Đề xuất phương án chế biến tối ưu nhà máy chế biến condensat pdc từ nguồn condensat nam côn sơn
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.74 MB, 163 trang )
Đại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
--------------------
HUỲNH MINH THUẬN
ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN CHẾ BIẾN TỐI ƯU NHÀ
MÁY CHẾ BIẾN CONDENSAT PDC TỪ NGUỒN
CONDENSAT NAM CÔN SƠN
Chun ngành: Cơng Nghệ Hóa Học
LUẬN VĂN THẠC SĨ
TP. HỒ CHÍ MINH, 06/2008
CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
Cán bộ hướng dẫn khoa học :
1. Tiến Sĩ. Trịnh Văn Thân
2. Thạc Sĩ. Nguyễn Thành Nhơn
Cán bộ chấm nhận xét 1:
TS. Thái Nguyễn Huy Chí
Cán bộ chấm nhận xét 2:
TS. Nguyễn Hữu Lương
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN
THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 25 tháng 07 năm 2008.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
------------------oOo--Tp. HCM, ngày
tháng năm 2008
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: HUỲNH MINH THUẬN
Ngày, tháng, năm sinh: 19/05/1981
Chun ngành:
Cơng Nghệ Hóa học
Khố (Năm trúng tuyển):
K2005
Giới tính: Nam
Nơi sinh: Bình Định
1- TÊN ĐỀ TÀI: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN CHẾ BIẾN TỐI ƯU NHÀ MÁY CHẾ
BIẾN CONDENSAT PDC TỪ NGUỒN CONDENSAT NAM CÔN
SƠN
2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:
- Nghiên cứu tổng quan về nhà máy chế biến condensat PDC (CPP);
- Nghiên cứu tổng quan về nguồn nguyên liệu condensate và thị trường tiêu thụ
sản phẩm xăng dầu Việt Nam, phần mềm mô phỏng tối ưu (Pro/II, LP);
- Mô phỏng nhà máy theo thiết kế ban đầu;
- Nghiên cứu các phương án chế biến nhà máy CPP từ nguồn condensate Nam
Côn Sơn;
- So sánh, đánh giá, và đề xuất phương án chế biến thích hợp cho nhà máy.
3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 17/06/2007
4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 16/06/2008
5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:
- Tiến Sĩ. Trịnh Văn Thân
- Thạc Sĩ. Nguyễn Thành Nhơn
Nội dung và đề cương Luận văn Thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua.
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Họ tên và chữ ký)
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH
(Họ tên và chữ ký)
LỜI CẢM ƠN
Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến:
Tiến Sĩ Trịnh Văn Thân và Thạc Sĩ Nguyễn Thành Nhơn – Trung tâm Nghiên
cứu và Phát triển Chế biến Dầu khí đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong
q trình thực hiện Luận văn.
Các Thầy, Cơ giáo Khoa Cơng nghệ Hóa học – Trường Đại học Bách Khoa
TPHCM đã truyền đạt những kiến thức bổ ích và cần thiết trong thời gian học
tập tại Trường.
Ban Giám Đốc, các phòng ban và các anh chị phụ trách kỹ thuật Nhà máy Chế
biến Condensat PDC đã hỗ trợ, giúp đỡ, cung cấp đầy đủ số liệu về nhà máy
trong quá trình thực hiện Luận văn.
Ban Giám Đốc và các đồng nghiệp tại Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển
Chế biến Dầu khí đã động viên, hỗ trợ trong quá trình thực hiện Luận văn.
Em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến gia đình và tất cả bạn bè đã động viên,
giúp đỡ trong suốt thời gian học tập và thực hiện Luận văn này.
TP.HCM, tháng 6/2008
Tác giả
Huỳnh Minh Thuận
-a-
ABSTRACT
In recent years, Vietnam’s GDP growth rate had high economic development in
region and in the world. According to expert’s opinion, growth rate continues to
keep strong. The consumption growth of petroleum products is very large,
especially high quality gasoline. But, Refining Industry hasn't developed so that
almost of petroleum product is import to meet domestic demand.
Condensate Processing Plant (CPP) was invested by Vietnam Oil & Gas Group
with capacity about 130.000 tons/year. PVPDC is unit to control and operate this
plant. At present, the distillation column of the plant don’t operate due to small
capacity. PVPDC is considering to revamp and expand the plant to produce high
octane gasoline. Therefore, to propose processing project for plant from Nam Con
Son condensat source is very essential and suitable for development strategy of
PVPDC.
This essay suggests to solve these main issues:
-
Overview of existing processing technology of plant, consumption market
of petroleum products, condensat source in Vietnam as well as simulation
and optimization software (Pro/II, LP);
-
Studying some processing solutions for plant to produce high quality
gasoline. Calculating, comparing some suggested solution based on
technical, economic and environmental factor. After that, suggesting
suitable solution for the plant to operate effectively;
-
Conclusion and petition.
This thesis’s objective is find suitable solution to produce high octane gasoline for
CPP.
-b-
TĨM TẮT LUẬN VĂN
1. Mở Đầu
Việt Nam là nước có tốc độ tăng trưởng kinh tế cao trong khu vực cũng như trên
toàn thế giới. Năm 2006, tăng trưởng GDP hàng năm là 8,2%; năm 2007, mức tăng
trưởng này đạt con số là 8,48 %/năm. Theo dự đoán của rất nhiều chuyên gia kinh
tế, tốc độ tăng trưởng của Việt Nam sẽ tiếp tục duy trì ở mức cao sau khi gia nhập
WTO. Là một thị trường tiềm năng với 75 % phương tiện giao thông dùng xăng làm
nhiên liệu, tốc độ tăng trưởng nhu cầu sử dụng xe cơ giới lại khá cao. Trong cơ cấu
các loại xăng tiêu thụ, xăng RON 92 luôn chiếm tỷ trọng cao. Năm 2007, tỷ trọng
xăng RON 92 chiếm đến 82 % tổng lượng xăng tiêu thụ với 3,09 triệu tấn, còn lại là
các lọai xăng khác như RON 83, 90 và 95. Tỷ lệ tiêu thụ nhiên liệu xăng của miền
Bắc, miền Trung và miền Nam tương ứng là 25%, 10% và 65%.
