Nghiên cứu sản xuất khí công nghiệp sử dụng nhiệt lạnh từ quá trình tái hóa khí LNG thị vải

Nghiên cứu sản xuất khí công nghiệp sử dụng nhiệt lạnh từ quá trình tái hóa khí LNG thị vải

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT NAM

Sinh viên thực hiện:

Chuyên ngành: Lọc – Hóa Dầu Khóa: 2013-2018

Người hướng dẫn: TS Nguyễn Hồng Châu

TS Dương Chí Trung

Bà Rịa-Vũng Tàu, năm 2018

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT NAM

Sinh viên thực hiện:

Chuyên ngành: Lọc – Hóa Dầu Khóa: 2013-2018

Người hướng dẫn: TS Nguyễn Hồng Châu

TS Dương Chí Trung

Bà Rịa-Vũng Tàu, năm 2018

ĐỒ ÁN ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT NAM

Người hướng dẫn chính: TS Nguyễn Hồng Châu

Người hướng dẫn phụ: TS Dương Chí Trung

Người chấm phản biện:

Đồ án được bảo vệ tại:

HỘI ĐỒNG CHẤM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT NAM

Ngày … tháng … năm 2018

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên:

Chuyên ngành: Lọc-Hóa Dầu

Lớp: K3LHD

1 Tên đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu sản xuất khí công nghiệp sử dụng nhiệt lạnh từquá trình tái hóa khí LNG Thị Vải

2 Nhiệm vụ:

 Tìm hiểu tổng quan công nghệ sử dụng nhiệt lạnh LNG trên thế giới

 Đánh giá khả năng áp dụng công nghệ sử dụng nhiệt lạnh tại Việt Nam

 Đánh giá nhu cầu sử dụng khí công nghiệp tại thị trường Việt Nam

 Tìm hiểu các quá trình sản xuất khí công nghiệp và khả năng tích hợp với quá trìnhtái hóa khí LNG

 Xây dựng mô hình, phân tích và đánh giá các yếu tố kinh tế - kỹ thuật bằng phươngpháp mô phỏng

3 Ngày giao đồ án tốt nghiệp: ngày 9 tháng 4 năm 2018

4 Ngày hoàn thành đồ án tốt nghiệp: ngày 8 tháng 7 năm 2018

Họ tên người hướng dẫn chính: TS Nguyễn Hồng Châu

Họ tên người hướng dẫn phụ: TS Dương Chí Trung

Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày … tháng … năm 2018

(ký, ghi rõ họ tên) (ký, ghi rõ họ tên) (ký, ghi rõ họ tên)

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Tên Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu sản xuất khí công nghiệp sử dụng nhiệt lạnh từ quá trình tái hóa khí LNG Thị Vải

Tên sinh viên thực hiện:

Chuyên ngành: Lọc – Hóa Dầu Khoá: 2013-2018

Họ và tên của người hướng dẫn: TS Nguyễn Hồng Châu

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Tên Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu sản xuất khí công nghiệp sử dụng nhiệt lạnh từ quá trình tái hóa khí LNG Thị Vải

Tên sinh viên thực hiện:

Chuyên ngành: Lọc – Hóa Dầu Khoá: 2013-2018

Họ và tên người phản biện:

I Phần nhận xét:

1 Về hình thức và kết cấu ĐATN:

2 Về nội dung: 2.1 Nhận xét tổng quan tài liệu:

2.2 Nhận xét về phương pháp nghiên cứu:

2.3 Nhận xét về kết quả đạt được:

2.4 Nhận xét về kết luận:

2.5 Những điểm thiếu sót và tồn tại của ĐATN:

II Điểm: ………… (ghi bằng chữ)

…, ngày … tháng … năm 2018

NGƯỜI PHẢN BIỆN

(ký, ghi rõ họ tên)

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan:

Những kết quả nghiên cứu được trình bày trong đồ án là hoàn toàn trung thực, của tôi,không vi phạm bất cứ điều gì trong luật sở hữu trí tuệ và pháp luật Việt Nam Nếu sai,tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật

TÁC GIẢ ĐỒ ÁN

(Ký, ghi rõ họ tên)

TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên :

Ngành: Kỹ thuật Hóa học Lớp: K3LHD

MSSV: Khóa: 2013-2018

Người hướng dẫn: TS Nguyễn Hồng Châu

TS Dương Chí TrungTên Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu sản xuất khí công nghiệp sử dụng nhiệt lạnh từ quá trình tái hóa khí LNG Thị Vải

Tóm tắt nội dung đồ án tốt nghiệp

1 Tổng quan: Giới thiệu tổng quan về LNG: khái niệm LNG, chuỗi quá trình LNG,ứng dụng của LNG và quá trình tái hóa khí LNG, tổng quan về thành phần, tínhchất, ứng dụng, các công nghệ sản xuất khí công nghiệp, thị trường khí công nghiệpViệt Nam

2 Cơ sở quá trình tách không khí: Khái quát quá trình tách không khí lạnh, giới thiệucác quy trình 1 tháp, 2 tháp, đa tháp; quá trình tích hợp sự tái hóa khí LNG với hệthống tách không khí; lựa chọn quy trình sử dụng nhiệt lạnh để sản xuất khí côngnghiệp phù hợp

3 Mô phỏng quy trình: Giới thiệu phần mềm mô phỏng Aspen Hysys V10, thực hiện

mô phỏng quá trình sản xuất khí công nghiệp sử dụng nhiệt lạnh từ quá trình tái hóakhí LNG Thị Vải

4 Phân tích kinh tế và kỹ thuật từ quá trình mô phỏng: Thực hiện phân tích các yếu tố

kỹ thuật, đánh giá tính kinh tế trong đầu tư xây dựng nhà máy

5 Kết luận

This thesis evaluates the feasibility of integrating LNG regasification with airseparation process By using simulation software, the thesis proposes a process thatallows the assessment of air flow to be integrated and evaluates economic andtechnical factors Based on the simulation result, the author calculate some key factors

of important equipment such as distillation column, heat exchanger, compressor, etc.The economic factor is also evaluated in this thesis

