1. TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu CNG (Compressed Natural Gas) là khí thiên nhiên nén, thành phần chủ yếu là CH4 metane (chiếm 85% 95%) được lấy từ những mỏ khí thiên nhiên, mỏ dầu (khí đồng hành) hoặc khí nhà máy (thu được trong quá trình sản xuất của các nhà máy lọc dầu), qua xử lý và nén ở áp suất cao (200 đến 250 bar) để tồn trữ vào bồn chuyên dụng và vận chuyển tới các hộ tiêu thụ là các nhà máy có sử dụng nhiệt năng, các khu chung cư… CNG có tính năng tương tự khí thiên nhiên, sạch, chỉ chiếm khoảng 1200 thể tích so với khí thiên nhiên ở trạng thái bình thường, dễ chuyên chở đi xa và có chỉ số Octane cao nên được sử dụng rộng rãi trên thế giới làm nhiên liệu động cơ thay thế xăng, dầu vì không giải phóng nhiều khí độc như NO, CO, SO2 khi cháy và hầu như không phát sinh bụi. Các động cơ sử dụng CNG có thể làm giảm đến 93% lượng CO2, 33% lượng NO và đến 50% lượng hydrocarbon thải ra khi so sánh với động cơ xăng. Giá thành CNG rẻ hơn xăng khoảng 10% đến 30% và có tính ổn định trong thời gian dài so với giá các sản phẩm dầu mỏ. Do khí cháy hoàn toàn, không gây đóng cặn trong thiết bị đốt và tại bộ chế hòa khí của các phương tiện nên CNG giúp nâng cao hiệu suất, kéo dài được chu kỳ bảo dưỡng và tuổi thọ máy móc thiết bị.. Vì vậy, sử dụng CNG thay thế các nhiên liệu truyền thống như than, dầu diesel sẽ bảo vệ môi trường và giảm chi phí. Ngoài ra, CNG còn được cung cấp làm nhiên liệu đốt cho các hộ công nghiệp, cho phương tiện vận tải ứng dụng rộng rãi trong đời sống hàng ngày. Nhằm mở rộng thị trường tiêu thụ khí CNG, Công ty cổ phần CNG Việt Nam giao cho Tổng công ty tư vấn đầu tư thiết kế dầu khí (PVE), là đơn vị Tư vấn lập Dự án đầu tư xây dựng công trình “Nhà máy CNG Nhơn Trạch – Đồng Nai”. Công suất của nhà máy là 120 triệu m3 khínăm nhằm cung cấp khí CNG cho các hộ tiêu thụ tại các tỉnh Đồng Nai, Bình Dương, Bà Rịa – Vũng Tàu và TP Hồ Chí Minh. Dự án đầu tư theo hai giai đoạn: • Giai đoạn 1: Nhà máy sản xuất CNG với công suất là 50 triệu Sm3năm Hệ thống công nghệ cho cả hai giai đoạn bao gồm: Quy mô nhà máy sản xuất khí CNG tại khu công nghiệp Nhơn Trạch Đồng Nai với cơ sở hạ tầng, thiết bị điện, đo đếm, ống công nghệ, PCCC cho công suất 120 triệu m3năm. Hệ thống máy nén với công suất 50 triệu m3năm • Giai đoạn 2: Nâng công suất sản xuất của nhà máy lên đạt 120 triệu Sm3năm. Bổ sung Hệ thống máy nén nâng công suất thêm 70 triệu Sm3năm.. Phương tiện vận chuyển và thiết bị. Do hạn chế về kinh nghiệm cũng như thời gian trong khi tìm hiểu đề tài nên việc trình bày chỉ xem xét ở giai đoạn 1 của nhà máy với công suất 50 triệu Sm3năm. 1.2 Tiêu chuẩn áp dụng Các tiêu chuẩn áp dụng cho hệ thống công nghệ CNG: ASME B31.8: Hệ thống ống phân phối và vận chuyển khí ASME B31.3: Các vấn đề về đường ống công nghệ API 520: Tính toán kích thước, lựa chọn và lắp đặt thiết bị giảm áp lực trong công nghệ lọc dầu. Phần I 1990 Định kích thước và chọn lựa Phần II 1988 Lắp đặt API RP 521: Hướng dẫn về hệ thống giảm áp cũng như xả quá áp trong công nghệ dầu khí NFPA 52: Khí nén tự nhiên cung cấp nhiên liệu cho hệ thống xe tải TCVN 32551986: An toàn cháy nổ yêu cầu cơ bản TCVN 57601993: Hệ thống chữa cháy – yêu cầu cơ bản khi thiết kế TCVN 53072002: Cảng xuất nhập Dầu mỏ và các sản phẩm dầu mỏ NFPA 142000: Tiêu chuẩn lắp đặt cho ống tiêu chuẩn, hệ thống ống mềm và vấn đề phòng ngừa tạo hydrate 1.3 Các ký hiệu và viết tắt CNG Khí tự nhiên nén PFD Bản vẽ sơ đồ nguyên lý dòng công nghệ PVGASD Công ty cổ phần phân phối khí thấp áp PSV Van xả an toàn SDV Van đóng ngắt khẩn cấp TI Cảm biến đo nhiệt độ PG Cảm biến đo áp suất PCV Van điều chỉnh áp suất 2. CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ Nguồn khí cung cấp cho nhà máy CNG Nhơn Trạch được lấy từ nguồn khí của đường ống dẫn khí Phú Mỹ Hồ Chí Minh. Thành phần khí đưa vào tính toán được lấy theo bảng dưới đây: Thành phần khí (% mol) Nguồn khí Phú MỹHồ Chí Minh N2 0.3254 CO2 2.9280 Methane 87.600 Ethane 4.9130 Propane 2.4340 iButane 0.6940 nButane 0.5800 iPentane 0.1960 nPentane 0.1280 C6+ 0.1796 H2O 0.0220 Tổng 100.00 Thành phần cấu tử giả C6+ có thông số giả định như sau: Khối lượng phân tử (MW): 100.2 Nhiệt độ điểm sôi (NBP): 371.6 oK