Hiện tại, phần lớn nguồn cung cấp xăng dầu trong nước đều phải nhập khẩu từ
nước ngoài. Với tốc độ tăng trưởng như vậy, theo dự báo nhu cầu tiêu thụ các sản
phẩm xăng dầu của Việt Nam giai đoạn 2007-2020 có tính đến sự bổ sung sản phẩm
cho thị trường trong nước theo kế hoạch của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất (NMLD
số 1), Liên hợp Lọc Hóa dầu Nghi Sơn (NMLD số 2) và Nhà máy Lọc dầu phía
Nam (NMLD số 3) cũng chưa đủ đáp ứng nhu cầu sử dụng trong nước.
Nhà máy chế biến condensat PDC (CPP) được đầu tư từ năm 2003. Nhưng hiện
tại cột chưng cất thì khơng hoạt động do nguồn condensat theo thiết kế ban đầu
không khả thi. Nhà máy chỉ sử dụng condensat Bạch Hổ pha trộn với các phụ gia,
reformat để sản xuất xăng RON 83 phục vụ cho nhu cầu trong nước. Việc tìm giải
pháp đế chế biến tối ưu nhằm đáp ứng nhu cầu xăng có trị số octan cao trong nước
là ý tưởng đúng đắn, hợp lý và phù hợp với qui hoạch phát triển của công ty
PVPDC.
Luận văn đi vào nghiên cứu các vấn đề chính sau đây:
- Tổng quan về nhà máy chế biến condensat hiện tại;
- Tổng quan về nguồn condensat Việt Nam;
-c-
- Thị trường tiêu thụ các sản phẩm xăng dầu Việt Nam;
- Nghiên cứu các phương án chế biến cho nhà máy chế biến condensat PDC;
- Đánh giá các phương án dựa trên tiêu chí cơng nghệ, kinh tế, mơi trường từ đó
đề xuất một phương án thích hợp cho nhà máy.
2. Tổng quan về nguồn condensat Việt Nam
Qua những phân tích về khả năng khai thác condensat từ các mỏ thuộc bể Cửu
Long và Nam Côn Sơn từ năm 2010 đến năm 2025 cũng như nhu cầu sử dụng
condensat cho dự án Tổ hợp Hóa dầu Miền Nam Việt Nam, có thể rút ra một số kết
luận sau:
- Các mỏ đang khai thác như Bạch Hổ, Rồng sản lượng condensat trong giai
đoạn 2010 – 2025 khơng cịn nhiều. Phần lớn nguồn nguyên liệu condensat tiềm
năng cho nhà máy của PVPDC là từ bể Nam Côn Sơn như: Lan Tây, Hải Thạch,
Mộc Tinh, Rồng Đôi/Rồng Đôi Tây .
- Trong giai đoạn 2010 - 2020, lượng nguyên liệu condensat cung cấp cho nhà
máy của PVPDC có thể đạt trên 260 ngàn tấn/năm. Tuy nhiên, từ năm 2021 trở đi,
lượng condensat giảm dần và đến năm 2025 chỉ còn 50 ngàn tấn, sau khi đã cung
cấp 0,5 triệu tấn cho Tổ hợp hóa dầu. Do vậy, cần có sự cân đối nguồn nguyên liệu
giữa nhà máy của PVPDC và Tổ hợp Hóa dầu Miền Nam từ năm 2021 trở về sau.
Đồng thời, có thể phải xét đến phương án nhập khẩu condensat từ các nước trong
khu vực như Philippines và Indonesia.
3. Tổng quan về thị trường tiêu thụ
Nhu cầu sử dụng các sản phẩm xăng dầu tại thị trường Việt Nam hiện nay là khá
lớn, đặc biệt đối với xăng có trị số Octan RON 92. Năm 2007, cả nước tiêu thụ 3,09
triệu tấn xăng RON 92, trong khi cho đến thời điểm này Việt Nam vẫn chưa sản
xuất được xăng có trị số Octan cao, toàn bộ nhu cầu đều được đáp ứng bằng nguồn
nhập khẩu. Trong giai đoạn 2007 – 2020, khi các nhà máy lọc dầu của Tập đoàn
Dầu khí Việt Nam (PVN) đi vào hoạt động cũng chỉ đáp ứng được phần nào nhu
-d-
cầu tiêu thụ, lượng thiếu hụt vẫn phải nhập khẩu. Năm 2010, dự kiến thị trường
thiếu 3,5 triệu tấn xăng RON 92, năm 2015 con số này tăng lên 3,6 trịệu tấn/năm và
đến năm 2020 lượng xăng RON 92 thiếu hụt lên tới 7,5 triệu tấn/năm.
Ngoài xăng RON 92, các sản phẩm khác như nhiêu liệu DO, KO và FO nhu cầu
tiêu thụ của thị trường cũng rất lớn mà nguồn cung từ các nhà máy lọc dầu của PVN
chỉ đáp ứng được một phần. Trong giai đoạn 2007 – 2020, cán cân cân bằng cung
cầu của các sản phẩm này đều nghiêng về phía cầu, cầu vượt cung ở mức khá lớn.
4. Nghiên cứu các phương án, giải pháp chế biến nhà máy CPP
Sau khi nghiên cứu sơ đồ hiện hữu của nhà máy, hai giải pháp được đề ra để xem
xét như sau:
-
Xây dựng nhà máy mới;
-
Nâng cấp, mở rộng nhà máy.
