NGUYỄN LINH VŨ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

NGUYỄN LINH VŨLỜI CAM ĐOAN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KỸ THUẬT HĨA HỌC

Tơi xin cam đoan đề tài “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 cơng trình nghiên cứu do tơi thực hiện và được sự hướng dẫn của PGS.TS.
Trương Hữu Trì. Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và
chưa từng được ai công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây. Tơi xin cam đoan,
những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được
NGUYỄN LINH VŨ
chính tơi thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo.
Ngồi ra, trong luận văn cịn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu của
các tác giả khác, cơ quan đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc. Nếu phát hiện có
bất kỳ sự gian lận nào tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về nội dung luận văn của
mình.

PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA
CHỌN CÔNG NGHỆ
Tác giả luận văn

PHÙ HỢP CHO HỆ THỐNG THU HỒI HƠI XĂNG DẦU
TẠI TRẠM XUẤT SẢN PHẨM NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT

Nguyễn Linh Vũ

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chun ngành: Kỹ Thuật Hóa Học

KHĨA: K40 KHH.Qng

Đà Nẵng – 2022


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƢỜNG 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

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
PGS. TS. Trƣơng Hữu Trì


Đà Nẵng - 2022


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đề tài “Phân tích, đánh giá và lựa chọn công nghệ phù hợp
cho hệ thống thu hồi hơi xăng dầu tại trạm xuất sản phẩm nhà máy lọc dầu Dung
Quất” là cơng trình nghiên cứu do tôi thực hiện và được sự hướng dẫn của PGS.TS.
Trương Hữu Trì. Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và
chưa từng được ai cơng bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây. Tôi xin cam đoan,
những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được
chính tơi thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo.
Ngồi ra, trong luận văn còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu của
các tác giả khác, cơ quan đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc. Nếu phát hiện có
bất kỳ sự gian lận nào tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về nội dung luận văn của
mình.
Tác giả luận văn

Nguyễn Linh Vũ

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

Lưu hành nội bộ


MỤC LỤC

Trang
TÓM TẮT LUẬN VĂN
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
Chương 1 – GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ...................................................................... 4
1.1. Tổng quan về NMLD Dung Quất ............................................................................. 4
1.1.1. Địa điểm xây dựng NMLD Dung Quất ................................................................. 4
1.1.2. Công suất chế biến của NMLD Dung Quất .......................................................... 4
1.1.3. Cấu hình NMLD Dung Quất ................................................................................. 4
1.1.4. Cơ cấu sản phẩm của nhà máy .............................................................................. 6
1.2. Giới thiệu cụm phân xưởng trạm xuất sản phẩm ..................................................... 7
1.2.1. Khu bể chứa sản phẩm (Unit 052) ........................................................................ 7
1.2.2. Truck loading - Trạm xuất sản phẩm đường bộ (Unit 053) .................................. 8
1.2.3. Jetty - Trạm xuất sản phẩm đường biển (Unit 081) .............................................. 9
1.3. Những dự án thu hồi hơi đã được nghiên cứu thực hiện tại Việt Nam .................. 11
Chương 2 – TỔNG QUAN VỀ PHÁT THẢI VÀ CÔNG NGHỆ THU HỒI .............. 12
2.1. Các vấn đề về phát thải hơi HC .............................................................................. 12
2.2. Các hình thức phát thải hơi HC .............................................................................. 14
2.2.1. Sự phát thải do bay hơi (Evaporative emissions) ................................................ 14
2.2.2. Sự phát thải do bơm chuyển (Displacement emissions) ..................................... 14
2.2.3. Sự phát thải trong lưu chứa (Breathing and withdrawal emissions .................... 15
2.2.4. Sự phát thải trong bơm rót (Filling emissions) ................................................... 15
2.2.5. Sự phát thải từ việc tiếp nhiên liệu cho phương tiện
(vehicle refueling emissions) ............................................................................... 16
2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự bay hơi .................................................................... 17
2.4. Kiểm soát sự phát thải ............................................................................................ 18
2.4.1. Ngăn ngừa và giảm thiểu phát thải ...................................................................... 18
2.4.2. Thu hồi hơi (Vapor recovery) .............................................................................. 18
2.4.2.1. Hệ thống Nén-Làm lạnh-Hấp thụ ..................................................................... 19

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


Lưu hành nội bộ


2.4.2.2. Hệ thống nén-làm lạnh-ngưng tụ ..................................................................... 21
2.4.2.3. Hệ thống thu hồi hơi bằng phương pháp làm lạnh ........................................... 21
2.4.2.4. Hệ thống thu hồi hơi bằng phương pháp sử dụng dầu (lean oil) hấp thụ ......... 22
2.4.2.5. Hệ thống thu hồi hơi bằng màng lọc ................................................................ 23
2.5. Phương pháp tính tốn ............................................................................................ 24
2.5.1. Tổn thất trong q trình vận hành xuất, nhập phương tiện chứa
(Working loss) .................................................................................................... 24
2.5.2.Tổn thất trong quá trình vận hành phương tiện chứa (breathing loss) ................ 24
Chương 3 – ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ THU HỒI ................................ 26
3.1. Công nghệ VRU của nhà cung cấp John Zink ....................................................... 26
3.1.1. Công nghệ LRVP ................................................................................................ 26
3.1.2. Công nghệ DVP ................................................................................................... 28
3.2. Công nghệ VRU của nhà cung cấp Borsig ............................................................. 29
3.3. Đánh giá lựa chọn công nghệ ................................................................................. 31
Chương 4 – GIẢI PHÁP KẾT NỐI CHO NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT ..... 36
4.1. Hệ thống công nghệ ................................................................................................ 36
4.2. Hệ thống điều khiển................................................................................................ 41
4.3. Giải pháp thiết kế điện động lực, chiếu sáng, tiếp đất ............................................ 42
4.3.1. Yêu cầu chung của hệ thống điện, chống sét, tiếp đất lắp đặt mới cho
cụm VRU ............................................................................................................ 42
4.3.2. Khảo sát kết nối nguồn điện cung cấp cho cụm VRU với hệ thống hiện hữu .... 42
4.3.3. Hệ thống phân phối điện ..................................................................................... 43
4.4. Giải pháp kết nối hệ thống phòng cháy và chữa cháy ........................................... 44
Chương 5 – ĐÁNH GIÁ CHI PHÍ VÀ HIỆU QUẢ ĐẦU TƯ ..................................... 46
5.1. Thơng tin đầu vào ................................................................................................... 46
5.2. Kết quả phân tích kinh tế tài chính ......................................................................... 48
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................................... 51

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................... 52
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN

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

Lưu hành nội bộ


TĨM TẮT LUẬN VĂN
PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ PHÙ HỢP HỆ THỐNG THU HỒI
HƠI XĂNG DẦU TẠI TRẠM XUẤT SẢN PHẨM NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT
Học viên: Nguyễn Linh Vũ - Chuyên ngành: Kỹ Thuật Hóa Học
Mã số: 8520301 Khóa: K40.KHH.QNg Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN
Tóm tắt – Trạm xuất sản phẩm Nhà máy lọc dầu được thiết kế để tồn chứa, bơm xuất sản phẩm với sản
lượng 6.5 triệu tấn sản phẩm xăng dầu hàng năm và sản lượng sản phẩm xăng chiếm tỷ trọng khoảng
35-40%. Vấn đề phát thải hơi trong các trạm xuất là một trong những vấn đề lớn nhất mà các nước quan
tâm đặc biệt là ở Việt Nam, bởi vì tỷ lệ phát thải xăng rất cao tương ứng với tỷ lệ nhiệt độ trung bình
vùng miền cao. Việc phát thải xăng cũng cần được coi trọng vì giá trị phần sản phẩm mất mát bay hơi
tương đối cao. Khí phát thải này góp phần hình thành sương mù gây ơ nhiểm khơng khí tại các Trạm
xuất sản phẩm, rủi ro cháy nổ cao do tồn tại hơi hydrocarbon. Việc kiểm sốt những khí thải này đã
được một số nước trên thế giới áp dụng từ những năm 1990. Công nghệ thu hồi hơi xăng dầu phát thải
là cơng nghệ kiểm sốt được ưu tiên để ngăn ngừa và giảm thiểu phát thải hơi xăng và bảo vệ môi vệ
môi trường.
Trong nước, ứng dụng thu hồi hơi chỉ mới áp dụng tại Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn, Thanh Hóa và Kho
Xăng Dầu Đức Giang, Hà Nội. Dữ liệu phân tích lượng hơi xăng phát thải trong công đoạn tại Trạm
xuất của Nhà máy lọc dầu Dung Quất trung bình mỗi năm là 0.12 % tổng sản lượng xăng. Từ những giá
trị phát thải xăng này cho thấy thiệt hại về kinh tế là ước tính khoảng 60 tỷ đồng mỗi năm. Vì vậy việc
áp dụng Hệ thống thu hồi hơi nên được nghiên cứu áp dụng tại Trạm xuất sản phẩm Nhà máy lọc dầu
để đạt mục tiêu bảo vệ môi trường và giảm thiểu mất mát xăng dầu.
Từ khóa – NMLD Dung Quất; Phát thải; Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi –VOC; Cụm phân xưởng thu hồi

hơi – VRU.
ANALYSIS, ASSESSMENT AND SELECTION OF SUITABLE TECHNOLOGY OF VAPOR
RECOVERY UNIT FOR DUNG QUẤT LOADING STATION
Abstract – Loading stations of Dung quat refinery are designed to storage and load all fanial product of
refinery with capacity around 6.5 milion tons petroleum product. Gasoline emissions in loading stations
is one of the biggest issues that many country are taking it under consideration especially in Vietnam,
because the rate of the gasoline emissions are very high backs to the high temperature of environment.
Gasoline emissions should also be considering seriously because the high value of gasoline. These
emissions contribute to the formation of smog that casuse air pollution and also fire and exploision risk
around loading area. The control of these emissions has been applied internationally for long time ago,
since 1990s. In Vietnam, there are some loading station has stating to apply such as Nghi Son Refinery,
Thanh Hoa province and Duc Giang storage and loading Company, Ha Noi City. Gathering and
analyzing loading and losses data were used to determine the theoretical and experimental filling
emissions from loading activities at Dung Quat Efinery evaporative emission per year were 0.12% of
total amount loading quantity. From these values of gasoline emissions, it shows that the economic
losses are very high with a range of 60 million VND per year. So the application of Vapor Recovery
System should be applied in loading stations to minimize the Gasoline losses is necessary for near
future.
Key words - Dung quat refinery; Emission; Volatile Orgarnic Compound – VOC; Vapor revovery UnitVRU.

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

Lưu hành nội bộ


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
NMLD Dung Quất: Nhà Máy Lọc Dầu Dung Quất
DCS: Distributed Control System - Hệ thống điều khiển
CCR: Continuous Catalytic Reforming - Phân xưởng reforming xúc tác tái sinh liên
tục

CRA: Compresion – Refrigenation- Absorption vapor recovery system - Hệ thống thu
hồi hơi nén - làm lạnh - hấp thụ
CRC: Compresion – Refrigenation- Condensation vapor recovery system - Hệ thống
thu hồi hơi nén-làm lạnh-ngưng tụ
CDU: Crude Distillation Unit – Phân xưởng chưng cất khí quyển
DO: Diesel Oil - Sản phẩm dầu diesel
FO: Fuel Oil - sản phẩm dầu đốt
IRR: Internal rate of return – Tỷ suất hoàn vốn nội bộ
Jetty: Trạm xuất Sản phẩm đường biển NMLD
KTU: Kerosene Treating Unit - Phân xưởng xử lý Kerosene
LOA: Lean Oil Absorption vapor recovery system - Hệ thống thu hồi bằng xăng hấp
thụ
LPG: Liquefied Petroleum Gas - Khí hóa lỏng
Loading arm: Loading Arm - Cơ cấu cần xuất để kết nối với phươn tiện nhận sản
phẩm
NHT: Naphtha Hydro Treating – Phân xưởng xử lý Naphtha bằng hydro
NPV: Net presente value – Giá trị hiện tại ròng
Off gas: Khí metan và etan
PLC: Programae logic control - Bộ điều khiển
PR: sản phẩm Propylene
RON: Reseach Octane Number- Trị số Octan
RFCC: Residue Fluidized Catalytic Cracking - Phân xưởng cracking xúc tác cặn
Rich oil: Dòng sản phẩm sau khi hấp thụ
SS: Sub station – Trạm biến áp
Truck Loading: Trạm xuất sản phẩm đường bộ NMLD
VRU: Vapor revovery Unit- Phân xưởng thu hồi hơi xăng dầu
VOC: Volatile organic compound –Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi
POCP: Photochemical ozone creation potential –Hợp chất tiềm năng tạo ơzơn quang
hóa


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

Lưu hành nội bộ


DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1.1

Cơ cấu sản phẩm của NMLD Dung Quất

6

Bảng 2.1

Các nguồn phát thải VOC

13

Bảng 2.2

Thành phần hơi xăng điển hình

14

Bảng 2.3

Thành phần chưng cất xăng RON95

17


Bảng 3.1

Tiêu chí đánh giá lựa chọn công nghệ thu hồi hơi cho
NMLD Dung Quất.

32

Bảng 4.1

Nguồn cấp điện và công suất các phụ tải điện cụm VRU

43

Bảng 4.2

Tính tốn lượng nước chữa cháy cần thiết

44

Bảng 4.3

Lưu lượng bơm chữa cháy Trạm đường bộ

43

Bảng 4.4

Lưu lượng bơm chữa cháy Trạm đường biển


43

Bảng 5.1.

Thành phần hơi phát thải tại Trạm xuất sản phẩm cho
NMLD Dung Quất.

46

Bảng 5.2

Chi phí đầu tư ban đầu và hiệu suất dự kiến của VRU

47

Bảng 5.3

Bảng tính hiệu quả đầu tư hệ thống thu hồi hơi Trạm xuất
đường biển

49

Bảng 5.4

Bảng tính hiệu quả đầu tư hệ thống thu hồi hơi Trạm xuất
đường bộ

50

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


Lưu hành nội bộ


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Trang
Hình 1.1
Hình 1.2
Hình 1.3
Hình 1.4
Hình 1.5
Hình 1.6
Hình 1.7
Hình 1.8
Hình 1.9
Hình 2.1
Hình 2.2
Hình 2.3
Hình 2.4
Hình 2.5
Hình 2.6
Hình 2.7
Hình 2.8
Hình 2.9
Hình 2.10
Hình 2.11
Hình 3.1
Hình 3.2
Hình 3.3
Hình 3.4.

Hình 4.1
Hình 4.2
Hình 4.3
Hình 4.4
Hình 4.5
Hình 4.6

Mơ tả sơ đồ vị trí của NMLD Dung Quất
Sơ đồ tổng quan về NMLD Dung Quất
Sơ đồ tổng quan về sản phẩm NMLD Dung Quất
Bể chứa sản phẩm Nhà máy lọc dầu Dung Quất
Sơ đồ tổng quan về Trạm xuất đường bộ NMLD Dung Quất
Sơ đồ tổng quan về Trạm xuất đường biển NMLD Dung Quất
Trạm xuất đường biển Nhà máy lọc dầu Dung Quất
Tổng thể Nhà máy và vị trí dự kiến lắp đặt Hệ thống thu hồi hơi
NMLD Dung Quất [8
Cụm VRU – Kho Xăng dầu Petrolimex Đức Giang- Hà Nội
Sự phát tán khí thải từ hệ thống tồn chứa, phân phối
Cấu tạo bồn chứa sản phẩm xăng dầu
Sự hóa hơi trong quá trình xuất sản phẩm từ đỉnh –splash loading
Sự hóa hơi trong q trình xuất sản phẩm từ đáy –bottom loading
Sơ đồ nguyên lý hệ hống thu hồi hơi bằng nén - làm lạnh - hấp thụ
(CRA)
Hệ thống nén-làm lạnh-hấp thụ của Parker Hannifin
Hệ thống nén-làm lạnh-hấp thụ của Rheem Superior
Sơ đồ nguyên lý hệ hống thu hồi hơi bằng nén - làm lạnh – ngưng tụ
(CRC)
Sơ đồ nguyên lý hệ hống thu hồi bằng phương pháp làm lạnh
Sơ đồ nguyên lý hệ hống thu hồi hơi sử dụng dầu lean oil hấp thụ
Sơ đồ nguyên lý bộ thu hồi hơi xăng dạng tách màng

Sơ đồ công nghệ LRVP –Jonh Zink
Sơ đồ Công nghệ DVP của John Zink
Sơ đồ nguyên lý thu hồi hơi bằng phương pháp màng
Nguyên lý tách của màng lọc
Kết nối thu hồi hơi tại bến 1&2 Trạmxuất đường biển về hệ thống
VRU
Kết nối thu hồi hơi từ bến 3&4 Trạmxuất đường biển về hệ thống
VRU
Kết nối thu hồi hơi tổng thể Trạmxuất đường biển về hệ thống VRU
Kết nối đường hơi xăng từ Trạm xuất đường bộ về hệ thống VRU
Kết nối tổng thể hệ thống VRU và bồn chứa
Sơ đồ công nghệ bị cụm VRU

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

4
5
7
8
8
9
10
10
11
13
15
16
16
19
20

20
21
22
23
23
27
29
30
31
36
37
38
39

40
41

Lưu hành nội bộ


Luận văn thạc sĩ

-1-

MỞ 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 ô nhiễm không khí do xuất nhập và vận chuyển dầu thơ cũng như các sản
phẩm dầu khí. Hầu hết các cơng ty dầu mỏ lớn hơn trên tồn 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 [Reduce Emissions
of VOCs during Loading and Unloading of Ships in the EU- Howard J Rudd &
Nikolas A Hill] [1].
Đối với Việt Nam là quốc gia ở vùng nhiệt đới, nhiệt độ môi trường trung bình
hàng năm tương đối cao nên làm tăng quá 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 ô nhiễm môi trường. VOC nhẹ bị thốt ra mơi trường cũng là một rủi ro
cao ln tiềm ẩn nguy cơ tích tụ gây cháy nổ, ảnh hưởng sức khỏe của người lao
động cũng như các tác động đến mơi trường chung trên tồn 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 bão hịa 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 môi
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 hoán 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
công 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 công nghệ phù hợp, phương án
GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

HVTH: Nguyễn Linh Vũ

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

Lưu hành nội bộ


Luận văn thạc sĩ

-2-

dự phòng cơ sở hạ tầng, kết nối cho tương lai khi lắp đặp hệ thống thu hồi hơi nhằm
đáp ứng tiêu chuẩn mơi trường.
2. Mục đích 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 các hàm lượng VOC phát tán trong q trình xuất, nhập sản phẩm để
tính tốn cơng suất, hiệu quả kinh tế.
▪ Xác định giải pháp kết nối để tối ưu chi phí.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Phân tích, so sánh và đánh giá 02 công nghệ thu hồi hơi phổ biến trên thế giới
dựa trên hai nhà cung cấp đại diện – John Zink cho cơng nghệ than hoạt tính và
Borsig cho công nghệ màng. Việc đánh giá tập trung chủ yếu vào các phương diện
kỹ thuật, quy trình cơng nghệ từ đó làm căn cứ cho việc lựa chọn cơng nghệ phù
hợp cho NMLD Dung Quất.
4. Phương pháp nghiên cứu của đề tài
▪ Thu thập thông tin về 02 bản quyền công nghệ về thu hồi hơi được sử dụng phổ

biến hiện nay trên thế giới.
▪ Xây dựng các tiêu chí kỹ thuật để lựa chọn bản quyền công nghệ phù hợp trên
cơ sở cấu hình hiện tại của nhà máy.
▪ Sử dụng phần mềm PI Process để thu thập dữ liệu xuất hàng qua các năm.
▪ Lấy mẫu hơi phát tán ra trong quá trình xuất, nhập xăng dầu để tính tốn lượng
hơi xăng dầu thu hồi, hiệu quả đầu tư.
▪ Khảo sát hệ thống hạ tầng cảng, trạm xuất xăng dầu hiện hữu để đưa ra phương
án bố trí mặt bằng, kết nối để giảm chi phí đầu tư.
5. Nội dung nghiên cứu của đề tài
▪ Nghiên cứu tổng quan về các công nghệ thu hồi hơi xăng dầu
- Tổng quan về sự phát tán khí thải hơi xăng dầu trong quá trình tồn chứa, bơm
xuất sản phẩm xăng dầu tại trạm xuất sản phẩm và các yếu tố ảnh hưởng.
- Nghiên cứu tổng quan các q trình cơng nghệ thu hồi hơi xăng dầu đang ứng
dụng trên thế giới.
- Đánh giá lựa chọn công nghệ, nhà sản xuất đáp ứng công suất thu hồi hơi và
các đặc thù của NMLD Dung Quất làm cơ sở để áp dụng trong tương lai.
- Khảo sát nghiên cứu phương án kết nối tối ưu chi phí với hệ thống hiện hữu.
▪ Tính tốn, xác định các cơng suất thu hồi hơi, hiệu quả kinh tế
- Xác định khối lượng xăng dầu bị mất mát do bay hơi trong quá trình tồn chứa,
bơm chuyển và xuất sản phẩm tại trạm xuất.
GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

HVTH: Nguyễn Linh Vũ

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

Lưu hành nội bộ


Luận văn thạc sĩ


-3-

- Xác định cơng suất, chi phí đầu tư cho phân xưởng thu hồi hơi.
- Tính tốn sơ bộ hiệu quả kinh tế, thu hồi vốn.
▪ Khảo sát phương án bố trí mặt bằng, kết nối cơng nghệ, phụ trợ để tối ưu chi
phí
- Xác định vị trí bố trí mặt bằng.
- Xác định các phương án đấu mối công nghệ, phụ trợ.
6. 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.
▪ 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 yêu 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, thông tin liên lạc, xử lý nước thải phù hợp với tiêu chuẩn của nhà
máy.
7. Cấu trúc của luận văn
▪ Chương 1 – Giới thiệu tổng quan.
▪ Chương 2 – Tổng quan về sự phát thải khí hydrocabon và cơng 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.


GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

HVTH: Nguyễn Linh Vũ

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

Lưu hành nội bộ


Luận văn thạc sĩ

-4-

Chương 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về NMLD Dung Quất
1.1.1. 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. Hình 1.1 mơ tả sơ đồ vị
trí của nhà máy.

Hình 1.1 - Mơ tả sơ đồ vị trí của NMLD Dung Quất [1]
1.1.2. Cơng 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. Nhà máy được thiết kế để chế biến các
nguồn nguyên liệu sau:
▪ Xử lý 100% dầu thô Bạch Hổ (Việt Nam) hoặc các loại dầu thô có tính chất
tương đương.
▪ Hoặc dầu thơ hỗn hợp gồm 85% dầu thô Bạch Hổ cùng với 15% dầu chua

Dubai.
▪ 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).

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

HVTH: Nguyễn Linh Vũ

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

Lưu hành nội bộ


Luận văn thạc sĩ

-5-

1.1.3. Cấu hình NMLD Dung Quất
Cấu hình nhà máy lọc dầu Dung Quất gồm 14 phân xưởng cơng nghệ chính:
phân xưởng chưng cất dầu thơ (011 - CDU), phân xưởng xử lý naphta bằng hydro
(012 - NHT), phân xưởng reforming xúc tác liên tục (013 - CCR), phân xưởng xử lý
kerosene (014 - KTU), phân xưởng cracking xúc tác tầng sơi 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), phân xưởng
xử lý LCO bằng hydro (024 - LCO HDT).
Ngoài các phân xưởng cơng nghệ chính, 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

chất, nước làm mát, nước cứu hỏa và nước sinh hoạt, khí nhiên liệu, dầu nhiên liệu,
phân xưởng xử lý nước thải v.v. để đảm bảo quá trình hoạt động của các phân
xưởng công nghệ và khu vực vể chứa, trạm xuất sản phẩm.
Sơ đồ vị trí các phân xưởng của nhà máy được trình bày trên hình 1.2, trong đó
chủ yếu mơ tả các phân xưởng cơng nghệ chính của q trình chế biến dầu thơ, hệ
thống bồn bể phối trộn và các sản phẩm của nhà máy.

Hình 1.2 - Sơ đồ tổng quan về NMLD Dung Quất [2]
GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

HVTH: Nguyễn Linh Vũ

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

Lưu hành nội bộ


Luận văn thạc sĩ

-6-

Dầu thô được nhập vào nhà máy lọc dầu để chế biến thơng qua hệ thống phao
rót dầu một điểm neo có khả năng tiếp nhận tàu có trọng tải từ 80.000 đến 150.000
tấn (sau khi nâng cấp, mở rộng 300.000 tấn) và đường ống dẫn dầu từ phao đến khu
bể chứa dầu thô dài khoảng 4,2km. Dầu thô được bơm vào khu bể chứa dầu thô
gồm 08 bể có dung tích bằng nhau mỗi bể là 65.000m3. Sau đó dầu thơ được bơm
vào tháp chưng cấp khí quyển có cơng suất 140.000 thùng một ngày để tách thành
các phân đoạn như: gas, naptha, kerosen, gas oil nặng và nhẹ, cặn chưng cất khí
quyển.
Phân đoạn khí được đưa đến phân xưởng chế biến khí và thu hồi propylene để

cho ra off gas, khí hóa lỏng và propylene đưa qua nhà máy polypropylene để chế
biến hạt nhựa. Naptha được đưa đến các phân xưởng công nghệ để nâng cao trị số
octan rồi đưa đi phối trộn xăng thương phẩm. Kerosen được đưa đến phân xưởng xử
lý kerosen để cho ra sản phẩm nhiên liệu sử dụng cho động cơ phản lực Jet A1 và
dầu hỏa. Gas oil nặng và nhẹ được đưa đến các phân đoạn xử lý rồi đưa đi phối trộn
cho ra dầu diesel thương phẩm. Cặn khí quyển được đưa đến phân xưởng cracking
xúc tác, sau đó đưa qua các phân xưởng phân tách để cho ra các sản phẩm: khí,
RFCC naphta, LCO, HCO, decant oil. Tồn bộ các phân xưởng cơng nghệ và phụ
trợ của nhà máy được điều hành tại nhà điều khiển trung tâm thơng qua hệ thống
điều khiển DCS có chức năng điều khiển, giám sát, ghi nhận, lưu trữ và hiển thị dữ
liệu về quá trình vận hành của Nhà máy.
Các sản phẩm từ khu vực công nghệ được đưa đến chứa tại khu bể chứa trung
gian, tại đây các sản phẩm được kiểm tra chất lượng và phối trộn với tỉ lệ hợp lý
trước khi đưa ra khu bể chứa sản phẩm bằng đường ống dài khoảng 7 km. Các sản
phẩm của nhà máy được chứa trong 22 bể chứa thành phẩm và xuất bán bằng đường
bộ và cảng xuất bằng đường biển để xuất bán tất cả các sản phẩm của nhà máy.
Cảng xuất sản phẩm bằng đường biển đặt trong vịnh Dung Quất cách khu bể chứa
sản phẩm khoảng 3 km. Cảng xuất sản phẩm bằng đường biển xuất các sản phẩm
qua 6 bến xuất cho tàu có trọng tải từ 1.000 đến 50.000 tấn.
Bảng 1.1- Sản lượng các sản phẩm Nhà máy Lọc đầu Dung Quất
(Sản lượng trung bình các năm 2016÷2021)
Sản lượng
Phương phức xuất
STT
Tên sản phẩm
(nghìn tấn/ năm)
sản phẩm
1
Khí hóa lỏng LPG
450 - 550

Xuất tàu
2
Xăng RON 92/95
2600 - 2800
Xuất Tàu + Xuất xe bồn
Xăng máy bay (Jet
3
450 - 550
Xuất Tàu + Xuất xe bồn
A1)/Dầu hỏa
4
Dầu Diesel ô tô (DO)
2700 - 2800
Xuất Tàu + Xuất xe bồn
5
Dầu nhiên liệu (FO)
140 - 180
Xuất Tàu + Xuất xe bồn

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

HVTH: Nguyễn Linh Vũ

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

Lưu hành nội bộ


Luận văn thạc sĩ


-7-

1.2. Giới thiệu cụm phân xưởng Trạm xuất sản phẩm
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
sau:
1.2.1. Khu bể chứa sản phẩm (Unit 052)
Mục đích của phân xưởng bể chứa sản phẩm để tiếp nhận, lưu chứa các sản
phẩm cuối từ NMLD như sơ đồ sau:

Hình 1.3 - Sơ đồ tổng quan về sản phẩm NMLD Dung Quất [3]
Phân xưởng gồm 22 bể chứa cho các sản phẩm: LPG, propylene, xăng, dầu
diesel, nhiên liệu phản lực Jet A1, dầu FO.
▪
▪
▪
▪
▪
▪
▪

TK 5201 A/B/C tồn chứa sản phẩm xăng RON95.
TK 5203A/B/C tồn chứa sản phẩm xăng RON92.
TK 5207 A/B/C tồn chứa sản phẩm dầu DO.
TK 5211 A/B tồn chứa sản phẩm dầu FO.
TK 5205 A/B/C tồn chứa sản phẩm nhiên liệu bay Jet A1.
TK5212 A/B/C/D/E tồn chứa sản phẩm khí hóa lỏng LPG.
TK 5213 A/B/C tồn chứa sản phẩm khí hóa lỏng PROPYLENE.


GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

HVTH: Nguyễn Linh Vũ

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

Lưu hành nội bộ


Luận văn thạc sĩ

-8-

Hình 1.4 - Bể chứa sản phẩm nhà máy lọc dầu Dung Quất [4]
1.2.2. Truck loading - Trạm xuất sản phẩm đường bộ (Unit 053):
Mục đích của phân xưởng để xuất các sản phẩm cuối từ khu bể chứa sản phẩm
lên phương tiện vận chuyển xe bồn như sơ đồ sau:

Hình 1.5 - Sơ đồ tổng quan về trạm xuất sản phẩm đường bộ NMLD Dung Quất [5]
Trạm xuất đường bộ gồm 04 giàn xuất (có thể tiếp nhận tối đa 4 xe bồn nhận
hàng đồng thời) để xuất các sản phẩm xăng, dầu diesel, nhiên liệu phản lực Jet A1
cho xe bồn vận chuyển đường bộ. Cơng suất trạm xuất đường bộ có thể xuất đồng

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

HVTH: Nguyễn Linh Vũ

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

Lưu hành nội bộ



Luận văn thạc sĩ

-9-

thời 04 xe bồn tại 04 giàn xuất với tốc độ xuất hàng tối đa 90 m3/h cho mỗi cần xuất
– Loading arm.
-

Giàn xuất số 1: 02 cần xuất cho các sản phẩm xăng RON95, DO.

-

Giàn xuất số 2: 02 cần xuất cho các sản phẩm xăng RON92, DO.

-

Giàn xuất số 3: 02 cần xuất cho các sản phẩm Jet A1, DO.

-

Giàn xuất số 4: 02 cần xuất cho các sản phẩm FO, DO.

1.2.3. Jetty - Trạm xuất sản phẩm đường biển (Unit 081):
Mục đích của phân xưởng để xuất các các sản phẩm cuối từ khu bể chứa sản
phẩm lên phương tiện tàu vận chuyển đường biển như sơ đồ sau:

Hình 1.6 - Sơ đồ tổng quan về trạm xuất sản phẩm đường biển NMLD Dung Quất [6]
Trạm xuất sản phẩm đường biển gồm 06 bến xuất (có thể tiếp nhận tối đa 6 tàu

nhận hàng đồng thời) để xuất các sản phẩm xăng, dầu diesel, nhiên liệu phản lực Jet
A1, dầu FO, LPG, propylen cho các tàu nhận hàng đường biển có tải trọng tối đa
đến 50.000 DWT.
▪ Bến 1&2: Tiếp nhận tàu tối đa 50.000 DWT với 04 cần xuất mỗi bến để xuất
các sản phẩm xăng, dầu DO với tối độ tối đa 1500 m3 /h đối với 01 cần xuất.
▪ Bến 3&4: Tiếp nhận tàu tối đa 8.000 DWT với 04 cần xuất mỗi bến để xuất các
sản phẩm xăng, dầu DO, Jet A1 với tối độ tối đa 750 m3 /h đối với 01 cần xuất.

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

HVTH: Nguyễn Linh Vũ

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

Lưu hành nội bộ


Luận văn thạc sĩ

-10-

▪ Bến 5&6: Tiếp nhận tàu tối đa 8.000 DWT với 02 cần xuất mỗi bến để xuất các
sản phẩm LPG, Propylene, dầu FO với tối độ tối đa 500 m3 /h đối với 01 cần
xuất.

Hình 1.7 - Trạm xuất sản phẩm đường bộ NMLD Dung Quất [7]

Hình 1.8 – Tổng thể Nhà máy và vị trí dự kiến lắp đặt Hệ thống thu hồi hơi NMLD
Dung Quất [8]
GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì


HVTH: Nguyễn Linh Vũ

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

Lưu hành nội bộ


Luận văn thạc sĩ

-11-

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 dựa trên nguyên lý hấp thụ bằng than hoạt tính của nhà
cung cấp bản quyền Jonh Zink từ khi xây dựng và vận hành Nhà máy. [VRU unit
No 200- Hydrocarbon Vapor Recovery Unit 200-A-010 NSRP-Viet Nam,
Manufacture John Zink] [2].
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 Đức Giang nhằm góp phần giảm thiểu
xăng dầu bay hơi, cải thiện môi trường và nguy cơ cháy nổ trong quá trình xuất
nhập xăng dầu. Hệ thống này ứng dụng thành công công nghệ màng hấp thụ khơng
bão hịa của Cộng hịa Liên bang Đức (Nhà cung cấp Bosign) để thu hồi triệt để hơi
xăng dầu bay hơi trong quá trình xuất hàng tại Tổng kho Xăng dầu Đức Giang [Tạp
chí Cơng thương 10.2016] [3].

Hình 1.9 - Cụm VRU – Kho Xăng dầu Petrolimex Đức Giang- Hà Nội [9]
GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì


HVTH: Nguyễn Linh Vũ

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

Lưu hành nội bộ


Luận văn thạc sĩ

-12-

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 q 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 ô nhiễm không 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.
VOC được định nghĩa là bất kỳ hợp chất nào của cacbon tham gia vào phản ứng
quang hóa trong khí quyển, ngoại trừ cacbon monoxit, cacbon đioxit, axit cacbonic,
cacbua kim loại, cacbonat và amoni cacbonat. Ủy ban Kinh tế Liên hợp quốc về
Châu Âu (UNECE) phân loại VOC dựa trên tiềm năng tạo ơzơn quang hóa (POCP)

của chúng. POCP được định nghĩa là sự thay đổi trong sản xuất ơzơn quang hóa học
do sự thay đổi trong phát xạ của một VOC cụ thể và có thể được xác định bằng tính
tốn mơ hình quang hóa hoặc các thí nghiệm trong phịng thí nghiệm.
Khi có ánh sáng mặt trời, VOCs phản ứng với các oxit nitơ tạo thành các chất
oxy hóa quang hóa như ozơn. Ơzơn trên mặt đất là một thành phần chính trong việc
hình thành sương mù, có thể di chuyển rất xa và là một loại khí nhà kính được biết
đến. Khói cũng ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người, thảm thực vật và vật liệu.
Mặc dù VOCs và nitơ oxit có trong tự nhiên, nhưng các nguồn do con người gây ra
đã làm tăng nồng độ trong khí quyển lên rất nhiều [Sangter A(1991) Vapor
Recovery from Petrol Distribution] [4]:

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

HVTH: Nguyễn Linh Vũ

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

Lưu hành nội bộ


Luận văn thạc sĩ

-13-

Bảng 2.1 - Các nguồn phát thải VOC
Tỷ trọng
(% khối lượng)
40
25
10


Nguồn phát thải VOC
Dung môi công nghiệp và gia dụng
Khí thải từ xe có động cơ
Tổn thất do bay hơi và vận hành từ các phương tiện cơ
giới
Phân phối xăng dầu
Tiếp nhiên liệu cho xe
Nhà máy Lọc dầu
Các nguồn khác

3
2
3
17

Mặc dù việc phân phối xăng dầu và tiếp nhiên liệu cho xe chỉ đóng góp 5% tổng
lượng khí thải VOC, nhưng lượng khí thải này tập trung tại các cơ sở lưu trữ xăng
dầu và trạm dịch vụ, nơi có mật độ phương tiên, dân cư đơng gây nhiều rủi ro cho
an toàn cháy nổ và sức khỏe.
Việc kiểm sốt lượng khí thải xảy ra trong q trình vận chuyển xăng dầu từ các
cơ sở lưu trữ số lượng lớn đến người tiêu dùng cuối cùng được thể hiện qua ba giai
đoạn, cụ thể như sau:

Hình 2.1- Sự phát tán khí thải từ hệ thống tồn chứa, phân phối [10]

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

HVTH: Nguyễn Linh Vũ


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

Lưu hành nội bộ


Luận văn thạc sĩ

-14-

▪ Giai đoạn Ia liên quan đến việc kiểm sốt lượng khí thải xảy ra tại các cơ sở chế
biến, trạm xuất.
▪ Giai đoạn Ib liên quan đến việc kiểm sốt lượng khí thải xảy ra khi tàu chở dầu
đường bộ dỡ hàng vào các bể chứa của trạm dịch vụ.
▪ Giai đoạn II liên quan đến việc kiểm sốt khí thải được hình thành trong q
trình tiếp nhiên liệu cho xe.
Sự bay hơi xảy ra bất cứ khi nào xăng được đưa vào bình chứa có khơng gian
trống bên trên mặt thống chất lỏng và tạo thành hơi. Thành phần VOC của hơi
xăng là hỗn hợp của các hợp chất có nhiệt độ sơi khác nhau với xu hướng bay hơi
của các hợp chất có trọng lượng phân tử thấp hơn được thể hiện trong Bảng 2.2
Bảng 2.2 - Thành phần hơi xăng điển hình [Hansen Mr 1996 – Hydrocarbon
emissions from gasoline storage] [5]
Thành phần
Ethane
Propane
Isobutene
n-Butane
Pentane
Benzene
Hexane and others
Tổng


Tỷ trọng (% khối lượng)
Không đáng kể
1.5
8
10
14
5000 ppm
6
40 *

* Ghi chú: thành phần VOC, thể tích cịn lại là khơng khí
2.2. Các hình thức phát thải hơi hydrocacbon [Hardley PV et al, 1998
Hydrocarbon Emission from Gasoline storage and distribution system] [6]
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 điển hình như
trong Hình 2.1 là 0,56 (%thể tích) của lượng xăng được phân phối [Hardley PV et
al, 1998] [7]. Do đó, cứ 1000 lít xăng dầu được phân phối (tức là xăng dầu từ kho
chứa hàng đến kho còn lại của hệ thống phân phối) là 5,6 lít bị thất thốt vào khí
quyển thơng qua khí thải do bay hơi. Các khí thải này có 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

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

HVTH: Nguyễn Linh Vũ


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

Lưu hành nội bộ


Luận văn thạc sĩ

-15-

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 [Hardley PV et al, 1998] [8].
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 thơng hơi (Van thở – V của bồn chứa hình 3 bên
dưới) 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 môi 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 [Hardley PV et al, 1998] [9]. Khí thải từ các tàu chở dầu và
khí thải từ các tàu chở dầu là khơng đáng kể do thời gian vận chuyển tương đối
ngắn so với tồn chứa trên bờ. Cấu tạo bồn chứa sản phẩm xăng dầu như hình 2.2,
hơi xăng dầu phát thải ra môi trường qua van thở (V) lắp đặt trên đỉnh bồn chứa.

Hình 2.2 - Cấu tạo bồn chứa sản phẩm xăng dầu [11]
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 thải nạp, đó là hơi nạp trước

(preloading vapor -PLV) và hơi hóa hơi (evolution vapor -𝑉𝑒).
PLV là hơi cịn lại có nguồn gốc từ các chất chứa trước đó của bể chứa, được
thay thế khi nạp sản phẩm mới. Hơi hóa hơi (𝑉𝑒) là lượng hơi do quá trình tự bốc
hơi của sản phẩm khi nó đang được xuất xuống phương tiện vận chuyển. Xăng có

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

HVTH: Nguyễn Linh Vũ

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

Lưu hành nội bộ


Luận văn thạc sĩ

-16-

thể được xuất vào tàu chở dầu, xe bồn đường bộ từ các họng xuất được thiết kế kết
nối từ đỉnh, đáy bồn nhận của phương tiện (splash loading, bottom loading). Quá
trình xuất sản phẩm từ trên xuống (splash loading) gây ra xáo trộn sản phẩm và gây
ra sự hóa hơi mạnh nhất trong các phương thức xuất sản phẩm xăng.

Hình 2.3 - Sự hóa hơi trong quá trình xuất sản phẩm từ đỉnh –splash loading [12]

Hình 2.4 - Sự hóa hơi trong q trình xuất sản phẩm từ đáy –bottom loading [13]
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
GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

HVTH: Nguyễn Linh Vũ

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

Lưu hành nội bộ