Lpg
trong QT chế biến khí · 3982 xem · 9 trả lời
#127/02/2007
CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU VỀ KHAI THÿC VÀ SỬ DỤNG LPG
I. KHAI THÿC VÀ SỬ DỤNG LPG TRÊN THẾ GIỚI.
Cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp, ngành công nghiệp sản xuất và sử dụng nguồn nguyên liệu từ dầu mỿ và khí cũng được phát triển mạnh mẽ với mục đích chủ yếu là giải quyết vấn đỿ nhiên liệu động cơ, nhiên liệu công nghiệp, nhiên liệu dân dụng. Trong sự phát triển đó công nghiệp chế biến khí đã phát triển không ngừng, nó đem lại hiệu quả kinh tế cao cho nỿn kinh tế.
Trong quá trình khai thác dầu mỿ do áp suất và nhiệt độ giảm, khí hòa tan trong dầu mỿ sẽ thoát ra; khí thu được cùng với quá trình khai thác dầu và được gỿi là khí đồng hành. Khí thiên nhiên, khí đồng hành là nguồn nguyên, nhiên liệu quý giá do ít gây ô nhiễm môi trưỿng, có giá thành rẻ và tính an toàn cao.
Ŀối với các nước phát triển, LPG được sản xuất mạnh như Mỹ, Nga, Canada, Mehico, Nauy… LPG được sản xuất từ nguồn nguyên liệu chính là khí thiên nhiên và khí đồng hành, tổng sản lượng LPG thu được từ quá trình chế biến khí đồng hành chiếm trỿng lớn khoảng 60% khối lượng.
Trên thế giới năm 2000 sử dụng LPG đạt tới 255 triệu tấn với tốc độ tăng hàng năm 4 - 6 %. Khu vực tiêu thụ sản phẩm LPG lớn là Ŀông Bắc ÿ có Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn Quốc, Ấn Ŀộ. Khu vực Bắc Mỹ có Mỹ, Mehico, Canada và khu vực Tây Âu.
Châu ÿ hiện nay là nơi diễn ra các hoạt động đầu tư các cơ sở vật chất kỹ thuật phục vụ quá trình khai thác, tiếp nhận và phân phối LPG với tỷ lệ phát triển 10 - 30 % năm. Tại Ả Rập Xêut là nước sản xuất LPG lớn nhất thế giới hiện nay. Hàng năm xuất khẩu khoảng 10 triệu tấn. Nhật bản là nơi có nhu cầu nhập khẩu LPG lớn nhất hiện nay chiếm khoảng 26% nhu cầu nhập khẩu LPG trên thế giới. Malaysia là nước trong những năm qua cũng đã phát triển rất mạnh mẽ vỿ công nghiệp dầu khí, sản lượng khai thác tăng gấp 5,5 lần trong đó có 20% là khí đồng hành dùng để chế biến LPG. Các nước Ŀông Nam ÿ trong những năm gần đây cũng đã và đang tiêu thụ LPG tăng lên đáng kể khoảng 16 triệu tấn/năm.
Khu vực Châu Phi, các nước có khả năng sản xuất LPG lớn như Angeri, Nigeria, Ai Cập, Libi, sản lượng cung cấp khoảng 7,8 triệu tấn/năm.
Nhu cầu tiêu thụ LPG ở Tây Âu khoảng 22 triệu tấn/năm vào năm 1996 lượng LPG nhập chủ yếu từ Anh và Nauy.
Trong thập kỷ vừa qua nhu cầu tiêu thụ LPG trên thế giới tăng gấp 9 lần so với nhu cầu vỿ dầu mỿ.
Hiện nay, LPG được sử dụng khá rộng rãi làm nhiên liệu trong sinh hoạt và công nghiệp. Tuy nhiên trong những năm sắp tới LPG sẽ được sử dụng ngày một nhiỿu hơn để làm nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hữu cơ-hóa dầu nhằm chế biến, chuyển hóa ra các sản phẩm công nghệ có giá trị kinh tế cao.
II. KHAI THÿC VÀ SỬ DỤNG LPG Ở VIỆT NAM.
Việt Nam là nước có tiỿm năng vỿ dầu khí rất lớn, được phát hiện vào những năm 1970, với sự giúp đỡ vỿ mặt kinh tế, kỹ thuật của các chuyên gia Liên Xô đã tiến hành thăm dò và khai thác dầu khí trên quy mô lớn ở miỿn Nam nước ta. Do có tiỿm năng vỿ dầu khí như vậy nên việc khai thác và sử dụng khí ở nước ta đã và đang phát triển mạnh mẽ, đóng góp rất lớn cho nỿn kinh tế đất nước.
LPG ®îc sn xuÊt tõ hai nguån riªng biÖt. Thø nhÊt lµ t¸ch tõ dÇu th« vµ khÿ tù nhiªn ë ni sn xuÊt tõ má chøa. Lîng Propan, Butan kh¸c nhau rÊt nhiÒu, phô thuéc vµo bn chÊt cña má dầu khÿ và c«ng nghệ xử lý khÿ. Møc ®é nhËn Propan, Butan vµ c¸c hydrocacbon nÆng hn tõ khÿ phô thuéc vµo bn chÊt cña khÿ và c«ng nghệ xử lý khÿ. Tríc khi tµng tr÷ hay vËn chuyÓn dÇu th« bëi tµu chë dÇu, ¸p suÊt hi cña nã phi ®îc lµm thÊp ®i ®Ó cã thÓ chøa trong c¸c xitÿc cña tµu thuû. Qu¸ tr×nh lµm gim trªn, ®îc gäi lµ qu¸ tr×nh lµm æn ®Þnh, ®îc thùc hiÖn bëi sù t¸ch Propan, Butan vµ c¸c cÊu tö nhÑ hn ®Ó t¹o thµnh dÇu th« ®• ®îc æn ®Þnh ho¸. Trong trêng hîp nµy, c¸c cÊu tö trong LPG chñ yÕu lµ c¸c hydrocacbon no nh propan, n-butan vµ isobutan.
LPG ®îc t¹o thµnh tõ c¸c qu¸ tr×nh xö lý vµ chÕ biÕn dÇu th« nh lµ mét sn phÈm phô tõ c¸c thiÕt bÞ ho¸ häc. PhÇn Propan, Butan cßn l¹i trong dÇu th« ®• ®îc æn ®Þnh ho¸ bÞ t¸ch ra trong qu¸ tr×nh tinh chÕ ë cét ph©n ®o¹n dÇu th«. C¸c thµnh phÇn cña LPG nµy lµ propan, n-butan vµ isobutan. Ngoµi ra LPG cßn ®îc sn xuÊt tõ c¸c qu¸ tr×nh chuyÓn ho¸ nh reforming xóc t¸c, cracking nhiÖt, cracking xóc t¸c vµ hydrocracking. Thµnh phÇn cña LPG nµy phô thuéc vµo c¸c qu¸ tr×nh trªn nhng ®Æc trng lµ bao gåm c nh÷ng hîp chÊt no (propan, n-butan, isobutan) vµ c nh÷ng hîp chÊt kh«ng no nh propen vµ buten.
Hiện nay, Việt Nam đang khai thác 6 mỿ dầu và mỿ khí hình thành 4 cụm khai thác khí quan trỿng.
- Cụm khí thứ nhất nằm ở vùng đồng bằng Bắc Bộ, gồm nhiỿu mỿ khí nhỿ, trong đó có Tiỿn Hải - Thái Bình, trữ lượng khoảng 250 tỷ m3 khí, được bắt đầu khai thác năm 1981 phục vụ cho công nghiệp địa phương.
- Cụm khí thứ 2 thuộc vùng biển Cửu Long, gồm có 4 mỿ dầu Bạch Hổ, Rồng, Rạng Ŀông, Ru Bi là cụm quan trỿng nhất, cung cấp trên 96% sản lượng dầu toàn quốc.
- Cụm thứ 3 ở vùng biển Nam Côn Sơn gồm mỿ Ŀại Hùng đang khai thác và các mỿ khí đã phát hiện khu vực xung quanh Lan Tây, Lan Ŀỿ, Hải Thạch, Mộc Tinh đang chuẩn bị đưa vào khai thác. Theo dự kiến của PetroVietNam, khoảng thỿi gian năm 2003 đến năm 2010 cụm mỿ dầu khí ở vùng biển Cửu Long, Nam Côn Sơn có thể cung cấp 6 8 tỷ m3 khí/năm, nó là cơ sở nguyên liệu cho cụm công nghiệp dầu khí ở Bà Rịa - Phú Mỹ và Dung Quất.
- Cụm mỿ thứ 4 tại thỿm lục địa Tây Nam gồm có mỿ BungaKewa - Cái Nước đang khai thác, sẽ là nơi khai thác và cung cấp khí lớn thứ 2 và là cơ sở đảm bảo cho sự phát triển cụm công nghiệp dầu khí ở Cà Mau - Cần thơ.
Sản lượng khai thác ở Việt Nam hiện nay vượt quá 100 triệu tấn, đây có thể coi là những thành công bước đầu của ngành dầu khí nước ta. Song bên cạnh đó vấn đỿ đặt ra là phải xây dựng 1 ngành công nghiệp dầu khí và hóa dầu hoàn chỉnh song song với khai thác thì mới phát huy hết hiệu quả kinh tế của dầu mỿ.
Công nghiệp khí đòi hỿi phải có công nghệ đồng bộ từ khai thác, vận chuyển, chế biến và tiêu thụ. Nguồn tiêu thụ đầu tiên là dự án khai thác và dẫn khí vào bỿ cho các nhà máy điện Phú Mỹ I và Phú Mỹ II, nhà máy sản xuất phân đạm. Cùng với nó, ngày 1/1/1995 nhà nước đã quyết định cho nhà máy điện Bà Rịa - Vũng Tàu sử dụng khí đồng hành thay diegel, đồng thỿi xây dựng nhà máy khí Dinh Cố tại Bà Rịa với công suất thiết kế là vận chuyển vào bỿ 3 triệu m3 khí/ngày và sẽ được nâng lên 3,5 - 4 tỷ m3 khí/năm. Ŀây là nhà máy xử lý khí đầu tiên của nước ta đã chính thức hoạt động, cung cấp LPG phục vụ cho công nghiệp và dân dụng.
Song song với dự án trên thì năm 1998 PetroVietnam cũng đã bắt đầu khởi công xây dựng nhà máy lỿc dầu Dung Quất.
LPG được sản xuất tại Dinh Cố sử dụng nguồn nguyên liệu là khí đồng hành được vận chuyển từ các mỿ Bạch Hổ, Rồng, Ŀại Hùng. Khí đồng hành tại các mỿ này có hàm lượng H2S và CO2 rất thấp (0,4 4%) rất thuận lợi cho chế biến và sử dụng.
Dầu mỿ Bạch Hổ có tỷ xuất khí hòa tan trung bình là 180m3/tấn nghĩa là cứ một tấn dầu trong điỿu kiện mỿ có áp suất lớn hơn áp suất bão hòa khi khai thác lên có thể tách ra 180m3 khí. Sản lượng khai thác hiện nay của nước ta vào khoảng 10 triệu tấn với lượng khí đồng hành khoảng 1,8 tỷ m3/năm và hiện nay lượng khí đồng hành đã được thu gom hết vào bỿ.
Sản lượng khai thác dầu ngày càng tăng khoảng 30 40 triệu tấn thì ta sẽ thu được khoảng 34 72 tỷ m3 khí đồng hành. Ŀây là một nguồn nguyên liệu rất dồi dào thúc đẩy nhanh ngành công nghiệp chế biến khí của nước ta, trong đó có công nghệ sản xuất LPG, đồng thỿi thúc đẩy sự phát triển các ngành công nghiệp khác có liên quan.
Vỿ tiêu thụ LPG ở Việt Nam đã có trước những năm 1975. Nhưng mãi đến năm 1991, do Nhà nước có ban hành chính sách mở cửa để thu hút đầu tư nước ngoài, kết hợp với sự đổi mới, nâng cao mức sống của nhân dân lúc đó LPG được quay lại sử dụng ở Việt Nam và hình thành các công ty chuyên cung cấp LPG. Bắt đầu từ năm 1995 thì mức tiêu thụ LPG hàng năm, ngày càng được phát triển mạnh mẽ.
