Với sứ mệnh góp phần đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia và là đầu tàu kinh tế trong xây dựng và phát triển đất nước, sau 47 năm xây dựng và trưởng thành (3/9/1975 – 3/9/2022), Tập đoàn Dầu khí Việt Nam (Petrovietnam) đã có những bước phát triển vượt bậc và toàn diện cả về quy mô và chiều sâu, hoàn chỉnh đồng bộ từ khâu tìm kiếm thăm dò, khai thác dầu khí, đến công nghiệp khí, lọc hóa dầu, điện, khí, dịch vụ kỹ thuật dầu khí chất lượng cao.

Tổng Giám đốc Petrovietnam Lê Mạnh Hùng khẳng định, thông qua quản trị hiệu quả trên cơ sở thực hiện đồng bộ chuyển đổi số, quản trị biến động, quản trị danh mục đầu tư, quản trị chuỗi liên kết; Tập đoàn đã thực sự trở thành tập đoàn kinh tế mạnh trong nước và quốc tế, là công cụ điều tiết kinh tế vĩ mô của Chính phủ, giữ vai trò xương sống về an ninh năng lượng (thăm dò khai thác, chế biến dầu – khí), an ninh lương thực (sản xuất, cung ứng phân bón phục vụ nông nghiệp), an ninh kinh tế (đóng góp lớn cho ngân sách quốc gia) và cả cho an ninh quốc phòng (tham gia bảo vệ chủ quyền quốc gia trên biển).

An ninh năng lượng

Tại Việt Nam, bảo đảm an ninh năng lượng được xác định là mục tiêu xuyên suốt trong chiến lược phát triển năng lượng quốc gia. Nghị quyết số 55-NQ/TW ngày 11/02/2020 của Bộ Chính trị về “Định hướng chiến lược phát triển năng lượng quốc gia của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045” đã nêu rõ quan điểm “Bảo đảm vững chắc an ninh năng lượng quốc gia là nền tảng, đồng thời là tiền đề quan trọng để phát triển kinh tế – xã hội”.

Dầu khí luôn là nguồn năng lượng chính đảm bảo cho sự ổn định của các hoạt động sản xuất, kinh doanh thương mại và dân sinh. Một trong những thành tựu lớn nhất mà Petrovietnam đạt được trong nhiều năm qua là không ngừng tích cực tìm kiếm, thăm dò, khai thác và gia tăng trữ lượng dầu khí nhằm bảo đảm ổn định nguồn cung cấp năng lượng sơ cấp, đầu vào cho các hoạt động sản xuất công nghiệp.

Tại Lễ khánh thành Dự án Nhà máy nhiệt điện Sông Hậu 1 vào giữa tháng 7/2022 vừa qua, Thủ tướng Phạm Minh Chính đã khẳng định, Petrovietnam có đóng góp quan trọng trong việc đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia, thông qua các dự án nhiệt điện trọng điểm mà NMNĐ Sông Hậu 1 là minh chứng mới nhất; đảm bảo 1 trong 5 cân đối lớn của nền kinh tế, góp phần đưa Việt Nam trở thành những nước đứng đầu ASEAN trong cung cấp nguồn điện, phục vụ đủ điện cho sản xuất, tiêu dùng.

Như vậy, trong lĩnh vực sản xuất điện, hiện Petrovietnam đã đưa vào vận hành an toàn, ổn định 2 nhà máy nhiệt điện than với tổng công suất 2.400 MW (Sông Hậu 1 và Vũng Áng 1); 4 nhà máy nhiệt điện khí với tổng công suất 2.700 MW (Cà Mau 1&2, Nhơn Trạch 1&2); 2 nhà máy thủy điện với tổng công suất 305 MW (Hủa Na, Đakđrinh). Tổng công suất lắp đặt các nhà máy điện của Petrovietnam tới 5.405 MW, chiếm hơn 7% tổng công suất lắp đặt và chiếm khoảng 10% tổng sản lượng điện phát trong toàn hệ thống điện quốc gia. Kết quả đó khẳng định vững chắc vai trò và vị thế của Petrovietnam với tư cách là nhà sản xuất điện lớn thứ hai tại Việt Nam.

