Trên cơ sở đó, luận văn này sẽ tập trung trong việc xem xét nguồn nguyên liệu cung cấp cho việc thực hiện pha chế sản phẩm E10 từ hỗn hợp Naphtha chạy tháp của các Nhà máy, Xăng A95 từ N
TỔNG QUAN
TỒNG QUAN VỀ CÁC NHÀ MÁY CHẾ BIẾN CONDENSATE QUY MÔ NHỎ TẠI VIỆT NAM
2.1.1 NHÀ MÁY CHẾ BIẾN CONDENSATE PHÚ MỸ-CPP PHÚ MỸ
Nhà máy chế biến Condensate Phú Mỹ (CPP Phú Mỹ) thuộc Công ty Cổ phần Sản xuất và Chế biến Dầu khí Phú Mỹ (PV OIL Phú Mỹ) quản lý với công suất chế biến 130.000 tấn Condensate nặng (Condensate Bongkot-Thailand), và 65.000 tấn Condensate nhẹ (Condensate Bạch Hổ từ nhà máy chế biến khí Dinh Cố) mỗi năm
Nhà máy Chế biến Condensate của PV OIL bắt đầu hoạt động từ tháng 7 năm 2003 và sử dụng nguồn nguyên liệu đầu vào là Condensate nhẹ của mỏ Bạch Hổ và Condensate nặng nhập từ Thái Lan để sản xuất xăng có trị số Octan RON 83
Bảng dưới thống kê lượng nguyên liệu Condensate Bạch Hổ nhà máy sử dụng trong giai đoạn 2003 – 2006 [1] [17] [19]
Bảng 2-1 Sản lượng Condensate Bạch Hổ dùng cho sản xuất xăng của nhà máy PV OIL giai đoạn 2003-2006 (ngàn tấn/năm)
Ngoài Condensate, nguyên liệu phối trộn của nhà máy còn có reformat, MTBE, các chế phẩm pha xăng có trị số Octan cao (theo thiết kế là 130 ngàn tấn/năm) như phụ gia A819, CN120,… và một số loại hoá chất như chất làm sạch, chất tạo màu, chất chống ôxy hoá,
6 Bảng dưới cho thấy một số tính chất hoá lý của condensat mỏ Bạch Hổ và condensat mỏ Bongkot (Thái Lan) nhà máy đã sử dụng:
Bảng 2-2 Tính chất hoá lý của nguyên liệu Condensate của nhà máy PV OIL Đặc tính hoá lý Condensat Bạch Hổ Condensat Bongkot
Tỷ trọng (15 o C), kg/m3 Độ nhớt, cP Áp suất hơi, KPa
Theo thiết kế ban đầu, nhà máy chế biến nguyên liệu thô là Condensate nặng (Bongkot) sau đó pha trộn với các cấu tử chế biến xăng khác như reformate, phụ gia để sản xuất xăng A83 với công suất là 270,000 tấn/năm (sản lượng tối đa là 340,000 tấn/năm) đạt tiêu chuẩn Việt Nam 6776:2005; sản phẩm phụ là các hydrocacbon nhẹ (C3/C4) làm nhiên liệu cho tháp chưng cất và một lượng dầu nặng để sản xuất DO đạt tiêu chuẩn 5698:2005 với sản lượng trung bình khoảng 26,000 tấn/năm theo thiết kế Ngoài ra, hiện nay nhà máy còn tiến hành sản xuất một lượng nhỏ Xăng A92 theo tiêu chuẩn 6776:2005 theo đơn đặt hàng [24]
Từ cuối năm 2009, hiện nay nguồn nguyên liệu chính của Nhà máy Chế biến Condensate là từ 03 nguồn:
Sản phẩm của nhà máy ngoài xăng có trị số Octan RON 83 với sản lượng 130 ngàn tấn/năm, theo công suất thiết kế, đạt tiêu chuẩn chất lượng Việt Nam TCVN 6776:2005 còn có một lượng nhỏ xăng có trị số Octan RON 92, sản phẩm
7 phụ là các hydrocabon nhẹ (C4, C5) làm nhiên liệu cho tháp chưng cất và một lượng dầu nặng với sản lượng trung bình 26 ngàn tấn/năm theo thiết kế [19]