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin được thể hiện lòng biết ơn sâu sắc nhất tới quý thầy cô trong khoaDầu Khí nói chung và đặc biệt là trong bộ môn Lọc – Hóa Dầu nói riêng, đã tạo điềukiện tốt nhất có thể để em hoàn thành đồ án này

Em xin được gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới TS Nguyễn Hồng Châu và TS.Dương Chí Trung trong thời gian qua đã tận tình quan tâm, động viên và giúp đỡ emrất nhiều trong việc hướng dẫn, đọc và góp ý cho em chỉnh sửa đồ án Trong quá trìnhthực hiện đồ án, em đã học tập được rất nhiều kiến thức về các phần mềm mô phỏng,cách tính toán các thiết bị công nghệ cũng như tính toán kinh tế cho một dự án

Do thời gian thực hiện đồ án có hạn, em không thể tránh khỏi những thiếu sót cần phải

bổ sung Em kính mong quý thầy cô giáo góp ý để đồ án của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii

ABSTRACT iii

LỜI CẢM ƠN iv

MỤC LỤC v

DANH MỤC HÌNH ẢNH viii

DANH MỤC BẢNG BIỂU xii

DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT xiii

LỜI MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN 2

1.1 Tổng quan về LNG 2

1.1.1 Khái quát về LNG 2

1.1.2 Chuỗi quá trình LNG 2

1.1.3 Khai thác khí thiên nhiên 2

1.1.4 Các quá trình xử lý khí tại nhà máy 3

1.1.5 Vận chuyển LNG 3

1.1.6 Quá trình tái hóa khí LNG 4

1.1.7 Sử dụng LNG 9

1.1.8 Dự án LNG Thị Vải 9

1.1.9 Phân tích các ứng dụng cuả quá trình tái hóa khí LNG 10

1.2 Tổng quan về khí công nghiệp 14

1.2.1 Thành phần, tính chất của không khí 14

1.2.2 Ứng dụng của khí công nghiệp 15

1.2.3 Các phương pháp sản xuất khí công nghiệp 18

1.2.4 Tình hình sản xuất khí công nghiệp tại Việt Nam 18

Chương 2: CƠ SỞ QUÁ TRÌNH TÁCH KHÔNG KHÍ 20

2.1 Khái quát quá trình tách không khí lạnh 20

2.1.1 Nén khí 21

2.1.2 Làm mát không khí 21

2.1.3 Tinh lọc không khí 21

2.1.4 Làm lạnh sâu không khí 21

2.1.5 Sự phân tách không khí 21

2.1.6 Thu hồi và lưu trữ 21

2.2 Các quy trình tách không khí lạnh 21

2.2.1 Quá trình tách 1 tháp 22

2.2.2 Quá trình chưng cất 2 tháp 23

2.2.3 Quá trình chưng cất đa tháp 24

2.3 Lựa chọn cấu hình cho quá trình tách không khí sử dụng nhiệt lạnh từ quá trình tái hóa khí LNG 27

Chương 3: MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT KHÍ CÔNG NGHIỆP 28

