TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ VẬN CHUYỂN, TỒN TRỮ LPG LẠNH TẠI KHO CẢNG THỊ VẢI

TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ VẬN CHUYỂN, TỒN TRỮ LPG LẠNH TẠI KHO CẢNG THỊ VẢI

Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGUYỄN ĐĂNG DUY TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ VẬN CHUYỂN, TỒN TRỮ LPG LẠNH TẠI KHO CẢNG THỊ VẢI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Ngành CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT HÓA HỌC TH.S LÊ TẤT THẮNG BÀ RỊA – VŨNG TÀU, NĂM 2012 Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ------o0o----- NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Nguyễn Đăng Duy Ngày, tháng, năm sinh: 29/01/1990 Ngành: Công nghệ kĩ thuật Hóa Học MSSV: 0852010034 Nơi sinh: Bình Thuận I. TÊN ĐỀ TÀI: Tìm hiểu công nghệ vận chuyển, tồn trữ LPG lạnh tại kho cảng Thị Vải II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Tổng quan về các tính chất của LPG và ảnh hưởng của chúng đến điều kiện tồn chứa và vận chuyển. - Đưa ra ưu điểm của công nghệ tồn chứa LPG lạnh so với công nghệ tồn chứa LPG định áp. - Đánh giá và lựa chọn các loại bể chứa LPG lạnh. - Tìm hiểu và nắm bắt đầy đủ các quá trình công nghệ vận chuyển, tồn trữ LPG lạnh tại Kho cảng Thị Vải - Tìm hiểu và đưa ra các yêu cầu vật liệu đối với đường ống và bể chứa LPG lạnh. - Tìm hiểu các thông số về thiết kế và công nghệ trong Kho cảng Thị Vải III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN: 06/04/2012 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 05/07/2012 V. HỌ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Th.S Lê Tất Thắng CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Bà Rịa – Vũng tàu, Ngày tháng năm 2012 SINH VIÊN THỰC HIỆN (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) TRƯỞNG BỘ MÔN TRƯỞNG KHOA (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) TRƯỜNG ĐH BÀ RỊA VŨNG TÀU KHOA HÓA HỌC & CNTP Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu LỜI MỞ ĐẦU  Hiện nay trên thị trường cung LPG nội địa bị giới hạn trong khả năng sản xuất trong nước khoảng 550.000 tấn/năm, trong khi nhu cầu LPG ở Việt Nam khoảng 1.200.000 tấn/năm. Phần nhu cầu thiếu hụt được đáp ứng dựa vào nguồn nhập khẩu và được thực hiện từng chuyến với khối lượng nhỏ. Hiện tại, các doanh nghiệp đang chế biến, sản xuất và kinh doanh khí có những kho chứa định áp nhỏ. Vì công suất tàng trữ nhỏ xấp xỉ 10.000 tấn nên các doanh nghiệp phải nhập khẩu LPG bằng các tàu nhỏ với giá cao và không ổn định. Ngoài ra, do thiếu kho chứa LPG, các nhà nhập khẩu LPG phải quay vòng nhanh chóng từ 2÷3 lần/tháng. Do vậy, các doanh nghiệp hầu như không thể lưu trữ LPG nên đang bị phụ thuộc vào biến động của thị trường. Việc thiếu kho chứa LPG đã trực tiếp tác động đến cả doanh nghiệp và người tiêu dùng. Vì vậy, việc nhập khẩu LPG để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng, không chỉ làm nhiên liệu mà còn là nguồn cung đầu vào cho các nhà máy hóa dầu và phục vụ cho nhu cầu tàng trữ LPG một cách hiệu quả. Việt Nam hiện là nước nhập khẩu LPG nhưng khả năng nhập khẩu bị hạn chế bởi sức chứa của các kho hiện tại ở Việt Nam nhỏ và chỉ có thể phù hợp với những tàu nhỏ. Do đó, việc nâng cao công suất kho chứa LPG bằng các sử dụng công nghệ lạnh là điều cần thiết. Kho chứa LPG lạnh được xây dựng để phục vụ cho