CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU NHÀ MÁY SỬ LÝ KHÍ DINH CỐ 1.1 Giới thiệu chung về nhà máy xử lý khí Dinh Cố.1 Tình hình dầu khí Việt Nam. Thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đang đứng trước nguy cơ thiếu năng lượng trầm trọng, các nguồn tài nguyên thiên nhiên được khai thác triệt để dẫn đến kiệt quệ trong khi đó nhu cầu của con người ngày càng tăng nhanh chóng .Dầu khí Việt Nam là nghành Công nghiệp mũi nhọn hiện nay của cả nước tuy trữ lượng đã giảm bớt rất nhiều nhưng bù lại giá dầu Thế Giớ tăng từng ngày làm cho tổng thu nhập quốc nội (GDP) vẫn giữ mức ổn định,nhưng không bao lâu nước ta sẽ đối mặt với sự cạn kiệt dầu khi mà các mỏ lớn như Bạch Hổ ,mỏ Rồng ,mỏ Rạng Đông. trữ lượng của một số giàn giảm và không còn tự phung.Nếu muốn khai thác chúng ta phải dùng các kỹ thuật cực kỳ hiện đại và tốn kém như là bơm ép vỉa. làm cho hiệu quả kinh tế không cao.
Với công nghệ hiện đại và tân tiến như Mỹ và Nga mà chỉ khai thác tốt đa 60%-72% trữ lượng dầu trong một mỏ.Việt Nam với công nghệ hiện nay mới chỉ có thể khai thác được 35% - 45% trữ lượng trong 1 mỏ. Nghành khai thác và chế biến khí lại có vẻ sáng lạng hơn khi mà các mỏ khí với trữ lượng lớn đã được tìm thấy gần đây. Hiện nay Việt Nam có 5 vùng trũng chính có trữ lượng khí lớn đó là Vùng trũng Nam Côn Sơn(mỏ Lan Đỏ,Lan Tây trữ lượng 58 tỷ m3). Vùng trũng Cửu Long(Mỏ dầu Bạch Hổ ,Mỏ Rồng) Vùng trũng Sông Hồng(Mỏ khí Tiền Hải-Thái Bình với 1,3 tỷ m3) Vùng trũng Mã Lai –Thổ Chu.
Vùng trũng Miền Trung.TS Dương Hoài Nghĩa 1 SV:Lê Văn Tuấn Trường ĐH TÔN ĐỨC THẮNG Đồ án tốt nghiệp Theo đánh giá của các chuyên gia thì lãnh thổ Việt Nam còn rất nhiều mỏ khí chưa tìm thấy ,chúng ta có rất nhiều hy vọng vào tương lai đối với nghành khai thác chế biến khí 1.2 Mục đích của việc xây dựng nhà máy. Với việc khai thác các mỏ dầu theo tiến độ nhanh chóng như vậy. Trong hơn 10 năm khai thác dầu (từ năm 1983 đến 1995), ta buộc phải đốt bỏ khoảng 91,5% lượng khí đồng hành, không chỉ lãng phí một lượng lớn tài nguyên thiên nhiên mà còn gây ô nhiễm môi trường. Bên cạnh đó với sự phát triển hàng loạt các mỏ khí ở thềm lục địa phía Nam, đã thôi thúc chúng ta phải tìm những giải pháp thích hợp cho việc khai thác, sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên quý giá này.
Tháng 5/1995 hệ thống thu gom khí đồng hành mỏ Bạch Hổ hoàn thành đánh dấu một bước phát triển quan trọng cho ngành chế biến khí ở Việt Nam. Chỉ tính riêng việc đưa khí vào sử dụng cho các nhà máy điện Bà Rịa với công suất 1 triệu m3 khí/ngày đã tiết kiệm cho đất nước hơn 1 tỷ đồng mỗi ngày, chưa kể những lợi ích khác kèm theo như ổn định sản xuất, giải quyết vấn đề việc làm cho người lao động. Tuy nhiên trong khi sử dụng khí làm nhiên liệu cho các nhà máy điện ta phải nhập LPG (Liquid Process Gas) làm nguyên liệu và condensate để pha chế xăng, điều này làm thất thu một lượng ngoại tệ đáng kể của đất nước. Thêm vào đó để từng bước khép kín quy trình sản xuất từ việc thăm dò, khai thác, vận chuyển, xử lý cho đến việc chế biến khí.
