ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

----------

NGUYỄN LINH VŨ

PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ
PHÙ HỢP CHO HỆ THỐNG THU HỒI HƠI XĂNG DẦU
TẠI TRẠM XUẤT SẢN PHẨM NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT
Chuyên ngành : Kỹ thuật hóa học
Mã số : 8520301

TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Đà Nẵng – 2022

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


Cơng trình được hồn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Trương Hữu Trì
Phản biện 1: TS. Nguyễn Thị Thanh Xuân
Phản biện 2: TS. Nguyễn Đình Thống

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp
thạc sĩ (ngành Kỹ thuật hóa học) họp tại Trường Đại học Bách khoa
vào ngày 27 tháng 07 năm 2022

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
-

Trung tâm Học liệu Và Truyền Thông tại Trường Đại học Bách
khoa_ Đại học Đà Nẵng
Thư viện Khoa Hóa , Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà
Nẵng.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


-1MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Việc thu hồi hơi hydrocacbon để giảm phát thải các hợp chất
hữu cơ dễ bay hơi nguy hại cho môi trường (VOC) là một mối quan
tâm sống còn trong sản xuất và vận chuyển dầu khí hiện đại. Các tổ
chức Ủy ban kinh tế Châu Âu (UN-ECE), Cục bảo vệ môi trường
Hoa Kỳ (US EPA), Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO), Liên minh
Châu Âu (EU) và một số quốc gia Châu Á, Châu Mỹ… tập trung vào
việc ngăn ngừa ơ nhiễm khơng khí do xuất nhập và vận chuyển dầu
thô cũng như các sản phẩm dầu khí. Hầu hết các cơng ty dầu mỏ lớn
hơn trên toàn thế giới đã thiết lập các chiến lược môi trường rõ ràng
cho vấn đề này với các mục tiêu giảm VOC. Các yêu cầu phát thải
hiện tại đối với hoạt động xuất nhập dầu thô, sản phẩm yêu cầu hiệu
suất thu hồi tối thiểu không thấp hơn 78% VOC đã được quy định
bằng luật pháp nằm giảm thiểu tác hại đến môi trường do việc phát
thải VOC.

Đối với Việt Nam là quốc gia ở vùng nhiệt đới, nhiệt độ mơi
trường trung bình hàng năm tương đối cao nên làm tăng q trình
bay hơi, thất thốt VOC nhẹ ra mơi trường trong q trình xuất nhập
dầu thơ, sản phẩm rất lớn gây hao hụt sản phẩm cũng như ơ nhiễm
mơi trường. VOC nhẹ bị thốt ra mơi trường cũng là một rủi ro cao
luôn tiềm ẩn nguy cơ tích tụ gây cháy nổ, ảnh hưởng sức khỏe của
người lao động cũng như các tác động đến môi trường chung trên
toàn cầu.
Đối với Nhà máy Lọc dầu Dung quất, hiện nay tại các trạm xuất
sản phẩm xăng dầu đường biển, đường bộ hiện hữu của Nhà máy
chưa được đầu tư, thiết kế hệ thống thu hồi hơi hydrocacbon sinh ra
trong quá trình xuất sản phẩm đặc biệt là các sản phẩm có áp suất hơi
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


-2bão hòa cao, dễ bay hơi như xăng RON 92 và RON 95 khi xuất sản
phẩm bằng đường thủy và đường bộ. Do đó, phân xưởng thu hồi hơi
xăng (VRU) cần được nghiên cứu lắp đặt với mục tiêu nhằm làm
giảm thất thoát xăng do sự phát tán của hydrocacbon vào khơng khí,
cũng như giảm tác động đến mơi trường và giảm nguy cơ mất an
toàn cháy nổ trong hoạt động xuất, nhập sản phẩm.
Trong tương lai, các yêu cầu về bảo vệ môi trường của Việt
Nam ngày càng nghiêm ngặt, tiếp cận với các tiêu chuẩn môi trường
của các nước phát triển đặt ra vấn đề cần phải đối diện là các Trạm
xuất sản phẩm Nhà máy lọc dầu Quất cần phải cải hốn để thu hồi
khí VOC phát thải nhằm đạt được các tiêu chuẩn về môi trường.
Với những lý do được nêu ở trên, thì việc “Phân tích, đánh giá
và lựa chọn cơng nghệ phù hợp cho hệ thống thu hồi hơi xăng dầu tại

Trạm xuất sản phẩm Nhà máy lọc dầu Dung Quất” là nhiệm vụ thật
sự cần thiết hiện nay tại NMLD Dung Quất, để từ đó có phương án
khả thi, lựa chọn cơng nghệ phù hợp, phương án dự phòng cơ sở hạ
tầng, kết nối cho tương lai khi lắp đặp hệ thống thu hồi hơi nhằm đáp
ứng tiêu chuẩn môi trường.
2. Mục tiêu nghiên cứu

-

So sánh, đánh giá và lựa chọn lựa chọn bản quyền cơng nghệ
thu hồi hơi cho q trình xuất, nhập sản phẩm.

-

Xác định giải pháp kết nối để tối ưu chi phí và hiệu quả kinh tế
của dự án.

3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

-

Làm tài liệu tham khảo khi so sánh, lựa chọn công nghệ thu
hồi hơi áp dụng cho trạm xuất nhập, cảng xuất nhập sản phẩm
xăng dầu.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ



-3-

-

Sau khi nghiên cứu, đề tài có thể ứng dụng để triển khai lắp
đặt hệ thống đủ khả năng để thu hồi lượng hơi thoát từ hoạt
động xuất bán xăng của nhà máy lọc dầu (4.000.000 m3 xăng
bằng đường thủy và 50.000 m3 xăng bằng đường bộ/ năm). Hệ
thống có khả năng tăng cơng suất mà khơng cần cải hốn hoặc
cải hốn khơng đáng kể nhằm đáp ứng được u cầu của nhà
máy sau khi nâng cấp mở rộng tăng công suất. Hệ thống thu
hồi hơi được thiết kế đảm bảo điều kiện chiếu sáng, an tồn
phịng cháy chữa cháy với tiêu chuẩn của nhà máy.

