DẦU NẶNG VÀ CÁC CÔNG NGHỆ NÂNG CẤP ĐẶT VẤN ĐỀ  Dầunặng là gì?  Tạisaophải nghiên cứuvề dầunặng?  Các công nghệ chế biếndầunặng ?  Mô hình nhà máy chế biếndầunặng ? Dầunặng? Dầu nặng? Dầunặng là mộtloạidầuthôrấtnhớtvàkhôngthể lưu chuyểndễ dàng. Đặctínhchungcủanólàtỉ trọng cao, tỉ số H/C thấp, hàm lượng cặn cacbon, hàm lượng asphalten, kim loạinặng, hàm lượng S, N cao Dầunặng? Các tính chất của dầu nặng  Hiệusuất phân đoạncặnrất cao, cặn khí quyểncóthể chiếm trên 70% thể tích.  Hàm lượng thành phầnnhẹ rấtthấp  Hàm lượng asphalt, asphalten cao do trong thành phầnchứanhiều acromatic đa vòng ngưng tụ.  Hàm lượng cốcrất cao, có thểđạt đếntrên30% klđốivớiloạidầucónguồn gốc bitumen.  Hiệusuất phân đoạnxăng thấp.  Hiệusuất phân đoạn gasoil thấp, đặcbiệt đốivớiloạidầu thô có nguồn bitumen  Hàm lượng các tạpchấtlưuhuỳnh, nitơ, kim loạirấtcao.  Độ nhớtrất cao, có thểđếnhàngvạnCstở nhiệt độ 100F, gây khó khăntrong quá trình vậnchuyển.  Điểmchảy cao.  Tỉ trọng API thấp, Mộtsố dầunặng tiêu biểu 537.8 o C 537.8 o C (Oil &Gas Journal) Tính chất dầu Cerro Negro, Venezuela Tính chất Giá trị Tính chất Giá trị Hàm lượng cacbon,%kl 85,3 API 8,0 Hàm lượng hydro, %kl 9,7 Độ nhớt,mPa.s ở 25C 8 x 10 4 -10 5 Hàm lượng nitơ,%kl 0,54 Khốilượng riêng,kg/m 3 (ở 15C) 1,019 Hàm lượng oxi,%kl 0,30 Nhiệttổng, MJ/kg 42,8 Hàm lượng lưuhuỳnh,%kl 4,04 Điểmchớp cháy, C 120 Hàm lượng tro,%kl 0,12 Điểmchảy, C 38 Hàm lượng natri, ppm 40 Hàm lượng hợpchất no, % 10,7 Hàm lượng vanadi, ppm 440 Hàm lượng acromatic, % 58,0 Hàm lượng niken, ppm 110 Hàm lượng nhựa, % 19,3 Hàm lượng sắt, ppm 12 Hàm lượng asphalten, % 11,9 Tính chất Giá trị Tính chất Giá trị o API 9 Phân đoạnLPG, %V 0,0 Hàm lượng Nitơ,%kl 4,9 Phân đoạn naphtha, %V 1,5 Hàm lượng lưuhuỳnh,%kl 0,5 Phân đoạnJet, %V 1,7 Hàm lượng kim loại, ppm 280 Phân đoạn Diesel, %V 13,9 Độ nhớt, m 2 /s x 10 6 (40C) 7000 Phân đoạn VGO, %V 31,9 Phân đoạncặn, %V 50,8 Tính chất dầu bitumen Athabasca, Canada Trữ lượng và tiềmnăng củadầunặng 1. Douglas Lanier, 7th International Conf. on Heavy Oil and Bitumen 1998. 2. US Geological Survey World Petroleum Assessment 2000 [...]... Để thu được hiệu suất dầu nâng cấp cao, chất lượng dầu nâng cấp tốt, thường phải kết hợp cả 2 quá trình trên (nâng cấp toàn phần) Mô hình hệ thống nâng cấp dầu nặng Một số dự án nâng cấp dầu nặng ở Venezula Dự án Cerro Negro Một số dự án nâng cấp dầu nặng ở Venezula Dự án Sincor Một số dự án nâng cấp dầu nặng ở Venezula Dự án Petrolera Ameriven/Hamaca Một số dự án nâng cấp dầu nặng ở Venezula Dự án... nhà máy nâng cấp đặt gần nơi khai thác Example H/C (atom.) Hydrogen wt% Coal EHO or  Ar.Heavy Vac.resid Usual crudes Naphtha Diesel Methane 0.4 – 0.8 1.5 Around 2 2.3 1.9 4 11.1 Around 14 16 13.6 25 NÂNG CẤP DẦU NẶNG? (upgrading heavy oil)  Mức độ nâng cấp  Nâng cấp một phần: dầu 8-9oAPI sẽ được nâng cấp thành dầu 14-22oAPI  dầu nâng cấp có chất lượng trung bình và thấp  Nâng cấp tối đa: dầu 8-9oAPI... 8-9oAPI sẽ được nâng cấp thành dầu >26oAPI  dầu nâng cấp có chất lượng cao  Công nghệ nâng cấp  Loại bỏ cacbon  Bổ sung hydro Nguồn: PDVSA Sơ đồ các mức độ nâng cấp dầu nặng