Giáo trình Vận hành các phân xưởng chế biến khí (Nghề: Vận hành thiết bị chế biến dầu khí - Cao đẳng) được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Thành phần và tính chất của khí tự nhiên; Quá trình làm ngọt khí; Quá trình thu hồi lưu huỳnh; Quá trình làm khô và chống hình thành Hydrate; Thu hồi NGL; Chế biến khí bằng phương pháp hấp thụ và chưng cất. Mời các bạn cùng tham khảo!
THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CỦA KHÍ TỰ NHIÊN
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHÍ TỰ NHIÊN VÀ KHÍ ĐỒNG HÀNH
CÁC THUẬT NGỮ THƯỜNG DÙNG TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN KHÍ 18 1 Khí tự nhiên, khí đồng hành
THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT CỦA KHÍ TỰ NHIÊN VÀ KHÍ ĐỒNG HÀNH 19 5.1.1 Thành phần, tính chất của khí tự nhiên và khí đồng hành
QUY TRÌNH CHẾ BIẾN KHÍ TỔNG QUÁT
2 Bài 2: Quá trình làm ngọt khí 42 04 37 1
2.1 Tổng quan quá trình làm ngọt khí 1 1
2.2 Các phương pháp làm ngọt khí 3 3
2.3 Thực hành quá trình làm ngọt khí axit bằng amin 38 37 1
3 Bài 3: Quá trình thu hồi lưu huỳnh 06 05 1
3.1 Cơ sở hóa học của quá trình 1 1
3.3 Các thiết bị chính và thông số vận hành 2 1 1
4 Bài 4: Quá trình làm khô và chống hình thành Hydrate 43 05 36 2
4.2 Độ ẩm của khí và cách xác định độ ẩm của khí 1.5 1.5
4.3 Các phương pháp chống hình thành hydrate 2 2
4.4 Thực hành làm khô khí 38 36 2
5.1 Giới thiệu chung và khái niệm 1 1
5.2 Phương pháp thu hồi sản phẩm lỏng bằng dầu hấp thụ 2 2
5.3 Phương pháp làm lạnh thu hồi NGL 2 2
Số TT Nội dung tổng quát
Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập
5.4 Thực hành quá trình thu hồi NGL trên mô hình 36 35 1
6 Bài 6: Chế biến khí bằng phương pháp Hấp thụ và Chưng cất 15 14 1
6.1 Chế biến khí bằng phương pháp Hấp thụ 3 3
6.2 Chế biến khí bằng phương pháp Chưng cất 3 3
6.3 Tìm hiểu quá trình chế biến khí tại Dinh cố GPP 9 8 1
6 Điều kiện thực hiện mô đun:
6.1 Phòng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn
6.2 Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn, mô hình mô phỏng tháp làm nguội, lò gia nhiệt, thiết bị trao đổi nhiệt
6.3 Học liệu, dụng cụ, mô hình, phương tiện: Giáo trình, giáo án, qui trình vận hành
7 Nội dung và phương pháp đánh giá:
- Kiến thức: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức
- Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kỹ năng
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:
+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập
+ Tham gia đầy đủ thời lượng mô đun theo quy định
+ Nghiêm túc trong quá trình học tập
Người học được đánh giá tích lũy mô đun như sau:
Áp dụng quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy theo Thông tư số 09/2017/TT-LĐTBXH do Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội ban hành ngày 13/3/2017 nhằm đảm bảo tiêu chuẩn chất lượng giáo dục và phù hợp với quy định pháp luật hiện hành.
- Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Dầu khí như sau: Điểm đánh giá Trọng số
+ Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) 40%
+ Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2)
+ Điểm thi kết thúc mô đun 60%
Phương pháp đánh giá Phương pháp tổ chức Hình thức kiểm tra Chuẩn đầu ra đánh giá Số cột Thời điểm kiểm tra
2 Sau 5 giờ Định kỳ Viết/ Thông qua sản phẩm học tập
Trắc nghiệm/ Sản phẩm học tập
Kết thúc mô đun Viết/ Thông qua sản phẩm học tập
Tự luận và trắc nghiệm/ Sản phẩm học tập
- Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc mô đun được chấm theo thang điểm
10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến một chữ số thập phân
Điểm mô đun được tính bằng tổng điểm của tất cả các thành phần đánh giá trong mô đun, sau đó nhân với trọng số tương ứng Thang điểm của điểm mô đun là 10, và kết quả được làm tròn đến một chữ số thập phân Đây là cách tính điểm chính xác và chuẩn hóa, giúp đánh giá chất lượng học tập một cách rõ ràng và khách quan.
