báo cáo nhà máy xử lý khí dinh cố

Tổng sốvốn đầu tư là 79 triệu USD, 100% vốn đầu tư của Tổng Công Ty Dầu Khí ViệtNam, nhà máy được xây dựng tại xã An Ngãi, huyện Long Điền, tỉnh Bà Rịa - phía Bắc, cách điểm tiếp bờ của

A.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY XỬ LÝ KHÍ DINH CỐ

1.1 Giới thiệu về Nhà máy xử lý khí Dinh Cố

Hình 1-1: Nhà máy xử lý khí Dinh Cố

Nhà máy chế biến khí Dinh Cố được khởi công xây dựng ngày 4/10/1997, đây

là nhà máy khí hóa lỏng đầu tiên của Việt Nam Nhà thầu là Tổ hợp SamsungEngineering Company Ltd (Hàn Quốc), cùng công ty NKK (Nhật Bản) Tổng sốvốn đầu tư là 79 triệu USD, 100% vốn đầu tư của Tổng Công Ty Dầu Khí ViệtNam, nhà máy được xây dựng tại xã An Ngãi, huyện Long Điền, tỉnh Bà Rịa -

phía Bắc, cách điểm tiếp bờ của đường ống dẫn khí từ Bạch Hổ khoảng 10 km.Khí đồng hành được thu gom từ mỏ Bạch Hổ và mỏ Rạng Đông, được dẫnvào bờ theo đường ống 16" và được xử lý tại nhà máy xử lý khí Dinh cố nhằm thuhồi khí khô, LPG và các sản phẩm nặng hơn Phần khí khô được làm nhiên liệucho nhà máy điện Bà Rịa, nhà máy điện đạm Phú Mỹ

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 ThịVải.

Sự ưu tiên hàng đầu của nhà máy là duy trì dòng khí khô cung cấp cho nhàmáy điện, việc thu hồi các sản phẩm lỏng từ khí thì ít được ưu tiên hơn

•Ưu tiên đối với việc cung cấp khí khô cho nhà máy điện: Trong trường hợpnhu cầu khí của nhà máy điện cao thì việc thu hồi các thành phần lỏng sẽđược 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 củanhà máy điện thấp thì việc thu hồi các thành phần lỏng sẽ được ưu tiên

•Nhưng thực tế trong quá trình vận hành nhà máy, nhà máy đã tìm cách thuhồi sản phẩm lỏng càng nhiều càng tốt vì sản phẩm lỏng có giá trị cao hơn

so với khí

1.2 Mục đích xây dựng nhà máy

Trong hơn mười năm khai thác dầu (từ năm 1983 đến năm 1995), ta buộcphải đốt khí đồng hành, điều này không chỉ làm lãng phí một lượng lớn nguồn tàinguyên thiên nhiên của đất nước mà còn gây ô nhiễm môi trường Bên cạnh đócùng với sự phát triển hàng loạt các mỏ khí thiên nhiên ở thềm lục địa phía Nam,

đã thôi thúc chúng ta phải tìm những giải pháp thích hợp cho việc khai thác, sửdụng hợp lý nguồn tài nguyên quý giá này

Tháng 5/1995 hệ thống thu gom khí đồng hành ở mỏ Bạch Hổ đã hoàn thành,điều này đánh dấu một bước phát triển quan trọng cho ngành chế biến khí ở ViệtNam Chỉ tính riêng việc đưa khí vào sử dụng cho các nhà máy điện Bà Rịa với

chưa kể đến những lợi ích khác kèm theo như ổn định sản xuất, giải quyết vấn đềviệc làm, tránh lảng phí và giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường,

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 dầutại mỏ Bạch Hổ và các mỏ khác ở ngoài khơi Việt Nam

•Cung cấp khí thương phẩm làm nhiên liệu cho các nhà máy điện Bà Rịa,nhà máy điện đạm Phú Mỹ và làm nguyên liệu cho các ngành công nghiệpkhác

•Thu hồi sản phẩm lỏng có giá trị kinh tế cao hơn so với khí đồng hành banđầu như: LPG, Condensate

1.3 Cơ cấu , sơ đồ tổ chức của nhà máy

1.4 Nội quy , quy định chung về nhà máy

• Khi vào phải có giấy phép do ban giám đốc TTVH cấp

• Khi vào phải đeo phù hiệu và có bảo hộ lao động đầy đủ

BAN QUẢN ĐỐC (2)

Văn thư – Tạp vụ

(2)

Tổ HTSX (14)

• Không đem theo các vật dụng vật liệu có khả năng gây lửa như vũ khí,diêm, quẹt, điện thoại di động, máy ảnh,máy quay phim, thiết bị điện độngcơ.