Việt Nam là một nước nằm trong khu vực đang có sự phát triển rất mạnh mẽ cả vỿ sản xuất lẫn tiêu thụ LPG trên thế giới, và thực tế thị trưỿng tiêu thụ LPG ở nước ta hiện nay rất sôi động đã và đang đáp ứng nhu cầu sử dụng LPG trong tất cả các ngành, các lĩnh vực của ngành kinh tế.
Theo điỿu tra của các công ty trong và ngoài nước thì nhu cầu tiêu thụ LPG ở Việt Nam trong những năm vừa qua như sau:
Ŀơn vị tính: Tấn
Năm Miỿn Bắc Miỿn Trung Miỿn Nam Toàn quốc
2001 73.000 40.000 113.000 245.000
2002 87.000 53.000 150.000 290.000
2003 103.000 57.000 173.000 330.000
2004 121.000 62.000 197.000 380.000
2005 139.000 84.000 214.000 437.000
I. KHAI THÿC VÀ SỬ DỤNG LPG TRÊN THẾ GIỚI.
Cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp, ngành công nghiệp sản xuất và sử dụng nguồn nguyên liệu từ dầu mỿ và khí cũng được phát triển mạnh mẽ với mục đích chủ yếu là giải quyết vấn đỿ nhiên liệu động cơ, nhiên liệu công nghiệp, nhiên liệu dân dụng. Trong sự phát triển đó công nghiệp chế biến khí đã phát triển không ngừng, nó đem lại hiệu quả kinh tế cao cho nỿn kinh tế.
Trong quá trình khai thác dầu mỿ do áp suất và nhiệt độ giảm, khí hòa tan trong dầu mỿ sẽ thoát ra; khí thu được cùng với quá trình khai thác dầu và được gỿi là khí đồng hành. Khí thiên nhiên, khí đồng hành là nguồn nguyên, nhiên liệu quý giá do ít gây ô nhiễm môi trưỿng, có giá thành rẻ và tính an toàn cao.
Ŀối với các nước phát triển, LPG được sản xuất mạnh như Mỹ, Nga, Canada, Mehico, Nauy… LPG được sản xuất từ nguồn nguyên liệu chính là khí thiên nhiên và khí đồng hành, tổng sản lượng LPG thu được từ quá trình chế biến khí đồng hành chiếm trỿng lớn khoảng 60% khối lượng.
Trên thế giới năm 2000 sử dụng LPG đạt tới 255 triệu tấn với tốc độ tăng hàng năm 4 - 6 %. Khu vực tiêu thụ sản phẩm LPG lớn là Ŀông Bắc ÿ có Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn Quốc, Ấn Ŀộ. Khu vực Bắc Mỹ có Mỹ, Mehico, Canada và khu vực Tây Âu.
Châu ÿ hiện nay là nơi diễn ra các hoạt động đầu tư các cơ sở vật chất kỹ thuật phục vụ quá trình khai thác, tiếp nhận và phân phối LPG với tỷ lệ phát triển 10 - 30 % năm. Tại Ả Rập Xêut là nước sản xuất LPG lớn nhất thế giới hiện nay. Hàng năm xuất khẩu khoảng 10 triệu tấn. Nhật bản là nơi có nhu cầu nhập khẩu LPG lớn nhất hiện nay chiếm khoảng 26% nhu cầu nhập khẩu LPG trên thế giới. Malaysia là nước trong những năm qua cũng đã phát triển rất mạnh mẽ vỿ công nghiệp dầu khí, sản lượng khai thác tăng gấp 5,5 lần trong đó có 20% là khí đồng hành dùng để chế biến LPG. Các nước Ŀông Nam ÿ trong những năm gần đây cũng đã và đang tiêu thụ LPG tăng lên đáng kể khoảng 16 triệu tấn/năm.
Khu vực Châu Phi, các nước có khả năng sản xuất LPG lớn như Angeri, Nigeria, Ai Cập, Libi, sản lượng cung cấp khoảng 7,8 triệu tấn/năm.
Nhu cầu tiêu thụ LPG ở Tây Âu khoảng 22 triệu tấn/năm vào năm 1996 lượng LPG nhập chủ yếu từ Anh và Nauy.
Trong thập kỷ vừa qua nhu cầu tiêu thụ LPG trên thế giới tăng gấp 9 lần so với nhu cầu vỿ dầu mỿ.
Hiện nay, LPG được sử dụng khá rộng rãi làm nhiên liệu trong sinh hoạt và công nghiệp. Tuy nhiên trong những năm sắp tới LPG sẽ được sử dụng ngày một nhiỿu hơn để làm nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hữu cơ-hóa dầu nhằm chế biến, chuyển hóa ra các sản phẩm công nghệ có giá trị kinh tế cao.
II. KHAI THÿC VÀ SỬ DỤNG LPG Ở VIỆT NAM.
Việt Nam là nước có tiỿm năng vỿ dầu khí rất lớn, được phát hiện vào những năm 1970, với sự giúp đỡ vỿ mặt kinh tế, kỹ thuật của các chuyên gia Liên Xô đã tiến hành thăm dò và khai thác dầu khí trên quy mô lớn ở miỿn Nam nước ta. Do có tiỿm năng vỿ dầu khí như vậy nên việc khai thác và sử dụng khí ở nước ta đã và đang phát triển mạnh mẽ, đóng góp rất lớn cho nỿn kinh tế đất nước.
LPG ®îc sn xuÊt tõ hai nguån riªng biÖt. Thø nhÊt lµ t¸ch tõ dÇu th« vµ khÿ tù nhiªn ë ni sn xuÊt tõ má chøa. Lîng Propan, Butan kh¸c nhau rÊt nhiÒu, phô thuéc vµo bn chÊt cña má dầu khÿ và c«ng nghệ xử lý khÿ. Møc ®é nhËn Propan, Butan vµ c¸c hydrocacbon nÆng hn tõ khÿ phô thuéc vµo bn chÊt cña khÿ và c«ng nghệ xử lý khÿ. Tríc khi tµng tr÷ hay vËn chuyÓn dÇu th« bëi tµu chë dÇu, ¸p suÊt hi cña nã phi ®îc lµm thÊp ®i ®Ó cã thÓ chøa trong c¸c xitÿc cña tµu thuû. Qu¸ tr×nh lµm gim trªn, ®îc gäi lµ qu¸ tr×nh lµm æn ®Þnh, ®îc thùc hiÖn bëi sù t¸ch Propan, Butan vµ c¸c cÊu tö nhÑ hn ®Ó t¹o thµnh dÇu th« ®• ®îc æn ®Þnh ho¸. Trong trêng hîp nµy, c¸c cÊu tö trong LPG chñ yÕu lµ c¸c hydrocacbon no nh propan, n-butan vµ isobutan.
LPG ®îc t¹o thµnh tõ c¸c qu¸ tr×nh xö lý vµ chÕ biÕn dÇu th« nh lµ mét sn phÈm phô tõ c¸c thiÕt bÞ ho¸ häc. PhÇn Propan, Butan cßn l¹i trong dÇu th« ®• ®îc æn ®Þnh ho¸ bÞ t¸ch ra trong qu¸ tr×nh tinh chÕ ë cét ph©n ®o¹n dÇu th«. C¸c thµnh phÇn cña LPG nµy lµ propan, n-butan vµ isobutan. Ngoµi ra LPG cßn ®îc sn xuÊt tõ c¸c qu¸ tr×nh chuyÓn ho¸ nh reforming xóc t¸c, cracking nhiÖt, cracking xóc t¸c vµ hydrocracking. Thµnh phÇn cña LPG nµy phô thuéc vµo c¸c qu¸ tr×nh trªn nhng ®Æc trng lµ bao gåm c nh÷ng hîp chÊt no (propan, n-butan, isobutan) vµ c nh÷ng hîp chÊt kh«ng no nh propen vµ buten.
Hiện nay, Việt Nam đang khai thác 6 mỿ dầu và mỿ khí hình thành 4 cụm khai thác khí quan trỿng.
- Cụm khí thứ nhất nằm ở vùng đồng bằng Bắc Bộ, gồm nhiỿu mỿ khí nhỿ, trong đó có Tiỿn Hải - Thái Bình, trữ lượng khoảng 250 tỷ m3 khí, được bắt đầu khai thác năm 1981 phục vụ cho công nghiệp địa phương.
- Cụm khí thứ 2 thuộc vùng biển Cửu Long, gồm có 4 mỿ dầu Bạch Hổ, Rồng, Rạng Ŀông, Ru Bi là cụm quan trỿng nhất, cung cấp trên 96% sản lượng dầu toàn quốc.
- Cụm thứ 3 ở vùng biển Nam Côn Sơn gồm mỿ Ŀại Hùng đang khai thác và các mỿ khí đã phát hiện khu vực xung quanh Lan Tây, Lan Ŀỿ, Hải Thạch, Mộc Tinh đang chuẩn bị đưa vào khai thác. Theo dự kiến của PetroVietNam, khoảng thỿi gian năm 2003 đến năm 2010 cụm mỿ dầu khí ở vùng biển Cửu Long, Nam Côn Sơn có thể cung cấp 6 8 tỷ m3 khí/năm, nó là cơ sở nguyên liệu cho cụm công nghiệp dầu khí ở Bà Rịa - Phú Mỹ và Dung Quất.
- Cụm mỿ thứ 4 tại thỿm lục địa Tây Nam gồm có mỿ BungaKewa - Cái Nước đang khai thác, sẽ là nơi khai thác và cung cấp khí lớn thứ 2 và là cơ sở đảm bảo cho sự phát triển cụm công nghiệp dầu khí ở Cà Mau - Cần thơ.
Sản lượng khai thác ở Việt Nam hiện nay vượt quá 100 triệu tấn, đây có thể coi là những thành công bước đầu của ngành dầu khí nước ta. Song bên cạnh đó vấn đỿ đặt ra là phải xây dựng 1 ngành công nghiệp dầu khí và hóa dầu hoàn chỉnh song song với khai thác thì mới phát huy hết hiệu quả kinh tế của dầu mỿ.
Công nghiệp khí đòi hỿi phải có công nghệ đồng bộ từ khai thác, vận chuyển, chế biến và tiêu thụ. Nguồn tiêu thụ đầu tiên là dự án khai thác và dẫn khí vào bỿ cho các nhà máy điện Phú Mỹ I và Phú Mỹ II, nhà máy sản xuất phân đạm. Cùng với nó, ngày 1/1/1995 nhà nước đã quyết định cho nhà máy điện Bà Rịa - Vũng Tàu sử dụng khí đồng hành thay diegel, đồng thỿi xây dựng nhà máy khí Dinh Cố tại Bà Rịa với công suất thiết kế là vận chuyển vào bỿ 3 triệu m3 khí/ngày và sẽ được nâng lên 3,5 - 4 tỷ m3 khí/năm. Ŀây là nhà máy xử lý khí đầu tiên của nước ta đã chính thức hoạt động, cung cấp LPG phục vụ cho công nghiệp và dân dụng.
Song song với dự án trên thì năm 1998 PetroVietnam cũng đã bắt đầu khởi công xây dựng nhà máy lỿc dầu Dung Quất.
LPG được sản xuất tại Dinh Cố sử dụng nguồn nguyên liệu là khí đồng hành được vận chuyển từ các mỿ Bạch Hổ, Rồng, Ŀại Hùng. Khí đồng hành tại các mỿ này có hàm lượng H2S và CO2 rất thấp (0,4 4%) rất thuận lợi cho chế biến và sử dụng.
Dầu mỿ Bạch Hổ có tỷ xuất khí hòa tan trung bình là 180m3/tấn nghĩa là cứ một tấn dầu trong điỿu kiện mỿ có áp suất lớn hơn áp suất bão hòa khi khai thác lên có thể tách ra 180m3 khí. Sản lượng khai thác hiện nay của nước ta vào khoảng 10 triệu tấn với lượng khí đồng hành khoảng 1,8 tỷ m3/năm và hiện nay lượng khí đồng hành đã được thu gom hết vào bỿ.
Sản lượng khai thác dầu ngày càng tăng khoảng 30 40 triệu tấn thì ta sẽ thu được khoảng 34 72 tỷ m3 khí đồng hành. Ŀây là một nguồn nguyên liệu rất dồi dào thúc đẩy nhanh ngành công nghiệp chế biến khí của nước ta, trong đó có công nghệ sản xuất LPG, đồng thỿi thúc đẩy sự phát triển các ngành công nghiệp khác có liên quan.
