Tìm hiểu về khí dầu hóa lỏng và khí tự nhiên nén

Bố cục bài tiểu luận
Phần mở đầu
I. Phần nội dung
I.1. LPG
1, LPG là gì ?
2, Phân loại
3, Nguồn gốc
4, Thành phần của LPG
5, Tính chất cơ bản của LPG
6, Chỉ tiêu đánh giá chất lượng LPG
7, Ưu – nhược điểm của LPG
8, So sánh tính năng của LPG với các loại nhiên liệu khác
9, Ứng dụng
10, Thị trường LPG Việt Nam và thế giới
11, Các phương pháp sản xuất LPG chính
12, Các vấn đề thường gặp trong sử dụng GAS và khắc phục
I.2. LNG
1, LNG là gì ?
2, Phân loại
3, Nguồn gốc
4,Thành phần của LNG
5,Tính chất cơ bản của LNG
6, Chỉ tiêu đánh giá chất lượng LNG
7,Ưu – nhược điểm của LNG
8, Các công đoạn chính trong sản xuất LNG
9, Các công nghệ sản xuất hiện nay
10, Ứng dụng
11, Thị trường LNG
12, Lịch sử phát triển LNG
I.3. CNG
1, CNG là gì ?

2, Phân loại
3, Nguồn gốc
4,Thành phần của CNG
5,Tính chất cơ bản của CNG
6,Ưu – nhược điểm của CNG
7, Ứng dụng
8, Thị trường CNG Việt Nam và thế giới
9, An toàn trong sử dụng CNG
Phần kết luận
Tài liệu tham khảo
Chi tiết
Phần mở đầu
I. Phần nội dung
Khí hóa lỏng có rất nhiều loại và có nhiều ứng dụng trong nhiều lĩnh vực trong
cuộc sống và sản xuất. Nhưng chúng ta chỉ xét ba loại chính là : LPG, LNG, CNG.
I.1. LPG
1, LPG là gì ?
LPG ( Liquefied Petroleum Gas) là khí dầu mỏ hóa lỏng hay khí hóa lỏng có
thành phần chính là Propane và Butane.
2, Phân loại
Chủ yếu LPG được phân loại theo chỉ tiêu sự khác nhau về độ tinh khiết (hàm
lượng propan và butan) hoặc tỉ lệ thành phần của propan : butan.
3, Nguồn gốc
LPG tồn tại trong thiên nhiên ở các giếng dầu hoặc giếng gas và cũng có thể sản
xuất ở các nhà máy lọc dầu. Nguyên liệu ban đầu dùng để sản xuất LPG là dòng
khí thiên nhiên khai thác từ các mỏ dầu hoặc qua quá trình xử lý dầu thô để thu
được LPG. Về cơ bản, quy trình sản xuất LPG gồm các bước sau:
• Làm sạch khí: loại bỏ các tạp chất bằng phương pháp lắng, lọc... Sau khi loại bỏ
các tạp chất, khí nguyên liệu còn lại chủ yếu là các hydrocarbon như etan, propan,
butan…