Trong bối cảnh giá xăng dầu lên cao, nguồn cung xăng dầu trên thế giới khan hiếm, thì việc xây dựng và quản trị chuỗi liên kết trong ngành Dầu khí càng có ý nghĩa trong việc đảm bảo an ninh năng lượng. Nhà máy lọc dầu (NMLD) Dung Quất dưới sự phối hợp hỗ trợ của các đơn vị từ khâu đầu đến khâu cuối thuộc Petrovietnam luôn đảm bảo được cung cấp đủ dầu thô để vận hành liên tục, an toàn và hiệu quả ở mức 100 – 110% công suất, đáp ứng trên 30% nhu cầu xăng dầu trong nước. Theo Tiến sĩ Nguyễn Đức Hiển – Phó Ban Kinh tế Trung ương thì ngày nay an ninh năng lượng đã được tiếp cận hiểu theo cách phi truyền thống. Nghĩa là cần hiểu trên bối cảnh rộng hơn, không chỉ tập trung vào các mối đe dọa an ninh gây ra bởi sự gián đoạn đột ngột, sự tan rã và biến động giá cả từ các thao túng của những thỏa thuận cung cấp năng lượng hiện có như cách tiếp cận an ninh năng lượng truyền thống; mà bao gồm cả việc tiêu thụ, sự khan hiếm và phân bổ tài nguyên năng lượng không cân bằng, cũng như việc xử lý các thảm họa, nhất là về môi trường. Dựa vào những tiêu chí này, NMLD Dung Quất đang thể hiện tốt vai trò của mình trong việc góp phần đảm bảo an ninh năng lượng cho đất nước. Trước đây, khi chưa có NMLD Dung Quất thì sau khi khai thác được dầu thô, Việt Nam sẽ phải bán cho các nước có ngành lọc, hóa dầu phát triển và mua lại các sản phẩm xăng, dầu… đã được lọc từ họ. Việc này giống như việc “bán thô, mua tinh”, đồng nghĩa với việc bán rẻ, mua đắt, gây khó khăn trong việc dự trữ ngoại hối của đất nước và quan trọng hơn là không tự chủ được an ninh năng lượng quốc gia. Nếu một ngày đất nước có chiến tranh hoặc biến động về địa chính trị; nguồn cung xăng, dầu từ bên ngoài bị gián đoạn thì vai trò của NMLD lại càng rất quan trọng.

Toàn cảnh Nhà máy Lọc dầu Dung Quất

Toàn cảnh Nhà máy Lọc dầu Dung Quất.

Đến nay, Petrovietnam đã khai thác cả trong và ngoài nước được 441,5 triệu tấn dầu và 174,7 tỷ m3 khí, để đáp ứng nhu cầu năng lượng cho sản xuất 170 tỷ kWh điện (chiếm khoảng 15% tổng công suất lắp đặt và 30% tổng sản lượng điện cả nước), 55 triệu tấn sản phẩm dầu (chiếm 33% tổng nhu cầu xăng dầu), đáp ứng 70% nhu cầu LPG, 90% condensate. Tỷ trọng đóng góp của dầu khí trong cơ cấu năng lượng Việt Nam chiếm bình quân 40% tổng cung cấp năng lượng sơ cấp, khoảng 35% tổng nhu cầu tiêu thụ năng lượng cuối cùng trong giai đoạn từ năm 2005 – nay.

Số liệu mới nhất tiếp tục cho thấy, trong 7 tháng đầu năm, mặc dù bối cảnh kinh tế thế giới cũng như trong nước có nhiều biến động, nhiều ngành, lĩnh vực sản xuất trong nước suy giảm nghiêm trọng thì ngành dầu khí vẫn duy trì tăng trưởng: Khai thác dầu thô trong toàn Tập đoàn đạt 0,9 triệu tấn, vượt 19% kế hoạch (KH) tháng 7; tính chung 7 tháng đạt 6,38 triệu tấn, vượt 22% KH 7 tháng và bằng 73% KH năm 2022. Cùng với đó, sản xuất xăng dầu 7 tháng vượt 8% KH, sản xuất đạm vượt 9% KH. Sản xuất, cung ứng khí, điện, các sản phẩm năng lượng khác của Tập đoàn đều ở mức cao, đáp ứng tối đa nhu cầu trong nước, đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia.

