Giải pháp thu hồi khí permeate từ nhà máy xử lý khí Cà Mau để làm nhiên liệu cho nồi hơi phụ trợ và lò đốt reforming sơ cấp tại nhà máy đạm Cà Mau

30 DẦU KHÍ - SỐ 3/2021 
HÓA - CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
GIẢI PHÁP THU HỒI KHÍ PERMEATE TỪ NHÀ MÁY XỬ LÝ KHÍ CÀ MAU 
ĐỂ LÀM NHIÊN LIỆU CHO NỒI HƠI PHỤ TRỢ VÀ LÒ ĐỐT REFORMING 
SƠ CẤP TẠI NHÀ MÁY ĐẠM CÀ MAU
TẠP CHÍ DẦU KHÍ
Số 3 - 2021, trang 30 - 38
ISSN 2615-9902
Nguyễn Văn Bình, Phạm Tuấn Anh, Nguyễn Trường Giang, Nguyễn Duy Hải 
Công ty CP Phân bón Dầu khí Cà Mau
Email: binhnv@pvcfc.com.vn
https://doi.org/10.47800/PVJ.2021.03-04
Tóm tắt
Khí permeate chủ yếu chứa CO2 (54%) và CH4 (43,6%), có nhiệt trị cao khoảng 16.625 KJ/Nm
3 (bằng khoảng 47% nhiệt trị của khí tự 
nhiên mà Nhà máy Đạm Cà Mau đang sử dụng). Tại Nhà máy xử lý khí Cà Mau, khoảng 36% lượng khí permeate được tận dụng để đốt tại 
các thiết bị gia nhiệt (heater), còn lại (khoảng 70.000 Sm3/ngày) phải đốt tại đuốc, gây lãng phí lớn về mặt năng lượng. 
Bài báo đánh giá khả năng sử dụng khí permeate để làm nhiên liệu cho nồi hơi phụ trợ và lò đốt reforming sơ cấp tại Nhà máy Đạm 
Cà Mau; đề xuất các giải pháp khả thi về kỹ thuật và hiệu quả về kinh tế để thu hồi toàn bộ lượng khí permeate đang được đốt bỏ tại đuốc 
của Nhà máy xử lý khí Cà Mau.
Từ khóa: Khí permeate, nồi hơi phụ trợ, lò đốt reforming, Nhà máy Đạm Cà Mau, Nhà máy xử lý khí Cà Mau.
1. Giới thiệu
Nhà máy Đạm Cà Mau, công suất thiết kế là 800.000 
tấn urea hạt đục/năm, được đưa vào vận hành thương 
mại từ tháng 4/2012. Nguồn khí tự nhiên cung cấp làm 
nguyên liệu và nhiên liệu cho Nhà máy Đạm Cà Mau được 
lấy từ mỏ PM3-CAA. Theo cấu hình thiết kế, 65% tổng 
lượng khí tự nhiên tiêu thụ tại Nhà máy Đạm Cà Mau sẽ 
được sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất NH3, còn lại 
(35%) sẽ được sử dụng làm nhiên liệu cấp nhiệt cho lò re-
forming sơ cấp và nồi hơi phụ trợ.
Nhà máy xử lý khí Cà Mau, công suất xử lý 6,2 triệu 
m3 khí/ngày từ nguồn khí PM3-CAA, được đưa vào vận 
hành thương mại từ tháng 10/2017. Theo thiết kế, trong 
quá trình hoạt động ổn định, Nhà máy xử lý khí Cà Mau 
phát sinh lượng khí permeate (side product - sản phẩm 
phụ) khoảng 110.000 Sm3/ngày. Trong đó, khoảng 36% 
lượng khí này được tận dụng để đốt tại các thiết bị gia 
nhiệt (heater), còn lại (khoảng 70.000 Sm3/ngày) phải đốt 
tại đuốc. Khí permeate là sản phẩm chứa phần lớn CO2 
(54,0%) và CH4 (43,6%), có nhiệt trị cao khoảng 16.625 KJ/
Nm3 (bằng khoảng 47% nhiệt trị của khí tự nhiên mà Nhà 
máy Đạm Cà Mau đang sử dụng).
Trên thế giới chưa công bố nghiên cứu về việc sử 
dụng dòng khí giàu CO2 hoặc khí permeate từ nhà máy 
xử lý khí để làm nguyên/nhiên liệu bổ sung cho nhà máy 
sản xuất urea. Tuy nhiên, có một số nhà máy lọc dầu đã 
nghiên cứu thu hồi các cấu tử có trong khí đốt tại đuốc. 
