  Ưu tiên cho sản xuất các sản phẩm lỏng: Trong trường hợp nhu cầu khí của nhà máy điện... sạch khí dựa vào lực ly tâm, lực trọng trường hoặc lực hút tĩnh điện a Làm sạch khí bằng lực ly tâm (thiết bị cyclon) Nguyên tắc tách ở thiết bị này là dựa vào lực ly tâm Khi dòng khí có chứa bụi được thổi vào thiết bị Cyclon với tốc độ cao theo phương tiếp tuyến với thành thiết bị và chuyển động theo đường xoáy xoắn ốc Khi đó dưới tác dụng của lực ly tâm các hạt bụi sẽ bị tách ra khỏi dòng khí và rơi... chế nạn phá rừng và làm trong sạch môi trường SVTH: Nguyễn Quang Hòe – 05H5 16  Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Lê Thị Như Ý Chương 2: Công nghệ chế biến khí 2.1 Sơ đồ chung của quá trình chế biến khí Hình 2.1: Sơ đồ chung của quá trình chế biến khí Khí từ mỏ sau khi được vận chuyển vào bờ sẽ qua khâu phân tách, đầu tiên là qua thiết bị phân tách sơ bộ để tách các phần lỏng có trong khí khai thác (các . chế độ GPP chuyển đổi so với chế độ GPP theo thiết kế 91 CHƯƠNG 4 95 MÔ PHỎNG CHẾ ĐỘ GPP CHUYỂN ĐỔI TẠI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN KHÍ DINH CỐ BẰNG PHẦN MỀM HYSYS 95 4.1. GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM HYSYS. lỏng tối ưu nhưng vẫn đảm bảo vận hành an toàn và có hiệu quả kinh tế. Với những yêu cầu như vậy, tôi được giao đề tài Mô phỏng thiết kế và tối ưu hóa thu LPG nhà máy chế biến khí Dinh Cố ở chế. 37 3.2.1 Nguyên liệu đầu vào nhà máy 37 3.2. 2Mô tả các chế độ hoạt động của nhà máy 38 3.2.2.1 Chế độ AMF 39 3.2.2.2 Chế độ MF 42 3.2.2.3 Chế độ GPP 46 3.2.2.4 Chế độ GPP chuyển đổi 52 3.2.3Các sản