PHẦN 4. CHUẨN BỊ KHÍ ĐỂ CHẾ BIẾN

PHẦN 4 CHUẨN BỊ KHÍ ĐỂ CHẾ BIẾN (LÀM SẠCH KHÍ)  Mục đích của quá trình chuẩn bị khí để chế biến Khí thiên nhiên và khí đồng hành sau khi khai thác ngoài các cấu tử chính còn chứa các tạp chất cơ học, hơi nước, giọt dầu, condensat, khí trơ, tạp chất hóa học. Những thành phần này ảnh hưởng xấu đến các quá trình chế biến khí sau. Vì vậy để đảm bảo cho quá trình chế biến khí hoạt động tốt, khí khai thác cần phải qua công đoạn rất quan trọng: làm sạch khí.  Sơ đồ khối quá trình làm sạch khí Khí khai thác Khí khai thác Modul loại bỏ các tạp chất cơ học Modul loại bỏ các tạp chất cơ học Modul tách nước (làm khô khí) Modul tách nước (làm khô khí) Modul làm sạch khí khỏi tạp chất hóa học Modul làm sạch khí khỏi tạp chất hóa học Xử lý tại giàn Xử lý tại giàn Xử lý tại nhà máy Xử lý tại nhà máy  LÀM SẠCH KHÍ KHỎI TẠP CHẤT CƠ HỌC CHƯƠNG 1  1.1. Nguồn gốc và ảnh hưởng của các tạp chất cơ học trong khí     !"#  $%&'()*+,-#  .,/0!  12&!+3!+4567+38&)#  12&9: ;";(!#  12&<";# Kết quả là phá vỡ chế độ làm việc bình thường của các quá trình     !"#  $%&'()*+,-#  .,/0!  12&!+3!+4567+38&)#  12&9: ;";(!#  12&<";# Kết quả là phá vỡ chế độ làm việc bình thường của các quá trình =  Trong thực tế có rất nhiều phương pháp và thiết bị loại bỏ các tạp chất cơ học ra khỏi khí. Việc lựa chọn các phương pháp cần [nh tới các đặc [nh sau: Tính tối ưu hóa của quá trình. Yêu cầu về độ sạch Loại tạp chất cơ học có trong hỗn hợp khí  Mức độ làm sạch bụi được đánh giá theo hệ số:  100.100. 2 1 o o o G GG G G − == γ > 1.2. Phương pháp làm sạch khí khỏi tạp chất cơ học ?8(@ ?8(,A B&5 B&5 ?<C" ?<C" ?+"D ?+"D ?E8 ?E8 FG! FG! H H I 1.2.1. Phương pháp làm sạch khô a) XYCLON Nguyên lý hoạt động xyclonJcác hạt bụi được sa lắng từ hỗn hợp khí dưới tác dụng của lực ly tâm trong quá trình quay dòng khí trong thân xyclon. Các hạt bụi văng ra theo thành xyclon và rơi xuố ng thùng chứa. Khi quay các hạt bụi chịu tác dụng của lực ly tâm được [nh theo công thức: x o Rg r f . 3 4 23 ωρπ = K Cấu tạo của xyclon Tốc độ lắng bụi được [nh theo phương trình Stockes: g d . .18 ).( 21 2 η γγ ω − = Khí sạch Ống xả Vỏ máy Phần thân hình nón Bụi Dòng khí bụi Ống jếp nhận L b) THIẾT BỊ LẮNG BỤI Thiết bị lắng bụi đơn giản:  MN+OPC"9,A5A*=QR=QQμm.  Nguyên lý hoạt động: SC"+,T(!5<U,A"UC0!,- U4UV"%8+33#  W0!";+"%J XRUVC"YXXRUV(YXXXRC" Q [...]... THIẾT BỊ LẮNG BỤI Thiết bị lắng bụi qn tính: o Dùng để tách những hạt bụi có kích thước lớn hơn 25 – 30 μm o Ngun lý hoạt động: Bụi được sa lắng dưới tác dụng của lực qn tính do có sự thay đổi đột ngột hướng đi của dòng khí o Cấu tạo của thiết bị khá đơn giản 11 Cấu tạo của thiết bị lắng bụi qn tính Khí bụi Khí sạch bụi Khí bụi Khí bụi Khí sạch bụi Khí bụi Bụi Bụi Bụi Khí sạch bụi 12 c) THIẾT BỊ LỌC... của dòng khí chuyển động với vận tốc lớn, những hạt lỏng sẽ bị chia nhỏ, phân tán khắp trong hệ để tăng mật độ tiếp xúc giữa các phân tử khí và lỏng •) Các hạt bụi sẽ được tách ra do sự tạo thành giọt lỏng có kích thước nhỏ, chế độ chảy rối của dòng khí )Phổ biến của dạng này là thiết bị lọc khí scrubber Ventur 15  Cấu tạo và hoạt động thiết bị lọc khí scrubber Ventur Ống khuyếch tán I – Khí bụi (Diffeser)... nghiệp các phương pháp làm khô khí sau:  Dùng chất ức chế để hạn chế tạo thành hydrat  Hấp thụ hơi nước bằng chất lỏng háo nước  Hấp phụ hơi ẩm bằng chất làm khô rắn hoạt hóa  Ngưng tụ hơi ẩm nhờ nén hoặc làm lạnh khí 29 2.2.1 Phương pháp ức chế tạo thành hydrat Để hạn chế tạo hydrat: Giảm áp suất khí Tăng