THIẾT KẾ QUY TRÌNH XỬ LÝ MỎ KHÍ – CONDENSATE SƯ TỬ TRẮNG VÀ TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU KHOA HÓA HỌC &CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN/ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP (Đính kèm Quy định việc tổ chức, quản lý hình thức tốt nghiệp ĐH, CĐ ban hành kèm theo Quyết định số 585/QĐ-ĐHBRVT ngày 16/7/2013 Hiệu trưởng Trường Đại học BR-VT) Họ tên sinh viên: PHẠM NHẬT MINH Ngày sinh: MSSV : 12030226 Lớp: DH12HD Địa E-mail : 951 – Bình Giã – Thành phố Vũng Tàu : phamnhatminhoilg@gmail.com 18/05/1994 Trình độ đào tạo: Đại học Hệ đào tạo : Chính quy Ngành : Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học Chuyên ngành: Hóa Dầu Tên đề tài: THIẾT KẾ QUY TRÌNH XỬ LÝ MỎ KHÍ – CONDENSATE SƯ TỬ TRẮNG VÀ TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Văn Thông ThS Nguyễn Văn Toàn Ngày giao đề tài: 9/3/2016 Ngày hoàn thành đồ án/ khoá luận tốt nghiệp: 13/06/2016 Bà Rịa-Vũng Tàu, ngày 13 tháng 06 năm 2016 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) TRƯỞNG BỘ MÔN (Ký ghi rõ họ tên) SINH VIÊN THỰC HIỆN (Ký ghi rõ họ tên) TRƯỞNG KHOA (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đồ án tốt nghiệp riêng với hướng dẫn PGS TS Nguyễn Văn Thông ThS Nguyễn Văn Toàn Nội dung trình bày đồ án hoàn toàn trung thực, chưa công bố hình thức Các số liệu, bảng biểu, nội dung trình bày đồ án có trích dẫn nguồn tài liệu tham khảo Nếu phát nội dung gian lận đồ án, xin chịu trách nhiệm hoàn toàn LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến toàn thể giảng viên khoa Hóa học Công nghệ thực phẩm Trường Đại học Bà Rịa Vũng Tàu hỗ trợ tạo điều kiện để hoàn thành đồ án Xin chân thành cảm ơn PGS TS Nguyễn Văn Thông, ThS Nguyễn Văn Toàn hướng dẫn, đóng góp ý kiến để hoàn thành đồ án Cảm ơn Công Ty Tham Dò Khai Thác Dầu Khí Cửu Long JOC tạo điều kiện cho có hội làm đồ án Công ty Tôi bày tỏ lòng cảm ơn chân thành đến ThS Phạm Nguyễn Khánh Duy tận tình giúp đỡ dẫn suốt thời gian làm đồ án Cảm ơn Chú Phạm Văn Hoanh – người tạo môi trường, điều kiện tốt để thực Đồ án Cảm ơn gia đình, bạn bè động viên đóng góp ý kiến để giúp hoàn thành đồ án Hồ Chí Minh, tháng năm 2016 Sinh viên thực Phạm Nhật Minh MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT, TÊN TIẾNG ANH iii DANH MỤC BẢNG xi DANH MỤC HÌNH xiii MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 Sơ lược mỏ Sư Tử Trắng 1.1.1 Giới thiệu chung mỏ Sư Tử Trắng 1.1.2 Đặc điểm thành phần dòng khí – condensate mỏ Sư Tử Trắng 1.2 Giới thiệu dự án phát triển toàn mỏ Sư Tử Trắng giai đoạn 1.3 Tìm hiểu cụm quy trình xử lý Dự án 1.3.1 Cụm đầu giếng thiết bị thu gom 1.3.2 Thiết bị đo sản lượng giếng 1.3.3 Cụm thiết bị phân tách dầu – khí 10 1.3.4 Cụm thiết bị nén 10 1.3.5 Cụm bơm ép 11 1.3.6 Hệ thống cung cấp nhiên liệu 11 1.3.7 Hệ thống nước làm mát 12 1.3.8 Hệ thống đốt, xả 13 1.3.9 Hệ thống thu gom lỏng 13 1.3.10 Khu nhà 14 1.4 Cơ sở lý thuyết thiết bị sử dụng dầu khí 14 1.4.1 Bình tách 14 1.4.2 Van 31 i 1.4.3 Đường ống 42 1.4.4 Máy nén 55 1.5 Giới thiệu mô dầu khí 77 1.5.1 Khái niệm mô ứng dụng 77 1.5.2 Các phần mềm mô 78 1.5.3 Giới thiệu phần mềm mô Hysys 78 1.5.4 Giới thiệu phần mềm mô Pipesim 79 Chương 80 THIẾT KẾ QUY TRÌNH XỬ LÝ MỎ KHÍ – CONDENSATE SƯ TỬ TRẮNG 80 2.1 Mục đích thiết kế 80 2.2 Thiết kế quy trình 80 Chương 84 TÍNH TOÁN QUY TRÌNH 84 3.1 Tính toán