• Tách khí: hỗn hợp khí nguyên liệu cần được tách riêng từng khí để sử dụng và
pha trộn cho từng mục đích sử dụng khác nhau. Có thể dùng các phương pháp tách
khí như phương pháp nén, hấp thụ, làm lạnh từng bậc, làm lạnh bằng giãn nở khí…
Qua hệ thống các dây chuyền tách khí có thể thu được propan và butan tương đối
tinh khiết với nồng độ từ 96-98%.
• Pha trộn: các khí thu được riêng biệt lại được pha trộn theo các tỷ lệ thể tích
khác nhau tùy theo yêu cầu. Hiện nay trên thị trường Việt Nam có khá nhiều loại
LPG khác nhau do các hãng cung cấp với các tỷ lệ propan: butan là 30:70, 40:60,
50:50… Đối với LPG có tỷ lệ là 30:70, 40:60 thường được sử dụng trong sinh
hoạt. Còn tỷ lệ pha trộn 50:50 thường được sử dụng làm nguyên liệu trong các
ngành công nghiệp như nấu thủy tinh, sản xuất ắc quy, cơ khí đóng tàu...
Khi chuyển từ thể lỏng sang thể khí, LPG có tỷ lệ giãn nở rất lớn. 1 lít LPG lỏng
sẽ tạo ra khoảng 250 lít khí.
Do vậy trong các bồn chứa LPG không bao giờ được nạp đầy, chúng được quy
định chỉ chứa từ 80% - 85% dung tích.
Sản xuất LPG không khó nhưng có lẽ vấn đề tồn trữ LPG luôn là một trở ngại vì
chi phí xây dựng các bồn chứa LPG khá cao. Để có được một kho chứa LPG 1.000
tấn theo đúng tiêu chuẩn, cần khoảng 60 tỷ đồng. Vì là bồn chứa chịu áp lực cao
nên phải tuân thủ các quy định trong tiêu chuẩn TCVN 6486-1999 hay TCVN
7441-2004. Kho LPG của PVGas Việt Nam hiện có sức chứa lớn nhất nước nhưng
cũng chứa được tối đa 7.000 tấn. Với số lượng này, chỉ hai tàu bơm trong vài ngày
là hết. Do không có kho chứa đủ lớn nên các doanh nghiệp thường không dám ký
hợp đồng nhập khẩu dài hạn với số lượng lớn; hoặc ký hợp đồng nhưng không thể
cùng lúc chuyển về với khối lượng lớn. Vì vậy các doanh nghiệp thường bị động
trong việc bình ổn thị trường, và đó cũng là lý do khiến thị trường LPG trong nước
thường có nhiều biến động về giá so với thế giới.
4, Thành phần của LPG
Thành phần của LPG chủ yếu là propan và butan ngoài ra có một số chất khác
nữa nhưng rất ít do tinh chế chưa sạch hoặc là do cho thêm vào để cải thiện tính
chất nào đó của LPG hoặc với mục đích nào đó (chất tạo mùi…). Thành phần của

LPG thì có thể biến động theo từng cơ sở sản xuất và do ứng dụng của nó.
Nhưng thông thường thì tỉ lệ propan : butan = 50 : 50 nhưng đôi khi là 30:70,
40:60 tùy thuộc cơ sở và mục đích sử dụng.
5, Tính chất cơ bản LPG
Tính chất của LPG phụ thuộc vào thành phần của nó. Ta có tính chất của các
thành phần của nó như sau:
ĐẶC TRƯNG KỸ THUẬT CỦA LPG
Số
T
T
ĐẶC TÍNH LPG
PHƯƠNG
PHÁP THỬ
MIN
Đặc
trưng
MAX
1 Tỉ trọng tại 15
0
C 0.55 0.55 0.575 ASTM D1657
2
Áp suất hơi ở 37.8
0
C
(Kpa)
420 460 1000 ASTM D2598
3 Thành phần (% khối ASTM D2163
lượng ):
+ Ethane
+ Propane

+ Butane
+ Pentane và thành phần
khác

40
40

50
50
2
60
60
2
4
Ăn mòn lá đồng ở
(37.8
0
C /giờ)
1A 1A 1A ASTM D1838
5
Nước tự do( % khối
lượng ):
0 0 0
6
Sulphur sau khi tạo mùi
(PPM)
20 25 30 ISO 4260
7
Cặn còn lại sau khi hoá
hơi ( % khối lượng ):

0 0 0.05 ASTM D2158
8 H
2
S ( % khối lượng ): 0 0 0 ASTM D2420
9
Nhiệt lượng :
+ KJ/Kg
+ Kcal/m3 (15
0
C , 760
mm Hg)
+ Kcal/kg


50000
26000
11.300
-
12.000

10 Nhiệt lượng 1 kg LPG
tương đương :
+ Điện (KW.h)
+ Dầu hỏa (Lít)





14

1.5-2
3-4

+ Than (kg)
+ Củi gỗ (kg)
7-9
11
Nhiệt độ cháy (
0
C) :
+ Trong không khí
+ Trong oxy