3.1 Lựa chọn phần mềm mô phỏng 28

3.2 Mô phỏng quá trình sản xuất khí công nghiệp sử dụng nhiệt lạnh từ quá trình tái hóa khí LNG 28

Chương 4: ĐÁNH GIÁ VÀ THẢO LUẬN 54

4.1 Đánh giá tính kỹ thuật 54

4.1.1 Dòng không khí đầu vào và các dòng sản phẩm 54

4.1.2 Dòng LNG 54

4.1.3 Dòng nước cho quá trình làm mát 54

4.1.4 Hệ thống máy nén được sử dụng mô phỏng 55

4.1.5 Hệ thống máy bơm 56

4.1.6 Hệ thống trao đổi nhiệt 58

4.1.7 Các tháp chưng cất 64

4.1.8 Các van giảm áp 67

4.2 Đánh giá tính kinh tế của dự án 68

4.2.1 Doanh thu 68

4.2.2 Giá thành thiết bị 69

4.2.3 Các chi phí trực tiếp khác 70

4.2.4 Chi phí xây dựng 71

4.2.5 Chi phí gián tiếp 71

4.2.6 Chi phí dự phòng và tổng chi phí đầu tư dài hạn CTPI 72

4.2.7 Chi phí sản xuất 72

4.2.8 Tổng chi phí đầu tư CTCI (total capital invesment) 74

KẾT LUẬN 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO 77

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Chuỗi quá trình LNG [1] 2

Hình 1.2: Quá trình xử lý tại nhà máy LNG [1] 3

Hình 1.3: Tàu vận chuyển LNG [1] 4

Hình 1.4: Hệ thống thiết bị tái hóa khí LNG [1] 5

Hình 1.5: Cần tải [1] 6

Hình 1.6: Thiết bị ORV [1] 7

Hình 1.7: Thiết bị SCV [1] 7

Hình 1.8: Thiết bị IFV [1] 8

Hình 1.9: Thiết bị AAV [1] 8

Hình 1.10: Kho cảng Thị Vải [3] 10

Hình 1.11: Quá trình sản xuất CO2 lỏng [5] 12

Hình 1.12: Kho lạnh LNG [5] 12

Hình 1.13: Sản xuất điện từ nguồn nhiệt lạnh LNG [5] 13

Hình 1.14: Thành phần của không khí [6] 14

Hình 1.15: Tỷ trọng của không khí [7] 15

Hình 1.16: Ứng dụng của khí Oxy công nghiệp [8] 16

Hình 2.1: Các giai đoạn tách không khí lạnh [15] 20

Hình 2.2 Quá trình chưng cất 1 tháp [16] 22

Hình 2.3: Quá trình chưng cất 2 tháp [17] 23

Hình 2.4 Hệ thống 3 tháp chưng cất [16] 25

Hình 2.5 Hệ thống 4 tháp chưng cất [16] 26

Hình 2.6: Tích hợp quá trình tái hóa khí LNG và chưng cất không khí [17] 27

Hình 3.1: Quá trình tích hợp LNG Regasification với hệ thống tách không khí 29

Hình 3.2 Các thông số của dòng không khí đầu vào 1 30

Hình 3.3: Các thông số kỹ thuật của máy nén Comp 1 31

Hình 3.4: Các thông số kỹ thuật của dòng 2 32

Hình 3.5 Các thông số kỹ thuật của thiết bị trao đổi nhiệt HEX1 33

Hình 3.6 Các thông số của các dòng trao đổi nhiệt tại HEX1 33

Hình 3.7: Các thông số kỹ thuật của máy nén Comp2 34

Hình 3.8: Các thông số kỹ thuật của thiết bị trao đổi nhiệt HEX2 35

Hình 3.9 Các dòng trao đổi nhiệt tại HEX2 35

Hình 3.10: Thông số kỹ thuật của bơm Pump1 36

Hình 3.11: Các dòng trong bơm Pump1 36

Hình 3.12: Các thông số kỹ thuật của bộ trao đổi nhiệt HEX3 37

Hình 3.13: Các dòng trao đổi nhiệt tại HEX3 38

Hình 3.14: Thông số các dòng tại bộ chia SEP 38

Hình 3.15: Các thông số của thiết bị MHEX1 39

Hình 3.16: Các dòng trong bộ trao đổi nhiệt MHEX1 40

Hình 3.17: Các dòng trong bơm PUMP3 41

Hình 3.18: Các thông số kỹ thuật của tháp chưng cất cao áp HPC 42

Hình 3.19: Các dòng trong tháp HPC 43

Hình 3.20: Thành phần các dòng sản phẩm qua tháp HPC 44

Hình 3.21: Thông số kỹ thuật của bộ trao đổi nhiệt đa dòng MHEX2 45

Hình 3.22: Các dòng trao đổi nhiệt tại MHEX2 46

Hình 3.23: Thông số các dòng qua van VALVE1 47

Hình 3.24: Thông số các dòng qua van VALVE2 48

Hình 3.25: Các thông số kỹ thuật của tháp chưng cất thấp áp LPC 49

Hình 3.26: Các dòng trong tháp LPC 50

Hình 3.27: Thành phần các dòng sản phẩm của tháp LPC 51

Hình 3.28: Thông số kỹ thuật của bơm Pumb 2 52

Hình 3.29: Các thông số kỹ thuật của máy nén Comp3 53

Hình 4.1: Kết quả mô phỏng máy nén Comp1 55

Hình 4.2: Kết quả mô phỏng máy nén Comp2 56

Hình 4.3: Kết quả mô phỏng máy nén Comp3 56

Hình 4.4: Kết quả mô phỏng bơm Pump1 57

Hình 4.5: Kết quả mô phỏng bơm pump2 57

Hình 4.6: Kết quả mô phỏng bơm PUMP3 58

Hình 4.7: Thông số tình toán cho HEX1 58

Hình 4.8: Đồ thị trao đổi nhiệt tại HEX1 59

Hình 4.9: Thông số tính toán cho HEX2 59

Hình 4.10: Đồ thị trao đổi nhiệt trong HEX2 60

Hình 4.11: Thông số tính toán cho HEX3 61

Hình 4.12: Đồ thị trao đổi nhiệt trong HEX 3 61

Hình 4.13: Thông số trao đổi nhiệt trong MHEX1 62

Hình 4.14: Đồ thị trao đổi nhiệt trong MHEX1 63

Hình 4.15: Thông số trao đổi nhiệt trong MHEX2 63

Hình 4.16: Đồ thị trao đổi nhiệt trong MHEX2 64

Hình 4.17: Đồ thị nhiệt độ trong tháp HPC 65

Hình 4.18: Đồ thị áp suất trong tháp HPC 65

Hình 4.19: Đồ thị lưu lượng trong tháp HPC 65

Hình 4.20: Đồ thị nhiệt độ trong tháp LPC 66

Hình 4.21: Đồ thị áp suất trong tháp LPC 66

Hình 4.22: Đồ thị lưu lượng trong tháp LPC 66

Hình 4.23: Đồ thị tỷ lệ độ sụt áp trong van VALVE1 67

Hình 4.24: Đồ thị tỷ lệ độ sụt áp trong van VALVE2 68

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Các kho LNG tại Nhật Bản [5] 11

Bảng 1.2: So sánh các phương pháp sử dụng nhiệt lạnh LNG 13

Bảng 1.3: Điểm tới hạn của Oxy và Nitơ [7] 14

Bảng 1.4: Tính chất các thành phần của không khí [7] 15

Bảng 4.1: Số liệu các dòng không khí và sản phẩm khí 54

Bảng 4.2: Doanh thu từ sản phẩm khí công nghiệp 69

Bảng 4.3: Giá thành các thiết bị 70

Bảng 4.4: Các chi phí trực tiếp khác[20] 71

Bảng 4.5: Chi phí xây dựng [20] 71

Bảng 4.6: Chi phí gián tiếp [20] 72

Bảng 4.7: Công suất các thiết bị 73

Bảng 4.8: Tóm tắt kết quả tính toán tính kinh tế của dự án 75

DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

LNG Liquefied Natural Gas Khí thiên nhiên hóa lỏng

VCM Vinyl Chloride Monomer Vinyl Clorua

LPG Liquefied Petroleum Gas Khí dầu mỏ hóa lỏng

HPC High Pressure Column Tháp tách cao áp

LPC Low Pressure Column Tháp tách thấp áp

LỜI MỞ ĐẦU

Để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ khí ngày càng tăng và bổ sung nguồn cung cấp khí trongtương lai khi sản lượng khai thác từ nguồn cung trong nước sụt giảm, đảm bảo an ninhnăng lượng quốc gia, PV GAS/PVN đã triển khai thực hiện dự án Kho LNG Thị Vảigiai đoạn 1 với công suất 1 triệu tấn/năm, dự kiến đi vào vận hành năm 2021

Trong phạm vi đồ án tốt nghiệp này, tác giả sẽ sử dụng phương pháp mô phỏng bằngphần mềm ASPEN HYSYS để phân tích và đánh giá các yếu tố kinh tế - kỹ thuật củaviệc tích hợp quá trình tái hóa khí LNG với quá trình sản xuất khí công nghiệp

Nội dung của đồ án gồm 05 phần:

- Chương 1: Tổng quan

- Chương 2: Cơ sở quá trình tách không khí

- Chương 3: Mô phỏng quá trình sản xuất khí công nghiệp

- Chương 4: Đánh giá và thảo luận

- Kết luận

xa nguồn cung khí mà những phương pháp vận chuyển truyền thống như đường ống,CNG khó có thể thực hiện được do không hiệu quả về kinh tế.

