ĐỊNH HƯỚNG LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN, XỬ LÝ KHÍ MỎ NHỎ VIỆT NAM

1RESEARCH & DEVELOPMENT CENTER FOR PETROLEUM PROCESSING
Vietnam Petroleum Institute
Vietnam Petroleum Institute
1
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
ĐỊNH HƯỚNG LỰA CHỌN CÔNG
NGHỆ CHẾ BIẾN, XỬ LÝ KHÍ MỎ
NHỎ VIỆT NAM

CV: Dương Thanh Long
1
2RESEARCH & DEVELOPMENT CENTER FOR PETROLEUM PROCESSING
Vietnam Petroleum Institute
Vietnam Petroleum Institute
2
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
Mục đích của đề tài

Giới thiệu các công nghệ chế biến, xử lý khí mỏ nhỏ

Định hướng lựa chọn công nghệ chế biến, xử lý khí mỏ nhỏ ở Việt Nam
3RESEARCH & DEVELOPMENT CENTER FOR PETROLEUM PROCESSING
Vietnam Petroleum Institute
Vietnam Petroleum Institute
3
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
Nội dung

Tổng quan khí tự nhiên

Các công nghệ xử lý khí


Định hướng sơ bộ công nghệ xử lý khí mỏ nhỏ ở Việt Nam

Kết luận và kiến nghị
3
4RESEARCH & DEVELOPMENT CENTER FOR PETROLEUM PROCESSING
Vietnam Petroleum Institute
Vietnam Petroleum Institute
4
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
Tổng quan khí tự nhiên

Khái niệm:

Khí tự nhiên là các khí khai thác từ các mỏ khí mà thành phần chủ yếu là methane (CH
4
)

Khí biên, khí tới hạn là khí ở xa đường ống hiện có và không thể xây dựng đường ống về mặt kinh tế

Thành phần khí tự nhiên gồm hợp chất hydrocacbon, hợp chất phi hydrocacbon, hơi nước bão hoà

Phân loại: Nhiều cách phân loại khác nhau tuỳ vào từng mục đích

Phân loại theo nguồn gốc hình thành gồm khí tự nhiên, khí đồng hành, khí ngưng tụ

Phân loại theo hàm lượng axit gồm khí chua (H
2
S >5,7mg/m3 khí ở điều kiện tiêu chuẩn) và khí ngọt


Phân loại theo hàm lượng C
3
+ gồm khí béo (C
3
+ <50g/1m3) và khí gầy

Phân loại theo hàm lượng C
2
+ gồm khí khô (C
2
+ >10%) và khí ẩm
5RESEARCH & DEVELOPMENT CENTER FOR PETROLEUM PROCESSING
Vietnam Petroleum Institute
Vietnam Petroleum Institute
5
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
Tổng quan khí tự nhiên

Tài nguyên khí Việt Nam

Tiềm năng: Việt Nam có tiềm năng khí khoảng 3000tỷ m3 , trữ lượng đã xác minh vào khoảng 1000 tỷ m3 .

Phân bổ khí: khí phân bố chủ yếu ở 4 bể:
6RESEARCH & DEVELOPMENT CENTER FOR PETROLEUM PROCESSING
Vietnam Petroleum Institute
Vietnam Petroleum Institute
6
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
Tổng quan khí tự nhiên


Tình hình khai thác

Bồn trũng Cửu Long hiện có các mỏ dầu khí đang hoạt động như Hồng Ngọc, Rạng Đông, …và nhiều các phát
hiện khí mới

Thềm lục địa Tây Nam ngoài mỏ Bunga-Kewa, Cái Nước đang hoạt động, mỏ khí ở lô MP3

Bồn trũng Nam Côn Sơn: ngoài mỏ Đại Hùng, mỏ khí Lan Tây, Lan Đỏ đang khai thác còn có các mỏ khí khác
Hải Thạch, Mộc Tinh, Rồng Đôi, Cá Chó đang trong giai đoạn chuẩn bị

Bồn trũng Sông Hồng có mỏ khí Tiền Hải vẫn đang khai thác, có các phát hiện dầu khí ở lô D14
7RESEARCH & DEVELOPMENT CENTER FOR PETROLEUM PROCESSING
Vietnam Petroleum Institute
Vietnam Petroleum Institute
7
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
Tổng quan khí tự nhiên
Sơ đồ các tuyến ống dẫn khí chính
Bạch Hổ
1,7 triệu
m
3+ khí/ngày

Nam Côn sơn
2,7-5,7 tỷ m+3

khí /năm
Tây Nam
2,5 tỷ m
3

khí/năm
TP HCM –
Phú Mỹ
2 tỷ m
3
khí
/năm
9RESEARCH & DEVELOPMENT CENTER FOR PETROLEUM PROCESSING
Vietnam Petroleum Institute
Vietnam Petroleum Institute
9
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
Tổng quan khí tự nhiên

