báo cáo thực tập tại xí nghiệp chế biến khí dinh cố

Nguyên liệu của nhà máy là khí đồng hành từ mỏ Bạch Hổ ngoài khơi bờ biển Vũng Tàu, được vận chuyển qua đường ống 16’’16 inch tới Long Hải với áp suất khí tới nhà máy là 109barG.. Sau kh

I LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam phát triển mạnh mẽ và trở thành ngành công nghiệp hàng đầu của đất nước,đã từng bước đưa nước ta tiến tới ổn định và phát triển kinh tế-xã hội, hòa nhập với các nước trong khu vực và trên thế giới

Chủ trương của nhà nước hiện nay là lấy ngành công nghiệp dầu khí làm mũi nhọn, kéo theo các ngành công nghiệp khác cùng phát triển Trong đó, việc sử dụng LPG là nhiên liệu khí đốt cho các nhà máy đặt tại các khu công nghiệp là hoàn toàn

có khả năng thực hiện, bởi tiềm năng khí đốt của nước ta rất to lớn Mặc khác, giá thành của LPG có thể cạnh tranh với các loại nhiên liệu khác và đồng thời các cơ sở

hạ tầng ban đầu về hệ thống mạng phân phối cục bộ tại các thị trường địa phương

đã và đang được xây dựng

Ngoài ra, các ảnh hưởng có lợi về môi trường cũng như tính ưu việt của LPG cũng được nhà nước quan tâm và khuyến khích sử dụng làm nhiên liệu thay thế cho các loại nhiên liệu khác

Nhà máy xử lý khí Dinh Cố là một trong những nhà máy đi đầu trong việc sản xuất LPG Và cung cấp khí nhiên liệu cho các nhà máy như: nhà máy sản xuất Điện, Đạm Phú Mỹ; nhà máy Điện Bà Rịa…

Do trình độ có hạn và thời gian tìm hiểu còn hạn chế, nên báo cáo này không tránh khỏi những sai sót Do đó, rất mong nhận được sự đóng góp của các thầy cô, các bạn sinh viên và những người quan tâm tới báo cáo này

Em xin cảm ơn Ths.Nguyễn Thanh Thiện, cùng cán bộ công nhân viên xí nghiệp chế biến khí Dinh Cố đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành báo cáo này

II.TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN KHÍ DINH CỐ

II.1 Giới thiệu về nhà máy

Người đại diện: Ông Nguyễn Quốc Huy

Chức vụ: Giám Đốc

Loại công ty: Doanh Nghiệp Nhà Nước

Ngành nghề hoạt động: Kinh doanh Khí Đốt-Xăng hóa lỏng

Địa chỉ : Tỉnh Lộ 44, X.An Ngãi, H.Long Điền, Bà Rịa-Vũng Tàu

Điện thoại: (84-64) 3869279

Fax: (84-64) 3869105

Nhà máy xử lý khí Dinh Cố được xây dựng tại Xã An Ngãi, Huyện Long Điền, Tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu Nhà máy GPP cách tỉnh lộ 44 khoảng 700 m (Bà Rịa - Long Hải) và cách Long Hải 6 km về phía bắc Đây là nhà máy được xây dựng với quy mô to lớn với diện tích 89,600 m2 (dài 320 m, rộng 280 m)

Tháng 10 năm 1998, nhà máy xử lý khí Dinh Cố bắt đầu hoạt động, với mục đích xử lý và chế biến khí đồng hành có công suất khoảng 1,5 tỷ m3 khí/năm (khoảng 4,3 triệu m3 khí/ngày) Nguyên liệu của nhà máy là khí đồng hành từ mỏ Bạch Hổ ngoài khơi bờ biển Vũng Tàu, được vận chuyển qua đường ống 16’’(16 inch) tới Long Hải với áp suất khí tới nhà máy là 109barG Sau khi xử lý thì sản phẩm của nhà máy là LPG và Condensate (Nhà máy có thể tách riêng sản phẩm Propane và Butane cho khách hàng), lượng khí còn lại làm nguyên liệu cho nhà máy điện, đạm Bà Rịa và Phú Mỹ