Một số trường hợp đã nghiên cứu thu hồi khí đốt tại đuốc 
ở các nhà máy lọc dầu như sau:
- Nhà máy Lọc dầu Tabriz (Iran) [1]:
Ở điều kiện hoạt động ổn định, Nhà máy Lọc dầu Ta-
briz đốt bỏ lượng khí với thành phần và tính chất như sau: 
43% H2, 10% C1, 30% C2, 2% C3, 10% C4+, 5% H2S; nhiệt độ 
80 oC; áp suất 1 barg; khối lượng 19,9 g/mol; lưu lượng 
630 kg/giờ. 
Sau quá trình nghiên cứu, Nhà máy Lọc dầu Tabriz đã 
lắp đặt hệ thống thu hồi khí đốt bỏ tại đuốc làm nguyên 
liệu để sinh hơi như sau: Sử dụng máy nén để nâng áp 
suất khí trước khi đưa vào cụm amine để tách H2S; dòng 
khí sạch H2S đầu ra cụm amine sẽ được thu gom để làm 
nhiên liệu sản xuất hơi. 
- Nhà máy Lọc dầu Shahid Hashemi-Nejad 
(Khangiran) (Iran) [1]:
Ngày nhận bài: 8/5/2020. Ngày phản biện đánh giá và sửa chữa: 8/5 - 16/10/2020. 
Ngày bài báo được duyệt đăng: 9/3/2021.
31DẦU KHÍ - SỐ 3/2021
PETROVIETNAM
Ở điều kiện hoạt động ổn định, Nhà máy Lọc dầu Sha-
hid Hashemi-Nejad đốt bỏ lượng khí với lưu lượng và tính 
chất như Bảng 1.
Sau quá trình nghiên cứu, Nhà máy Lọc dầu Shahid 
Hashemi-Nejad (Khangiran) đã đề xuất lắp đặt hệ thống 
tương tự như Nhà máy Lọc dầu Tabriz để thu hồi khí đốt 
bỏ tại đuốc.
Việc đốt bỏ lượng lớn khí permeate tại Nhà máy xử lý 
khí Cà Mau gây lãng phí lớn về năng lượng cũng như làm 
tăng phát thải khí nhà kính (CO2) ra môi trường. Do đó, 
việc nghiên cứu để thu hồi toàn bộ lượng khí permeate là 
cấp bách, giúp tối ưu về điều kiện hoạt động của Nhà máy 
xử lý khí Cà Mau cũng như Cụm Khí - Điện - Đạm Cà Mau.
2. Phương pháp và đối tượng nghiên cứu
2.1. Phương pháp nghiên cứu 
Nhóm tác giả dựa vào hệ thống dữ liệu thực tế để xây 
dựng và hiệu chỉnh mô hình lý thuyết; dựa vào mô hình lý 
thuyết để xác định các kịch bản trong tương lai khi thực 
hiện thay đổi các biến; đánh giá và lựa chọn giải pháp tối 
ưu. Nội dung triển khai cụ thể như sau:
- Xác định thông số độ giảm áp trên đường ống từ 
Nhà máy xử lý khí Cà Mau qua Nhà máy Đạm Cà Mau bằng 
các phương pháp tính toán theo tiêu chuẩn ASME B31.3;
- Đánh giá các giải pháp có thể thu hồi khí permeate 
(bằng máy nén hoặc bằng ejector);
- Tính toán khả năng sử dụng ejector bằng phương 
pháp khoa học trên mô hình HYSIS [2];
- Đánh giá khả năng sử dụng khí permeate để làm 
nhiên liệu cho nồi hơi phụ trợ và lò đốt reforming sơ cấp 
tại Nhà máy Đạm Cà Mau;
- Tính toán việc phối trộn và liên hệ các nhà cung 
cấp thiết bị để đánh giá khả năng làm việc của hệ thống 
đốt trong điều kiện mới (đánh giá của John Zink cho hệ 
thống đầu đốt của lò reformer, đánh giá của SAACKE cho 
hệ thống đầu đốt của nồi hơi phụ trợ);
- Đề xuất các giải pháp khả thi về kỹ thuật và hiệu 
quả về kinh tế để thu hồi toàn bộ lượng khí permeate (khí 
thấp áp) đang được đốt bỏ tại đuốc của Nhà máy xử lý khí 
Cà Mau.