cân thủy lực 84 3.2 Tính toán cân vật chất, lượng 85 3.3 Tính toán thiết bị 86 3.3.1 Tính toán bình tách 86 3.3.2 Tính toán van 90 3.3.3 Tính toán máy nén 92 3.3.4 Tính toán đường ống 94 3.3.5 Tính toán giá trị áp suất nhiệt độ thiết kế lựa chọn chênh áp qua thiết bị quy trình xử lý 99 KẾT LUẬN 100 PHỤ LỤC 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO 103 ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT, TÊN TIẾNG ANH Tên Viết Nghĩa Tiếng Việt Tên Tiếng Anh Tắt JOC Joint Operating Company Công ty Liên Doanh Điều Hành CPP Central Process Platform Giàn xử lý trung tâm WHP-C Well Head Platform-Su Tu Trang Giàn đầu giếng Sư Tử Trắng MMSCFD Million Standard Cubic Per Day C9+ Ps-C* STBPD ST-LQ CGF LTPTP STV MPFM ngày Cấu tử từ Nonan trở lên Pseudo-Hydrocarbon Cấu tử giả Thùng dầu đo điều kiện tiêu Standard Barrel Per Day chuẩn Tên giếng mỏ Sư Tử Trắng ST-1P, 2P, 3P, 4P, 5P, 6P ST-PIP Triệu feet khối tiêu chuẩn Su Tu Trang Production and Reinjection Platform Giàn sản xuất nén khí Su Tu Trang Living Quarter Khu nhà Central Gas Facility Khu xử lý khí trung tâm Long Term Production Testing Phase Giai đoạn thử nghiệm sản xuất Choke Van tiết lưu đầu giếng Manifold Cụm ống Check Valve Van chiều Isolation Valve Van cô lập Su Tu Vang Giàn Sư Tử Vàng Multiphase Flow Meter Thiết bị đo lưu lượng nhiều pha Test Separator Thiết bị đo sản lượng đầu giếng Production Separator Thiết bị tách đầu giếng Suction Scrubber Thiết bị tách đầu hút Suction Cooler Thiết bị làm mát đầu hút iii Interstage Cooler Thiết bị làm mát trung gian Interstage Scrubber Thiết bị tách trung gian Hệ thống cung cấp khí nhiên Fuel Gas System liệu Diesel System Hệ thống cung cấp dầu diezel Back up Generator Hệ thống bổ sung Transfer Pump Bơm tiếp vận Workboat Tàu chứa nhiên liệu Fuel Gas Pre-Cooler Thiết bị tiền làm mát Fuel Gas Scrubber Thiết bị tách lỏng Fuel Gas Filter Thiết bị lọc Fuel Gas Superheater Thiết bị nhiệt Condensate Pump Thiết bị bơm condensate Gas Turbine Generator Máy phát điện Fresh Water Nước làm mát Cooling Water Expansion Vessel Bình giãn nở sau nước làm mát trao đổi nhiệt Cooling Water System Chemical Thiết bị bơm chất xử lý cho Dosing Pump nước làm mát Cooling Water Circulation Pumps Thiết bị bơm tuần hoàn Sea Water/Cooling Water Exchanger Thiết bị trao đổi nhiệt với nước biển Flare Hệ thống đốt, xả Amostpheric Ventilation Thiết bị thông khí môi trường Blowdown Thiết bị xả khí Topside Thiết bị bề mặt Closed Drain Vessel Bình thu gom lỏng Closed Drain System Hệ thống thu gom lỏng kín Level Alarm High Báo động mực chất lỏng mức iv cao HP Flare GOR High Pressure Flare Hệ thống xả cao áp Closed Drain Header Cụm thu hồi lỏng Open Drain System Hệ thống thu gom lỏng mở Platform Giàn xử lý Open Drain Tank Bình thu gom lỏng mở Separator Bình tách Gravity Settling Lắng trọng lực Centrifugal Force Lực ly tâm Coalescing Kết khối Gravity Trọng lực Drag Lực kéo Particulates Vi hạt Terminal Velocity Vận tốc tới hạn Gas Oil Ratio Tỉ số Khí/Dầu Primary Separation Section Bộ phận tách thứ cấp Inlet Diverter Thiết bị chuyển dòng chảy Secondary Separation Section Bộ phận tách sơ cấp Internal Bafflers Bộ chuyển hướng dòng chảy Liquid Separation Section Bộ phận chứa chất lỏng Vortex Breaker Bộ phận ngăn cản dòng xoáy Mist Eliminator Section Bộ phận khử (chiết) sương Bộ phận khử (chiết) sương dạng Mesh Mist