Do nguồn LPG sản xuất trong nước chỉ đáp ứng được một phần nhu cầu nên
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuHóa Dầu Khoa Hóa Học và Công nghệ thực phẩm Trang 15
LPG từ các quốc gia lân cận như Thái Lan, Malaysia, Singapore, Đài Loan, Trung
Quốc….
Trước đây hơn 80% nguồn LPG nhập khẩu từ Thái Lan. Tỷ lệ này giảm đột
ngột xuống 17% vào năm 2007 và thậm chí có thể còn giảm hơn vào sau năm 2010
nếu Thái Lan xây nhà máy hóa dầu để tiêu thụ lượng LPG dư thừa trong nước.
Singapore và Malaysia có thể thay thế để cung cấp cho lượng LPG thiếu hụt của Việt
Nam. Khoảng cách từ các trung tâm cung cấp này đến Việt Nam không khác nhiều so
với Thái Lan và và do vậy dự kiến sẽ không có nhiều biến động về giá.
Có thể nhận thấy rằng các nguồn cung LPG từ những nước láng giềng là không
ổn định do bị ảnh hưởng của dao động về giá cũng như chính sách xuất khẩu của các nước trong khu vực. Do đó, giá LPG nhập khẩu vào Việt Nam biến động thường
xuyên. Với thực tế nhu cầu nhập khẩu LPG của Việt Nam sẽ tăng không ngừng, việc
tìm kiếm một nguồn nhập khẩu ổn định là rất cần thiết cho các nhà nhập khẩu Việt
Nam.
PetroVietnam đang tìm kiếm nhiều nguồn LPG nhập khẩu với số lượng lớn từ
Trung Quốc, Trung Đông, v.v…. Đã có một vài những biểu hiện tích cực từ những
nguồn này nhưng vẫn chưa đạt được những thoả thuận dài hạn.
Một trong những khó khăn là thiếu cơ sở hạ tầng tàng trữ đủ lớn để cho phép
tiếp nhận những chuyến tàu vận chuyển cỡ lớn. Do vậy, việc xây dựng một kho chứa
LPG lạnh là có trữ lượng đủ lớn cho phép tiếp nhận những tàu vận chuyển lớn là điều
cần thiết.
1.7. VAI TRÒ CỦA HỆ THỐNG BỒN CHỨA LPG LẠNH TẠI KHO CẢNG THỊ VẢI
Ở VN, số liệu từ Hiệp hội Gas cho thấy, nhu cầu tiêu thụ LPG tăng trưởng một cách nhanh chóng:
Năm 1991 : 50.000 tấn
Năm 2000 : 400.000 tấn
Năm 2010 : 1.200.000 tấn.
Trên thực tế, hiện nay VN đã tự sản xuất LPG trong nước từ Nhà máy Xử lý Khí Dinh Cố và Nhà máy Lọc dầu Dung Quất, với tổng sản lượng LPG sản xuất chiếm
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuHóa Dầu Khoa Hóa Học và Công nghệ thực phẩm Trang 16
khoảng 40% nhu cầu của cả nước. Như vậy lượng LPG nhập khẩu năm 2010 khoảng 60% tổng nhu cầu cả nước.
Dự báo năm 2015 nhu cầu sử dụng LPG cả nước khoảng 1,5 triệu tấn và năm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2020 là 2 triệu tấn. Lượng LPG sản xuất trong nước nếu tính thêm Nhà máy Lọc dầu Số 2 Nghi Sơn và Nhà máy Lọc dầu Số 3 Long Sơn trong tương lai thì sản lượng LPG sản xuất trong nước chiếm 40%, còn lượng nhập khẩu chiếm 60%, tức khoảng 1,2 triệu tấn LPG nhập khẩu vào năm 2020. Chưa kể khi các cụm công nghiệp hóa dầu của VN đi vào hoạt động thì lượng nhập khẩu LPG sẽ còn cao hơn.
Những số liệu trên cho thấy nhu cầu và tiềm năng của thị trường LPG tại VN là rất lớn, thế nhưng hệ thống kho chứa LPG ở VN hiện nay có sức chứa rất nhỏ. Toàn quốc có 31 kho với sức chứa chỉ từ 500 tấn/kho đến 4.000 tấn/kho; trong đó chỉ mới có 4 kho có sức chứa trên 3.000 tấn. Điều này khiến cho các doanh nghiệp kinh doanh LPG ở VN không có khả năng nhập khẩu trực tiếp với khối lượng LPG lớn từ các nguồn như Trung Đông; Úc… mà chỉ có thể đi mua lại LPG của các nước trong khu vực như Trung Quốc, Singapore... Đó cũng chính là điểm yếu lớn nhất của thị trường LPG ở VN.
