L ỜI CẢM ƠN
1.2.8.2. Quy trình hoạt động của chế độ MGPP
Khí đồng hành từ mỏ Bạch Hổ với lưu lượng khoảng 5,7-6,1 triệu m3 khí/ngày vào hệ thống Slug Catcher trong điều kiện áp suất 65-80 bar và nhiệt độ 20-30oC (tùy theo nhiệt độ môi trường). Dòng khí ra từ SC được chia thành 2 dòng:
- Dòng thứ nhất có lưu lượng khoảng 1 triệu m3/ngày được đưa qua van giảm áp PV-106 giàm áp suất từ 65-80 bar xuống 54 bar và đi vào thiết bị tách lỏng V-101. Lỏng được tách ra tại đáy bình V-101 được đưa vào thiết bị V-03 để chế biến sâu. Khí đi ra rừ bình tách V-101 được đưa vào hệ thống đường ống dẫn khí thương phẩm 16” cung cấp cho các nhà máy điện.
- Dòng thứ hai có lưu lượng 5 triệu m3 khí/ngày được đưa vào trạm nén khí đầu vào K-1011A/B/C/D để nén nâng áp suất từ 65-80 bar lên 109 bar sau đó qua hệ thống quạt làm mát bằng không khí E-1011 để là nguội dòng khí ra khỏi máy nén có nhiệt độ 40-45oC. Dòng khí này đi vào thiết bị tách lọc V-08 để tách lượng lỏng còn lại trong khí và lọc bụi bẩn. Sau đó được đưa vào thiết bị hấp phụ V-06A/B để tách triệt để nước tránh hiện tượng tạo hydrate quá trình làm lạnh sâu.
Dòng khí ra khỏi thiết bị V-06A/B được tách thành 2 dòng: khoảng một phần ba khí ban đầu qua thiết bị trao đổi nhiệt E-14 để hạ nhiệt độ từ 26,5oC xuống -35oC với tác nhân lạnh là dòng khí khô từ đỉnh tháp C-05 có nhiệt độ là -45oC, sau đó được làm lạnh sau bằng cách giảm áp qua van FV-1001. Áp suất giảm từ 109 bar xuống còn 37 bar (bằng áp suất làm việc của đỉnh tháp C-05) kèm theo nhiệt độ giảm xuống còn -62oC rồi được đưa vào đĩa trên cùng của tháp tinh cất C-05, dòng khí này đóng vai trò như là dòng hồi lưu ngoài ở đỉnh tháp. Hai phần ba dòng khí còn lại được đưa vào thiết bị CC-01 để thực hiện giảm áp từ 109 bar xuống còn 37 bar và nhiệt độ giảm xuống -12oC và được đưa vào đáy của tháp C-05.
Tháp tinh cất C-05 hoạt động ở áp suất 37 bar, nhiệt độ đỉnh -45oC, nhiệt độ đáy tháp -15oC, tại đây khí (chủ yếu là C1 và C2) được tách ra khỏi đỉnh tháp C-05. Thành phần lỏng chủ yếu là C3 và các cấu tử nặng hơn được tách ra tại đáy tháp.
Dòng khí ra từ đỉnh tháp C-05 có nhiệt độ -45oC được sử dụng làm tác nhân lạnh cho thiết bị trao đổi nhiệt E-14 và sau đó được nén đến 54 bar trong phần nén của thiết bị CC-01. Hỗn hợp khí đi ra từ thiết bị này là khí thương phẩm được đưa vào hệ thống đường ống 16” đến các nhà máy điện.
Trường DDH Bà Rịa - Vũng Tàu
Dòng lỏng ra từ đáy C-05 được đưa vào tháp C-01 như một dòng hồi lưu ngoài đỉnh tháp.