• Cấm hút thuốc và các hoạt động tạo lửa

• Khi vào nhà máy phải có giấy phép do lảnh đạo của đơn vị quản lý cấp

• Phải sử dụng BHLD phù hợp

• Không tự động tác động vào các thiết bị

• Mọi hoạt động phải tuân theo hướng dẫn của cán bộ vận hành

• Quan sát lối thoát hiểm khẩn cấp, địa điểm tập kết

tùy thuộc vào điều kiện vận hành mà thành phần khí có thể thay đổi

Bảng 2.3.1a Thành phần khí thương phẩm của nhà máy xử lý khí Dinh Cố

iC4H10 0,322 Hơi nước 0,00822

Bảng 2.3.1b Các thông số kỹ thuật đặc trưng của khí khô

Nhà máy điện nói chung

Ngoài ra còn chứa hàm lượng nhỏ cấu tử etan và pentan… trong LPG cònchứa các chất tạo mùi mercaptan (R-SH) với tỷ lệ nhất định (nhà máy GPP hiệnđang sử dụng 40 ppm) để khi rò rỉ có thể nhận biết bằng khứu giác Tất cả các cấu

tử đều tồn tại ở thể lỏng, dưới nhiệt độ trung bình và áp suất thường

Đối với LPG đóng chai thì tuỳ theo điều kiện môi trường sử dụng của từng

vùng có khí hậu lạnh, để đảm bảo khả năng hóa hơi khi sử dụng thì yêu cầu hàm

Đối với nhu cầu công nghiệp, chất lỏng thường được hoá hơi nhờ thiết bị gia

đảm bảo khả năng bay hơi 95% thể tích lỏng ở nhiệt độ quy định

Bảng 2.3.2 Các thông số kỹ thuật đặc trưng của LPG của nhà máy chế biến khí Dinh Cố

Chiếm tối đa 2% thể tích

tích

Butan ở thể lỏng và thể khí đều nặng hơn propan nhưng cùng một lượng thìpropan tạo ra một thể tích khí lớn hơn Nhiệt độ sôi và áp suất hơi bão hòa cáchnhau khá xa.

 Để hóa lỏng propan thì cần điều kiện: t0 = -45, P = 1bar hoặc t0 = 200C, P = 9bar

 Để hóa lỏng butan thì cần điều kiện: t0 = -20C, P = 1bar hoặc t0 = 200C, P = 3bar

Sản lượng LPG đạt được vận hành nhà máy ở từng chế độ khác nhau

Lưu lượng (tấn/ngày) 415

a Nguồn gốc chung của condensat

Condensat còn gọi là khí ngưng tụ là hỗn hợp đồng thể ở dạng lỏng có màu vàng rơm Do đó các bồn chứa condensat được sơn màu vàng rơm Condensat thu được

từ nguồn khí mỏ Dưới các mỏ dầu hoặc mỏ khí, các hợp chất hữu cơ có số nguyên

tử cacbon nhỏ hơn 17, dưới tác dụng của nhiệt độ, áp suất… mà có thể ở trạng thái lỏng, khí

Condensat ở Việt Nam có hai loại

Condensat được tách từ bình lỏng đặt tại giàn khoan Khí đi ra từ bình tách

ống 12” xuống đáy biển đến giàn nhẹ BK3 và quay trở lại CPP2 với chiều dài

trong đường ống Khi quay lại hỗn hợp hai pha khí lỏng sẽ đưa qua van cầu

joule_thompson Tiếp đó hỗn hợp hai pha sẽ được đưa vào bình tách thứ 2, đó làbình tách condensat, phần condensat đước tách ra và bơm trộn với dầu thô để xuấtkhẩu và khí được đưa sang dòng ống đứng để đưa vào bờ Trữ lượng condensatenày không lớn

Loại 2 là condensate được ngưng tụ trong quá trình vận chuyển đường ống Ởgiai đoạn thứ hai của đề án sử dụng khí thiên nhiên ở việt nam đường ống vận

Cố condensate sẽ được thu gom và nhập chung với condensate từ nhà máy chếbiến khí, sản lượng condensate này là 9500 tấn/năm

Các đặc tính kỹ thuật của condensate:

 C5- : 13%

b Các sản phẩm chế biến từ condensat:

Các loại nhiên liệu:

Bằng cách pha chế condensat với reformat có chỉ số octan cao đồng thời cộngthêm phụ gia chuyên dụng MTBE sẽ được xăng thành phẩm M83