Vỿ tiêu thụ LPG ở Việt Nam đã có trước những năm 1975. Nhưng mãi đến năm 1991, do Nhà nước có ban hành chính sách mở cửa để thu hút đầu tư nước ngoài, kết hợp với sự đổi mới, nâng cao mức sống của nhân dân lúc đó LPG được quay lại sử dụng ở Việt Nam và hình thành các công ty chuyên cung cấp LPG. Bắt đầu từ năm 1995 thì mức tiêu thụ LPG hàng năm, ngày càng được phát triển mạnh mẽ.
Việt Nam là một nước nằm trong khu vực đang có sự phát triển rất mạnh mẽ cả vỿ sản xuất lẫn tiêu thụ LPG trên thế giới, và thực tế thị trưỿng tiêu thụ LPG ở nước ta hiện nay rất sôi động đã và đang đáp ứng nhu cầu sử dụng LPG trong tất cả các ngành, các lĩnh vực của ngành kinh tế.
Theo điỿu tra của các công ty trong và ngoài nước thì nhu cầu tiêu thụ LPG ở Việt Nam trong những năm vừa qua như sau:
Ŀơn vị tính: Tấn
Năm Miỿn Bắc Miỿn Trung Miỿn Nam Toàn quốc
2001 73.000 40.000 113.000 245.000
2002 87.000 53.000 150.000 290.000
2003 103.000 57.000 173.000 330.000
2004 121.000 62.000 197.000 380.000
2005 139.000 84.000 214.000 437.000
#227/02/2007
CHƯƠNG II. NHỮNG ỨNG DỤNG CỦA LPG
I. CÿC ỨNG DỤNG CHỦ YẾU CỦA LPG.
Trên toàn thế giới hiện nay vấn đỿ ô nhiễm môi trưỿng trở thành nỗi lo của toàn nhân loại. Nó đòi hỿi phải giải quyết tình trạng ô nhiễm môi trưỿng vô cùng nghiêm trỿng. Nguồn gây ô nhiễm môi trưỿng chính là các nhà máy công nghiệp hoá hỿc, luyện kim, chế tạo dầu mỿ, cơ khí chế tạo máy... hàng trăm các nhà máy này thải vào môi trưỿng hàng trăm tấn chất độc như Cl2, SO2, CO2, NOx, các hợp chất thuỷ ngân, chì...các phương tiện vận tải chạy bằng động cơ đốt trong, các vụ tràn dầu do tai nạn, hiệu ứng nhà kính… đã gây nguy hiểm trực tiếp đến cuộc sống loài ngưỿi.
Chính vì vậy, vấn đỿ bảo vệ môi trưỿng ngày càng yêu cầu nghiêm ngặt. Ŀể đáp ứng phần nào đó hạn chế chất thải sinh ra từ các quá trình khác nhau, trong các phương tiện giao thông ngưỿi ta đã sử dụng nguồn năng lượng sạch, nguyên liệu sạch và đã sử dụng các thành tựu khoa hỿc kĩ thuật để xây dựng các công nghệ không có hay rất ít thải ra các chất độc hại.
Trong những đòi hỿi đó thì LPG đã đáp ứng được một phần rất lớn các yêu cầu đỿ ra. LPG là nguyên liệu cháy hoàn toàn, không có tro và hầu như không có khói. LPG có độ sạch cao, không lẫn các tạp chất ăn mòn, là nhiên liệu không gây ô nhiễm môi trưỿng.
1. ÿch lợi của việc sử dụng LPG.
LPG được xem là một loại nhiên liệu công nghiệp nhưng đồng thỿi nó cũng là nhiên liệu dùng trong gia đình. Khả năng vận chuyển dễ dàng và có nhiệt lượng cao nên LPG có nhiỿu ứng dụng trong công nghiệp và trong thương mại.
Ở nước ta LPG được sử dụng rất nhiỿu trong các ngành của nỿn kinh tế quốc dân, nó đã mang lại lợi ích to lớn:
- Cung cấp cho ngưỿi tiêu dùng loại năng lượng sạch, không gây ô nhiễm môi trưỿng.
- Sử dụng LPG tạo cho các cơ sở công nghiệp không những sử dụng nhiên liệu sạch mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm.
- Giảm phá hoại rừng, góp phần tích cực vào bảo vệ môi trưỿng sinh thái.
- Tạo điỿu kiện cho việc phát triển công nghiệp LPG ở Việt Nam trong thỿi gian tới, tạo công ăn việc làm cho ngưỿi lao động trong các ngành công nghiệp có liên quan.
2. Các ứng dụng của LPG trong các ngành công nghiệp khác nhau.
Thành phần chủ yếu của LPG là propan và butan. Việc ứng dụng LPG thương phẩm được phân làm các loại chính sau:
- Propan thương phẩm: làm nhiên liệu cho động cơ hoạt động ở những điỿu kiện khắc nghiệt của môi trưỿng (áp suất cao, nhiệt độ thấp).
- Butan thương phẩm: sử dụng làm nhiên liệu cho động cơ đòi hỿi sự bay hơi thấp hơn.
- Hỗn hợp propan - butan: sử dụng làm nhiên liệu trong điỿu kiện bay hơi trung bình.
- Propan chuyên dùng: là sản phẩm có chất lượng cao sử dụng trong các động cơ đốt trong đòi hỿi có sự kích nổ cao.
Trong hỗn hợp propan - butan là thích hợp cho chế biến thành các sản phẩm khí đốt gia dụng vì nó có áp suất hơi bão hoà và nhiệt độ cháy thích hợp trong các điỿu kiện bình thưỿng của môi trưỿng.
LPG có nhiệt cháy cao nằm trong khoảng 11.300 12.000 Kcal/kg tương đương nhiệt trị của 1.5 2 Kg than củi, 1,3 lít dầu hoả hoặc 1,5 lít xăng.
Với những đặc tính như trên LPG trở thành sản phẩm có tính đa dụng rất cao và được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau.
- Sử dụng làm nhiên liệu đốt trong sinh hoạt: đun nấu, sưởi ấm...nó góp phần bảo vệ môi trưỿng sinh thái, tránh nạn chặt phá rừng.
- Trong công nghiệp: Các ngành công nghiệp sử dụng LPG làm nhiên liệu trong đốt lò, nung gốm, thuỷ tinh, sành sứ, hàn cắt kim loại, lò hơi nước trong công nghiệp dệt nhuộm, chế biến thực phẩm.
- Trong nông nghiệp: Sử dụng LPG làm nhiên liệu trong sản xuất thức ăn gia súc, chế biến, sấy nông sản, thực phẩm.
- Trong giao thông vận tải: Làm nhiên liệu thay cho xăng nhằm giảm ô nhiễn môi trưỿng.
- Trong công nghiệp hoá dầu: sử dụng LPG trong quá trình tinh chế sản xuất dầu nhỿn. Ngoài ra nó còn được ứng dụng là nguyên liệu hoá hỿc để tạo ra những monme để tổng hợp polime trung gian như: Polyetylen, polyvinylclorua, polypropylen, để sản xuất MTBE là chất làm tăng chỉ số octan thay thế cho hợp chất chì pha vào xăng.
- Sử dụng cho nhà máy điện: Dùng LPG chạy tuốc bin để sản xuất ra điện phục vụ cho cac ngành công nghiệp khác đem lại hiệu quả kinh tế cao.
II. CÿC ĿẶC TÿNH CỦA LPG.
LPG có đặc tính là độ sạch cao, không lẫn tạp chất ăn mòn và các tạp chất có chứa lưu huỳnh, không gây ăn mòn các phương tiện vận chuyển và tồn chứa. Khi cháy, LPG không gây ô nhiễm môi trưỿng, không gây độc hại kể cả khi LPG tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm. LPG là loại khí đốt thuận tiện cho việc vận chuyển và tồn chứa do khả năng hoá lỿng ở áp suất không quá cao khi ở nhiệt độ bình thưỿng (0,3 0,4MPa) vì thế 5000l khí có thể hoá lỿng để chứa trong bình chứa 20 lít lỿng.
Tính chất cơ bản của LPG.
a. Thành phần.
LPG chủ yếu bao gồm cả các hydrocacbon parafin có công thức chung CnH2n+2. Có olefin hay không là phụ thuộc vào phương pháp chế biến. LPG là hỗn hợp của các hydrocacbon như butan, propan, izo - butan, hỗn hợp butan - propan ở trạng thái lỿng. Tuy nhiên vẫn có khả năng trong LPG chứa etan, pentan nhưng với tỷ lệ không đáng kể.
LPG được chứa trong các loại bình chịu áp lực khác nhau và tồn chứa ở trạng thái bão hoà, tức là dưới dạng lỿng và dạng hơi nên với thành phần không đổi, áp suất bão hoà trong bình chứa không phụ thuộc vào lượng LPG bên trong mà phụ thuộc vào nhiệt độ bên ngoài. Thông thưỿng các loại bồn chứa chỉ được chứa gas lỿng tối đa khoảng 80 85% thể tích bình, phần thể tích còn lại dành cho phần hơi có thể giãn nở khi thay đổi nhiệt độ môi trưỿng bên ngoài.
b. Tỷ lệ giãn nở.
LPG có tỷ lệ giãn nở lớn, từ dạng lỿng sang dạng hơi. Nhỿ hệ số giãn nở này mà LPG trở lên kinh tế hơn khi bảo quản và vận chuyển dưới dạng lỿng.
Tỷ lệ giãn nở: - Propan: 1 thể tích lỿng cho 270 thể tích hơi ở 1 atm
- Butan: 1 thể tích lỿng cho 283 thể tích hơi ở 1 atm
c. ÿp suất của LPG.
ÿp suất tối đa cho phép đối với sản phẩm LPG như sau:
- Propan C3H8 có áp suất 1448 KPa ở 37,8oC.
- Butan C4H10 có áp suất 438 KPa ở 37,8oC
d. Tỷ trỿng của LPG.
Tỷ trỿng của hơi LPG là tỷ trỿng giữa trỿng lượng của dung tích hơi quy định và trỿng lượng của một dung tích không khí tương đương.
- Propan: 1 lít propan hơi cân nặng bằng 1,5 lít không khí
- Butan: 1 lít butan hơi cân nặng bằng 2,0 lít không khí
STT Các đặc tính Ŀơn vị đo Propan Butan
1 Nhiệt độ tới hạn oC 95 130
2 Ŀiểm sôi oC -45 -4
3 Tỷ trỿng thể lỿng D15 0,51 0,58
4 Tỷ trỿng dạng hơi 1,32 2,01
5 Thể tích riêng ở OoC m3/kg 0,51 0,358
6 Thể tích riêng hơi/ lỿng ở 0oC(m3/kg) 247 233
7 ÿp suất hơi ở 0oC kg/cm 24,7 - 5,7 17 - 21,5
ÿp suất hơi ở 50oC 1,03 - 2,0 5 - 6,25
8 Ẩn nhiệt bay hơi Kcal/kg 85,5 89
9 Năng suất tản nhiệt thực tế (net) Kcal/kg 11.000 10.900
Kcal/Nm3 21.000 28.400
10 Năng suất tản nhiệt chung (gross)Kg/kgLPG 11.900 11.800
11 Không khí cần để đốt cháy Kg/kgLPG 25,6 15,3
m3/m3LPG 23,5 30,0
Tỷ trỿng của LPG lỿng nặng bằng 0,51 0,58 so với nước có tỷ trỿng là 1. Chính vì vậy, nếu LPG thoát ra ngoài, hơi của nó sẽ lan truyỿn trên mặt đất hoặc trên mặt nước ở nơi thấp nhất. Nếu có gió nó sẽ tản mát ngay.
e. Tính độc hại.
LPG không gây độc. Tuy nhiên, nếu hít vào số lượng lớn sẽ bị ngạt thở. Không nên bước vào nơi có đầy hơi LPG vì ngoài nguy hiểm bị ngạt thở nó còn có tính dễ cháy.
f. Ŀiểm sôi.
Ŀiểm sôi là nhiệt độ mà ở đó chất lỿng sôi ở áp suất khí quyển.
- Ŀiểm sôi của propan là -42oC
- Ŀiểm sôi của butan là -4oC.