4. Cấu trúc của luận văn
Luận văn gồm 5 chương:

-

Chương 1. Giới thiệu tổng quan.
Chương 2. Tổng quan về sự phát thải khí hydrocabon và công
nghệ thu hồi hơi.

-

Chương 3. Đánh giá 02 nhà cung cấp bản quyền công nghệ thu
hồi hơi phổ biến trên thế giới (Nhà cung cấp JONH ZINK VÀ
BORSIG).

-


Chương 4. Khảo sát nghiên cứu các giải pháp tối ưu kết nối
công nghệ, điều khiển, năng lượng, phụ trợ

-

Chương 5. Đánh giá hiệu quả dự án đầu tư.
Kết luận và kiến nghị.

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về NMLD Dung Quất

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


-41.1.1. Địa điểm xây dựng NMLD Dung Quất
NMLD Dung Quất thuộc địa bàn các xã Bình Trị và Bình
Thuận, huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi, nằm trong Khu kinh tế
Dung Quất.
1.1.2. Công suất chế biến của NMLD Dung Quất
NMLD Dung Quất được thiết kế với công suất chế biến 6,5
triệu tấn dầu thô/năm, tương đương 148.000 thùng/ngày. Hiện nay,
Nhà máy vận hành chế biến hổn hợp dầu thô bao gồm các loại dầu
thô trong nước (Bạch Hổ, Sư Tử Đen, Tê Giác Trắng, Rạng Đông,
Rồng) và dầu thô nhập khẩu (Azeri, Champion, Rabi, WTI, Kimanis,
Bu Attifel).
1.1.3. Cấu hình NMLD Dung Quất

Gồm 14 phân xưởng cơng nghệ chính: Phân xưởng chưng
cất dầu thô (011 - CDU), phân xưởng xử lý naphta bằng hydro (012 NHT), phân xưởng reforming xúc tác liên tục (013 - CCR), phân
xưởng xử lý kerosen (014 - KTU), phân xưởng cracking xúc tác tầng
sôi cặn chưng cất khí quyển (015 - RFCC), phân xưởng xử lý LPG
(016 - LTU), phân xưởng xử lý naphta của phân xưởng RFCC (017 NTU), phân xưởng xử lý nước chua (018 - SWS), phân xưởng tái
sinh amin (019 - ARU), phân xưởng trung hòa kiềm thải (020 CNU), phân xưởng thu hồi Propylene (021 - PRU), phân xưởng thu
hồi lưu huỳnh (022 - SRU), phân xưởng đồng phân hóa naphta nhẹ
(023 - ISOM), nhân xưởng xử lý LCO bằng hydro (024 - LCO
HDT).
Ngồi ra, nhà máy có 10 phân xưởng phụ trợ như cụm phân
xưởng điện, các phân xưởng cung cấp khí nén và khí điều khiển, hóa

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


-5chất, nước làm mát, nước cứu hỏa và nước sinh hoạt, khí nhiên
liệu,…
1.1.4. Cơ cấu sản phẩm của nhà máy
Bảng 1.1- Sản lượng các sản phẩm nhà máy lọc đầu Dung Quất
STT

Tên sản phẩm

1
2

Khí hóa lỏng LPG
Xăng Mogas 92/95

Xăng máy bay (Jet
A1)/Dầu hỏa
Dầu Diesel ô tô (DO)
Dầu nhiên liệu (FO)

3
4
5

Sản lượng
(nghìn tấn/ năm)
450 - 550
2600 - 2800

Phương phức xuất sản
phẩm
Xuất tàu
Xuất Tàu + Xuất xe bồn

450 - 550

Xuất Tàu + Xuất xe bồn

2700 - 2800
140 - 180

Xuất Tàu + Xuất xe bồn
Xuất Tàu + Xuất xe bồn

1.2. Giới thiệu trạm xuất sản phẩm Nhà máy lọc dầu

Trạm xuất xuất sản phẩm Nhà máy được thiết kế để tồn
chứa, bơm chuyển các sản phẩm xăng dầu, khí hóa lỏng từ các bể
chứa Nhà máy xuống phương tiện vận chuyển sản phẩm (tàu, xe
bồn). Trạm xuất sản phẩm bao gồm các cụm phân xưởng: Khu bể
chứa sản phẩm (unit 052), truck loading - trạm xuất sản phẩm đường
bộ (unit 053), Jetty - trạm xuất sản phẩm đường biển (Unit 081).
1.3. Các nghiên cứu ứng dụng thu hồi hơi trạm xuất sản phẩm
tại Việt Nam
Hiện nay các trạm xuất nhập xăng dầu trong nước đã và đang
triển khai lắp đặt hệ thống thu hồi hơi VRU để đáp ứng yêu cầu bảo
vệ môi trường, giảm nguy cơ cháy nổ, nâng cao an toàn sức khỏe cho
người lao động. Nhà máy Lọc dầu Nghi sơn đã đầu tư hệ thống
VRU từ khi xây dựng và vận hành nhà máy.
Tổng công ty xăng dầu Petrolimex cũng đã đầu tư thành
công hệ thống thu hồi hơi xăng dầu (VRU) tại Tổng kho xăng dầu

