Mô phỏng phân xưởng khử acid cho khí sử dụng phương pháp hấp thụ bằng dung môi DEA bằng phần mềm HYSYS Trang 12 2.. Mô phỏng phân xưởng khử acid cho khí sử dụng phương pháp hấp thụ bằng
Trang 1BÁO CÁO
BÀI TẬP CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN KHÍ
NHÓM 6 Nguyễn Cảnh Nghị Nhóm Trưởng
Phạm Duy Thanh Minh
GVHD TS.NGUYỄN ĐÌNH MINH TUẤN
Trang 2NỘI DUNG
1 Xây dựng đường cân bằng pha của một hỗn hợp khí bằng phần mềm
mô phỏng Hysys
2 Tìm hiểu công nghệ, thuyết minh và mô phỏng phân xưởng khử acid
cho khí sử dụng phương pháp hấp thụ bằng dung môi DEA bằng phần
mềm Hysys Tính toán lượng dung môi sử dụng
3 Tính toán và thiết kế cơ bản cho đường ống dẫn khí bằng phần mềm
Hysys
Trang 31 Xây dựng đường cân bằng pha của một hỗn hợp khí bằng phần mềm mô phỏng Hysys
• Mục đích của việc xây dựng giản đồ pha
• Mục đích của việc xây dựng của giản đồ̀ pha
• Dữ liệu bài toán
• Tiến hành mô phỏng
Trang 41 Xây dựng đường cân bằng pha của một hỗn hợp khí bằng phần mềm mô phỏng Hysys
Mục đích: Nhằm xác định các điểm Critical, CCT, CCB, từ đó biết được vùng ngưng tụ ngược để chọn nhiệt
độ, áp suất vận hành cho đường ống tránh gây hư hỏng đường ống và các thiết bị phía sau.
Trang 51 Xây dựng đường cân bằng pha của một hỗn hợp khí bằng phần mềm mô phỏng Hysys
Bước 1: Khai báo cấu tử
Trang 61 Xây dựng đường cân bằng pha của một hỗn hợp khí bằng phần mềm mô phỏng Hysys
Bước 2: Chọn phương trình nhiệt động: SRK
Bước 3: Nhập dữ liệu đầu vào
Trang 71 Xây dựng đường cân bằng pha của một hỗn hợp khí bằng phần mềm mô phỏng Hysys
Bước 4: Nhấn chọn công cụ Envelope, chọn giá trị 5% và 1% lỏng
Trang 81 Xây dựng đường cân bằng pha của một hỗn hợp khí bằng phần mềm mô phỏng Hysys
Bước 5:Trích xuất kết quả
Áp suất tới hạn (Pc): 102.9 Bar
Nhiệt độ tới hạn (Tc): 12.44 oC
Để tránh ngưng tụ ngược thì:
Nếu giữ nguyên nhiệt độ thì áp suất làm việc phải lớn hơn Pc (>102.9 Bar)
Nếu giữ nguyên áp suất thì nhiệt độ làm việc phải khác khoảng từ -155.6 oC đến 12.44 oC
Trang 92 Mô phỏng phân xưởng khử acid cho khí sử dụng phương pháp
hấp thụ bằng dung môi DEA bằng phần mềm HYSYS
• Khí acid là gì? Tại sao phải xử lý khí acid?
• Phương pháp được sử dụng để xử lý khí acid?