2.1.1.3 H ệ th ố ng công ngh ệ và ph ố i tr ộ n c ủ a Nhà máy: a Tổng quan:
Tại Nhà máy CPP Phú Mỹ, Condensate thô được chế biến bằng cách chưng cất trong tháp chưng để loại những thành phần không mong muốn Thành phần Condensate ổn định (xăng thô) sau khi chưng cất được phối trộn với các thành phần Octane cao như Reformate và các chất phụ gia để pha xăng Trước đây, Nhà máy sử dụng phụ gia Tertra Etyl Chì để pha xăng A83 nhưng từ khi có Quy định của Nhà nước về việc cấm sử dụng loại phụ gia pha xăng có hàm lượng chì cao, Nhà máy đã chuyển sang dùng phụ gia CN120 của Công ty Cổ phần Năng lượng Xanh (GEC) để pha chế các sản phẩm xăng đáp ứng Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 6776:2005)
Nhà máy CPP Phú Mỹ gồm những khu vực hoạt động và hệ thống chính như sau: [20]
Hệ thống chưng cất Condensate;
Hệ thống phân phối sản phẩm;
Nhà máy có thể vận hành theo ba chế độ hoạt động là:
Trường hợp hoạt động cực đại (Chế độ cực đại)
Trong trường hợp này nhà máy có thể ổn định 130,000 tấn Condensate Bongkot/năm và 65,000 tấn Condensate Bạch Hổ/năm Nguyên liệu để trộn xăng là Condensate Bongkot đã ổn định và Condensate Bạch Hổ được đưa từ nhà máy chế biến khí Dinh Cố
8 Xăng thành phẩm là: 340,000 tấn/năm (Nhà máy vận hành 350 ngày/năm)
Trường hợp vận hành bình thường (Chế độ bình thường)
Trong trường hợp này nhà máy có thể ổn định 13,0000 tấn Condensate Bongkot/năm và 4,200 tấn Condensate Bạch Hổ/năm Nguyên liệu để pha trộn xăng là Condensate Bongkot đã ổn định và Condensate Bạch Hổ
Xăng thành phẩm là: 270,000 tấn/năm (Nhà máy vận hành 350 ngày/năm)
Trường hợp vận hành với nguyên liệu đầu vào là Condensate Bạch Hổ (chế độ Bạch Hổ)
Trong trường hợp này nhà máy có thể ổn định 130,000 tấn Condensate Bạch Hổ/năm
Nguyên liệu để pha trộn xăng là Condensate Bạch Hổ đã ổn định
Xăng thành phẩm là: 270,000 tấn/năm (Nhà máy vận hành 350 ngày/năm)
Bảng 2-3 Các chế độ hoạt động trước đây của nhà máy
Chế độ Cực đại Bình thường Condensat
Bạch Hổ Condensat thô Bangkot, Bạch Hổ Bangkot, Bạch Hổ Bạch Hổ
Tốc độ nạp liệu (kg/h)
Bangkot: 15,500 Bạch Hổ: 5,000 Bạch Hổ: 15,500
Reformat (RON) RON 100 RON 100 RON 100
Phụ gia chì (g/l) 0,15 0,15 0,15 b Hệ thống công nghệ [20]
Thiết bị chưng cất Condensate- Tháp chưng cất C-01
9 Tháp chưng cất C-01 là thiết bị trong đó thực hiện quá trình phân tách giữa thành phần cấu tử nhẹ và nặng Cấu tử nhẹ sẽ đi ra khỏi đỉnh ở pha khí, phần nặng Naphtha ra khỏi đáy C-01 sẽ được đưa tới thiết bị trao đổi nhiệt E-02 và E-05 trước khi chứa vào bồn sản phẩm FO Sản phẩm chính của tháp lấy ra ở phân đoạn giữ tháp ở đĩa thứ 10 được đưa vào thiết bị V-02 và trao đổi nhiệt E-01, tiếp tục được làm mát tại E-04 và đưa vào bồn chứa sản phẩm
Trong chế độ vận hành bình thường, tháp C-01 làm việc ở áp suất đỉnh 0.7 Mpa Tháp có đường nhập liệu chính như sau:
- Condensate nặng được nạp vào đĩa thứ 21 của tháp chưng cất
- Dòng lỏng từ đáy tháp C-01 được P-04 A/B bơm qua thiết bị gia nhiệt H- 01 quay trở lại đĩa cuối cùng
- Phần trích của đáy tháp chưng cất C-01 sẽ được đưa về E-02 trao đổi nhiệt trước khi được làm mát tại E-05 và về bồn chứa sản phẩm nặng
- Phần trích ngang ở đĩa thứ 10 được trao đổi nhiệt tại E-01 với nguyên liệu Condensate bơm vào từ P-02A/B
- Phần hơi thoát ra tại đỉnh V-02 cũng được quay lại ở đĩa thứ 9
- Phần hồi lưu từ V-01 được P-03A/B bơm vào đĩa thứ nhất
- Dòng khí đi lên từ đỉnh V-01 bao gồm chủ yếu là phần nhẹ được dẫn tới làm nhiên liệu cho quá trình gia nhiệt H-01 và phần dư còn lại đưa ra flare của cảng PVGAS
- Khi C-01 bắt đầu khởi động thì khí đi khỏi đỉnh C-01 sẽ được đốt tại Flare PVGAS
Hệ thống trộn (Bộ trộn)
10 Hệ thống trộn bao gồm bộ trộn tĩnh trên đường ống, thiết bị điều khiển, thiết bị kiểm soát tỷ lệ trộn bằng DCS và bộ mô phỏng trộn gián tiếp Hệ thống trộn sẽ thực hiện các chức năng chính như sau:
- Điều khiển một cách liên tục tỷ lệ giữa các thành phần đầu vào để sản phẩm đạt các đặc tính kỹ thuật, với độ lệch (sai số) nhỏ nhất so với công thức trộn chuẩn;
- Tối ưu hóa (gián tiếp) việc điều khiển đầu vào và ra công thức trộn mong muốn dựa trên các mô hình trộn điều hòa và các kết quả trộn tích hợp để đạt được chất lượng trộn tối ưu;
Dựa vào yêu cầu chất lượng xăng theo TCVN 6776:2005, thiết bị mô phỏng sẽ tính toán, xác định lưu lượng dòng nguyên liệu Octane cao để trộn theo tỷ lệ thích hợp với nguồn Condensate ổn định từ tháp chưng cất
Hiện hệ thống bồn bể chứa của nhà máy bao gồm 10 bể dạng bể thép trụ đứng, có mái che dạng vòm, được lắp nổi hoàn toàn, có sơn bảo vệ thân bể, mái bể, kết cấu đỡ mái và đáy Trong đó: 9 bể gồm các bể TK-11A/B; TK-12A/B; TK- 13A/B; TK-16 và TK-17A/B có kết cấu mái nổi thường dùng để chứa Condensate hoặc Naphtha; 1 bể TK-15 có kết cấu mái cố định dùng để chứa DO Dung tích chứa của các bể như sau:
Bảng 2-4 Hệ thống bồn bể chứa hiện tại của nhà máy PVOil
Hiện nay, nhà máy đang triển khai dự án Mở rộng kho chứa với dung tích 45,000 m 3 gồm 7 bồn Dự án hiện đang ở giai đoạn thiết kế
Hình 2-1 Sơ đồ công nghệ Nhà máy CPP Phú Mỹ
Hình 2-2 Sơ đồ mô phỏng Nhà máy CPP Phú Mỹ bằng phần mềm Pro II
2.1.2 NHÀ MÁY CHẾ BIẾN CONDENSATE CÁT LÁI (SAIGON PETRO)
TỔNG QUAN VỀ CÁC NGUỒN CUNG CẤP CONDENSATE TẠI VIỆT
2.2.1 Giới thiệu chung về Condensate