Hoạt động khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ

Hoạt động khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ.

An ninh lương thực

Nếu nói thăm dò khai thác là nền tảng thì ngành chế biến dầu khí là “đỉnh” của chuỗi giá trị dầu khí. Chế biến dầu khí cung cấp các sản phẩm thiết yếu, giá trị cao cho nền kinh tế đất nước như xăng dầu, hóa chất, nhựa, xơ sợi… Đặc biệt, công nghệ chế biến dầu khí đã góp phần sản xuất ra hàng triệu tấn phân đạm, urê chất lượng cao đảm bảo hỗ trợ người nông dân có được những vụ mùa bội thu.

Với sứ mệnh tiên phong, Petrovietnam chính là cổ đông sáng lập và sở hữu hai nhà máy sản xuất phân đạm lớn nhất nước ta hiện nay, gồm Nhà máy Đạm Phú Mỹ (Tổng công ty CP Phân bón và Hóa chất Dầu khí – PVFCCo) và Nhà máy Đạm Cà Mau (Công ty CP Phân bón Dầu khí Cà Mau – PVCFC). Trong những năm qua, cả hai nhà máy đều vận hành ổn định với tổng công suất vào khoảng 1,6 triệu tấn phân đạm (urê)/năm, đảm bảo cung cấp hơn 70% nhu cầu phân đạm (ure) của cả nước. Không dừng lại ở đó, PVFCCo và PVCFC luôn nỗ lực tìm tòi, nghiên cứu, đầu tư để tạo ra những sản phẩm phân bón mới chất lượng cao như NPK, hữu cơ vi sinh, đạm màu… mang đến nhiều loại phân bón dành cho đa dạng cây lương thực, cây ăn trái và cây công nghiệp, góp phần cùng bà con nông dân tạo nên những vụ mùa bội thu trên các vườn cây, cánh đồng, trang trại.

Sản xuất phân bón tại Nhà máy Đạm Phú Mỹ

Sản xuất phân bón tại Nhà máy Đạm Phú Mỹ.

Hai nhà máy sản xuất phân bón nói trên thuộc khâu cuối trong chuỗi giá trị dầu khí – chế biến dầu khí – một trong 5 lĩnh vực sản xuất kinh doanh cốt lõi của Petrovietnam, mắt xích cuối cùng tạo nên chuỗi giá trị gia tăng hoàn chỉnh từ khâu tìm kiếm, thăm dò – khai thác – chế biến – phân phối sản phẩm và dịch vụ dầu khí. Hàng năm, lĩnh vực chế biến dầu khí đóng góp khoảng 20 – 25% tổng doanh thu của toàn Petrovietnam. Điều này được minh chứng rõ ràng, kể từ khi xảy ra xung đột Nga – Ukraine, giá khí tăng cao (nguồn cung đầu vào của sản phẩm phân đạm) đã dẫn đến khủng hoảng giá, nguồn cung phân bón trên thị trường và hệ lụy là khủng hoảng lương thực toàn cầu. Trong khi đó, với sự phát triển ổn định và bền vững của lĩnh vực chế biến dầu khí nói chung và sản xuất phân bón dầu khí nói riêng, Petrovietnam không chỉ góp phần hỗ trợ bà con nông dân cả nước có một nguồn phân bón ổn định, chất lượng cao, giá thành phù hợp, thực sự góp phần đảm bảo an ninh lương thực quốc gia, giúp đời sống hàng chục triệu người nông dân Việt Nam ngày càng ấm no, thịnh vượng.

An ninh kinh tế

Trong những năm qua, Petrovietnam luôn tích cực phát huy và thực hiện hiệu quả vai trò là đầu tàu kinh tế của đất nước, là công cụ điều tiết kinh tế vĩ mô của Chính phủ, Tập đoàn luôn chủ động tổ chức thực hiện kịp thời các chủ trương của Đảng và Chính phủ đối phó với những biến động phức tạp của nền kinh tế đất nước. Các sản phẩm chiến lược của Tập đoàn như dầu thô, xăng dầu, đạm, điện, khí, LPG… đã và đang góp phần tích cực chủ động bình ổn thị trường, đảm bảo an ninh năng lượng, an ninh lương thực, an ninh kinh tế đất nước.