Nhà máy xử lý khí Dinh Cố ra đời với những mục đích sau: - Xử lý, chế biến khí đồng hành thu gom được trong quá trình khai thác dầu khí tại mỏ Bach Hổ và mỏ Rạng Đông - Cung cấp khí thương phẩm làm nhiên liệu cho các nhà máy điện Bà Rịa và các nhà máy nhiệt điện Phú Mỹ. Ngoài ra còn làm nhiên liệu cho các ngành công nghiệp khác.TS Dương Hoài Nghĩa 2 SV:Lê Văn Tuấn Trường ĐH TÔN ĐỨC THẮNG Đồ án tốt nghiệp - Thu hồi sản phẩm lỏng có giá trị kinh tế cao hơn so với khí đồng hành ban đầu như LPG, condensate cung cấp cho nhà máy lọc dầu (Saigon Petro). Việc xây dựng nhà máy sẽ tận dụng được một lượng lớn khí đồng hành bị đốt lãng phí ở ngoài khơi và làm tăng hiệu quả kinh tế trong quá trình sử dụng nó. Hơn nữa khí đồng hành là một nguồn năng lượng sạch có giá thành rẻ, được xem là nhiên liệu lý tưởng để thay thế than, củi, dầu diezel.3 Sơ lược về nhà máy xử lý khí Dinh Cố .1 Tổng quan nhà máy.
Khí đồng hành từ mỏ Bạch Hổ, Rạng Đông ngoài khơi cách Vũng Tàu 107Km được đưa vào bờ bằng đường ống dưới biển đường kính 16 inches tới Long Hải và được xử lý tại nhà máy GPP nhằm thu hồi LPG, Hydrocacbon nặng hơn. Phần khí khô còn lại được làm nhiên liệu cho hai nhà máy điện Ba Riạ và Phú Mỹ. Nhà máy được thiết kế với công nghệ Turbo-Expander nhằm thu hồi 540tấn/ngày Propan, 415tấn/ngày Butan và 400 tấn/ngày Condensate từ lưu lượng 1,5 tỷ m3 khí/năm (tương đương 4,3 triệu m3khí/ngày tính cho 350ngày/năm). Các sản phẩm lỏng theo 3 đường ống lỏng có đường kính 6 inches, được dẫn tới cuối kho LPG đặt gần cảng Thị Vải cách Dinh Cố 28Km.
Nhà máy bao gồm ống thu hồi phan lỏng (Slug Catcher) sàng khử phân tử nước, thiết bị trao đổi nhiệt, Turbo-Expander, tách lỏng khí, tháp Deethanizer, khí nén ở tháp Deethanizer, tháp ổn định (Stabilizer), cột chưng cất phân đoạn LPG (LPG Splitter), kho sản phẩm và tất cả các thiết bị khác kể cả những thiết bị có ích. Nhà máy xử lý khí được thiết kế dựa trên nền tảng vận hành bằng hệ thống phân tán DCS (Distribution Control System) liên tục trong 24 giờ. Hệ thống này được đặt ở phòng điều khiển. Các đường ống dẫn của nhà máy tạo thành mạng lưới phức tạp như: đường ống dưới biển dẫn khí đồng hành từ ngoài khơi đến nhà máy, đường ống dẫn khí bán cho GVHD:PGS.TS Dương Hoài Nghĩa 3 SV:Lê Văn Tuấn Trường ĐH TÔN ĐỨC THẮNG Đồ án tốt nghiệp các nhà máy điện Bà Rịa và Phú Mỹ, đường ống dẫn sản phẩm lỏng đến nhà máy LPG, các đường ống này được hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) hiển thị trên màn hình trong phòng trung tâm điều khiển của nhà máy xử lý khí Dinh Cố (GPP).
Ngoài ra, tất cả các dữ liệu xử lý của nhà máy GPP được giám sát bằng hệ thống SCADA.2 Điều kiện của nguyên liệu. Điều kiện của nguyên liệu đầu vào của nhà máy GPP: - Ap suất : 109bar - Nhiệt độ: 25,60C. - Lưu lượng : 1,5 tỷ m3 khí/năm, tương đương 4,3 triệu m3 khí/năm (tính cho 350 ngày/năm). - Hàm lượng nước: lượng nước bao hòa trong nguyên liệu (thực tế nước đã làm khô bằng quá trình Glycol Dehydrate ở ngoài khơi).