Khi LPG thoát ra ngoài không khí,vì LPG giãn nở và bay hơi nên nhiệt độ tại đó sẽ giảm nhanh, nếu LPG tiếp xúc với da có thể gây bỿng lạnh.
Ŀặc tính chung của propan và butan thương phẩm.
III. BẢO QUẢN, VẬN CHUYỂN VÀ TỒN CHỨA LPG.
LPG trên thế giới hiện nay được sử dụng rộng rãi trong rất nhiỿu ngành và là loại không thể thiếu ở một số quốc gia, đặc biệt đối với những quốc gia có nỿn công nghiệp phát triển. Do vậy, việc bảo quản, vận chuyển và tồn chứa LPG được đặc biệt quan tâm.
1. Vận chuyển LPG.
Ŀể thuận tiện cho việc tồn chứa và vận chuyển LPG phục vụ cho quá trình sử dụng, ngưỿi ta thưỿng hoá lỿng khí vì butan và propan rất dễ hoá lỿng ở điỿu kiện áp suất không cao.
Khí hoá lỿng ở nhiệt độ thấp, khi ở nhiệt độ thưỿng thì hoá hơi. Khi chứa LPG trong bình thì áp suất khoảng 3 - 5 atm, nên bình chứa phải là bình chịu áp lực.
Tuỳ theo vị trí của nhà máy sản suất, các thị trưỿng tiêu thụ, nói chung là LPG được vận chuyển bằng đưỿng ống. Việc vận chuyển LPG từ vùng này sang vùng khác, hoặc từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ, ngưỿi ta có thể vận chuyển bằng đưỿng biển, đưỿng sắt hoặc đưỿng bộ. Trên các phương tiện vận chuyển ngưỿi ta phải dùng bình chứa chịu áp lực cao và có hệ thống bơm chuyển theo quy định. Ŀối với các hộ dân tiêu thụ trong gia đình ngưỿi ta có thể sử dụng hệ thống ống dẫn phù hợp hoặc bình chứa có cấu tạo bằng thép đặc biệt.
2. Bảo quản và tồn chứa.
Ngưỿi ta có thể bảo quản và tồn chứa LPG trên mặt đất hoặc trong lòng đất tuỳ theo mức độ tồn chứa, khả năng tiêu thụ và điỿu kiện ở mỗi vùng khác nhau.
- Tồn chứa trên mặt đất:
Các thiết bị chứa LPG là các thiết bị chịu áp lực được thiết kế và chế tạo theo hình trụ nằm ngang, hai đầu các hình bán cầu, hoặc có thể tồn chứa LPG ở những bồn hình cầu vì nó có khả năng chịu áp lực cao. Trên các bồn chứa đỿu được lắp đặt các thiết bị bảo vệ an toàn trong quá trình tồn chứa dù trong thỿi gian ngắn hay dài. Tuỳ theo nhu cầu của thị trưỿng hoặc mục đích yêu cầu chứa LPG mà ngưỿi ta sử dụng các bồn chứa to nhỿ tuỳ theo các mức dung tích khác nhau.
- Tồn chứa trong lòng đất:
Ngưỿi ta có thể tồn chứa LPG trong lòng đất, trong các hang động muối hoặc mỿ. Cách tồn chứa này an toàn và hiệu quả, song chỉ thực hiện ở một số nước có nỿn công nghiệp phát triển như Mỹ, Anh, Canada.
Nói chung, việc tồn chứa LPG hiện nay đa số được tồn chứa và bảo quản trong các bồn chứa khác nhau. Các loại bồn chứa này có thể chịu áp suất từ vài MPa đến vài trăm MPa và chứa từ vài chục m3 đến vài trăm nghìn m3 LPG.
IV. AN TOÀN KHI SỬ DỤNG LPG.
LPG là một chất nguy hiểm, rất dễ cháy nổ trong quá trình bảo quản, vận chuyển và tồn chứa, vấn đỿ an toàn được đặc biệt quan tâm. LPG dễ bắt lửa, nếu thoát ra ngoài thì nó sẽ giải phóng ra ngoài một lượng khí dễ cháy nổ. Do LPG nặng hơn không khí và nhẹ hơn nước nên khi bị dò rỉ ra ngoài môi trưỿng dễ bị tụ lại ở những chỗ thấp, nếu để lâu trong phòng kín nó sẽ choáng hết thể tích không khí và gây ngạt thở, nếu có một mồi lửa, nó sẽ gây cháy nổ. Ŀó là những nguy hiểm mà ngưỿi sử dụng và cung cấp cần chú ý phòng tránh.
Nói chung trong quá trình bảo quản, vận chuyển và tồn chứa LPG sự thận trỿng nghiêm chỉnh thực hiện các qui trình qui phạm vận chuyển là một yêu cầu cần thiết để tránh những rò rỉ thất thoát của LPG ra môi trưỿng gây nguy hiểm. Thiết bị dùng trong kho dự trữ và quá trình sản xuất LPG được thiết lập theo qui trình thích hợp như chất liệu, tưỿng chắn, có thiết bị đo nồng độ LPG, van an toàn, van giảm áp, hệ thống thoát nước, hệ thống ngắt van khẩn cấp, hệ thống báo cháy. Nguồn lửa phải được kiểm tra, kiểm soát một cách nghiêm ngặt.
Do tính chất nguy hiểm và rủi do cao của LPG mà tại nơi tồn chứa và sản suất, các dữ liệu tính toán ta phải dự kiến được tất cả các khả năng xảy ra, từ đó đánh giá cưỿng độ phạm vi,cưỿng độ tai nạn và yếu tố liên quan. Trên cơ sở đó sẽ đưa ra những biện pháp phòng ngừa hữu hiệu. Ngoài ra, tuy LPG không gây độc, tuy nhiên nếu số lượng lớn LPG thoát ra ngoài hoặc ra phòng kín nó sẽ chiếm chỗ của không khí và gây ngạt thở cho con ngưỿi vì vậy mỗi ngưỿi công nhân làm việc có liên quan đến LPG cần phải được đào tạo hướng dẫn đầy đủ vỿ tính chất của LPG, cách phòng ngừa và khắc phục khi có sự cố xảy ra.
I. CÿC ỨNG DỤNG CHỦ YẾU CỦA LPG.
Trên toàn thế giới hiện nay vấn đỿ ô nhiễm môi trưỿng trở thành nỗi lo của toàn nhân loại. Nó đòi hỿi phải giải quyết tình trạng ô nhiễm môi trưỿng vô cùng nghiêm trỿng. Nguồn gây ô nhiễm môi trưỿng chính là các nhà máy công nghiệp hoá hỿc, luyện kim, chế tạo dầu mỿ, cơ khí chế tạo máy... hàng trăm các nhà máy này thải vào môi trưỿng hàng trăm tấn chất độc như Cl2, SO2, CO2, NOx, các hợp chất thuỷ ngân, chì...các phương tiện vận tải chạy bằng động cơ đốt trong, các vụ tràn dầu do tai nạn, hiệu ứng nhà kính… đã gây nguy hiểm trực tiếp đến cuộc sống loài ngưỿi.
Chính vì vậy, vấn đỿ bảo vệ môi trưỿng ngày càng yêu cầu nghiêm ngặt. Ŀể đáp ứng phần nào đó hạn chế chất thải sinh ra từ các quá trình khác nhau, trong các phương tiện giao thông ngưỿi ta đã sử dụng nguồn năng lượng sạch, nguyên liệu sạch và đã sử dụng các thành tựu khoa hỿc kĩ thuật để xây dựng các công nghệ không có hay rất ít thải ra các chất độc hại.
Trong những đòi hỿi đó thì LPG đã đáp ứng được một phần rất lớn các yêu cầu đỿ ra. LPG là nguyên liệu cháy hoàn toàn, không có tro và hầu như không có khói. LPG có độ sạch cao, không lẫn các tạp chất ăn mòn, là nhiên liệu không gây ô nhiễm môi trưỿng.
1. ÿch lợi của việc sử dụng LPG.
LPG được xem là một loại nhiên liệu công nghiệp nhưng đồng thỿi nó cũng là nhiên liệu dùng trong gia đình. Khả năng vận chuyển dễ dàng và có nhiệt lượng cao nên LPG có nhiỿu ứng dụng trong công nghiệp và trong thương mại.
Ở nước ta LPG được sử dụng rất nhiỿu trong các ngành của nỿn kinh tế quốc dân, nó đã mang lại lợi ích to lớn:
- Cung cấp cho ngưỿi tiêu dùng loại năng lượng sạch, không gây ô nhiễm môi trưỿng.
- Sử dụng LPG tạo cho các cơ sở công nghiệp không những sử dụng nhiên liệu sạch mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm.
- Giảm phá hoại rừng, góp phần tích cực vào bảo vệ môi trưỿng sinh thái.
- Tạo điỿu kiện cho việc phát triển công nghiệp LPG ở Việt Nam trong thỿi gian tới, tạo công ăn việc làm cho ngưỿi lao động trong các ngành công nghiệp có liên quan.
2. Các ứng dụng của LPG trong các ngành công nghiệp khác nhau.
Thành phần chủ yếu của LPG là propan và butan. Việc ứng dụng LPG thương phẩm được phân làm các loại chính sau:
- Propan thương phẩm: làm nhiên liệu cho động cơ hoạt động ở những điỿu kiện khắc nghiệt của môi trưỿng (áp suất cao, nhiệt độ thấp).
- Butan thương phẩm: sử dụng làm nhiên liệu cho động cơ đòi hỿi sự bay hơi thấp hơn.
- Hỗn hợp propan - butan: sử dụng làm nhiên liệu trong điỿu kiện bay hơi trung bình.
- Propan chuyên dùng: là sản phẩm có chất lượng cao sử dụng trong các động cơ đốt trong đòi hỿi có sự kích nổ cao.
Trong hỗn hợp propan - butan là thích hợp cho chế biến thành các sản phẩm khí đốt gia dụng vì nó có áp suất hơi bão hoà và nhiệt độ cháy thích hợp trong các điỿu kiện bình thưỿng của môi trưỿng.
LPG có nhiệt cháy cao nằm trong khoảng 11.300 12.000 Kcal/kg tương đương nhiệt trị của 1.5 2 Kg than củi, 1,3 lít dầu hoả hoặc 1,5 lít xăng.
Với những đặc tính như trên LPG trở thành sản phẩm có tính đa dụng rất cao và được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau.
- Sử dụng làm nhiên liệu đốt trong sinh hoạt: đun nấu, sưởi ấm...nó góp phần bảo vệ môi trưỿng sinh thái, tránh nạn chặt phá rừng.
- Trong công nghiệp: Các ngành công nghiệp sử dụng LPG làm nhiên liệu trong đốt lò, nung gốm, thuỷ tinh, sành sứ, hàn cắt kim loại, lò hơi nước trong công nghiệp dệt nhuộm, chế biến thực phẩm.
- Trong nông nghiệp: Sử dụng LPG làm nhiên liệu trong sản xuất thức ăn gia súc, chế biến, sấy nông sản, thực phẩm.
- Trong giao thông vận tải: Làm nhiên liệu thay cho xăng nhằm giảm ô nhiễn môi trưỿng.
- Trong công nghiệp hoá dầu: sử dụng LPG trong quá trình tinh chế sản xuất dầu nhỿn. Ngoài ra nó còn được ứng dụng là nguyên liệu hoá hỿc để tạo ra những monme để tổng hợp polime trung gian như: Polyetylen, polyvinylclorua, polypropylen, để sản xuất MTBE là chất làm tăng chỉ số octan thay thế cho hợp chất chì pha vào xăng.
- Sử dụng cho nhà máy điện: Dùng LPG chạy tuốc bin để sản xuất ra điện phục vụ cho cac ngành công nghiệp khác đem lại hiệu quả kinh tế cao.
II. CÿC ĿẶC TÿNH CỦA LPG.
LPG có đặc tính là độ sạch cao, không lẫn tạp chất ăn mòn và các tạp chất có chứa lưu huỳnh, không gây ăn mòn các phương tiện vận chuyển và tồn chứa. Khi cháy, LPG không gây ô nhiễm môi trưỿng, không gây độc hại kể cả khi LPG tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm. LPG là loại khí đốt thuận tiện cho việc vận chuyển và tồn chứa do khả năng hoá lỿng ở áp suất không quá cao khi ở nhiệt độ bình thưỿng (0,3 0,4MPa) vì thế 5000l khí có thể hoá lỿng để chứa trong bình chứa 20 lít lỿng.
Tính chất cơ bản của LPG.
a. Thành phần.
LPG chủ yếu bao gồm cả các hydrocacbon parafin có công thức chung CnH2n+2. Có olefin hay không là phụ thuộc vào phương pháp chế biến. LPG là hỗn hợp của các hydrocacbon như butan, propan, izo - butan, hỗn hợp butan - propan ở trạng thái lỿng. Tuy nhiên vẫn có khả năng trong LPG chứa etan, pentan nhưng với tỷ lệ không đáng kể.
LPG được chứa trong các loại bình chịu áp lực khác nhau và tồn chứa ở trạng thái bão hoà, tức là dưới dạng lỿng và dạng hơi nên với thành phần không đổi, áp suất bão hoà trong bình chứa không phụ thuộc vào lượng LPG bên trong mà phụ thuộc vào nhiệt độ bên ngoài. Thông thưỿng các loại bồn chứa chỉ được chứa gas lỿng tối đa khoảng 80 85% thể tích bình, phần thể tích còn lại dành cho phần hơi có thể giãn nở khi thay đổi nhiệt độ môi trưỿng bên ngoài.
b. Tỷ lệ giãn nở.
LPG có tỷ lệ giãn nở lớn, từ dạng lỿng sang dạng hơi. Nhỿ hệ số giãn nở này mà LPG trở lên kinh tế hơn khi bảo quản và vận chuyển dưới dạng lỿng.
Tỷ lệ giãn nở: - Propan: 1 thể tích lỿng cho 270 thể tích hơi ở 1 atm
- Butan: 1 thể tích lỿng cho 283 thể tích hơi ở 1 atm
c. ÿp suất của LPG.
ÿp suất tối đa cho phép đối với sản phẩm LPG như sau:
- Propan C3H8 có áp suất 1448 KPa ở 37,8oC.
- Butan C4H10 có áp suất 438 KPa ở 37,8oC
d. Tỷ trỿng của LPG.
Tỷ trỿng của hơi LPG là tỷ trỿng giữa trỿng lượng của dung tích hơi quy định và trỿng lượng của một dung tích không khí tương đương.
- Propan: 1 lít propan hơi cân nặng bằng 1,5 lít không khí
- Butan: 1 lít butan hơi cân nặng bằng 2,0 lít không khí
STT Các đặc tính Ŀơn vị đo Propan Butan
1 Nhiệt độ tới hạn oC 95 130
2 Ŀiểm sôi oC -45 -4
3 Tỷ trỿng thể lỿng D15 0,51 0,58
4 Tỷ trỿng dạng hơi 1,32 2,01
5 Thể tích riêng ở OoC m3/kg 0,51 0,358
6 Thể tích riêng hơi/ lỿng ở 0oC(m3/kg) 247 233
7 ÿp suất hơi ở 0oC kg/cm 24,7 - 5,7 17 - 21,5
ÿp suất hơi ở 50oC 1,03 - 2,0 5 - 6,25
8 Ẩn nhiệt bay hơi Kcal/kg 85,5 89
9 Năng suất tản nhiệt thực tế (net) Kcal/kg 11.000 10.900
Kcal/Nm3 21.000 28.400
10 Năng suất tản nhiệt chung (gross)Kg/kgLPG 11.900 11.800
11 Không khí cần để đốt cháy Kg/kgLPG 25,6 15,3
m3/m3LPG 23,5 30,0
Tỷ trỿng của LPG lỿng nặng bằng 0,51 0,58 so với nước có tỷ trỿng là 1. Chính vì vậy, nếu LPG thoát ra ngoài, hơi của nó sẽ lan truyỿn trên mặt đất hoặc trên mặt nước ở nơi thấp nhất. Nếu có gió nó sẽ tản mát ngay.
e. Tính độc hại.
LPG không gây độc. Tuy nhiên, nếu hít vào số lượng lớn sẽ bị ngạt thở. Không nên bước vào nơi có đầy hơi LPG vì ngoài nguy hiểm bị ngạt thở nó còn có tính dễ cháy.
f. Ŀiểm sôi.
Ŀiểm sôi là nhiệt độ mà ở đó chất lỿng sôi ở áp suất khí quyển.
- Ŀiểm sôi của propan là -42oC
- Ŀiểm sôi của butan là -4oC.
Khi LPG thoát ra ngoài không khí,vì LPG giãn nở và bay hơi nên nhiệt độ tại đó sẽ giảm nhanh, nếu LPG tiếp xúc với da có thể gây bỿng lạnh.
Ŀặc tính chung của propan và butan thương phẩm.
III. BẢO QUẢN, VẬN CHUYỂN VÀ TỒN CHỨA LPG.
LPG trên thế giới hiện nay được sử dụng rộng rãi trong rất nhiỿu ngành và là loại không thể thiếu ở một số quốc gia, đặc biệt đối với những quốc gia có nỿn công nghiệp phát triển. Do vậy, việc bảo quản, vận chuyển và tồn chứa LPG được đặc biệt quan tâm.
1. Vận chuyển LPG.
Ŀể thuận tiện cho việc tồn chứa và vận chuyển LPG phục vụ cho quá trình sử dụng, ngưỿi ta thưỿng hoá lỿng khí vì butan và propan rất dễ hoá lỿng ở điỿu kiện áp suất không cao.
Khí hoá lỿng ở nhiệt độ thấp, khi ở nhiệt độ thưỿng thì hoá hơi. Khi chứa LPG trong bình thì áp suất khoảng 3 - 5 atm, nên bình chứa phải là bình chịu áp lực.
Tuỳ theo vị trí của nhà máy sản suất, các thị trưỿng tiêu thụ, nói chung là LPG được vận chuyển bằng đưỿng ống. Việc vận chuyển LPG từ vùng này sang vùng khác, hoặc từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ, ngưỿi ta có thể vận chuyển bằng đưỿng biển, đưỿng sắt hoặc đưỿng bộ. Trên các phương tiện vận chuyển ngưỿi ta phải dùng bình chứa chịu áp lực cao và có hệ thống bơm chuyển theo quy định. Ŀối với các hộ dân tiêu thụ trong gia đình ngưỿi ta có thể sử dụng hệ thống ống dẫn phù hợp hoặc bình chứa có cấu tạo bằng thép đặc biệt.
2. Bảo quản và tồn chứa.
Ngưỿi ta có thể bảo quản và tồn chứa LPG trên mặt đất hoặc trong lòng đất tuỳ theo mức độ tồn chứa, khả năng tiêu thụ và điỿu kiện ở mỗi vùng khác nhau.
- Tồn chứa trên mặt đất:
Các thiết bị chứa LPG là các thiết bị chịu áp lực được thiết kế và chế tạo theo hình trụ nằm ngang, hai đầu các hình bán cầu, hoặc có thể tồn chứa LPG ở những bồn hình cầu vì nó có khả năng chịu áp lực cao. Trên các bồn chứa đỿu được lắp đặt các thiết bị bảo vệ an toàn trong quá trình tồn chứa dù trong thỿi gian ngắn hay dài. Tuỳ theo nhu cầu của thị trưỿng hoặc mục đích yêu cầu chứa LPG mà ngưỿi ta sử dụng các bồn chứa to nhỿ tuỳ theo các mức dung tích khác nhau.
- Tồn chứa trong lòng đất:
Ngưỿi ta có thể tồn chứa LPG trong lòng đất, trong các hang động muối hoặc mỿ. Cách tồn chứa này an toàn và hiệu quả, song chỉ thực hiện ở một số nước có nỿn công nghiệp phát triển như Mỹ, Anh, Canada.
Nói chung, việc tồn chứa LPG hiện nay đa số được tồn chứa và bảo quản trong các bồn chứa khác nhau. Các loại bồn chứa này có thể chịu áp suất từ vài MPa đến vài trăm MPa và chứa từ vài chục m3 đến vài trăm nghìn m3 LPG.
IV. AN TOÀN KHI SỬ DỤNG LPG.
LPG là một chất nguy hiểm, rất dễ cháy nổ trong quá trình bảo quản, vận chuyển và tồn chứa, vấn đỿ an toàn được đặc biệt quan tâm. LPG dễ bắt lửa, nếu thoát ra ngoài thì nó sẽ giải phóng ra ngoài một lượng khí dễ cháy nổ. Do LPG nặng hơn không khí và nhẹ hơn nước nên khi bị dò rỉ ra ngoài môi trưỿng dễ bị tụ lại ở những chỗ thấp, nếu để lâu trong phòng kín nó sẽ choáng hết thể tích không khí và gây ngạt thở, nếu có một mồi lửa, nó sẽ gây cháy nổ. Ŀó là những nguy hiểm mà ngưỿi sử dụng và cung cấp cần chú ý phòng tránh.
Nói chung trong quá trình bảo quản, vận chuyển và tồn chứa LPG sự thận trỿng nghiêm chỉnh thực hiện các qui trình qui phạm vận chuyển là một yêu cầu cần thiết để tránh những rò rỉ thất thoát của LPG ra môi trưỿng gây nguy hiểm. Thiết bị dùng trong kho dự trữ và quá trình sản xuất LPG được thiết lập theo qui trình thích hợp như chất liệu, tưỿng chắn, có thiết bị đo nồng độ LPG, van an toàn, van giảm áp, hệ thống thoát nước, hệ thống ngắt van khẩn cấp, hệ thống báo cháy. Nguồn lửa phải được kiểm tra, kiểm soát một cách nghiêm ngặt.
Do tính chất nguy hiểm và rủi do cao của LPG mà tại nơi tồn chứa và sản suất, các dữ liệu tính toán ta phải dự kiến được tất cả các khả năng xảy ra, từ đó đánh giá cưỿng độ phạm vi,cưỿng độ tai nạn và yếu tố liên quan. Trên cơ sở đó sẽ đưa ra những biện pháp phòng ngừa hữu hiệu. Ngoài ra, tuy LPG không gây độc, tuy nhiên nếu số lượng lớn LPG thoát ra ngoài hoặc ra phòng kín nó sẽ chiếm chỗ của không khí và gây ngạt thở cho con ngưỿi vì vậy mỗi ngưỿi công nhân làm việc có liên quan đến LPG cần phải được đào tạo hướng dẫn đầy đủ vỿ tính chất của LPG, cách phòng ngừa và khắc phục khi có sự cố xảy ra.
#327/02/2007
CHƯƠNG III. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT LPG
I. THU GOM VÀ PHÂN LY DẦU KHÿ.
1. Thu gom khí.
Dựa trên tính chất lý hóa của hỗn hợp khí để lựa chỿn hướng chế biến, công nghệ chế biến khí cho phù hợp với nhu cầu của nỿn kinh tế quốc dân.
Trước khi đưa khí vào chế biến phải qua công đoạn chuẩn bị để thực hiện yêu cầu chung đối với sản phẩm.
Quá trình thu gom khí để chế biến, do các mỿ dầu, giếng dầu có đặc điểm khác nhau cho nên ngưỿi ta cũng sẽ chỿn các công nghệ khác nhau cho phù hợp.
a. Hệ thống thu gom kín.
Cơ sở công nghệ của hệ thống là sử dụng tối đa năng lượng của giếng khai thác để vận chuyển dầu và khí trong hệ thống kín. Sản lượng mỗi giếng được đo trên thiết bị nhóm, mỗi nhóm có 8 đến 10 giếng. Sản phẩm của giếng có áp suất vỉa cao thì trước khi vào thiết bị nhóm, nó được phân ly trong thiết bị phân ly riêng ở áp suất cao. Khí tách ra theo đưỿng ống riêng đến nơi tiêu thụ. Còn dầu thô cùng một lượng khí còn lại được dẫn theo đưỿng ống đến hệ thống thu gom chung.
Hệ thống này có ưu, nhược điểm sau:
Ưu điểm:
- Dễ dàng trang bị tự động hóa, điỿu khiển từ xa.
- Sử dụng năng lượng vỉa để vận chuyển cả dầu và khí.
- Nhỿ vận chuyển dầu khí trong hệ thống từ giếng đến trạm phân ly nhóm nên giảm được tổn thất các hydrocacbon nhẹ.
Nhược điểm:
- Quá trình thu gom kín nên khoảng cách giữa các thiết bị khai thác và phân ly xa, rất khó vận hành với những mỿ dầu có hàm lượng parafin cao.
b. Thu gom áp lực.
Sản phẩm của mỗi giếng dầu vào thiết bị đo nhóm rồi đến thiết bị phân ly áp lực khu vực. Tại đó thực hiện phân ly cấp I dầu mỿ cùng với khí hòa tan vận chuyển đến trạm khí thu gom trung tâm nhỿ áp suất dư của nó hoặc bằng bơm. Tại trạm thu gom trung tâm sẽ tiến hành quá trình phân ly cấp II và cấp III. Khí và dầu thô sẽ được chuyển đến nơi chế biến riêng.
Hệ thống này có ưu, nhược điểm sau:
Ưu điểm:
- Phương pháp này vận chuyển được dầu bão hòa từ mỗi giếng khai thác đến trạm thu gom trung tâm với khoảng cách lớn.
- Năng lượng của vỉa được tận dụng tối đa.
- Vốn đầu tư ít.
- Hệ thống dễ trang bị tự động hóa và điỿu khiển từ xa.
Nhược điểm:
- Hệ thống này vận chuyển cả nước vỉa.
- Nhiệt của sản phẩm không được sử dụng cho quá trình phân ly.
Hệ thống thu gom khí theo hệ thống này rất phù hợp với điỿu kiện khai thác dầu khí ở Việt Nam.
c. Hệ thống thu gom độc lập
Hệ thống thu gom này dựa trên nguyên tắc phân ly sản phẩm ở mỗi giếng hoặc một nhóm giếng. Trên cơ sở đó mỗi giếng hoặc nhóm giếng có trang thiết bị phân ly và bể chứa xác định sản lượng giếng. Các thiết bị này được đặt gần giếng khoan.
Khí và dầu mỿ được phân ly ở 0,2 đến 0,4 Mpa, chất lỿng được bơm đi, khí từ thiết bị phân ly thải ra được đốt cháy để tránh ô nhiễm hoặc được dẫn đến nơi tiêu thụ nếu có điỿu kiện.
Hệ thống này có ưu, nhược điểm sau:
Ưu điểm:
- Có thể xem xét tình trạng mỗi giếng.
- Kéo dài được chu kỳ của giếng.
Nhược điểm:
- Tổn thất năng lượng vỉa, chi phí lớn cho thiết bị độc lập.
- Phân ly dầu một cấp nên chất lượng không cao.
- Hệ thống dễ làm tiêu hao hydrocacbon nhẹ.
2. Phân ly dầu và khí.
Phân ly dầu khí để thu khí đồng hành là nguyên liệu cho quá trình hóa dầu, đồng thỿi tránh mất mát các hydrocacbon nhẹ trong quá trình khai thác, vận chuyển nên cần phải chỿn chế độ tối ưu trong phân ly.
Tùy theo áp suất phun của giếng dầu mà ngưỿi ta chỿn phân ly một cấp hay nhiỿu cấp. Khi tăng áp suất trong thiết bị phân ly thì hàm lượng propan và butan, pentan và hydrocacbon nặng giảm, khi đó khí đồng hành giầu metan. Khi phân ly nhiỿu cấp lượng hydrocacbon lỿng sau phân ly sẽ tăng 2 đến 2,5% khối lượng. Lượng khí tách ra phụ thuộc vào tốc độ chuyển động và thỿi gian lưu của dầu mỿ trong thiết bị phân ly.
ÿp dụng những tiến bộ khoa hỿc trong việc cải tiến thiết bị phân ly nhằm giảm tối đa tiêu hao năng lượng sao cho năng lượng dòng dầu khí sử dụng chủ yếu để vận chuyển dầu và khí mà không sử dụng trạm bơm hoặc máy nén trung gian.
Thiết bị phân ly bao gồm:
- Ngăn phân ly: dùng để tách khí ra khỿi chất lỿng
- Ngăn lắng: dùng để tách hoàn toàn chất lỿng ra khỿi dòng khí nhỿ giảm tốc độ dòng khí
- Ngăn thu gom lỿng: để thu gom lỿng tách ra
- Ngăn tách giỿt: đặt trên thiết bị phân ly, nhằm tách các giỿt lỿng ra khỿi dòng khí được đặt trên đưỿng dòng khí ra khỿi thiết bị.
Phụ thuộc vào kết cấu của thiết bị phân ly, ngưỿi ta chia ra loại thẳng đứng hay nằm ngang hoặc chia theo số buồng phân ly, một hay nhiỿu buồng.
II. QÚA TRÌNH LÀM SẠCH KHÿ.
Khai thác và thu gom khí trong khí đồng hành ngoài thành phần là các hydrocacbon còn lẫn các tạp chất cơ hỿc, thể lỿng, các phi hydrocacbon như CO2, N2, hợp chất lưu huỳnh, hơi nước… sự tồn tại của các tạp chất trong khí đồng hành sẽ gây ảnh hưởng xấu tới tình trạng làm việc của các thiết bị trong quá trình vận chuyển và không an toàn trong sử dụng.
Do vậy quá trình làm sạch khí là vô cùng quan trỿng và cần thiết.
Quá trình làm sạch khí bao gồm:
- Làm sạch khí khỿi các tạp chất cơ hỿc
- Sấy khí
- Làm ngỿt khí
1. Làm sạch khí khỿi các tạp chất cơ hỿc.
Khí dầu mỿ thưỿng chứa nhiỿu các tạp chất khác nhau ở dạng lỿng, dạng bụi. Ngưỿi ta thưỿng làm sạch khí bằng các phương pháp:
a. Phương pháp lắng.
Sử dụng lắng tạp chất dưới tác dụng lắng theo trỿng lực ly tâm. Thiết bị lắng hiệu quả là dùng xyclon. Xyclon hoạt động dựa vào nguyên tắc sử dụng lực ly tâm. Khi xuất hiện các dòng khí có chứa bụi được thổi với tốc độ cao theo phương tiếp tuyến với thành thiết bị, sau đó theo đưỿng xoắn ốc, bụi văng ra khỿi dòng khí theo lực ly tâm rơi xuống thùng chứa, còn dòng khí sạch được dẫn theo ống ở giữa xyclon đi ra.
b. Phương pháp ướt.
Có thể phun chất lỿng thành các hạt nhỿ vào dòng khí hoặc cho khí lẫn bụi đi qua lớp chất lỿng, chất lỿng sẽ làm ẩm bụi, làm cho kích thước và trỿng lượng của hạt bụi tăng lên rồi cuốn theo dòng chất lỿng. Thiết bị làm sạch có các loại sau:
- Loại tĩnh hỿc
- Loại động hỿc
- Loại bỿ mặt ướt
- Loại sủi bỿt
Trong các loại trên thì thiết bị sủi bỿt là có hiệu quả hơn cả.
c. Phương pháp lỿc.
Cho khí lẫn bụi đi qua lớp ngăn xốp, khí sẽ chui qua lỗ nhỿ của vật ngăn, còn bụi bị giữ lại trên bỿ mặt lớp ngăn.
Các phương pháp trên có những nhược điểm:
- Thiết bị dưới tác dụng trỿng lực thì cồng kỿnh, hiệu quả thấp.
- Thiết bị lắng dưới tác dụng của lực ly tâm tuy gỿn hơn nhưng không thể lỿc được hết các hạt nhỿ, tốn năng lượng
- Làm sạch bằng phương pháp ướt trong một số trưỿng hợp không dùng được vì khí làm nguội bão hòa hơi nước.
Do đó ngưỿi ta đưa ra phương pháp điện trưỿng để làm sạch khí.
d. Làm sạch khí bằng điện trưỿng.
Cho khí lẫn bụi đi qua điện trưỿng với điện thế cao, các hạt rắn sẽ bị lắng lại trên điện cực.
Phương pháp này có ưu điểm:
- Ŀộ sạch của khí cao từ 90 đến 99%
- Năng lượng tiêu hao ít, trở lực không quá 15mm cột nước
- Làm sạch khí trong điỿu kiện nhiệt độ cao, trong môi trưỿng ăn mòn hóa hỿc
- Có thể tiến hành cơ khí hóa, tự động hóa
Nếu tách bụi bằng thiết bị lỿc điện dựa vào sự ion hóa khí tức là phân ly khí thành ion có điện tích âm và dương chuyển động với các điện cực trái dấu. Khi hiệu điện thế một chiỿu khoảng vài nghìn vôn các khí bị ion hóa hoàn toàn. Do sự va chạm các hạt bụi cũng bị nhiễm điện và di chuyển tới các bản cực và bám vào bản cực đó, các hạt bụi bị trung hòa vỿ điện và rơi tự do dưới tác dụng của lực trỿng trưỿng. Ŀể tăng khả năng ion hóa ngưỿi ta có thể làm ẩm khí.
2. Quá trình sấy khí.
Nếu có lượng nước trong khí đồng hành, khí tự nhiên nó sẽ tạo điỿu kiện hình thành các hydrat với hydrocacbon. Các hydrat này là tinh thể màu trắng giống như tuyết hoặc nước đá. Chúng sẽ làm tắc các ống dẫn hay các thiết bị, gây phá vỡ điỿu kiện làm việc bình thưỿng đối với các dây chuyỿn công nghệ khai thác, vận chuyển và chế biến khí. Bên cạnh sự có mặt của hơi nước và các tạp chất lưu huỳnh, các tạp chất khác sẽ ảnh hưởng đến sự ăn mòn kim loại làm giảm tuổi thỿ của các thiết bị, công nghệ nói chung.
Khí được sấy khô với mục đích tách hơi nước và tạo cho khí có nhiệt độ điểm sương theo nước thấp hơn so với nhiệt độ cực điểm mà tại đó khí được vận chuyển hay chế biến.
Thưỿng ngưỿi ta hay sử dụng phương pháp sấy khí trong công nghệ.
- Phương pháp hấp thụ
- Phương pháp hấp phụ
- Phương pháp ức chế
- Phương pháp giãn nở khí bằng hiệu ứng tiết lưu.
a. Phương pháp hấp thụ.
Ngưỿi ta hay sử dụng phương pháp hấp thụ để sấy khô khí tại các công trình ống dẫn khí và trong các nhà máy chế biến. Các chất hấp thụ khí là những dung dịch nước đậm đặc như Mono Etanolamin, Tri Etylenglycol (TEG), Dietylenglycol (DEG), tetraetylenglycol (TREG).
Phương pháp này được sử dụng do có ưu điểm là: khả năng hấp thụ đối với nước cao, năng suất cao, dễ tái sinh, độ hút ẩm cao, có bỿ mặt riêng lớn.
b. Phương pháp hấp phụ.
Phương pháp hấp phụ cho phép đạt điểm sương theo ẩm khoảng 100 đến 2000C và sấy sâu đến điểm sương -85 đến -100C.
Quá trình sấy khô khí bằng các chất hấp phụ dựa vào khả năng của các vật thể rắn với cấu trúc xác định hấp phụ lượng ẩm từ khí ở nhiệt độ tương đối thấp và sau đó tách ẩm khi tăng nhiệt độ. Ŀiỿu kiện xảy ra sự hấp phụ còn sau đó là giải hấp phụ. Sự kết hợp hai quá trình này trong thiết bị cho phép tách ẩm một cách liên tục từ khí.
Trong công nghệ các chất hấp phụ thưỿng được dùng là : silicagel, oxit nhôm hoạt tính, biôxit hỿat tính, zeolit 4A và 5A.
c. Phương pháp ức chế.
Ŀây là phương pháp đưa dòng khí các chất khác nhau làm hạ nhiệt độ tạo thành hydrat như metanol, glycol… Sử dụng chất ức chế đòi hỿi sự phân bố đồng đỿu tạo được bỿ mặt tiếp xúc lớn nhất giữa chúng với nước.
3. Quá trình làm ngỿt khí.
Ŀối với khí đồng hành sau khi khai thác lên có thành phần chính là hydrocacbon từ C1 đến C4, trong đó có chứa một lượng khí tạp, hàm lượng của khí tạp phụ thuộc vào từng mỿ dầu khác nhau sẽ có hàm lượng khác nhau. Các tạp khí như CS2, H2S, RSH là những tạp chất dễ gây ăn mòn kim loại, làm giảm hiệu quả của các quá trình xúc tác, giảm hiệu quả chế biến, gây ngộ độc cho con ngưỿi.