Eliminator lưới Bộ phận khử (chiết) sương dạng Vane Mish Eliminator cánh Bộ phận khử (chiết) sương dạng Cyclonic Mist Eliminator cyclon Đệm Pad v ASME Process Control Điều khiển trình Relief Devices Thiết bị giảm áp Pressure Protective Devices Hệ thống bảo vệ áp suất American Society of Mechanical Engineers Hiệp hội kĩ sư khí Hoa Kì Relief Valve Van xả áp High Pressure Separator Bình tách áp suất cao Intermediate Pressure Separator Bình tách áp suất trung bình Low Pressure Separator Bình tách áp suất thấp Horizontal Separator Bình tách nằm ngang Vertical Separator Bình tách trụ đứng Spherical Separator Bình tách hình cầu Allowable Horizontal Velocity Vận tốc cho phép pha Inlet Đầu vào Outlet Đầu HLL High Liquid Level Mực chất lỏng mức cao NLL Normal Liquid Level Mực chất lỏng mức ổn định LLL Low Liquid Level Mực chất lỏng mức thấp Downstream Facilities Các thiết bị xử lý hạ lưu Surge Time Thời gian Surge Holdup Time Thời gian Holdup Surge Volume Thể tích phần Surge Holdup Volume Thể tích phần Holdup Nominal Diameter Đường kính danh nghĩa Gate Valve Van cổng Globle Valve Van cầu Plug Valve Van nút Butterfly Valve Van bướm Ball Valve Van bi DN vi Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Hóa Học & Công Nghệ Thực Phẩm Za = Z1 +Z2 0.781 + 0.929 = = 0.855 2 - Tính hệ số nhiệt dung k dựa vào phương trình thực nghiệm: k = 1.3 − (0.31)(γ − 0.55) = 1.3 − (0.31)(0.723 − 0.55) = 1.247 - Tỷ số : k − 1.247 − = = 0.198 k 1.247 - Tính hệ số nén đa biến: n−1 k−1 = => n = k EPo 1 = = 1.340 (k − 1) (1.247 − 1) (1 − (1 − k (EPo) 1.247 (0.78) - Tỷ số: n − 1.34 − = = 0.254 n 1.34 - Tính hiệu suất nén đoạn nhiệt thông qua hệ số nén đa biến n hệ số nhiệt dung riêng k Eisen = P [( ) P1 k−1 k n−1 P2 n [( ) P1 − 1] [( = − 1] 25,600 0.198 ) − 1] 9,070 25,600 0.254 [( ) − 1] 9,070 = 0.756 - Tính suất trình nén đoạn nhiệt (Isotropic): Hisen T1 Za R P2 [( ) = k−1 ( ) (MW) P1 k k−1 k 323 (0.855) 848 25,600 0.198 [( ) − 1] = − 1] (0.198)(20.933) 9,070 = 12,886, 𝑚 - Tính công suất tiêu thụ bậc nén: k−1 k A k Ps P2 ) (qstd ) (T1 ) [( ) I = ( )( E k−1 Ts P1 GVHD: PGS TS Nguyễn Văn Thông ThS Nguyễn Văn Toàn 93 − 1] (Za ) = SVTH: Phạm Nhật Minh Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Hóa Học & Công Nghệ Thực Phẩm 11.57 101.3 25,600 0.198 ( ) ( ) 5.049 (2.304) ) (323) [( − 1] (0.855) (15 + 273) 0.78 9,070 = 3,823, kW - Tính nhiệt độ đầu đẩy máy nén: k−1 k P 25,600 0.198 [( )] −1 [( )] −1 P1 9,070 ( ) ] = 420.445 K TD = (T1 ) + = 323 [1 + Eisen 0.756 [ ] = 147.445 ͦC Đối với bậc nén thứ hai, áp suất nén lên 526 bara đầu hút, bước tính toán cho bậc nén thứ hai tương tự cách tính bậc nén thứ Các thông số tính toán cho bậc nén thứ hai trình bày Bảng 3.10 Bảng 3.10 Thông số tính toán cho bậc nén thứ hai Bậc nén thứ Bậc nén thứ hai Hệ số nén trung bình Za 0.855 0.968 Hệ số nhiệt dung, k 1.247 1.246 Hệ số nén đa biến 1.340 1.340 Hiệu suất nén đoạn nhiệt 0.756 0.764 Năng suất trình nén đoạn nhiệt, m 12,886 9,863 Công suất tiêu thụ, kW 3,823 2,925 420 388 Thông số Nhiệt độ đầu đẩy máy nén, K 3.3.4 Tính toán đường ống Việc tính toán đường ống quy trình công nghệ xử lý khí-condensate mỏ Sư Tử Trắng bao gồm tính toán đường ống cho pha lỏng, pha khí hai pha lỏngkhí Việc tính toán đường ống bao gồm bước sau: - Chọn kích thước ban đầu cho đường ống - Dựa vào kích thước đó, tính toán vận tốc đường ống, vượt