• Dữ liệu bài toán
• Tiến hành mô phỏng
• Trích xuất kết quả
Trang 102 Mô phỏng phân xưởng khử acid cho khí sử dụng phương pháp
hấp thụ bằng dung môi DEA bằng phần mềm HYSYS
• Khí acid là hỗn hợp chủ yếu là H2S và CO2, ngoài ra còn có một số
khí khác như COS, CS2, RSH
• Chúng ta cần xử lý khí acid vì:
- Đảm bảo tiêu chuẩn sản phẩm
- Đảm bảo tiêu chuẩn về môi trường
- CO2 làm giảm nhiệt trị của sale gas
- H2S có tính ănăn mònmòn
- CO2 ở nhiệt độ thấp kết tinh gây mài mò
Trang 112 Mô phỏng phân xưởng khử acid cho khí sử dụng phương pháp
hấp thụ bằng dung môi DEA bằng phần mềm HYSYS
Phương pháp được sử dụng để xử lý khí acid là hấp thụ bằng dung môi DEA
Sơ đồ công nghệ
Trang 122 Mô phỏng phân xưởng khử acid cho khí sử dụng phương pháp
hấp thụ bằng dung môi DEA bằng phần mềm HYSYS
Sơ đồ công nghệ
- Nguyên liệu (khí chua) sẽ đi vào bình tách sơ bộ để loại nước
- Sau đó, khí đi ra ở đỉnh sẽ đi vào dưới đáy tháp hấp thụ, dung môi DEA sạch sẽ đi từ trên
trên đỉnh tháp hấp thụ xuống Quá trình hấp thụ xảy ra ngược chiều, trên các đĩa sẽ xảy ra
sự trao đổi chất, khí sẽ đi ra ở trên đỉnh còn dung môi giàu acid sẽ đi ra ở dưới đáy Quá
trình xảy ra ở áp suất cao và nhiệt độ thấp
- Khí tiếp tục đi qua một bình tách để loại bỏ dung môi bị kéo theo trong quá trình trao đổi
chất Khí sạch đi ra ở đỉnh và dung môi đi ra ở đáy
- Dòng dung môi ở đáy tháp hấp thụ và bình tách sẽ đi vào bình tách nằm ngang để tách
lượng Hydrocarbon bị lẫn trong dung môi Hydrocarbon được lấy ra ở trên đỉnh và dòng
dung môi đi ra ở đáy qua thiết bị trao đổi nhiệt rồi đi vào thiết bị tái sinh
- Tại thiết bị tái sinh, khí acid được tách ra ở trên đỉnh còn dung môi sạch sẽ đi ra ở dưới
Trang 132 Mô phỏng phân xưởng khử acid cho khí sử dụng phương pháp
hấp thụ bằng dung môi DEA bằng phần mềm HYSYS
Trang 142 Mô phỏng phân xưởng khử acid cho khí sử dụng phương pháp
hấp thụ bằng dung môi DEA bằng phần mềm HYSYS
Tiến hành mô phỏng
Bước 1: Nhập cấu tử
Trang 152 Mô phỏng phân xưởng khử acid cho khí sử dụng phương pháp
hấp thụ bằng dung môi DEA bằng phần mềm HYSYS
Tiến hành mô phỏng
Bước 2: Chọn hệ nhiệt động
Trang 162 Mô phỏng phân xưởng khử acid cho khí sử dụng phương pháp
hấp thụ bằng dung môi DEA bằng phần mềm HYSYS
Tiến hành mô phỏng
Bước 3: Khai báo dòng nguyên liệu vào ( Sour Gas)
Trang 172 Mô phỏng phân xưởng khử acid cho khí sử dụng phương pháp
hấp thụ bằng dung môi DEA bằng phần mềm HYSYS
Tiến hành mô phỏng
Bước 3: Khai báo dòng nguyên liệu vào ( DEA)
Trang 182 Mô phỏng phân xưởng khử acid cho khí sử dụng phương pháp
hấp thụ bằng dung môi DEA bằng phần mềm HYSYS
Tiến hành mô phỏng
Bước 4: Nhập dữ liệu cho tháp hấp thụ
Trang 192 Mô phỏng phân xưởng khử acid cho khí sử dụng phương pháp
hấp thụ bằng dung môi DEA bằng phần mềm HYSYS
Tiến hành mô phỏng
Bước 4: Sử dụng 1 Valve có trở lực 90 psia
Bước 5: Thiết kế 2 bình tách đơn giản
- Một bình tách để tách DEA bị lẫn trong khí sau khi hấp thụ
