Đánh giá tính khả thi các phương án sản xuất methanol từ nguồn khí thiên nhiên mỏ cá voi xanh

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  NGUYỄN THANH HĨA ĐÁNH GIÁ TÍNH KHẢ THI CÁC PHƯƠNG ÁN SẢN XUẤT METHANOL TỪ NGUỒN KHÍ THIÊN NHIÊN MỎ CÁ VOI XANH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC Đà Nẵng – Năm 2019 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  NGUYỄN THANH HÓA ĐÁNH GIÁ TÍNH KHẢ THI CÁC PHƯƠNG ÁN SẢN XUẤT METHANOL TỪ NGUỒN KHÍ THIÊN NHIÊN MỎ CÁ VOI XANH Chuyên ngành Mã số : Kỹ thuật Hóa học : 8520301 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Nguyễn Thị Thanh Xuân Đà Nẵng – Năm 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài “Đánh giá tính khả thi phương án sản xuất methanol từ nguồn khí thiên nhiên mỏ Cá Voi Xanh” cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu khoa học khác Việt Nam Tác giả luận văn Nguyễn Thanh Hóa TĨM TẮT ĐÁNH GIÁ TÍNH KHẢ THI CÁC PHƯƠNG ÁN SẢN XUẤT METHANOL TỪ NGUỒN KHÍ THIÊN NHIÊN MỎ CÁ VOI XANH Học viên: Nguyễn Thanh Hóa Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học Mã số: 8520301 Khóa: 35 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt: Methnanol nguồn nguyên liệu yếu q trình sản xuất tổng hợp nhiều chuỗi sản phẩm, có ứng dụng rộng rãi ngành công nghiệp giấy, gỗ, ô tô, xây dựng, thiết bị gia dụng v.v… Methanol đóng vai trị quan trọng cơng nghiệp hóa chất có tính tăng trưởng mạnh, phù hợp với chiến lược phát triển ngành cơng nghiệp hóa dầu Việt Nam định hướng đến năm 2025 đến năm 2035 Nắm bắt xu hướng thị trường tiêu thụ Methnanol giới, khu vực tiềm nội địa tương lai với phân tích, đánh giá thành phần, trữ lượng tính phù hợp sử dụng nguồn khí Cá Voi Xanh – miền Trung Việt Nam để nghiên cứu phương án khả thi Dự án sản xuất Methanol từ nguồn khí thiên nhiên Cá Voi Xanh Đề tài nghiên cứu sơ tính khả thi kỹ thuật hiệu kinh tế dự án xây dựng Nhà máy sản xuất Methanol bao gồm đánh giá, đề xuất lựa chọn dây chuyền công nghệ phù hợp, tối ưu, địa điểm xây dựng, vốn đầu tư (Capex), số hoàn lưu vốn (IRR), giá trị lợi nhuận rịng (NPV), chi phí vận hành, bảo dưỡng (Opex) v.v… Từ đưa kết luận kiến nghị tính khả thi đề án trước tiến hành trình cấp Bộ, Ban, Ngành xin phê duyệt Lập báo cáo nghiên cứu khả thi dự án Từ khóa: Methanol, khí thiên nhiên, khí Cá Voi Xanh, GTM, steam reforming PRE-FEASIBILITY STUDY FOR METHANOL PRODUCTION UTILIZING NATURAL GAS BLUE WHALE GAS Abstract - Methanol is one of the key raw materials in fileds of production and synthesis various products which are widely applied in industries such as paper, wood, automobile, construction, home appliances etc Methanol plays an important role in the chemical industry and will have been significantly growing, in line with the development strategy of Vietnam's petrochemical industry towards year 2025 and by year 2035 Understanding market trends Methnanol consumption in the world, the potentially regional and domestic markets and along with analysing, evaluating of the quality, quantity and the suitability of Blue Whale Gas, be located in Central of Vietnam, to study feasible options for the methanol production Preliminary study thesis assesses either technical feasibility and economical efficiency of the