Đang tải... (xem toàn văn)
Nhiệt độ tạo hydrat của dòng Dry Gas ...64 Trang 10 MỞ ĐẦU Khí tự nhiên và khí đồng hành khi được khai thác từ các giếng thường bão hòa hơi nước, chính lượng hơi nước này sẽ làm tăng hà
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ LÀM KHƠ KHÍ TRÊN GIÀN HẢI THẠCH Đồ án thiết kế Trình độ đào tạo : Đại học quy Ngành : Cơng nghệ kỹ thuật hóa học Chun ngành : Cơng nghệ hóa dầu Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS Nguyễn Văn Thông ThS Nguyễn Văn Toàn Sinh viên thực : Nguyễn Tuấn Anh MSSV : 12030043 Lớp : DH12HD Bà Rịa – Vũng Tàu, năm 2016 ` TRƯỜNG ĐH BÀ RỊA VŨNG TÀU CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA HÓA HỌC & CNTP Độc lập – Tự – Hạnh phúc -o0o - -o0o - NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Tuấn Anh MSSV: 12030043 Ngày, tháng, năm sinh: 04/08/1994 Nơi sinh: Tiền Giang Ngành: Công nghệ kĩ thuật Hóa học I TÊN ĐỀ TÀI: Thiết kế quy trình cơng nghệ làm khơ khí giàn Hải Thạch II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Tìm hiểu, so sánh phương pháp khử nước khí: phương pháp hấp thụ, phương pháp hấp thụ - Thiết kế quy trình cơng nghệ khử nước phù hợp với giàn Hải Thạch tính tốn thiết bị - Mơ lại quy trình cơng nghệ phần mềm Hysys so sánh thông số kỹ thuật III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN: 03/03/2015 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 20/06/2015 Đồ án thiết kế V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Phó giáo sư, tiến sĩ Nguyễn Văn Thơng Thạc sĩ Nguyễn Văn Tồn Bà Rịa – Vũng Tàu, Ngày 20 tháng năm 2016 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) TRƯỞNG BỘ MÔN TRƯỞNG KHOA (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến toàn thể giảng viên khoa Hóa học Cơng nghệ thực phẩm Trường đại học Bà Rịa Vũng Tàu hỗ trợ tạo điều kiện để thực đồ án Tôi chân thành gửi lời cảm ơn đến PGS.TS Nguyễn Văn Thông ThS Nguyễn Văn Tồn tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi để tơi hồn thành đồ án Cảm ơn Đinh Văn Khoan hỗ trợ tài liệu giúp đỡ tơi Cảm ơn gia đình, bạn bè động viên đóng góp ý kiến cho tơi để giúp tơi hồn thiện đồ án Bà Rịa – Vũng Tàu, tháng 07 năm 2016 Sinh viên thực Nguyễn Tuấn Anh Đồ án thiết kế Đồ án tốt nghiệp đại học-Khóa 2012-2016 Trường ĐHBRVT MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT iii DANH MỤC BẢNG iv DANH MỤC HÌNH v MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan nguồn khí cần làm khơ 1.1.1 Khái quát mỏ Hải Thạch công nghệ xử lý giàn 1.1.2 Đặc điểm kỹ thuật nguồn khí 1.2 Sự hình thành hydrat 1.2.1 Định nghĩa Đồ án thiết kế 1.2.2 Nguyên nhân tạo hydrat 1.2.3 Cấu trúc hydrat 1.2.4 Tác hại việc tạo thành hydrat 1.3 Giới thiệu phương pháp làm khơ khí 1.3.1 Phương pháp hấp thụ 1.3.2 Phương pháp hấp phụ 10 1.3.3 Đánh giá lựa chọn phương pháp làm khơ khí 12 1.4 Cơ sở lý thuyết phương pháp hấp thụ 14 1.4.1 Định nghĩa 14 1.