Quá trình nghiên cứu được thực hiện qua 2 bước:
- Bước 1:
 + Đánh giá và xác định áp suất khí tại cuối nguồn 
đoạn ống cấp khí permeate từ Nhà máy xử lý khí Cà Mau 
qua Nhà máy Đạm Cà Mau;
 + Đề xuất giải pháp sơ bộ và xác định thành phần 
khí sau khi phối trộn giữa khí tự nhiên (khí cao áp) và khí 
permeate ở các tỷ lệ phối trộn khác nhau;
 + Đề xuất cấu hình ejector (có tham khảo ý kiến của 
các nhà cung cấp thiết bị);
 + Đánh giá khả năng đáp ứng của hệ thống đầu đốt 
(burner) với hỗn hợp khí ở cá ... do đó, khả năng áp dụng 
phụ thuộc rất lớn vào mức độ đáp ứng của hệ thống đầu 
đốt hiện hữu, cụ thể như Bảng 7.
Bảng 7 cho thấy, trường hợp sử dụng máy nén để thu 
hồi khí permeate, nhiệt trị khí nhiên liệu cấp cho các hộ 
tiêu thụ thấp nhất là 19.921 kJ/Nm3. Điều này xảy ra khi lò 
reformer không hoạt động và nồi hơi phụ trợ hoạt động ở 
tải tối thiểu và lượng khí permeat gas thu hồi là lớn nhất.
Ở trường hợp sử dụng ejector, lượng khí permeate 
có thể thu hồi ở các trường hợp khác nhau như Bảng 8.
Bảng 8 cho thấy, mặc dù nhiệt trị khí nhiên liệu cấp 
cho các hộ tiêu thụ có giảm so với khí tự nhiên, nhưng mức 
độ giảm này không đáng kể. Do đó, ở trường hợp này, vấn 
đề cần quan tâm là lượng khí permeate tổng được thu hồi.
Việc thu hồi khí permeate sẽ phụ thuộc vào tải của 
nồi hơi phụ trợ. Ở điều kiện hoạt động ổn định, lượng khí 
permeate mà Nhà máy Đạm Cà Mau có thể sử dụng lớn 
nhất là 4.000 Nm3/giờ. Điều này xảy ra khi nồi hơi phụ trợ 
hoạt động ở tải bình thường (40% tải).
3.1.2. Đánh giá khả năng đáp ứng của hệ thống đầu đốt với 
hỗn hợp khí ở các tỷ lệ phối trộn khác nhau
Nhiệt trị khí nhiên liệu sau khi thu hồi khí permeate 
cấp cho các hộ tiêu thụ ở các trường hợp như Bảng 9.
Bảng 6. Nhiệt lượng yêu cầu cấp cho nồi hơi phụ trợ và lò reformer 
ở các trường hợp khác nhau
Điều kiện 
vận hành 
Tải nồi hơi 
phụ trợ 
(%) 
Khí permeate 
thu hồi 
(Nm3/giờ) 
Khí tự nhiên 
bổ sung(*)
(Nm3/giờ) 
Khí phối trộn 
Lưu lượng (Nm3/giờ) Nhiệt trị 
(kJ/Nm3) Tổng Nồi hơi phụ trợ Lò reformer (**) 
Nhỏ nhất 20 3.500 1.853 5.353 5.353 0 20.041 
 20 4.500 1.423 5.923 5.923 0 19.921 
Hiện tại 40 3.500 5.242 8.742 8.742 0 27.111 
 40 4.500 4.811 9.311 9.311 0 25.452 
Bảng 7. Lưu lượng khí permeate thu hồi, tổng lưu lượng khí phối trộn và lưu lượng khí phối trộn sử dụng tại nồi hơi phụ trợ và lò reformer cho trường hợp sử dụng máy nén
Ghi chú: (*) Khí tự nhiên bổ sung được xác định nhằm đảm bảo nguồn khí phối trộn đủ cấp cho nồi hơi phụ trợ hoạt động; (**) Lượng khí thiếu để đáp ứng đủ nhiệt lượng đã nêu ở Bảng 6 sẽ được bù bằng khí tự 
nhiên (thông qua hệ thống van giảm áp). Trường hợp lượng khí cấp dư và vượt quá nhiệt lượng ở Bảng 6 sẽ giảm lượng khí permeate thu hồi.