project to build a methanol production plant, including the evaluation, selection the suitable process technology, construction site, investment cost (Capex), Interest Return Rate (IRR), Net present value (NPV), Operation cost (Opex) etc., … and so on submitting the proposal to Government Authorities for approval of feasibility study report Methanol production Key words: Methanol, natural gas, Blue Whale Gas, GTM, steam reforming MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN TÓM TẮT MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Tổng quan tài liệu tình hình nghiên cứu đề tài Mục đích nội dung nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Cấu trúc luận văn CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Cơ sở mục tiêu nghiên cứu 1.1.1 Cơ sở nghiên cứu 1.1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.1.3 Chiến lược phát triển ngành Dầu khí Việt Nam 1.2 Cân cung cầu Methanol định hướng phát triển 10 1.2.1 Ứng dụng Methanol dẫn suất 10 1.2.2 Cân sản xuất nhu cầu tiêu thụ methanol 14 1.2.3 Phân tích thị trường Methanol tiềm khu vực nội địa 19 1.3 Cơng nghệ sản xuất Methanol từ khí thiên nhiên (GTM) 27 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN SẢN XUẤT METHANOL 29 2.1 Phân tích, đánh giá dây chuyền công nghệ sản xuất Methanol 29 2.1.1 Cơng nghệ sản xuất Methanol từ nguồn khí Cá Voi Xanh Haldor Topsoe 29 2.1.2 Công nghệ sản xuất Methanol từ nguồn khí thiên nhiên Cá Voi Xanh Lurgi 31 2.2 Đề xuất lựa chọn phương án công nghệ sản xuất Methanol 35 2.2.1 Điều kiện công nghệ 35 2.2.2 Xây dựng mơ q trình cơng nghệ 39 2.2.3 Sơ đồ khối công nghệ (Block Flow Diagram: BFD) 44 2.2.4 Sơ đồ dịng cơng nghệ (Process Flow Diagram: PFD) 44 2.2.5 Sơ đồ bố trí thiết bị (Plot plan) 44 2.2.6 Dữ liệu mô (Simulation) 44 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ CÁC YẾU TỐ CHÍNH CỦA DỰ ÁN 45 3.1 Cấu trúc dự án 45 3.2 Đánh giá lựa chọn địa điểm xây dựng 45 3.2.1 Khảo sát trường 48 3.2.2 Đề xuất lựa chọn địa điểm xây dựng dự án 52 3.3 Khảo sát điều kiện khí tượng 52 3.3.1 Nhiệt độ 52 3.3.2 Độ ẩm tương đối 53 3.3.3 Áp suất khí 53 3.3.4 Lượng mưa 53 3.3.5 Bức xạ lượng mặt trời (Solar Heat Reflux) 54 3.3.6 Gió 54 3.3.7 Thông tin khác 54 3.4 Cơ sở thiết kế 54 3.5 Thu xếp tài 55 3.5.1 Thu xếp vốn 55 3.5.2 Tài Dự án 57 3.5.3 Các yếu tố tài Dự án 57 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ CỦA DỰ ÁN 60 4.1 Dự tốn giá gói thầu EPC 60 4.1.1 Cơ sở lập dự toán 60 4.1.2 Tiến độ EPC 60 4.1.3 Dự toán 60 4.2 Đánh giá tài 61 4.2.1 Lợi nhuận 61 4.2.2 Giá chi phí 62 4.2.3 Tình hình tài 64 4.2.4 Các giả định khái toán để đánh giá hiệu kinh tế 64 4.2.5 Đánh giá hiệu kinh tế 65 4.3 Phân tích độ nhạy rủi ro dự án đầu tư 70 4.3.1 Phân tích độ nhạy 70 4.3.2 Phân tích rủi ro 72 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao) DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt BTMU CFR CTO CVX DME DWT EPC EVN FOB IHS IMPCA IRR ITB KTA Licensor MEG MHBK MMSA MSL MTA MTBE MTO MTP MTPA NCMR NG NPV OIL PET PTA RON SMBC WTI Tên đầy đủ Bank of Tokyo – Mitsubishi UFJ Cost and Freight Coal To Olefin Khí Cá Voi Xanh Dimethyl Ether Death Weight Tonnes Engineering Procurement Construction Tập đoàn điện lực Việt Nam Free on board Information Handling