vận tốc ăn mòn cho phép lựa chọn lại kích thước đường ống cho hợp lý GVHD: PGS TS Nguyễn Văn Thông ThS Nguyễn Văn Toàn 94 SVTH: Phạm Nhật Minh Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Hóa Học & Công Nghệ Thực Phẩm - Sau lựa chọn kích thước đường ống, tính độ giảm áp đường ống Do quy trình công nghệ xử lý mỏ Sư Tử Trắng có nhiều đường ống khác nhau, nên tính toán số đường ống điển hình bao gồm đường ống pha khí, pha lỏng hỗn hợp pha khí-lỏng Các thông số sử dụng để tính toán đường ống trình bày Bảng 3.11 Bảng 3.11 Các thông số để tính toán đường ống pha khí pha lỏng Dòng pha khí Dòng pha lỏng Lưu lượng 81.465, MMSCFD 21,049, Barrel/day Nhiệt độ, K 668.399 704.086 Áp suất, psia 7,627.192 1,319 313.062 682.407 Tỷ trọng 0.723 0.690 Hằng số nén 1.139 Độ nhớt, Pa.S 4.27E-05 3.91E-04 10.020 (DN=10, 40S, 7.981 (DN=10, 600#) 40S, 600#) Khối lượng riêng, kg/m3 Đường kính ống (ước tính), inch Vật liệu Chiều dài ống, ft Độ nhám,mm Thép không gỉ (Stainless Steel) 100 100 0.050 0.050 Các thông số vừa liệt kê Bảng 3.11 tính chất dòng số (dòng pha lỏng) dòng số 14 (dòng khí) Đây hai dòng điển hình cho pha lỏng và khí, thông số tính toán cho dòng lại kèm theo phần phụ lục đồ án a) Tính toán đường ống pha lỏng - Tính vận tốc dòng lỏng đường ống: GVHD: PGS TS Nguyễn Văn Thông ThS Nguyễn Văn Toàn 95 SVTH: Phạm Nhật Minh Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Hóa Học & Công Nghệ Thực Phẩm Vl = 0.012Q l dl = 0.012(21048) ft m = 3.965, = 1.209 7.981 s s Trong tiêu chuẩn thiết kế đường ống Norsok P-100, đường ống pha lỏng, vật liệu thép không gỉ, vận tốc tối cho phép m/s [48], nên vận tốc tính đảm bảo tránh tường xói mòn đường ống - Tính chuẩn số Reynold cho dòng chảy: ρl Dl Vl 682.407(202.717)(10−3 )(1.209) Re = = = 427743 μl 3.91𝐸 − 04 - Do Re >4,000 nên dòng chảy chảy rối, hệ số ma sát dòng chảy là: fm = D [2 log ( ) + 1.74] 2ε = 207.717 [2 𝑙𝑜𝑔 ( ) + 1.74] 2(0.05) = 0.014 - Tính độ giảm áp đường ống: 0.00115fQ2l γl 0.00115(0.014)210482 (0.690) psi ∆P = = = 0.152, d5 l 7.9815 100 ft = 0.0103, bar 100 ft Thông qua độ giảm áp suất 100 feet (= 30.48 m) ta thấy độ giảm áp không đáng kể b) Tính toán đường ống pha khí -Tính vận tốc dòng khí đường ống: Vg = 60ZQ g T dg P = 60(1.139)(81.465)(688.399) ft m = 4.828, = 1.472, 10.2022 (7627.192) s s - Vận tốc ăn mòn cho phép theo tiêu chuẩn Norsok đường ống pha khí: 0.43 0.43 ) V = 175 ( ) = 175 ( = 14.780, m/s ρ 313.062 Giá trị vận tốc tính toán cho pha khí nhỏ giá trị vận tốc tối đa nên tránh tượng xói mòn, gây tiếng ồn đường ống Đối với việc tính toán chọn đường ống có kích thước danh nghĩa DN = 12 (12 inch, 40S) đảm bảo vận tốc xói mòn kích thước lớn hơn, không hiệu kinh tế GVHD: PGS TS Nguyễn Văn Thông ThS Nguyễn Văn Toàn 96 SVTH: Phạm Nhật Minh Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Hóa Học & Công Nghệ Thực Phẩm - Tính chuẩn số Reynold cho dòng chảy: ρl Dl Vl 313.062(254.508)(10−3 )(1.472) Re = = = 2,746,703 μl 4.27𝐸 − 05 - Do Re >4,000 nên dòng chảy chảy rối, hệ số ma sát dòng chảy là: fm = D [2 log ( ) + 1.74] 2ε = 254.508 [2 log ( ) + 1.74] 2(0.05) = 0.014 - Tính độ giảm áp đường ống: ∆P = 12.6 γg Q g ZT1 fL P1 dg = 0.084, 0.723(81.4652 )1.139(668.399)0.014(100) == 12.6 (7,627.192)10.0205 psi bar = 0.0057, 100 ft 100 ft c) Tính toán đường ống hai pha Đường ống hai pha quy trình xử lý mỏ Sư Tử Trắng bao gồm