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp thụ 16 1.5 Các cơng nghệ làm khơ khí điển hình 22 1.5.1 Cơng nghệ làm khơ khí hãng SIIRTEC NIGI 2004 22 1.5.2 Cơng nghệ làm khơ khí hãng SIIRTEC NIGI 2006 23 Ngành cơng nghệ kỹ thuật hóa học i Khoa hóa học Công nghệ thực phẩm Đồ án tốt nghiệp đại học-Khóa 2012-2016 Trường ĐHBRVT 1.5.3 Cơng nghệ làm khơ khí hãng CAMERON 24 1.5.4 Cơng nghệ làm khơ khí hãng SHELL 25 1.6 Tổng quan phần mềm Hysys 26 1.6.1 Giới thiệu Hysys 26 1.6.2 Ứng dụng Hysys 37 Chương THIẾT KẾ 38 2.1 Yêu cầu thiết kế 39 2.2 Lựa chọn thiết bị, thiết kế quy trình cơng kệ 39 2.3 Quy trình cơng nghệ 45 2.3.1 Điều kiện làm việc 45 2.3.2 Quy trình làm việc hệ thống làm khơ khí TEG 46 Chương TÍNH TỐN CÁC THIẾT BỊ 46 3.1 Thiết bị 48 Đồ án thiết kế 3.2 Thiết bị giải hấp thụ 55 Chương MÔ PHỎNG QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 56 4.1 Cơ sở liệu mô 48 4.2 Mơ quy trình cơng nghệ làm khơ khí 60 4.3 Khảo sát kết mô 648 KẾT LUẬN 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 PHỤ LỤC 70 Ngành cơng nghệ kỹ thuật hóa học ii Khoa hóa học Cơng nghệ thực phẩm Đồ án tốt nghiệp đại học-Khóa 2012-2016 Trường ĐHBRVT DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT MEG Monoethylene Glycol DEG Diethylene Glycol TEG Triethylene Glycol TREG Tetraethylene Glycol mmHg Milimet thủy ngân ppmV Part Per Million Volume MMSCFD Million Standard Cubic Feet Per Day LPG Liquefied Petroleum Gas CNG Compressor Natural Gas LNG Liquefied Natural Gas Sm3 POC ĐồPetroleum án Operation thiếtCompany kế Mét khối khí tiêu chuẩn PR Peng-Robinson GS Grayson Streed ZJ Zudkevitch-Joffee CS Chao Seader Ngành cơng nghệ kỹ thuật hóa học iii Khoa hóa học Cơng nghệ thực phẩm Đồ án tốt nghiệp đại học-Khóa 2012-2016 Trường ĐHBRVT DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần nguồn khí mỏ Hải Thạch .4 Bang 1.2 Thơng số kỹ thuật nguồn khí .4 Bảng 1.3 Các đặc tính hóa lý MEG, DEG, TEG, TREG Bảng 1.4 Các đặc tính chất hấp phụ 11 Bảng 1.5 So sánh hai phương pháp hấp thụ hấp phụ 13 Bảng 1.6 Danh sách hệ phương trình nhiệt động .33 Bảng 1.7 Các thuật toán logic Hysys 37 Bảng 2.1 Các thông số vật lý thép carbon thép không gỉ 45 Bảng 2.2 Các điều kiện cơng nghệ q trình khử nước .46 Bảng 3.1 Thành phần nguồn khí mỏ Hải Thạch .47 Bảng 3.2 Thơng số kỹ thuật nguồn khí .48 Đồ án thiết kế Bảng 3.3 Tính tỷ trọng dịng khí 50 Bảng 3.4 Quan hệ đường kính khoảng cách đĩa chóp 52 Bảng 3.5 Xác định chiều dày thân tháp thông chiều cao áp suất 53 Bảng 3.6 Tóm tắt kích thước tháp hấp thụ 54 Bảng 4.1 Thông số kỹ thuật dòng Feed TEG .60 Bảng 4.2 Thông số kỹ thuật tháp Contactor .60 Bảng 4.3 Thông số kỹ thuật tháp giải hấp thụ 61 Bảng 4.4 So sánh dòng Wet Gas Dry Gas 63 Bảng 4.5 So sánh số liệu dòng Feed TEG, Rich TEG Lean TEG 64 Bảng 4.6 So sánh nhiệt độ tạo hydrat lý thuyết mô 64 Bảng 4.7 Khảo sát lưu lượng TEG nhiệt độ tạo hydrat sau hấp thụ 64 Ngành công nghệ kỹ thuật hóa học iv Khoa hóa học Cơng nghệ thực phẩm Đồ án tốt nghiệp đại học-Khóa 2012-2016 Trường ĐHBRVT DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Vị trí mỏ Hải Thạch Hình 1.2 Sơ đồ xử lý giàn Hải Thạch Hình 1.3 Cấu trúc hydrat Hình 1.4 Quy trình cơng nghệ phương pháp hấp thụ Hình 1.5 Sơ đồ quy trình cơng nghệ phương pháp hấp phụ 12 Hình 