1900
2900

12
Tỉ lệ hoá hơi : Lỏng --->
Hơi
250 lần
13
Giới hạn cháy trong
không khí (% thể tích)
2-10
Nhưng nói chung thì LPG:
-Không màu , không mùi , không độc hại ( nhưng được pha thêm chất
Etylmecaptan có mùi đặc trưng để dễ phát hiện khi có rò xì gas )

- Nhiệt độ sôi của gas thấp ( từ - 45 đến - 2

o
C ) nên để gas lỏng tiếp xúc trực tiếp
với da sẽ bị phỏng lạnh

-Trong điều kiện nhiệt độ môi trường gas bốc hơi rất mãnh liệt , khi gas chuyển từ
trạng thái lỏng sang hơi thì thể tích tăng đến 250 lần

-Áp suất của gas phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường , khi nhiệt độ tăng thì áp suất
gas sẽ tăng và ngược lại . Trong điều kiện nhiệt độ khu vực phía nam thì áp suất
gas dao động trong khoảng từ 4 - 7 kg/cm2

-Tỉ trọng của gas lỏng nhẹ hơn nước , khối lượng riêng trong khoảng D
L
= 0.51 -
0.575 Kg/Lít

-Tỉ trọng gas hơi nặng hơn không khí D
H
= 1.51 - 2 lần , nên gas bị rò xì sẽ tích nơi
trũng , thấp hơn mặt bằng xung quanh ( cống , rãnh )
6, Chỉ tiêu đánh giá chất lượng LPG
Các chỉ tiêu để đánh giá chất lượng của LPG được liệt kê trong bảng sau:
STT Các chỉ tiêu
Đơn vị
tính
Mức chất
lượng
Phương pháp thử
01 Áp suất hơi ở 37,8 °C Kpa 1430 ASTM D1267 - 95
02

Hàm lượng lưu huỳnh,
max
Ppm 140 ASTM D2784 - 98
03 Hàm lượng nước tự do % kl Không có Quan sát bằng mắt thường
04
Độ ăn mòn tấm đồng
trong 01 giờ ở 37,8 °C
- Số 1 ASTM D1838 - 91
05 Tỷ trọng ở 15°C Kg/l
Số liệu
báo cáo
ASTM D1657 - 91
06
Thành phần:
- Hàm lượng Etan
- Hàm lượng Butan và
các chất nặng hơn, max
- Hàm lượng Pentan và
các chất nặng hơn, max
- Hydrocarbon kh ông
bão hòa
% mol
% mol
% mol
% mol
số liệu
báo cáo
số liệu
báo cáo
2,00

số liệu
báo cáo
ASTM D2163 - 91
ASTM D2163 - 91
ASTM D2163 - 91
ASTM D2163 - 91
07
Thành phần cặn sau khi
bốc hơi 100ml, max
ml ASTM D1267 - 95
7, Ưu – nhược điểm của LPG
-Ưu điểm:
+Tỏa năng lượng (nhiệt) khá cao:mỗi kg LPG cung cấp khoảng 12.000 kcal năng
lượng, tương đương nhiệt năng của 2 kg than củi hay 1,3 lít dầu hỏa hoặc 1,5 lít
xăng.
+ Việc sản sinh ra các loại chất ( khí NO
x
,SO
x
)khí độc và tạp chất trong quá trình
cháy thấp đã làm cho LPG trở thành một trong những nguồn nhiên liệu thân thiện
với môi trường.
+Dễ cháy vì thế nên hiệu suất cháy cao, cháy hoàn toàn, ít gây ô nhiễm
+Nhiệt độ cháy cao (có thể đạt 1900-1950
o
C ) nên có thể nung chảy hầu hết mọi
thứ.
+ Vận tốc bay hơi của LPG rất nhanh, dễ dàng khuyếch tán, hòa trộn với không khí
thành hỗn hợp cháy tốt.
+Vì có tương đối ít thành phần hơn nên dễ đạt được đúng tỷ lệ pha trộn nhiên liệu,