Vững vàng vượt qua thử thách và đóng góp quan trọng cho nền kinh tế ngay trong những giai đoạn khó khăn nhất, để từng bước, Petrovietnam phục hồi tăng trưởng một cách ngoạn mục, nỗ lực đóng góp cao nhất cho nền kinh tế đất nước. 2020 – một năm có thể nói là năm khó khăn nhất trong lịch sử Petrovietnam, vừa phải tập trung ứng phó với đại dịch Covid-19, vừa phải ứng phó với suy giảm giá dầu thô chưa từng có trong lịch sử giao dịch dầu khí (có thời điểm xuống -37 USD/thùng). Vượt qua khó khăn, Petrovietnam đóng góp vào NSNN 83 nghìn tỷ đồng, đạt 101% kế hoạch năm 2020, góp phần quan trọng vào tăng trưởng GDP cả nước và cân đối ngân sách nhà nước.

Năm 2021, đại dịch Covid -19 diễn biến càng phức tạp, lan rộng trên toàn thế giới, nước ta cũng gánh chịu những hậu quả vô cùng nặng nề. Cuộc khủng hoảng giá dầu cộng với Covid -19 khiến nhiều công ty, tập đoàn dầu khí lớn thế giới rơi vào tình trạng khốn đốn, thua lỗ nặng nề, thậm chí phá sản. Trong bối cảnh đó, Petrovietnam vẫn tiếp tục vững vàng vượt qua sóng gió, hoàn thành toàn diện các mặt hoạt động sản xuất kinh doanh (SXKD), nộp ngân sách Nhà nước đạt 112,5 nghìn tỷ đồng, vượt 80% kế hoạch năm, tăng 36% so với năm 2020. Kết quả SXKD của Petrovietnam đã dẫn đầu 19 tập đoàn, tổng công ty thuộc Ủy ban Quản lý vốn Nhà nước tại doanh nghiệp.

Trong 7 tháng đầu năm 2022, trong bối cảnh thị trường năng lượng có nhiều biến động do cuộc xung đột Nga – Ukraine, các mỏ dầu khí hiện hữu sau thời gian dài khai thác đều có xu hướng suy giảm sản lượng lớn, song Petrovitnam đã nỗ lực duy trì, gia tăng sản lượng khai thác để góp phần đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia và đóng góp lớn hơn cho nền kinh tế đất nước. Nộp NSNN toàn Tập đoàn 7 tháng ước đạt 79,6 nghìn tỷ đồng, vượt 74% so với KH 7 tháng, vượt 23% KH năm 2022 và tăng 47% so với cùng kỳ 2021.

An ninh quốc phòng

Không chỉ đóng góp về kinh tế, mà sự xuất hiện, hoạt động của những đội ngũ cán bộ, kỹ sư, công nhân và mỗi một giàn khoan của ngành dầu khí trên biển chính là sự khẳng định chủ quyền của đất nước, thể hiện việc thực hiện chiến lược kinh tế biển của Việt Nam. Nơi những dự án dầu khí đang triển khai, những giàn khai thác, giàn khoan, tàu thăm dò địa chấn, tàu trực mỏ đều là những “vọng gác tiền tiêu”, là cột mốc chủ quyền trên Biển Đông, cũng là điểm tựa cho ngư dân bám biển…

Người lao động Dầu khí trên Biển Đông

Người lao động Dầu khí trên Biển Đông.

Những năm qua, ngành Dầu khí đã tự lực và phối hợp với các công ty dầu khí nước ngoài triển khai hàng loạt các dự án địa chấn 2D, 3D, khoan thăm dò trên thềm lục địa Việt Nam. Bên cạnh việc chủ động đầu tư vào công tác khảo sát, điều tra cơ bản, đánh giá tổng thể tiềm năng dầu khí, Petrovietnam còn chú trọng tính toán các cơ hội đầu tư vào vùng nước sâu, xa bờ, nhạy cảm, làm căn cứ pháp lý về chủ quyền biển đảo.