8 Hướng dẫn thực hiện mô đun
8.1 Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng HSSV trường Cao đẳng Dầu khí
8.2 Phương pháp giảng dạy, học tập mô đun
* Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gồm: nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu, bài tập tình huống, câu hỏi thảo luận…
* Bài tập: Phân chia nhóm nhỏ thực hiện bài tập theo nội dung đề ra
* Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề ra
Hướng dẫn tự học theo nhóm hiệu quả bắt đầu bằng việc nhóm trưởng phân công các thành viên nghiên cứu và tìm hiểu nội dung bài học theo yêu cầu đề ra Các thành viên cùng thảo luận và trình bày lại kiến thức, góp phần nâng cao hiểu biết chung của nhóm Quá trình này còn bao gồm ghi chép cẩn thận và viết báo cáo nhóm để tổng hợp các nội dung đã học, giúp tăng cường kỹ năng làm việc nhóm và tự học hiệu quả.
8.2.2 Đối với người học: Người học phải thực hiện các nhiệm vụ như sau:
Học sinh nên nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp để nâng cao hiệu quả tiếp thu kiến thức Các nguồn tài liệu tham khảo như trang web, thư viện và tài liệu hướng dẫn sẽ được cung cấp đầy đủ trước khi bắt đầu mô đun học, giúp học viên chuẩn bị tốt hơn cho quá trình học tập.
Để đủ điều kiện dự thi, học viên phải tham dự ít nhất 70% các buổi giảng lý thuyết và 100% các buổi học thực hành Nếu vắng quá 30% số tiết lý thuyết hoặc không tham dự buổi thực hành nào, học viên bắt buộc phải học lại mô-đun mới có thể thi lần tiếp theo.
Tự học và thảo luận nhóm là phương pháp học tập hiệu quả kết hợp giữa học cá nhân và làm việc nhóm Trong phương pháp này, nhóm gồm 2-3 người sẽ được phân công chủ đề trước khi bắt đầu học lý thuyết và thực hành, giúp nâng cao kỹ năng làm việc nhóm và tự chủ trong học tập Mỗi thành viên chịu trách nhiệm phát triển một hoặc nhiều nội dung trong chủ đề để đảm bảo toàn bộ phần thảo luận của nhóm được hoàn thiện một cách tốt nhất Đây là cách nâng cao hiệu quả học tập thông qua sự phối hợp và chia sẻ kiến thức giữa các thành viên trong nhóm.
- Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ
- Tham dự thi kết thúc mô đun
- Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học
[1] Trường Cao Đẳng Dầu khí, Giáo trình Vận hành phân xưởng chế biến khí, Lưu hành nội bộ, 2017
[2] PGS.TS Nguyễn Thị Minh Hiền, Công nghệ chế biến khí tự nhiên và khí đồng hành, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2004
[1] Prosimulator, Amine treating unit AMI01, mar 2015
[2] Prosimulator, NGL recovery unit NGL01, Aug 2014
BÀI 1 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CỦA KHÍ TỰ NHIÊN
Bài 1 giới thiệu về một số nội dung cơ bản liên quan đến thành phần và tính chất của khí tự nhiên để người học có được kiến thức nền tảng cho những bài sau
Sau khi học xong chương này, người học có khả năng:
- Trình bày được các khái niệm thường dùng, các thuật ngữ thường dùng trong công nghệ khí;
- Trình bày được khái niệm, thành phần, tính chất, các sản phẩm chính và ứng dụng của khí tự nhiên, khí đồng hành;
- Trình bày và giải thích được quy trình chế biến khí tổng quát
❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 1
+ Thiết kế giáo án theo thể loại lý thuyết, thực hành hoặc tích hợp phù hợp với bài học Giáo án được soạn theo bài hoặc buổi dạy
+ Tổ chức giảng dạy: Chia ca, nhóm (phụ thuộc vào số lượng sinh viên/lớp)
+ Chuẩn bị tài liệu, dụng cụ học tập, vở ghi đầy đủ;
+ Hoàn thành các bài thực hành kỹ năng;
+ Tổ chức làm việc nhóm, làm việc độc lập;
+ Tuần thủ quy định an toàn, giờ giấc
❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 1
- Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng mô hình
- Trang thiết bị máy móc: Máy tính, máy chiếu
- Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Giáo án, giáo trình
- Các điều kiện khác: Không có
❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 1
✓ Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức
✓ Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng
✓ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:
+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập
+ Tham gia đầy đủ thời lượng mô đun
+ Nghiêm túc trong quá trình học tập
✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: vấn đáp, bảng kiểm)
✓ Kiểm tra định kỳ lý thuyết: Không
✓ Kiểm tra định kỳ thực hành: Không
1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHÍ TỰ NHIÊN VÀ KHÍ ĐỒNG HÀNH
Khí tự nhiên và khí đồng hành là các hợp chất hydrocarbons được khai thác từ lòng đất, chủ yếu là các ankan như metan, etan, propan và butan Ngoài ra, thành phần của khí còn chứa các hợp chất khác như các khí chứa lưu huỳnh và các hợp chất hydrocarbons khác, tạo thành nguồn nhiên liệu sạch và hiệu quả cho nhiều ứng dụng công nghiệp và đời sống Việc khai thác khí tự nhiên đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo nguồn năng lượng bền vững và giảm thiểu tác động đến môi trường.
H2O, He, N2, CO2, H2S… Số lượng và hàm lượng các cấu tử thay đổi trong những khoảng rộng
Khí tự nhiên được khai thác từ các mỏ khí nằm sâu dưới mặt đất, đóng vai trò quan trọng trong nguồn năng lượng sạch Trong khi đó, khí đồng hành được thu nhận cùng quá trình khai thác dầu mỏ tại các mỏ dầu, góp phần tối ưu hóa nguồn tài nguyên Cần hiểu rõ sự khác biệt giữa khí tự nhiên và khí đồng hành để phát triển ngành công nghiệp năng lượng hiệu quả và bền vững.
Khí đồng hành và khí tự nhiên là nguồn chính cung cấp nguyên liệu quan trọng cho ngành công nghiệp hóa học và hóa dầu, đặc biệt là etan Tại Mỹ, từ etan đã chế biến 40% lượng etylen dùng trong sản xuất nhựa tổng hợp, oxit etylen và chất hoạt động bề mặt, cùng nhiều sản phẩm hóa học khác Mức độ phát triển của ngành công nghiệp tổng hợp hữu cơ ngày càng được đánh giá dựa trên tổng sản lượng và nhu cầu etylen trên thị trường.
Nhiều quốc gia trên thế giới đã tận dụng trữ lượng dầu khí lớn để tổ chức sản xuất quy mô lớn, giúp tối đa hóa lợi nhuận từ các sản phẩm như ethane, khí hóa lỏng (LPG, LNG), các hydrocacbon khác và nhiên liệu cho động cơ Việc khai thác và chế biến đa dạng các sản phẩm dầu khí này mang lại hiệu quả kinh tế cao, góp phần thúc đẩy phát triển ngành công nghiệp năng lượng và đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong nước và quốc tế.
Nhiên liệu khí mang lại hiệu quả cao và ngày càng thu hút sự quan tâm lớn trên thị trường quốc tế, thúc đẩy các quốc gia khai thác dầu khí đầu tư xây dựng, mở rộng và hiện đại hóa các nhà máy chế biến khí.
Khí tự nhiên và khí đồng hành không chỉ là nguồn nhiên liệu cho sản xuất etan, propan và các hợp chất khác mà còn cung cấp một lượng lớn lưu huỳnh, heli cùng các sản phẩm vô cơ quan trọng cho nhiều ngành kinh tế quốc dân Canada là nước đứng thứ hai thế giới về sản xuất các hợp chất chứa lưu huỳnh từ ngành công nghiệp chế biến khí tự nhiên, trong khi Mỹ dẫn đầu về sản xuất heli – một nguyên liệu then chốt trong công nghệ nghiên cứu vũ trụ Tại Việt Nam, đã hình thành bốn cụm khai thác dầu khí lớn, đóng vai trò quan trọng trong phát triển ngành năng lượng quốc gia.