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


-6Đức Giang. Hệ thống này ứng dụng thành công công nghệ màng hấp
thụ khơng bão hịa của Cộng hịa Liên bang Đức.
CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ PHÁT THẢI VÀ CÔNG NGHỆ THU HỒI
2.1. Các vấn đề về phát thải hơi hydrocacbon
Xăng dầu là mặt hàng được sử dụng rộng rãi trên tồn thế
giới. Trong q trình sử dụng, carbon dioxide, oxit nitơ và
hydrocacbon được thải ra do quá trình đốt cháy từ động cơ đốt trong
của phương tiện. Ngoài ra, một lượng phát thải lớn cần được quan

tâm là các hydrocacbon nhẹ diễn ra trong quá trình lưu trữ và phân
phối xăng do bay hơi.
Các hydrocacbon thải ra trong quá trình lưu trữ và phân phối
xăng có thể được phân loại rộng rãi là các hợp chất hữu cơ dễ bay
hơi (VOC). VOC tạo nên một nhóm chất ơ nhiễm khơng khí chính và
là một thuật ngữ chung cho các hợp chất hữu cơ khác nhau. Chúng
bao gồm hydrocacbon tinh khiết, hydrocacbon oxy hóa một phần và
các chất hữu cơ có chứa clo, lưu huỳnh và nitơ; với hầu hết các VOC
là chất độc và là chất gây ung thư.
Mặc dù việc phân phối xăng dầu và tiếp nhiên liệu cho xe
chỉ đóng góp 5% tổng lượng khí thải VOC, nhưng các cơ sở lưu trữ
xăng dầu và trạm dịch vụ tập trung tại nơi có mật độ phương tiện,
dân cư đơng gây nhiều rủi ro cho an tồn cháy nổ và sức khỏe.
2.2. Các hình thức phát thải hơi hydrocacbon
2.2.1. Sự phát thải do bay hơi (Evaporative emissions)
Mức phát thải trung bình từ hệ thống lưu trữ và phân phối
xăng là 0,56 (%thể tích) của lượng xăng được phân. Các khí thải này

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


-7có thể được chia thành bốn loại, đó là khí thải dịch chuyển, thở và
rút, khí thải nạp và tiếp nhiên liệu.
2.2.2.

Sự phát thải do bơm chuyển (Displacement emissions)
Phát thải dịch chuyển xảy ra từ các cơ sở lưu trữ trên mái cố


định (bể chứa số lượng lớn), cũng như các bể chứa của trạm dịch vụ
ngầm do phát thải dịch chuyển hơi từ các cơ sở lưu trữ trên mái cố
định chiếm 0,14 (%thể tích) và từ các bể chứa của trạm dịch vụ là
0,16 (%thể tích) trong tổng lượng thất thốt khí thải (0,56%) từ hệ
thống lưu trữ và phân phối xăng dầu.
2.2.3.

Sự phát thải trong lưu chứa (Breathing and withdrawal

emissions)
Việc phát thải là do sự thay đổi tăng giảm thể tích lưu chứa
của bể và do sự thay đổi áp suất khí quyển gây ra sự giãn nở và co lại
đối với chất lỏng và hơi trong bể. Khơng khí hút vào xảy ra khi xăng
được bơm ra khỏi bình chứa dẫn đến việc hút khơng khí qua van thở
hoặc lỗ thông hơi khi nhiệt độ giảm. Khơng khí đi vào sẽ làm lỗng
hỗn hợp VOC / khơng khí đã chứa trước đó trong bình, dẫn đến tăng
bay hơi để khôi phục lại trạng thái cân bằng. Khi nhiệt độ mơi trường
làm giãn nỡ lượng khí bên trong bồn chứa và khí có VOC thải ra mơi
trường qua van thở bồn –V. Khí thải hút vào và rút ra từ các bể chứa
trên tàu chiếm 0,02% và từ các bể chứa của trạm dịch vụ chiếm
0,01% tổng lượng thất thốt khí thải . Khí thải từ các tàu chở dầu và
khí thải từ các tàu chở dầu là không đáng kể do thời gian vận chuyển
tương đối ngắn so với tồn chứa trên bờ.
2.2.4. Sự phát thải trong bơm rót (Filling emissions)
Sự phát thải do điền đầy trong quá trình bơm chuyển từ các
bể chứa sang các tàu chở dầu hoặc xe bồn. Hai loại hơi tạo thành khí

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ



-8thải nạp, đó là hơi nạp trước (preloading vapor -PLV) và hơi hóa hơi
(evolution vapor -𝑉𝑒).
2.2.5. Sự phát thải từ việc tiếp nhiên liệu cho xe (vehicle
refueling)
Khi một phương tiện cơ giới đang được tiếp nhiên liệu tại
một trạm dịch vụ, xăng đi vào sẽ chuyển hơi xăng trong bình nhiên
liệu, khiến nó thốt ra ngồi bầu khí quyển. Lượng khí thải này
chiếm 0,18% tổng lượng khí thải từ hệ thống lưu trữ và phân phối
xăng dầu.
2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự bay hơi
Các yếu tố chính ảnh hưởng đến sự bay hơi là đặc tính của
sản phẩm (áp suất hơi, thành phần cất), diện tích bề mặt phân cách
lỏng, hơi và sự hỗn loạn trong chất lỏng và hơi liên quan. Áp suất
hơi, nhiệt độ của chất lỏng càng cao thì tốc độ bay hơi dự kiến càng
cao. Áp suất hơi của một sản phẩm dầu mỏ có thể được xác định
bằng cách sử dụng phương pháp áp suất hơi Reid (RVP). Áp suất hơi
reid (RVP) là một phương pháp phịng thí nghiệm tiêu chuẩn để đo
áp suất hơi Reid của một chất ở nhiệt độ 100°F, phương pháp thử
nghiệm RVP là ASTM-D-323.
Thành phần cất hay đặc tính chưng cất của các xăng là chỉ
tiêu quan trọng phản ánh sự bay hơi của xăng khi tồn chứa, sử dụng.
Thành phần cất đơn giản được xác định bằng phương pháp phịng thí
nghiệm ASTM D86. Dựa vào dải sơi, đặc biệt là điểm sôi đầu và
điểm cất đén 10% thể tích để xác định xu hướng phát thải hơi
hydrocacbon khi tồn chứa. Chi tiêu thành phần cất và áp suất hơi của
01 mẫu xăng RON 95 điển hình tại Nhà máy lọc dầu Dung Quất có

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.


