Do có trữ lượng khí dồi dào tại các mỏ khí ngoài khơi, cho phépViệt nam xây dựng một trung tâm năng lượng có tầm cỡ Đông nam á, tại Phú mỹ huyên Tân thành tỉnh Bà rịa-Vũng tầu, hình thành cụm công nghiệp Khí-Điện-Đạm Phú mỹ. Trung tâm được thực hiện từ 1996 và qua các bước xây dựng, mở rộng, tất cả các tổ máy nhà máy điện Phú mỹ đã hoàn thành và hòa vào lưới điện quốc gia khoảng 3.600MW, chiếm khoảng 40% tổng công suất nguồn điện cả nước, như thế Phú mỹ đã trở thành trung tâm nhiệt điện lớn nhất Việt Nam. Nhà máy xử lý khí Dinh cố, một trong những niềm tự hào của công nghiệp khí, đã xử lý và cung cấp khí cho các nhà máy điện, nhà máy sản xuất LPG Dinh cố (~250.000 tấn LPG/năm), nhà máy chưng cất condensat và nhà máy đạm Phú mỹ.

Tại khu vực miền Tây Nam bộ đã hình thành khu công nghiệp “Khí-Điện –Đạm” Cà mau, với lượng khí từ mỏ PM3 (khu vực chồng lấn Malaysia-Việt Nam) được đưa về khu công nghiệp Khánh An huyện Uminh tỉnh Cà mau mỗi năm khoảng 2,1 tỷ m3, cho hai nhà máy điện Cà mau 1, Cà mau 2, sản xuất 1.500 MW điện và 800.000 tấn phân đạm Urê.

Cùng với đường ống dẫn khí PM3-Cà mau, dự án khí lô B - Ô môn đưa khí từ biển Tây Nam Việt Nam đến tổ hợp nhà máy điện ở Ô Môn (Cần Thơ) với công suất 2.600MW làm cho đồng bằng sông Cửu long trở thành một trung tâm năng lượng của Việt nam.

Như vậy hiện nay công nghiệp khí vẫn chủ yếu là giải quyết vấn đề năng lượng, khí khai thác được cung cấp cho nhà máy sản xuất điện, các lò công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng, thực phẩm thay cho than, dầu và cho dân dụng.

Nói về khí ta vẫn gặp nhiều loại như khí thiên nhiên, khí đồng hành, khí dầu hóa lỏng LPG, khí ngưng tụ (condensat), khí thiên nhiên nén (CNG) hay khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG) ..

Nhà máy xử lý khí Dinh Cố

Khí thiên nhiên (natural gas)

Dầu và khí đốt được sinh ra cùng nguồn gốc, do điều kiện địa chất khác nhau ( áp suất, nhiệt độ, cấu tạo tầng sinh, tầng chứa..) mà có mỏ chỉ có khí, có mỏ có cả dầu lẫn khí. Khí đốt là hỗn hợp các Hydrocacbon nhẹ từ C1-C5 mà ở điều kiện nhiệt độ, áp suất tự nhiên nó ở thể khí. Nếu tỷ lệ C1 rất cao thì khí khó trở thành thể lỏng, ta gọi là khí khô. Ngược lại, khí có nhiều tỷ lệ C2-C5 thì dễ trở thành thể lỏng, ta gọi là khí ẩm.

Khí khô thường gặp trong các mỏ khí không tiếp xúc với dầu mỏ, thành phần chủ yếu là khí mêtan, đa số chiếm trên 80%. Một số mỏ ngoài mêttan còn có êtan, propan, butan với tỷ lệ nhỏ, nhiều mỏ trong thành phần còn có cả khí Cacbonic CO2..(thậm chí có mỏ có tỷ lệ CO2 khá cao).

Khí ẩm (khí đồng hành) là khí tiếp xúc với dầu mỏ, luôn đồng hành với dầu mỏ khi khai thác. Trong thành phần, ngoài khí mêtan còn có êtan, propan, butan..

Hiên nay phần lớn khí thiên nhiên vẫn được dùng làm nhiên liệu (cho sản xuất điện), sưởi ấm, cung cấp cho các lò đốt công nghiệp. Một phần không nhiều ~10% được dùng cho ngành hóa học (Sản suất phân đạm, chất dẻo và các hóa chất….)

Khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG):

Việc vận chuyển khí từ mỏ đến nơi tiêu thụ chủ yếu bằng đường ống. Trong thực tế nhiều nơi tiêu thụ lại rất xa nguồn khí, khi mà vận chuyển bằng đường ống khó thực hiện nên người ta đã làm cho thể tích khí nhỏ lại bằng cách hóa lỏng khí để vận chuyển, có 2 cách hóa lỏng khí:

1/Dùng phương pháp nén, ta có khí thiên nhiên hóa lỏng (CNG), có thể tích nhỏ hơn 600 lần nếu không nén. (1 tầu chở khí lỏng CNG đầy bằng 600 tầu chở khí thiên nhiên nếu không hóa lỏng).