Từ năm 2002, nhà máy tiếp nhận thêm lượng khí từ mỏ Rạng Đông tăng công suất lên 5,7 triệu m3 khí/ngày, áp suất đầu vào bị sụt giảm xuống còn 70barG, nên nhà máy đã đặt thêm trạm máy nén đầu vào để nâng áp lên 109barG như thiết kế

II.2 Mục đích xây dựng nhà máy

- Xử lý, chế biến khí đồng hành thu gom được trong quá trình khai thác dầu tại

mỏ Bạch Hổ và các mỏ khác

- Cung cấp khí thương phẩm làm nhiên liệu cho các nhà máy điện Bà Rịa, Phú

Mỹ và làm nhiên liệu cho các ngành công nghiệp khác

- Thu hồi các sản phẩm lỏng có giá trị kinh tế cao hơn so với khí đồng hành ban

 Cung cấp LPG cho thị trường trong nước

 Cung cấp condensate làm nguyên liệu tổng hợp hóa dầu

II.3 Nguyên lý vận hành

Nguồn khí ẩm của nhà máy từ mỏ Bạch Hổ và Rạng Đông phụ thuộc vào việc khai thác dầu thô, do đó có sự chênh lệch giữa nhu cầu tiêu thụ khí khô và lượng khí ẩm cung cấp Vì vậy, việc vận hành nhà máy tuân thủ một số thứ tự ưu tiên sau:

 Ưu tiên cao nhất là đáp ứng nhu cầu tiêu thụ khí của các nhà máy điện, đạm Nếu lượng khí tiêu thụ cao hơn lượng khí cung cấp thì ưu tiên việc cung cấp khí hơn thu hồi phần lỏng

 Ưu tiên thu hồi tối đa sản phẩm lỏng

 Ưu tiên tiếp nhận toàn bộ lượng khí ẩm từ ngoài khơi cấp vào Nếu lượng khí tiêu thụ thấp hơn lượng khí cung cấp, lượng khí dư sau khi xử lý sẽ được đốt bỏ

II.4 Sơ đồ bố trí thiết bị

Các thiết bị trong nhà máy được thiết kế có xem xét tới các yếu tố sau:

- Khoảng cách an toàn giữa các thiết bị theo các tiêu chuẩn IP tương ứng

1 Khu vực Slugcatcher (Inlet Area)

2 Khu vực công nghệ (Process Area)

3 Khu vực phụ trợ (Utilities Area).

4 Khu vực cột đuốc và hầm đốt chất lỏng (Flare Area)

5 Khu vực chứa sản phẩm (Storage Area)

6 Khu vực xuất sản phẩm (Export Area)

Đặc biệt trong khu vực công nghệ, các thiết bị phục vụ cho từng chế độ vận hành được bố trí theo các vùng riêng biệt để đảm bảo nhà máy vẫn có thể vận hành trong khi các thiết bị của chế độ khác đang được lắp đặt

III NỘI DUNG THỰC TẾ THU THẬP ĐƯỢC III.1 Nguyên liệu và sản phẩm

III.1.1 Nguyên liệu

Nguyên liệu đầu vào của nhà máy là khí đồng hành ( khí thu được từ quá trình khai thác dầu) Khí nằm trong dầu mỏ có áp suất cao nên chúng hòa tan một phần trong dầu Khi khai thác lên áp suất giảm nên khí được tách ra thành khí đồng hành

Lượng khí đồng hành đi vào nhà máy thu từ mỏ Bạch Hổ và một số mỏ khác Sau đó khí được dẫn vào bờ theo đường ống khí cao áp có đường kính 16” về nhà máy

Lưu lượng thiết kế ban đầu của nhà máy là 4,3 triệu m3 khí/ngày Hiện nay,

do tiếp nhận lượng khí từ mỏ Rạng Đông nên lưu lượng hiện tại của nhà máy là 5,7 triệu m3 khí/ngày

Bảng III.1.1 Thành phần khí nguyên liệu (Lấy mẫu ngày 21/12/2005).

