Natural Gas Dehydration with TEG ppt

Natural Gas Dehydration with TEG Workshop Tại các miệng giếng, xảy ra hiện tượng bão hòa của nước, nước lẫn vào trong khí gây ra một số vấn đề sau: + Hình thành hydrates rắn có thể gây tắc van, đường ống. + Sự hiện diện của nước và H2S hoặc CO2 có thể gây ra các vấn đề về ăn mòn. + Nước ngưng tụ gây ra ăn mòn, bào mòn đường ống. Nói chung, quá trình dehydration sử dụng trong các nhà máy khí để đáp ứng các điều kiện của đường ống. Có một số quy trình sẵn có cho quá trình dehydration như: glycols, silicagel, molecular sieves. Công nghiệp sản xuất khí tự nhiên sử dụng triethylene glycol (TEG) để dehydration khí tại nơi có nhiệt độ điểm sương thấp, chẳng hạn như thiết kế cho các thềm lục địa ngoài khơi của biển Bắc Cực hoặc miền Nam hoặc cho các quá trình làm lạnh. Trong ví dụ này, nhiệt độ điểm sương của nước trong khí khô là -20oC (-4oF) tại 6200 kPa (900 psia). Learning Objectives Sau khi hoàn thành phần này, bạn có thể: + mô hình hóa quá trình dehydration bằng TEG. + Xác định điểm sương của nước cho khí. Prerequisites Trước khi bắt đầu bạn phải: add dòng, quá trình và các loại tháp. Process Overview Column Overview TEG Contactor TEG Regenerator Building the Simulation Defining the Simulation Basis Sử dụng Peng Robinson EOS với các cấu tử sau: N2, H2S, CO2, C1, C2, C3, i-C4, n-C4, i-C5, n-C5, H2O và TEG. Starting the Simulation Add the feed streams 1. Add dòng vật liệu vào như trong bảng sau: In this cell… Enter… Name Inlet Gas Temperature 30 o C (85 o F) Pressure 6200 kPa (900 psia) Molar Flow 500 kgmole/h (10 MMSCFD) Component Mole Fraction N2 0.0010 H2S 0.0155 CO2 0.0284 C1 0.8989 C2 0.0310 C3 0.0148 i-C4 0.0059 n-C4 0.0030 i-C5 0.0010 n-C5 0.0005 H2O 0.0000 TEG 0.0000 2. Add TEG feed vào TEG Contactor: In this cell… Enter… Name TEG feed Temperature 50 o C (120 o F) Pressure 6200 kPa (900 psia) LiqVol Flow 0,5 m3/h (2 USGPM) Component Mass Fraction H2O 0.01 TEG 0.99 Mixer Operation Để bão hòa hơi nước, khí và nước được hòa trộn trước khi vào Contactor. Add Mixer để hòa trộn Inlet Gas và Water để tạo dòng bão hòa. In this cell… Enter Connections Name Saturate Inlets Inlet Gas Water to Saturate Outlet Gas + H2O Parameters Equalize All Pressure Assignment Work Sheet 0.5 kgmole/h (1.1 lbmole/hr) Water to Saturate, Flowrate 100% Water Water to Saturate, Composition 30oC (85oF) Gas + H2O, Temperature 80 Separator Operation Nước tự do được tách sơ bộ khỏi khí bởi thiết bị separator, FWKO. Add Separator và các thông số: In this cell… Enter Connections Name FWKO TK Feed Gas + H2O Vapour Oulet Gas to Contactor Liquid Outlet FWKO Contactor Operation Mô phỏng TEG Contactor. Add Absorber column với các thông số sau: In this cell… Enter Connections Name TEG Contactor No of Stages 8 Top Stage Feed Gas to Contactor Bottom Stage Feed Gas to Contactor Ovhd Vapour Dry Gas Bottoms Liquid Rich TEG Pressures Top 6190 kPa (897 psia) Bottom 6200 kPa (900 psia) Valve Operation Dòng Rich TEG qua van VLV-100, áp suất dòng ra được tự động tính toán. Add Valve với các thông số sau: In this cell… Enter Connections Inlet Rich TEG Outlet LP TEG Heat Exchange Operation Regen Feed được gia nhiệt đến 105 o C (220 o F) trong thiết bị trao đổi nhiệt L/R HEX trước khi vào thiết bị tái sinh Regenerator. Add Heat Exchange với các thông số sau: In this cell… Enter Connections Name L/R HEX Tube side Inlet Regen Bttms Tube Side Outlet Lean from LR Shell Side Inlet LP TEG Shell Side Outlet Regen Feed Parameters Tubeside Delta P 0.7 kPa (0.1 psia) Shellside Delta P 70 kPa (10 psia) Work Sheet Regen Feed, Temperature 105 o C Regen Feed, Pressure 110kPa (16 psia) Regenerator Operation TEG Regenerator được mô phỏng bằng thiết bị Distillation Column. Các thông số như bảng sau: In this cell Enter Connections Name TEG Regenerator No of Stages Regen Feed Condenser Type Full Reflux Ovhd Vapour Sour Gas Bottoms Liquid Regen Bttms Condenser Enegy Cond Q Reboiler Enegy Reb Q Pressures Condenser 101 kPa (14 psia) Reboiler 103 kPa (15 psia) First Spec-Tray Temperature State Condenser Spec Value 102 o C (215 o F) Status Active Second Spec- Tray Temperature Stage Reboiler Spec Value 205 o C (400 o F) Status Active Third Spec- Reflux Ratio Spec Value 1.0 Molar Status Estimate Fourth Spec- Draw Rate Draw Sour Gas Spec Value 1kgmole/h (0.02 MMSCFD) Status Estimate Mixer Operation Do TEG bị mất mát nên phải có một dòng bổ sung để duy trì cân bằng vật chất . 1. Add Material Stream với các thông số sau: In this cell… Enter Connections Name Makeup TEG Temperature 15oC (60oF) Compenent Mole Fraction TEG 0.99 H2O 0.01 Add Mixer với các thông số sau: In this cell… Enter Connections Inlets Makeup TEG Lean from L/R Outlet TEG to Pump Parameters Pressure Assignment Equalize All Work Sheet Liquid Vol Flowrate of TEG to Pump 0.5 m3/h (2 USGPM) Pump Operation Sử dụng bơm để nâng cao áp suất trước khi vào Contactor Add Pump với các thông số sau: In this cell… Enter Connections Inlet TEG to Pump Oulet Pump Out . Natural Gas Dehydration with TEG Workshop Tại các miệng giếng, xảy ra hiện tượng bão hòa của nước, nước lẫn vào. Feed Gas to Contactor Bottom Stage Feed Gas to Contactor Ovhd Vapour Dry Gas Bottoms Liquid Rich TEG Pressures Top 6190 kPa (897 psia) Bottom 6200 kPa (900 psia) Valve Operation Dòng Rich TEG. TK Feed Gas + H2O Vapour Oulet Gas to Contactor Liquid Outlet FWKO Contactor Operation Mô phỏng TEG Contactor. Add Absorber column với các thông số sau: In this cell… Enter Connections Name TEG Contactor No