Chính vì vậy quá trình làm ngỿt khí là công đoạn quan trỿng không thể thiếu trong quá trình chế biến khí.
Hiện nay ngưỿi ta tìm ra được nhiỿu công nghệ tiên tiến và đã được áp dụng vào sản xuất cho phép tăng khả năng thu hồi H2S và CO2 một cách đáng kể. Các phương pháp làm ngỿt khí được áp dụng là:
- Phương pháp hấp thụ
- Phương pháp hấp phụ
- Quá trình làm sạch khí bằng than hoạt tính bằng zeolit, dùng nước làm dung môi để rửa.
Trong đó phương pháp hấp thụ được dùng phổ biến và có hiệu quả kinh tế cao. Tùy thuộc vào đặc điểm tương tác của các hợp chất này với dung môi mà các chất hấp thụ có thể hợp thành các nhóm sau.
a. Các quá trình hấp thụ.
- Quá trình hấp thụ hóa hỿc làm sạch khí bằng dung môi những dung dịch nước alkanolamin, MEA, DEA, DGA. Chúng dựa trên phản ứng hóa hỿc của các hợp chất không mong muốn với alkanolamin là phản ứng hoạt động của các chất hấp thụ. Quá trình hấp thụ hỗn hợp được sử dụng nhiỿu để xử lý các nguồn khí có chứa CO2, H2S với áp suất riêng phần thấp. Quá trình này đảm bảo khử triệt để H2S, CO2 các áp suất và nồng độ làm việc của chúng trong khí ban đầu khác nhau, độ hòa tan của hydrocacbon trong những chất hấp thụ này không cao, thiết bị và công nghệ của quá trình này đơn giản.
- Quá trình làm sạch bằng phương pháp vật lý, các hợp chất không mong muốn bằng các dung môi hữu cơ như propylen cacbonat, dimetyl ete polyetylglycol, N-metylpyrrollidon. Chúng dựa trên hấp thụ vật lý chứ không phải phản ứng hóa hỿc.
Ưu điểm:
- Các chất hấp thụ: không sử dụng hạt, không gây ăn mòn thiết bị, nhiỿu chất có nhiệt độ đông đặc thấp, đây là điỿu quan trỿng trong trưỿng hợp áp dụng chúng ở điỿu kiện khí hậu lạnh.
- Chi phí đầu tư và vận hành ít hơn so với qúa trình hấp thụ hóa hỿc.
Nhược điểm:
Các dung môi vật lý hấp thụ nhiỿu hydrocacbon dẫn đến tốn dung môi. Quá trình hấp thụ vật lý không làm sạch triệt để khí nguyên liệu.
- Các quá trình làm sạch khí khỿi hỗn hợp chất không mong muốn bằng dung môi là hỗn hợp dung dịch nước alkanolamin với dung môi hữu cơ như metanol.
Ưu điểm: Có thể tách triệt để tạp chất khỿi khí.
Nhược điểm: Dung môi tổ hợp tương đối tốt các hydrocacbon nên hạn chế lĩnh vực sử dụng của quá trình hấp thụ vật lý và hấp thụ hỗn hợp.
* Làm sạch khí bằng dung môi Monoetanolamin (MEA):
Ngưỿi ta sử dụng phương pháp này rộng rãi vì dung môi monoetanolamin có khả năng hấp thụ cao H2S và CO2.
Ưu điểm:
- Khí H2S và CO2 được làm sạch triệt để trong khí đồng hành, được đảm bảo trong khoảng áp suất riêng phần rộng.
- Các thiết bị và hệ thống công nghệ đơn giản và có độ bỿn cao.
- MEA dễ tái sinh và có tính ổn định cao.
Nhược điểm:
- Chi phí vận hành cao.
- Ŀộ bão hòa dung dịch thấp: 0,3 - 0,4 mol/mol.
- Mức thu hồi mercaptan và các chất hữu cơ chứa lưu huỳnh khá thấp.
- Các tạp chất như CO2, CS2, SO2, SO3 trong khí nguyên liệu khi tương tác với dung môi tạo thành hợp chất cao phân tử dẫn đến khó hoặc không tái sinh được.
I. THU GOM VÀ PHÂN LY DẦU KHÿ.
1. Thu gom khí.
Dựa trên tính chất lý hóa của hỗn hợp khí để lựa chỿn hướng chế biến, công nghệ chế biến khí cho phù hợp với nhu cầu của nỿn kinh tế quốc dân.
Trước khi đưa khí vào chế biến phải qua công đoạn chuẩn bị để thực hiện yêu cầu chung đối với sản phẩm.
Quá trình thu gom khí để chế biến, do các mỿ dầu, giếng dầu có đặc điểm khác nhau cho nên ngưỿi ta cũng sẽ chỿn các công nghệ khác nhau cho phù hợp.
a. Hệ thống thu gom kín.
Cơ sở công nghệ của hệ thống là sử dụng tối đa năng lượng của giếng khai thác để vận chuyển dầu và khí trong hệ thống kín. Sản lượng mỗi giếng được đo trên thiết bị nhóm, mỗi nhóm có 8 đến 10 giếng. Sản phẩm của giếng có áp suất vỉa cao thì trước khi vào thiết bị nhóm, nó được phân ly trong thiết bị phân ly riêng ở áp suất cao. Khí tách ra theo đưỿng ống riêng đến nơi tiêu thụ. Còn dầu thô cùng một lượng khí còn lại được dẫn theo đưỿng ống đến hệ thống thu gom chung.
Hệ thống này có ưu, nhược điểm sau:
Ưu điểm:
- Dễ dàng trang bị tự động hóa, điỿu khiển từ xa.
- Sử dụng năng lượng vỉa để vận chuyển cả dầu và khí.
- Nhỿ vận chuyển dầu khí trong hệ thống từ giếng đến trạm phân ly nhóm nên giảm được tổn thất các hydrocacbon nhẹ.
Nhược điểm:
- Quá trình thu gom kín nên khoảng cách giữa các thiết bị khai thác và phân ly xa, rất khó vận hành với những mỿ dầu có hàm lượng parafin cao.
b. Thu gom áp lực.
Sản phẩm của mỗi giếng dầu vào thiết bị đo nhóm rồi đến thiết bị phân ly áp lực khu vực. Tại đó thực hiện phân ly cấp I dầu mỿ cùng với khí hòa tan vận chuyển đến trạm khí thu gom trung tâm nhỿ áp suất dư của nó hoặc bằng bơm. Tại trạm thu gom trung tâm sẽ tiến hành quá trình phân ly cấp II và cấp III. Khí và dầu thô sẽ được chuyển đến nơi chế biến riêng.
Hệ thống này có ưu, nhược điểm sau:
Ưu điểm:
- Phương pháp này vận chuyển được dầu bão hòa từ mỗi giếng khai thác đến trạm thu gom trung tâm với khoảng cách lớn.
- Năng lượng của vỉa được tận dụng tối đa.
- Vốn đầu tư ít.
- Hệ thống dễ trang bị tự động hóa và điỿu khiển từ xa.
Nhược điểm:
- Hệ thống này vận chuyển cả nước vỉa.
- Nhiệt của sản phẩm không được sử dụng cho quá trình phân ly.
Hệ thống thu gom khí theo hệ thống này rất phù hợp với điỿu kiện khai thác dầu khí ở Việt Nam.
c. Hệ thống thu gom độc lập
Hệ thống thu gom này dựa trên nguyên tắc phân ly sản phẩm ở mỗi giếng hoặc một nhóm giếng. Trên cơ sở đó mỗi giếng hoặc nhóm giếng có trang thiết bị phân ly và bể chứa xác định sản lượng giếng. Các thiết bị này được đặt gần giếng khoan.
Khí và dầu mỿ được phân ly ở 0,2 đến 0,4 Mpa, chất lỿng được bơm đi, khí từ thiết bị phân ly thải ra được đốt cháy để tránh ô nhiễm hoặc được dẫn đến nơi tiêu thụ nếu có điỿu kiện.
Hệ thống này có ưu, nhược điểm sau:
Ưu điểm:
- Có thể xem xét tình trạng mỗi giếng.
- Kéo dài được chu kỳ của giếng.
Nhược điểm:
- Tổn thất năng lượng vỉa, chi phí lớn cho thiết bị độc lập.
- Phân ly dầu một cấp nên chất lượng không cao.
- Hệ thống dễ làm tiêu hao hydrocacbon nhẹ.
2. Phân ly dầu và khí.
Phân ly dầu khí để thu khí đồng hành là nguyên liệu cho quá trình hóa dầu, đồng thỿi tránh mất mát các hydrocacbon nhẹ trong quá trình khai thác, vận chuyển nên cần phải chỿn chế độ tối ưu trong phân ly.
Tùy theo áp suất phun của giếng dầu mà ngưỿi ta chỿn phân ly một cấp hay nhiỿu cấp. Khi tăng áp suất trong thiết bị phân ly thì hàm lượng propan và butan, pentan và hydrocacbon nặng giảm, khi đó khí đồng hành giầu metan. Khi phân ly nhiỿu cấp lượng hydrocacbon lỿng sau phân ly sẽ tăng 2 đến 2,5% khối lượng. Lượng khí tách ra phụ thuộc vào tốc độ chuyển động và thỿi gian lưu của dầu mỿ trong thiết bị phân ly.
ÿp dụng những tiến bộ khoa hỿc trong việc cải tiến thiết bị phân ly nhằm giảm tối đa tiêu hao năng lượng sao cho năng lượng dòng dầu khí sử dụng chủ yếu để vận chuyển dầu và khí mà không sử dụng trạm bơm hoặc máy nén trung gian.
Thiết bị phân ly bao gồm:
- Ngăn phân ly: dùng để tách khí ra khỿi chất lỿng
- Ngăn lắng: dùng để tách hoàn toàn chất lỿng ra khỿi dòng khí nhỿ giảm tốc độ dòng khí
- Ngăn thu gom lỿng: để thu gom lỿng tách ra
- Ngăn tách giỿt: đặt trên thiết bị phân ly, nhằm tách các giỿt lỿng ra khỿi dòng khí được đặt trên đưỿng dòng khí ra khỿi thiết bị.
Phụ thuộc vào kết cấu của thiết bị phân ly, ngưỿi ta chia ra loại thẳng đứng hay nằm ngang hoặc chia theo số buồng phân ly, một hay nhiỿu buồng.
II. QÚA TRÌNH LÀM SẠCH KHÿ.
Khai thác và thu gom khí trong khí đồng hành ngoài thành phần là các hydrocacbon còn lẫn các tạp chất cơ hỿc, thể lỿng, các phi hydrocacbon như CO2, N2, hợp chất lưu huỳnh, hơi nước… sự tồn tại của các tạp chất trong khí đồng hành sẽ gây ảnh hưởng xấu tới tình trạng làm việc của các thiết bị trong quá trình vận chuyển và không an toàn trong sử dụng.
Do vậy quá trình làm sạch khí là vô cùng quan trỿng và cần thiết.
Quá trình làm sạch khí bao gồm:
- Làm sạch khí khỿi các tạp chất cơ hỿc
- Sấy khí
- Làm ngỿt khí
1. Làm sạch khí khỿi các tạp chất cơ hỿc.
Khí dầu mỿ thưỿng chứa nhiỿu các tạp chất khác nhau ở dạng lỿng, dạng bụi. Ngưỿi ta thưỿng làm sạch khí bằng các phương pháp:
a. Phương pháp lắng.
Sử dụng lắng tạp chất dưới tác dụng lắng theo trỿng lực ly tâm. Thiết bị lắng hiệu quả là dùng xyclon. Xyclon hoạt động dựa vào nguyên tắc sử dụng lực ly tâm. Khi xuất hiện các dòng khí có chứa bụi được thổi với tốc độ cao theo phương tiếp tuyến với thành thiết bị, sau đó theo đưỿng xoắn ốc, bụi văng ra khỿi dòng khí theo lực ly tâm rơi xuống thùng chứa, còn dòng khí sạch được dẫn theo ống ở giữa xyclon đi ra.
b. Phương pháp ướt.