Lưu hành nội bộ


-9điểm sôi đầu khoảng 300C nên sản phẩm bay hơi mạnh trong điều
kiện nhiệt độ mơi trường.
2.4. Kiểm sốt sự phát thải
Khí thải từ hệ thống lưu trữ và phân phối xăng có thể được
kiểm sốt theo bốn phương pháp. Các phương pháp là phòng ngừa,
giảm thiểu, thu hồi và cuối cùng là xử lý.
2.4.1. Ngăn ngừa và giảm thiểu phát thải
Phương pháp ngăn ngừa và giảm thiểu phát thải bao gồm
giảm độ bay hơi của xăng (bằng cách hạ thấp RVP hoặc giới hạn
RVP) và nhiệt độ, cân bằng hơi, giảm thiểu diện tích tiếp xúc pha
lỏng - hơi và giảm sự xáo trộn.
Một số quốc gia áp dụng pha trộn xăng theo một giới hạn
RVP định trước, tùy thuộc vào mùa. Mặc dù đã có một động thái
trong việc giảm giới hạn RVP nói chung, các giới hạn thấp hơn vẫn
tồn tại để tránh các vấn đề RVP ảnh hưởng sự khởi động của đông cơ
các phương tiện cơ giới áp suất hơi bảo hịa cần có giới hạn dưới đủ
lớn để bảo đảm khả năng khởi động của động cơ.
2.4.2. Thu hồi hơi (Vapor recovery)
Quá trình nghiên cứu và ứng dung công nghệ thu hồi hơi
được bắt đầu từ những năm 1980. Trên thế giới đã ứng dụng 05 hệ
thống thu hồi hơi cho Trạm xuất sản phẩm có cơng suất lớn, hiệu
quả, độ tin cậy cao, an tồn sử dụng trong cơng nghiệp.
2.4.2.1. Hệ thống Nén-Làm lạnh-Hấp thụ
Hệ thống thu hồi hơi nén - làm lạnh - hấp thụ (CRA) dựa
trên việc hấp thụ hơi xăng được nén áp suất với xăng được làm lạnh
từ kho chứa. Quá trình thu hồi VOC diễn ra tại cụm hấp thụ với dòng

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


- 10 hơi nén chứa VOC đi từ đáy và dòng xăng được lành lạnh được phun
từ đỉnh tháp hấp thụ. Việc làm lạnh lưu chất hấp thụ để tăng hiệu quả
hấp thụ cũng như giảm nhiệt độ của bộ hấp thụ nhằm cải thiện an
toàn hệ thống.
Hiệu quả thu hồi hơi của thiết bị thu hồi hơi CRA phụ thuộc
vào nồng độ hydrocacbon đầu vào. Các thử nghiệm cho thấy nồng độ
hydrocacbon đầu ra 4% đến 4,5%, theo khối lượng. Các hệ thống
CRA hiện tại trên thị trường có trang bị máy nén tăng áp có thể hiệu
quả thu hồi đạt 90%.
2.4.2.2. Hệ thống nén-làm lạnh-ngưng tụ
Hệ thống thu hồi hơi nén-làm lạnh-ngưng tụ (CRC) là loại
đầu tiên được sử dụng bởi ngành cơng nghiệp dầu khí. Chúng dựa
trên sự ngưng tụ của hơi hydrocacbon bằng cách nén và làm lạnh.
Hiệu quả của các đơn vị thu hồi hơi CRC phụ thuộc vào
nồng độ hydrocacbon đầu vào. Dữ liệu từ thực tế cho thấy các phân
xưởng CRC có thể thu hồi 96% hydrocacbon trong hơi xăng bão hòa.
Các nhà cung cấp công bố các điều chỉnh và thiết bị tùy chọn có thể
cải thiện hiệu quả của hệ thống CRC đến mức thu hồi tối thiểu là
94%.
2.4.2.3. Hệ thống thu hồi hơi bằng phương pháp làm lạnh
Một trong những hệ thống thu hồi hơi là hệ thống lạnh thẳng,
dựa trên sự ngưng tụ của hơi xăng bằng cách làm lạnh ở áp suất khí
quyển. Hiệu suất thu hồi hơi của hệ thống lạnh lại phụ thuộc vào
nồng độ hydrocacbon của hơi đầu vào. Các hệ thống thu hồi thực tế
có nhiệt độ bình ngưng -100 °F cho thấy nồng độ hydrocacbon đầu