Cụm mỏ khí thứ nhất nằm ở vùng đồng bằng Bắc Bộ, gồm nhiều mỏ khí nhỏ, trong đó có mỏ Tiền Hải – “C” với trữ lượng khoảng 250 tỷ m³ khí Mỏ Tiền Hải bắt đầu khai thác từ năm 1981 để phục vụ phát triển công nghiệp địa phương Các khám phá mới trong khu vực này đã tạo nền tảng cho nguồn nguyên liệu khí quan trọng cho ngành công nghiệp khí ở các tỉnh phía Bắc.
Cụm mỏ thứ hai nằm trong vùng biển Cửu Long, gồm chuỗi 4 mỏ dầu quan trọng là Bạch Hổ, Rồng, Rạng Đông và Rudi Đây là cụm mỏ dầu chủ chốt hiện nay, đóng vai trò then chốt trong ngành dầu khí Việt Nam, cung cấp hơn 96% sản lượng dầu toàn quốc.
QUÁ TRÌNH LÀM NGỌT KHÍ
TỔNG QUAN QUÁ TRÌNH LÀM NGỌT KHÍ
Khí tự nhiên và khí đồng hành ngoài các thành phần chính là hydrocacbon còn chứa một lượng đáng kể các tạp chất có tính axit như dioxide cacbon (CO2), hydrosulfua (H2S) và các hợp chất chứa lưu huỳnh như oxit lưu huỳnh cacbon (COS), disulfua cacbon (CS2), mercaptan (RSH) Những tạp chất này ảnh hưởng đến chất lượng và quá trình xử lý khí, đòi hỏi các công nghệ loại bỏ khí độc hại để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong ứng dụng.
Các tạp chất là hợp chất của lưu huỳnh được coi là thành phần độc hại do:
Dầu chứa hơn 1% lưu huỳnh được coi là dầu ăn mòn do dễ bị phân hủy nhiệt và tương tác với H2 để tạo khí H2S, gây ăn mòn các thiết bị dầu khí Hàm lượng H2S trong khí vượt mức 700ppm có thể gây nguy hiểm đến tính mạng con người, đặc biệt khi khí độc này tích tụ trong quá trình khai thác và sản xuất dầu khí.
Các chất dễ bị hấp phụ lên bề mặt các chất xúc tác rắn, dẫn đến ngộ độc xúc tác và cản trở quá trình chế biến dầu, từ đó làm tăng chi phí sản xuất.
− Một số hợp chất như mercaptan nhẹ, có mùi khó chịu đối với con người
Trong quá trình sử dụng các sản phẩm khí như nhiên liệu, khí SO2 phát sinh, gây ra ô nhiễm môi trường và mưa axit gây phá hoại hệ sinh thái Khí axit này còn gây ăn mòn các công trình xây dựng và thiết bị, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người và hệ sinh thái tự nhiên.
− Sự có mặt của hợp chất lưu huỳnh làm giảm hiệu lực của một số chất phụ gia dầu bôi trơn
Trong khí thiên nhiên, ngoài H2S và CO2, sự hiện diện của các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh gây khó khăn lớn trong khai thác, vận chuyển và sử dụng khí, ngay cả với hàm lượng thấp Điều này đòi hỏi phải xây dựng các công trình xử lý để loại bỏ các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh, mặc dù khí đã được làm sạch khỏi H2S trước đó.
Khi lựa chọn phương pháp làm sạch khí, việc đánh giá thành phần của nguyên liệu là rất quan trọng để xác định các tạp chất cần loại bỏ trong khí thành phẩm Điều này giúp đảm bảo quá trình làm sạch đạt hiệu quả cao, phù hợp với yêu cầu kỹ thuật và an toàn Chọn đúng phương pháp dựa trên thành phần khí ban đầu sẽ tối ưu hóa quá trình xử lý và nâng cao chất lượng khí sau khi làm sạch.
Một số tạp chất khi phản ứng với các dung môi có thể tạo thành các hợp chất hóa học ổn định không phân hủy khi đun nóng trong quá trình tái sinh Phản ứng này không phải là phản ứng thuận nghịch dưới điều kiện của quá trình, dẫn đến sự giảm dần nồng độ dung môi hoạt tính theo thời gian Cuối cùng, dung môi có thể mất hoàn toàn hoạt tính do sự tích tụ của các hợp chất không phân hủy này.
