Khí tự nhiên hóa lỏng (LNG) đang ngày càng thu hút sự chú ý trong ngành năng lượng toàn cầu nhờ khả năng cung cấp nguồn năng lượng sạch, hiệu quả và thân thiện với môi trường. Với thể tích giảm tới 600 lần so với trạng thái khí, LNG không chỉ dễ dàng vận chuyển mà còn giúp giảm phát thải khí nhà kính, góp phần vào quá trình chuyển đổi năng lượng bền vững. Tại Việt Nam, LNG đang trở thành lựa chọn quan trọng để đáp ứng nhu cầu điện khí và công nghiệp, đặc biệt khi nguồn khí đốt tự nhiên nội địa hạn chế.
Quy Trình Sản Xuất LNG
Quy trình sản xuất LNG bao gồm nhiều giai đoạn khép kín, từ khai thác đến lưu trữ, nhằm đảm bảo chất lượng và an toàn. Quy trình này thường diễn ra tại các nhà máy LNG quy mô lớn, sử dụng công nghệ tiên tiến để tối ưu hóa năng suất.
Khai Thác Và Làm Sạch Khí Tự Nhiên
Bước đầu tiên là khai thác khí tự nhiên từ các mỏ khí hoặc giếng khoan dưới biển, nơi khí đốt tự nhiên tồn tại dưới dạng hỗn hợp với dầu, nước và tạp chất. Tại trạm xử lý, khí được làm sạch qua các phương pháp như hấp thụ hóa học để loại bỏ CO2 và H2S, khử nước bằng glycol hoặc sàng phân tử để ngăn chặn đóng băng, và loại bỏ mercury bằng than hoạt tính. Quá trình này đảm bảo khí đạt tiêu chuẩn tinh khiết, với hàm lượng tạp chất dưới 50 ppm cho CO2 và dưới 0,1 ppm cho nước, theo tiêu chuẩn từ các công ty như ExxonMobil. Việc làm sạch không chỉ nâng cao hiệu quả hóa lỏng mà còn bảo vệ thiết bị khỏi ăn mòn.
Hóa Lỏng Khí
Sau khi làm sạch, khí tự nhiên được dẫn qua bộ trao đổi nhiệt để làm lạnh dần dần đến -162°C, chuyển sang dạng lỏng. Quá trình hóa lỏng khí sử dụng chu trình làm lạnh với chất làm lạnh như propane, ethylene hoặc hỗn hợp refrigerant (MR). Ví dụ, công nghệ AP-C3MR của Air Products sử dụng propane để làm lạnh sơ bộ và mixed refrigerant để làm lạnh sâu, giúp giảm thể tích khí xuống 1/600. Các nhà máy LNG hiện đại thường áp dụng mô-đun hóa để linh hoạt mở rộng công suất, từ nhỏ lẻ (micro-LNG) đến quy mô lớn (baseload lên đến 10 triệu tấn/năm). Theo dữ liệu từ Chart Industries, bước này đòi hỏi năng lượng lớn nhưng mang lại hiệu suất cao, với khí hóa lỏng được lưu trữ tạm thời trong bồn cryogenic cách nhiệt.
Lưu Trữ Và Vận Chuyển
LNG được lưu trữ trong các bồn chứa chuyên dụng tại nhà máy hoặc cảng, với lớp cách nhiệt chân không để duy trì nhiệt độ thấp. Vận chuyển LNG chủ yếu bằng tàu chuyên dụng (LNG carrier) có thân tàu hai lớp, khả năng chở hàng nghìn mét khối mà không làm bay hơi khí. Tại Việt Nam, LNG thường được nhập khẩu từ các nước như Australia hay Qatar, sau đó vận chuyển nội địa bằng xe bồn hoặc đường ống. Công nghệ FLNG (Floating LNG) đang nổi lên, cho phép sản xuất và lưu trữ ngay trên biển, giảm chi phí xây dựng nhà máy trên bờ.
Tái Hóa Khí Và Sử Dụng
Khi đến điểm tiêu thụ, LNG được tái hóa khí qua quá trình làm ấm bằng nước biển hoặc không khí, chuyển về trạng thái khí với áp suất khoảng 8 bar. Khí sau tái hóa được bổ sung mùi để dễ phát hiện rò rỉ và phân phối qua hệ thống đường ống đến nhà máy điện khí, khu công nghiệp hoặc hộ dân dụng. Quy trình này đảm bảo LNG trở thành nhiên liệu linh hoạt, hỗ trợ sản xuất điện sạch và giảm phụ thuộc vào than đá.
Công Nghệ Sử Dụng Trong Sản Xuất LNG
Công nghệ sản xuất LNG đã phát triển mạnh mẽ, với các quy trình như Cascade của ConocoPhillips sử dụng ba chất làm lạnh thuần túy (propane, ethylene, methane) để tối ưu hóa nhiệt độ, hoặc DMR (Dual Mixed Refrigerant) của Shell cho phép điều chỉnh linh hoạt theo điều kiện môi trường. Đối với quy mô nhỏ, nitrogen expander hoặc single mixed refrigerant (SMR) được ưa chuộng nhờ chi phí thấp và dễ lắp đặt. Theo Wikipedia và Gas Processing News, hơn 86% nhà máy LNG toàn cầu sử dụng công nghệ APCI, chứng tỏ độ tin cậy cao. Tại Việt Nam, các dự án như kho cảng Thị Vải áp dụng công nghệ hiện đại để nhập khẩu và phân phối LNG hiệu quả.
Lợi Ích Của LNG Trong Ngành Năng Lượng
LNG mang lại nhiều lợi ích nổi bật, như giảm phát thải khí nhà kính lên đến 50% so với than, hỗ trợ chuyển đổi năng lượng xanh và đa dạng hóa nguồn cung. Là nhiên liệu sạch, LNG giúp cải thiện chất lượng không khí, đồng thời dễ dàng tích hợp vào hệ thống điện khí hoặc sản xuất hóa chất. Với chi phí vận chuyển thấp nhờ giảm thể tích, LNG thúc đẩy xuất khẩu khí tự nhiên, góp phần ổn định kinh tế toàn cầu. Theo IEA, LNG sẽ chiếm tỷ trọng lớn trong năng lượng tái tạo đến năm 2040.
Tóm lại, công nghệ và quy trình sản xuất LNG không chỉ mang lại nguồn năng lượng hiệu quả mà còn góp phần bảo vệ môi trường, với các bước từ làm sạch đến tái hóa khí được tối ưu hóa bởi công nghệ tiên tiến. Nếu bạn đang quan tâm đến giải pháp LNG cho doanh nghiệp hoặc dự án, hãy liên hệ ngay với MetaGas tại https://metagas.com.vn/ để được tư vấn miễn phí và hỗ trợ chuyên sâu về khí đốt tự nhiên hóa lỏng. Chúng tôi cam kết mang đến dịch vụ chất lượng cao, giúp bạn tiếp cận nguồn năng lượng sạch một cách dễ dàng!