ra tương đối cố định bởi nhiệt độ bình ngưng ở mức 0,6% đến 2,6%

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


- 11 theo thể tích. Hiệu suất thu hồi hơi hydrocacbon thực tế của hệ thống
này đạt được từ 90% đến 93%.
2.4.2.4. Hệ thống thu hồi hơi bằng phương pháp sử dụng dầu
(lean oil) hấp thụ
Hệ thống thu hồi bằng dầu (lean oil absorption -LOA) dựa
trên sự hấp thụ hơi xăng vào xăng nguyên liệu để loại bỏ các
hydrocacbon hơi nhẹ.
2.4.2.5. Hệ thống thu hồi hơi bằng màng lọc
Hệ thống thu hồi hơi đơn giản và nhỏ đã được nghiên cứu
ứng dụng rộng rãi để tách xăng ra khỏi hỗn hợp hơi VOC là hệ thống
thu hồi hơi bằng màng lọc. Hệ thống này được áp dụng phổ biến ở
các trạm xăng bán lẻ để xử lý VOC phát thải của trạm cấp xăng dầu.
2.5. Phương pháp tính tốn
2.5.1. Tổn thất trong quá trình vận hành xuất, nhập phương tiện
chứa (Working loss)
Tổn thất làm việc xảy ra khi hơi trong khơng gian hơi trên
chất lỏng bị thốt ra khỏi bể chứa khi thực hiện nạp sản phẩm vào bể
chứa. Phương trình sau đây được sử dụng để ước tính tổn thất trong
quá trình vận hành bể chứa:
𝑊𝐿 = (0.0010)∗𝑄∗ 𝑀v∗ 𝑃va∗𝐾n∗ 𝐾𝑝
Trong đó:
WL = tổn thất làm việc của bể chứa (lb/ năm)
Q = sản lượng xăng đi qua bể chứa hàng năm (bbl. / Năm)

Mv = trọng lượng phân tử hơi xăng (lb./lb.-mole)

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


- 12 Pva = áp suất hơi ở nhiệt độ bề mặt chất lỏng trung bình hàng
ngày (psia)
Kn = hệ số luân chuyển hao hụt
Kp = hệ số sản phẩm hao hụt
2.5.2. Tổn thất trong quá trình vận hành phương tiện chứa
(breathing loss)
Sự thất thoát khi vận hành phương tiện chứa (bể chứa cố
định, bể chứa trên phương tiện…) xảy ra do sự khác biệt về nhiệt độ
(ví dụ sự thay đổi giữa nhiệt độ ngày và đêm) ảnh hưởng đến áp suất
không gian hơi bên trong bể chứa
Công thức được sử dụng để ước tính tổn thất khí thở từ các
bể chứa xăng dầu dưới lòng đất và trên mặt đất
BL = 365 ∗KE∗( 3.1416 4∗DE2)∗HVO∗KS∗ WV

CHƯƠNG 3
ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ THU HỒI HƠI
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


- 13 JONH ZINK VÀ BORSIG
3.1. Công nghệ VRU của Nhà cung cấp John Zink

Nhà cung cấp John Zink sử dụng công nghệ ADABTM
(Adsorption-Absorption) cho hệ thống thu hồi hơi của mình. Trong
cơng nghệ ADABTM, John Zink có thể cung cấp hai tùy chọn công
nghệ: công nghệ bơm chân không vịng chất lỏng (LRVP – Liquid
Ring Vacuum Pump) và cơng nghệ bơm chân không khô DVP – Dry
Vacuum Pump).
3.1.1. Công nghệ LRVP
VRU được lắp đặt với hai bình hấp phụ giống nhau và được
điền đầy bởi than hoạt tính. Một bình hoạt động ở chế độ nhận hơi
hydrocacbon và thực hiện q trình hấp phụ. Trong khi đó, bình cịn
lại sẽ được hoạt động ở chế độ giải hấp. Những van chuyển đổi sẽ
được lắp đặt để tự động thay thế những bình hấp phụ trong quá trình
hấp phụ và giải hấp. Điều này giúp cho hệ thống hoạt động liên tục
mà khơng bị gián đoạn trong suốt q trình thu hồi hơi.
3.1.2. Công nghệ DVP
Nguyên tắc hoạt động của công nghệ DVP và LRVP là
tương tự nhau, điểm khác nhau duy nhất là trong khi công nghệ
LRVP sử dụng bơm chân khơng vịng chất lỏng thì cơng nghệ DVP
sử dụng bơm chân không khô để tạo chân không cho quá trình giải
hấp.
Từ những so sánh ưu nhược điểm giữa hai cơng nghệ LRVP
và DVP của John Zink nói trên, tác giả đề xuất tập trung nghiên cứu
và thiết kế và lựu chọn công nghệ LRVP để triển khai thực tế.
3.2. Công nghệ VRU của Borsig

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ



- 14 Hệ thống này sử dụng sản phẩm lỏng như là một tiện ích cho
máy nén vịng chất lỏng và cho bình hấp thụ (cùng một chất lỏng cho
cả hai). Do đó dịng đi vào bình hấp thụ là dịng hai pha, hơi giàu
hydrocacbon và hydrocacbon lỏng. Trong bình hấp thụ, các chất lỏng
được tách ra từ pha khí cùng với chất lỏng được bổ sung được xuất
ra khỏi bình hấp thụ thơng qua các van xả phía dưới và được điều
khiển bởi một hệ thống kiểm tra mức tương ứng. Các sản phẩm thu
hồi được hấp thụ bởi bình hấp thụ và cũng được tích trữ ở đáy của
bình này sau đó đưa trở về hệ thống tồn chứa nhờ bơm và hệ thống
kiểm soát mức.
3.3. Đánh giá 02 Nhà cung cấp cung cấp bản quyền công nghệ
thu hồi hơi
Qua mô tả công nghệ ở mục 3.1 và 3.2 cùng với việc so
sánh, đánh giá công nghệ trong phần 3.3 có thể thấy rằng cả hai cơng
nghệ than hoạt tính và màng đều phù hợp về mặt kỹ thuật để sử dụng
cho mục đích thu hồi hơi xăng từ khu cảng và khu xuất xe bồn. Do
đó về mặt kỹ thuật, cả hai công nghệ đều phù hợp, việc lựa chọn
công nghệ nào sẽ tùy thuộc vào các đánh giá chi tiết khi triển khai dự
án EPC khi tính đến giá thành và cơng suất của hệ thống thu hồi hơi.