STT Tên mẫu Khí Bạch Hổ Khí Rạng Đông Khí về bờ

BảngIII 1.2 Chỉ tiêu kỹ thuật cần đạt được của LPG

1 Áp suất hơi bão hòa ở

Tính toán

- Condensate: Hỗn hợp đồng thể ở dạng lỏng, có màu vàng rơm, gồm hidrocacbon

có phân tử lượng lớn hơn Propan và Butan, hợp chất vòng, nhân thơm Ở Việt Nam

có hai loại: Một loại được tách từ bình lỏng đặt tại giàn khoan, lượng không lớn; loại thứ hai được ngưng tụ trong quá trình vận chuyển trên đường ống Từ condensate, chúng ta có thể làm nhiên liệu (như các loại xăng M92, M95), làm dung môi và các sản phẩm Hoá dầu

+ Thành phần chủ yếu: C5+

+ Lưu lượng: 150.000 tấn/năm

Hiện nay, Condensate của nhà máy được vận chuyển đến nhà máy xử lý Condensate và được sử dụng chủ yếu để pha chế xăng

Bảng III.1.3 Chỉ tiêu cần đạt được của Condensate

Chỉ tiêu giám định Đơn vị Kết quả Phương pháp

D-86

50 %

90 %

FBP

56107149Cặn và hao hụt:

- Áp suất hơi bão hòa ở

37,80C

- Hàm lượng lưu huỳnh, S

% VOLKPa

% W

2,075,50,01

(Chứng thư giám định phẩm chất ASI No: 08638A/GĐAC)

- Khí khô thương phẩm: Cung cấp cho nhà máy điện đạm, nhà máy cán thép, nhà máy sản xuất gốm…Thành phần chủ yếu của khí khô thương phẩm chủ yếu là Methane, Ethane, ngoài ra còn có chứa Propane, Butane và một số tạp chất khác như Nitrogen, Carbondioxite… với hàm lượng cho phép

Bảng III.1.4 Hàm lượng cho phép trong khí khô thương phẩm.

III.2 Chế độ vận hành chính của nhà máy

Nhà máy được thiết kế nhằm đảm bảo hoạt động 24/24 với 4 chế độ vận hành:

- Chế độ AMF (Absolute Minium Facility): Cụm thiết bị tối thiểu tuyệt

đối Bao gồm 2 tháp chưng cất,3 thiết bị trao đổi nhiệt, 3 bình tách để thu hồi khoảng 340 tấn condensate/ngày

- Chế độ MF (Minium Facility): Cụm thiết bị tối thiểu Chế độ này bao

gồm các thiết bị trong chế độ AMF và bổ sung thêm 1 tháp chưng cất, 1 máy nén pittong, 3 thiết bị trao đổi nhiệt, 3 bình tách để thu hồi hỗn hợp BUPRO (butane và propane) khoảng 630 tấn/ngày và khoảng 380 tấn condensate/ngày

- Chế độ GPP (Gas Processing Plant): Cụm thiết bị hoàn thiện Là chế độ

làm việc hoàn chỉnh nhất, thu hồi 540 tấn propane/ngày, 415 tấn butane/ngày, 400 tấn condensate/ngày GPP bao gồm các thiết bị của MF bổ sung thêm 1 turbo expander, máy nén pittong 2 cấp, 2 tháp chưng cất, các thiết bị trao đổi nhiệt, các quạt làm mát và các thiết bị khác

- Chế độ MGPP (Modified Gas Processing Plant): Chế độ GPP chuyển

đổi Chế độ MGPP có bổ sung thêm trạm máy nén khí đầu vào của nhà máy, nhằm giải quyết việc giảm áp do tăng lưu lượng khí đồng hành tiếp nhận từ mỏ Rạng Đông Lượng sản phẩm của nhà máy cũng tăng lên, khí khô khoảng 4,8-5,2 triệu

sm3/ngày, LPG khoảng 1000-1100 tấn/ngày, condensate khoảng 350 tấn/ngày

Hiện nay, nhà máy vận hành theo chế độ GPP chuyển đổi, chỉ chuyển sang chế độ MF hoặc AMF khi xảy ra sự cố hoặc bảo dưỡng sửa chữa thiết bị.Và cũng

do theo quy định chung của đề tài nên em chỉ mô tả nguyên lý hoạt động của chế độ GPP chuyển đổi của nhà máy