Kết luận

Nước ta có nguồn khí với trữ lượng khá lớn gồm cả khí tự nhiên và khí đồng hành. Việc khai thác khí đang được tiến
hành nhưng chưa có hiệu suất thu hồi cũng như sử dụng cao

Khí tự nhiên đang khai thác hiện nay chủ yếu là khí ngọt do đó chi phí cho xử lý còn thấp

Các mỏ khí chủ yếu là các mỏ nhỏ dưới 1tcf, chỉ có 3 mỏ có trữ lượng trên 1tcf đang được khai thác. Các mỏ khí phân
bố rải rác trên thềm lục địa nên việc khai thác gặp nhiều khó khăn

Một số mỏ khí nhỏ có hàm lượng CO
2
, H
2
S lớn hơn 15% điều đó dòi hỏi công nghệ xử lý phức tạp hơn, tốn kém hơn


Do đó tôi có đề xuất một số công nghệ xử lý khí trên tàu FPSO phù hợp với các mỏ khí hiện tại và tương lai của Việt
Nam
9
10RESEARCH & DEVELOPMENT CENTER FOR PETROLEUM PROCESSING
Vietnam Petroleum Institute
Vietnam Petroleum Institute
10
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
Các công nghệ xử lý khí
10
11RESEARCH & DEVELOPMENT CENTER FOR PETROLEUM PROCESSING
Vietnam Petroleum Institute
Vietnam Petroleum Institute
11
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
Công nghệ GTL


Định nghĩa

Gas to liquids (GTL) là một khái niệm dùng để chỉ sự chuyển hoá khí tự nhiên thành một số sản phẩm lỏng như diesel,
naptha, sáp…

Dùng để sản xuất ra các sản phẩm dầu tổng hợp chất lượng cao

Công nghệ chuyển hoá khí thành lỏng gồm hai phương pháp chính là phương pháp trực tiếp (chưa được thương mại hoá)
và phương pháp gián tiếp (công nghệ đã được thực hiện ở nhà máy trên bờ), đang tiến hành xây dựng trên tàu FPSO
12RESEARCH & DEVELOPMENT CENTER FOR PETROLEUM PROCESSING
Vietnam Petroleum Institute

Vietnam Petroleum Institute
12
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
Công nghệ GTL

Quy trình công nghệ

Quá trình chuyển hoá khí tự nhiên thành lỏng qua 3 giai đoạn chính
•
Sản xuất khí tổng hợp (khí nguyên liệu đã qua xử lý sơ bộ)
•
Tổng hợp Fischer-Tropsch
•
Tinh chế sản phẩm thu được (naphta, diesel, sáp…)
13RESEARCH & DEVELOPMENT CENTER FOR PETROLEUM PROCESSING
Vietnam Petroleum Institute
Vietnam Petroleum Institute
13
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
Công nghệ GTL

Sản xuất khí tổng hợp
•
Có 3 phương pháp sản xuất khí tổng hợp chính
•
Tuỳ từng hãng sẽ chọn cho mình công nghệ sản xuất khí tổng hợp thích hợp với điều kiện trên tàu FPSO như gọn
nhẹ, không bị ảnh hưởng bởi dao động, hiệu suất cao
14RESEARCH & DEVELOPMENT CENTER FOR PETROLEUM PROCESSING
Vietnam Petroleum Institute
Vietnam Petroleum Institute

14
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
Công nghệ GTL

Tổng hợp Fischer-Tropsch (F-T)
•
Là quá trình chuyển hoá khí tổng hợp thành các sản phẩm lỏng khác nhau
•
Công nghệ F-T hiện tại đang sử dụng hai loại thiết bị hoạt động ở nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp

F-T nhiệt độ cao(HTFT): sử dụng xúc tác lỏng ở 300-330˚C sản xuất ra chủ yếu xăng và olefin nhẹ.

F-T nhiệt độ thấp (LTFT): sử dụng trong thiết bị phản ứng lớp cố định hình ống nhiệt độ 200-230˚
15RESEARCH & DEVELOPMENT CENTER FOR PETROLEUM PROCESSING
Vietnam Petroleum Institute
Vietnam Petroleum Institute
15
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
Công nghệ GTL

Tinh chế sản phẩm GTL
Sử dụng các quá tình hydrocracking, hydro hoá… để nâng cao chất lượng sản phẩm GTL

Cách bố trí công nghệ trên tàu FPSO (dự kiến)
16RESEARCH & DEVELOPMENT CENTER FOR PETROLEUM PROCESSING
Vietnam Petroleum Institute
Vietnam Petroleum Institute
16
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
Công nghệ LNG


Khái niệm

LNG là khí tự nhiên dạng lỏng

Khí tự nhiên được hoá lỏng tới -155˚C tới -165˚C

Khối lượng riêng của LNG là 450kg/m3

LNG giảm được 600 lần về thể tích nên được ứng dụng để tồn chứa, vận chuyển khí ở tới những nơi xa mà đường
ống ko tới được
17RESEARCH & DEVELOPMENT CENTER FOR PETROLEUM PROCESSING
Vietnam Petroleum Institute
Vietnam Petroleum Institute
17
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
Công nghệ LNG