2/Phương pháp làm lạnh cho ta khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG): Khi hạ nhiệt độ tới -161oC, khí thiên nhiên cũng hóa lỏng, thể tích nhỏ lại. Phương pháp này chi phí cao, người sử dụng phải tính toán kỹ các bài toán về kinh tế. Tổng công ty khí thuộc PVN (PVGas) cũng đã và đang nghiên cứu các phương án mua khí LNG từ các nơi nhiều khí như Liên bang Nga, Trung đông…để bổ sung nguồn khí, đảm bảo an ninh năng lượng cho Việt nam.

Khí dầu hóa lỏng (LPG),

Thành phần chủ yếu gồm 2 chất là Propan và Butan, được bán trên thị trường làm chất đun bếp mà dân ta quen gọi là khí ga.

Ở Viêt Nam từ nhà máy Dinh cố ở tỉnh Bà Rịa-Vũng Tầu và nhà máy lọc dầu Dung Quất Quảng Ngãi cho sản lượng khí ga (LPG) khoảng 600.000-700.000 tấn mỗi năm, đáp ứng khoảng 70 % nhu cầu tiêu thụ của cả nước hiện nay, phần còn thiếu vẫn phải nhập khẩu.

Trên thị trường Việt Nam có sản phẩm LPG của nhiều công ty khác nhau với thành phần propan và butan khác nhau (LPG của Elf Gas Saigon có tỷ lệ Propan/Butan là 20/80, Của Petrolimex là 30/70, của Saigon Petro là 50/50…). Nhiệt lượng chênh không nhiều, sử dụng LPG có tỷ lệ Propan cao bốc hơi triệt để ở nhiệt độ môi trường nên cháy triệt để hơn, tuy nhiên áp suất hơi trong bình chứa cũng cao hơn.

Khí ngưng tụ (condensat),

Phần hydrocacbon tách ra từ mỏ khí và khí đồng hành (có nhiệt độ sôi từ 35oC-300oC). Khí đồng hành từ bể Cửu long như mỏ Bạch hổ, Rồng, Rạng đông …được đưa về nhà máy Dinh Cố (Bà rịa Vũng tầu), ở đây khí (Mêtan, Êtan) được tách ra chuyển đến nhà máy đạm Phú mỹ để sản xuất phân đạm. Propan, Butan được tách ra làm khí LPG bán cho dân đun bếp (~250.000tấn/năm). Phần hydrocacbon nặng hơn, từ Pentan trở lên là khí ngưng tụ, chúng ở thể lỏng trong điều kiện môi trường, được chưng cất thành các phân đoạn để pha chế xăng ô tô hoặc sản xuất một số dung môi hữu cơ như dung môi cho công nghiệp chế biến cao su, cho các nhà máy sản xuất sơn. Khí ngưng tụ từ mỏ khí Lan tây-Lan đỏ, qua trạm xử lý khí Dinh Cố, khí khô được đưa tới các nhà máy sản sản xuất điện Phú Mỹ, phần lỏng là khí ngưng tụ đưa vào nhà máy chưng cất Phú Mỹ để sản xuất xăng, và các nhiên liệu khác như dầu hỏa, nhiên liệu đốt lò. Khí ngưng tụ (Condensat) cũng có khi nặng như dầu thô tùy theo điều kiện của từng mỏ (như khí ngưng tụ mỏ Hải Thạch, Mộc Tinh) .

Các sản phẩm hóa học từ khí.

Việc phát triển các dự án chế biến sâu khí còn trong giai đoạn nghiên cứu lựa chọn các dự án.

Các sản phẩm từ khí thiên nhiên được kể đến một số nhóm quan trọng:

-Nhóm các loại chất dẻo: có các loại nhựa PE (polyetylen), PP (polypropylen), PVC (polyvinylclor), Plystyren

-Nhóm các loại xơ, sợi tổng hợp

-Nhóm cao su tổng hợp

-Phân hóa học (Phân đạm Urê)

Nhóm các chất dẻo (plastic), là các loại nhựa mà ta gặp tất cả mọi nơi, trong mỗi gia đình, như đồ nhựa, ống nước, đến tấm che mưa, bao gói…trong các sản phẩm công nghiệp như vỏ máy tính, tivi, các chi tiết nhựa trong xe hơi, tầu thuyền, lưới, ngư cụ khác v.v..

Ở Việt Nam năm 2006 đã nhập khẩu khoảng 1 triệu tấn nhựa các loại: Nhưạ PE 478.000 tấn, nhựa PP 369.000 tấn, nhựa PVC 208.000 tấn.