CHƯƠNG 4
KHẢO SÁT NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP KẾT NỐI
4.1. Hệ thống đường ống công nghệ

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


- 15 Tại Trạm xuất đường biển, hơi được thu hồi thông qua các

cần (loading arm) thu hồi hơi nối với các đường ống thu hồi hơi (Các
cần thu hồi hơi sẽ được lắp đặt mới kết nối vào các cần xuất xăng
hiện hữu). Các đường ống thu hồi hơi sẽ được đi qua các van chống
cháy trước khi nhập vào đường ống chính và đi vào cụm VRU. Hệ
thống đường ống hơi sẽ được sắp đặt bên cạnh các hệ thống ống và
giá đỡ có sẵn, đã được khảo sát thực tế. Ngồi ra, các vị trí đấu nối
đường ống đường ống xuất sản phẩm mogas hiện hữu dự kiến triển
khai ở vị trí gần VRU, giảm chi phí, dễ kết nối, thuận tiện cho việc
vận hành hệ thống gần với cụm VRU.
Tại trạm xuất đường bộ, hơi được thu hồi từ các cần xuất
xăng ở các trạm xuất, đi qua các van chống cháy trước khi nhập vào
đường ống chính và đi vào cụm VRU. Các đường ống này được thiết
kế các hệ thống giá đỡ mới.
4.2. Hệ thống điều khiển
Tủ điều khiển PLC cung cấp bởi nhà sản xuất sẽ điều khiển
tại chỗ quá trình xử lý công nghệ hệ thông thu hồi hơi tại trạm xuất
xe bồn và cảng xuất Jetty. Tủ điều khiển PLC sẽ được kết nối truyền
thông với hệ thống DCS hiện hữu thuận tiện cho việc giám sát vận
hành từ xa. Tín hiệu dừng khẩn cấp từ hệ thống ESD hiện hữu sẽ
được kết nối với tủ điều khiển tại chỗ PLC được cung cấp bởi nhà
sản xuất. Nguồn điện UPS cấp cho tủ điều khiển PLC sẽ được kết nối
từ tủ phân phối PDP hiện hữu.
Các tín hiệu phát hiện và báo cháy từ hệ thống thu hồi hơi
sản phẩm được kết nối với hệ thống FGS hiện hữu. Các tín hiệu điều
khiển van động cơ MOV và các tín hiệu điều khiển bơm nằm ngồi
gói

cơng

nghệ


được

điều

khiển

bằng

hệ

thống

DCS/ESD/MCS/TAS/OMS hiện hữu.
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


- 16 4.3. Giải pháp thiết kế điện động lực, chiếu sáng, tiếp đất
4.3.1. Yêu cầu chung của hệ thống điện, chống sét, tiếp đất lắp
đặt mới cho cụm VRU
Hệ thống thu hồi hơi sản phẩm tại trạm xuất xe bồn và cảng
xuất sản phẩm Jetty là nơi có khả năng phát sinh nhiều chất gây cháy
nổ trong quá trình vận hành. Do đó, hệ thống điện, chống sét được
thiết kế, lắp đặt mới cho cụm VRU phải tuân thủ đầy đủ các qui
trình, qui phạm và các tiêu chuẩn của Nhà nước đã ban hành. Hệ
thống điện của công trình phải đảm bảo những mục tiêu chính và các
tiêu chuẩn nhưu sau:


-

Các thiết bị điện phải đầy đủ các thông số kỹ thuật, đúng chức
năng, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của dây chuyền công nghệ.

-

Nguồn cấp điện phải đủ công suất, đúng cấp điện áp và tần số.
Cung cấp đủ và liên tục đảm bảo phục vụ cho công tác sản
xuất theo yêu cầu công nghệ.

-

Lắp đặt cáp và dây điện cho các cơng trình cơng nghiệp:
TCVN 9208:2012.

4.3.2. Khảo sát kết nối nguồn điện cung cấp cho cụm VRU với
hệ thống hiện hữu
Nguồn điện cung cấp cho cơng trình là mạng điện nội bộ
hiện hữu của nhà máy lọc dầu Dung Quất.
Bảng 4.1 – Nguồn cấp điện và công suất các phụ tải điện cụm VRU
STT

1

Mã
thiết bị

A-8103


Tên phụ tải
Hệ thống thu hồi
hơi sản phẩm tại
cảng xuất sản phẩm
Jetty

Công
suất
(kW)
806

Điện
áp
(V)

Nguồn cấp điện

400

10-SW-3-1 thanh
cái A qua máy
biến áp 1250kVA,
6.6/0.42kV

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


- 17 2


3

A-5304

4
5

MVP5213

Nguồn điều kiển cho
hệ thống thu hồi A8103
Hệ thống thu hồi
hơi sản phẩm tại
trạm xuất xe bồn
Nguồn điều kiển cho
hệ thống thu hồi A5304
Tủ cấp nguồn MOV

3

230

92

400

3

230


1.5

400

10-PDB-4-1
9-SW-4-1
thanh cái B

9-PDB-4-1
9-SW-4-1 thanh

4.3.3. Hệ thống phân phối điện
Hệ thống thu hồi hơi sản phẩm tại trạm xuất xe bồn sẽ được
cấp nguồn như sau:

-

Sửa đổi và lắp thêm 01 ngăn kéo vào thanh cái B của tủ 9-SW4-1 để cấp nguồn cho hệ thống thu hồi hơi A-5304 có cơng
suất 92kW

-

Sửa đổi và lắp thêm 01 ngăn kéo vào thanh cái A của tủ 9-SW4-1 để cấp nguồn cho tủ MVP-5301C có cơng suất 2.5kW
Hệ thống thu hồi hơi sản phẩm tại cảng xuất sản phẩm Jetty

sẽ được cấp nguồn như sau:

-


Lắp đặt 01 máy biến áp mới 10-TR-34-13 có dung lượng
S=1250kVA, U= 6.6/0.42kV.