đường ống từ giếng đến bình tách cao áp (dòng 1), đường ống sau thiết bị làm mát (dòng 6, 11), đường ống sau van nằm đường lỏng (dòng 15, 17, 18) đường xuất giàn xử lý trung tâm CPP (dòng 19) Việc tính toán chọn dòng điển hình, dòng lại đính kèm phần phụ lục đồ án Dòng chọn để tính phần tính toán đường ống hai pha, thông số cần để tính toán trình bày Bảng 3.12 Bảng 3.12 Các thông số để tính toán đường ống hai pha Dòng khí Dòng lỏng Lưu lượng, m3/h 2,323.880 139.437 Khối lượng riêng, kg/m3 74.119 682.399 Đường kính (mm) 406.400 406.400 Chiều dài, m 3 Độ nhớt, Pa.S 1.69E-05 3.91E-04 Hỗn hợp 108.551 - Tính toán vận tốc tối đa cho phép đường ống theo tiêu chuẩn Norsok: GVHD: PGS TS Nguyễn Văn Thông ThS Nguyễn Văn Toàn 97 SVTH: Phạm Nhật Minh Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Hóa Học & Công Nghệ Thực Phẩm 0.5 0.5 m ) = 17.564, Vm = 183 ( ) = 183 ( ρm 108.551 s - Vận tốc bề mặt khí: VSG = Ql = 3,600A 2,323.880 3,600 (π) ( = 4.976, m s = 0.299, m s 406.400 ) 1,000 - Vận tốc bề mặt lỏng: VSL = Ql = 3,600A 139.437 3,600 (π) ( 406.400 ) 1,000 - Vận tốc hỗn hợp: Vm = VSG + VLG = 4.976 + 0.299 = 5.275, m s Vận tốc dòng hai pha thấp so với vận tốc cho phép tối đa nên không gây tượng xói mòn đường ống theo tiêu chuẩn Norsok - Phần thể tích chất lỏng: α= Ql 139.437 = = 0.057 Q l + Q g 139.437 + 2,323.880 Dựa vào giá trị α = 0.057, tra Hình 3.2, tìm giá trị tỷ số hệ số ma sát ftpr = 2.55 - Độ nhớt hỗn hợp: μm = (3.91E − 04)(0.057) + (1.69E − 05)(1 − 0.057) = 3.822E − 05, Pa s - Chuẩn số Reynold cho hỗn hợp: Rey = 0.001ρm Vm d 0.001(108.551)5.275(406.400) = = 6,088,626 μm 3.822E − 05 - Hệ số ma sát: fn = 0.0056 + 0.5(Rey )−0.32 == 0.0056 + 0.5(6,088,626)−0.32 = 0.009 - Độ giảm áp đường ống: GVHD: PGS TS Nguyễn Văn Thông ThS Nguyễn Văn Toàn 98 SVTH: Phạm Nhật Minh Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Hóa Học & Công Nghệ Thực Phẩm Hình 3.2 Mối liên hệ phần thể tích chất lỏng tỷ số hệ số ma sát fn ftpr ρm V m L (0.009)(2.55)(108.551)(5.2752 )(3) ∆Pf = = = 0.256, KPa 2d 2(406.400) 3.3.5 Tính toán giá trị áp suất nhiệt độ thiết kế lựa chọn chênh áp qua thiết bị quy trình xử lý Việc lựa chọn khoảng áp suất nhiệt độ thiết kế quy trình xử lý nhằm đảm bảo giới hạn cho phép để thiết bị hoạt động ổn định quan trọng Theo tiêu chuẩn Norsok, tiêu chuẩn Dự án đưa khoảng nhiệt độ tối đa/tối thiểu cộng/trừ 10ºC, áp suất tối đa 1.3 lần áp suất hoạt động [60] Trong quy trình xử lý, độ giảm áp suất không xảy đường ống, mà xảy thiết bị Độ giảm áp qua thiết bị bình tách cao áp, bình tách đầu hút, bình tách trung gian, thiết bị làm lạnh lấy theo tiêu chuẩn JGC [61], cụ thể: - Đối với bình tách: 0.01 kg/cm2 = 0.981 KPa - Đối với thiết bị làm lạnh: 0.3 kg/cm2 = 29.42 KPa GVHD: PGS TS Nguyễn Văn Thông ThS Nguyễn Văn Toàn 99 SVTH: Phạm Nhật Minh Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Hóa Học & Công Nghệ Thực Phẩm KẾT LUẬN Việc có hội thực đồ án tốt nghiệp thời gian “Dự Án Phát Mỏ Sư Tử Trắng Giai Đoạn 1” thực với giúp đỡ nhiệt tình kĩ sư đến từ Công Ty Liên Doanh Điều Hành Cửu Long JOC may mắn Đồ án tốt nghiệp “THIẾT KẾ QUY TRÌNH XỬ LÝ MỎ KHÍ – CONDENSATE SƯ TỬ TRẮNG VÀ TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH” đạt mục tiêu định, cụ thể: - Tìm hiểu “Dự Án Phát Mỏ Sư Tử Trắng Giai Đoạn 1” Công Ty Liên Doanh Điều Hành Cửu Long JOC – công ty chuyên lĩnh vực tham