Các sản phẩm dầu mỏ và hóa dầu ths kiều đình kiểm, 168 trang

CÁC SẢN PHẨM DẦU MỎ
Nhiên liệu khí


Proved natural gas reserves
at end 2006


Natural gas production by
area


Natural gas reserves-toproduction (R/P) ratios




Các khái niệm cơ bản


Các loại khí hydrocacbon có thể sử dụng làm nhiên liệu
như: khí tự nhiên, khí ngưng tụ, khí dầu mỏ hóa lỏng,…
được gọi chung là khí nhiên liệu;

◦ Khí tự nhiên: là hỗn hợp các hydrocacbon và không
hydrocacbon, hình thành trong các lớp xốp phía dưới lòng đất.
Khí tự nhiên được chia thành:

 Khí không đồng hành: là khí tự do, nằm trong các giếng khí độc
lập, không tiếp xúc với dầu;
 Khí đồng hành: là khí tự do nằm trong các mỏ dầu hoặc hòa tan

trong dầu và được sản xuất trong quá trình khai thác dầu thô.

◦ Khí tự nhiên hóa lỏng (LNG): là hỗn hợp các hydrocacbon
được tách ra từ khí thô hoặc trong các nhà máy chế biến,
được hóa lỏng ở áp suất cao, nhiệt độ thấp;
◦ Khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG): khí thu được từ quá trình chế
biến dầu được hóa lỏng;
◦ Xăng tự nhiên: hỗn hợp các hydrocacbon tách ra và thu được
từ khí tự nhiên, chứa chủ yếu là khí pentane và các
hydrocacbon nặng hơn.


Các khái niệm cơ bản


Với các sản
phẩm khí được
hóa lỏng, các
phân đoạn lỏng
được bố trí theo
thang nhiệt độ
sau, tương ứng
với nhiệt độ sôi
của
các
hydrocacbon ở
áp suất khí
quyển

Thành phần


Những cấu tử cơ bản:

◦ Parafin mạch ngắn: metane, ethane, propane, n-butane và
iso-butane;
◦ Các olefin (khí sản xuất từ các quá trình chế biến dầu): etylen,
propylen, butylen
◦ Các pentane, hydrocacbon no mạch thẳng có phân tử lượng
lớn chiếm tỷ lệ không đáng kể
◦ Các tạp chất: H2S, CO2, N2, He, Hg,… có hàm lượng ít



Thành phần khí biến đổi rất khác nhau phụ thuộc vào
nguồn gốc tự nhiên, hoặc phương pháp chế biến.


Thành phần


Khí không đồng hành (khí tự nhiên):thành phần chủ yếu là
methane, chiếm trên 85%, các thành phần khác chiếm tỉ lệ ít

Nguồn: Handbook of Natural Gas Transmission and Processing



Thành phần



Khí không đồng hành (tt): thành phần khí các mỏ thuộc bể
Nam Côn Sơn, %mol
Thành phầần cầấu tửử

Lan

Tầy

Lan
Đoử

Rồần g
Đồi/Rồần g Đồi

Haửi

Mồạc

Thaạc h

Tinh

84,13

89,02

88,62

88,62

Tầy
82,06

Ethane, C2

4,22

4,22

5,63

5,8

4,04

Propane, C3

2,36

2,36

3,09

3,36

1,71

Iso-Butane, i-C4

0,59

0,59

0,78

0,68

0,37

Normal-Butane, n-C4

0,57

0,57

0,72

0,83

0,48

Neo-Pentane, i-C5

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

Iso-Pentane, i-C5

0,24

0,24

0,29

0,24

0,2

Normal-Pentane, n-C5

0,16

0,16

0,16

0,17

0,16

Heavies, C6+

1,03

1,03

0,36

0,17

1,2

Nitrogen, N2

0,34

0,34

0,12

0,12

0,1

Carbon Dioxide, CO2

1,87

1,87

4,78

4,5

Methane, C1

2,72
Nguồn: PVPro



Thành phần


Khí tự nhiên đồng hành (khí dầu mỏ): ngoài hàm lượng
chính là metan, các thành phần khác (etan, propan, butan
và các hydrocacbon nặng khác chiếm tỉ lệ lớn hơn đáng kể

so với khí tự nhiên (xem bảng)
Thành phầần cầấu tửử

Baạc h

Raạn g

Methane, C1

Hồử
83,75

Đồng

79,2

Ethane, C2

12,55

Propane, C3

Ruby

Sử Tửử

Sử Tửử

Emerald

78,03

Đen/Vàng
80,77

Trắấn g
74,344

10,87

10,68

9,60

12,83

9,70

2,59

6,14

6,71

4,38

6,623

5

Iso-Butane, i-C4

0,26

1,04

1,31

1,21

1,043

1

Normal-Butane, n-C4

0,31

1,46

1,74

1,12

1,702

1,42

Neo-Pentane, i-C5

N/A

N/A

N/A

N/A

0,438

N/A

Iso-Pentane, i-C5

0,05

0,35

0,31

0,28

0,36

0,36

Normal-Pentane, n-C5

0,04

0,35

0,38

0,27

N/A

0,34

Heavies, C6+

0,02

0,29

0,14

0,36

0,528

0,49

Nitrogen, N2

0,35

0,26

0,64

1,96

0,128

0,34

0,1

0,04

0,08

0,05

2,003

0

Carbon Dioxide, CO2

81,35

Nguồn: PVPro


Thành phần




LPG thương phẩm: thành phần chủ yếu là C3 (propan,
propylen) và C4 (butan, butylen); ngoài ra có thể có dạng
vết của etan, và pentan
Phân loại LPG thương phẩm theo thành phần:
◦ Propan thương phẩm: thành phần chủ yếu là hydrocacbon
C3, butan/butylen có hàm lượng không đáng kể, etan/etylen
chỉ có ở dạng vết
◦ Butan thương phẩm: thành phần chủ yếu là hydrocacbon
dạng n-butan hoặc butylen-1, propan/propylen có hàm lượng
không đáng kể, pentan chỉ có ỏ dạng vết.
◦ Hỗn hợp butan-propan