1.6 Giản đồ pha 16 Hình 1.7 Phương trình truyền chất phương trình đường nồng độ làm việc .20 Hình 1.8 Ảnh hưởng nhiệt độ áp suất lên trình hấp thụ 21 Hình 1.9 Sơ đồ quy trình công nghệ hãng SIIRTEC NIGI 2004 22 Đồ án thiết kế Hình 1.10 Sơ đồ quy trình công nghệ hãng SIIRTEC NIGI 2006 .23 Hình 1.11 Sơ đồ quy trình cơng nghệ hãng CAMERON 24 Hình 1.12 Sơ đồ quy trình cơng nghệ hãng SHELL 25 Hình 1.13 Mối quan hệ mơi trường Hysys .28 Hình 1.14 Ý nghĩa biểu tượng Object Palette .29 Hình 1.15 Giao diện Simulation Basis Manager 30 Hình 1.16 Cách truy nhập tạo cấu tử 30 Hình 1.17 Giao diện Component List .31 Hình 1.18 Giao diện thiết lập cấu tử giả 31 Hình 1.19 Giao diện thiết lập tên đặc điểm cấu tử giả 32 Hình 1.20 Giao diện hệ nhiệt động 34 Ngành công nghệ kỹ thuật hóa học v Khoa hóa học Cơng nghệ thực phẩm Đồ án tốt nghiệp đại học-Khóa 2012-2016 Trường ĐHBRVT Hình 1.21 Giao diện chọn gói nhiệt động 35 Hình 1.22 Giao diện dòng vật chất 36 Hình 1.23 Giao diện dịng lượng .36 Hình 1.24 Giao diện chọn thiết bị .40 Hình 2.1 Thiết bị tách sương dạng lưới 41 Hình 2.2 Đĩa lỗ 42 Hình 2.3 Đĩa van .43 Hình 2.4 Đĩa chóp .44 Hình 4.1 Khai báo cấu tử phần mol cấu tử 58 Hình 4.2 Khai báo thong số kỹ thuật dịng khí 59 Đồ án thiết kế Hình 4.3 Sự chênh lệch áp suất qua van 59 Hình 4.4 Sự chênh lệch áp suất qua thiết bị trao đổi nhiệt .60 Hình 4.5 So sánh dịng TEG trước sau giải hấp 61 Hình 4.6 So sánh dịng Wet Gas Dry Gas 61 Hình 4.7 So sánh dịng Feed TEG Rich TEG 62 Hình 4.8 Xác định nhiệt độ tạo hydrat dòng Wet Gas 63 Hình 4.9 Nhiệt độ tạo hydrat dòng Dry Gas 64 Ngành cơng nghệ kỹ thuật hóa học vi Khoa hóa học Cơng nghệ thực phẩm Đồ án tốt nghiệp đại học-Khóa 2012-2016 Trường ĐHBRVT MỞ ĐẦU Khí tự nhiên khí đồng hành khai thác từ giếng thường bão hịa nước, lượng nước làm tăng hàm ẩm khí, với nhiệt độ áp suất định khả hình thành khối hydrat ăn mịn đường ống, thiết bị van [5],[10],[18] Do trước vận chuyển vào bờ dịng khí khử nước Để loại bỏ hàm ẩm khí ta có nhiều phương pháp dùng chất ức chế, làm lạnh, phương pháp hấp thụ, phương pháp hấp phụ,…[5],[23] Theo báo khoa học gần đây, phương pháp hấp thụ sử dụng rộng rãi phổ biến, nhờ ưu điểm thiết kế đơn giản, hiệu suất khử nước tốt, chi phí đầu tư vận hành thấp [6], [8], [9] Do đó, đề tài tốt nghiệp “Thiết kế quy trình cơng nghệ làm khơ khí giàn Hải Thạch” thực nhầm góp phần xây dựng sở lý thuyết quy trình công nghệ để khử nước đặt giàn với giới hạn khối lượng khoảng không phù hợp với giàn Hải Thạch [1], [2] Mục tiêu đề tài thu thập sở lý thuyết trình hấp thụ sau thiết Đồ án thiết kế kế quy trình cơng nghệ khử nước quy trình tối giản kích thước khối lượng mà bảo đảm khả khử nước với hiệu suất cao sau mô đánh giá lại hiệu suất khử nước Nội dung nghiên cứu đề tài gồm có: - Thu thập sở lý thuyết thông số kỹ thuật nguồn khí cần làm khơ - Thu thập, phân tích cở sở lý thuyết phương pháp làm khô khí - Nghiên cứu, đánh giá hệ thống làm khơ khí sử dụng - Thiết kế, tính tốn hệ thống làm khơ khí - Mơ lại q trình khử nước Hysys Ngành cơng nghệ kỹ thuật hóa học Khoa hóa học Cơng nghệ thực phẩm