dò, tìm kiếm khai thác dầu khí, biết mục đích dự án thực nắm bắt cụm thiết bị quy trình xử lý có dự án - Sử dụng phần phần mềm mô phỏng, tính toán để lấy thông số, liệu cho việc tính toán, thiết kế thiết bị có quy trình Cụ thể, sử dụng phần mềm mô Hysys để tính toán cân vật chất, cân lượng cho toàn dòng công nghệ quy trình, từ tính toán thiết bị có quy trình xử lý Sử dụng phần mềm mô Pipesim để tính toán độ giảm áp đường ống từ giàn PIP giàn xử lý trung tâm STV - Tìm hiểu cấu tạo, chức năng, phân loại, tiêu chuẩn thiết kế thiết bị sử dụng công nghiệp dầu khí - Đặc biệt hơn, biết cách tính toán thiết bị có quy trình xử lý quy trình xử lý Mỏ khí-condensate Sư Tử Trắng Giai đoạn nói chung cách tính toán thiết bị quy trình xử lý nói riêng Cụ thể việc tính toán thông số cho thiết bị, lựa chọn thiết bị phù hợp cho quy trình Kết tính toán thiết bị cho quy trình tóm tắt Bảng 3.13, Bảng 3.14, Bảng 3.15, Bảng 3.16 GVHD: PGS TS Nguyễn Văn Thông ThS Nguyễn Văn Toàn 100 SVTH: Phạm Nhật Minh Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Hóa Học & Công Nghệ Thực Phẩm Bảng 3.13 Kết tính toán cho bình tách cao áp Giá trị Đơn vị Đường kính bình tách 2.630 m Chiều dài bình tách 7.468 m Nhiệt độ /Áp suất vận hành 118/90 ºC/barg (15-128)/117 ºC/barg Thông số Nhiệt độ/ Áp suất thiết kế Bảng 3.14 Kết tính toán cho máy nén Thông số Bậc nén thứ 12,886 Năng suất Bậc nén thứ hai Đơn vị 9,863 m Hiệu suất đoạn nhiệt 0.756 0.764 Công suất 3,823 2,925 kW 50-147/89-255 50-115/254-525 ºC/barg 15-157/332 15-125/682 ºC/barg Nhiệt độ /Áp suất vận hành Nhiệt độ/ Áp suất thiết kế Bảng 3.15 Kết tính toán cho van Van/Thông số CV Van 01 21.783 Van 02 61.289 Van 03 4.761 Van 04 4.487.10-3 Bảng 3.16 Kết tính toán cho đường ống Tên đường ống Thông số Vận tốc (m/s) Độ giảm áp Kích thước ống Dòng số (pha lỏng) 1.209 0.0103 bar/100 ft DN 8, 40S, 600# Dòng số 14 (pha khí) 1.472 0.0057 bar/100 ft DN 10, 40S, 600# Dòng số 11 (2 pha) 5.275 0.00256 bar/3 m DN 16, 120, 900# - Việc đọc nhiều tài liệu tiếng Anh trình làm đồ án tăng thêm khả đọc hiểu tài liệu chuyên ngành dầu khí GVHD: PGS TS Nguyễn Văn Thông ThS Nguyễn Văn Toàn 101 SVTH: Phạm Nhật Minh Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Hóa Học & Công Nghệ Thực Phẩm PHỤ LỤC [A] Bảng cân vật chất cân lượng dòng quy trình xử lý mỏ khí-condensate Sư Tử Trắng [B] Bảng tính toán cho đường ống quy trình xử lý mỏ khí-condensate Sư Tử Trắng GVHD: PGS TS Nguyễn Văn Thông ThS Nguyễn Văn Toàn 102 SVTH: Phạm Nhật Minh Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Hóa Học & Công Nghệ Thực Phẩm TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] www.pvep.com.vn [2] Cuu Long JOC, Excutive Summary [8] www.pvi.pvn.vn [4] Cuu Long JOC, Su Tu Trang Composition [5] STT Full Field Development – Phase 1, Introduction, Process Design Basic, Cuu Long JOC, Page [6] Havard Devold (2009 ) 4.1 Manifolds and Gathering, An Introduction to Oil and Gas Production, Oil and Gas Production Handbook, Page 40 [7] Ken Arnold & Maurice Stewart (2008) Wellhead and Manifold, Design of Oil Handling System and Facility Surface Production Operations, Volume 1, The Third Edition, Page 30 [9] STT Full Field Development – Phase 1, Production Wells and Manifolds, Process Design Basis, Cuu Long JOC, Page 15 – 16 [3] STT Full Field Development – Phase 1, Well Test Facility, Process Design