Trong tháp C-01 với nhiệt độ đáy tháp là 109oC (nhờ thiết bị gia nhiệt E-01A/B), áp suất hoạt động của tháp là 27,5 bar, các hydrocarbon nhẹ như C1 và C2
được tách ra từ đỉnh tháp và đi vào bình tách V-12 để tách lỏng có trong khí và được máy nén K-01 nén từ áp suất 27,5 bar lên 47,5 bar. Dòng ra khỏi máy nén K-01 được đưa vào E-08 sau đó vào tháp C-04. Do bình tách V-03 phải giảm áp suất vận hảnh từ 75 bar xuống còn 45 bar nên lượng lỏng từ đáy bình tách V-03 được đưa trực tiếp qua E-04A/B mà không qua thiết bị trao đổi nhiệt E-08 như thiết kế. Vì vậy E-08 và C-04 lúc này không hoạt động như các thiết bị công nghệ mà chỉ hoạt động như đường ống dẫn khí.
Dòng khí từ K-01 sau đó được nén đến 75 bar nhờ máy nén K-02 rồi đưa vào trao đổi nhiệt E-19 bằng việc sử dụng dòng tác nhân lạnh là không khí. Dòng khí ra từ E-19 được đưa vào máy nén K-03 để nén lên 109 bar và làm lạnh trong thiết bị trao đổi nhiệt E-13, sau khi ra khỏi E-13 dòng khí này được đưa tới thiết bị V-08 như là nguyên liệu đầu vào. Tháp tách etane C-01 hoạt động như một thiết bị chưng cất.
Dòng lỏng ra từ đáy C-01 đưa qua V-15 sau đó đến tháp C-02. Tháp C-02 hoạt động ở áp suất 10 bar, nhiệt độ đáy được duy trì ở 135oC nhờ thiết bị gia nhiệt E-03, nhiệt độ đỉnh C-02 lúc này là 56oC, hỗn hợp Bupro được tách ra ở đỉnh tháp, còn Condensate được tách ra ở đáy tháp. Hỗn hợp Bupro từ đỉnh tháp C-02 được đưa vào thiết bị làm lạnh E-02, sau đó được đưa vào bình tách V-02. Dòng lỏng ra từ bình tách V-02 được bơm P-01A/B bơm hồi lưu một phần lại đỉnh tháp và phần còn lại theo đường ống dẫn sản phẩm Bupro đến bồn chứa V-21A/B hoặc đến Kho Cảng Thị Vải.
Lỏng từ đáy tháp C-02 là Condensate được hạ nhiệt độ xuống 60oC nhờ thiết bị trao đổi nhiệt E-04A/B và xuống 45oC nhờ thiết bị E-09 và sau đó được đưa tới bồn chứa TK-21 hoặc đường ống dẫn Condensat tới Kho Cảng Thị Vải.
Condensate được tách ra trong Slug Catcher được đưa vào thiết bị V-03 hoạt động ở áp suất 47 bar và 20oC để tách các cấu tử khí nhẹ hấp thụ trong hỗn hợp lỏng này bằng cách giảm nở và giảm áp. Từ V-03 Condensate được dẫn đến E-04 (để tận dụng nhiệt của dòng Condensat ra từ đáy C-02) và sau đó đi vào đĩa thứ 20 của tháp.
Trường DDH Bà Rịa - Vũng Tàu
CHƯƠNG II
TỔNG QUAN VỀ BỒN CHỨA DẦU KHÍ 2.1. GIỚI THIỆU
Trong công nghiệp hóa dầu, tất cả các hoạt động sản xuất, buôn bán, tồn trữ đều liên quan đến khâu bồn bể chứa.
Bồn, bể chứa tiếp nhận nguyên liệu trước khi đưa vào sản xuất và tồn chữ sau sản xuất.
Bồn chứa có vai trò rất quan trọng, nó có nhiệm vụ: tồn trữ nguyên liệu và sản phẩm, giúp ta nhận biết được số lượng tồn trữ. Tại đây các hoạt động kiểm tra chất lượng, số lượng, phân tích các chỉ tiêu trước khi xuất hàng đều được thực hiện.
Ngoài ra nó còn được hỗ trợ bởi các hệ thống thiết bị phụ trợ: van thở, nền móng, thiết bị chống tĩnh điện, mái che…
2.2. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI BỒN CHỨA2.2.1. Khái niệm về bồn chứa 2.2.1. Khái niệm về bồn chứa
Bồn chứa là một công trình xây dựng nhằm mục đích phục vụ cho công tác tàng chữ các sản phẩm dầu (xăng, dầu hỏa…), khí hóa lỏng, nước, axit, …
Hiện nay cùng với sự tiến bộ của khoa học kĩ thuật và yêu cầu về mặt công nghệ, người ta đã tiến hành nghiên cứu và xây dựng các loại các loại bồn chứa có cấu trúc phức tạp nhưng hợp lý hơn về mặt kết cấu góp phần đem lại hiệu quả kinh tế cao.
2.2.2. Phân loại bồn chứa
* Phân loại theo hình dạng bồn:
- Bồn chứa hình trụ (trụ đứng, trụ ngang); - Bồn hình cầu;
- Bồn hình giọt nước…
Vị trí của bồn trong không gian có thể đặt cao hơn mặt đất (trên gối tựa), đặt trên mặt đất, ngầm hoặc nửa ngầm hoặc dưới nước.
* Phân loại theo mái bồn:
- Bồn chứa có thể tích không đổi (mái tĩnh – cố định).
- Bồn chứa có thể tích thay đổi (mái phao – ngoài mái cố định còn có phao nổi trên mặt chất lỏng; hoặc mái nổi – bản thân là mái phao).
Trường DDH Bà Rịa - Vũng Tàu
- Bồn chứa áp lực thấp: khi áp lực dư pd≤ 0,002 MPa và áp lực chân không (khi xả hết chất lỏng) po≤ 0,0025 MPa (0,0025 kG/cm2).
- Bồn chứa áp lực trung bình.
- Bồn chứa áp lực cao: khi áp lực dư pd > 0,002 MPa.
2.2.2.1. Bồn chứa trụđứng áp lực thấpa. Bồn chứa trụđứng mái tĩnh a. Bồn chứa trụđứng mái tĩnh
Bồn chứa trụđứng mái tĩnh thường để chứa các sản phẩm dầu mốc hơi đàn hồi áp lực thấp. Thể tích có thể rất khác nhau, từ 100 đến 20000 m3 (chứa xăng), thậm chí tới 50000 m3 (chứa dầu mazut, …).
Hình 2.1. Bồn trụ đứng mái tĩnh
Các bộ phận chính của bồn gồm:
- Đáy bồn: Được đặt trên nền cát đầm chặt hoặc nềnđược gia cố có lớp cách nước và được hàn từ các tấm thép.
- Thân bồn: Là bộ phận chịu lực chính, gồm nhiều khoang thép tấm hàn lại, có thể thay đổi được hoặc không thay đổi chiều dày dọc theo thành bồn.
- Mái bồn: Cũng đựơc tổ hợp từ các tấm thép hàn lại với các dạng chính như sau: mái nón, mái treo, mái trụ cầu, mái vòm.
Trường DDH Bà Rịa - Vũng Tàu
b. Bồn chứa trụđứng mái phao
Loại bồn này hiện nay được sử dụng khá nhiều trên thế giới. Việc sử dụng loại mái phao mang lại hiệu quả kinh tế cao, làm giảm đáng kể sự mất mát
hydrocacbon nhẹ, giảm ô nhiễm môi trường xung quanh. Việc loại trừ khoảng không gian hơi trên bề mặt xăng dầu chứa trong bồn cho phép tăng mức độ an toàn phòng cháy và vệ sinh môi trường hơn các loại bể khác. Trên thực tế, người ta hay dùng hai loại bồn: bồn hở có mái phao và bồn kín có mái phao. Trường hợp bồn hở có hệ số xuất nhập lớn và nằm trong vùng khí hậu không có tuyết thường dùng kiểu mái hở không có phao.
Hình 2.3. Bồn chứa trụ đứng mái phao
Các bộ phận chính của bồn gồm:
- Phao nổi thường được làm từ các hợp loại kim nhẹ, có joăng liên kết với thành bể.
- Thân bể có mặt trong nhẵn để đảm bảo độ kín khít.
- Mái do có thêm phao nổi vì vậy mái chỉđóng vai trò bao che chứ không đóng vai trò chịu lực.
c. Bồn chứa trụ ngang
Bồn chứa trụ ngang dùng để chứa các sản phẩm dầu mỏ dưới áp lực dư pd≤ 0,2 MPa và khí hóa lỏng có pd≤ 1,8 MPa, áp lực chân khô ng po ≤ 0,1 MPa. Bồn chứa trụ ngang có các ưu điểm chính sau: hình dạng đơn giản, dễ chế tạo, có khả năng chế tạo tại nhà máy rồi vận chuyển đến nơi xây dựng, có thể tăng đáng kể áp lực dư so với bồn trụ đứng. Nhược điểm là tốn chi phí chế tạo gối tựa.
Trường DDH Bà Rịa - Vũng Tàu
hoặcđúc liền khối (bồn có kích thước nhỏ). Với bể có kích thước lớn thì được tổ hợp từ các phân đoạn nhỏ. Các phân đoạn bồn lại được tổ hợp từ các tấm thép và được hàn tự động trong xưởng chế tạo. Bên trong còn được bố trí thêm các vành gia cường bằn g th ép đểđảm bảo độ ổn định cũng như độ bền của bồn.
Hình 2.4. Bồn chứa trụ ngang
Bồn chứa trụ ngang có 3 bộ phận chính: thân, đáy, gối tựa
- Thân bồn: bằng thép tấm được chia làm nhiều khoang. Các tấm thép được lien kết với nhau bằng đường hàn đối đầu, bên trong mỗi khoang đặt các vành cứng bằng thép góc và hàn với thân bồn.
- Đáy: có hình dạng khác nhau phẳng, nón, trụ, cầu elip. Việc lựa chọn dạng đáy phụ thuộc thể tích, áp lực dư trong bồn chứa. Bồn chứa được đặt trên nền móng bằng bê tông cốt thép.
- Gối tựa: gồm hai gối hình cong lõm bằng bê tông hoặc gối tựa dạng thanh đứng.
2.2.2.2. Bồn chứa áp lực cao
Đối với các bể chứa nhiên liệu lỏng do có khoảng trống dẫn tới việc bay hơi của nhiên liệu trong khoảng mặt thoáng và mái bể gây nên áp suất dưđồng thời gây hao nhiên liệu. Để chịu được áp lực dư này và hạn chế sự bay hơi của nhiên liệu người ta sử dụng nhiều loại bể chứa áp lực cao khác nhau.
a. Bồn trụ đứng mái cầu
Trường DDH Bà Rịa - Vũng Tàu
Pd = 0,01 ÷ 0,07 Mpa. Mái gồm các tấm chỉ cong theo phương kinh tuyến. Với bán kính cong r1 bằng đường kính thân bồn. Thân bồn được tổ hợp hàn từ những tấm thép, bề dày thân bồn có thể thay đổi được hoặc không thay đổi dọc theo chiều cao thành bể. Đáy bồn cũng được đặt trên nền gia cố với móng bằng bê tông cốt thép. Khi chế tạodưới bể được bố trí các bu lông neo giữ quanh thân vì khi trong bể còn ít chất lỏng, dưới tác dụng của áp lựcdư lớn, phần xung quanh đáy có thể bị uốn cong và nâng lên cùng thân.
Hình 2.5. Bồn chứa trụ đứng mái cầu
b. Bồn chứa cầu
Bồn cầu là loại bồn thường dùng chứa sản phẩm lỏngdưới áp lực cao như khí hóa lỏng hoặc thành phần nhẹ của xăng với áp lực dư Pd = 0,25 ÷ 1,8 Mpa. Thể tích bể V = 600 ÷ 4000m3.
Bồn cầu chế tạo phức tạp hơn nhiều so với bồn trụ. Bồn được hàn tổ hợp từ các tấm cong hai chiều được chế tạo bằng cách cán nguội hoặc dập nóng (khi chiều dày lớn). Các tấm thường được hàn với nhau bằng đường hàn đốiđầu. Cách chia các tấm trên mặt cầu có nhiều hình dạng khác nhau: múi kinh tuyến với các mạch song song hoặc so le.
Bồn được đặt trên gối dạng vành hay thanh chống bằng thép ống hoặc thép chữ I. Dùng thanh chống đảm bảo được biến dạng nhiệt tự do cho bồn. Các thanh chống nên tiếp xúc với mặt bể để giảm ứng suất cục bộ và không tỳ vào đường hàn nối các tấm của vỏ bể.
Trường DDH Bà Rịa - Vũng Tàu
Hình 2.6. Bồn chứa cầu
c. Bồn chứa hình giọt nước
Khuynh hướng đi tìm một giải pháp kết cấu cho ứng lực trên bồn tương đối đồng nhất đã đưa đến giải pháp bồn dạng giọt nước.
Loại bồn này thường được dùng để chứa xăng nhẹ do có khả năng chịu được áp suất cao do khí dư bay hơi (Pd = 0,03 ÷ 0,05 MPa) và có vòng quay sản phẩm lớn.
Bồn chứa hình giọt nước được đặt trên hệ giá đỡ, được tổ hợp từ các thanh thép ống. Hệ giá đỡ này được đặt trên móng bê tông cốt thép.
2.3. TÌNH HÌNH XÂY DỰNG BỒN BỂ CHỨAỞ NƯỚC TA
Trong những năm gần đây sự phát triển của ngành dầu khí và nhu cầu về tiêu thụ, cung ứngxăng dầu ngày càng to lớn. Do vậy, hàng loạt các loại bồn chứađã được xây dựng phục vụ cho khai thác dầu khí, công tác cung ứng vận chuyển xăng dầu và dự trữ xăng dầu cho mục tiêu an toàn năng lượng quốc gia với quy mô và dung tích khác nhau.
Ngành xây dựng nước ta đã tự thiết kế và thi công được bồn chứa có dung tích lớn tới 25000 m3 (Cát Lái – Thành phố Hồ Chí Minh) và nhiều loại bể có quy mô phức tạp. Nhưng hiện nay các kho xăng dầu của ta đa số vẫn là những loại nhỏ và không tập trung, các bể có dung tích nhỏ hơn 5000 m3 mà ta đã xây dựng trước đây tỏ ra không hiệu quả. Vấn đề này đặt ra cho những nhà thiết kế, các nhà quản lý cần có các giải pháp quy hoạch, thiết kế và xây dựng các kho xăng dầu mang
Trường DDH Bà Rịa - Vũng Tàu
lại hiệu quả k in h tế cao. Một trong những giải pháp đó là nâng sức chứa có dung tích từ 10000 m3 đến 20000 m3, thậm chí lên đến 50000 m3 nhằm giảm diện tích xây dựng, giảm giá thành đầu tư xây dựng kho và giảm tổn thất nhiên liệu do quá trình vận chuyển và bay hơi.
2.4. CẤU TẠO BỒN CHỨA
Trong hệ thống bồn chứa gồm có các bồn chứa hình trụ chịu áp chứa sản phẩm, các bồn chứa này đều được thiết kế chung cho một tiêu chuẩn tàng chứa LPG.
Bồn chứa là loại chịu áp lực cao hình trụ nằm ngang, bồn được đặt trên một nền