cho phép sản phẩm cháy hoàn toàn. Việc này đã làm cho LPG có các đặc tính của
một nguồn nhiên liệu đốt sạch.
+Cả Propane và Butane đều dễ hóa lỏng và có thể chứa được trong các bình áp
lực. Những đặc tính này làm cho loại nhiên liệu này dễ vận chuyển, và vì thế có thể
chuyên chở trong các bình hay bồn gas đến người tiêu dùng cuối cùng.
+LPG là loại nhiên liệu thay thế rất tốt cho xăng trong các động cơ đánh lửa.Trong
một động cơ được điều chỉnh hợp lý, đặc tính cháy sạch giúp giảm lượng chất thải
thoát ra, kéo dài tuổi thọ.
+Như một chất thay thế cho chất nổ đẩy aerosol và chất làm đông, LPG được chọn
để thay cho fluorocarbon vốn được biết đến như một nhân tố làm thủng tầng
ozone.
+Với các đặc tính là nguồn nhiên liệu sạch và dễ vận chuyển, LPG cung cấp một
nguồn năng lượng thay thế cho các nhiên liệu truyền thống như: củi, than, và các
chất hữu cơ khác. Việc này cung cấp giải pháp hạn chế việc phá rừng và giảm
được bụi trong không khí gây ra bởi việc đốt các nhiên liệu truyền thống.
-Nhược điểm:
+ Do hơi LPG có tỷ trọng với không khí lớn hơn 1 (Tỉ trọng LPG nhẹ hơn so với
nước là: Butane từ 0,55 – 0,58 lần, Propane từ 0,5 – 0,53 lần; Ở thể hơi (gas) trong
môi trường không khí với áp suất bằng áp suất khí quyển, gas nặng hơn so với
không khí: Butane 2,07 lần; Propane 1,55 lần) nên khi thoát ra ngoài sẽ bay là là
trên mặt đất, tích tụ ở những nơi kín gió, những nơi trũng, những hang hốc của kho
chứa, bếp…thậm chí là mặt nước rất dễ gây cháy nổ.
+Màu sắc: LPG ở trạng thái nguyên chất không màu không có mùi nên khó nhận
biết sự có mặt của nó (khắc phục nhược điểm này LPG được pha trộn thêm chất
tạo mùi Mercaptan với tỉ lệ nhất định để có mùi đặc trưng nên có thể nhận biết
bằng khứu giác).
+LPG là loại nhiên liệu dễ cháy khi kết hợp với không khí tạo thành hỗn hợp cháy
nổ. Đạt tới giới hạn nồng độ cháy, dưới tác dụng của nguồn nhiệt hoặc ngọn lửa
trần sẽ bắt cháy làm phá hủy thiết bị, cơ sở vật chất, công trình.
+LPG tồn tại ở nhiệt độ thường với áp suất khá cao nên cần phải được bảo quản ở

nơi có áp suất cao. Vì vậy đòi hỏi các thiết bị chứa phải có độ bền cao
8, So sánh tính năng của LPG với các loại nhiên liệu khác
Sản lượng khí dầu mỏ hóa lỏng trên thế giới đạt 130 triệu tấn trong năm 1995 và
trong năm 2000 con số này tăng lên đến trên 200 triệu tấn. Khí dầu mỏ hóa lỏng
đã được phát triển và thương mại hóa từ những năm 1950. Trước đây, chúng được
dùng chủ yếu cho công nghiệp và sinh nhiệt gia dụng. Việc nghiên cứu sử dụng
LPG trên phương tiện giao thông vận tải mới được tiến hành trong những thập niên
gần đây. Để góp phần làm giảm ô nhiễm môi trường không khí, một số nước đã áp
dụng chính sách thuế đặc biệt để khuyến khích người dân sử dụng khí LPG chẳng
hạn như Hà lan, Ý, Hàn quốc …Hình bên dưới giới thiệu tỉ lệ ôtô sử dụng LPG tại
một số quốc gia trên thế giới.
Tỷ lệ ôtô sử dụng LPG tại một số nước trên thế giới
Quá trình cháy của LPG diễn ra thuận lợi hơn nhiều so với xăng do hỗn hợp
được hòa trộn tốt. Mặt khác LPG ở thể khí trong điều kiện khí trời nên không có
lớp nhiên liệu lỏng ngưng tụ trên thành xy lanh hay thành đường ống nạp do đó
giảm thành phần các chất khí chưa cháy trong khí thải động cơ. Thực nghiệm cho
thấy ôtô chạy bằng LPG dễ dàng thỏa mãn những tiêu chuẩn khắt khe nhất của luật
môi trường hiện nay. Trong điều kiện hoạt động bình thường, ôtô LPG có mức độ
phát ô nhiễm giảm 80% đối với CO, 55% đối với HC và 85% đối với NOx so với
động cơ xăng cùng cỡ. Ngoài ra sử dụng nhiên liệu LPG cũng góp phần làm đa
dạng hóa nguồn năng lượng sử dụng cho giao thông vận tải.
Do LPG có các đặc tính kỹ thuật như có tính chống kích nổ cao, không có chì
(khi so với xăng pha chì) nên sản phẩm cháy không có muội than, không có hiện
tượng đóng màng nên động cơ làm việc với LPG ít gây kích nổ hơn, ít gây mài
mòn xy lanh, piston, segment, và các chi tiết kim loại khác trong động cơ.
So sánh khí thải của các xe chạy bằng xăng, diesel và LPG