Có thể phun chất lỿng thành các hạt nhỿ vào dòng khí hoặc cho khí lẫn bụi đi qua lớp chất lỿng, chất lỿng sẽ làm ẩm bụi, làm cho kích thước và trỿng lượng của hạt bụi tăng lên rồi cuốn theo dòng chất lỿng. Thiết bị làm sạch có các loại sau:
- Loại tĩnh hỿc
- Loại động hỿc
- Loại bỿ mặt ướt
- Loại sủi bỿt
Trong các loại trên thì thiết bị sủi bỿt là có hiệu quả hơn cả.
c. Phương pháp lỿc.
Cho khí lẫn bụi đi qua lớp ngăn xốp, khí sẽ chui qua lỗ nhỿ của vật ngăn, còn bụi bị giữ lại trên bỿ mặt lớp ngăn.
Các phương pháp trên có những nhược điểm:
- Thiết bị dưới tác dụng trỿng lực thì cồng kỿnh, hiệu quả thấp.
- Thiết bị lắng dưới tác dụng của lực ly tâm tuy gỿn hơn nhưng không thể lỿc được hết các hạt nhỿ, tốn năng lượng
- Làm sạch bằng phương pháp ướt trong một số trưỿng hợp không dùng được vì khí làm nguội bão hòa hơi nước.
Do đó ngưỿi ta đưa ra phương pháp điện trưỿng để làm sạch khí.
d. Làm sạch khí bằng điện trưỿng.
Cho khí lẫn bụi đi qua điện trưỿng với điện thế cao, các hạt rắn sẽ bị lắng lại trên điện cực.
Phương pháp này có ưu điểm:
- Ŀộ sạch của khí cao từ 90 đến 99%
- Năng lượng tiêu hao ít, trở lực không quá 15mm cột nước
- Làm sạch khí trong điỿu kiện nhiệt độ cao, trong môi trưỿng ăn mòn hóa hỿc
- Có thể tiến hành cơ khí hóa, tự động hóa
Nếu tách bụi bằng thiết bị lỿc điện dựa vào sự ion hóa khí tức là phân ly khí thành ion có điện tích âm và dương chuyển động với các điện cực trái dấu. Khi hiệu điện thế một chiỿu khoảng vài nghìn vôn các khí bị ion hóa hoàn toàn. Do sự va chạm các hạt bụi cũng bị nhiễm điện và di chuyển tới các bản cực và bám vào bản cực đó, các hạt bụi bị trung hòa vỿ điện và rơi tự do dưới tác dụng của lực trỿng trưỿng. Ŀể tăng khả năng ion hóa ngưỿi ta có thể làm ẩm khí.
2. Quá trình sấy khí.
Nếu có lượng nước trong khí đồng hành, khí tự nhiên nó sẽ tạo điỿu kiện hình thành các hydrat với hydrocacbon. Các hydrat này là tinh thể màu trắng giống như tuyết hoặc nước đá. Chúng sẽ làm tắc các ống dẫn hay các thiết bị, gây phá vỡ điỿu kiện làm việc bình thưỿng đối với các dây chuyỿn công nghệ khai thác, vận chuyển và chế biến khí. Bên cạnh sự có mặt của hơi nước và các tạp chất lưu huỳnh, các tạp chất khác sẽ ảnh hưởng đến sự ăn mòn kim loại làm giảm tuổi thỿ của các thiết bị, công nghệ nói chung.
Khí được sấy khô với mục đích tách hơi nước và tạo cho khí có nhiệt độ điểm sương theo nước thấp hơn so với nhiệt độ cực điểm mà tại đó khí được vận chuyển hay chế biến.
Thưỿng ngưỿi ta hay sử dụng phương pháp sấy khí trong công nghệ.
- Phương pháp hấp thụ
- Phương pháp hấp phụ
- Phương pháp ức chế
- Phương pháp giãn nở khí bằng hiệu ứng tiết lưu.
a. Phương pháp hấp thụ.
Ngưỿi ta hay sử dụng phương pháp hấp thụ để sấy khô khí tại các công trình ống dẫn khí và trong các nhà máy chế biến. Các chất hấp thụ khí là những dung dịch nước đậm đặc như Mono Etanolamin, Tri Etylenglycol (TEG), Dietylenglycol (DEG), tetraetylenglycol (TREG).
Phương pháp này được sử dụng do có ưu điểm là: khả năng hấp thụ đối với nước cao, năng suất cao, dễ tái sinh, độ hút ẩm cao, có bỿ mặt riêng lớn.
b. Phương pháp hấp phụ.
Phương pháp hấp phụ cho phép đạt điểm sương theo ẩm khoảng 100 đến 2000C và sấy sâu đến điểm sương -85 đến -100C.
Quá trình sấy khô khí bằng các chất hấp phụ dựa vào khả năng của các vật thể rắn với cấu trúc xác định hấp phụ lượng ẩm từ khí ở nhiệt độ tương đối thấp và sau đó tách ẩm khi tăng nhiệt độ. Ŀiỿu kiện xảy ra sự hấp phụ còn sau đó là giải hấp phụ. Sự kết hợp hai quá trình này trong thiết bị cho phép tách ẩm một cách liên tục từ khí.
Trong công nghệ các chất hấp phụ thưỿng được dùng là : silicagel, oxit nhôm hoạt tính, biôxit hỿat tính, zeolit 4A và 5A.
c. Phương pháp ức chế.
Ŀây là phương pháp đưa dòng khí các chất khác nhau làm hạ nhiệt độ tạo thành hydrat như metanol, glycol… Sử dụng chất ức chế đòi hỿi sự phân bố đồng đỿu tạo được bỿ mặt tiếp xúc lớn nhất giữa chúng với nước.
3. Quá trình làm ngỿt khí.
Ŀối với khí đồng hành sau khi khai thác lên có thành phần chính là hydrocacbon từ C1 đến C4, trong đó có chứa một lượng khí tạp, hàm lượng của khí tạp phụ thuộc vào từng mỿ dầu khác nhau sẽ có hàm lượng khác nhau. Các tạp khí như CS2, H2S, RSH là những tạp chất dễ gây ăn mòn kim loại, làm giảm hiệu quả của các quá trình xúc tác, giảm hiệu quả chế biến, gây ngộ độc cho con ngưỿi.
Chính vì vậy quá trình làm ngỿt khí là công đoạn quan trỿng không thể thiếu trong quá trình chế biến khí.
Hiện nay ngưỿi ta tìm ra được nhiỿu công nghệ tiên tiến và đã được áp dụng vào sản xuất cho phép tăng khả năng thu hồi H2S và CO2 một cách đáng kể. Các phương pháp làm ngỿt khí được áp dụng là:
- Phương pháp hấp thụ
- Phương pháp hấp phụ
- Quá trình làm sạch khí bằng than hoạt tính bằng zeolit, dùng nước làm dung môi để rửa.
Trong đó phương pháp hấp thụ được dùng phổ biến và có hiệu quả kinh tế cao. Tùy thuộc vào đặc điểm tương tác của các hợp chất này với dung môi mà các chất hấp thụ có thể hợp thành các nhóm sau.
a. Các quá trình hấp thụ.
- Quá trình hấp thụ hóa hỿc làm sạch khí bằng dung môi những dung dịch nước alkanolamin, MEA, DEA, DGA. Chúng dựa trên phản ứng hóa hỿc của các hợp chất không mong muốn với alkanolamin là phản ứng hoạt động của các chất hấp thụ. Quá trình hấp thụ hỗn hợp được sử dụng nhiỿu để xử lý các nguồn khí có chứa CO2, H2S với áp suất riêng phần thấp. Quá trình này đảm bảo khử triệt để H2S, CO2 các áp suất và nồng độ làm việc của chúng trong khí ban đầu khác nhau, độ hòa tan của hydrocacbon trong những chất hấp thụ này không cao, thiết bị và công nghệ của quá trình này đơn giản.
- Quá trình làm sạch bằng phương pháp vật lý, các hợp chất không mong muốn bằng các dung môi hữu cơ như propylen cacbonat, dimetyl ete polyetylglycol, N-metylpyrrollidon. Chúng dựa trên hấp thụ vật lý chứ không phải phản ứng hóa hỿc.
Ưu điểm:
- Các chất hấp thụ: không sử dụng hạt, không gây ăn mòn thiết bị, nhiỿu chất có nhiệt độ đông đặc thấp, đây là điỿu quan trỿng trong trưỿng hợp áp dụng chúng ở điỿu kiện khí hậu lạnh.
- Chi phí đầu tư và vận hành ít hơn so với qúa trình hấp thụ hóa hỿc.
Nhược điểm:
Các dung môi vật lý hấp thụ nhiỿu hydrocacbon dẫn đến tốn dung môi. Quá trình hấp thụ vật lý không làm sạch triệt để khí nguyên liệu.
- Các quá trình làm sạch khí khỿi hỗn hợp chất không mong muốn bằng dung môi là hỗn hợp dung dịch nước alkanolamin với dung môi hữu cơ như metanol.
Ưu điểm: Có thể tách triệt để tạp chất khỿi khí.
Nhược điểm: Dung môi tổ hợp tương đối tốt các hydrocacbon nên hạn chế lĩnh vực sử dụng của quá trình hấp thụ vật lý và hấp thụ hỗn hợp.
* Làm sạch khí bằng dung môi Monoetanolamin (MEA):
Ngưỿi ta sử dụng phương pháp này rộng rãi vì dung môi monoetanolamin có khả năng hấp thụ cao H2S và CO2.
Ưu điểm:
- Khí H2S và CO2 được làm sạch triệt để trong khí đồng hành, được đảm bảo trong khoảng áp suất riêng phần rộng.
- Các thiết bị và hệ thống công nghệ đơn giản và có độ bỿn cao.
- MEA dễ tái sinh và có tính ổn định cao.
Nhược điểm:
- Chi phí vận hành cao.
- Ŀộ bão hòa dung dịch thấp: 0,3 - 0,4 mol/mol.
- Mức thu hồi mercaptan và các chất hữu cơ chứa lưu huỳnh khá thấp.
- Các tạp chất như CO2, CS2, SO2, SO3 trong khí nguyên liệu khi tương tác với dung môi tạo thành hợp chất cao phân tử dẫn đến khó hoặc không tái sinh được.
#402/03/2007
cảm ơn bác!
#527/03/2007
Còn tiếp, nhưng bị vướng mấy hình vẽ mà không biết post như thế nào, dể lần sao mình chuyển toàn bộ dang pdf lên
#627/03/2007
tốt quá !
#729/03/2007 (đã sửa)
Tổng quan vỿ chế biến và sơ lược công nghệ chế biến LPG (theo mô hình nhà máy chế biến khí DINH Cỿ)
🔒 Bấm Cảm ơn hoặc Trả lời để xem Link
Mô tả quá trình, phương pháp, công nghệ, thiết bị trạm chiết nạp LPG
🔒 Bấm Cảm ơn hoặc Trả lời để xem Link
(Link sẽ die sau 10 ngày nếu không có ai download)
🔒 Bấm Cảm ơn hoặc Trả lời để xem Link
Mô tả quá trình, phương pháp, công nghệ, thiết bị trạm chiết nạp LPG
🔒 Bấm Cảm ơn hoặc Trả lời để xem Link
(Link sẽ die sau 10 ngày nếu không có ai download)
#822/04/2011
bạn ơi gửi lại cho minh link nay nha: Mô tả quá trình, phương pháp, công nghệ, thiết bị trạm chiết nạp LPG
🔒 Bấm Cảm ơn hoặc Trả lời để xem Link
link đó die rui.hic hic
mình đang rất cần đó.
cảm ơn ban nhiều nha.
🔒 Bấm Cảm ơn hoặc Trả lời để xem Link
link đó die rui.hic hic
mình đang rất cần đó.
cảm ơn ban nhiều nha.
tuxedomask' post='1449' date='Mar 29 2007, 08:02 AM' viết:Tổng quan v�? chế biến và sơ lược công nghệ chế biến LPG (theo mô hình nhà máy chế biến khí DINH C�?)
🔒 Bấm Cảm ơn hoặc Trả lời để xem Link
Mô tả quá trình, phương pháp, công nghệ, thiết bị trạm chiết nạp LPG
🔒 Bấm Cảm ơn hoặc Trả lời để xem Link
(Link sẽ die sau 10 ngày nếu không có ai download)
#923/03/2012
Các anh cho em hỏi về % Olefin trong LPG dc quy định như thế nào và có quy chuẩn hay tiêu chuẩn nào kg ?
Tks các anh nhiều .
Tks các anh nhiều .
Vui lòng đăng nhập để trả lời.