Thực tế cho thấy, những lượng nhỏ tạp chất tưởng chừng như không gây hại gì có thể ảnh hưởng lớn đến quá trình chọn lựa dung môi phù hợp và công nghệ làm sạch khí Việc loại bỏ các tạp chất này là bước quan trọng để đảm bảo hiệu quả và an toàn trong xử lý khí công nghiệp Tạp chất dù tồn tại ở mức rất nhỏ nhưng lại có thể gây ảnh hưởng đáng kể đến quá trình làm sạch khí, đòi hỏi phải có giải pháp phù hợp để kiểm soát và loại bỏ chúng một cách hiệu quả.
Khi xem xét vấn đề này, cần chú ý đến tỷ lệ H2S:CO2 trong khí nguyên liệu, vì nồng độ H2S trong khí axit là yếu tố quyết định lựa chọn công nghệ và phương pháp làm sạch khí Tỷ lệ này có thể thấp đến mức phương pháp oxy hóa xúc tác nhiệt H2S (phương pháp Clause) không còn phù hợp để xử lý khí axit thành lưu huỳnh.
Khí CO2 là khí trơ, không có giá trị nhiệt và có thể bị đông rắn trong quá trình chế biến sinh hàn
Trong quá trình khai thác khí tự nhiên, việc loại bỏ các tạp chất là điều cần thiết để đảm bảo chất lượng khí Quá trình này nhằm tách khí axit và các hợp chất lưu huỳnh ra khỏi thành phần của khí tự nhiên, được gọi là "quá trình làm ngọt khí" Việc làm ngọt khí giúp cải thiện độ sạch và an toàn của khí, phù hợp cho các mục đích sử dụng khác nhau.
Các phương pháp làm ngọt khí gồm:
- Phương pháp hấp thụ: Hấp thụ Hóa Học và hấp thụ Vật Lý
Trong đó phương pháp hấp thụ và hấp phụ là 2 phương pháp cơ bản được sử dụng để làm ngọt khí
Hấp phụ là quá trình các chất được hút lên bề mặt xốp của chất rắn nhờ các lực hút tại bề mặt Các vật liệu dùng trong quá trình này gọi là chất hấp phụ, còn các chất bị hút gọi là chất bị hấp phụ Lực hấp phụ chủ yếu do lực hấp dẫn giữa các phân tử, đặc biệt là lực Van der Waals tác dụng trong phạm vi gần sát bề mặt, tạo thành hấp phụ vật lý.
Mỗi phân tử bị hấp phụ (pha khí hay lỏng) đều giảm độ tự do, nên hấp phụ luôn kèm theo sự tỏa nhiệt
Trong quá trình hấp thụ, dòng khí tiếp xúc với chất lỏng có tính hấp thụ chọn lọc các khí axit, giúp loại bỏ hiệu quả các khí gây ô nhiễm Chất lỏng đã hấp thụ khí sau đó được tái sinh nhờ các phương pháp giảm áp suất hoặc gia nhiệt, đảm bảo quá trình diễn ra liên tục và hiệu quả Quá trình này là một phương pháp quan trọng trong xử lý khí thải công nghiệp, giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường và nâng cao hiệu suất sản xuất.
Trong phương pháp hấp phụ, dòng khí chua tiếp xúc với tác nhân hấp phụ rắn là Zeolit có khả năng chọn lọc các hợp chất lưu huỳnh và/hoặc CO₂, giúp loại bỏ hiệu quả các khí độc hại Vật liệu hấp phụ sau quá trình hấp phụ thường được tái sinh bằng nhiệt để chuẩn bị cho chu kỳ tiếp theo, đảm bảo hiệu quả và tuổi thọ của hệ thống hấp phụ.
Việc lựa chọn phương pháp làm ngọt khí phụ thuộc vào hàm lượng tạp chất axit trong nguyên liệu và giới hạn tạp chất axit trong khí thành phẩm Trong công nghiệp, phương pháp hấp thụ là kỹ thuật chính được sử dụng để loại bỏ khí axit và các hợp chất chứa lưu huỳnh khỏi thành phần khí, đảm bảo chất lượng khí thành phẩm đạt tiêu chuẩn.