Để giải quyết những việc phát sinh của việc tăng năng suất của Nhà máy khi phải tiến hành tiếp nhận thêm lượng khí đồng hành từ mỏ Rạng Đông sao cho đem lại hiệu quả cao nhất: Việc tăng lưu lượng khí đồng hành dẫn vào bờ gây nên sự sụt giảm áp suất đáng kể trên đường ống làm cho áp suất tại đầu vào Nhà máy xử lý

khí không thể đảm bảo giá trị áp suất thiết kế là 109 bar Phương pháp lắp đặt trạm nén khí đầu vào Nhà máy Dinh Cố để nén tăng áp suất khí nguyên liệu vào Nhà máy lên 109 bar theo thiết kế ban đầu sẽ đảm bảo việc tăng sản lượng sản phẩm của Nhà máy khi tăng lưu lượng nguyên liệu vào nhà máy cũng như đủ áp suất của dòng khí cung cấp cho Nhà máy điện Phú Mỹ 1.

Trạm nén khí đầu vào được lắp đặt gồm 4 máy nén khí: 3 máy hoạt động và

1 máy dự phòng Ngoài ra, một số thiết bị của nhà máy xử lý khí Dinh Cố cũng được cải hoán để kết nối mở rộng với trạm nén khí

Các thiết bị trong chế độ này gồm toàn bộ thiết bị của chế độ GPP và thêm trạm nén khí đầu vào K-1011A/B/C/D và bình tách V-101

Chế độ GPP chuyển đổi được mô tả như hình vẽ đính kèm:

- Dòng thứ nhất có lưu lượng khoảng 1 triệu m3/ngày được đưa qua van giảm

áp PV-106 giảm áp suất từ 65 bar-80 bar xuống 54 bar và đi vào thiết bị tách lỏng V-101 Lỏng được tách ra tại bình V-101 được đưa vào thiết bị V-03 để chế biến sâu Khí đi ra từ bình tách V-101 được đưa vào hệ thống đường dẫn khí thương phẩm 16” cung cấp cho các nhà máy điện

- Dòng thứ hai có lưu lượng khoảng 5 triệu m3/ngày được đưa vào trạm nén khí đầu vào K-1011 A/B/C/D (3 máy hoạt động và 1 máy dự phòng) để nén nâng áp suất từ 65 bar- 80 bar lên 109 bar sau đó qua hệ thống quạt làm mát bằng không khí E-1011 để làm nguội dòng khí ra khỏi máy nén đến nhiệt độ khoảng 40-500C Dòng khí này đi vào thiết bị tách lọc V-08 để tách lượng lỏng còn lại trong khí và lọc bụi bẩn Sau đó được đưa vào thiết bị hấp thụ V-06 A/B để tách triệt để nước tránh hiện tượng tạo thành hydrate quá trình làm lạnh sâu

- Dòng khí đi ra khỏi thiết bị V-06A/B được tách thành hai dòng: khoảng một phần ba dòng khí ban đầu qua thiết bị trao đổi nhiệt E-14 để hạ nhiệt độ từ 26,5 xuống -350C với tác nhân lạnh là dòng khí khô đến từ đỉnh tháp C-05 có nhiệt độ

-450C sau đó được làm lạnh sâu bằng cách giảm áp qua van FV-1001 Áp suất giảm

từ 109 bar xuống 37 bar ( bằng áp suất làm việc của C-05) kéo theo nhiệt độ giảm xuống -620 C rồi được đưa vào đĩa trên cùng của tháp tinh cất C-05, đóng vai trò như dòng hồi lưu ngoài của đỉnh tháp Hai phần ba dòng khí còn lạị được đưa vào thiết bị CC-01 để thực hiện việc giảm áp từ 109 bar xuống 37 bar và nhiệt độ giảm xuống -120 C và được đưa vào đáy tháp tinh cất C-05

- Tháp tinh cất C-05 hoạt động ở áp suất 37 bar, nhiệt độ đỉnh tháp và đáy tháp tương ứng là -450 C và -150 C tại đây khí (chủ yếu là metan và etan) được tách

ra tại đỉnh tháp C-05 Thành phần lỏng chủ yếu là Propan và các cấu tử nặng được tách ra từ đáy tháp