Thành phần khí được thống kê trong bảng 1.1 như sau: GVHD:PGS.TS Dương Hoài Nghĩa 4 SV:Lê Văn Tuấn Trường ĐH TÔN ĐỨC THẮNG Đồ án tốt nghiệp Bảng1.1 Thành phần Phần mol Thành phần Phần mol N2 0,002 C7 0,0025 C02 0,0006 C8 0,0017 C1 0,7085 C9 0,00079 C2 0,1341 C10 0,00029 C3 0,075 Cyclo C5 0,00049 i-C4 0,0165 Mcyclo C5 0,00049 n-C4 0,0237 Cyclo C6 0,00039 i-C5 0,0062 Mcyclo C6 0,00049 n-C5 0,0072 Benzene 0,00039 C6 0,0051 Water 0,013 Tổng 1,000 1.2 Công nghệ xử lý khí ở nhà máy xử lý khí Dinh Cố.1 Các chế độ vận hành của nhà máy. Nhà máy chế biến khí Dinh Cố được thiết kế để xử lý một lượng khí 1,5 tỷ m3/năm với thời gian họat động là 30 năm. Công việc xây dựng và vận hành nhà máy được phân theo từng giai đọan như sau: Giai đoạn 1: Xây dựng và vận hành cụm thiết bị hoàn toàn tối thiểu AMF (Absolute Minimum Facilities), sản phẩm cung cấp là khí khô thương phẩm và Condensate. Giai đoạn 2: Xây dựng và vận hành cụm thiết bị MF (Minimum Faclities), sản phẩm chủ yếu là khí khô thương phẩm, Condensate và hỗn hợp khí hoá lỏng Bupro.TS Dương Hoài Nghĩa 5 SV:Lê Văn Tuấn Trường ĐH TÔN ĐỨC THẮNG Đồ án tốt nghiệp Giai đoạn 3: Nhà máy đi vào vận hành hoàn chỉnh GPP (Gas Processing Plant), sản phẩm cung cấp là khí khô thương phẩm, Condensate, Propan và Butan thương phẩm.
Khí hoá lỏng do nhà máy cung cấp sẽ thay thế toàn bộ khí hoá lỏng nhập liệu hiện nay đang sử dụng ở nước ta cho các các loại lò nung Gas công nghiệp, bếp Gas dân dụng. Khí khô thương phẩm làm nguyên liệu dùng cho các nhà máy điện thay thế dầu do nhập khẩu. Tháng 7/1999 Nhà máy xây dựng hoàn chỉnh, chính thức đi vào vận hành. Nhưng trong thời gian này kho chứa sản phẩm Thị Vải chưa hoàn thiện nên nhà máy không thể tách riêng sản phẩm Bupro thành Butan và Propan rồi pha trộn theo thị trường yêu cầu.
Vì vậy để thu hồi tối đa sản phẩm lỏng khí đồng hành, nhà máy phải cải tiến công nghệ xử lý khí và vận hành theo chế độ GPP nhưng không có sự hoạt động của tháp C3/C4, tháp C4 chỉ có dòng khí đi qua. Sản phẩm cung cấp là khí khô thương phẩm, condensate và hỗn hơp khí hoá lỏng Bupro.2 Quy trình công nghệ nhà máy.1 Giới thiệu thiết bị Slug Catcher. Hỗn hợp khí và condensate từ mỏ dầu ngoài biển theo đường ống ngầm 16 inches, đầu tiên được tiếp nhận bằng Slug Catcher (SC-01/02) ở nhà máy để tách condensate và nước nhẹ ra khỏi khí với áp suất vận hành 109bar, nhiệt độ vận hành 25,60C. Slug Catcher gồm 2 nhánh đường ống với dung tích của từng ống 1400m3, trong đó có 1 nhánh vận hành, 1 nhánh dự phòng hoặc cả 2 nhánh cùng vận hành.
Khí được tách ra qua đường ống 30 inches và dẫn tới các thiết bị xử lý tiếp theo. Condensate tách ra từ Slug Catcher được gom ở ống góp 36 inches và được đưa qua bộ kiểm tra mức LIC-0111A/B, LT-0121A/B và được đưa tới bình tách nhanh V- 03. Mức chất lỏng được điều khiển có thể đặt ở chế độ mức A (mức cao) hoặc mức B (mức thấp) thơng qua bộ chọn bằng tay HS-0111,0121. Khi khí ở mức HH (LAHH- GVHD:PGS.TS Dương Hoài Nghĩa 6 SV:Lê Văn Tuấn Trường ĐH TÔN ĐỨC THẮNG Đồ án tốt nghiệp 0111,0121) thì hệ thống van tại đầu vào của nhà máy đóng, khi khí ở mức LL (LALL- 0111,0121) thì SDV-0111,0121 sẽ đóng lại để tra`nh khí tràn vào V-03 Nước được loại khỏi SC-01/02 theo mặt phân ly (ILIC-0112,0122) qua thùng chứa nước V-52 (Produced Water Flash Drum).
ở đây nước được làm giảm p tới p suất khí quyển v hydrocacbon sẽ được đưa ra ống xả. Sau đó nước được chuyển đến bồn chứa ME-52 ( Burn Pit) với mức nước LL (IALL-0112,0122), van trên đường ống dẫn chất lỏng sẽ đóng lại (ILV-0112,0122) để tránh cho hydrocacbon trn vo V-03.