THỰC HÀNH QUÁ TRÌNH LÀM NGỌT KHÍ AXIT BẰNG AMIN
3 Bài 3: Quá trình thu hồi lưu huỳnh 06 05 1
3.1 Cơ sở hóa học của quá trình 1 1
3.3 Các thiết bị chính và thông số vận hành 2 1 1
4 Bài 4: Quá trình làm khô và chống hình thành Hydrate 43 05 36 2
4.2 Độ ẩm của khí và cách xác định độ ẩm của khí 1.5 1.5
4.3 Các phương pháp chống hình thành hydrate 2 2
4.4 Thực hành làm khô khí 38 36 2
5.1 Giới thiệu chung và khái niệm 1 1
5.2 Phương pháp thu hồi sản phẩm lỏng bằng dầu hấp thụ 2 2
5.3 Phương pháp làm lạnh thu hồi NGL 2 2
Số TT Nội dung tổng quát
Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập
5.4 Thực hành quá trình thu hồi NGL trên mô hình 36 35 1
6 Bài 6: Chế biến khí bằng phương pháp Hấp thụ và Chưng cất 15 14 1
6.1 Chế biến khí bằng phương pháp Hấp thụ 3 3
6.2 Chế biến khí bằng phương pháp Chưng cất 3 3
6.3 Tìm hiểu quá trình chế biến khí tại Dinh cố GPP 9 8 1
6 Điều kiện thực hiện mô đun:
6.1 Phòng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn
6.2 Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn, mô hình mô phỏng tháp làm nguội, lò gia nhiệt, thiết bị trao đổi nhiệt
6.3 Học liệu, dụng cụ, mô hình, phương tiện: Giáo trình, giáo án, qui trình vận hành
7 Nội dung và phương pháp đánh giá:
- Kiến thức: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức
- Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kỹ năng
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:
+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập
+ Tham gia đầy đủ thời lượng mô đun theo quy định
+ Nghiêm túc trong quá trình học tập
Người học được đánh giá tích lũy mô đun như sau:
Áp dụng quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-LĐTBXH, ngày 13/3/2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội để đảm bảo chất lượng và tiêu chuẩn đào tạo chuyên nghiệp.
- Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Dầu khí như sau: Điểm đánh giá Trọng số
+ Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) 40%
+ Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2)
+ Điểm thi kết thúc mô đun 60%
Phương pháp đánh giá Phương pháp tổ chức Hình thức kiểm tra Chuẩn đầu ra đánh giá Số cột Thời điểm kiểm tra
2 Sau 5 giờ Định kỳ Viết/ Thông qua sản phẩm học tập
Trắc nghiệm/ Sản phẩm học tập
Kết thúc mô đun Viết/ Thông qua sản phẩm học tập
Tự luận và trắc nghiệm/ Sản phẩm học tập
- Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc mô đun được chấm theo thang điểm
10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến một chữ số thập phân
Điểm mô đun là tổng điểm của tất cả các thành phần đánh giá trong mô đun, mỗi thành phần được nhân với trọng số tương ứng để phản ánh tầm quan trọng của nó Điểm mô đun được tính theo thang điểm 10 và làm tròn đến một chữ số thập phân nhằm đảm bảo tính chính xác và nhất quán trong đánh giá chất lượng học tập.
8 Hướng dẫn thực hiện mô đun
8.1 Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng HSSV trường Cao đẳng Dầu khí
8.2 Phương pháp giảng dạy, học tập mô đun
* Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gồm: nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu, bài tập tình huống, câu hỏi thảo luận…
* Bài tập: Phân chia nhóm nhỏ thực hiện bài tập theo nội dung đề ra
* Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề ra
Hướng dẫn tự học theo nhóm hiệu quả bắt đầu bằng việc nhóm trưởng phân công các thành viên nghiên cứu theo yêu cầu bài học, từ đó cả nhóm thảo luận, trình bày nội dung và ghi chép cẩn thận Việc viết báo cáo nhóm giúp tổng hợp kiến thức và nâng cao kỹ năng làm việc teamwork, góp phần nâng cao kết quả học tập.