-

Lắp đặt thêm 01 ngăn tủ phân phối 6.6kV cấp nguồn cho máy
biến áp trên. Ngăn tủ này sẽ được kết nối với thanh cái A của
tủ 10-SW-3-1. Tủ phân phối hiện hữu này sẽ được sửa đổi một
cách phù hợp để đấu nối với ngăn tủ mới.

-

Sửa đổi và lắp thêm 01 ngăn kéo vào thanh cái B của tủ 9-SW4-1 để cấp nguồn cho bơm P-5260 có cơng suất 75kW.

4.4. Giải pháp kết nối hệ thống PCCC

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


- 18 Hệ thống chữa cháy cho các khu vực thu hồi hơi sử dụng
lăng phun Mornitor, vị trí được bố trí bên ngồi cách khu vực chữa
cháy 5-8m. Lượng nước chữa cháy được tính tốn trong Bảng 4.2.
Lượng nước chữa cháy này có tính đến lượng nước u cầu tối đa
cho một lần chữa cháy trong trường hợp xảy ra cháy.
Bảng 4.2 - Tính tốn lượng nước chữa cháy cần thiết

STT


1

2

Hạng mục
Khu vực thu hồi
hơi trạm
xuất xe bồn
Khu vực thu hồi
hơi cảng
xuất sản phẩm

Tiêu chuẩn
Cường độ
phun:
6.5 lpm/m²
Cường độ
phun:
6.5 lpm/m²

(m²)

Tổng lưu
lượng dung
dịch chữa
cháy
(lpm)

72


468

20

9.36

4.8

250

1625

20

32.5

4.8

Diện
tích
bảo vệ

Thời Thể
gian tích
chữa cần
cháy thiết
(phút) (m³)

Áp lực
cần thiết

chữa
cháy
(kg/scm)

Bảng 4.3 - Lưu lượng bơm chữa cháy Trạm đường bộ
Áp suất

Lưu lượng

(kg/cm2)

(m3/h)

3

10

1280

Electrical pump (P-8144D)

1

10

1280

Jockey pump (P-8143-A/B)

2


7

60

Loại bơm
Diesel
pump
8144A/B/C)

Số lượng
(P-

Bảng 4.4 - Lưu lượng bơm chữa cháy Trạm đường biển
Loại bơm

Số
lượng

Diesel pump (P-8140A)
Electrical pump (P-8140B)
Jockey pump (P-8141A/B)

1
1
2

Áp suất

Lưu lượng


(kg/cm2)
10
10
7

(m3/h)
628
628
60

Như vậy, Hệ thống bơm chữa cháy hiện có của nhà máy đáp
ứng yêu cầu chữa cháy của từng khu vực VRU và không lắp đặt
thêm bơm chữa cháy.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


- 19 CHƯƠNG 5
ĐÁNH GIÁ CHI PHÍ, HIỆU SUẤT ĐẦU TƯ
5.1. Thông tin đầu vào

- Hiệu quả kinh tế của việc đầu tư VRU là lợi ích kinh tế cụ thể là
lợi nhuận thu được từ lượng hơi thu hồi được và tái xuất bán
dạng thành phẩm.

- Tổng lượng xăng cung cấp hiện tại bằng đường thủy và đường
bộ hiện tại lần lượt là 4,000,000 m3/ năm và 50,000m3/năm.


- Thành phần khí thải từ hoạt động xuất sản phẩm của Trạm xuất
Nhà máy được phân tích từ phịng thí nghiệm.
Bảng 5.1 - Thành phần hơi phát thải tại Trạm xuất sản phẩm cho
NMLD Dung Quất
Thành phần
Khơng khí (Air- Inert)
Propan
i-Butan
Buten
n-Butan
i-Pentan
Penten
n-pentan
Henxan +
Tổng

% Thể tích
58.1
0.6
2.9
3.2
17.4
7.7
5.1
2.0
3.0
100

- Tỷ lệ lượng xăng thu hồi tại cảng dựa trên lịch sử ghi chép các

dự án của các nhà cung cấp là có thể đạt tới 0.1-0.12% tổng
lượng xăng cung cấp. Tuy nhiên để đảm bảo được chắc chắn
thời gian thu hồi vốn, nhà sản xuất đề xuất lấy giá trị tỷ lệ là
0.09% trong tính hiệu quả kinh tế.

- Với lượng xăng thu hồi tại trạm xuất xe bồn, tỷ lệ thu hồi là
0.075% tổng lượng xăng cung cấp.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


- 20 -

- Giá bán xăng áp dụng cho xăng RON 92, giá bán trung bình
trong 5 năm dự báo 72 USD/ thùng, tương đương 0.45 USD/ lít.
Bảng 5.2 - Chi phí đầu tư ban đầu và hiệu suất dự kiến của VRU
Chi phí gói Thời gian thu
Lợi nhuận dự
Lượng phát
Hiệu suất thu
VRU dự tính hồi vốn dự kiến tính sau 20 năm thải ước tính
hồi VRU
(Triệu USD)
( N ăm)
(Triệu USD)
(g VOC/ m3)
95%


4.2

7.1

14.7

35

98%

4.4

7.2

15.0

17

99.5%

5.3

8.4

13.0

5 đến 10

- Dự toán được xây dựng theo phương pháp tính theo số lượng/
đơn giá;


- Giá thiết bị chính sẽ được xác định dựa trên báo giá chính thức
của nhà cung cấp và giá được đưa vào tổng mức đầu tư là giá
thấp nhất từ các nhà cung cấp đạt yêu cầu kỹ thuật, theo quy
định tại thông tư số 06/216/TT-BXD ngày 10/3/2016 của Bộ
Xây dựng. Chi phí chế tạo và lắp đặt sẽ được tính tốn dựa trên
cơ sở dữ liệu giá của các dự án đã và đang triển khai.

