Thiết kế công nghệ đường ống thu gom và phân phối khí từ ngoài khơi bắc bộ vào bờ để cung cấp khí cho các khách hàng công nghiệp khu vực tỉnh thái bình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT HỒNG ANH TUẤN THIẾT KẾ CƠNG NGHỆ ĐƯỜNG ỐNG THU GOM VÀ PHÂN PHỐI KHÍ TỪ NGỒI KHƠI BẮC BỘ VÀO BỜ ĐỂ CUNG CẤP KHÍ CHO CÁC KHÁCH HÀNG CƠNG NGHIỆP KHU VỰC TỈNH THÁI BÌNH Chun ngành: Kỹ thuật hóa dầu Mã số: 60.53.55 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Nguyễn Anh Dũng HÀ NỘI - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT HOÀNG ANH TUẤN THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ ĐƯỜNG ỐNG THU GOM VÀ PHÂN PHỐI KHÍ TỪ NGỒI KHƠI BẮC BỘ VÀO BỜ ĐỂ CUNG CẤP KHÍ CHO CÁC KHÁCH HÀNG CƠNG NGHIỆP KHU VỰC TỈNH THÁI BÌNH LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI – 2012 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BÁO CÁO VỀ VIỆC BỔ SUNG, SỬA CHỮA LUẬN VĂN THEO BIÊN BẢN CỦA HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ LUẬN VĂN THẠC SĨ Kính gửi: Phịng Đào tạo Sau đại học, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Họ tên học viên: Hoàng Anh Tuấn Tên đề tài luận văn: “Thiết kế công nghệ đường ống thu gom phân phối khí từ ngồi khơi Bắc Bộ vào bờ để cung cấp khí cho khách hàng cơng nghiệp khu vực tỉnh Thái Bình” Chun ngành: Kĩ thuật hóa dầu Mã số:60.53.55 Người hướng dẫn: TS Nguyễn Anh Dũng Sau bảo vệ luận văn thạc sĩ, học viên sửa chữa bổ sung luận văn theo Biên Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ Cụ thể sửa chữa bổ sung nội dung sau đây: STT Nội dung trước sửa Nội dung sau sửa Trang Thống sử dụng thuật ngữ: Đã chỉnh sửa Luận văn để “Khí thiên nhiên” thành “Khí tự thống thuật ngữ: “Khí tự nhiên”; “vùng suy biến” thành nhiên” “vùng ngưng tự ngược” “vùng ngưng tự ngược”; “Hydrate” thành “Hydrate khí” Một số nội dung trang 83 Tác giả giải thích chi tiết 92 khơng phù hợp với hình vẽ Hội đồng hình vẽ Đường cong bao pha sở lý thuyết để minh họa biến đổi pha hệ nhiều cấu tử ứng dụng việc lựa chọn Phương trình trạng thái tính tốn mơ Mục đích để xác định biến đổi pha dịng khí q trình vận chuyển để tránh việc tạo hydrate khí slug lỏng đường ống 83, 92 Rất khó tìm thấy khác biệt Nội dung Tác giả giải thích hình vẽ Phụ lục Hội đồng bổ sung phần đánh giá vào Luận văn: điều kiện vận hành dịng khí với đường kính ống lựa chọn 10 92 STT Nội dung trước sửa Nội dung sau sửa Trang inch điểm: (i) Đầu vào đường ống (Inlet), (ii) Trạm tiếp bờ (LFS) (iii) Trạm phân phối khí (GDC) có chênh lệch không nhiều áp suất nhiệt độ nên biến đổi trạng thái cấu tử thể qua Đường cong bao pha tương đối nhỏ, khó quan sát Nhiều hình vẽ chưa rõ ràng Tác giả chỉnh sửa theo ý kiến hình 1.1, 2.3, 2.5, 2.7, 2.8 góp ý TS.Cơng Ngọc Thắng Các nội dung 3.1, 3.3.1 3.3.2 nên chuyển sang chương nội dung 2.3 nên chuyển sang chương Sau trao đổi thảo luận, giảng viên hướng dẫn khoa học đề nghị giữ nguyên để đảm bảo tính hệ thống bố cục luận văn Hà nội, ngày 24 tháng năm 2012 NGƯỜI HƯỚNG DẪN HỌC VIÊN CAO HỌC CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ LUẬN VĂN THẠC SĨ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi Các kết nghiên cứu trình bày luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu khác Hà Nội, ngày 24 tháng năm 2012 Tác giả luận văn Hoàng Anh