Service (Công ty thông tin Quốc tế) International Methanol Producers & Consumers Association Internal Rate of Return Invitation To Bid Nghìn tấn/năm Nhà cung cấp quyền công nghệ Monoethylene Glycol Mizuho Bank Methanol Market Services Asia Mean Sea Level Triệu tấn/năm Methyl Tert-Butyl Ether Methanol To Olefin Methanol To Propylene Metric tons per annium Dự án Nâng cấp mở rộng Nhà máy Lọc dầu Dung Quất Khí Natural Gas Net Present Value Overseas Investement Loan Polyethylene Terephthalate Purified Terephthalic Acid Trị số Octane theo phương pháp nghiên cứu Sumitomo Mitsui Banking Corporation Dầu thô Mỹ DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.1 2.2 2.3 2.4 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 410 4.11 Tên bảng Trang So sánh thành phần khí CVX với nguồn khí miền Nam Thành phần khí giếng khai thác mỏ khí Cá Voi Xanh Thống kê thị trường Methanol giới Tình trạng nhập Methanol giai đoạn 2008 - 2013 Tình trạng xuất Methanol từ Nhà sản xuất giai đoạn 2008 – 2013 Danh sách nhà máy MTO/MTP Trung Quốc – năm 2015 Danh sách tỉnh Trung Quốc sử dụng Methanol phối trộn xăng Các Nhà máy/ Sản phẩm khu phức hợp Lọc, Hóa dầu Khí Dự báo nhu cầu tiêu thụ nguyên liệu hóa dầu Việt Nam đến năm 2035 Thành phần khí CVX sau xử lý Phân xưởng xử lý khí (GTP) Tiêu chuẩn nước Tiêu chuẩn nước lò Tiêu chuẩn nước làm mát Cường độ mưa mùa mưa bão Thay đổi khí hậu sau 10 năm Giá nhiên liệu, phụ trợ Các dự án vay vốn từ đối tác, ngân hàng Nhật Các gói vay vốn ngân hàng Thỏa thuận cung cấp khí nguyên liệu Cá Voi Xanh Thỏa thuận bao tiêu sản phẩm Methanol Tiêu chuẩn Methanol sản phẩm Hợp đồng EPC Thị trường xuất Methanol Dự báo giá Methanol đến năm 2034 Bảng ước tính phân bổ nhân Bảng phân bổ dòng tiền dự án Giá trị NPV IRR dự án Độ nhạy IRR theo giá thành phẩm Methanol Độ nhạy IRR theo giá nguyên liệu khí Cá Voi Xanh Độ nhạy IRR theo chi phí EPC Độ nhạy NPV theo giá thành phẩm Methanol Độ nhạy NPV theo giá nguyên liệu khí Cá Voi Xanh Độ nhạy NPV theo chi phí EPC 7 15 16 17 21 22 25 27 36 37 38 38 53 54 55 56 56 58 58 58 58 61 62 63 68 69 70 70 70 71 71 71 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu hình Tên hình Trang 1.1 Các khu vực có khí CO2 miền Trung – Việt Nam 1.2 Các khu vực phát triển khai thác mỏ khí Cá Voi Xanh 1.3 Trữ lượng khai thác mỏ khí Cá Voi Xanh 1.4 Hàm lượng CO2 giếng mỏ khí Cá Voi Xanh 1.5 Định hướng chế biến sâu nguồn khí thiên nhiên 1.6 Chuỗi ứng dụng Methanol 11 1.7 Nhu cầu tiêu thụ Methanol Thế giới năm 2008-2018 14 1.8 Tiêu thụ Methanol giới theo ngành tiêu thụ năm 2013 16 1.9 Dịch chuyển thương mại Methanol năm 2013 16 1.10 Công suất sản xuất Methanol giới (theo khu vực) năm 2012 18 1.11 Lịch sử giá Methanol giá dầu thô (WTI) giai đoạn 2000 – 2015 19 1.12 Nhu cầu tiêu thụ Methanol giai đoạn 2009 – 2019 20 1.13 Cân cung – cầu Methanol Trung Quốc giai đoạn 2009 – 2019 20 1.14 Nhu cầu Methanol dẫn xuất Trung Quốc giai đoạn 2009 – 2019 21 1.15 Nhu cầu DME Trung Quốc giai đoạn 2009 – 2019 22 1.16 Nhu cầu Methanol theo ứng dụng Việt Nam năm 2014 23 1.17 Nhu cầu Methanol Việt Nam năm 2009-2014 24 1.18 Nhu cầu Methanol Việt Nam năm 2015 – 2035 24 1.19 Chuỗi ứng dụng Methanol Việt Nam 26 2.1 Sơ đồ công nghệ tổng hợp Methanol Haldor Topsoe 