nhu cầu tàng trữ LPG là việc phát triển cơ sở hạ tầng phục vụ cho việc tàng trữ và kinh doanh LPG với khối lượng lớn. Qua dự án kho lạnh, sẽ có điều kiện làm quen với công nghệ tàng trữ LPG hiện đại để nâng cao trình độ quản lý và vận hành kho chứa LPG lạnh của Việt Nam, làm tiền đề để phát triển các dự án tương tự trong tương lai. Với dân số đông và tốc độ tăng trưởng GDP, Việt Nam có tiềm năng phát triển nhanh. Với sự phát triển kinh tế xã hội nhanh, mức tiêu thụ nhiên liệu của Việt Nam sẽ giữ đà tăng trưởng nhanh. Trong khi than, củi và than củi vẫn là một trong số các nguồn nhiên liệu chính cho các hộ tiêu dùng Việt Nam, LPG là nguồn năng lượng sạch và có nhiệt trị cao sẽ góp phần nâng cao mức sống và giảm nạn chặt phá rừng. Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu Chính vì thế mà Tổng công ty khí Việt Nam (PV Gas) đã quyết định xây dựng kho chứa LPG lạnh Thị Vải, với công suất tồn chứa LPG lạnh là 60.000 tấn, đây cũng là kho chứa LPG lạnh lớn nhất Việt Nam hiện nay. Sau khi tìm hiểu, thu thập tài liệu và được sự đồng ý của khoa Hóa và Công Nghệ Thực Phẩm trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu em đã lựa chọn đề tài cho đồ án của mình là “Tìm hiểu công nghệ vận chuyển, tồn trữ LPG lạnh tại kho cảng Thị Vải” nhằm mục đích nắm bắt công nghệ vận chuyển, tồn chứa LPG lạnh trong công nghệ chế biến, vận chuyển tồn chứa LPG nói chung hiện nay. Trong quá trình làm đồ án, do thời gian có hạn và những hiểu biết của em còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót. Vì vậy em rất mong nhận được sự giúp đỡ của quý thầy cô và ý kiến đóng góp của các bạn để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu LỜI CẢM ƠN Thông qua đồ án này em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy cô giáo trường đại học Bà Rịa-Vũng Tàu, các thầy cô giáo trong bộ môn Lọc Hóa Dầu - Khoa Hóa và Công Nghệ Thực Phẩm, đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến giáo viên hướng dẫn – Th.S Lê Tất Thắng đã tận tình giúp đỡ em tiến hành tìm hiểu và thu thập tài liệu để em hoàn thành bản đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đăng Duy Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu MỤC LỤC Trang LỜI MỞ ĐẦU . LỜI CẢM ƠN . MỤC LỤC . DANH MUC BẢNG . DANH MỤC SƠ ĐỒ . Chương I. GIỚI THIỆU VỀ LPG 1 1.1. Khái niệm và thành phần của LPG 1 1.2. Một số tính chất hóa lý đặc trưng của LP 1 1.2.1. Hệ số giãn nở .3 1.2.2. Nhu cầu không khí khi đốt cháy .3 1.2.3. Ẩn nhiệt bay hơi .3 1.2.4. Tỷ trọng .3 1.2.5. Áp suất hơi bão hòa 4 1.2.6. Giới hạn cháy nổ 4 1.2.7. Nhiệt độ cháy .5 1.2.8. Nhiệt độ tự bắt cháy .5 1.3. Ảnh hưởng của các tính chất đến việc tàng trữ và vận chuyển LPG 6 1.4. Công nghệ sản xuất LP .6 1.4.1. Nguyên liệu sản xuất LPG 6 1.4.2. Công nghệ sản xuất LPG 7 1.5. Các ứng dụng chủ yếu của LPG 9 1.5.1. Lợi ích của việc sử dụng LPG 10 1.5.2. Các ứng dụng của LPG trong các ngành công nghiệp khác nhau 10 1.6.Khai thác và sử dụng LPG ở Việt Nam 12 1.6.1. Nguồn cung LPG nội địa 12 1.6.2. Nhập khẩu LPG .14 1.7.Vai trò của hệ thống bồn chứa LPG tại kho cảng Thị Vải .15 Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu Chương II. TỒN CHỨA VÀ VẬN CHUYỂN LPG .17 2.1. Bảo quản, vận chuyển và tồn chứa LPG 17 2.1.1.Vận chuyển LPG .17 2.1.2. Bảo quản và tồn chứa 17 2.2. Giản đồ pha hệ đa cấu tử ứng dụng trong tồn trữ LPG lạnh .18 