Quy trình công nghệ

Một quy trình công nghệ LNG thường qua các giai đoạn chính trên như xử lý khí (tách axit, tách nước, tách
Hg… ) sau đó là hoá lỏng.
18RESEARCH & DEVELOPMENT CENTER FOR PETROLEUM PROCESSING
Vietnam Petroleum Institute
Vietnam Petroleum Institute
18
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
Công nghệ LNG

Quá trình hoá lỏng khí


Các công nghệ hoá lỏng gồm chủ yếu 3 chu trình chính là: chu trình bậc, chu trình môi chất lạnh hỗn hợp, chu trình
giãn nở

Do đặc trưng của sản xuất trên biển nên thường sử dụng chu trình giãn nở đảm bảo hiệu suất, tính an toàn, kích
thước…

Chu trình thường sử dụng môi chất lạnh là nitơ
19RESEARCH & DEVELOPMENT CENTER FOR PETROLEUM PROCESSING
Vietnam Petroleum Institute
Vietnam Petroleum Institute
19
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
Công nghệ LNG

Cách bố trí công nghệ trên tàu FPSO

Bố trí công nghệ LNG-FPSO của hãng CB&I
20RESEARCH & DEVELOPMENT CENTER FOR PETROLEUM PROCESSING
Vietnam Petroleum Institute
Vietnam Petroleum Institute
20
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
Công nghệ NGH

Tính chất của NGH

NGH là chất rắn kết tinh gồm phân tử khí bao quanh bởi phân tử nước

1m3 NGH có thể chứa tới 180m3 khí tự nhiên dùng để vận chuyển và chứa khí tự nhiên


Sản xuất NGH ở khoảng 60bar và -10˚C tới -15˚C

NGH có 3 cấu trúc cơ bản: cấu trúc I, II, H
21RESEARCH & DEVELOPMENT CENTER FOR PETROLEUM PROCESSING
Vietnam Petroleum Institute
Vietnam Petroleum Institute
21
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
Công nghệ NGH

Ứng dụng
•
Dùng vận chuyển khí tự nhiên
•
Dùng để chứa khí: khí tự nhiên có thể được chuyển hoá thành hydrate chứa trong bình lạnh ở áp suất khí quyển
•
Thu hồi hợp chất hữu cơ(VOC)
•
Khử carbon đioxit
•
Khử muối và xử lý nước
•
Xử lý khí tự nhiên: do khí tự nhiên chứa nhiều N
2
, CO
2
, H
2
S, hoạt động chuyển khối có thể được thiết kế để thực

hiện quá trình tách và làm sạch
22RESEARCH & DEVELOPMENT CENTER FOR PETROLEUM PROCESSING
Vietnam Petroleum Institute
Vietnam Petroleum Institute
22
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
Công nghệ NGH

Quy trình công nghệ
23RESEARCH & DEVELOPMENT CENTER FOR PETROLEUM PROCESSING
Vietnam Petroleum Institute
Vietnam Petroleum Institute
23
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
Công nghệ NGH

Quy trình công nghệ
24RESEARCH & DEVELOPMENT CENTER FOR PETROLEUM PROCESSING
Vietnam Petroleum Institute
Vietnam Petroleum Institute
24
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
Công nghệ NGH

Quy trình công nghệ

Quá trình tách
Quá trình này nhằm mục đích tách bùn hydrate ra khỏi nước dư

Quá trình làm lạnh

Mục đích của quá trình này là kết tinh hydrate về dạng hạt, sau đó sẽ được mang chứa hoặc vận chuyến sang tàu chờ về bờ

Quy trình vận chuyển NGH trên biển
NGH được sản xuất trên tàu FPSO rồi đưa sang tàu chứa chuyển vào bờ. Trên bờ NGH được gia nhiệt và tách khí, nước
25RESEARCH & DEVELOPMENT CENTER FOR PETROLEUM PROCESSING
Vietnam Petroleum Institute
Vietnam Petroleum Institute
25
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
Công nghệ NGH
26RESEARCH & DEVELOPMENT CENTER FOR PETROLEUM PROCESSING
Vietnam Petroleum Institute
Vietnam Petroleum Institute
26
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
Công nghệ GTM

Tính chất hoá lý của methanol

Ở nhiệt độ phòng methanol là chất lỏng không màu có mùi đặc trưng tương tự ethanol

Methanol là chất có nhiều ứng dụng quan trong như: dung môi công nghiệp, nhiên liệu lỏng, nguyên liệu thô…
Nhiệt độ chớp cháy 12˚C
Nhiệt độ sôi 64,7˚C
Nhiệt độ nóng chảy -97,6˚C
Tỷ trọng ở trạng thái lỏng 0,7915˚C
Tỷ trọng ở trạng thái hơi 1,11
Áp suất hơi tại 25˚C 125mmHg
Áp suất hơi tại 20˚C 94mmHg
Giới hạn cháy nổ 6-36,5%