TT Thông số Đơn vị 
Giá trị 
Nồi hơi phụ trợ Lò reformer 
1 Nhỏ nhất GJ/giờ 118 463 
2 Bình thường GJ/giờ 237 515 
3 Lớn nhất GJ/giờ 591 566 
36 DẦU KHÍ - SỐ 3/2021 
HÓA - CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
Ở trường hợp sử dụng máy nén, nếu khí thu hồi chỉ 
được sử dụng cho 1 hộ tiêu thụ (lò reformer hoặc nồi hơi 
phụ trợ), hệ thống của đầu đốt của các hộ tiêu thụ này 
không thể đáp ứng. Để đảm bảo nhiệt trị nguồn khí nằm 
trong dải nhiệt trị hoạt động của hệ thống đầu đốt, nhà 
máy buộc phải cấp bù thêm khí tự nhiên vào hỗn hợp khí 
sau khi phối trộn (thông qua hệ thống van giảm áp).
Ở trường hợp sử dụng ejector, hệ thống đầu đốt của 
lò reformer và nồi hơi phụ trợ đều đáp ứng. Nhà máy 
không cần cấp bù thêm khí tự nhiên vào hỗn hợp khí sau 
khi phối trộn thông qua hệ thống van giảm áp. 
Như vậy, ở tiêu chí đánh giá này, giải pháp sử dụng 
ejector phù hợp hơn so với giải pháp sử dụng máy nén.
3.1.3. Đánh giá khả năng đáp ứng của toàn bộ thiết bị (lò 
reformer và nồi hơi phụ trợ) với hỗn hợp khí ở các tỷ lệ phối 
trộn khác nhau
Kết quả tính toán ở mục này dựa trên giả định, hệ 
thống đầu đốt của các hộ tiêu thụ đều đáp ứng với hỗn 
hợp khí phối trộn.
Theo kết quả tính toán của nhóm tác giả bằng Hysys 
[2], hệ thống nồi hơi phụ trợ và lò reformer ở các trường 
hợp đều đáp ứng được điều kiện hoạt động với thành 
phần khí nhiên liệu mới theo các chỉ tiêu trong Bảng 10.
Các thông số cần điều chỉnh trong cấu hình hệ thống 
điều khiển công suất của nồi hơi phụ trợ và lò reformer khi 
sử dụng khí phối trộn như sau:
- Đối với nồi hơi phụ trợ: Điều chỉnh lại hệ số Stoich 
nhằm đảm bảo oxy dư trong khói lò nằm trong khoảng an 
toàn và tối ưu khi đột ngột mất nguồn khí permeate;
- Đối với lò reformer: Điều chỉnh giá trị nhiệt trị của 
bộ điều khiển công suất đốt nhằm đảm bảo nhiệt lượng 
cấp cho lò reformer chính xác và ổn định.
3.1.4. Xác định và lựa chọn tỷ lệ phối trộn giữa khí tự nhiên và 
khí permeate phù hợp
Ở trường hợp sử dụng ejector, do hệ thống đầu đốt 
của nồi hơi phụ trợ và lò reformer đáp ứng được tất cả 
các tỷ lệ phối trộn nêu trên nên tỷ lệ phối trộn sẽ được lựa 
chọn sao cho hỗn hợp khí sau khi phối trộn sẽ được sử 
Điều kiện 
vận hành 
Tải nồi hơi 
phụ trợ 
(%) 
Khí permeate 
(Nm3/giờ) 
Khí tự nhiên 
làm khí động lực 
(Nm3/giờ) 
Khí phối trộn 
Lưu lượng (Nm3/giờ) Nhiệt trị 
(kJ/Nm3) Tổng Nồi hơi phụ trợ Lò reformer (*) 
 500 2.814 3.314 1.105 2.209 32.121 
 1.000 5.629 6.629 2.210 4.419 32.121 
Nhỏ nhất 20 1.500 8.443 9.943 3.680 6.263 32.121 
 24 2.000 11.257 13.257 4.419 8.838 32.121 
 30 2.500 14.071 16.571 5.524 11.047 32.121 
 36 3.000 16.886 19.886 6.629 13.257 32.121 
Hiện tại 40 3.500 19.700 23.200 7.410 15.790 32.121 
 40 4.000 22.514 26.514 7.410 19.104 32.121 
 40 4.500 25.329 29.829 7.410 22.419 32.121 
Bảng 8. Lưu lượng khí permeate thu hồi, tổng lưu lượng khí phối trộn và lưu lượng khí phối trộn sử dụng tại nồi hơi phụ trợ và lò reformer cho trường hợp sử dụng ejector
Ghi chú: (*) Lượng khí thiếu để đáp ứng đủ nhiệt lượng đã nêu ở Bảng 8 sẽ được bù bằng khí tự nhiên. Trường hợp lượng khí cấp dư và vượt quá nhiệt lượng ở Bảng 8 sẽ giảm lượng khí permeate thu hồi.