- Tổng mức đầu tư được tính tốn dựa trên việc áp dụng Thơng tư
số 06/2016/TT-BXD ngày 10/3/2016 của Bộ Xây dựng về quản
lý chi phí đầu tư xây dựng cơng trình, với cấu trúc bao gồm các
hạng mục chi phí sau:

- Chi phí xây dựng bao gồm chi phí mua sắm vật tư xây dựng, chi
phí nhân cơng, chi phí thiết bị thi cơng và lắp đặt cho các hạng
mục cải tạo/ sửa chữa và xây dựng mới bao gồm đóng cọc, đổ
bê tơng, làm đường, vỉa hè, hệ thống thoát nước và kết cấu cho
hệ thống thơng gió, sàn thao tác, v.v...

- Chi phí xây dựng được tính trên cơ sở đơn giá tham khảo các dự
án đã thực hiện.

- Chi phí thiết bị bao gồm các khoản sau:
✓ Chi phí mua sắm thiết bị cơng trình và thiết bị cơng nghệ;
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


- 21 ✓ Chi phí đào tạo và chuyển giao cơng nghệ (nếu có);

✓ Chi phí lắp đặt, nghiệm thu, hiệu chỉnh;
✓ Chi phí vận chuyển, bảo hiểm, thuế và các loại phí;

- Chi phí khác có liên quan.
✓ Chi phí quản lý dự án
✓ Chi phí quản lý dự án
✓ Chi phí tư vấn đầu tư

- Chi phí dự phịng bao gồm chi phí dự phịng cho yếu tố khối
lượng công việc phát sinh chưa lường trước được khi lập dự án
(tính bằng 5% trên các hạng mục trên) và dự phòng cho yếu tố
trượt giá trong thời gian thực hiện dự án.
5.2. Kết quả phân tích kinh tế tài chính
Căn cứ trên cơ sở và giả thiết nêu trên, sơ bộ tính tốn thời
gian hồn vốn của dự án như sau:
- NPV = 61,404,731,572 VND
- IRR = 15% (tại lãi suất chiết khấu 10%)
- Thời gian hoàn vốn khơng tính chiết khấu (tĩnh) = 6.1 năm
- Thời gian hồn vốn có chiết khấu (động) = 10.2 năm
- Đối với hệ thống thu hồi hơi tại trạm xuất xe bồn:
- NPV = -33,864,205,422 VND(<0)
- Sau 20 năm, hạng mục chưa thu hồi được vốn

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


- 22 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
I. KẾT LUẬN

Luận văn đã đạt được một số kết quả chính như sau:
1. Tổng quan về sự bay hơi, mất mát sản phẩm, các yếu tố ảnh
hưởng, công nghệ thu hồi hơi để ngăn ngừa, giảm thiểu quá
trình bay hơi, mất mát sản phẩm tại trạm xuất sản phẩm nhà
máy lọc dầu Dung Quất.
2. Luận văn đã phát triển và đưa ra đánh giá lựa chọn nhà cung
cấp Cơng nghệ có đủ năng lực, phù hợp kết nối với hệ thống
hiện hữu để triển khai dự án. 02 nhà cung cấp bản quyền công
nghệ thu hồi hơi lớn nhất và phổ biến hiện nay là Borsig và
Jonh Zink đều đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật của Nhà máy lọc
dầu.
3. Luận văn cũng đã nghiên cứu giải pháp bố trí mặt bằng, kết nối
công nghệ, điện, phụ trợ, hệ thống chữa cháy để tối ưu tận dụng
cơ sở hạ tầng hiện hữu.
4. Đánh giá sơ bộ hiệu quả đầu tư để có cơ sở triển khai dự án
trong tương lai.
II. KIẾN NGHỊ
1. Với mục tiêu bảo vệ môi trường, việc đầu tư hệ thống công
nghệ thu hồi hơi xăng dầu phát thải tại các trạm xuất sản phẩm
là yêu cầu cấp thiết và bắt buộc phải triển khai để đáp ứng tiêu
chuẩn về khí thải trong tương lai. Do vậy, dự án thu hồi hơi tiếp
tục nghiên cứu, hoàn thiện để làm cơ sở ứng dụng triển khai khi
yêu cầu Tiêu chuẩn môi trường mới được ban hành.
2. Việc lựa chọn Nhà cung cấp, hiệu suất thu hồi hơi sẽ ảnh hưởng
trục tiếp đến chi phí đầu tư nên cần tiếp tục đánh giá tại thời
điểm Nhà cung cấp chào thầu. Hiệu suất thu hồi hơi nên chọn

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ



- 23 mức 98% để chi phí đầu tư ở mưc trung bình và vẫn đáp ứng
các quy chuẩn về khí thải ra mơi trường.
3. Dự án thu hồi hơi đối với Khu Cảng Xuất sản phẩm có hiệu quả
cao, thời gian thu hồi vốn ở mức chấp nhận được (khoảng 10
năm), tác giả để xuất xem xét ưu tiên triển khai sớm khi thu xếp
được nguồn vốn đầu tư.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