Bằng cách thực hiện quá trình reformat xúc tác hay isome hóa, sau đó pha chếvới phụ gia sẽ được xăng thương phẩm MOGAS83, MOGAS92

Bằng cách chưng cất condensat sẽ thu được thành phần pha chế xăng và dầulửa

Các loại dung môi:

Dung môi dầu mỏ là phân đoạn hydrocacbon dễ bay hơi, sản xuất trực tiếp

được sử dụng rộng rãi trong quá trình sản xuất công nghiệp Chúng có thể là thành

phần cấu thành của sản phẩm cuối cùng như sản xuất sơn, mực in, chất dính.Chúng có thể sử dụng trong quá trình trích ly như trong quá trình tách dầu thực vật

từ các hạt chứa dầu, các chất khoáng, dược phẩm hoặc đơn giản dùng trong dungmôi tẩy rửa, trong bảo dưỡng Các dung môi dầu mỏ là chất lỏng trong suốt hặoc

có màu vàng nhạt, không hòa tan trong nước nhưng hòa tan rất tốt trong các dungmôi hữu cơ Khả năng hào tan các chất của nó tùy thuộc vào thành phần hóa học vàtính chất phân cực

Ngoài các dung môi trên, cũng bằng quá trình chưng cất ta thu được các sảnphẩm khác như: n-pentan, n-heptan, naphtan nhẹ…

Các sản phẩm hóa dầu:

Condensat qua quá trinh crakinh hơi có thể sản xuất các olefin như Etylen,Butadien, ở những nơi không đủ Etan hay Propan làm nguyên liệu thì condensat lànguyên liệu rất quý để sản xuất olefin Condensat qua quá trình reforming xúc tác

% mole C4 cực đại 2 2 2

C.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỦA NHÀ MÁY CHẾ BIẾN NHÀ MÁY DINH CỐ

Các thiết bị chính của nhà máy

1 Thiết bị SLUG CATCHER

a.Cấu tạo, chứ năng và nguyên lý làm việc

- Cấu tạo: Slug Catcher là loại thiết bị tách 3 pha dạng ống, gồm có 2 nhánh,

khả năng tách khí/lỏng trong quá trình di chuyển của hổn hợp lỏng-khí

- Chức năng: Tách dòng khí ẩm (khí, hydrocacbon lỏng và nước) từ đường

ống ngoài giàn về bờ vào thành 03 pha: Khí và lỏng hydrocacbon và nước Ngoàichức năng tách nước Slug Catcher còn làm nhiệm vụ chứa lỏng nhờ thể tích khônggian lớn tại đáy Slug Catcher trong trường hợp lưu lượng lỏng từ đường ống bịcuốn về bờ lớn

- Nguyên lý làm việc: Dòng hai pha từ đường ống 16” khi đi vào trong ống

đánh chặn nằm vuông góc với hướng của dòng khí tại đầu Slug Catcher, nhờ vào

sự thay đổi động năng đột ngột những hạt lỏng do có đường kính lớn sẽ rơi xuốngống Slug Catcher nhờ trọng lực và chảy về cổ góp ở đáy thiết bị nhờ độ nghiêngcủa ống Phần khí sau khi được tách lỏng theo đường ống tiếp tục đi vào khu vựccông nghệ Lỏng tại đáy Slug Catcher sẽ được tách ra thành 2 pha là Hydrocacbonlỏng và và nước nhờ sự khác nhau về khối lượng riêng của chúng Theo thiết kếthời gian lưu tối thiểu để nước và Condensate tách ra thành 2 pha là 15 phút

- Cấu tạo: Dạng thiết bị phân tách ba pha ( khí – Condensate – nước ) nằm

giảm áp đầu vào, tấm chắn đầu vào, tấm chắn sương để tách lỏng ở dạng cuốntheo Ngoài ra để hạn chế quá trình tạo thành hydrat người ta còn lắp đặt bên trongthiết bị một bộ gia nhiệt (hot oil) để đảm bảo nhiệt độ vận hành thiết bị không thấphơn nhiệt độ điểm sương theo tính toán

- Chức năng: Là thiết bị tách 3 pha có nhiệm vụ tách hydrocacbon nhẹ hòa

tan trong dòng lỏng từ đáy SC nhờ quá trình giảm áp qua van LV-0131A/B

- Nguyên lý làm việc: Lượng khí với thành phần chủ yếu là Metan và Ethan

hòa tan trong dòng lỏng đáy SC sẽ được tách ra khỏi pha lỏng nhờ vào sự giảm ápsuất qua van LV-0131A/B Lỏng dưới đáy bao gồm Condensate và nước sẽ đượctách riêng biệt nhờ vào sự khác nhau về tỷ trong của nước và Condensate Ngoài ratại đỉnh V-03 còn có lắp đặt thiết bị mist extractor (tấm chắn sương) để tách cáchạn chất lỏng bị cuốn theo khí ra đỉnh bình tách