Trong lập các dự án đầu tư, liên doanh, liên kết với nước ngoài, mở rộng hoạt động tìm kiếm, thăm dò, khai thác dầu khí, Petrovietnam luôn phối hợp chặt chẽ với Bộ Quốc phòng, Bộ Công an và các ban, ngành liên quan để thẩm định dự án; trên cơ sở đó, thống nhất xây dựng kế hoạch, phương án hiệp đồng bảo đảm an toàn các công trình dầu khí và các hoạt động dầu khí trên biển. Qua đó, phối hợp chặt chẽ với chính quyền các địa phương, với các đơn vị hoạt động trên biển chăm lo xây dựng, củng cố thế trận biên phòng toàn dân ngày càng vững chắc.

Vừa qua, làm việc với Petrovietnam tại Quảng Ngãi, Chủ tịch Quốc hội Vương Đình Huệ khẳng định, Petrovietnam là một trong những doanh nghiệp nhà nước đóng vai trò quan trọng nhất trong nền kinh tế đất nước. Trước đây, từng có thời điểm Petrovietnam đóng góp đến gần 25% cho kinh tế quốc gia. Petrovietnam ngày càng khẳng định vị thế, vai trò quan trọng trong sự nghiệp phát triển kinh tế, công nghiệp hóa, hiện đại hóa và hội nhập quốc tế của đất nước. Ngoài đóng góp lớn cho NSNN, Petrovietnam còn có nhiều đóng góp cho sự phát triển kinh tế – đối ngoại của quốc gia, tạo ra chuỗi giá trị sản phẩm dầu khí, tăng cường tính tự chủ của nền kinh tế; đóng góp quan trọng bảo đảm an ninh năng lượng, an ninh lương thực và bảo vệ chủ quyền biển đảo của đất nước.

Có thể khẳng định, trải qua chiều dài lịch sử xây dựng và phát triển, Petrovietnam cùng nhiều thế hệ người lao động dầu khí luôn vững vàng vượt qua thử thách, khó khăn để ngành dầu khí có được những bước phát triển mạnh mẽ. Sức mạnh đó có được là nhờ sự đúc kết truyền thống và văn hóa của những người đi tìm lửa, đồng thời không ngừng bồi đắp, gìn giữ giá trị cốt lõi “Khát vọng – Trí tuệ – Chuyên nghiệp – Nghĩa tình”, giữ lửa nhiệt huyết trong tim, thực hiện quản trị hiệu quả, làm tròn trách nhiệm tìm dầu, phát triển chuỗi giá trị năng lượng, giữ vững 4 chữ “An” cho sự phát triển vững mạnh, hùng cường của Tổ quốc./.

Viện Dầu khí Việt Nam (VPI) đã thực hiện nhiệm vụ “Xác định các sản phẩm hóa dầu tiềm năng có thể phát triển từ dầu để nâng cao hiệu quả hoạt động của các nhà máy lọc dầu có phần góp vốn của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam” nhằm xác định các sản phẩm hóa dầu tiềm năng có thể phát triển từ dầu tại các nhà máy lọc dầu có phần vốn góp của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam.