Có thể nói, do lượng LPG tồn trữ thấp, chi phí vận chuyển cao nên mỗi khi thị trường có biến động, hoặc các nhà máy trong nước bảo dưỡng thì sẽ gây ra tình trạng khan hiếm hàng, khiến cho thị trường biến động, an ninh năng lượng quốc gia bị ảnh
hưởng.
Do vậy việc thiết kế và xây dựng các bồn chứa LPG tại kho cảng Thị Vải là rất
cần thiết,vừa góp phần làm tăng sức chứa LPG, giảm chi phí vận chuyển, giảm giá bán đến người tiêu dùng, vừa góp phần bình ổn giá, đảm bảo an ninh năng lượng quốc
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuHóa Dầu Khoa Hóa Học và Công nghệ thực phẩm Trang 17
CHƯƠNG II
TỒN CHỨA VÀ VẬN CHUYỂN LPG 2.1. BẢO QUẢN, VẬN CHUYỂN VÀ TỒN CHỨA LPG
LPG trên thế giới hiện nay được sử dụng rộng rãi trong rất nhiều ngành và là loại không thể thiếu ở một số quốc gia, đặc biệt với những quốc gia có nền cộng nghiệp phát triển. Do vậy, việc bảo quản, vận chuyển và tồn chứa LPG được đặc biệt quan tâm.
2.1.1 Vận chuyển LPG
Để thuận tiện cho việc tồn chứa và vận chuyển LPG phục vụ cho quá trình sử
dụng, người ta thường hóa lỏng khí vì khí Butan và Propan dễ hóa lỏng ở điều kiện áp suất không cao. Khí hóa lỏng ở nhiệt độ thấp, khi ở nhiệt độ thường thì hóa hơi.
Tùy theo vị trị của nhà máy sản xuất, các thị trường tiêu thụ, nói chung LPG
được vận chuyển bằng đường ống. Việc vận chuyển LPG từ vùng này sang vùng khác, hoặc từ nơi sản xuất tới nơi tiêu thụ, người ta có thể vận chuyển bằng đường biển,
đường sắt hoặc đường bộ. Trên các phương tiện vận chuyển người ta phải dùng bình chứa chịu áp lực cao và có hệ thống bơm chuyển theo quy định. Đối với các hộ dân tiêu thụ trong gia đình người ta có thể sử dụng hệ thống ống dẫn phù hợp hoặc bình chứa có cấu tạo bằng thép đặc biệt.
2.1.2. Bảo quản và tồn chứa
Người ta có thể bảo quản và tồn chứa LPG trên mặt đất hoặc trong lòng đất tùy theo mức độ tồn chứa, khả năng tiêu thụ và điều kiện ở mỗi vùng khác nhau.
- Tồn chứa trên mặt đất
Các thiết bị chứa LPG là các thiết bị chịu áp lực được thiết kế và chế tạo theo hình trụ nằm ngang, hai đầu là các hình bán cầu, hoặc có thể tồn chứa LPG ở những bồn hình cầu vì nó có khả năng chịu áp lực cao. Trên các bồn chứa đều được lắp đặt các thiết bị bảo vệ an toàn trong quá trình tồn chứa dù trong thời gian ngắn hay dài. Tùy theo nhu cầu của thị trường hoặc mục đích yêu cầu chứa LPG mà người ta sử
dụng các bồn chứa to nhỏ tùy theo các mức dung tích khác nhau.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuHóa Dầu Khoa Hóa Học và Công nghệ thực phẩm Trang 18
Người ta có thể tồn chứa LPG trong lòng đất, trong các hang động muối hoặc mỏ. Cách tồn chứa này an toàn và hiệu quả, song chỉ thực hiện ở một số nước có nền công nghiệp phát triển như Mỹ, Anh, Canada.
Nói chung, việc tồn chứa LPG hiện nay đa số được tồn chứa và bảo quản trong các bồn chứa khác nhau. Các loại bồn chứa này có thể chịu áp suất từ vài MPa đến vài
trăm MPa và chứa từ vài chục m3 đến vài trăm nghìn m3 LPG.
2.2. GIẢN ĐỒ PHA HỆ ĐA CẤU TỬ ỨNG DỤNG TRONG TỒN TRỮ LPG LẠNH LẠNH
Đối với hệ đa cấu tử vị trí của đường cong trên giản đồ pha phụ thuộc vào thành phần của hỗn hợp. Với hệ một cấu tử, đường bao pha tạo thành miền là một mặt
phẳng. Đối với hệ đa cấu tử hỗn hợp các chất, đường bao pha tạo thành không phải là một mặt phẳng mà có chiều dày như hình cái lưỡi. Thành phần là biến số phản ánh
chiều dày của bao pha .
Đối với khí đơn chất bao giờ cũng tồn tại điểm tới hạn và tương ứng với điểm đó là nhiệt độ và áp suất tới hạn. Khi nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tới hạn, chất sẽ tồn tại ở trạng thái một pha, khi đó dù thay đổi bất kỳ một tổ hợp thông số nào cũng không (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
thể đưa chất đó về trạng thái hai pha được.
Đối với khí là một hỗn hợp đa cấu tử, thì quá trình chuyển pha và vùng tới hạn
của chúng khác với quá trình tương ứng của khí đơn chất. Đối với hỗn hợp khí, đôi khi tăng áp suất khí (nhiệt độ không đổi) có thể tăng cường quá trình ngưng tụ hoặc giảm
nhiệt độ ở (áp suất không đổi) lại làm giảm lượng lỏng. Hai quá trình trên gọi là quá trình ngưng tụ ngược hay bay hơi ngược.
C: Điểm tới hạn.
PN: Áp suất ngưng tới hạn.
TM: Nhiệt độ ngưng tới hạn. CNBM: Vùng ngưng tụ ngược
(Miền suy biến).
Hình 2.1: Giản đồ pha của hệ đa cấu tử.
Đường ABDE biểu diễn quá trình ngưng tụ đẳng nhiệt suy biến điển hình trong các mỏ khí condensat. Điểm A biểu diễn pha lỏng chặt (fluid) nằm bên ngoài đường
Á p T Miền suy Điểm Điểm
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuHóa Dầu Khoa Hóa Học và Công nghệ thực phẩm Trang 19
bao pha. Khi giảm áp suất tới điểm B, bắt đầu quá trình ngưng tụ. Tiếp tục giảm áp
suất lượng lỏng hình thành nhiều hơn, vì có sự đổi hướng của các đường tỉ lệ lỏng –
hơi (quality lines – các đường nét đứt trên hình II.1). Miền suy biến (retrograde region) được tạo bởi các điểm thay đổi độ dốc của các đường này. Trong miền suy
biến, sự ngưng tụ lỏng xảy ra khi giảm áp suất hoặc tăng nhiệt độ (ngược với sự ngưng
tụ thông thường). Tiếp tục giảm áp suất, ra khỏi miền suy biến, đi từ D tới E, lượng
lỏng giảm dần cho tới khi đạt điểm sương (điểm E). Phía dưới điểm E không còn trạng
thái lỏng, chỉ còn trạng thái hơi.
Điểm tới hạn C của hỗn hợp khí hydrocacbon luôn luôn ở phía bên trái của điểm N (cricondenbar – điểm ứng với áp suất cực đại sự hình thành pha lỏng và hơi).
Vị trí của điểm C là quan trọng nhất, điều đó liên quan đến sự thay đổi hướng của các đường lỏng hơi bên trong đường bao pha. Điểm tới hạn C đôi khi có thể ở bên phải điểm N, khi đó sẽ có hai miền suy biến.
Điều kiện tồn chứa của LPG phụ thộc vào tính chất, nhiệt độ và áp suất của Propan và Butan :
- Đối với Propan, điều kiện chứa ngặt nghèo hơn về nhiệt độ và áp suất. Trong cùng một điều kiện về nhiệt độ thì áp suất tồn chứa cùa Propan cao hơn Butan vì Propan có áp suất hơi cao hơn Butan.
+ Nếu như Propan có nhiều hàm lượng Etan thì áp suất hơi sẽ tăng lên.
+ Nếu như Butan có nhiều hàm lượng Etan thì áp suất hơi cũng sẽ tăng lên.
+ Nếu như Butan có nhiều hàm lượng Pentan thì áp suất tồn chứa sẽ giảm.
- Trong điều kiện nhiệt độ bình thường 30-350C, áp suất tồn chứa của Propan là 14- 15 barg, còn Butan là 4-5 barg.