Thành phần olefin trong LPG thương phẩm:

◦ Nếu trong LPG không có olefin: các parafin thường dùng là
propan hoặc butan
◦ Nếu trong LPG có olefin: hỗn hợp có tỉ lệ 70% propan + 30%
propylen hoặc 70% n-butan + 30% butylen-1


Sản xuất


Từ nguồn khí thiên nhiên: quá trình xử lý khí thiên nhiên
tiêu biểu

Nguồn: Handbook of Natural gas Transmission and Processing


Sản xuất


Từ nguồn khí thiên nhiên:

◦ Quá trình tách pha: phân tách dòng khí thô thành
các dòng khí, hydrocacbon lỏng (condensate),
nước lỏng và rắn riêng biệt.
◦ Condensate thu hồi được ổn định hóa, tách bớt các
thành phần nhẹ như metan, etan bằng phương
pháp chưng cất, để đảm bảo an toàn, và tránh tổn

thất khi tồn trữ, vận chuyển.
◦ Xử lý khí axit: loại bỏ các khí axit (CO2, H2S)
◦ Nén lên áp suất trung gian, thường từ 300 – 400
psig (20 – 28 atm);


Sản xuất


Từ nguồn khí thiên nhiên (tt):

◦ Tách nước (dehydration): loại bỏ nước để tránh sự
hydrat hóa khí, kiểm soát điểm sương của khí.
Tách nước có thể bằng phương pháp làm
lạnh/ngưng tụ hoặc sử dụng chất ức chế/làm
lạnh/ngưng tụ. Để làm lạnh khí, có thể dùng
phương pháp giảm áp hoặc sử dụng môi chất lạnh.
◦ Nén khí sản phẩm đến áp suất cao để đưa vào
đường ống phân phối đến người tiêu dùng. Áp suất
đặc trưng là 700 – 1000 psig (50 – 70 atm).


Sản xuất


Từ NMLD:
◦ Khí từ sản phẩm đỉnh của thiết bị chưng cất khí quyển.
◦ Khí sinh ra từ các quá trình cracking, reforming,
visbreaking hay coking
◦ Các khí này được qua quá trình xử lý để loại bỏ tạp chất,

và phân đoạn thành các sản phẩm khác nhau
 Khí nhiên liệu (fuel gas): chủ yếu là C1, C2 được dùng làm
nhiên liệu cho nhà máy;
 Các olefins (etylen, propylen,..): dùng làm nguyên liệu hóa
dầu, hoặc sản xuất LPG);
 LPG: gồm thành phần C3, C4 dùng để sản xuất LPG
thương phẩm.




Các tính chất và sử dụng


Tính chất chung:
◦ Các loại khí nhiên liệu, LPG là các khí hydrocacbon
không màu, không mùi, không vị.
◦ LPG nặng hơn không khí.
◦ Có nhiệt trị cao so với các loại nhiên liệu khác
◦ Không tan lẫn trong nước, tan dễ dàng trong dung môi
hữu cơ.


Các tính chất và sử dụng
Bảng - Nhiệt trị của các loại nhiên liệu
Nhiên liệu

Nhiệt trị (kcal/kg)

Than củi

6582

FO

10175

DO

10675

KO

11000

Nhiên liệu phản lực

11400

Xăng động cơ

11400

LPG

11845

Khí thiên nhiên (LNG)

12400

Các tính chất và sử dụng


Các tính chất quan trọng cần lưu ý khi sử dụng:

◦ Với khí tự nhiên hóa lỏng:
 Hàm lượng nước: ảnh hưởng đến khả năng tạo băng hoặc
hydrat trong đường ống;
 Hàm lượng H2S, mercaptan: ảnh hưởng đến tính ăn mòn
của nhiên liệu khi cháy, và mùi của nhiên liệu;
 Hàm lượng CO2: ảnh hưởng đến hệ thống làm lạnh khu tồn
chứa ở dạng lỏng

◦ Với LPG:
 Đặc tính bay hơi: ảnh hưởng đến tồn chứa (dạng lỏng), sử
dụng (dạng hơi).
 Ăn mòn tấm đồng: ảnh hưởng đến ăn mòn thiết bị cung cấp
khí dầu mỏ nói chung và LPG nói riêng)


Các tính chất và sử dụng


Quá trình cháy của LPG, NGL:

◦ LPG, NGL lỏng  bốc hơi  hòa trộn với không khí 
đốt cháy
◦ Phương trình cháy:

HC(C3, C4) + không khí (O2, N2)  CO2 + H2O + NOx +
CO
◦ Chất thải từ quá trình cháy:
 CO2: chất thải chính, chiếm 99% luợng C chuyển hóa thành
 NOx: sinh ra do oxy hóa N2 trong không khí, phụ thuộc vào nồng
độ N2, O2 (tỷ lệ cháy), nhiệt độ cháy cao nhất và thời gian cháy.
 CO: sinh ra do quá trình cháy thiếu oxy