Một số phương án/sản phẩm hóa dầu tiềm năng giai đoạn ngắn/trung hạn. Ảnh: VPI

Trong đó, VPI xác định các sản phẩm hóa dầu tiềm năng có thể xem xét khả năng sản xuất từ các nhà máy lọc/hóa dầu trong trung hạn (5 – 10 năm); các sản phẩm hóa dầu tiềm năng phục vụ cho ngành sản xuất ô tô, pin và sản phẩm hóa chất khác có xu hướng phát triển và thị trường ở tương lai gần và sản xuất từ sản phẩm/sản phẩm trung gian từ nhà máy lọc dầu khi đáp ứng các điều kiện trong tương lai (10 – 20 năm).
Dựa trên các dữ liệu đầu vào gồm: (i) Thị trường nguyên liệu và sản phẩm; (ii) Dữ liệu về giá nguyên liệu và sản phẩm (dữ liệu quá khứ và dự báo từ đơn vị tư vấn Nexant) và bộ giá phụ trợ, tiện ích từ nhà máy lọc dầu; (iii) Phương án kỹ thuật công nghệ tham khảo thông tin từ nhà bản quyền, IHS Markit PEP Yearbook 2021 và (iv) Kinh nghiệm phát triển hóa dầu từ dầu, nhóm tác giả đã phân tích, đánh giá và đề xuất sản phẩm tiềm năng và phương án sản xuất trong giai đoạn ngắn/trung hạn và trung/dài hạn (khi khả thi về nguồn nguyên liệu).
Đối với Nhà máy Lọc dầu Dung Quất, có thể xem xét việc gia tăng sản lượng propylene từ việc cải hoán Phân xưởng RFCC hoặc đầu tư cụm phân xưởng cracking olefins (OCU) trong trung hạn. Ở giai đoạn dài hạn, phát triển sản phẩm hóa dầu gồm vật liệu nhựa và cao su đặc biệt thông qua việc đầu tư thêm Phân xưởng steam cracking và Phân xưởng sản xuất hóa dầu từ olefins, kết hợp với aromatics.
Đối với Liên hợp Lọc hóa dầu Nghi Sơn, việc phát triển sản phẩm nhựa PET (chai nhựa) từ nguồn para-xylene để kéo dài chuỗi sản phẩm hóa dầu là hướng cần xem xét triển khai bước tiếp theo để đánh giá chi tiết và áp dụng.
Một số hướng phát triển dài hạn để thích ứng với xu hướng chuyển dịch năng lượng và Net-zero cũng được nhóm tác giả đề xuất, tuy nhiên việc áp dụng các giải pháp công nghệ chưa mang lại hiệu quả kinh tế ở thời điểm hiện tại. Do đó, VPI cho rằng cần tiếp tục theo dõi, cập nhật sự phát triển công nghệ và chính sách (đặc biệt là giảm chi phí đầu tư, giảm giá thành sản xuất, các chính sách khuyến khích phát triển sử dụng nguyên liệu sạch, năng lượng tái tạo) và thị trường mục tiêu để đánh giá chi tiết và giải pháp cho từng giai đoạn. Việc phát triển công nghệ mới để phát triển vật liệu nhựa và cao su đặc biệt/chuyên dụng, để áp dụng cho các ngành (ô tô, y tế và dược phẩm) cũng được nhóm tác giả đề xuất và có xem xét việc sử dụng nguồn tái tạo, nguyên liệu sinh học và nhựa tái chế để thích ứng với xu hướng chuyển dịch năng lượng.

Với Đề tài Nghị định thư “Nghiên cứu chế tạo xúc tác cracking công nghiệp trên cơ sở zeolite Y và zeolite ZSM-5 đa mao quản”, TS. Vũ Xuân Hoàn (Viện Dầu khí Việt Nam) và nhóm nghiên cứu đã bước đầu giải được bài toán giúp Nhà máy Lọc dầu Dung Quất vừa xử lý được nguyên liệu dầu thô đầu vào chất lượng thấp nhưng vẫn có sản phẩm đầu ra đạt chất lượng cao và gia tăng lợi nhuận.

Ảnh SEM của mẫu xúc tác cracking đa mao quản (DMQ-A) do VPI hợp tác nghiên cứu. Ảnh: VPI

Nhà máy Lọc dầu Dung Quất được xây dựng và đưa vào vận hành thương mại từ năm 2009, được thiết kế để sử dụng nguồn nguyên liệu đầu vào là dầu thô Bạch Hổ. Tuy nhiên, sản lượng khai thác của mỏ Bạch Hổ ngày càng sụt giảm khiến Nhà máy Lọc dầu Dung Quất phải phối trộn dầu thô Bạch Hổ với các loại dầu chất lượng kém hơn, dẫn đến nguyên liệu cặn nặng (residue) cho Phân xưởng cracking xúc tác tầng sôi (RFCC) có xu hướng ngày càng xấu (cặn nặng hơn, khó cracking hơn, hàm lượng tạp chất kim loại cao hơn), khiến chất xúc tác nhanh mất hoạt tính.
Do chất lượng nguyên liệu đầu vào giảm, Nhà máy Lọc dầu Dung Quất cần sử dụng khối lượng xúc tác tăng gấp 2 – 3 lần so với khi chế biến dầu thô Bạch Hổ. Hiện nay, lượng xúc tác FCC thải của nhà máy vào khoảng 18 – 20 tấn/ngày và biện pháp xử lý chủ yếu là chôn lấp, không chỉ ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế mà còn tiềm ẩn nguy cơ ảnh hưởng đến môi trường.
Thực tế này đặt ra nhiệm vụ cho Viện Dầu khí Việt Nam (VPI) là phát triển thế hệ xúc tác cracking mới dựa trên zeolite đa mao quản để chế biến hiệu quả nguồn nguyên liệu chất lượng xấu của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất với mục tiêu tăng hiệu suất propylene (do biên lợi nhuận hóa dầu cao hơn so với lọc dầu) và tăng trị số octane của xăng.
Nhờ được tuyển chọn tham gia vào Chương trình quan hệ đối tác quốc tế về đổi mới bền vững (CLIENT II) với CHLB Đức và Đề tài Nghị định thư “Nghiên cứu chế tạo xúc tác cracking công nghiệp trên cơ sở zeolite Y và zeolite ZSM-5 đa mao quản” hợp tác giữa Đức và Việt Nam, nhóm nghiên cứu của TS. Vũ Xuân Hoàn đã có cơ hội hợp tác với Công ty CP Lọc hóa dầu Bình Sơn (BSR, đơn vị quản lý và vận hành Nhà máy Lọc dầu Dung Quất), Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội, Đại học Công nghệ Dresden (Technische Universität Dresden) và Công ty AIOTEC GmbH (Đức).
Trên cơ sở nghiên cứu, phân tích các phương pháp chế tạo zeolite Y và zeolite ZSM-5 đa mao quản, phương pháp biến tính nâng cao độ bền thủy nhiệt, độ bền hoạt tính, công nghệ sấy phun để tạo hạt vi cầu cho xúc tác công nghiệp FCC, nhóm nghiên cứu của TS. Vũ Xuân Hoàn đã hợp tác với đối tác Đức xây dựng quy trình chế tạo xúc tác cracking công nghiệp từ zeolite Y và zeolite ZSM-5 đa mao quản quy mô phòng thí nghiệm. Trọng tâm nghiên cứu là xây dựng quy trình tổng hợp NaY từ nguồn hóa chất công nghiệp, quy biến tính zeolite Y và zeolite ZSM-5 thành zeolite Y và zeolite ZSM-5 đa mao quản, nâng cao độ bền thủy nhiệt và độ bền hoạt tính cho zeolite đa mao quản; xây dựng quy trình sấy phun để tạo hạt xúc tác cracking công nghiệp phù hợp cho thiết bị cracking tầng sôi và đánh giá hiệu quả của xúc tác chế tạo so với xúc tác thương mại.
Nhóm nghiên cứu xác định điểm mấu chốt của nghiên cứu là mở rộng mao quản của zeolite, thành phần quan trọng nhất của xúc tác FCC, chiếm khoảng từ 10 – 50% khối lượng xúc tác, quyết định khả năng cracking của xúc tác cũng như hiệu suất sản phẩm xăng và khí. Nhóm nghiên cứu tiến hành nghiên cứu tổng hợp zeolite tiêu chuẩn, sau đó áp dụng thêm quá trình biến tính để tách chọn lọc một phần silic và nhôm khỏi khung mạng nhằm tạo ra các kênh mao quản trung bình bên trong tinh thể zeolite, từ đó giúp cải thiện tốc độ khuếch tán cũng như tăng khả năng tiếp cận các tâm hoạt tính nằm sâu bên trong các vi mao quản.