Quá trình làm lạnh khí tự nhiên để đạt trạng thái lỏng diễn ra tại nhiệt độ khoảng

-162oC (-259 F) Để phục vụ cho mục đích sử dụng thương mại, LNG sẽ được chuyểnngược lại thành dạng khí sau khi vận chuyển đến nơi tiêu thụ bằng quá trình tái hóakhí [1]

1.1.2 Chuỗi quá trình LNG

Quá trình sản xuất, vận chuyển và phân phối LNG được bắt đầu từ năm 1964 với sơ đồsau:

Hình 1.1: Chuỗi quá trình LNG [1]

1.1.3 Khai thác khí thiên nhiên

Hiện nay, phần lớn lượng LNG trên thế giới được xuất khẩu từ các nước có trữ lượngkhí lớn như Qatar, Algeria, Australia, Indonesia, Malaysia, UAE, Nga

Khai thác là quá trình đầu tiên trong cả chuỗi quá trình LNG Sau khi các giếng đượckhoan, khí tự nhiên được lấy ra và xử lí sơ bộ Dòng khí thô này có thành phần chính

là khí Methane có lẫn một lượng ít tạp chất và các khí khác (như Ethane, Propane,Butane, H2S, CO2…) Vì vậy, trước khi đưa vào hóa lỏng, dòng khí này phải được làm

sạch để đảm bảo độ tinh khiết cho sản phẩm và tránh gây ăn mòn cho đường ống vàthiết bị tồn chứa [1]

1.1.4 Các quá trình xử lý khí tại nhà máy

Một trong những mục đích chính của nhà máy LNG là cung cấp các thành phần và đặctính đốt cháy phù hợp thông qua việc làm lạnh và ngưng tụ khí tự nhiên Đặc tính đốtcháy và thành phần đóng vai trò rất quan trọng trong việc quyết định chất lượng củasản phẩm Khí tự nhiên có chất lượng tốt thường chứa 85% đến 99% khí Methane Sơ

đồ dưới đây mô tả các công đoạn chính của quy trình này [1]

Hình 1.2: Quá trình xử lý tại nhà máy LNG [1]

1.1.4.1 Làm sạch khí thiên nhiên

Việc tách và loại bỏ các hợp chất không cần thiết và tạp chất được thực hiện tại cácnhà máy trước khi hóa lỏng khí tự nhiên Các thành phần cần tách loại khỏi khí tựnhiên là H2S, CO2, nước và các thành phần nặng Các thành phần có thể ăn mòn thiết

bị, làm giảm chất lượng khí thương phẩm [1]

1.1.4.2 Hóa lỏng khí thiên nhiên

Sau khi tách loại hầu hết các tạp chất, khí tự nhiên được đưa vào quá trình hóa lỏng.Khí được hóa lỏng thông qua công nghệ làm lạnh sâu để giảm nhiệt độ xuống khoảng -

162oC – trạng thái lỏng của Methane

Sản phẩm LNG thu được là chất lỏng không gây ăn mòn, không màu, nặng bằng mộtnửa so với nước Một thể tích LNG sau khi hóa hơi cho 600 thể tích khí tự nhiên ởđiều kiện 15,6oC và 1atm Bằng việc hóa lỏng này cho phép vận chuyển và tồn chứaLNG đạt giá trị kinh tế cao [1]

không có bất kì sự cố mất mát nào Ngày nay, LNG được vận chuyển trên các con tàusiêu trọng, được thiết kế đặc biệt để chứa hàng ở điều kiện gần áp suất khí quyển vànhiệt độ lạnh là -162oC Bể chứa LNG có lớp cách nhiệt để hạn chế lượng LNG bị bayhơi trong quá trình vận chuyển.

Khoảng 300 tàu LNG đang hoạt động và đa số có thể vận chuyển 120.000 đến 260.000

m3 LNG Hiện nay, chi phí của các tàu LNG vào khoảng 225-250 triệu USD cho tàuvận chuyển 135.000 m3 đến khoảng 300 triệu đô cho các tàu có sức chứa lớn hơn [1]

1.1.6 Quá trình tái hóa khí LNG

LNG được vận chuyển và lưu trữ tại các kho chứa trước khi thực hiện quá trình tái hóakhí (Regasification)

Mặc dù có nhiều thiết kế khác nhau của thiết bị nhập và hóa hơi LNG nhưng thường

về tổng thể thì khá giống nhau [1] Các thiết bị chính của quá trình tái hóa khí:

- Cần tải (Uploading arms)

- Đường ống lạnh

- Bồn chứa.

- Bơm áp suất thấp

- Bơm áp suất cao

- Máy nén Boil-Off Gas

- Thiết bị hóa hơi

Hình 1.4 dưới đây mô tả hệ thống tái hóa khí LNG

Hình 1.4: Hệ thống thiết bị tái hóa khí LNG [1]

1.1.6.1 Cần tải

Các cần tải (Articulated arms) được sử dụng để chuyển LNG từ các tàu vận chuyểnđến kho lưu trữ trên đất liền Các khớp nối còn được gọi là “hardarms”, nối các hệthống ống dẫn của tàu với cầu cảng nhận hàng

Khi tàu chở LNG cập bến, cần tải được làm lạnh đến -162oC Chúng cũng có thể giãn

nở khi thay đổi nhiệt độ Thiết bị ngắt khẩn cấp sẽ được trang bị trên các cần tải đểtránh rủi ro trong quá trình vận chuyển của tàu Bên cạnh đó, hệ thống cảnh báo antoàn cũng được lắp đặt để bảo vệ cần tải và các khớp nối [1]

và có thể được xử lý theo những cách sau:

- Nén và chuyển đến các đường ống

- Bơm vào tàu vận chuyển LNG để duy trì áp suất dương cho quá trình chuyểnLNG

- Trong trường hợp bất thường, khí sẽ được đưa ra đuốc đốt

Thiết bị lưu trữ được thiết kế với tính năng thông hơi để có thể ngăn ngừa sự tăng áp

do hiện tượng “rollover” trong bể chứa LNG Hiện tượng này là do sự giải phóngnhanh của khí trong bể, làm phân tầng sản phẩm tồn chứa Để ngăn ngừa hiện tượngnày, thiết bị đo lường tỷ trọng được đưa vào để theo dõi sự phân tầng Các loại bểchứa thường dùng là:

- Bể chứa đơn (Single containment tanks)

- Bể chứa kép (Double containment tanks)

- Bể chứa đầy (Full containment tanks)

- Bể loại màng (Membrane tanks)

- Bể dưới lòng đất (In-ground tanks) [1]

1.1.6.3 Thiết bị tái hóa khí LNG

LNG sau khi lưu trữ sẽ được đưa vào thiết bị tái hóa khí để chuyển về dạng hơi Cácthiết bị trao đổi nhiệt sử dụng để hóa hơi LNG thông thường là:

- Open Rack Vaporizer (ORV): Lấy nhiệt để hóa hơi LNG từ nước biển Đầutiên, nước được lọc để tránh sự lắng đọng các hạt rắn trong ORV, sau đó chảy đến cácống chứa LNG, LNG được làm nóng và bay hơi khi đi qua các ống này Các ống đượcthiết kế đặc biệt để tối ưu hóa việc trao đổi nhiệt Hệ thống được minh họa trong hìnhdưới.[1]

Hình 1.6: Thiết bị ORV [1]

- Submerged Combustion Vaporizers (SCV): hệ thống đốt khí tự nhiên, hơi nóngđược đưa đến thiết bị trao đổi nhiệt với LNG để làm nóng và hóa hơi LNG Hơi nóngnày được tạo ra từ việc đốt khí làm tăng hiệu quả truyền nhiệt giữa nước và LNG,ngăn ngừa sự hình thàng băng trên các bó ống SCV đốt cháy 1,2% đến 1,5% lượngkhí tự nhiên được xử lý Hệ thống được minh họa như hình dưới.[1]

Hình 1.7: Thiết bị SCV [1]

- Intermediate Fluid Vaporizer (IFV): Dựa vào 2 mức trao đổi nhiệt giữa LNG và

1 chất lỏng trung gian như Propane và giữa chất lỏng này với nguồn nhiệt (thường lànước biển) IFV ngăn chặn sự sự đông tụ và giảm rủi ro đóng cặn Hệ thống đượcminh họa như hình dưới [1]

Hình 1.8: Thiết bị IFV [1]

- Ambient Air Vaporizers (AAV): Sử dụng nhiệt từ không khí, dùng cho các thiết

bị nhỏ Một số nơi dùng quạt để tạo dòng đối lưu tự nhiên Gần đây IFV được lắp đặttại các điểm nhập LNG vì hệ thống nước biển ở đó không còn phù hợp Hệ thống đượcminh họa như hình dưới [1]

Hình 1.9: Thiết bị AAV [1]

1.1.6.4 Tạo mùi và phân phối khí

Khí tự nhiên có tính chất không màu, không mùi, không thể phát hiện rò rỉ nên trướckhi phân phối đến người tiêu dùng, khí tự nhiên được tạo mùi bằng cách thêm mộtlượng nhỏ khí tạo mùi có nguồn gốc từ mercaptan

Sau khi được tạo mùi, lượng khí thoát ra sẽ được đo lại và cung cấp trực tiếp đếnkhách hàng để sử dụng [1]

1.1.7 Sử dụng LNG

LNG thường không được sử dụng trực tiếp mà cần tái hóa khí, sau đó được sử dụngnhư khí tự nhiên cho các nhà máy điện, đạm, hóa dầu LNG có thể được sử dụng làmnhiên liệu cho động cơ đốt trong LNG đang trong giai đoạn đầu trở thành nhiên liệuchính cho nhu cầu vận tải và đang được đánh giá, kiểm tra cho các ứng dụng vận tảitrên bộ (như xe buýt, ô tô ) và các ứng dụng trên tàu biển Có nhiều vấn đề về bìnhnhiên liệu và việc cung cấp khí đốt cho động cơ, nhưng mặc dù những khó khăn này,việc chuyển sang sử dụng LNG như một nhiên liệu vận tải đã bắt đầu LNG có thểcạnh tranh trực tiếp với CNG (khí tự nhiên nén) như một loại nhiên liệu cho các loại

xe vì động cơ giống hệt nhau và cho hiệu suất cao Ngoài ra, các ứng dụng nhiệt lạnhcủa LNG cũng đang được nghiên cứu và ứng dụng [2]

1.1.8 Dự án LNG Thị Vải

Kho cảng Thị Vải (KCTV), tên thường gọi của Kho cảng PV GAS Vũng Tàu là mộtmắt xích không thể thiếu, hoạt động liên tục trong dây chuyền khí Bạch Hổ, Nam CônSơn, với sức chứa tương đương 50% tổng công suất kho chứa LPG cả nước, góp phầnquan trọng thực hiện nhiệm vụ đảm bảo an ninh năng lượng của quốc gia và bình ổnthị trường LPG trong nước [3]

Kho cảng PV GAS Vũng Tàu nằm trên địa bàn xã Tân Phước, huyện Tân Thành tỉnh

Bà Rịa - Vũng Tàu, được vận hành từ năm 2000, là kho chứa khí hóa lỏng (LPG),Condensate lớn nhất Việt Nam, có nhiệm vụ chính là tàng chứa, xuất/nhập các sảnphẩm LPG, Condensate của Nhà máy Xử lý khí Dinh Cố Condensate của Nhà máykhí Nam Côn Sơn và nguồn LPG nhập khẩu sau đó xuất cho các tàu và xe bồn, vậnchuyển đến các hộ tiêu thụ Ngoài ra, kho cảng Thị Vải còn thực hiện các dịch vụ nhậphóa chất VCM cho Công ty Nhựa và Hóa chất Phú Mỹ (AGC Chemicals Viet Nam);xuất/nhập sản phẩm xăng, dầu cho Công ty PV Oil Phú Mỹ; Khai thác dịch vụ cảnghướng tới các khách hàng tàu, xe bồn và khu công nghiệp Cái Mép [3]