Tuấn MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN………………………………………………………… MỤC LỤC………………………………………………………………… KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ………………………………………… DANH MỤC BẢNG BIỂU ……………………………………………… DANH MỤC HÌNH VẼ ………………………………………………… MỞ ĐẦU ……………………………………………………………… LỜI CẢM ƠN …………………………………………………………… CHƯƠNG - TỔNG QUAN VỀ KHÍ TỰ NHIÊN …………………… 1.1 Giới thiệu chung …………………………………………………… 1.1.1 Khái niệm khí tự nhiên ………………………………………… 1.1.2 Nguồn gốc dầu mỏ khí tự nhiên …………………………… 1.1.3 Thành phần khí tự nhiên ……………………………………… 1.1.4 Phân loại khí tự nhiên ……………………………………………… 1.1.5 Một số tính chất hóa lý khí tự nhiên …………………………… 1.1.6 Ứng dụng khí tự nhiên ………………………………………… 1.2 Lợi cạnh tranh khí tự nhiên so với nhiên liệu khác … 1.2.1 Về phương diện công nghệ ………………………………………… 1.2.2 Về phương diện môi trường ……………………………………… 1.2.3 Về phương diện kinh tế …………………………………………… 1.3 Phân bố đặc điểm nguồn khí Việt Nam ………………… CHƯƠNG - CƠ SỞ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG THU GOM VÀ PHÂN PHỐI KHÍ QUY MƠ NHỎ ………………………… 2.1 Cơ sở thực tiễn ……………………………………………………… 2.1.1 Nguồn cung cấp khí ………………………………………………… 2.1.2 Tổng quan thị trường tiêu thụ khí khu vực Bắc Bộ ………………… 2.1.3 Thị trường tiêu thụ khí phục vụ cho Dự án thu gom khí Thái Bình … 2.1.4 Kết luận phương án phát triển ……………………………………… 2.2 Cơ sở khoa học ……………………………………………………… 2.2.1 Cơ sở thiết kế ……………………………………………………… 2.2.2 Hệ thống tiêu chuẩn áp dụng ……………………………………… 2.2.3 Phương án thiết kế hệ thống thu gom phân phối khí quy mơ nhỏ 2.3 Kết tính tốn thiết kế lựa chọn thiết bị cơng nghệ … 2.3.1 Tính tốn lựa chọn chiều dày thành ống …………………………… 2.3.2 Tính tốn lựa chọn kích thước đường ống …………………… 10 10 10 11 13 14 15 19 20 20 22 23 25 28 28 28 28 31 32 34 36 36 39 53 57 57 61 2.3.3 Lựa chọn thiết bị tách pha (khí-lỏng) …………………………… 2.3.4 Tính tốn phân tích lựa chọn hệ thống chứa xuất condensate … 2.3.5 Phân tích chế độ dịng cơng nghệ đường ống dẫn …………… CHƯƠNG – THIẾT KẾ MÔ PHỎNG ĐƯỜNG ỐNG VẬN CHUYỂN VÀ PHÂN PHỐI KHÍ TỰ NHIÊN MỎ THÁI BÌNH BẰNG PHẦN MỀM HYSYS ……………………………………………………… 3.1 Nguyên lý vận hành hệ thống ………………………………………… 3.2 Thiết lập Sơ đồ công nghệ hệ thống (Process Flow Diagram) … 3.2.1 Đường ống dẫn khí từ mỏ Thái Bình - Trạm tiếp bờ ………………… 3.2.2 Các thiết bị trạm tiếp bờ (LFS) …………………………… 3.2.3 Các thiết bị Trung tâm Phân phối Khí (GDC) …………… 3.2.4 Tổng hợp hạng mục thiết bị hệ thống đường ống …… 3.2.5 Sơ đồ hệ thống công nghệ thiết bị (PFD) ………………………… 3.3 Kết thiết lập mô hệ thống phần mềm HYSYS …… 3.3.1 Giới thiệu phần mềm HYSYS ……………………………………… 3.3.2 Cơ sở thiết lập q trình mơ phần mềm HYSYS ……… 3.3.3 Phương pháp nhập thông số công nghệ Kết mô … KẾT LUẬN ………………………………………………………………… TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………… PHỤ LỤC ………………………………………………………………… 66 67 68 70 70 70 74 74 75 76 77 80 80 81 86 93 94 95 KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT KÝ HIỆU KCN / KCX CCN VLXD GDS/GDC FO DO LPG CNG LNG DIỄN GIẢI Khu công nghiệp / Khu chế xuất Cụm công nghiệp Vật liệu xây dựng Trạm phân phối khí Dầu đốt Dầu Diesel Khí tự nhiên hóa lỏng Khí tự nhiên nén Khí tự nhiên hóa lỏng DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Thành phần khí đồng hành mỏ Bạch Hổ Rạng Đông