Condensate còn gọi là khí ngưng tụ hay lỏng đồng hành, là dạng trung gian giữa dầu và khí có màu vàng rơm Trong quá trình khai thác dầu và khí, Condensate bị lôi cuốn theo khí đồng hành hay khí thiên nhiên, được ngưng tụ và thu hồi sau khi qua các bước xử lý, tách khí bằng các phương pháp làm lạnh ngưng tụ, chưng cất nhiệt độ thấp, hấp phụ hay hấp thụ bằng dầu Thành phần cơ bản của Condensate là các hydrocacbon no có phân tử lượng và tỷ trọng lớn hơn butan như pentane, hexane, heptane Ngoài ra còn chứa các hydrocacbon mạch vòng, các nhân thơm, và một số tạp chất khác Chất lượng của nó phụ thuộc vào mỏ khai thác, công nghệ và chế độ vận hành của quá trình tách khí
2.2.2 Tình hình khai thác và trữ lượng Condensate tại Việt Nam [1] [18] [19]
[24] Ở thềm lục địa phía Nam Việt Nam có ba bể trầm tích có khả năng khai thác dầu khí thương mại là bể Cửu Long, bể Nam Côn Sơn và bể Malay - Thổ Chu
Tổng trữ lượng condensat đến năm 2025 ước tính khoảng 21 triệu tấn tập trung ở các mỏ của bể Cửu Long và Nam Côn Sơn Theo kế hoạch khai thác của các mỏ, mỏ Lan Tây-Lan Đỏ và Rồng Đôi, Rồng Đôi Tây đang được khai thác, mỏ Hải Thạch, Mộc Tinh, Cá Voi, Kim Long và Ác Quỷ đã có kế hoạch phát triển mỏ sơ bộ (ODP-Outline Development Plan), mỏ Sư Tử trắng đã có báo cáo đánh giá trữ lượng (RAR-Reserves Assessment Report) và Emerald chưa có RAR Do có tiềm năng về mặt sản lượng và cơ sở hạ tầng, khá thuận lợi trong việc cung cấp condensat cho các nhà máy cũng như tiêu thụ sản phẩm, nguồn condensat từ bể Cửu Long và bể Nam Côn Sơn sẽ được xem xét cho dự án Theo kế hoạch khai thác, các mỏ Bạch Hổ, Lan Tây/ Lan Đỏ và Rồng Đôi/ Rồng Đôi Tây đang được khai thác; các mỏ Sư Tử Trắng, Hải Thạch, Cá Voi, Kim Long, Ác Quỷ trong giai đoạn chuẩn bị phát triển, dự kiến đưa vào khai thác từ năm 2012 trở đi
20 Khả năng khai thác Condensate ở Việt Nam giai đoạn 2010 – 2025 như sau:
Nguồn: Ban khai thác dầu khí, 2010
Hình 2-6 Kế hoạch khai thác Condensate giai đoạn 2010 – 2025
Ghi chú: Cá voi, Kim Long, Ác Quỷ thuộc bể Malay-Thổ Chu Hải Thạch, Rồng Đôi /Rồng Đôi Tây và Lan Tây/ Lan Đỏ thuộc bể Nam Côn Sơn Sư Tử Trắng và Bạch Hổ thuộc bể Cửu Long
Tổng sản lượng Condensate từ các nguồn đang được khai thác (mỏ Rồng Đôi/Rồng Đôi Tây, Lan Tây/Lan Đỏ và Bạch Hổ) ước tính đạt 0,49 triệu tấn vào năm 2010 Giai đoạn 2012 – 2014, dự kiến sẽ bổ sung thêm từ các mỏ Sư Tử Trắng, Hải Thạch và Cá Voi, Kim Long, Ác Quỷ, nâng tổng sản lượng Condensate lên 1,24 triệu tấn vào năm 2015 Dự kiến sản lượng Condensate sẽ giảm trung bình 5%/năm trong giai đoạn 2016 – 2025, ở mức 1 triệu tấn và 0,74 triệu tấn tương ứng vào các năm 2020 và 2025
Dựa trên kế hoạch khai thác của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam, khả năng cung cấp Condensate cho dự án được dự kiến như sau:
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 Cá Voi, Kim Long, Ác Quỷ 020 082 101 142 168 174 172 172 171 172 173 174 Hải Thạch 265 523 591 481 477 396 370 322 283 253 229 211 197 Rồng Đôi-Rồng Đôi Tây 181 170 170 170 169 169 172 165 160 157 152 147 140 129 100 073 Lan Tây-Lan Đỏ 250 206 200 141 141 141 141 141 141 141 141 141 141 141 130 120 Sư Tử Trắng 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 Bạch Hổ 060 057 070 071 063 052 057 048 037 032 029 025 024 018 009 008 Tổng cộng 000 000 001 001 001 001 001 001 001 001 001 001 001 001 001 001
Kế hoạch khai thác condensate giai đoạn 2010 - 2025
Bảng 2-5 Dự kiến khả năng cung cấp Condensate cho dự án Đơn vị: Ngàn tấn
Lượng Condensate từ mỏ Bạch Hổ dự kiến có thể đáp ứng yêu cầu của các Nhà máy đến năm 2017, từ mỏ Rồng Đôi/Rồng Đôi Tây đến năm 2023 và mỏ Lan Tây/Lan Đỏ hoàn toàn có khả năng đáp ứng yêu cầu đến năm 2025.Từ năm 2024, tổng sản lượng Condensate của các mỏ này giảm dần Nhằm đảm bảo nguồn cung nguyên liệu, các Nhà máy có thể bổ sung thêm lượng Condensate từ mỏ Hải Thạch và/hoặc mỏ Sư Tử Trắng Năm 2024, trữ lượng Condensate của mỏ Hải Thạch dự kiến dao động ở mức 200 ngàn tấn/năm và Sư Tử Trắng khoảng 170 ngàn tấn/năm
Trong giai đoạn 2013 - 2025, Tổ hợp hóa dầu miền Nam Việt Nam (THHD) đi vào hoạt động sẽ cần lượng nguyên liệu condensat là 0,5 triệu tấn/năm Do đó, bên cạnh nguồn Condensate tại Việt Nam, các Nhà máy Chế biến Condensate cũng nên tính đến việc nhập khẩu Condensate từ các nước trong khu vực Đông Nam Á
Bảng 2-6 Sản lượng khai thác Condensate hiện tại một số mỏ trong khu vực Đông Nam Á (ngàn thùng/ngày)
Mỏ Quốc gia Năm bắt đầu khai thác
2.2.3 Thành phần và đặc tính của Condensate Việt Nam
STT Tiêu chuẩn Đơn vị Tiêu chuẩn Mức
1 Thành phần cất ASTM D86 ASTM D86
3 Hàm lượng lưu huỳnh %wt ASTM D1266 0.0206
6 Hàm lượng nước ppm ASTM D1744 87
8 Hàm lượng sáp %wt UOP 46 0.04
2.2.3.2 Tính ch ấ t Condensate R ồ ng Đ ôi-R ồ ng Đ ôi Tây
Tổng trữ lượng của mỏ ước tính 856 tỉ feet khối khí và 22,8 triệu thùng Condensate.
STT Ch ỉ tiêu phân tích K ế t qu ả
1 Khối lượng riêng ở 15 0 C, g/mL Tỷ trọng d60/60 0 F
0,7748 0,7751 51,0 2 Hàm lượng lưu huỳnh Mercaptan,% KL < 0,0003 3 Hàm lượng lưu huỳnh tổng số ,% KL 0,008
5 Áp suất hơi bão hòa, psi 12,68
6 Trị số axít tổng , mg KOH/g 0,011
10 Độ ăn mòn tấm đồng 1a
13 Hàm lượng muối clorua ,mg NaCL/lit 0
16 Hàm lượng tạp chất cơ học, % KL 0,0 17 Hàm lượng cặn carbon 10% cặn, % KL 0,0046
21 Hàm lượng parafin rắn, % KL 4,55 22 Nhiệt lượng cháy trên, kcal/Kg
Nhiệt lượng cháy dưới, kcal/kg 11.187
2.2.3.3 Tính ch ấ t Condensate Lan Tây
STT Chỉ tiêu phân tích Kết quả
2 Hàm lượng lưu huỳnh Mercaptan, % KL 0,0028 3 Hàm lượng lưu huỳnh tổng số, % KL 0,0241
4 Áp suất hơi bão hòa, psi 7,26
7 Trị số Axít tổng, mg KOH/g 0,0155
8 Độ ăn mòn tấm đồng 1a
9 Hàm lượng muối clorua ,mg NaCl/lit 0,00
12 Hàm lượng tạp chất cơ học, % KL 0,0 13 Nhiệt lượng cháy , kcal/Kg 11.125,0
15 Hằng số đặc trưng KUOP 11,85
25 Hàm lượng Nickel (Ni), ppm