T, khuấy trộn Ứng dụng phương pháp ức chế - đưa vào dòng khí chất ức chế làm giảm nhiệt độ tạo... II – Khí sạch III – Cặn Ống thắt (Confuser, taper pipe) 16  Phụ thuộc vào vị trí dẫn nước vào thiết bị mà ta có các dạng như hình vẽ: Nước Nước Nước Nước 17 b) THIẾT BỊ BỌT  Có 2 loại: Thiết bị sủi bọt và thiết bị tạo bọt  Trong thiết bị sủi bọt dòng khí cần được làm sạch ở dạng bọt khí khi đi qua lớp chất lỏng  Trong thiết bị tạo bọt dòng khí cần được làm sach đi qua một lớp bọt  Thiết bị bọt... dụng vòi phun 33 2.2.1 Phương pháp ức chế tạo thành hydrat Sơ đồ công nghệ làm khô khí bằng chất ức chế metanol 1,2,3- Tháp phân riêng khí nguyên liệu; 4,5,6,7- tháp hấp phụ; 8,9,- lò nung khí hoàn nguyên: 10,11- lò nung khí nguyên liệu; 12,13 - tách bụi; 14- trao đổi nhiệt; 15- tháp tách khí hoàn nguyên I- khí nguyên liệu; II- khí khô; III- khí làm lạnh: IV- khí khô từ sơ đồ; V- nước metanol 34 Hoà... của thiết bị tạo bọt I – Khí bụi; II – Khí sạch; III – Chất lỏng; IV – cặn 19 c) THIẾT BỊ LỌC ẨM  Là một trong những phương pháp hiện đại nhất: Q trình lọc bụi qua vật liệu xốp  Ngun lý hoạt động: Dòng khí đi qua một vật liệu xốp có khối lượng riêng và bề dày khác nhau Tạp chất rắn sẽ bị giữ lại  Trong cơng nghiệp thường dùng 2 loại: Thiết bị lọc bằng vải và thiết bị loc dạng hạt 20  Thiết bị lọc... thiết bị lọc bụi hiệu quả đến 99%  Ngun lý hoạt động dựa trên q trình ion hóa khí, tức là phân ly các phân tử khí thành ion âm và dương chuyển về các điện cực trái dấu Khi khí có bụi, các ion âm làm cho bụi bị nhiễm điện và kéo chúng kết tủa tại cực dương  Thiết bị lọc điện chỉ làm việc với dòng điện 1 chiều, hiệu điện thế cao 40 – 75 kV  Để tăng khả năng lắng bụi tốt , người ta tiến hành làm ẩm khí. .. trong khí: làm tăng hàm lượng ẩm N2 trong khí : làm giảm hàm lượng ẩm  Ảnh hưởng  Ảnh hưởng đến q trình vận chuyển (tạo hydrat, giảm cơng ống khí ) suất  Tăng tính ăn mòn khi có mặt của các khí chua  Ảnh hưởng đến các q trình chế biến sau (đầu độc xúc tác…) 25 2.1 Khái niệm chung  Hàm lượng hơi nước của khí phụ thuộc vào P, T và thành phần hóa học của khí  Các loại độ ẩm: • Độ ẩm bão hòa • Độ... chấp nhận khí sạch tạp chất cơ học có lượng ẩm cao  Khí bụi sẽ tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng hoặc là qua hệ thống tưới phun sương Hiệu quả của các thiết bị ở phương pháp này phụ thuộc nhiều vào khả năng bị thấm ướt của các tạp chất cơ học Khả năng tách bụi  Đạt hiệu quả cao 92-95%, thậm chí đến 99% (đối với thiết bị tạo bọt)  Tách được các hạt bụi có kích thước nhỏ 14 a) THIẾT BỊ RỬA KHÍ VẬN... đối  Điểm sương của khí: o Nhiệt độ (ở áp suất nhất định) tại đó hơi nước trong khí bắt đầu ngưng tụ o Khí được làm khơ càng tốt thì điểm sương càng thấp (thường -20°C đến -40°C) 26 Sự tạo thành hydrat Nước có trong hỗn hợp khí ln ln tạo hydrat với các cấu tử có trong thành phần hỗn hợp khí  Hydrat: là tinh thể tồn tại ở điều kiện xác đònh  Trên bề mặt khung có các phân tử khí (như metan, etan, . PHẦN 4 CHUẨN BỊ KHÍ ĐỂ CHẾ BIẾN (LÀM SẠCH KHÍ)  Mục đích của quá trình chuẩn bị khí để chế biến Khí thiên nhiên và khí đồng hành sau khi khai thác ngoài. dầu, condensat, khí trơ, tạp chất hóa học. Những thành phần này ảnh hưởng xấu đến các quá trình chế biến khí sau. Vì vậy để đảm bảo cho quá trình chế biến khí hoạt động tốt, khí khai thác cần. trọng: làm sạch khí.  Sơ đồ khối quá trình làm sạch khí Khí khai thác Khí khai thác Modul loại bỏ các tạp chất cơ học Modul loại bỏ các tạp chất cơ học Modul tách nước (làm khô khí) Modul tách