Với hai giải pháp đưa ra, nhằm tận dụng thiết bị có sẵn của nhà máy, tiết kiệm chi
phí đầu tư cũng như đảm bảo chất lượng sản phẩm, giải pháp được đề xuất là nâng
cấp, mở rộng nhà máy.
Định hướng lựa chọn qui mô công suất của giải pháp mở rộng, nâng cấp nhà máy:
-
Định hướng chiến lược của chủ đầu tư;
-
Khả năng cung cấp nguyên liệu trong nước;
-
Qui mô công suất chế biến đạt hiệu quả kinh tế cao;
-
Thị trường tiêu thụ sản phẩm.
Để vừa đảm bảo nguồn cung cấp nguyên liệu trong nước, vừa tối đa hiệu quả
kinh tế của nhà máy và phù hợp với định hướng chiến lược của chủ đầu tư PVPDC,
mức công suất đề nghị là 250.000 tấn nguyên liệu condensat/năm.
Cơ sở lựa chọn phương án công nghệ:
Từ số liệu thống kê và dự báo nhu cầu thị trường, định hướng chiến lược của
công ty PVPDC và thực tế công nghệ của nhà máy, phương án công nghệ được
chọn phải đảm bảo các yêu cầu sau:
-e-
Đảm bảo RON của xăng thương phẩm phải đạt tối thiểu 92. Về lâu dài
việc nâng RON đạt 95 và 98 sẽ dùng phụ gia, cồn nhiên liệu hoặc các chế
phẩm sinh học thân thiện môi trường khác nhằm đáp ứng xu thế khách
quan và chủ trương của Nhà nước trong việc phát triển nhiên liệu tái tạo;
Không có sản phẩm phụ mà Việt Nam chưa có nhu cầu hoặc khó tiêu thụ;
Chấp nhận có các sản phẩm khác ngoài xăng mà PVPDC đang hoặc sẽ
triển khai kinh doanh như LPG, DO, dung môi;
Đảm bảo sản phẩm xăng đạt các chỉ tiêu về môi trường theo tiêu chuẩn
TCVN 6776 -2005, nghĩa là sản phẩm có hàm lượng olefin, aromatic,
benzen, lưu huỳnh hợp lý để xăng sau khi pha chế đạt tiêu chuẩn này;
Nguồn cung xúc tác phải đảm bảo lâu dài và chế độ vận hành khơng q
khắc nghiệt, đảm bảo độ an tồn cao trong vận hành;
Cơng nghệ được chọn phải thuộc nhóm khơng gây ơ nhiễm mơi trường;
Chi phí đầu tư thấp;
Thời gian triển khai hợp lý;
Tận dụng được các thiết bị và hệ thống bồn bể chứa sẵn có của nhà máy
chế biến condensat PDC hiện nay.
Dựa trên định hướng lựa chọn công nghệ và phương pháp luận để lựa chọn cơng
nghệ, q trình lựa chọn sơ đồ công nghệ được tiến hành tuần tự theo hai bước sau:
Bước 1: Lựa chọn phương án công nghệ
Bước 2: Lựa chọn bản quyền công nghệ
Để so sánh, đánh giá các phương án công nghệ và các công nghệ bản quyền,
phương pháp chuyên gia đã được sử dụng (xây dựng hệ tiêu chí và cho điểm) để
cho điểm đánh giá từng tiêu chí của mỗi phương án;
Đối với mỗi phương án công nghệ, phần mềm LP được sử dụng để tối ưu cơ cấu
và chất lượng sản phẩm. Cơ cấu sản phẩm tối ưu được đưa vào mơ hình tính tốn
kinh tế để so sánh hiệu quả kinh tế sơ bộ của từng phương án;
Tiêu chí đánh giá các phương án cơng nghệ được chia thành ba nhóm lớn:
-
Nhóm tiêu chí kỹ thuật – công nghệ;
-f-
-
Nhóm tiêu chí về kinh tế;
-
Nhóm tiêu chí về mơi trường.
Bốn phương án cơng nghệ được phân tích, đánh giá bao gồm:
Phương án 1 (Ref): Sử dụng công nghệ reforming;
Phương án 2 (Ref + Iso): Sử dụng công nghệ reforming và đồng phân hóa;
Phương án 3 (NHGI): Sử dụng cơng nghệ đồng phân hóa khơng sử dụng
hydro;
Phương án 4 (OET): Sử dụng công nghệ cải tiến trị số octan.
Thơng qua các tiêu chí được xây dựng, báo cáo đã chọn ra phương án thích hợp
là phương án 2: Sử dụng công nghệ reforming và đồng phân hóa với bản quyền
cơng nghệ của Axens, các phân xưởng của công nghệ chế biến bao gồm:
Phân xưởng xử lý condensat bằng hydro;
Phân xưởng phân tách condensat;
Phân xưởng đồng phân hóa;
Phân xưởng xử lý nguyên liệu naphtha nặng cho q trình reforming. Dây
chuyền cơng nghệ hiện hữu của nhà máy có thể được tận dụng lại để thực
hiện chức năng của phân xưởng này;
Phân xưởng reforming.
Giới thiệu về phương án lựa chọn:
Cơ cấu nguyên liệu - sản phẩm:
- Nguyên liệu:
250.000 tấn/năm
- Sản phẩm:
+ LPG:
4.000 tấn/năm
+ Xăng:
190.000 tấn/năm
+ Kerosen:
35.000 tấn/năm
+ FO:
14.000 tấn/năm
Ước tính tổng mức đầu tư nâng cấp mở rộng nhà máy chế biến condensat PDC
là khoảng 77,04 triệu USD tương đương 1.139 tỷ đồng, trong đó:
-g-
Tổng vốn đầu tư xây dựng lắp đặt là: 60,01 triệu USD tương đương 966 tỷ
đồng, bao gồm:
-
Cụm công nghệ chính;
-
Tiện ích và cơ sở hạ tầng;
-
Hệ thống bồn bể chứa;
-
Chi phí trước hoạt động;
-
Dự phịng.
