Trên các giàn khai thác và các nhà máy xử lý, hóa dầu ta thường thấy các tháp đốt lửa cực cao và luôn bùng cháy (còn gọi là flare boom, flare tip). Vậy vì sao các giàn khai thác và nhà máy xử lý cần đốt khí và việc này có ảnh hưởng thế nào đến môi trường?
Nội dung bài viết gồm:
1. Vì sao ta cần flare?
Như ta đã biết trong dòng lưu chất từ các giếng khai thác không chỉ có dầu mà còn một lượng khí đồng hành, nước và nhiều loại tạp chất khác. Do lượng lưu chất phun lên từ giếng không đồng điều cả về lưu lượng và áp suất, để đảm bảo hệ thống không quá áp, người ta sử dụng các valve xả an toàn (relief valve) để xả bớt khí trong đường ống và bồn áp lực để điều áp, lượng khí xả này được tập trung vào đường ống dẫn đến flare và xả ra môi trường. Mặt khác, mặc dù công nghệ xử lý trong lĩnh vực dầu khí ngày càng hiện đại, và nhằm tận dụng tối đa nguồn tài nguyên này nhưng một lượng khí đồng hành vẫn rất khó để xử lý và không có hiệu quả kinh tế nên chúng cũng có thể được thải ra môi trường qua flare.
Khí đồng hành này có thành phần hóa học cực kỳ độc hại, một thành phần trong khí đồng hành là metan (CH4) khí này gây nên hiệu ứng nhà kính cao gấp 25 lần CO2, đồng thời cũng rất dễ cháy nên người ta thường đốt chúng tại đỉnh flare tower (đốt CH4 tạo ra CO2 và hơi nước) nhằm giảm bớt ảnh hưởng đến môi trường tuy nhiên giải pháp này cũng không thực sự triệt để và vẫn mang nhiều ảnh hưởng tiêu cực.
2. Cấu tạo flare
Do tính chất độc hại và phát sinh nguồn nhiệt lớn nên flare tower thường được tính toán xây dựng ở cuối hướng gió chính và cách xa các thiết bị của giàn, nhà máy và khu vực nhà ở, văn phòng.
Hệ thống flare không chỉ được lắp đặt trên giàn khai thác, nhà máy chế biến mà nó còn xuất hiện trên các FPSO, trạm chứa hoặc các đường ống pipe line.
Thành phần chính là một kết cấu thép dạng tháp cao, hệ thống đường ống dẫn khí lên flare boom (flare tip) được đặt tại đỉnh tháp.
3. Ảnh hưởng đến môi trường
Việc đốt cháy nhiên liệu hóa thạch có môt tác động xấu đến môi trường, và gas flare cũng là một thách thức lớn đối với ngành năng lượng và môi trường. Nó không chỉ thải ra một lượng chất độc hại mà còn gây ô nhiễm về nhiệt, tiếng ồn và gây lãng phí nguồn gas một cách đáng kể. Một thống kê về tầm ảnh hưởng do nhiệt và tiếng ồn sinh ra do flare như bản dưới, một thống kê khác cho rằng mỗi ngày nước Nigeria thải ra một lượng nhiệt khoảng 45.8 tỉ KW từ gas flare (Nigeria là nước có trữ lượng dầu lớn nhất châu phi)
Quá trình đốt cháy khí gas cũng sinh ra nhiều chất độc hại, ảnh hưởng đến sức khỏe như:
4. Giải pháp
Với hàng loạt ảnh hưởng xấu của gas flare đến môi trường và sức khỏe con người. Các tổ chức trên thế giới luôn khuyến cáo hạn chế gas flare trong các công trình dầu khí đến mức thấp nhất có thể và tận dụng nguồn gas đó như:
+ Tổng hợp, nén bơm ép:
- Bơm ép ngược trở lại giếng
- Tập hợp và phân phát đến bãi thu khí lân cận
- Dùng làm nguyên liệu cho máy phát trên giàn (onsite fuel source)
- ….
+ Hóa lỏng hoặc chế biến thành hóa chất, nhiên liệu:
- LPG
- LNG
- Chế biến thành hóa chất, nhiên liệu
+ Phát điện: đốt khí gas trong các lò đốt và tận dụng nguồn nhiệt để phát điện
Một bản tóm tắt các dự án tại Qatar trong việc hạn chế gas flare như hình:
Bài viết tham khảo từ tài liệu: GAS FLARING IN INDUSTRY: AN OVERVIEW by Eman A. Eman Department of Chemical Eng. and Pet. refinery, Suez University, Egypt.
Chúc các bạn cuối tuần vui vẻ, hẹn gặp lại các bạn vào 7h thứ bảy tuần sau!