- Dòng khí đi ra từ đỉnh của tháp tinh cất có nhiệt độ -450C được sử dụng làm tác nhân lạnh cho thiết bị trao đổi nhiệt E-14 và sau đó được nén tới áp suất 54 bar trong phần nén của thiết bị CC-01 Hỗn hợp khí đi ra thiết bị này là khí thương phẩm được đưa vào hệ thống 16’’ đến các nhà máy điện

- Dòng lỏng ra từ đáy tháp tinh cất được đưa vào tháp C-01 như dòng hồi lưu ngoài đỉnh tháp

- Trong tháp C-01, với nhiệt độ đáy tháp là 1090C ( nhờ thiết bị gia nhiệt 01A/B), áp suất hoạt động của tháp là 27,5 bar, các hydrocacbon nhẹ như metan, etan được tách ra đi lên đỉnh tháp vào bình tách V-12 để tách lỏng có trong khí và được máy nén K-01 nén từ áp suất 27,5 bar lên áp suất 47,5 bar Dòng ra khỏi máy nén K-01 được đưa vào E-08 sau đó vào tháp C-04 Do bình tách V-03 phải giảm áp suất vận hành từ 75 bar theo thiết kế xuống còn 45 bar (vì các lý do đã trình bày ở mục trên) nên lượng lỏng từ đáy bình tách V-03 được đưa trực tiếp qua E-04A/B

E-mà không đi vào thiết bị trao đổi nhiệt E-08 như thiết kế Vì vậy E-08 và C-04 lúc này không hoạt động như các thiết bị công nghệ mà chỉ hoạt động như các đường ống dẫn khí

- Dòng khí từ K-01 sau đó được nén đến 75 bar nhờ máy nén K-02 rồi lại tiếp tục đưa vào thiết bị trao đổi nhiệt E-19 bằng việc sử dụng dòng tác nhân lạnh là không khí Dòng khí ra từ E-19 được đưa vào máy nén K-03 để nén tới áp suất 109 bar và làm lạnh trong thiết bị trao đổi nhiệt E-13, ra khỏi E-13 dòng khí này được

đưa tới thiết bị V-08 như là nguyên liệu đầu vào Tháp tách etane C-01 là thiết bị tách dạng tháp loại đĩa van, hoạt động như một thiết bị chưng cất.

- Dòng lỏng đi ra từ đáy tháp C-01 được đưa qua V-12 sau đó tới tháp C-02 Tháp C-02 là thiết bị có cấu trúc dạng tháp, có áp suất hoạt động là 10 bar, nhiệt độ đáy tháp được duy trì ở 1350C nhờ thiết bị gia nhiệt E-03, nhiệt độ đỉnh tháp 560C, hỗn hợp Bupro được tách ra ở đỉnh tháp, còn Condesate được tách ra ở đáy tháp Hỗn hợp Bupro từ đỉnh tháp C-02 tiếp tục được đưa vào thiết bị làm lạnh E-02, sau

đó được đưa vào bình tách V-02 Dòng lỏng từ bình tách V-02 được bơm P-01A/B bơm hồi lưu một phần lại đỉnh tháp và phần còn lại theo đường ống dẫn sản phẩm Bupro đến bồn chứa V-21A/B hoặc đến kho cảng Thị Vải Trong trường hợp cần tách riêng thành sản phẩm Propan và Butan theo yêu cầu của khách hàng thì sản phẩm lỏng từ bình V-02 sẽ được bơm P-01A/B bơm qua thiết bị trao đổi nhiệt E-17 (để tận dụng nhiệt) và vào tháp C-03 Tháp C-03 có nhiệt độ đáy là 950C, áp suất hoạt động của tháp là 16 bar Propan được tách ra ở đỉnh tháp, nhờ quạt E-11 làm lạnh và được đưa vào bình tách V-05 sau đó được bơm P-03 A/B cho hồi lưu một phần trở lại đỉnh tháp và phần còn lại theo đường ống dẫn Propan thương phẩm Butan được tách ra ở đáy tháp qua thiết bị làm lạnh E-12 và theo đường ống dẫn Butan thương phẩm