Công nghệ nâng cấp  Công nghệ loại cacbon (carbon rejection): cracking nhiệt, cracking xúc tác, tách asphalt bằng dung môi (solvent deasphalting)    Công nghệ thêm hydro (hydrogen addition): gồm các công nghệ hydrocracking,... nghiệm NÂNG CẤP DẦU NẶNG? (upgrading heavy oil)  Là quá trình biến đổi từ bitumen hay dầu nặng thành dầu thô tổng hợp (synthetic crude oil) hay còn gọi là dầu nâng cấp  tăng tỉ lệ H/C, tách loại lưu huỳnh, nitơ và kim loại,    Cải thiện độ nhớt của dầu thô giúp cho quá trình vận chuyển được dễ dàng Loại bỏ một phần tạp chất và cặn để đáp ứng chất lượng của dầu thô thị trường Thông thường dầu nặng. .. Một số dự án nâng cấp dầu nặng ở Venezula Dự án Petrozueta Một số dự án nâng cấp dầu nặng ở Canada Dự án Husky Oil Lloydminster Một số dự án nâng cấp dầu nặng ở Canada Dự án Heartland Một số dự án nâng cấp dầu nặng ở Canada Dự án Heartland Thống kê số lượng các công nghệ xử lí cặn đang được sử dụng trên thế giới năm 2003 Công nghệ Bắc và Châu Âu và Nam Mỹ Nhật Bản Các nước khác Tổng số Tỉ lệ % Hydroprocessing... chuyển, nâng cấp dầu nặng Vận chuyển dầu nặng      Gia nhiệt: cổ điển, dầu thô không cần phân tách dung môi, khó khăn trong thiết kế đường ống (công suất, bơm, nhiệt lượng, ăn mòn,…), thay đổi cấu trúc keo làm xấu đi tính chất của dầu thô, tiêu thụ nhiều nhiên liệu hạn chế sử dụng Pha loãng: sử dụng rộng rãi, pha loãng dầu bằng các HC khác có độ nhớt nhỏ hơn như condensate, naphtha, kerosene, hay dầu. .. bộ: thường kết hợp với pha loãng để giảm độ nhớt trước khi chuyển đến nhà máy nâng cấp để loại bỏ bớt thành phần nặng và tạp chất, do đó độ nhớt của dầu nặng giảm đi Tạo dòng chảy tâm ống CAF: Tạo màng nước bao quanh dầu trong đường ống, vai trò như chất bôi trơn, ma sát giữa dầu với thành ống lúc này trở thành ma sát giữa dầu với nước, áp suất bơm sẽ tương đương với áp suất vận chuyển nước trong đường... điểm: có thể xử lý được dầu thô có hàm lượng tạp chất cao (cracking nhiệt, tách asphalt bằng dung môi) Nhược điểm: sản xuất các sản phNm có chất lượng thấp, đặc biệt đối với các quá trình cracking nhiệt tạo sản phNm không ổn định, hiệu suất sản phNm lỏng thấp Ưu điểm: sản phẩm có chất lượng cao, ổn định, hiệu suất dầu nâng cấp cao Nhược điểm: độ linh hoạt kém, với nguyên liệu dầu nặng có tỉ trọng cao,... (25-50%) Vì độ nhớt của dầu sau pha loãng tỉ lệ theo hàm mũ với lượng chất pha loãng nên rất hiệu quả Tạo nhũ tương với nước: phân tán các giọt dầu thô nặng trong nước (30%) với sự có mặt của chất hoạt động bề mặt (500-2000ppm) để hệ nhũ tương này ổn định hơn, có độ nhớt thấp hơn, được sử dụng chủ yếu làm nhiên liệu cho các nhà máy nhiệt điện và nhiều ứng dụng khác thay cho than đá Nâng cấp sơ bộ: thường... Nhật Bản Các nước khác Tổng số Tỉ lệ % Hydroprocessing Fixed bed 12 21 27 60 9 Ebullated 7 4 1 12 2 Slurry 1 0 0 1 0  Công nghệ thêm hydro 20 25 28 73 12 Solvent Deasphalting 15 3 6 24 4 Thermal Processing 131 155 147 433 69 RFCC 19 26 57 102 16 Tổng 185 209 238 632 100 CÔNG NGHỆ KHỬ ASPHALT BẰNG DUNG MÔI Nguyên liệu Thiết bị phân tách Thiết bị chiết Hơi nước Hơi nước Pitch DAO Propane n-butane n-pentane