TT Trường hợp Đơn vị 
Nhiệt trị nhỏ nhất/lớn nhất 
(LHV) 
Dải nhiệt trị hoạt động của hệ thống đầu đốt 
(LHV) [5, 6] 
Nồi hơi phụ trợ Lò reformer 
1 Sử dụng máy nén kJ/Nm3 19.921 31.000 - 39.000 26.000 - 39.000 
2 Sử dụng ejector kJ/Nm3 32.121 31.000 - 39.000 26.000 - 39.000 
Bảng 9. Nhiệt trị khí nhiên liệu phối trộn sau khi thu hồi khí permeate cấp cho các hộ tiêu thụ ở các trường hợp có so sánh với dải nhiệt trị hoạt động của hệ thống đầu đốt
TT Thông số Đơn vị 
Giá trị 
Nồi hơi phụ trợ Lò reformer 
Khí hiện tại Khí phối trộn Hiện tại Khí phối trộn 
1 Nhiệt độ khói lò oC 115 115 158 158 
2 Hàm lượng oxy dư % 3 3,5 2,5 2,5 
3 Hiệu suất thu hồi nhiệt % 90,25 90,25 
4 Hiệu suất lò hơi % 85 85 
Bảng 10. Kết quả tính toán khả năng đáp ứng của lò reformer và nồi hơi phụ trợ với hỗn hợp khí ở các tỷ lệ phối trộn khác nhau
37DẦU KHÍ - SỐ 3/2021
PETROVIETNAM
Hình 5. Mô hình cấp khí nhiên liệu cho lò reformer và nồi hơi phụ trợ theo thiết kế (a) 
và khi thu hồi khí permeate (b) cho trường hợp sử dụng ejetor
Khí cao áp
Khí thấp áp
Cấp cho các hộ tiêu thụ 
làm khí nhiên liệu
Cấp cho các hộ tiêu thụ 
làm khí nhiên liệu
Khí thấp áp
Hệ thống van giảm áp EJECTOR
Khí cao áp Khí permeate
(a) (b)
dụng hết ở nồi hơi phụ trợ và lò reformer. Do đó, việc lựa 
chọn tỷ lệ phối trộn sẽ sử dụng là 3.500 Nm3/giờ khí per-
meate để phối trộn với 19.700 Nm3/giờ khí tự nhiên (theo 
như kết quả tính toán ở Mục 3.1.1).
Ở trường hợp sử dụng máy nén, tỷ lệ phối trộn sẽ 
được lựa chọn sao cho nhiệt trị khí sau khi phối trộn nằm 
trong dải nhiệt trị hoạt động của hệ thống đầu đốt. Do 
dải nhiệt trị hoạt động của đầu đốt nồi hơi phụ trợ hẹp 
hơn dải nhiệt trị hoạt động của đầu đốt lò reformer nên 
sẽ dựa vào đầu đốt của nồi hơi phụ trợ để lựa chọn tỷ lệ 
phối trộn.
Với nhiệt trị của khí tự nhiên và khí permeate như đã 
nêu thì tỷ lệ phối trộn tối đa là 20/80 (để nhiệt trị khí sau 
phối trộn đạt mức tối thiểu là 31.000 kJ/Nm3), tức là lượng 
khí permeate thu hồi tối đa sẽ chiếm 20% tổng lượng khí 
sau phối trộn.
Với tỷ lệ phối trộn này, lượng khí sau phối trộn tương 
ứng với lượng khí permeate thu hồi như Bảng 11.
3.2. Đánh giá tính khả thi về kỹ thuật và hiệu quả về kinh 
tế của các giải pháp thu hồi toàn bộ lượng khí permeate
3.2.1. Giải pháp kỹ thuật
Với các đánh giá đã nêu ở trên, xét về mặt tổng thể, cả 
2 giải pháp (sử dụng máy nén và sử dụng ejector) đều có 
thể áp dụng nhằm thu hồi toàn bộ lượng khí permeate tại 
Nhà máy xử lý khí Cà Mau để làm nhiên liệu tại Nhà máy 
Đạm Cà Mau.