1 Thiết bị chắn đầu vào

Áp suất vận hành theo chế độ GPP là 7500 Kpag

6

- Cấu tạo: Tháp tách Ethane C-01 gồm có 32 đĩa van, 13 đĩa ở phần luyện

của tháp có đường kính 2,6m Phần chưng của tháp có 19 đĩa có đường kính3,05m Bộ kiểm soát chênh áp qua tháp PDIA-1321 có nhiệm vụ kiểm soát chênh

áp qua tháp nhằm kịp thời phát hiện các hiện tượng bất thường như ngập tháp, tạobột Hai thiết bị gia nhiệt dạng Kettle Reboiler được lắp tại đáy của tháp, với côngsuất hoạt động của mỗi thiết bị là 50%, để cung cấp nhiệt cho đáy tháp

khỏi đáy C-01 ở dạng lỏng sẽ được đưa tới tháp C-02 để phân tách tiếp để sản xuất

ra LPG và condensate

- Nguyên lý làm việc: Nhờ sự chênh lệch nhiệt độ giữa đáy và đỉnh tháp nên

lại ở đáy tháp để đưa về tháp C-02 chưng cất thành LPG và Condensate Dòng lỏng

có nhiệt độ thấp từ tháp C-05 sẽ đóng vai trò làm dòng hồi lưu lạnh cho đính tháp.Nhiệt độ của đáy tháp được duy trì nhờ 02 Reboiler gia nhiệt đáy tháp E-01A/B

b.Thông số vận hành

bằng cách điều chỉnh độ đóng mở của van PV-1403A/B và tốc độ quay củamáy nén K-01, trong trường hợp áp suất vượt giới hạn thiết kế, van PV-1305B sẽ mở để xả khí ra đốt tại flare để tránh gây quá áp cho tháp

vào việc điều chỉnh lượng dầu hot oil cung cấp vào thiết bị gia nhiệt đáytháp

4.Tháp ổn định C-02

a.Cấu tạo, chức năng và nguyên lý làm việc

- Cấu tạo: Tháp C-02 gồm 30 đĩa van, đường kính 2,14 m, đĩa nạp liệu là đĩa

số 10, một thiết bị ngưng tụ ở đỉnh, một thiết bị đun sôi lại ở đáy Thiết bị Reboilercủa tháp C-02 thuộc loại Kettle (E- 03) được sử dụng để cung cấp nhiệt cho đáytháp Nhiệt độ đáy tháp được khống chế nhờ việc điều chỉnh lượng dầu nóng cung

trong thiết bị ngưng tụ bằng không khí E-02 sau đó đến bình hồi lưu V-02 ( là bìnhnằm ngang có đường kính D = 2,2 m, l = 7 m) Lỏng LPG được bơm hồi lưu P-

75 kw) Ngoài ra còn có thiết bị kiểm soát chênh áp qua tháp PDIA-1521, đểtránh sự chênh áp trong tháp quá cao nhằm kịp thời phát hiện các hiện tượng bấtthường như: Ngập lỏng, tạo bọt…

- Chức năng: Phân tách các cấu tử C4 và C5 của dòng lỏng từ V-15 tới để tạo

làm lạnh bằng không khí bởi giàn quạt E-02 để ngưng tụ thành lỏng (trạngthái điểm sôi) tại V-02 Sau đó một phần LPG sẽ được bơm P-01A/B hồi lưulại tháp nhằm tăng độ tinh cất của tháp, một phần khác được bơm tới V-21A/

B, kho cảng Thị Vải hay tới tháp C-03 để tách riêng Propan và Butan.Condensate ở đáy tháp được dẫn tới E-03 để gia nhiệt nhằm bốc hơi mộtphần các cấu tử nhẹ quay trở lại đáy tháp Phần lỏng ra khỏi đáy E-03 sẽ làCondensate thành phẩm Nhiệt độ tháp C-02 được điều khiển bởi van dầu

cho nhiều LPG) và áp suất hơi bão hòa (RVP) của Condensate không vượtquá 11.2 psia

b.Thông số vận hành

điều chỉnh công suất quạt làm mát và các van PV-1501A/B

định nhờ vào việc điều chỉnh tỷ lệ hồi lưu lạnh đính tháp và lượng nhiệtHot oil cung cấp vào Reboiler đáy tháp