thuộc bể Cửu Long-Việt Nam (% theo thể tích) 13 Bảng 1.2: Một số tính chất hóa lí khí hydrocacbon 15 Bảng 1.3: Khối lượng riêng số chất khí 17 Bảng 1.4: Nhiệt trị số hydrocacbon 18 Bảng 1.5: Giới hạn cháy nổ (%V % mol) số khí atm 19 Bảng 1.6: Nhiệt trị hiệu suất cháy số nhiên liệu thương mại (Higher heating value) 21 Bảng 1.7: Tác động môi trường số nhiên liệu 22 Bảng 1.8: So sánh lượng chất khí thải số nhiên liệu 23 Bảng 1.9: Tổng hợp giá nhiên liệu cạnh tranh với khí 24 Bảng 1.10: Đặc điểm nguồn khí Việt Nam 25 Bảng 2.1: Sản lượng khí khu vực Tiền Hải Thái Bình 28 Bảng 2.2: Trữ lượng phát Lô 102-106 103-107 30 Bảng 2.3: Định mức tiêu hao nhiên liệu cho sản phẩm 31 Bảng 2.4: Nhu cầu tiêu thụ khí KCN Tiền Hải, Thái Bình 32 Bảng 2.5: Tổng hợp nhu cầu tiêu thụ khí giai đoạn 33 Bảng 2.6: Sản lượng khí cung cấp hàng năm vào đường ống 35 Bảng 2.7: Thành phần tính chất khí từ kết phân tích mẫu PVT 36 Bảng 2.8: Kết tính tốn lựa chọn chiều dày thành ống 60 Bảng 2.9: Tính tốn lựa chọn đường kính ống 64 Bảng 3.1: Danh mục thiết bị 76 Bảng 3.2: So sánh hệ số nén Z tính theo Peng Robinson (PR) SRK nhiệt độ 400C áp suất khác 81 Bảng 3.3: So sánh hệ số nén Z tính theo Peng Robinson SRK áp suất 6000 kPa nhiệt độ khác Bảng 3.4: Kết tính tốn mơ điều kiện áp suất 84 90 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Ứng dụng khí tự nhiên 20 Hình 1.2: Biểu đồ dự báo biến động giá nhiên liệu giai đoạn 2010-2030 25 Hình 2.1: Vị trí lơ 102-106 103-107 28 Hình 2.2: Nhu cầu tiêu thụ khí quy đổi cho ngành sản xuất VLXD Việt Nam 32 Hình 2.3: Sơ đồ phát triển cấu tạo Thái Bình 34 Hình 2.4: Biểu đồ sản lượng khai thác dự kiến mỏ Thái Bình 36 Hình 2.5: Các hệ thống vận chuyển phân phối khí Việt Nam 54 Hình 2.6: Thiết bị tách pha loại nằm ngang 66 Hình 2.7: Thiết bị tách pha loại thẳng đứng 66 Hình 2.8: Chế độ dịng chảy đường ống nằm ngang 69 Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ đường ống thu gom phân phối khí Thái Bình 78 Hình 3.2: Giản đồ pha đặc trưng 83 Hình 3.3: Hydrate khí từ đường ống khí biển 84 Hình 3.4: Các dạng cấu trúc tinh thể hydrate khí 85 Hình 3.5: Đường cong đặc trưng trình tạo hydrate cấu tử khí tự nhiên 86 Hình 3.6: Cách nhập thành phần khí đầu vào 87 Hình 3.7: Cách chọn Phương trình trạng thái 87 Hình 3.8: Mơi trường mơ 88 Hình 3.9: Khai báo thơng số đường ống biển 89 Hình 3.10: Khai báo Đường cong bao pha 89 Hình 3.11: Sơ đồ cơng nghệ Mơi trường mơ 90 Hình 3.12: Đường hydrate khí cho dịng khí với thành phần nước 91 Hình 3.13: Đường hydrate khí cho dịng khí với thành phần nước 7lb/mmscf 92 Phụ lục 2: Sơ đồ mơ với đường kính lựa chọn 8, 10, 12 inch đánh giá khả tạo hydrate khí vị trí đường ống ... tài luận văn: ? ?Thiết kế công nghệ đường ống thu gom phân phối khí từ ngồi khơi Bắc Bộ vào bờ để cung cấp khí cho khách hàng công nghiệp khu vực tỉnh Thái Bình? ?? Chun ngành: Kĩ thu? ??t hóa dầu Mã... để giải nhiệm vụ cụ thể ? ?Thiết kế công nghệ đường ống thu gom phân phối khí từ ngồi khơi Bắc Bộ vào bờ để cung cấp khí cho khách hàng cơng nghiệp khu vực tỉnh Thái Bình? ?? Để giải vấn đề trên, đề...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT HỒNG ANH TUẤN THIẾT KẾ CƠNG NGHỆ ĐƯỜNG ỐNG THU GOM VÀ PHÂN PHỐI KHÍ TỪ NGỒI KHƠI BẮC BỘ VÀO BỜ ĐỂ CUNG CẤP KHÍ CHO CÁC KHÁCH HÀNG CƠNG NGHIỆP