Vốn lưu động: 10,77 triệu USD tương đương 173 tỷ đồng.
Hiệu quả kinh tế - xã hội của phương án lựa chọn:
Dựa trên một số giả định, kết quả tính tốn sơ bộ hiệu quả kinh tế của dự án
nâng cấp, mở rộng như sau:
Hiện giá thuần: NPV = 8,54 triệu USD tương đương với 137,46 tỷ đồng;
Tỷ suất sinh lợi nội tại: IRR = 13,7%;
Thời gian hoàn vốn: PP = 10 năm 2 tháng.
Như vậy, kết quả phân tích kinh tế cho thấy Dự án có tính khả thi về mặt kinh tế.
IRR của phương án lựa chọn khá hấp dẫn (khoảng 14%) và thời gian hoàn vốn
khoảng 10 năm.
Một số hiệu quả xã hội:
Tạo công ăn việc làm cho người lao động trong khu vực;
Góp phần phát triển lực lượng lao động trực tiếp có trình độ kỹ thuật cao và
có khả năng quản lý, vận hành và bảo trì nhà máy;
Góp phần phát triển nhân công và các hoạt động trong ngành công nghiệp
sản xuất xăng dầu;
Góp phần đáp ứng nhu cầu thiếu hụt xăng trong nước, làm giảm sự phụ
thuộc nhập khẩu sản phẩm xăng;
Đem lại các khoản thu thuế cho chính quyền địa phương và Quốc gia;
Áp dụng các kỹ thuật cao trong sản xuất cho ngành công nghiệp Việt Nam
cũng như sẽ được hưởng lợi rất lớn qua q trình chuyển giao cơng nghệ.
Phát triển các ngành công nghiệp cung cấp dịch vụ hỗ trợ cho từng quá trình
thực hiện và các khách hàng khác;
-h-
Đẩy mạnh sự phát triển toàn diện của địa phương khi Nhà máy được mở
rộng trong khu tam giác kinh tế trọng điểm phía Nam (Thành Phố Hồ Chí
Minh, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu và tỉnh Đồng Nai).
5. Kết luận và Kiến nghị
Kết quả khảo sát và nghiên cứu cho thấy phương án nâng cấp, mở rộng nhà máy
chế biến condensat PDC là hoàn toàn phù hợp với chiến lược của PVPDC, đạt hiệu
quả kinh tế.
Với phương án chế biến là sử dụng cả reforming và đồng phân hóa với bản
quyền công nghệ của Axens sẽ đảm bảo chất lượng xăng cao, chi phí đầu tư vừa
phải và thời gian tiến hành hợp lý. Do đó, để nhanh chóng triển khai thực hiện đề
nghị chủ đầu tư làm việc với đơn vị tư vấn để tiến hành nghiên cứu khả thi và triển
khai dự án.
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .................................................................................... 3
1.1.
TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN CONDENSAT PDC ..............4
1.1.1. Giới thiệu về Công ty TNHH Một Thành viên Chế biến và Kinh doanh
các Sản phẩm Dầu mỏ (PVPDC) .........................................................................4
1.1.1.1. Nhiệm vụ .............................................................................................4
1.1.1.2. Các sản phẩm chủ yếu do PVPDC cung ứng ......................................4
1.1.1.3. Cơ sở vật chất phục vụ hoạt động sản xuất kinh doanh Dầu mỏ ........5
1.1.2. Giới thiệu về Nhà máy Chế biến Condensat PDC (CPP) .......................5
1.2.
TỔNG QUAN CÁC NGUỒN CUNG CẤP CONDENSAT Ở VIỆT NAM .
....................................................................................................................10
1.2.1. Bể Cửu Long .........................................................................................11
1.2.2. Bể Nam Côn Sơn ..................................................................................12
1.2.3. Khả năng cung cấp nguyên liệu condensat ...........................................13
1.3.
TỔNG QUAN VỀ THỊ TRƯỜNG TIÊU THỤ SẢN PHẨM XĂNG DẦU
TẠI VIỆT NAM ....................................................................................................19
1.4.
TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM MÔ PHỎNG, TỐI ƯU .........................24
1.4.1. Giới thiệu phần mềm mơ phỏng PRO/II ...............................................24
1.4.2. Giới thiệu về chương trình LP: .............................................................26
CHƯƠNG 2: ............................................................................................................ 30
NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG ÁN CHẾ BIẾN NHÀ MÁY CHẾ BIẾN
CONDENSAT PDC ................................................................................................ 30
2.1.
Lập Mơ Hình Nhà Máy Theo Thiết Kế Ban Đầu.......................................31
2.2.