So sánh khí thải của một số loại xe chạy bằng Diesel, xăng và LPG
Nguồn sản xuất và đặc tính khí thải động cơ sử dụng Propane
Qua các nghiên cứu thực nghiệm quá trình cháy của động cơ sử dụng LPG, từ

các kết quả thực nghiệm các nhà nghiên cứu đã rút ra được những kết luận sau :

· Tốc độ cháy của hỗn hợp LPG – không khí lớn hơn tốc độ cháy của hỗn
hợp xăng – không khí và phụ thuộc vào tốc độ động cơ. Do đó cần điều chỉnh lại
góc đánh lửa sớm khi chuyển động cơ xăng sang LPG.
· Hỗn hợp LPG – không khí có thể cháy ổn định ở giới hạn dưới của độ đậm
đặc.
Vì vậy có thể thiết kế động cơ làm việc với hỗn hợp loãng để nâng cao tính kinh
tế và giảm ô nhiễm môi trường.
9,Ứng dụng
LPG được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau như sau:
• Dân dụng: các hộ gia đình sử dụng LPG làm nhiên liệu, chất đốt trong sinh hoạt
theo hình thức sử dụng bình gas 12kg. (tỷ lệ propan :butan = 30 :70 hoặc 40 :60)
• Thương mại: chủ yếu là các khách sạn, nhà hàng, khu vui chơi giải trí… sử dụng
bình gas 45kg. (tỷ lệ propan :butan = 30 :70 hoặc 40 :60)
• Tiêu thụ công nghiệp: các nhà máy sử dụng LPG làm nhiên liệu để phục vụ sản
xuất như nhà máy sản xuất gốm, sứ, thủy tinh, gạch men, chế biến thực phẩm,
nông sản, thủy sản… Đây là nguồn tiêu thụ LPG quan trọng ở Việt Nam. (LPG có
tỉ lệ propan :butan = 50 :50)
• Giao thông vận tải: sử dụng LPG thay thế cho các nhiên liệu truyền thống như
xăng, dầu; và “xanh hóa” nhiên liệu. Tuy nhiên đến thời điểm hiện nay việc sử
dụng LPG trong giao thông vận tải còn khiêm tốn. Đi ngoài đường thỉnh thoảng
chúng ta bắt gặp những chiếc taxi “xanh” với nhiên liệu LPG của hãng Petrolimex.
Kết quả thử nghiệm sử dụng bộ chuyển đổi LPG cho xe taxi sẽ tiết kiệm được
khoảng 25-29% chi phí so với chạy xăng. Việt Nam cũng bắt đầu ứng dụng LPG
làm nhiên liệu thay xăng cho xe gắn máy.
Thống kê từ cơ sở dữ liệu sáng chế (SC), trên thế giới, từ năm 1955 đến nay có
4.259 SC về khí hóa lỏng và các ứng dụng của nó. Ba nước dẫn đầu số lượng sáng
chế LPG là Hàn Quốc (1.181 SC), Trung Quốc (1.155 SC) và Nhật Bản (834 SC).
Các doanh nghiệp châu Á cũng là những đơn vị sở hữu nhiều sáng chế LPG nhất