8.2.2 Đối với người học: Người học phải thực hiện các nhiệm vụ như sau:
Nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp là một bước quan trọng để nâng cao hiệu quả học tập Các tài liệu tham khảo, như trang web, thư viện, và các tài liệu hướng dẫn, sẽ được cung cấp sẵn để người học có thể chuẩn bị tốt cho mô đun này Việc chuẩn bị kỹ lưỡng giúp học sinh tiếp thu kiến thức một cách dễ dàng và tự tin hơn trong quá trình học tập trên lớp Đồng thời, việc nghiên cứu trước còn giúp tiết kiệm thời gian và tăng khả năng tương tác, trao đổi kiến thức hiệu quả hơn trong suốt quá trình học.
Tham gia ít nhất 70% các buổi giảng lý thuyết và 100% các buổi học thực hành là điều kiện bắt buộc để đảm bảo quyền dự thi Nếu người học vắng quá 30% số tiết lý thuyết hoặc bỏ lỡ mọi tiết thực hành, họ cần học lại mô đun mới đủ điều kiện tham dự kỳ thi tiếp theo.
Tự học và thảo luận nhóm là phương pháp học tập kết hợp giữa học cá nhân và làm việc nhóm để nâng cao hiệu quả Trong phương pháp này, nhóm gồm 2-3 người sẽ nhận chủ đề thảo luận trước khi bắt đầu học lý thuyết và thực hành Mỗi thành viên trong nhóm sẽ đảm nhận trách nhiệm về một hoặc nhiều nội dung đã được phân công, góp phần phát triển và hoàn thiện toàn bộ chủ đề một cách tốt nhất Phương pháp này không chỉ giúp củng cố kiến thức mà còn nâng cao kỹ năng làm việc nhóm, thúc đẩy sự chủ động trong học tập.
- Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ
- Tham dự thi kết thúc mô đun
- Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học
[1] Trường Cao Đẳng Dầu khí, Giáo trình Vận hành phân xưởng chế biến khí, Lưu hành nội bộ, 2017
[2] PGS.TS Nguyễn Thị Minh Hiền, Công nghệ chế biến khí tự nhiên và khí đồng hành, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2004
[1] Prosimulator, Amine treating unit AMI01, mar 2015
[2] Prosimulator, NGL recovery unit NGL01, Aug 2014
BÀI 1 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CỦA KHÍ TỰ NHIÊN
Bài 1 giới thiệu về một số nội dung cơ bản liên quan đến thành phần và tính chất của khí tự nhiên để người học có được kiến thức nền tảng cho những bài sau
Sau khi học xong chương này, người học có khả năng:
- Trình bày được các khái niệm thường dùng, các thuật ngữ thường dùng trong công nghệ khí;
- Trình bày được khái niệm, thành phần, tính chất, các sản phẩm chính và ứng dụng của khí tự nhiên, khí đồng hành;
- Trình bày và giải thích được quy trình chế biến khí tổng quát
❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 1
+ Thiết kế giáo án theo thể loại lý thuyết, thực hành hoặc tích hợp phù hợp với bài học Giáo án được soạn theo bài hoặc buổi dạy
+ Tổ chức giảng dạy: Chia ca, nhóm (phụ thuộc vào số lượng sinh viên/lớp)
+ Chuẩn bị tài liệu, dụng cụ học tập, vở ghi đầy đủ;
+ Hoàn thành các bài thực hành kỹ năng;
+ Tổ chức làm việc nhóm, làm việc độc lập;
+ Tuần thủ quy định an toàn, giờ giấc
❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 1
- Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng mô hình
- Trang thiết bị máy móc: Máy tính, máy chiếu
- Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Giáo án, giáo trình
- Các điều kiện khác: Không có
❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 1
✓ Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức
✓ Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng
✓ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:
+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập
+ Tham gia đầy đủ thời lượng mô đun
+ Nghiêm túc trong quá trình học tập
✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: vấn đáp, bảng kiểm)
✓ Kiểm tra định kỳ lý thuyết: Không
✓ Kiểm tra định kỳ thực hành: Không
1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHÍ TỰ NHIÊN VÀ KHÍ ĐỒNG HÀNH
Khí tự nhiên và khí đồng hành là các hợp chất ankan được khai thác từ lòng đất, chủ yếu gồm metan, etan, propan và butan Ngoài ra, thành phần của khí còn có các hợp chất khác như hydrocarbon chưa bão hòa, khí mê-tan bị loại bỏ và các hợp chất khác góp phần vào đặc tính và ứng dụng của khí tự nhiên trong đời sống và công nghiệp.