Basis, Cuu Long JOC, Page 16 [10] STT Full Field Development – Phase 1, Production Separation Facility, Process Design Basis, Cuu Long JOC, Page 16 [11] STT Full Field Development – Phase 1, Gas Compressor System, ,Process Design Basis, Cuu Long JOC, Page 17 – 18 [12] STT Full Field Development – Phase 1, Gas Re – Injection Manifold, Process Design Basis, Cuu Long JOC, Page 19 [13] Fuel Gas, Utilities, Gas Processors Suppliers Association, The Thirteenth Edition, Page [14] STT Full Field Development – Phase 1, Fuel Gas System, Process Design Basis, Cuu Long JOC, Page 24 -25 [15] STT Full Field Development – Phase 1, Cooling Water System, Process Design Basis, Cuu Long JOC, Page 30 – 31 GVHD: PGS TS Nguyễn Văn Thông ThS Nguyễn Văn Toàn 103 SVTH: Phạm Nhật Minh Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Hóa Học & Công Nghệ Thực Phẩm [16] Havard Devold (2009 ).6.4 Flare and Atmospheric Ventilation, An Introduction to Oil and Gas Production, Oil and Gas Production Handbook, Page 86 – 87 [17] STT Full Field Development – Phase, Flare System, Process Design Basis, Cuu Long JOC, Page 26 – 28 [18] STT Full Field Development – Phase 1, Closed Drain System, Process Design Basis, Cuu Long JOC, Page 28 – 29 [19] Principles of Separation, Separator Equipment, Gas Processors Suppliers Association, The Thirteenth Edition, Page 7.1 – 7.5 [20] Campell (1984) Separation Equipment, Volume – Gas Contionting and Processing,Page 63 – 97 [21] Separators, Introduction to Oil and Gas Production, Book One Of The Vocational Training Series, Fifth Edition, June 1996, Page 37 [22] Separator Equipment, Gas Processors Suppliers Association, The Thirteenth Edition, Page 7.2 [23] W.Y Svrcek, W D Monnery (1999) Design Two Phase Separeator Within the Right Limit, Chemical Engineering Process [24] Roberto Bubblco, Introduction, Gas – Liquid Separator [25] Specification for Oil and Gas Separators, API Specification 12 J, Page 13 [26] Separator Components, Process Considerations, Specification for Oil and Gas Separators, API Specidication 12 J, Eighth Edition, Octocber 2008, Page – [27] Mist Eliminator for Gas Liquid Separations, Separation Equipment, Gas Processors Suppliers Association, The Thirteenth Edition, Page 7.10 – 7.12 [28] Figure – 36, De-rating Factor to K-Value For Pressure, Separation Equipment, Gas Processors Suppliers Association, The Thirteenth Edition, Page 7.26 GVHD: PGS TS Nguyễn Văn Thông ThS Nguyễn Văn Toàn 104 SVTH: Phạm Nhật Minh Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Hóa Học & Công Nghệ Thực Phẩm [29] Figure 7- 37, Typical Souder’s K Value for Mist Eliminator Devices, Separation Equipment, Gas Processors Suppliers Association, The Thirteenth Edition, Page 7.27 [30] Residence Time, Design and Sizing Calculation, Specification for Oil and Gas Separators, API Specidication 12 J, Eighth Edition, Octocber 2008, Page 14 – 15 [31] Liquid Accumulation Section, Separator Equipment, Gas Processors Suppliers Association, The Thirteenth Edition, Page 7.28 [32] Sizing Methodology – Two Phase Horizontal Separator With A Hanging Mesh, Separator Equipment, Gas Processors Suppliers Association, The Thirteenth Edition, Page 7.28 [33] Separator Shapes, Specification for Oil and Gas Separators, API Specidication 12 J, Eighth Edition, Octocber 2008, Page – 10 [34] Philip L.Skousen (2004) Introduction to Valve, Valve Handbook, Page [35] Th.S Trịnh Quang Dũng, Các thiết bị phụ trợ, Bài Giảng Đường Ống Bể Chứa [36] Introduction to Control Valve, Control Valve Handbook, Fourth Edition, 2005, Fisher, Page [37] Philip L.Skousen (2004).Final Conrol Element within A Control Loop, Valve Handbook, Page – [38] Control Valve, Instrumentation, Gas Processors Suppliers Association, The Thirteenth Edition, Page 4.21 – 4.24 [39] Philip L.Skousen (2004).Valve Selection Criteria, Valve Handbook, Page 17-18 [40] Philip L.Skousen (2004) Choosing the Correct Flow Charaterisctic, Valve Handbook, Page 28 – 29 GVHD: PGS TS Nguyễn Văn Thông ThS Nguyễn Văn Toàn 105 SVTH: Phạm Nhật Minh Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Hóa Học & Công Nghệ Thực Phẩm [41] Philip L.Skousen (2004) Figue 2.4, Typical Inherent Flow Characteristic, Equal-Percentage Flow Characteristic, Valve Handbook, Page 21 [42] Valve Sizing, Control Valve Selection, Control Valve Handbook, Fourth Edition, 2005, Fisher, Page 110 – 125 [43] Mohinder L Nayyar (2000) Chapter 1, Introduction To Piping, Piping Handbook, Seventh Edition, Page A3 – A6 [44] J Phillip Ellenberger (2014).Code Catergories, Piping and Pipeline Calculations Manual, Construction, Design Fabrication and Examination, Second Edition, Page – [45] Green Perry (2008) Codes and Standard, Process Plant Piping, Transport And Storage of Fluid, Perry's Chemical Engineer' Handbook, 8th Edition, Page 10.73 – 10.74 [46] J Phillip Ellenberger (2014) Piping and Pipeline Sizing, Friction Losses and Flow Calculations, Piping and Pipeline Calculations Manual Construction, Design Fabrication and Examination, Second Edition, Page 33 – 44 [47] Fluid Flow and Piping, Section 17, Gas Processors Suppliers Association, The Thirteenth Edition, Page 17.1 – 17.28 [48] Pipe Roughness, Line Sizing Criteria, Norsok Standard P-001, Page – 13 [49] Recommended Practice for Design and Installation of Offshore Production Platform Piping Systems, API Recommended Practise 14E, Fifth Edition, October 1991 [50] Process Design, Norsok Standard – P100, Fifth Edition, Sep, 2006 [51] Green Perry (2008) Compressor, Transport And Storage of Fluid, Perry's Chemical Engineer' Handbook, 8th Edition, Page 10.41 – 10.51 [52] David H Robinson and Peter J Beaty, Compressor Types, Classifications, and Applications GVHD: PGS TS Nguyễn Văn Thông ThS Nguyễn Văn Toàn 106 SVTH: Phạm Nhật Minh Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Hóa Học & Công Nghệ Thực Phẩm [53] Compressors, Compressor and Expanders, Section 13, Gas Processors Suppliers Association, The Thirteenth Edition, Page 13.1 – 13.39 [54] Campell (1994) Compressors, Volume – Gas Contionting and Processing, Page 193 – 237 [55] Royce N Brown (1997) Overview, Compressor Selection and Sizing, Second Edition, Page – 13 [56] Royce N Brown (1997) Centrifugal Compressor, Compressor Selection and Sizing, Second Edition, Page 140 [57] https://www.ucalgary.ca/community/research/hyprotech [58] Hướng dẫn Học Hysys, Nguyễn Thị Minh Hiền [59] Phần mềm Mô Phỏng Pipesim, Schlumberger [60] Pressure Drop of Equipment, Hydraulics, JGS Standard, Page [61] STT Full Field Development – Phase 1, Design Temparature and Design Pressure, Process Design Criteria, Page 21 – 23 GVHD: PGS TS Nguyễn Văn Thông ThS Nguyễn Văn Toàn 107 SVTH: Phạm Nhật Minh