Nghiên cứu Các Phương Án Chế Biến Nhà Máy CPP ..............................34
2.2.1. Định Hướng Lựa Chọn Quy Mô Công Suất Của Giải Pháp Mở Rộng 36
2.2.2. Đề Xuất Phương Án Công Nghệ ..........................................................37
2.2.2.1. Định hướng lựa chọn phương án công nghệ .....................................37
2.2.2.2. Phương pháp luận lựa chọn phương án công nghệ: ..........................38
2.2.2.3. Giới thiệu các hệ tiêu chí đánh giá ....................................................42
2.2.2.4. Giới Thiệu Các Phương Án Cơng Nghệ ...........................................44
2.2.3. Phân tích, Đánh giá, Lựa chọn Phương án Cơng nghệ .........................54
2.2.3.1. Nhóm tiêu chí kỹ thuật - cơng nghệ: .................................................54
2.2.3.2. Nhóm tiêu chí kinh tế:.......................................................................57
2.3.3.3. Nhóm tiêu chí mơi trường .................................................................63
2.2.3.4. So sánh, cho điểm các phương án công nghệ ...................................64
2.2.3.5. Khả năng phối hợp với hệ thống cơng nghệ hiện có: .......................65
2.2.3.6. Kết luận về phương án chế biến condensat.......................................66
2.2.4. Lựa Chọn Nhà Cung Cấp Bản Quyền Công Nghệ ...............................67
2.2.4.1. Phương thức đánh giá .......................................................................67
2.2.4.2. Các giải pháp công nghệ được đề xuất theo phương án đã chọn ......67
2.2.4.3. Các nhà cung cấp bản quyền công nghệ được xem xét ....................69
2.2.4.4. So Sánh Các Đề Xuất Theo Hệ Tiêu Chí ..........................................71
2.2.4.5. Kết Luận Về Nhà Cung Cấp Bản Quyền Công Nghệ.......................72
2.2.5. Giới Thiệu Dây Chuyền Công Nghệ Được Lựa Chọn .........................73
2.2.5.1. Cơ cấu nguyên liệu - sản phẩm .........................................................73
2.2.5.2. Phân xưởng xử lý condensat bằng hydro ..........................................74
2.2.5.3. Phân xưởng phân tách condensat ......................................................75
2.2.5.4. Phân xưởng tách naptha nặng làm nguyên liệu cho quá trình
reforming xúc tác ...........................................................................................77
2.2.5.5. Phân xưởng Reforming xúc tác tái sinh bán liên tục ........................78
2.2.5.6. Phân xưởng đồng phân hóa ...............................................................81
2.2.6. Hiệu quả Kinh tế - Xã hội của Phương án Lựa chọn ............................85
2.2.6.1. Đánh giá hiệu quả kinh tế của phương án .........................................85
2.2.6.2. Phân tích độ nhạy của Phương án lựa chọn ......................................85
2.2.6.1. Hiệu quả xã hội của Phương Án .......................................................87
CHƯƠNG 3: ............................................................................................................ 89
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 89
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 93
CHƯƠNG 4: PHỤ LỤC ............................................................................................ i
PHỤ LỤC 1: CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH MỘT QUÁ TRÌNH MƠ PHỎNG
TRONG PRO/II ...................................................................................................... ii
PHỤ LỤC 2: KẾT QUẢ TÍNH TỐN MƠ PHỎNG.......................................... vii
PHỤ LỤC 3: GIỚI THIỆU ĐỀ XUẤT CỦA NHÀ CUNG CẤP BẢN QUYỀN
CÔNG NGHỆ .................................................................................................... xxix
PHỤ LỤC 4: KẾT QUẢ TÍNH TỐN SƠ BỘ HIỆU QUẢ KINH TẾ CỦA DỰ
ÁN (PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN) .................................................................. xxxvi
PHỤ LỤC 5: MỘT SỐ BẢN VẼ CÔNG NGHỆ CỦA PHƯƠNG ÁN ............... xl
LỰA CHỌN .......................................................................................................... xl
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Sản lượng condensat Bạch Hổ dùng cho sản xuất xăng của nhà máy
PVPDC giai đoạn 2003-2006 (ngàn tấn/năm) ............................................................6
Bảng 1.2. Tính chất hố lý của nguyên liệu condensat hiện tại của nhà máy PVPDC
.....................................................................................................................................6
Bảng 1.3. Hệ thống bồn bể chứa hiện tại của nhà máy CPP .......................................9
Bảng 1.4. Trữ lượng một số nguồn khí bể Cửu Long ...............................................11
Bảng 1.5. Trữ lượng một số nguồn khí bể Nam Côn Sơn ........................................12
Bảng 1.6. Dự báo khả năng cung cấp condensat cho dự án PVPDC ........................14
Bảng 1.7. Sản lượng khai thác condensat hiện tại của một số mỏ trong khu vực
Đơng Nam Á (ngàn thùng/ngày) ...............................................................................15
Bảng 1.8. Tính chất condensat Lan Tây, condensat Malampaya và condensat
Senipah ......................................................................................................................17
Bảng 1.9. Dự báo nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm xăng dầu của Việt Nam giai đoạn
2007 - 2020 (ngàn tấn/năm) ......................................................................................22
Bảng 2.1. Kết quả mô phỏng theo thiết kế ban đầu ..................................................32
Bảng 2.2. Tính chất condensat Bangkok và condensat Bạch Hổ..............................33
Bảng 2.3. Kết quả tính tốn mơ phỏng với nguồn condensat Lan Tây .....................34
Bảng 2.4. Tiêu chí đánh giá các phương án cơng nghệ ............................................42
Bảng 2.5. Tiêu chí đánh giá các công nghệ bản quyền. ............................................43
Bảng 2.6. Điều kiện vận hành và RON của sản phẩm khi sử dụng các loại xúc tác
khác nhau...................................................................................................................44