Dự báo[3]. Năm 2020 tổng lượng nhựa cơ bản tiêu thụ ở Việt nam khoảng trên 4 triệu tấn: trong đó nhựa PE: 1.844.000 tấn, nhựa PP: 1.425.000 tấn và nhựa PVC : 791.000 tấn. Hiện tại Việt nam chỉ có duy nhất 1 nhà máy sản xuất nhựa PP (polypropylen) với công suất nhỏ bé, 150.000 tấn/năm từ propylen của nhà máy lọc dầu Dung quất.

Êtylen và Propylen, là những hydrocacbon đói (olefin) quan trọng hàng đầu cho công nghiệp nhựa, phụ thuộc vào tỷ lệ êtan và propan có trong thành phần khí.

Trong khí cần có tỷ lệ êtan, propan… đủ lượng để có thể triển khai dự án sản xuất olefin từ khí. Khí đồng hành các mỏ bể Cửu Long chỉ có khoảng 12% êtan, 8% propan, mỏ Nam Côn Sơn có 7,65% êtan, 5,85% propan, khí mỏ PM3 có 5,62 % êtan và 2,47% propan .Dự án tổ hợp hóa dầu Miền nam ở Long sơn Vũng tầu có dự toán 4,5 tỷ USD (Liên doanh giữa PetroVietnam, Vinachem, tập đoàn SCG Thái lan, Qatar) vẫn trong thời gian thảo luận huy động vốn và giải phóng mặt bằng. Khi dự án hoàn thành sẽ có 1,4 triệu tấn olêfin/ năm từ êtan, propan và napta. Từ olefin sẽ sản xuất các sản phẩm hạt nhựa PE, PP, PVC, VCM…chủ yếu cho thị trường trong nước.

Ngày 25/7/2013 Công ty dầu khí Việt – Nhật (JVPC) đã ký với công ty TNHH hóa dầu Long Sơn (LSP) hợp đồng mua bán khí êtan tách từ khí của các bể Cửu Long và Nam Côn Sơn trong 17 năm (2018-2034). Dự án phải tính đến các nguồn nguyên liệu quan trọng khác như naphta, condensat thì mới khả thi, nếu chỉ có khí thì dự án không có hiệu quả kinh tế mong muốn.

Nhóm các loại xơ, sợi tổng hợp: có các sản phẩm quan trọng như Nylon (Polyamid), Sợi polyester, Sợi acrylic.

Nhà máy xơ sợi Đình Vũ Hải Phòng đã đi vào hoạt động sản xuất khoảng 140.000 tấn xơ, sợi hóa học hàng năm. Hiện tại loại sợi tổng hợp (polyester) từ 2 nguyên liệu là Etylen glycol và axit terephtalic sạch, 2 nguyên liệu này vẫn đang nhập khẩu. Về quy trình thì từ khí tách được êtan, từ êtan sản xuất được êtylen rồi từ êtylen sản xuất được etylen-glycol. Axít terephtalic sản xuất từ paraxylen (tách được từ sản phẩm lọc dầu).Như vậy từ khí và dầu phải qua nhiều bước trong chuỗi giá trị để có sản phẩm cuối là xơ sợi hóa học.

Nhóm sản xuất phân hóa học từ khí: Nhà máy đạm Phú Mỹ và đạm Cà Mau sử dụng nguyên liệu là khí nên có nhiều thuận lợi, có ưu thế hơn hẳn nguyên liệu là than. Sản phẩm đạm Phú Mỹ và Cà Mau có chất lượng cao, đạt chuẩn quốc tế, nhà máy đảm bảo các tiêu chuẩn về môi trường.

Từ than, dầu hay khí thiên nhiên người ta đều phải thực hiện quá trình oxy hóa có điều kiện chọn lọc để tạo được hỗn hợp khí gọi là khí tổng hợp.

Từ khí thiên nhiên, Mêtan (CH4) qua quá trình oxy hóa không triệt để, cho ta hỗn hợp khí (gọi là khí tổng hợp) gồm có Oxit cácbon (CO), khí cácbonic (CO2), khí Hydro (H2).

Ở nhà máy đạm có những bộ phận chính:

1.Bộ phận tách nitơ từ không khí, được giữ dưới dạng lỏng.

2.Bộ phận tạo khí tổng hợp (từ khí thiên nhiên qua oxy hóa khí chọn lọc hoặc reforming )

3.Bộ phận sản xuất amoniac. Ở đây khí Hydro tác dụng với khí Nitơ để tạo thành Amoniac

4. Bộ phận sản xuất đạm. Tại phân xưởng này Amoniac tác dụng với khí CO2 để thành Phân đạm (URÊ).

5.Phân xưởng tạo hạt, đóng gói thành phẩm.

Mêtanol (hay rượu mêtylic) là nguyên liệu quan trọng để sản xuất nhiều sản phẩm khác.

Cũng từ khí tổng hợp ta có CO2 và Hydro.

Để sản xuất mêtanol : khí CO2 tác dụng với Hydro tạo thành Mêtanol. Mêtanol là một loại rượu nhẹ, là nguyên liệu cho rất nhiều dự án sản xuất các sản phẩm hóa học khác. Tuy vậy cũng cần biết là mêtanol rất độc, nếu uống ~1 mililit (ml) có thể gây mù mắt, nhiều hơn có thể chết người.Trong thực tế đã có trường hợp nhầm lẫn giữa rượu mêtylic (mêtanol) với cồn êtylic dẫn đến tử vong người uống. Trong các nhà hàng ăn uống cũng dùng “viên cồn khô” để đun bếp nấu lẩu, làm nóng thức ăn do sợ dùng bình gas gây cháy nổ. Ngay cả trong cồn êtylic công nghiệp cũng có lẫn cồn mêtylic (tỷ lệ nhỏ gây choáng, nhức đầu, tỷ lệ cao gây ngộ độc). Do vậy nếu dùng rượu giả từ cồn công nghiệp thì nguy hiểm vô cùng.

Như trên đã nêu, nhu cầu olefin cho công nghiệp hóa học là rất nhiều, vì từ olefin kết hợp với các chất khác cho ra rất nhiều loại sản phẩm.

Khí thiên nhiên => Metanol => Olêfin (êtylen, propylen) => Nhiều sản phẩm hóa học khác.

Như vậy ,từ khí thiên nhiên có thể sản xuất hàng trăm sản phẩm, vấn đề nghiên cứu các dự án quan tâm hàng đầu là hiệu quả kinh tế. Hiệu quả kinh tế của dự án phụ thuộc rất nhiều yếu tố, song những yếu tố quan trọng hàng đầu phải tính trước gồm có: Thị trường tiêu thụ (đầu ra) của sản phẩm, nguyên liệu (đầu vào) phải đảm bảo ổn định cho cả đời dự án và khả năng thu xếp tài chính. Khi có sản phẩm phải sét đến tính cạnh tranh trên thị trường thế giới. Chính vì những yếu tố này mà các dự án sản xuất các sản phẩm từ khí của Việt nam cũng gặp nhiều thách thức.

Khí của Việt Nam từ các mỏ ngoài biển, xa bờ. Khi đưa khí vào bờ phải qua đường ống (Khí từ mỏ Lan Đỏ-Lan Tây vào Phú Mỹ qua đường ống dài trên 400km phải chịu chi phí vận chuyển cao). Trữ lượng khí VN cũng ở mức hạn chế (Tổng công ty khí cũng đã tính các phương án nhập khẩu khí để đảm bảo an ninh năng lượng). Các dự án có tính khả thi cao thì công suất nhà máy phải đủ lớn để đảm bảo tính kinh tế, trong khi lượng sản phẩm tiêu thụ trong nước lại nhỏ hơn quy mô công suất. Sản phẩm dư phải xuất khẩu chịu sự cạnh tranh rất khắc nghiệt ở thị trường quốc tế.

Về nguyên liệu khí thì các khu vực Trung đông, Liên bang Nga và các nước khối SNG, Châu Phi... có lượng khí rất lớn, lại khai thác trên đất liền nên giá thành rẻ hơn nhiều so với khí của ta, hơn nữa hiện nay các nhà máy trên thế giới phần lớn đã hoạt động thu hồi được vốn, sẵn sàng bán giá hạ để canh tranh. Chi phí vận chuyển nguyên liệu đến nhà máy, vận chuyển sản phẩm đến nơi tiêu thụ cũng là yếu tố quan trọng trong cạnh tranh trên thị trường. Để giảm chi phí vận chuyển người ta đã sử dụng tàu lớn, xe to siêu trường, siêu trọng, nơi sản xuất phải gần cảng lớn, nước sâu cho tàu to vào được..

Như vậy, trong điều kiện thế giới mở như hiện nay, nước ta đã là thành viên của WTO, thì tất cả các dự án đầu tư nói chung và dự án chế biến sâu khí nói riêng phải tập trung vào những dự án thực sự có tính cạnh tranh nhờ những điều kiện và những yếu tố thuận lợi rất đặc thù của ta mà thế giới không có (như trường hợp dự án của ta có giá thành bằng với của thế giới nhưng khả năng mình tiêu thụ hết sản phẩm ngay trong nước, chịu chi phí vận chuyển thấp), Có như vậy dự án mới có tính khả thi cao.

TS.Trương Đình Hợi