2.3. Các loại bể chứa 20 2.3.1. Khái niệm 20 2.3.2. Phân loại bể chứa .20 2.3.2.1. Bể chứa áp lực thấp .20 2.3.2.1.1.Bể chứa trụ đứng mái tĩnh 20 2.3.2.1.2.Bể chứa trụ đứng mái phao .21 2.3.2.1.3.Bể chứa trụ ngang .22 2.3.2.2.Bể chứa áp lực cao .23 2.3.2.2.1.Bể trụ đứng mái cầu .23 2.3.2.2.2.Bể cầu 24 2.3.2.2.3.Bể trụ nằm ngang .24 2.3.3. Cấu tạo của bồn chứa .25 Chương III. CÔNG NGHỆ TỒN CHỨA LPG LẠNH .27 3.1. Mô tả dự án .27 3.2. Chữ viết tắt, kí tự và danh sách thiết bị .27 3.3. Sơ đồ công nghệ nhập, tồn chứa và xuất Propan 30 3.3.1. Quá trình nhập Propan từ tàu vào bồn Propan lạnh .30 3.3.2. Sơ đồ công nghệ thu hồi BOG .32. 3.3.3. Sơ đồ công nghệ chuyển Propan lạnh thành Propan định áp .33 3.3.4. Sơ đồ công nghệ xuất Propan định áp tới tàu 34 3.3.5. Sơ đồ tổng quan công nghệ vận chuyển, tồn trữ Propan lạnh của kho LPG lạnh . 35 3.4. Sơ đồ tổng quan công nghệ nhập, tồn chứa và xuất Butan .37 3.4.1. Quá trình nhập Butan từ tàu vào bồn Butan lạnh 37 3.4.2. Sơ đồ công nghệ thu hồi BOG 38 Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu 3.4.3. Sơ đồ công nghệ chuyển Butan lạnh thành Butan định áp 40 3.4.4. Sơ đồ công nghệ xuất Butan định áp tới tàu .41 3.4.5. Sơ đồ tổng quan công nghệ vận chuyển, tồn trữ Butan lạnh của kho LPG lạnh42 3.5. Quá trình phối trộn sản phẩm Bupro .44 3.5.1. Phối trộn sản phẩm Bupro tại các bồn định áp TK-1501 và TK-1601 .44 3.5.2. Phối trộn sản phẩm Bupro từ bồn lạnh tới tàu .45 3.6. Yêu cầu của hệ thống cầu cảng nhập LPG lạnh .46 3.6.1.Yêu cầu của hệ thống công nghệ nhập LPG lạnh .46 3.6.2.Hệ thống cầu cảng xuất nhập sau khi có kho LPG lạnh .47 3.7. Hệ thống kho chứa LPG lạnh .47 3.7.1. Single Containment Tank .47 3.7.2. Double Containment Tank .48 3.7.3. Full Containment Tank 48 3.8. Hệ thống làm lạnh .54 3.9. Hệ thống bồn định áp 56 3.9.1.Thiết kế của hai bồn định áp chứa Propan và Butan 56 3.9.2.Điều khiển vận hành bồn định áp Propan/Butan 57 3.10. Hệ thống gia nhiệt .58 3.11. Hệ thống bơm .58 3.11.1. Trạm bơm cho LPG lạnh 58 3.11.2. Trạm bơm cho sản phẩm LPG ở nhiệt độ môi trường .58 3.12. Máy nén hơi LPG 58 3.13. Hệ thống “closed drain” 59 3.14. Hệ thống xả khí và giảm áp .59 3.15. Hệ thống tạo mùi .60 3.16. Hệ thống phụ trợ .61 3.16.1. Hệ thống nước làm mát 61 Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu 3.16.2. Hệ thống gia nhiệt bằng nước sông 61 3.16.3. Hệ thống phun hóa chất 63 3.16.3.1. Hệ thống phun Hypoclorit .63 3.16.3.2. Bộ phun Hypoclorit cho nước làm mát 64 3.16.4. Hệ thống định lượng hóa chất 64 KẾT LUẬN .65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1.1: Yêu cầu kỹ thuật đối với khí đốt hóa lỏng 1 Bảng 1.2 : Giới hạn cháy nổ . 4 Bảng 1.3 Nhiệt cháy và nhiệt trị của LPG 5 Bảng 1.4 : Nhiệt độ tự bắt cháy của một số loại nhiên liệu tại áp suất khí quyển 5 Bảng 1.5 : Sản lượng sản xuất LPG giai đoạn 1999-2007 12 Bảng 3.1: Chữ viết tắt và kí tự . 27 Bảng 3.2: Danh sách thiết bị 28 Bảng 3.3: Hệ thống cầu cảng xuất nhập sau khi có kho LPG lạnh 47 Bảng 3.4: So sánh ưu nhược điểm của các loại bồn chứa . 48 . là Tìm hiểu công nghệ vận chuyển, tồn trữ LPG lạnh tại kho cảng Thị Vải nhằm mục đích nắm bắt công nghệ vận chuyển, tồn chứa LPG lạnh trong công nghệ. các loại bể chứa LPG lạnh. - Tìm hiểu và nắm bắt đầy đủ các quá trình công nghệ vận chuyển, tồn trữ LPG lạnh tại Kho cảng Thị Vải - Tìm hiểu và đưa ra các