- Một bình tách để thu hồi khí trong DEA
Bước 6: Thiết kế 1 thiết bị trao đổi nhiệt 1 Passes
Trang 202 Mô phỏng phân xưởng khử acid cho khí sử dụng phương pháp
hấp thụ bằng dung môi DEA bằng phần mềm HYSYS
Bước 7: Thiết kế thiết bị tái sinh dung môi
Trang 212 Mô phỏng phân xưởng khử acid cho khí sử dụng phương pháp
hấp thụ bằng dung môi DEA bằng phần mềm HYSYS
Bước 8: Thiết kế 1 thiết bị trao đổi nhiệt có trở lực là 5 psia và 1 cái bơm có công suất là 75%
Bước 9: Thiết kế thiết bị Makup 100 để tính toán nồng độ dòng DEA hồi lưu về có nồng độ là 27.95%
Trang 222 Mô phỏng phân xưởng khử acid cho khí sử dụng phương pháp
hấp thụ bằng dung môi DEA bằng phần mềm HYSYS
Bước 10: Thêm 1 thiết bị tính toán Set 1 để tính toán áp suất dòng hồi lưu DEA
Trang 232 Mô phỏng phân xưởng khử acid cho khí sử dụng phương pháp
hấp thụ bằng dung môi DEA bằng phần mềm HYSYS
Bước 10: Cho 1 dòng Recycle thì thiết bị Makup 100 về dòng DEA
Bước 11: Trích xuất số liệu
Dòng khí sau khi hấp thụ bằng DEA
Trang 242 Mô phỏng phân xưởng khử acid cho khí sử dụng phương pháp
hấp thụ bằng dung môi DEA bằng phần mềm HYSYS
Bước 11: Trích xuất số liệu
Dòng DEA sau quá trình hấp thụ
Trang 252 Mô phỏng phân xưởng khử acid cho khí sử dụng phương pháp
hấp thụ bằng dung môi DEA bằng phần mềm HYSYS
Bước 11: Trích xuất số liệu
Dòng DEA sau khi tái sinh
Trang 262 Mô phỏng phân xưởng khử acid cho khí sử dụng phương pháp
hấp thụ bằng dung môi DEA bằng phần mềm HYSYS
Trích xuất kết quả
- Khí đi ra khỏi thấp hấp thụ có hàm lượng CO2 là 0.0001 (phần mol) và H2S là 0.000 (phần mol) đạt
tiêu chuẩn hàm lượng khí acid dưới 5 ppm
- Lưu lượng dòng khí ra là 23.39 MMSCFD có áp suất là 995 psia và nhiệt độ là 95.3 F
- Dòng DEA sau khi hấp thụ có hàm lượng DEA là 0.06 (phần mol), CO2 là 0.0271 (phần mol), , H2S là
0.0109 (phần mol), , Methane là 0.0012 (phần mol), và nước là 0.9007 (phần mol), sẽ đi qua bình tách
để thu hồi CH4 rồi đi vào tháp tái sinh
-Khí đi ra ở đỉnh tháp tái sinh có hàm lượng CO2 là 50.28 %, H2S là 20.58 %, Methane là 1.64 % và
nước là 27.39 %
- Dòng DEA sau khi được tái sinh có hàm lượng DEA là 0.0634 (phần mol) và H2O là 0.9357 (phần
mol) sẽ được hồi lưu về tháp hấp thụ
- Tháp tái sinh vận hành ở nhiệt độ đỉnh 179.6 F và đáy 257 F, áp suất đỉnh là 27.5 psia và đáy 31.5 psia
Trang 273 Mô phỏng vận chuyển chất lỏng bằng đường ống đơn giản
Nguyên liệu vào: Nước và Ethanol
Thành phần: 0.5 phần mol H2O và 0.5 phần mol C2H5OH
Đường kính trong:428.7 mm
Đường kính ngoài: 457.2 mm
Trang 283 Mô phỏng vận chuyển chất lỏng bằng đường ống đơn giản
Bước 1:Khai báo cấu tử
Bước 2: Khai báo hệ nhiệt động
Trang 293 Mô phỏng vận chuyển chất lỏng bằng đường ống đơn giản
Bước 3: Nhập dữ liệu nguyên liệu vào
Trang 303 Mô phỏng vận chuyển chất lỏng bằng đường ống đơn giản
Bước 4: Nhập dữ liệu cho đường ống
Trang 313 Mô phỏng vận chuyển chất lỏng bằng đường ống đơn giản
Bước 5: Trích xuất kết quả
Trang 32KẾT LUẬN