Bảng 2.7. Cơ cấu sản phẩm công nghệ NHGI ..........................................................47
Bảng 2.8. Cơ cấu sản phẩm công nghệ OET ............................................................49
Bảng 2.9. So sánh kinh nghiệm áp dụng phương án công nghệ trong thực tế..........54
Bảng 2.10. So sánh yêu cầu về nguyên liệu đầu vào của các phương án. ................54
Bảng 2.11. So sánh cơ cấu và chất lượng sản phẩm của các phương án. ................55
Bảng 2.12. So sánh khả năng cung cấp xúc tác của các phương án .........................56
Bảng 2.13. So sánh tổng mức đầu tư của các phương án công nghệ. ......................58
Bảng 2.14. So sánh chi phí vận hành của các phương án công nghệ........................58
Bảng 2.15. So sánh hiệu quả kinh tế sơ bộ của các phương án công nghệ ...............63
Bảng 2.16. Tổng kết đánh giá cho điểm các phương án công nghệ .........................64
Bảng 2.17. So sánh ưu nhược điểm các giải pháp công nghệ ...................................69
Bảng 2.18. Tổng kết đánh giá cho điểm các phương án công nghệ của các nhà cung
cấp bản quyền công nghệ ..........................................................................................72
Bảng 2.19. Cơ cấu nguyên liệu - sản phẩm của nhà máy .........................................73
Bảng 2.20. Cân bằng vật chất phân xưởng xử lý condensat bằng hydro ..................75
Bảng 2.21. Tiêu hao tiện ích phân xưởng xử lý condensat bằng hydro ....................75
Bảng 2.22. Cân bằng vật chất phân xưởng tách condensat .......................................76
Bảng 2.23. Tiêu hao tiện ích phân xưởng tách condensat ........................................76
Bảng 2.24. Cân bằng vật chất phân xưởng phân tách naptha nặng làm nguyên liệu
cho quá trình reforming .............................................................................................77
Bảng 2.25. Tiêu hao tiện ích phân xưởng tách naptha nặng làm nguyên liệu quá
trình reforming ..........................................................................................................77
Bảng 2.26. Cân bằng vật chất phân xưởng reforming ..............................................79
Bảng 2.27. Tiêu hao tiện ích phân xưởng reforming ................................................80
Bảng 2.28. Chất lượng dòng sản phẩm trung gian của phân xưởng reforming ........80
Bảng 2.29. Cân bằng vật chất phân xưởng đồng phân hóa .......................................84
Bảng 2.30. Tiêu hao tiện ích phân xưởng đồng phân hóa.........................................84
Bảng 2.31. Chất lượng sản phẩm trung gian phân xưởng đồng phân hóa ................85
Bảng 2.32. Kết quả phân tích độ nhạy của dự án theo tổng vốn đầu tư, giá nguyên
liệu condensat đầu vào và giá sản phẩm xăng đầu ra................................................85
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ cơng nghệ cụm chế biến condensat ..................................................8
Hình 1.2. Các bể trầm tích thềm lục địa phía Nam có khả năng khai thác thương mại
...................................................................................................................................10
Hình 1.3. Trữ lượng có khả năng thu hồi của khí và condensat bể Cửu Long và Nam
Cơn Sơn .....................................................................................................................13
Hình 1.4. Dự báo sản lượng khai thác condensat giai đoạn 2010-2025 ...................13
Hình 1.5. Nhu cầu tiêu thụ sản phẩm xăng dầu giai đoạn 2001-2006 ......................19
Hình 2.1. Sơ đồ mơ phỏng nhà máy bằng phần mềm Pro/II.....................................32
Hình 2.2. Sơ đồ khối phương pháp luận lựa chọn cơng nghệ thích hợp ...................39
Hình 2.3. Sơ đồ phân chia các cụm cơng nghệ chính nhà máy CPP ........................41
Hình 2.4. Sơ đồ cơng nghệ NHGI .............................................................................46
Hình 2.5. Sơ đồ cơng nghệ OET ...............................................................................48
Hình 2.6. Sơ đồ cơng nghệ phương án 1 (Ref) .........................................................51
Hình 2.7. Sơ đồ cơng nghệ phương án 2 (Ref + Iso) ................................................52
Hình 2.8. Sơ đồ cơng nghệ phương án 3 (NHGI) .....................................................53
Hình 2.9. Sơ đồ cơng nghệ phương án 4 (OET) .......................................................53
Hình 2.10. Giá dầu và sản phẩm dầu ........................................................................62
Hình 2.11. Giải pháp cơng nghệ 1 ............................................................................67
Hình 2.12. Giải pháp cơng nghệ 2 ............................................................................68
Hình 2.13. Đồ thị phân tích độ nhạy một chiều của dự án theo tổng vốn đầu tư, giá
nguyên liệu và giá sản phẩm. ....................................................................................87
1
MỞ ĐẦU
Việt Nam là nước có tốc độ tăng trưởng kinh tế cao trong khu vực cũng như trên
toàn thế giới. Năm 2006, tăng trưởng GDP hàng năm là 8,2%; năm 2007, mức tăng
trưởng này đạt con số là 8,4 %/năm. Theo dự đoán của rất nhiều chuyên gia kinh tế,
tốc độ tăng trưởng của Việt Nam sẽ tiếp tục duy trì ở mức cao sau khi gia nhập
WTO. Là một thị trường tiềm năng với 75% phương tiện giao thông dùng xăng làm
nhiên liệu, tốc độ tăng trưởng nhu cầu sử dụng xe cơ giới lại khá cao. Trong cơ cấu
các loại xăng tiêu thụ, xăng RON 92 luôn chiếm tỷ trọng cao. Năm 2007, tỷ trọng
xăng RON 92 chiếm đến 82 % tổng lượng xăng tiêu thụ với 3,09 triệu tấn, còn lại là
các lọai xăng khác như RON 83, 90 và 95. Tỷ lệ tiêu thụ nhiên liệu xăng của miền
Bắc, miền Trung và miền Nam tương ứng là 25%, 10% và 65%.
Hiện tại, phần lớn nguồn cung cấp xăng dầu trong nước đều phải nhập khẩu từ
nước ngoài. Với tốc độ tăng trưởng như vậy, theo dự báo nhu cầu tiêu thụ các sản
phẩm xăng dầu của Việt Nam giai đoạn 2007-2020 có tính đến sự bổ sung sản phẩm
cho thị trường trong nước theo kế họach của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất (NMLD
số 1), Liên hợp Lọc Hóa dầu Nghi Sơn (NMLD số 2) và Nhà máy Lọc dầu phía
Nam (NMLD số 3) cũng chưa đủ đáp ứng nhu cầu sử dụng trong nước.