- Trong điều kiện lạnh nhiệt độ -400C đối với Propan thì áp suất tồn chứa là 0,05- 0,1 barg, nhiệt độ 00C đối với Buatn thì áp suất tồn chứa là 0,05-0,1 barg
Như vậy qua việc kết hợp giản đồ pha của hệ đa cấu tử và các quá trình tính toán thích hợp thì đối với tồn trữ lạnh cho Propan thì nhiệt độ là -400C và áp suất là 0,05-0,1 barg; còn đối với Butan thì nhiệt độ là 00C và áp suất là 0,05-0,1 barg. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ưu điểm của việc tồn trữ LPG lạnh so với LPG định áp:
- Áp suất tồn chứa thấp.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuHóa Dầu Khoa Hóa Học và Công nghệ thực phẩm Trang 20
- Giảm nguy cơ khả năng cháy nổ và an toàn cao hơn
2.3. CÁC LOẠI BỂ CHỨA 2.3.1. Khái niệm 2.3.1. Khái niệm
Bể chứa là dạng công trình xây dựng phục vụ cho công tác tồn chứa các loại
nhiên liệu trong đó chủ yếu là nhiên liệu lỏng hoặc khí.
Hiện nay, người ta đã chế tạo được những loại bể chứa có khả năng chứa lớn và chịu được áp lực cao.
Bể chứa thường được phân loại theo áp lực của nhiên liệu trong bể, gồm:
- Bể chứa áp lực thấp - Bể chứa áp lực cao.
2.3.2. Phân loại bể chứa
2.3.2.1. Bể chứa áp lực thấp (chứa xăng,dầu…)
Loại bể này chủ yếu hình trụ với nhiều kiểu mái khác nhau. Bể chứa áp lực thấp thường được dùng để chứa các chất lỏng dễ bay hơi như: dầu, xăng…
Trong thực tế thường có bể áp lực thấp như sau:
- Bể chứa trụ đứng mái tĩnh
- Bể chứa trụ đứng mái phao - Bể chứa trụ ngang
2.3.2.1.1. Bể chứa trụ đứng mái tĩnh
Bể chứa trụ đứng mái tĩnh có thể chứa từ 100 đến 20.000 m3 khi thiết kế chứa xăng, hay khoảng 50.000 m3 khi chứa dầu mazut
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuHóa Dầu Khoa Hóa Học và Công nghệ thực phẩm Trang 21
Hình 2.2: Bể chứa trụ đứng mái tĩnh
Các bộ phận chính của bể gồm:
+ Đáy bể: Được đặt trên nền cát đầm chặt hoặc nền được gia cố có lớp cách nước và
được hàn từ các tấm thép.
+ Thân bể: 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 bể.
+ Mái bể: Cũng được tổ hợp từ các tấm thép hàn lại với các dạng chính như sau: Mái
nón, mái treo, mái trụ cầu, mái vòm .
2.3.2.1.3. Bể trụ đứng mái phao
Loại bể này hiện nay được sử dụng khá nhiều trên thế giới. Việc sử dụng loại
mái 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 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
mặt xăng dầu chứa trong bể, 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 bể: Bể hở có mái phao và bể kín có mái phao. Trường hợp bể 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: Bể chứa trụ đứng mái phao
Các bộ phận chính của bể gồm:
+ Phao nổi thường được làm từ các hợp loại kim nhẹ, có gioăng liên kết với thành bể.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuHóa Dầu Khoa Hóa Học và Công nghệ thực phẩm Trang 22
+ Mái do có thêm phao nổi vì vậy mái chỉ đóng vai trò bao che chứ không đóng vai trò chịu lực.
2.3.2.1.4 Bể chứa trụ ngang
Chứa nhiều loại nhiên liệu khác nhau, có ưu điểm là hình dạng đơn giản, chịu
biến động áp suất tốt. Nhược điểm chính là nó có thể tích nhỏ và phải có giá đỡ.
Bể chứa trụ ngang được chế tạo từ các tấm thép (bể có kích thước lớn) hoặc đúc
liền khối (bể có kích thước nhỏ).Với bể có kích thước lớn thì được tổ hợp từ các phân đoạn nhỏ. Các phân đoạn bể 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 để đảm bảo độ ổn định cũng như độ bền của bể.
Hình 2.4: Bể chứa trụ ngang
2.3.2.2. Bề chứa áp lực cao (chứa LPG,… )
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 dư đồng 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.
2.3.2.2.1 Bể trụ đứng mái cầu
Loại bể này dùng để chứa sản phẩm dầu, xăng nhẹ dưới áp lực dư Pd = 0.01 - 0.07 MPa. Mái gồm các tấm cong chỉ theo phương kinh tuyến với bán kính cong bằng đường kính thân bể. Thân bể được tổ hợp hàn từ những tấm thép, bề dày thân bể có thể