như Hyundai (371 SC), Kia (106 SC), Toyota (98 SC)… Tại Việt Nam số lượng
sáng chế về LPG có khoảng hơn 10 SC, chủ yếu là các SC ứng dụng LPG vào làm
nhiên liệu cho động cơ xe, trong đó GS. TSKH. Bùi Văn Ga (Giám đốc Đại học
Đà Nẵng) có 5 SC.
10,Thị trường LPG Việt Nam và thế giới
Thị trường LPG Việt Nam
• Nguồn cung LPG
Những năm gần đây chúng ta đã có quá nhiều chuyện để nói về công nghiệp dầu
khí Việt Nam. Vào những năm 70 của thế kỷ trước, với sự giúp đỡ của các chuyên
gia Liên Xô đã bắt đầu có những điều tra cơ bản và quy mô về tiền năng dầu khí ở
Việt Nam. Khởi đầu thất bại đã khiến nhiều người cho rằng Việt Nam tuy sở hữu 1
thềm lục địa dài và rộng nhưng không hề tồn tại các mỏ dầu khí. May mắn và 1
chút kiên nhẫn đã phát lộ tiềm năng dầu khí Việt Nam. Tuy nhiên thực tế rằng
những gì ngành dầu khí làm được từ đó đến nay vẫn chỉ là việc xuất khẩu dầu thô
để thu ngoại tệ và lại đem ngoại tệ đó để mua các sản phẩm dầu mỏ đã qua chế
biến với giá chắc chắn là cao hơn. Tất nhiên không thể 1 sớm 1 chiều đưa nền CN
dầu khí VN lên 1 đẳng cấp mới được, nhưng thật sự việc chờ đợi đã khiến nhiều
người mất kiên nhẫn trong vấn đề đảm bảo an ninh năng lượng, phát triển kinh bền
vững, ổn định an ninh quốc phòng...
LPG do nhà máy xử lý khí Dinh Cố (Bà Rịa-Vũng Tàu) sản xuất đáp ứng khoảng
30% nhu cầu thị trường LPG Việt Nam. Sản lượng LPG dự kiến năm 2009 sẽ đạt
khoảng 270.000 tấn. Dự kiến sản lượng LPG Dinh Cố sẽ đạt khoảng 230.000 tấn
vào năm 2010, giảm dần xuống còn 173.000 tấn vào năm 2015, tăng trở lại mức
279.000 tấn vào năm 2020 và đạt mức 230.000 tấn vào năm 2025 (số liệu báo cáo
đầu tư dự án Kho LPG lạnh Thị Vải của PVGAS). Sản phẩm LPG của nhà máy
Dinh Cố đã được Quatest 3 cấp chứng nhận phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế ASTM
D 1835-03.
Kể từ năm 2009, thị trường LPG Việt Nam có thêm nguồn cung LPG mới từ nhà
máy lọc dầu Dung Quất. Từ tháng 7/2009, nhà máy lọc dầu Dung Quất đã chính
thức cung cấp LPG cho thị trường với sản lượng khoảng 130.000 tấn (năm 2009),

các năm tiếp theo sẽ cung ứng cho thị trường khoảng 340.000 tấn/năm.
Sản lượng LPG sản xuất nội địa trong năm 2009 đạt khoảng 400.000 tấn, đáp
ứng khoảng 42% nhu cầu cả nước.
Hàng năm, Việt Nam vẫn phải nhập khẩu thêm LPG từ các quốc gia lân cận như
Thái Lan, Malaysia, Singapore, Đài Loan, Trung Quốc. Tuy nhiên trong những
năm gần đây, nguồn cung LPG cho thị trường Việt Nam từ các nước trong khu vực
Đông Nam Á ngày càng trở nên khan hiếm và không ổn định. Dự kiến trong tương