Nhà máy chế biến condensat PDC (CPP) được đầu tư từ năm 2003 với công suất
thiết kế khoảng 130.000 tấn nguyên liệu/năm với nguồn nguyên liệu dự kiến sử
dụng là condensat Bongkot (Thái Lan). Tuy nhiên, hiện tại, nguồn cung cấp
condensat Bongkot là không khả thi. Nhà máy đang sử dụng nguồn condensat từ bể
Cửu Long (condensat Bạch Hổ) để pha trộn với các phụ gia, reformat để sản xuất
khoảng 270.000 tấn xăng RON 83 để cung cấp cho thị trường nội địa. Cột chưng cất
của nhà máy hiện này vẫn không hoạt động. Nhà máy đang xem xét việc nâng cấp,
mở rộng nhà máy để tăng hiệu quả kinh tế.
Nguồn condensat Việt Nam hiện nay chủ yếu là hai nguồn: Cửu Long và Nam
Côn Sơn. Theo dự báo, nguồn condensat bể Cửu Long đang có chiều hướng giảm.
2
Trong khi đó, nguồn condensat Nam Cơn Sơn có trữ lượng lớn và có khả năng cung
cấp cho nhà máy. Do đó, việc đề xuất các giải pháp chế biến tối ưu nhà máy từ
nguồn condensat Nam Côn Sơn nhằm đáp ứng nhu cầu xăng có trị số octan cao là ý
tưởng đúng đắn, hợp lý và phù hợp với qui hoạch phát triển của công ty PVPDC.
Mục tiêu của Luận văn là nghiên cứu các phương pháp chế biến cho nhà máy
chế biến condensat PDC từ nguồn condensat Nam Cơn Sơn. Từ đó đánh giá, phân
tích và đề xuất phương án chế biến thích hợp cho nhà máy.
Luận văn bao gồm 4 (bốn) phần như sau:
Phần 1: Tổng quan về nhà máy chế biến condensat PDC, nguyên liệu
condensat, thị trường tiêu thụ và phần mềm tính tốn mơ phỏng;
Phần 2: Nghiên cứu các phương án chế biến nhà máy chế biến condensat PDC;
Phần 3: Kết luận và kiến nghị;
Phần 4: Phụ lục.
Nội dung nghiên cứu của Luận văn chủ yếu tập trung vào các điểm chính sau:
-
Tổng quan nhà máy chế biến condensat PDC;
-
Tổng quan về nguồn condensat Việt Nam từ đó đề xuất nguồn condensat
thích hợp cho nhà máy;
-
Tổng quan về thị trường tiêu thụ sản phẩm xăng dầu Việt Nam;
-
Mô phỏng nhà máy theo thiết kế ban đầu;
-
Nghiên cứu các phương án chế biến nhà máy chế biến condensat PDC từ
nguồn condensat Nam Cơn Sơn;
-
Phân tích, so sánh sơ bộ về mặt công nghệ, kinh tế, môi trường từ đó đề
xuất phương án thích hợp cho nhà máy;
-
Kết luận và kiến nghị.
3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
4
1.1. TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN CONDENSAT PDC
1.1.1. Giới thiệu về Công ty TNHH Một Thành viên Chế biến và Kinh doanh
các Sản phẩm Dầu mỏ (PVPDC)
PVPDC được thành lập ngày 16 tháng 2 năm 1996 với chức năng chính là sản xuất
và kinh doanh các sản phẩm dầu mỏ.
1.1.1.1. Nhiệm vụ
1. Tổ chức và thực hiện các hoạt động trong lĩnh vực chế biến và kinh doanh
sản phẩm dầu mỏ.
2. Tham gia thực hiện các dự án lọc dầu, hóa dầu của Tập đồn Dầu khí Việt
Nam hoặc do Tập đồn Dầu khí Việt nam liên doanh, hợp tác với nước
ngồi, tổ chức triển khai cơng tác xây dựng và vận hành các nhà máy lọc dầu
và hóa dầu.
3. Xây dựng các hệ thống phân phối và kinh doanh sản phẩm dầu mỏ bao gồm:
căn cứ tiếp nhận, tồn chứa, bảo quản, vận chuyển, phân phối, mạng lưới kinh
doanh sản phẩm dầu mỏ.
4. Tổ chức và thực hiện liên doanh, liên kết với các đối tác trong và ngoài nước
trong lĩnh vực chế biến và kinh doanh sản phẩm dầu mỏ.
5. Xuất, nhập khẩu sản phẩm dầu mỏ và sản phẩm có nguồn gốc từ dầu mỏ, hóa
chất, vật tư, thiết bị và phương tiện phục vụ công tác chế biến và kinh doanh
sản phẩm dầu mỏ.
6. Kinh doanh vật tư, thiết bị, hóa chất trong lĩnh vực chế biến dầu mỏ và các
hàng tiêu dùng khác.
7. Thực hiện các hoạt động dịch vụ trong lĩnh vực chế biến và kinh doanh sản
phẩm dầu mỏ.
8. Vận chuyển, kinh doanh khí hóa lỏng.
1.1.1.2. Các sản phẩm chủ yếu do PVPDC cung ứng
Nhiên liệu: Xăng A92, A90, Dầu Diesel (DO), Mazut (FO)
Các sản phẩm dầu mỏ khác: hóa chất, nhựa đường, khí hóa lỏng…
5
Cung cấp các dịch vụ cho ngành công nghiệp dầu khí và các ngành cơng
nghiệp khác.
Sản phẩm dầu mỡ nhờn với nhãn hiệu “Petrovietnam” được cung ứng cho
các hộ công nghiệp như khai thác và chế biến dầu khí, ngành điện, ngành
than, hàng hải, giao thông vận tải…, cũng như khách hàng Quân đội và các
hộ tiêu dùng khác trên toàn quốc:
1.1.1.3. Cơ sở vật chất phục vụ hoạt động sản xuất kinh doanh Dầu mỏ
1. Tổng kho xăng dầu Vũng Tàu: sức chứa 104.500 m3.
2. Tổng kho xăng dầu Đình Vũ (Khu cơng nghiệp Đình vũ, Hải Phịng): cơng
suất giai đoạn 1: 45.500m3.