Đối với trường hợp sử dụng ejector, nhóm tác giả đề 
xuất giải pháp khả thi về kỹ thuật như sau:
- Nhà máy xử lý khí Cà Mau điều chỉnh công nghệ và 
duy trì áp suất cấp tối thiểu khoảng 2,5 barg tại đầu nguồn.
- Nhà máy Đạm Cà Mau sẽ lắp đặt 1 bộ ejector và 
các thiết bị phụ trợ đi kèm để phối trộn dòng khí nhiên 
liệu với dòng khí permeate trước khi đưa vào đốt tại nồi 
hơi phụ trợ.
- Phương án kết nối với hệ thống hiện hữu như sau:
 + Lắp đặt đường ống 8 inches để dẫn khí permeate 
từ Nhà máy xử lý khí Cà Mau về Nhà máy Đạm Cà Mau.
 + Sử dụng dòng khí tự nhiên (38 barg) cấp làm dòng 
động lực tại ejector để nâng áp dòng khí permeate trước 
khi phối trộn vào hệ thống cấp khí nhiên liệu cho nồi hơi 
phụ trợ và lò reformer.
Đối với trường hợp sử dụng máy nén, nhóm tác giả đề 
xuất giải pháp khả thi về kỹ thuật như sau:
- Nhà máy xử lý khí Cà Mau điều chỉnh công nghệ và 
duy trì áp suất cấp tối thiểu khoảng 2,5 barg tại đầu nguồn.
- Nhà máy Đạm Cà Mau sẽ lắp đặt 1 cụm máy nén và 
các thiết bị phụ trợ đi kèm để nâng áp dòng khí permeate 
trước khi phối trộn với dòng khí nhiên liệu hiện hữu.
- Phương án kết nối với hệ thống hiện hữu như sau:
 + Lắp đặt đường ống 8 inches để dẫn permeate gas 
từ Nhà máy xử lý khí Cà Mau về Nhà máy Đạm Cà Mau;
 + Dòng khí permeate sẽ được dẫn vào máy nén để 
nâng áp từ 1,1 barg (tại cửa hút của máy nén) lên 6,5 barg 
trước khi phối trộn vào hệ thống cấp khí nhiên liệu cho 
nồi hơi phụ trợ và lò reformer.
3.2.2. Đánh giá tính khả thi về kỹ thuật
Cả 2 giải pháp trên đều khả thi về kỹ thuật, tuy nhiên 
nếu xét về cấu hình hệ thống thì giải pháp sử dụng ejec-
tor có cấu hình đơn giản hơn giải pháp sử dụng máy nén. 
Cấu hình hệ thống ejector đơn giản giúp quá trình vận 
hành và bảo dưỡng dễ dàng. Bên cạnh đó, xét về mặt tiêu 
hao năng lượng, giải pháp sử dụng ejector tiêu thụ năng 
lượng thấp hơn giải pháp sử dụng máy nén.
Bảng 11. Lưu lượng khí sau phối trộn tương ứng với lượng khí permeate thu hồi cho trường hợp sử dụng máy nén
Ghi chú: (*) Lượng khí thiếu để đáp ứng đủ nhiệt lượng đã nêu ở Bảng 11 sẽ được bù bằng khí tự nhiên. Trường hợp lượng khí cấp dư và vượt quá nhiệt lượng ở Bảng 11 sẽ giảm lượng khí permeate thu hồi
Tải nồi hơi 
phụ trợ (%) 
Lượng khí permeate 
thu hồi (Nm3/giờ) 
Lượng khí tự nhiên 
cần để phối trộn 
(Nm3/giờ) 
Lưu lượng khí sau khi phối trộn (Nm3/giờ) 
Tổng Nồi hơi phụ trợ Lò reformer (*) 
20 3.500 14.000 17.500 3.792 13.708 
20 4.500 18.000 22.500 3.792 18.708 
40 3.500 14.000 17.500 7.615 9.885 
40 4.500 18.000 22.500 7.615 14.885 
38 DẦU KHÍ - SỐ 3/2021 
HÓA - CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
3.2.3. Đánh giá sơ bộ hiệu quả về kinh tế
Xét về hiệu quả kinh tế, giải pháp sử dụng ejector sẽ 
hiệu quả hơn giải pháp sử dụng máy nén do:
- Giải pháp sử dụng ejector có chi phí đầu tư thấp 
hơn giải pháp sử dụng máy nén; 
- Chi phí vận hành của giải pháp sử dụng ejector 
thấp hơn chi phí sử dụng máy nén (sử dụng máy nén sẽ 
tiêu tốn điện với công suất tiêu thụ dự kiến khoảng 170 
kW). 