Hiện tại Kho cảng Thị Vải trực thuộc Công ty Chế biến Khí Vũng Tàu (KVT) – đơn vịthành viên của PV GAS Kho cảng quản lý và vận hành các hạng mục: kho định áp(LPG và Condensate bể Cửu Long/Nam Côn Sơn); kho LPG lạnh nhập khẩu từ nướcngoài; kho LPG Gò Dầu (tại Đồng Nai) và các thiết bị phụ trợ; trạm nạp LPG xe bồnThị Vải; Cầu cảng xuất nhập sản phẩm bằng tàu với tải trọng lên tới 60.000 DWT(tấn); Đặc biệt là hệ thống kho chứa LPG sức chứa 75.000 tấn (chiếm khoảng 50%tổng công suất kho chứa LPG tại Việt Nam) [3]

Hình 1.10: Kho cảng Thị Vải [3]

Trong giai đoạn tới, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp khí, trong

xu thế hội nhập kinh tế quốc tế, để tiếp tục thực hiện nhiệm vụ quan trọng mà Chínhphủ và Tập đoàn Dầu khí Việt Nam giao cho PV GAS tăng cường khả năng tiếp nhận,tàng trữ và phân phối khí Để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ khí ngày càng tăng và bổ sungnguồn cung cấp khí trong tương lai khi sản lượng khai thác từ nguồn cung trong nướcsụt giảm, đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia, PV GAS tiếp tục triển khai Kho LNGThị Vải giai đoạn 1 với công suất 1 triệu tấn/năm, dự kiến đi vào vận hành năm 2021

và mở rộng lên 3-5 triệu tấn/năm sau đó với nguồn nguyên liệu LNG nhập khẩu từnước ngoài cung cấp cho các Nhà máy điện tại khu vực Đông Nam Bộ; và Kho chứasản phẩm của dự án Nam Côn Sơn 2 giai đoạn 2 với công suất chứa LPG 300.000 tấn/năm và Condensate 170.000 tấn/năm dự kiến đi vào hoạt động từ năm 2021 [3]

1.1.9 Phân tích các ứng dụng cuả quá trình tái hóa khí LNG

Khi được nhập khẩu về Việt Nam, LNG ở trạng thái lỏng, nhiệt độ rất thấp (khoảng

-162oC), tại các kho chứa cần phải có thiết bị tái hóa khí LNG để đưa vào hệ thốngđường ống vận chuyển đến các hộ tiêu thụ Quá trình hóa khí LNG cần tiêu tốn nhiềunhiệt năng, phổ biến nhất hiện nay là việc sử dụng nước biển làm tác nhân truyềnnhiệt Tuy nhiên, phương pháp này gây ra sự lãng phí rất lớn về mặt năng lượng, cụthể là nguồn nhiệt lạnh của LNG Những lợi ích của việc tận dụng được nguồn nhiệtlạnh của LNG góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và hạn chế tác động tớimôi trường (không phát thải nhiệt lạnh vào nước biển) Mặt khác, do không sử dụngnước biển để cấp năng lượng tái hóa khí LNG, nguy cơ ăn mòn giảm đi và tiêu chuẩnvật liệu, đường ống sẽ thấp hơn và giảm được giá thành Nhiều công nghệ sử dụngnhiệt lạnh của LNG được nghiên cứu và ứng dụng trong thực tế, đặc biệt tại Nhật Bản

và Hàn Quốc là hai quốc gia nhập khẩu LNG nhiều nhất thế giới Các công nghệ này

có thể được chia làm 2 nhóm như sau [4]:

- Nhóm công nghệ sử dụng trực tiếp nhiệt lạnh của LNG

- Nhóm công nghệ sử dụng nguồn nhiệt lạnh LNG để sản xuất điện năng

Sử dụng trực tiếp nhiệt lạnh LNG [4]:

- Sản xuất khí công nghiệp từ không khí (oxy, nitơ,… lỏng)

- Sản xuất băng khô (CO2 rắn)

- Điều hòa nhiệt độ trong các tòa nhà (gần khu vực cụm tái hóa khí)

- Cung cấp nguồn lạnh cho các kho lạnh bảo quản thực phẩm, hải sản

Việc sử dụng nhiệt lạnh LNG để sản xuất khí công nghiệp từ không khí là một giảipháp được đánh giá cao tại khu vực có thị trường khí công nghiệp Mức tiêu thụ nănglượng trong trường hợp sử dụng kết hợp nhiệt lạnh LNG luôn luôn thấp hơn (thườngthấp hơn khoảng 50%) so với một nhà máy sản xuất khí công nghiệp vận hành độc lập

do nguồn lạnh từ LNG trong quá trình tái hóa khí là miễn phí Các dự án lớn đã đượctriển khai về sản xuất khí công nghiệp bằng nhiệt lạnh từ quá trình tái hóa khí LNG tạiNhật Bản được mô tả trong bảng dưới đây.[5]

Bảng 1.1: Các kho LNG tại Nhật Bản [5]

3/h)

NămOxy lỏng Nitơ lỏng Argon

Hình 1.11: Quá trình sản xuất CO 2 lỏng [5]

Ứng dụng điều hòa không khí có nhược điểm là chỉ áp dụng cho các khu nhà gần vớikho cảng, hơn nữa lượng nhiệt lạnh cần thiết cũng không đòi hỏi nhiều Những khókhăn liên quan đến an toàn và chi phí cao khi sử dụng những thiết bị/vật liệu chịu lạnhlàm cho các giải pháp này gặp khó khăn khi áp dụng vào thực tế [5]

Ứng dụng trong kho lạnh (hình 1.12) thường không đòi hỏi một lượng nhiệt lạnh lớn

và kho cảng Thị Vải không phát triển mạnh theo ngành thủy sản đông lạnh Nhữngkhó khăn liên quan đến an toàn và chi phí cao khi sử dụng những thiết bị/vật liệu chịulạnh làm cho các giải pháp này gặp khó khăn khi áp dụng vào thực tế

Hình 1.12: Kho lạnh LNG [5]

Một trong những ứng dụng quan trọng trong việc tận dụng nguồn nhiệt lạnh từ LNG là

sử dụng để sản xuất điện năng được thể hiện trong hình dưới đây:

Hình 1.13: Sản xuất điện từ nguồn nhiệt lạnh LNG [5]

Tuy nhiên, ứng dụng sản xuất điện năng từ năm 1992 đến nay gần như không có thêm

dự án mới nào áp dụng, do hiệu quả năng lượng và hiệu quả kinh tế thấp [5]

Bảng 1.2: So sánh các phương pháp sử dụng nhiệt lạnh LNG

Sản xuất điện năng Đóng góp một phần cho

lưới điện quốc gia Hiệu quả kinh tế khôngcao, hiệu suất tạo điện

năng thấpSản xuất khí công nghiệp Phù hợp với điều kiện Việt

Nam Cần tính toán, đảm bảo cânbằng thị trườngSản xuất CO2 Tạo ra nguồn CO2 với hiệu

suất lớn

Nhu cầu CO2 tại Việt Nam

không caoĐiều hòa nhiệt độ Tiết kiệm điện năng để

điều hòa nhiệt độ Chỉ áp dụng cho khu vựcgần kho cảngCấp nhiệt cho kho lạnh Tiết kiệm điện năng để duy

trì nhiệt độ thấp phát triển kho thủy hải sảnKho cảng Thị Vải khôngQua các phân tích trên, hướng tận dụng nguồn nhiệt lạnh từ quá trình tái hóa khí LNG

để sản xuất khí công nghiệp là phù hợp nhất với điều kiện dự án kho cảng Thị Vải.Trên thế giới hiện nay, hướng này cũng được các quốc gia phát triển ưu tiên sử dụngnhư bảng dưới đây

1.2 Tổng quan về khí công nghiệp

1.2.1 Thành phần, tính chất của không khí

Không khí là hỗn hợp của các khí khác nhau, thành phần chính là Nitơ (78%), Oxy(21%), và khí trơ Argon (0,9%), 0,1% còn lại hầu hết là CO2, hơi nước và các khí trơ

khác như Neon, Helium, Krypton và Xenon (hình 2.4) Các thành phần của không khí

có thể được tách ra nhờ chưng cất trong cụm đặc biệt Không khí thường được môhình hóa như là khí không thay đổi với tính chất được hình thành từ các thành phầncủa nó

Không khí khô có thành phần tương đối không thay đổi Không khí xung quanh chứalàm lượng nước có thể lên đến 5% và một lượng các khí khác (thường ở lượng vết),chúng được loại bỏ trong khi tách không khí và trong hệ thống làm sạch sản phẩm [6]

Hình 1.14: Thành phần của không khí [6]

Hai thành phần chính của không khí khô là Nitơ và Oxy Nguyên tử khối của Oxy vàNitơ lần lượt là 16 và 14 Cả 2 nguyên tố này tồn tại trong không khí ở dạng phân tử

là O2 (32) và N2 (28)

Một số tính chất về điểm tới hạn của không khí được mô tả trong bảng dưới

Bảng 1.3: Điểm tới hạn của Oxy và Nitơ [7]

1.2.2 Ứng dụng của khí công nghiệp

1.2.2.1 Khí Oxy công nghiệp

Khí Oxy công nghiệp được sử dụng trong việc sản xuất thép, nhựa và dệt may, hànhơi, hàn và cắt thép và các kim loại khác, thuốc phóng tên lửa, liệu pháp Oxy và hệthống hỗ trợ cuộc sống trên máy bay, tàu ngầm, vũ trụ và lặn

Trong sản sản xuất thương mại O2 được sử dụng để nấu chảy sắt thành thép Luyệnquặng sắt thành thép tiêu thụ 55% lượng oxy sản xuất thương mại Trong quá trìnhnày, O2 được bơm qua một vòi phun cao áp vào sắt nóng chảy để loại bỏ các tạp chấtlưu huỳnh và carbon dư thừa như các oxit tương ứng, SO2 và CO2 Các phản ứng tỏanhiệt, do vậy nhiệt độ tăng lên đến 1.700 °C

Một lượng 25% Oxy sản xuất thương mại được sử dụng bởi ngành công nghiệp hóahọc Ethylene phản ứng với O2 để tạo ra ethylene oxide, trong đó, lần lượt, đượcchuyển đổi thành Ethylene Glycol Vật liệu trung chuyển chính được sử dụng để sảnxuất một loạt các sản phẩm, bao gồm cả chất chống đông và Polyme Polyester (tiềnthân của nhiều loại nhựa và vải)

Hầu hết 20% còn lại của Oxy sản xuất thương mại được sử dụng trong các ứng dụng y

tế, cắt kim loại, hàn, như là một chất Oxy hóa trong nhiên liệu tên lửa, và trong xử lý

nước Oxy được sử dụng để hàn Oxy-Acetylene cháy Axetylen với O2 để tạo ra mộtngọn lửa nhiệt độ cao [8]

Hình 1.16: Ứng dụng của khí Oxy công nghiệp [8]

1.2.2.2 Khí Nitơ công nghiệp

* Khí N2 trong công nghiệp được dùng như làm trơ bình chứa hoặc xử lí bình chứa,Khí N2 được bơm vào nhằm loại bỏ môi trường độc hại, ngăn chặn cháy nổ do môitrường khí, như di chuyển LPG trong đường ống tại các nhà máy lọc dầu, để triệt tiêukhả năng gây nổ trong thùng nhiên liệu, N2 được sử dụng để phủ các khoảng trống củabồn

* Bơm khí N2 để loại bỏ oxy, dập cháy và ngăn ngừa cháy nổ

* Khí N2 trong dược phẩm dùng để phủ, làm trơ, sục khí, chống oxy hóa và giảm sựcháy

* Trên các dàn khoan xa bờ, không khí được thay bởi khí trơ N2 để loại bỏ Oxy để làmchậm quá trình oxy hóa và ngăn cháy nổ, dùng khí N2 để ép giếng dầu đã cạn Làmtăng tốc độ khoan, tính trơ của nó không gây mòn, hư hỏng thành lỗ khoan

* Bơm lốp xe bằng khí N2: Không khí nén chứa khí Oxy, chứa hơi nước làm tăng nhiệttrong lốp xe, gây chênh lệch áp suất, làm hư hỏng thành và các thành phần của lốp.Khiến cho lốp hỏng nhanh, Khi bơm lốp xe bằng khí N2 sẽ không bị oxy hóa, khôngngưng tụ hơi nước, nhiệt độ mát hơn, do đó bền hơn

* Bằng cách giảm nồng độ khí Oxy bằng khí N2 sẽ ngăn được các tác nhân gây cháy

sơ cấp và thứ cấp, nổ khí ga, khu vực cháy cũng được phong tỏa

* Bơm khí N2 vào các hệ thống ống kiểm tra đường ống nước, ống khí N2 được điềnđấy với áp suất cao để kiểm tra rò rỉ tại các mối hàn, ren, kết nối bích, mà không sợcháy nổ

* Sử dụng khí N2 trong các mối hàn không chì, sẽ làm tăng nhiệt độ quá trình hàn, tạokết dính trong các mối hàn nhựa.

* Sử dụng khí N2 trong cắt laser: Cắt bằng N2 rất phổ biến trong việc cắt Inox vànhôm Sản xuất sản phẩm cơ khí cần độ chính xác cao N2 được sử dụng trong quátrình hàn laze giúp cho môi trường hàn ổn định, không bị rỗ, tăng độ bám bề mặt

* Trong ngành sản suất trang sức, vàng bạc Khi sử dụng khí N2 trong lò nung, điềnđầy khí N2 đẩy khí Oxy hết sẽ không làm giảm chất lượng vàng khi có khí Oxy, khônglàm thay đổi màu sắc vàng

* Trong các công đoạn sản xuất mà sản phẩm cần xử lý nhiệt, thì khí N2 là phươngpháp tối ưu nhất khi chống lại Oxy hóa từ môi trường cho sản phẩm cần xử lý

* Khí N2 được sử dụng bảo quản nguyên vật liệu rất tốt, giúp vât liệu bền màu, tăngtuổi thọ

* Khí N2 là giải pháp phòng cháy tuyệt vời và là công cụ chữa cháy, làm giảm nồng độOxy một cách hiệu quả nhất

* Nhiều loại bình khô rất thích hợp cho sự kết hợp giữa lớp lửa A, B và C Chúngđược bao phủ bởi bọt, bột, với khí N2 nén

* Các thiết bị bảo dưỡng cho các vật liệu như kim loại, sợi carbon, Kevlar, và các loạisợi có độ bền cao là một ứng dụng lý tưởng cho máy phát điện Nitơ tại chỗ

* Để giúp việc tôi thép được độ sáng như yêu cầu, khí N2 được sử dụng trong các lò.Nhiệt độ lò càng cao, độ tinh khiêt khí N2 càng phải cao

Các bề mặt có các chất dính (băng keo) sẽ được rửa bằng N2, nó có tác dụng tẩy cácchất kết dính đồng thời tẩy sạch các chất hóa học độc hại còn sót lại [9]

1.2.2.3 Khí Argon công nghiệp

- Nhiệt luyện: đối với các kim loại dể phản ứng với khí Nitơ, hoặc cần bảo vệ khỏi khíNitơ, thì Argon là một môi trường bảo vệ lý tưởng

- Làm trơ và làm sạch: được dùng cho các bồn chứa và ống dẫn trong các nhà máydược phẩm và hóa chất

- Tinh chế kim loại

- Ứng dụng chất bán dẫn

- Hàn: ở dạng tinh khiết hoặc hổn hợp, khí Argon được dùng để bảo vệ kim loại nungchảy khỏi sự nhiễm bẩn của môi trường

- Cắt: trong ứng dụng cắt plasma của hộp kim đen và không-đen, khí Argon được sửdụng thể tinh khiết ở nhiệt độ rất cao.

- Khí Argon ứng dụng trong hàn tig (hàn inox), hàn kim loại khí trơ và hàn vonfram:Khí Argon bao quanh mối hàn bảo vệ mối hàn khỏi Oxy hóa bởi không khí, đảm bảomối hàn đẹp và bền hơn

- Khí Argon được sử dụng trong các loại bóng đèn vì khí Argon không phản ứng vớidây tóc bóng đèn ngay cả khi ở nhiệt độ cao

- Khí Argon sử dụng để bảo vệ nuôi cấy các tinh thể Silic và Gecmani trong côngnghiệp sản xuất chất bán dẫn

- Khí Argon được sử dụng trong các thiết bị lặn tự chứa để làm căng quần áo khô do

nó trơ và có độ dẫn nhiệt kém [10]

1.2.3 Các phương pháp sản xuất khí công nghiệp

Các công nghệ tách không khí khác nhau đã được phát triển:

• Cryogenic Air separation (Tách không khí lạnh)

• Membrane Air separation (Tách không khí bằng màng)

• Separation by adsorption (Tách bằng hấp phụ)

• Các phương pháp khác

Các công nghệ khác nhau được sử dụng với yêu cầu khác nhau trong số lượng và độtinh khiết sản phẩm [11]

1.2.4 Tình hình sản xuất khí công nghiệp tại Việt Nam

Messer (từ 1997): có 3 nhà máy tại Hải Dương với tổng công suất ~2600 tấn/ngày:

Linde (từ 2005): có 2 nhà máy tại KCN Phú Mỹ với tổng công suất ~1350 tấn/ngàysản phẩm:

- 500 tấn/ngày O2

- 850 tấn/ngày N2

- Ngoài ra còn có nhà máy sản xuất H2 công suất 1.000 Nm3/h tại KCN Phú Mỹ [14]Với sự phát triển ngày càng nhanh của các ngành công nghiệp tại Việt Nam, thị trườngkhí công nghiệp có tiềm năng lớn để đầu tư phát triển

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ QUÁ TRÌNH TÁCH KHÔNG KHÍ

2.1 Khái quát quá trình tách không khí lạnh

Vì mục đích của đồ án chính là nghiên cứu sự tích hợp của quá trình tách không khívới quá trình tái hóa khí LNG, chỉ có các quy trình tách khí lạnh (Cryogenic AirSeparation) mới được xem xét Sự phù hợp của quá trình tích hợp ở chỗ, không khícần làm lạnh xuống khoảng -170oC đến -190oC, phù hợp với nhiệt độ âm lạnh có sẵn

của LNG (khoảng -162oC) Các giai đoạn chính của quá trình tách khí lạnh được biểudiễn ở hình 2.1.

Hình 2.1: Các giai đoạn tách không khí lạnh [15]