3. Nhà máy chế biến Condensat PDC: cơng suất 360.000-400.000 tấn/năm
4. Kho xăng dầu Sóc trăng: sức chứa 800 m3
5. Xưởng pha chế dầu mỡ nhờn Bình Chiểu (Khu cơng nghiệp Bình chiểu,
TP.Hồ Chí Minh): cơng suất 10.000 tấn/năm.
6. Xưởng pha chế dầu mỡ nhờn Đông Hải (số 1, Nguyễn Bỉnh Khiêm, Đơng
hải, An hải, Hải Phịng): công suất 15.000 tấn/năm.
7. Các cửa hàng dịch vụ xăng dầu.
1.1.2.
Giới thiệu về Nhà máy Chế biến Condensat PDC (CPP)
CPP (Condensat Processing Plant) là nhà máy xử lý condensat được đầu tư xây
dựng bởi PVN. Đơn vị trực tiếp quản lý là PVPDC. Tổng vốn đầu tư khoảng 17
triệu USD. Nhà máy được đặt ở Khu Công Nghiệp Cái Mép, xã Phước Hoà, huyện
Tân Thành, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu.
Theo thiết kế ban đầu, nhà máy chế biến nguyên liệu thơ là condensat nặng
(Bangkok) sau đó pha trộn với các cấu tử chế biến xăng khác như reformat, phụ gia
để sản xuất xăng RON 83 theo tiêu chuẩn TCVN 5690-98.
Nhà máy bắt đầu hoạt động từ tháng 7 năm 2003 và sử dụng nguồn nguyên liệu đầu
vào là condensat nhẹ của mỏ Bạch Hổ và condensat nặng nhập từ Thái Lan để sản
xuất xăng có trị số Octan RON 83. Bảng dưới thống kê lượng nguyên liệu
condensat Bạch Hổ nhà máy sử dụng trong giai đoạn 2003 – 2006.
6
Bảng 1.1. Sản lượng condensat Bạch Hổ dùng cho sản xuất xăng của nhà máy
PVPDC giai đoạn 2003-2006 (ngàn tấn/năm)
Năm
2003
2004
2005
2006
Lượng (ngàn tấn)
57
140
113
66
Nguồn: PVPDC
Ngoài condensat, nguyên liệu phối trộn của nhà máy cịn có reformat, các chế
phẩm pha xăng có trị số Octan cao (theo thiết kế là 170 ngàn tấn/năm) như phụ gia
A819,… và một số loại hoá chất như chất làm sạch, chất tạo màu, chất chống ơxy
hố, ...
Bảng dưới cho thấy một số tính chất hố lý của condensat mỏ Bạch Hổ và
condensat mỏ Bongkot (Thái Lan) hiện nhà máy đang sử dụng:
Bảng 1.2. Tính chất hố lý của nguyên liệu condensat hiện tại của nhà máy
PVPDC
Đặc tính hoá lý
Condensat Bạch Hổ
Condensat Bongkot
Tỷ trọng (15oC), kg/m3
666
757,5
Độ nhớt, cP
0,32
0,77
Áp suất hơi, KPa
11.2
50,2
Nguồn: PVPDC
Cơ cấu sản phẩm:
Sản phẩm của nhà máy ngồi xăng có trị số Octan RON 83 với sản lượng trung
bình 270 ngàn tấn/năm (sản lượng tối đa là 340 ngàn tấn/năm) đạt tiêu chuẩn chất
lượng Việt Nam TCVN 6776:2000 cịn có một lượng nhỏ xăng có trị số Octan RON
92, sản phẩm phụ là các hydrocabon nhẹ (C4, C5) làm nhiên liệu cho tháp chưng cất
và một lượng dầu nặng với sản lượng trung bình 26 ngàn tấn/năm theo thiết kế.
Hệ thống công nghệ chế biến
Công nghệ:
Nhà máy áp dụng công nghệ chưng cất và pha trộn trên đường ống để chế biến
condensat ra xăng theo mô hình cơng nghệ chế biến sản phẩm dầu mỏ của Nhật Bản
7
và các nước tiên tiến. Nhà máy được thiết kế dựa trên 24 giờ hoạt động/ngày và 350
ngày làm việc/năm.
Hệ thống công nghệ hiện hữu của nhà máy bao gồm các cụm thiết bị chính sau:
Cụm chế biến condensat;
Hệ thống pha trộn;
Hệ thống bồn bể chứa;
Hệ thống đường ống;
Hệ thống phụ trợ và tiện ích.
Cụm chế biến condensat
Thiết bị chưng cất condensat để tách riêng các thành phần nhẹ có nhiệt độ sơi thấp
và thành phần nặng có nhiệt độ sơi cao khỏi condensat. Sản phẩm thu được là xăng
thơ có trị số Octan khoảng 70. Công suất thiết kế của tháp chưng cất là 130 ngàn
tấn/năm, có khả năng vận hành trong dãy 50 % - 110 % công suất thiết kế. Tháp
chưng cất condensat hiện tại của nhà máy có 35 đĩa thực, condensat thô được đưa
vào thiết bị chưng cất tại đĩa số 21 và sản phẩm xăng thô được lấy ra từ đĩa số 12.
Xăng thô được tồn trữ tại các bể TK-11 A/B, dầu nặng (Fuel Oil) lấy ra từ đáy của
tháp chưng cất và được tồn trữ tại bể TK-15.
Các thiết bị chính của cụm chế biến condensat:
-
Cột chưng cất phân đoạn;
-
Nồi đun cấp nhiệt cho tháp;
-
Thiết bị làm l2ạnh hơi đỉnh;
-
Mạng lưới trao đổi nhiệt;
-
Các thiết bị tận dụng nhiệt;
-
Bơm tuần hoàn và thiết bị ngưng tụ.
Sơ đồ công nghệ của cụm chế biến condensat được mô phỏng bằng phần mềm
Pro/II theo hình sau:
