2.3 Phương pháp ngưng tụ
Phương pháp ngưng tụ sử dụng sự chênh lệch áp suất hơi của hydrocacbon ở các nhiệt độ khác nhau để làm nguội hơi hydrocacbon trong dầu và khí đến trạng thái siêu bão hòa và ngưng tụ thành trạng thái lỏng, từ đó thực hiện thu hồi dầu và khí. Phương pháp ngưng tụ có nguyên lý quy trình đơn giản, hiệu suất thu hồi cao, độ an toàn cao và mức độ tự động hóa cao. Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu lớn và mức tiêu thụ năng lượng làm lạnh tương đối cao và thường cần ít nhất hai bình ngưng để chuyển đổi giữa các hoạt động.
Theo các phương pháp thực hiện khác nhau, có thể chia thành hai loại: (1) Phương pháp tiếp xúc trực tiếp. Như tên cho thấy, đó là sự tiếp xúc trực tiếp giữa khí được làm mát và chất làm mát hoặc chất làm lạnh để trao đổi nhiệt, nhờ đó đạt được sự ngưng tụ. Phương pháp này thường được thực hiện trong tháp phun, tháp tiếp xúc hoặc thiết bị phun và chất làm mát được phun trực tiếp vào khí chứa dầu{3}}và nhiệt được loại bỏ bằng cách tiếp xúc trực tiếp để ngưng tụ dầu và khí. Ưu điểm của phương pháp tiếp xúc trực tiếp là hiệu suất truyền nhiệt cao, khả năng giảm nhiệt độ khí nhanh và thu hồi dầu khí hiệu quả. Tuy nhiên, do chất làm mát tiếp xúc trực tiếp với khí chứa dầu,{6}}nước ngưng tụ có thể bị ô nhiễm ở một mức độ nhất định và cần phải xử lý thêm trước khi có thể tái chế. (2) Phương thức liên hệ gián tiếp. Công nghệ này sử dụng vách làm mát và các thiết bị khác để tách khí thải ra khỏi chất làm mát, tránh tiếp xúc trực tiếp giữa hai chất. Các thiết bị chính được sử dụng là bình ngưng dạng vỏ và ống, bình ngưng phun nước và bình ngưng dạng tấm xoắn ốc. Ưu điểm của phương pháp tiếp xúc gián tiếp là nước ngưng tinh khiết và có thể được tái chế trực tiếp mà không cần thêm bước xử lý nào. Tuy nhiên, vì sử dụng logic truyền nhiệt gián tiếp nên nó có yêu cầu cao đối với môi trường{13}nhiệt độ thấp và cần đạt -70 ~ -80 độ để đảm bảo cải thiện tốc độ thu hồi.
2.4 Phương pháp tách màng
Phương pháp tách màng dựa trên sự khác biệt về tốc độ thẩm thấu của các thành phần dầu khí và không khí qua màng polyme. Thông qua hiệu ứng "lọc" của các thành phần màng, dầu và khí được tách khỏi không khí, từ đó thu hồi tài nguyên dầu khí, như trong Hình 1. Cốt lõi của quá trình tách màng là các thành phần màng tách khí hiệu suất cao. Các thành phần màng này thường bao gồm các cấu trúc tổng hợp. Lớp bề mặt là lớp cao su silicon dày đặc, có chức năng tách; lớp giữa và lớp dưới được làm bằng vật liệu rời để tăng cường độ bền cơ học của màng. Khi khí chứa dầu{6}}đi qua thành phần màng dưới sự chênh lệch áp suất ở cả hai phía của màng, các thành phần dầu và khí sẽ ưu tiên đi qua màng do tốc độ thẩm thấu cao hơn, trong khi không khí bị chặn có chọn lọc. Bằng cách này, dầu và khí được làm giàu sẽ chảy ra từ một đầu của thành phần màng và không khí được làm sạch cùng với dầu và khí sẽ được loại bỏ khỏi đầu kia. Phương pháp tách màng có đặc điểm của công nghệ tiên tiến và quy trình tương đối đơn giản. Nồng độ phát thải của nó thấp và hiệu quả thu hồi cao, có thể làm giảm hiệu quả ô nhiễm do bay hơi dầu khí ra môi trường. Ngoài ra, phương pháp tách màng còn có tính tự động hóa cao, dễ vận hành và bảo trì. Tuy nhiên, màng tách khí hiệu suất cao có giá thành đắt tiền và chưa được sản xuất trong nước nên phải đầu tư lớn vào thiết bị. Hơn nữa, màng có tuổi thọ hạn chế và cần được thay thế thường xuyên. Phương pháp tách màng cũng có yêu cầu tương đối cao về dòng khí và độ ổn định áp suất, điều kiện vận hành tương đối khắc nghiệt.
3 Quy trình ứng dụng công nghệ thu hồi dầu khí trong kho chứa và vận chuyển dầu khí
3.1 Đường dẫn dỡ dầu
Trong quá trình dỡ dầu, dầu và khí đốt thường được lưu trữ trong môi trường áp suất âm và lượng khí thải tương đối tập trung. Để thu hồi hiệu quả các loại dầu khí này, các phương tiện bốc dỡ dầu cần được tối ưu hóa. Ví dụ, khi sử dụng bồn chứa tàu hỏa để vận chuyển dầu khí, cần đảm bảo rằng các bồn chứa có khả năng bịt kín tốt để giảm sự bay hơi của dầu khí trong quá trình vận chuyển. Đồng thời, trong quá trình dỡ dầu, máy bơm chân không và các thiết bị khác có thể được sử dụng để chiết dầu khí trong bể và xử lý chúng thông qua hệ thống thu hồi dầu khí. Quá trình này thường bao gồm các bước như thu gom, nén, ngưng tụ hoặc hấp phụ dầu khí và cuối cùng, dầu và khí thu hồi được tái-bơm vào các cơ sở lưu trữ dầu.
3.2 Kho chứa dầu
Trong quá trình lưu giữ dầu khí, do tác động của các yếu tố bên ngoài như môi trường, nhiệt độ nên dầu khí dễ bị bay hơi, thất thoát. Để giảm tổn thất này, cần tăng cường hiệu suất bịt kín của hệ thống chứa dầu để ngăn chặn rò rỉ dầu khí. Ngoài ra, thiết bị thu hồi dầu khí còn có thể được sử dụng để thu hồi dầu khí trong bể chứa dầu. Các thiết bị này thường bao gồm các bộ phận như tháp hấp phụ và bình ngưng, có thể tách dầu và khí trong bể chứa dầu một cách hiệu quả và xử lý chúng. Trong quá trình xử lý, có thể lựa chọn phương pháp thu hồi thích hợp tùy theo thành phần và nồng độ của dầu khí, chẳng hạn như ngưng tụ, hấp phụ hoặc tách màng. 3.3 Liên kết nhận và gửi dầu Khi nhận và gửi dầu, mức chất lỏng trong bể chứa dầu sẽ thay đổi do phun và chiết các sản phẩm dầu, dẫn đến biến động áp suất trong bể, từ đó gây ra sự bay hơi của dầu khí. Để kiểm soát tổn thất dầu khí trong quá trình này, có thể sử dụng công nghệ thu hồi dầu khí. Cụ thể, các thiết bị thu hồi dầu khí như máy tách, máy nén dầu khí có thể được lắp đặt trên đường ống nhận và gửi dầu. Khi dầu được bơm vào bể chứa dầu, dầu, khí sinh ra sẽ được máy tách thu giữ và đưa về máy nén để nén; khi dầu được lấy ra khỏi bể chứa dầu, áp suất trong bể giảm. Lúc này, van nạp khí của thiết bị thu hồi có thể được mở để hít không khí bên ngoài thùng và trộn với lượng dầu khí còn lại trong thùng rồi đưa về máy nén để xử lý. Bằng cách này, dầu và khí đốt trong quá trình vận chuyển dầu có thể được thu hồi một cách hiệu quả.
4 Kết luận
Tóm lại, hiệu quả của việc sử dụng hợp lý công nghệ thu hồi dầu khí trong lưu trữ và vận chuyển dầu khí chủ yếu thể hiện ở hai khía cạnh: bảo tồn tài nguyên và bảo vệ môi trường. Bằng cách thu hồi hiệu quả dầu khí dễ bay hơi, công nghệ này giúp giảm đáng kể sự lãng phí tài nguyên dầu khí và nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên. Đồng thời, việc thu hồi dầu khí có hiệu quả làm giảm phát thải các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi vào khí quyển, cải thiện chất lượng không khí, giảm áp lực ô nhiễm môi trường. Ngoài ra, việc ứng dụng công nghệ thu hồi dầu khí cũng đã thúc đẩy sự phát triển xanh của ngành lưu trữ và vận tải dầu khí, đồng thời nâng cao hình ảnh bảo vệ môi trường và trách nhiệm xã hội của doanh nghiệp.
Nhìn chung, việc ứng dụng công nghệ thu hồi dầu khí trong lĩnh vực lưu trữ và vận chuyển dầu khí không chỉ đạt được hiệu quả đôi bên cùng có lợi về lợi ích kinh tế và sinh thái mà còn góp phần quan trọng thúc đẩy sự phát triển bền vững của ngành năng lượng.
