Chương 1 TỔNG QUAN VỀ KHÍ TỰ NHIÊN VÀ KHÍ ĐỒNG HÀNH
3.1. Hướng sản xuất nhiên liệu lỏng từ khí đồng hành sử dụng thiết bị phản
3.1.1. Công nghệ Velocys
Velocys là công ty chuyên nghiên cứu phát triển công nghệ chuyển hóa nguồn khí thiên nhiên xa bờ, sản lượng nhỏ thành các sản phẩm lỏng có giá trị kinh tế cao. Velocys tập trung vào việc phát triển thiết bị phản ứng kích thước nhỏ (Micro-chanel reactor) và xúc tác riêng cho quá trình GTL với mục tiêu nâng cao khả năng sử dụng trong điều kiện diện tích sàn nhỏ, giới hạn về không gian mà chất lượng sản phẩm vẫn được đảm bảo. Quy trình cơng nghệ GTL của Velocys cũng bao gồm 3 bước chính: Reforming, chuyển hóa Ficher-Tropch (F-T) và nâng cấp sản phẩm.
➢ Q trình reforming: Tùy thuộc vào vị trí của nhà máy (trên bờ hay ngoài khơi) mà việc áp dụng sẽ khác nhau. Đối với nhà máy trên bờ (onshore plant), có thể sử dụng cơng nghệ reforming tự cấp nhiệt (ATR) của Haldor Topsoe để sản xuất khí tổng hợp. Tuy nhiên, khi áp dụng với các mỏ ngoài khơi, cần thiết phải sử dụng công nghệ
Reforming trong micro reactor của Velocys nhằm phù hợp với điều kiện khơng gian giới hạn của hệ thống thu gom khí ngồi khơi.
➢ Quá trình FT: Nguyên lý hoạt động của công nghệ Velocys cũng tương tự các công nghệ khác. Điểm đặc biệt của Velocys là việc nghiên cứu ứng dụng thiết bị phản ứng Micro vào trong quá trình. Thiết bị phản ứng Micro của Velocys bao gồm hàng ngàn ống phản ứng kích thước nhỏ (đường kính khoảng 0,1-1 mm) chứa đầy xúc tác được lắp xen kẽ với hệ thống các ống nhỏ vận chuyển nước làm mát, nhờ đó, quá trình trao đổi nhiệt xảy ra hiệu quả hơn so với thiết bị FT truyền thống. Theo số liệu của Velocys, độ chuyển hóa của quá trình đạt hơn 90%.
➢ Quá trình nâng cấp sản phẩm: q trình này thơng thường là các bước phân tách sản phẩm lỏng thành các phân đoạn phù hợp với yêu cầu của khách hàng.
Hình 3.1. Quy trình cơng nghệ GTL của velocys [7]
Nhìn chung, sản phẩm của cơng nghệ Velocys tương tự như sản phẩm nhiên liệu truyền thống nhưng có ưu điểm vượt trội là hàm lượng tạp chất, lưu huỳnh rất thấp. Tính chất sản phẩm GTL sản xuất từ công nghệ Velocys được thể hiện trong Bảng 3.1.
Bảng 3.1. Tính chất sản phẩm GTL sản xuất từ công nghệ Velocys [6] Sản phẩm GTL Dầu thô Ả Rập
Tỷ trọng API 46,5 32,3
Lưu huỳnh <<1 ppm Cao
Nitơ <10 ppm 1100 ppm
Điểm cháy 60 oC -18oC
Phân đoạn Diesel 50% 46%
Phân đoạn xăng 40% 42%
Hiện nay, Velocys đang tiến hành hợp tác với 2 công ty Toyo Engineering và Modec trong việc thương mại hóa cơng nghệ Micro GTL. Toyo Engineering làm nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật, mua sắm thiết bị dựa trên bản quyền công nghệ của Velocys. Công ty Modec sẽ là nhà cung cấp giải pháp vận hành tàu FPSO tích hợp với dây truyền cơng nghệ Micro GTL. Mơ hình phân xưởng GTL công suất 1000 thùng/ ngày do Toyo Engineering đề xuất được thể hiện trong Hình 3.2.
Ước tính, với cơng suất 1000 thùng/ngày, phân xưởng GTL tiêu thụ khoảng 0,3 triệu m3 khí/ngày (tương đương khoảng 0,1 tỷ m3 khí/năm). Chi phí đầu tư cho phân xưởng này khoảng 100 triệu USD.
Cơng nghệ Velocys nhìn chung khá phù hợp cho mục địch áp dụng cho việc khai thác khí tại các mỏ nhỏ, cận biên và xa bờ. Tuy nhiên, cho đến nay, Velocys chỉ mới thử nghiệm thành công công nghệ micro GTL ở mức độ Pilot và demo với mức công suất khá khiêm tốn (0,5-6 thùng/ngày).