Zeolite NaY có thể dễ dàng chế tạo từ muối nhôm, song do nguyên liệu này Việt Nam chưa có sản phẩm thương mại, nên nhóm nghiên cứu quyết định bắt đầu với hydroxide nhôm, loại nguyên liệu sẵn có trong nước nhưng thô hơn, khó chế tạo hơn và gần như rất ít nghiên cứu. Nhóm nghiên cứu của TS. Vũ Xuân Hoàn đã xây dựng thành công “Quy trình chế tạo zeolite NaY từ nguồn thủy tinh lỏng và hydroxide nhôm tại Việt Nam bằng phương pháp tạo mầm tinh thể”, có đơn đăng ký sáng chế được Cục Sở hữu Trí tuệ chấp nhận ở trong nước, đồng thời cũng đang trong quá trình đăng ký bảo hộ sáng chế ở CHLB Đức.
Sau khi đã chế tạo được zeolite Y và zeolite ZSM-5 đa mao quản, nhóm nghiên cứu đối mặt với thách thức là kích thước hạt xúc tác chưa đạt tối ưu (40 – 80 µm với tỷ lệ khoảng 60%). Với thiết bị sấy phun quy mô phòng thí nghiệm, bước tạo hạt xúc tác cracking này là thách thức đối với cả các nhà nghiên cứu Đức và Việt Nam. Xúc tác cracking công nghiệp đòi hỏi rất nhiều thông số về vật lý, hóa lý và yêu cầu rất cao về tính lưu biến. Nhóm nghiên cứu thậm chí đã mạo hiểm nâng tỷ lệ rắn trong nguyên liệu sấy phun lên khoảng 15 – 20% khối lượng – yếu tố có thể gây tắc vòi sấy phun, để có thể tăng kích thước hạt xúc tác lên tỷ lệ tối ưu.
Dưới điều kiện khắc nghiệt của quá trình tái sinh xúc tác trong Phân xưởng RFCC (khoảng 700 – 800 oC, có mặt hơi nước), cấu trúc zeolite dần bị phá hủy, làm mất hoạt tính. Để nâng cao độ bền thủy nhiệt và hoạt tính, nhóm nghiên cứu đã thêm bước bền hóa (trao đổi với ion đất hiếm để nâng cao độ bền cho zeolite đa mao quản, biến tính với P để nâng cao độ bền cho ZSM-5 đa mao quản) để hạn chế sự phá vỡ cấu trúc zeolite khi hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt.
So sánh với các mẫu xúc tác đối chứng trên thị trường, sau khi giảm hoạt tính, xúc tác đa mao quản của nhóm nghiên cứu có diện tích bề mặt mesopore lớn hơn (125 m2/g), có nghĩa là xúc tác có khả năng cracking phân đoạn cặn nặng tốt hơn, độ chuyển hóa cao hơn so với xúc tác hiện tại mà Nhà máy Lọc dầu Dung Quất đang sử dụng và có hiệu quả tương đương với xúc tác đa mao quản mới của Rive/Grace Davison. Đặc biệt, do bổ sung zeolite ZSM-5 với tỷ lệ hợp lý, xúc tác của nhóm nghiên cứu có hiệu suất propylene tăng rất mạnh (trên 13% khối lượng), đồng thời trị số octane của xăng cũng tăng thêm khoảng 5 đơn vị so với các dòng xúc tác đang dùng tại Nhà máy Lọc dầu Dung Quất hiện nay.
Kết quả đánh giá xúc tác trên phần mềm FCC-SIM mô phỏng điều kiện hoạt động của Phân xưởng RFCC của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất cho thấy, xúc tác đa mao quản là sự lựa chọn phù hợp khi cần mở rộng giới hạn của nguyên liệu chế biến. Hệ xúc tác này cho hoạt tính cao, ổn định, đồng thời việc sử dụng xúc tác đa mao quản không phải điều chỉnh lớn các thông số vận hành của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất.
Kết quả này cho thấy tiềm năng ứng dụng cao của xúc tác cracking đa mao quản, mở ra các hướng nghiên cứu mới về xúc tác FCC, nhất là trong bối cảnh Việt Nam vẫn đang phải nhập khẩu hoàn toàn xúc tác cracking công nghiệp. Tuy nhiên, TS. Vũ Xuân Hoàn lưu ý, các bí quyết về công nghệ tạo hạt xúc tác, hợp phần pha nền, chất kết dính,… cực kỳ quan trọng nhưng hiện nay Việt Nam chưa làm được. Để có thể từng bước làm chủ công nghệ và đánh giá đầy đủ khả năng ứng dụng cho Nhà máy Lọc dầu Dung Quất, cần thiết phải đầu tư nghiên cứu ở quy mô lớn hơn với máy sấy phun công nghiệp để hoàn thiện xúc tác trước khi ứng dụng thử nghiệm thực tế.