5.Tháp chưng cất nhiệt độ thấp C-05

a.Cấu tạo, chức năng và nguyên lý làm việc

- Cấu tạo: Gồm 2 phần: phần trên đỉnh tháp lắp đặt 01 đĩa Chimney

tray và hệ thống tách sương (Mist eliminator) đóng vai trò như bộ tách khí-lỏng đểtách lượng lỏng cuốn theo khí ra đỉnh tháp, phần đáy có cấu tạo như một thápchưng nhưng chỉ có phần cất

• Tháp gồm 12 mâm thực (7 mâm lý thuyết)

• Khoảng cách giữa các mam là 610m

• Chiều cao tổng thể 21m

• Đường kính 2,1m

• Tháp không có dòng tuần hoàn và nồi sôi lại

- Chức năng: Tách hỗn hợp khí-lỏng sau cụm thiết bị làm lạnh

E-14/CC-01 thành khí khô (thành phần chủ yếu là Methan và Ethane) ra khỏi hỗnhợp C3+

- Nguyên lý làm việc: Tháp C-05 hoạt động do sự chênh lệch nhiệt độ

giữa dòng nguyên liệu đỉnh và đáy Dòng khí đi ra từ tháp hấp phụ V-06: 1/3 điqua thiết bị trao đổi nhiệt E-14 rồi qua van giảm áp làm cho nhiệt độ giảm xuống

khoảng -620C đi vào đĩa số 1 của tháp, 2/3 dòng khí còn lại đi qua thiết bị giản nở

ra và bay lên đỉnh tháp còn các cấu tử nặng sẽ rơi xuống đáy tháp Ở đây lượnglỏng được tạo ra do quá trình làm lạnh dòng khí tại E-14 đóng vai trò là dòng hốilưu lạnh cho đỉnh tháp, dòng khí sau khi giảm áp qua Expander đóng vai trò làdòng hồi lưu nóng cho đáy tháp

b.Thông số vận hành:

khí khô đầu ra,

6.Vận hành tháp hấp phụ V-06

a.Cấu tạo, chức năng và nguyên lý làm việc

- Cấu tạo: Cấu tạo bên trong tháp V-06 bao gồm tất cả 06 lớp hạt.

Height (mm)

4

6 5 4

6 5

3

2 3 1

1 2

160 ABS 1/8"

Active bed support

ABS Ceramic balls

Active bed support

3/4"

1/4"

Bottom head 160

Type ABS F200 MS4A

Name Active bed support Active Alumina Moleccular Sieve 1/16"

1/8"

1/4"

Size

1500 1340 150

Hình 4-11: Cấu trúc bên trong của thiết bị hấp phụ

Sơ đồ PFD của cụm thiết bị V-06A/B

Chú thich:

1 Thiết bị hấp phụ 3 Hệ thống máy nén

- Chức năng: Tách nước ra khỏi dòng khí nguyên liệu để đảm bảo

nhằm tránh hiện tượng tạo thành hydrate trong quá trình làm lạnh để chế biến vàđảm bảo nhiệt độ điểm sương của nước trong khí thương phẩm đầu ra

- Nguyên lý làm việc: Dựa vào nguyên lý của quá trình hấp phụ

Hai tháp này hoạt động luân phiên nhau Khi thiết bị này làm nhiệm vụ hấpphụ thì tháp kia giải hấp Ở đây ta đang xét trường hợp cụ thể khi tháp 1 làm nhiệm

vụ giải hấp còn tháp 2 là hấp phụ

Nguyên tắc làm việc : Trải qua 4 giai đoạn

• Giảm áp : Các van 6, 7, 8, 10 mở Các van còn lại đều đóng

• Đun nóng : Các van 4, 9, 12, 10, 8 mở Các van còn lại đều đóng

• Làm lạnh : Các van 5, 9, 12, 10, 8 mở Các van còn lại đều đóng

• Tăng áp : Chỉ van 14, 10, 8 mở Các van còn lại đều đóng

Dòng khí ẩm dưới áp suất 109 bar được nạp vào một trong hai thiết bị hấpphụ để tách nước (01 tháp hoạt động ở chế độ hấp phụ, tháp còn lại hoạt động ởchế độ dự phòng) Hướng của dòng khí được đưa vào từ dưới đáy tháp và đi rađính tháp Dòng khí sau đó đi vào các tầng hấp phụ Tầng hấp phụ đầu tiên là

Khí khô

V-6A/B V-03

E-5

V-07

Cooling cycle

Hot oil

Heatting cycle

K-4A/B