4. Kết luận
Kết quả nghiên cứu cho thấy có thể sử dụng khí per-
meate từ Nhà máy xử lý khí Cà Mau để phối trộn với nguồn 
khí tự nhiên hiện hữu để làm nhiên liệu cho nồi hơi phụ 
trợ và lò reformer tại Nhà máy Đạm Cà Mau. 
Việc sử dụng khí permeate làm nhiên liệu không ảnh 
hưởng xấu đến hoạt động của nồi hơi phụ trợ và lò re-
former.
Trong 2 giải pháp thu hồi khí permeate (giải pháp sử 
dụng ejector và giải pháp sử dụng máy nén) thì giải pháp 
sử dụng ejector là giải pháp khả thi nhất về kỹ thuật cũng 
như về hiệu quả kinh tế. Do đó, giải pháp sử dụng ejector 
cần được lựa chọn để nghiên cứu và áp dụng vào thực tế.
Tài liệu tham khảo
[1] O. Zadakbar, Ali Vatani, and K. Karimpour, “Flare 
gas recovery in oil and gas refineries”, Oil & Gas Science 
and Technology, Vol. 63, No. 6, pp. 705 - 711, 2008. DOI: 
10.2516/ogst:2008023. 
[2] Aspentech Pte. Ltd., “Software License Agreement 
(Product Name: AspenONE Engineering r11; Product 
Number: 79001117)”, 2019. 
[3] UOP LLC, “Ca Mau GPP design basis”, 2015. 
[4] Nie Ningxin, “Ca Mau Fertilizer Plant design basis”, 
Wuhan Engineering Co., Ltd, 2009. 
[5] G. Tiballi, “Primary reformer F04201 - Burner 
datasheet & curves (Ca Mau Fertilizer Plant)”, Hamworthy 
Combustion Engineering Limited, 2010. 
[6] M. Mantyk, “Technical datasheet for SAACKE firing 
system (Auxiliary boiler -Ca Mau Fertilizer Plant)”, SAACKE 
GmbH, 2011. 
Hình 6. Mô hình cấp khí nhiên liệu cho lò reformer và nồi hơi phụ trợ theo thiết kế (a) 
và khi thu hồi khí permeate (b) cho trường hợp sử dụng máy nén
Khí cao áp
Khí thấp áp
Cấp cho các hộ tiêu thụ 
làm khí nhiên liệu
Cấp cho các hộ tiêu thụ 
làm khí nhiên liệu
Khí thấp áp
Máy nénHệ thống van giảm áp Hệ thống van giảm áp
Khí cao áp Khí permeate
(a) (b)
Summary
Permeate gas mainly contains CO2 (54%) and CH4 (43.6%), with a high calorific value of about 16,625 KJ/Nm
3 (equivalent to about 
47% of the calorific value of the natural gas that Ca Mau Fertilizer Plant is using). At the Ca Mau Gas Processing Plant, approximately 36% 
of permeate gas is used for burning in the heater, while the rest (about 70,000 Sm3/day) is burned at the flare stack, causing huge waste 
in terms of energy. 
The paper evaluates the possibility of using permeate gas as fuel for the auxiliary boiler and the reformer furnace at Ca Mau Fertilizer 
Plant, and propose feasible and cost-effective technical solutions to fully recover the permeate gas currently disposed by burning at the 
flare stack of the Ca Mau Gas Processing Plant.
Key words: Permeate gas, auxiliary boiler, reformer furnace, Ca Mau Fertilizer Plant, Ca Mau Gas Processing Plant. 
SOLUTION FOR RECOVERY OF PERMEATE GAS FROM CA MAU GAS 
PROCESSING PLANT TO USE AS FUEL FOR AUXILIARY BOILER AND 
REFORMER FURNACE AT CA MAU FERTILIZER PLANT
Nguyen Van Binh, Pham Tuan Anh, Nguyen Truong Giang, Nguyen Duy Hai 
Petrovietnam Camau Fertilizer Joint Stock Company
Email: binhnv@pvcfc.com.vn