H2O, He, N2, CO2, H2S… Số lượng và hàm lượng các cấu tử thay đổi trong những khoảng rộng
Khí tự nhiên được khai thác từ các mỏ khí tự nhiên nằm sâu dưới mặt đất, trong khi đó khí đồng hành được thu gom từ các mỏ dầu trong quá trình khai thác dầu mỏ Hai loại khí này đóng vai trò quan trọng trong ngành năng lượng, góp phần cung cấp nguồn nhiên liệu sạch và đa dạng cho các hoạt động kinh tế.
Khí đồng hành và khí tự nhiên là nguồn chính cung cấp nguyên liệu quan trọng cho ngành công nghiệp hóa học và hóa dầu, đặc biệt là etan Ở Mỹ, từ etan đã chế biến ra 40% lượng etylen sử dụng trong sản xuất nhựa tổng hợp, oxit etylen, chất hoạt động bề mặt và nhiều sản phẩm hóa học khác, phản ánh mức độ phát triển của ngành công nghiệp tổng hợp hữu cơ dựa trên tổng sản lượng và nhu cầu etylen.
Nhiều quốc gia trên thế giới đã chứng minh rằng, với nguồn dự trữ dầu và khí tự nhiên phong phú, việc phát triển quy mô lớn các sản phẩm như etan, khí hóa lỏng (LPG, LNG), các hydrocacbon khác và nhiên liệu cho động cơ mang lại lợi nhuận cao Điều này cho thấy tiềm năng khai thác và tận dụng nguồn tài nguyên này để góp phần phát triển kinh tế bền vững.
Nhiên liệu khí mang lại hiệu quả cao và ngày càng thu hút sự quan tâm của thị trường quốc tế Để đáp ứng nhu cầu này, nhiều quốc gia khai thác dầu khí đã đầu tư xây dựng, mở rộng và nâng cấp công nghệ hiện đại cho các nhà máy chế biến khí, đảm bảo tối ưu hóa hoạt động và nâng cao năng suất.
Khí tự nhiên và khí đồng hành không chỉ là nguồn nhiên liệu để sản xuất các hợp chất như etan, propan, mà còn là nguồn cung cấp các sản phẩm vô cơ quan trọng như lưu huỳnh, heli cho nhiều ngành kinh tế Canada là quốc gia đứng thứ hai thế giới trong việc sản xuất các hợp chất chứa lưu huỳnh từ ngành công nghiệp khí tự nhiên, trong khi Mỹ dẫn đầu về sản xuất heli – một nguyên liệu quan trọng trong công nghệ vũ trụ Tại Việt Nam, đã hình thành bốn cụm khai thác dầu khí quy mô lớn, góp phần phát triển ngành công nghiệp năng lượng quốc gia.
Cụm mỏ khí thứ nhất nằm ở vùng đồng bằng Bắc Bộ, gồm nhiều mỏ nhỏ, trong đó có mỏ Tiền Hải – “C” với trữ lượng khoảng 250 tỷ m3 khí Mỏ Tiền Hải – “C” bắt đầu khai thác từ năm 1981 để phục vụ phát triển công nghiệp địa phương Các phát hiện mới trong khu vực này đã củng cố vai trò của nó như nguồn nguyên liệu chính cho ngành công nghiệp khí ở các tỉnh phía Bắc.
Cụm mỏ thứ hai nằm trong vùng biển Cửu Long, gồm chuỗi 4 mỏ dầu chủ chốt: Bạch Hổ, Rồng, Rạng Đông và Rư Bi Đây là cụm mỏ quan trọng nhất hiện nay, đóng vai trò then chốt trong ngành dầu khí Việt Nam Cụm mỏ này cung cấp hơn 96% sản lượng dầu toàn quốc, góp phần lớn vào phát triển kinh tế đất nước Với vai trò chiến lược, các mỏ trong cụm Cửu Long luôn được đầu tư và khai thác hiệu quả để đảm bảo nguồn năng lượng dồi dào cho quốc gia.