Lỏng tách ra từ đáy tháp C-02 là Condensate được hạ nhiệt độ xuống 600C nhờ thiết bị trao đổi nhiệt E-04A/B và xuống 450C nhờ thiết bị E-09 sau đó được đưa tới bồn chứa TK-21 hoặc đường ống dẫn Condensate tới kho cảng Thị Vải Condensate (sau khi đã tách nước tại Slug Catcher) được tách ra trong Slug Catcher được đưa vào thiết bị V-03 hoạt động ở áp suất 47 bar và nhiệt độ 200C để tách các cấu tử khí nhẹ đã bị hấp thụ trong hỗn hợp lỏng này bằng cách giãn nở và giảm áp

Từ thiết bị V-03, Condensate được dẫn tới thiết bị trao đổi nhiệt E-04 (để tận dụng nhiệt của dòng Condensate ra từ đáy C-02) sau đó đi vào đĩa thứ 20 của tháp C-01

III.3 Thiết bị chính của nhà máy

Các thiết bị chính của nhà máy bao gồm:

1 Slug catcher (SC)

2 Tháp tách Etane (C-01, Deethanizer)

3 Tháp ổn định (C-02, Stabilizer)

4 Tháp tách C3/C4 (C- 03, Splitter)

5 Tháp C-04 (Gas Strippers)

6 Tháp tách tinh (C-05, Rectifier)

7 Tháp hấp phụ (V-06)8.Bình tách lỏng V-03

III.3.1 Giới thiệu về tháp Deethanizer C-01

Tháp chưng cất C-01 nhằm mục đích phân tách giữa C2 và C3 C2-và một phần nhỏ C3 sẽ đi ra khỏi đỉnh, dòng lỏng từ đáy C-01 bao gồm C3+ và một phần nhỏ C2

sẽ đưa tới tháp C-02 để phân tách tiếp nhằm tạo ra LPG và condensate

Trong chế độ vận hành bình thường hiện nay, tháp C-01 làm việc ở áp suất 27 BarA (dưới tác dụng của K-01A/B), nó có 3 đường nhập liệu như sau :

- Đường lỏng từ đáy C-05 có nhiệt độ thấp (khoảng -17 ÷ -10oC) vào đĩa thứ nhất được điều khiển bằng van FV-1201

- Đường lỏng thứ 2 từ đáy V-03 có nhiệt độ trong khoảng 50 ÷ 70oC vào đĩa thứ 20 (có thể vào đĩa thứ 14) được điều khiển bằng van FV-1701

- Đường khí từ đỉnh V-03 vào đĩa thứ 2,3 qua 2 van điều khiển PV-1305A/B

để điều khiển áp suất của V-03

Ngoài ra, dòng lỏng từ đáy tháp C-01 được bốc hơi một phần (phần chứa các cấu tử nhẹ như etan, propan) quay trở lại đĩa cuối cùng dưới tác dụng của 2 Reboiler E-01A/B Phần lỏng còn lại sẽ được đưa tới V-15 sau đó tới C-02 nhằm phân tách giữa C4 và C5 để tạo ra LPG và condensate

Dòng khí đi lên từ đỉnh C-01 bao gồm chủ yếu là C2 và một phần C3 được dẫn tới máy nén K-01 để đẩy ra Sale Gas (trong chế độ MF) hay tới K-02/03 tuần hoàn lại V-08 nhằm thu hồi tối đa phần C3 trong đó

 Cấu tạo tháp Deethanizer C-01

Tháp tách Etane C-01 có 32 đĩa kiểu van, 13 đĩa ở phần trên của tháp có đường kính 2.600 mm, 19 đĩa ở phần dưới có đường kính 3.050 mm Bộ đo chênh

áp PDIA – 1321 được lắp đặt để xác định độ chênh áp trong tháp Bốn thiết bị hiển thị nhiệt độ trên các đĩa 2, 3,14, 20 sẽ cho biết trạng thái của tháp Hai thiết bị trao đổi nhiệt reboiler E-01A/B để gia nhiệt cho đáy tháp Bình tách V-12 để tách các