30 2.2 Sơ đồ khối công nghệ Lurgi 32 2.3 Sơ đồ công nghệ tổng hợp Methanol Lurgi 33 2.4 Sơ đồ công nghệ tổng hợp Methanol Lurgi 34 2.5 Sơ đồ công nghệ Haldor Topsoe 39 3.1 Cấu trúc Dự án 45 3.2 Kế hoạch đầu tư phát triển khí Cá Voi Xanh 46 3.3 Kế hoạch đầu tư phát triển khí Cá Voi Xanh 47 KẾ HOẠCH TRẢ NỢ KHOẢN VAY Đơn vị: US$ 1.000 Năm Gốc vay Dư nợ đầu kỳ Trả gốc Dư nợ cuối kỳ Lãi vay Y0 2024 419.54 419.54 419.54 Y1 2025 Y2 2026 Y3 2027 Y4 2028 419.54 38.14 381.40 31.47 381.40 38.14 343.26 28.61 343.26 38.14 305.12 25.74 305.12 38.14 266.98 22.88 Tỷ lệ vốn vay Y5 Y6 2029 2030 266.98 38.14 228.84 20.02 228.84 38.14 190.70 17.16 60% Lãi suất vay ưu đãi ECA Y7 Y8 Y9 Y10 2031 2032 2033 2034 190.70 38.14 152.56 14.30 152.56 38.14 114.42 11.44 114.42 38.14 76.28 8.58 76.28 38.14 38.14 5.72 7.5% Y11 2035 38.14 38.14 2.86 TIẾN ĐỘ TỔNG THỂ DỰ ÁN METHANOL Năm Quý Nghiên cứu Pre-FS Đăng ký Dự án Quy hoạch tổng thể Đàm phán thỏa thuận cung cấp khí CVX Nghiên cứu DFS thiết kế FEED Thu xếp tài Đàm phán, ký kết thỏa thuận Dự án Phê duyệt nội Quyết định đầu tư Thiết kế chi tiết, mua sắm lắp đặt (EPC) Nghiệm thu, bàn giao vận hành 2019 2020 2021 4 2022 2023 2024 2025 1÷4 1÷4 1÷4 1÷4 PHỤ LỤC 4.3 PHÂN TÍCH ĐỘ NHẠY Phụ lục 4.3 - PHÂN TÍCH ĐỘ NHẠY IRR Độ nhạy giá Methanol Biến thiên Giá Methanol trung bình 20 năm (triệu USD) Tỷ suất sinh lợi nội (IRR) Độ nhạy IRR Dự án IRR -20% 354 - -10% 399 4.2 0% 443 13.6 10% 487 20.0 20% 532 25.7 26.0 24.0 22.0 20.0 Độ nhạy giá nguyên liệu NG Biến thiên Giá NG trung bình 20 năm ($USD/mmbtu) Tỷ suất sinh lợi nội (IRR) 18.0 -20% 6.51 21.5 -10% 7.32 17.8 0% 8.14 13.6 10% 8.95 8.5 20% 9.76 (1.2) 14.0 12.0 10.0 Độ nhạy chi phí EPC Biến thiên Chi phí EPC (triệu $USD) Tỷ suất sinh lợi nội (IRR) 16.0 -20% 504 14.0 -10% 567 13.8 0% 630 13.6 10% 693 13.4 20% 756 13.2 8.0 6.0 4.0 2.0 -20% -10% 0% Giá Methanol PHÂN TÍCH ĐỘ NHẠY NPV Biến thiên Giá Methanol trung bình 20 năm (USD/tấn) Giá trị ròng (NPV: triệu USD) 20% Chi phí EPC Thay đổi (%) Độ nhạy NPV Dự án NPV (triệu Độ nhạy giá Methanol Giá NG 10% 750.0 -20% 354 - -10% 399 (165.6) 0% 443 138.0 10% 487 441.8 20% 532 752.4 700.0 650.0 600.0 550.0 500.0 Độ nhạy giá nguyên liệu NG Biến thiên Giá NG trung bình 20 năm ($USD/mmbtu) Giá trị ròng (NPV: triệu USD) -20% 6.51 515.5 -10% 7.32 327.3 0% 8.14 138.0 10% 8.95 (51.2) 20% 9.76 (239.3) 400.0 350.0 300.0 250.0 Độ nhạy chi phí EPC Biến thiên Chi phí EPC (triệu $USD) Giá trị ròng (NPV: triệu USD) 450.0 200.0 -20% 504 154.7 -10% 567 146.4 0% 630 138.0 10% 693 129.7 20% 756 121.4 150.0 100.0 50.0 -20% -10% 0% Giá Methanol Giá NG 10% Chi phí EPC 20% Thay đổi (%) ... tài: ? ?Đánh giá tính khả thi phương án sản xuất Methanol từ nguồn khí thi? ?n nhiên mỏ Cá Voi Xanh? ?? Tổng quan tài liệu tình hình nghiên cứu đề tài Công nghệ sản xuất methanol từ nguồn khí thi? ?n nhiên, ... tích, đánh giá thành phần, trữ lượng tính phù hợp sử dụng nguồn khí Cá Voi Xanh – miền Trung Việt Nam để nghiên cứu phương án khả thi Dự án sản xuất Methanol từ nguồn khí thi? ?n nhiên Cá Voi Xanh. .. cứu tính tiềm thị trường sản phẩm methanol dẫn suất sản xuất từ methanol – Nghiên cứu tính phù hợp sử dụng nguồn khí thi? ?n nhiên từ mỏ Cá Voi Xanh (Việt Nam) để sản xuất methanol – Đánh giá tính