vào tìm hiểu và thiết kế tháp hấp phụ v06

Không riêng gì Việt Nam, hiện nay trên thế giới vấn đề năng lượng rất được quan tâm và chú trọng phát triển. Bởi năng lượng luôn được xem là huyết mạch của một quốc gia, nó tác động tích cực đến việc phát triển kinh tế cũng như quốc phòng. Việt Nam là nước giàu tiềm năng về dầu khí, tuy chỉ mới bước đầu khai thác và phát triển, tiềm năng về khai thác và chế biến dầu chưa thật sự phát triển. Tuy nhiên, nền công nghiệp dầu khí cũng đạt được nhiều kết quả to lớn, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước. Hiện tại ở Việt Nam đã hình thành nên nhiều tập đoàn dầu khí như: Vietsopetro, PetroVietnam, SaigonPetro. Được đầu tư và sự quan tâm đặc biệt của chính phủ Việt Nam, năng lượng nói chung và năng lượng khí nói riêng phát triển với tốc độ khá nhanh và bền vững. Tháng 10 năm 1998 nhà máy xử lý khí Dinh Cố đi vào hoạt động, đánh dấu bước phát triển vượt bậc của ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam. Nhà máy xử lý khí Dinh Cố thuộc công ty PV GAS là đơn vị trực thuộc tập đoàn dầu khí quốc gia Việt Nam hoạt động trong lĩnh vực vận chuyển, chế biến và kinh doanh các sản phẩm khí. Là nơi chế biến và cung cấp toàn bộ các sản phẩm khí cho toàn bộ khu vực miền Nam cũng như trên toàn quốc. công ty đã không ngừng phát triển nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm, ổn định thị trường, đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong nước cũng như xuất khẩu, phấn đấu trở thành đơn vị đi đầu trong việc phát triển kinh tế. Đồ án đi vào tìm hiểu và thiết kế tháp hấp phụ V06 – AB, một trong những thiết bị quan trọng trong dây chuyền công nghệ nhà máy chế biến khí Dinh Cố.

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: ThS. Tống Thị Minh Thu LỜI MỞ ĐẦU Không riêng gì Việt Nam, hiện nay trên thế giới vấn đề năng lượng rất được quan tâm và chú trọng phát triển. Bởi năng lượng luôn được xem là huyết mạch của một quốc gia, nó tác động tích cực đến việc phát triển kinh tế cũng như quốc phòng. Việt Nam là nước giàu tiềm năng về dầu khí, tuy chỉ mới bước đầu khai thác và phát triển, tiềm năng về khai thác và chế biến dầu chưa thật sự phát triển. Tuy nhiên, nền công nghiệp dầu khí cũng đạt được nhiều kết quả to lớn, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước. Hiện tại ở Việt Nam đã hình thành nên nhiều tập đoàn dầu khí như: Vietsopetro, PetroVietnam, SaigonPetro. Được đầu tư và sự quan tâm đặc biệt của chính phủ Việt Nam, năng lượng nói chung và năng lượng khí nói riêng phát triển với tốc độ khá nhanh và bền vững. Tháng 10 năm 1998 nhà máy xử lý khí Dinh Cố đi vào hoạt động, đánh dấu bước phát triển vượt bậc của ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam. Nhà máy xử lý khí Dinh Cố thuộc công ty PV GAS là đơn vị trực thuộc tập đoàn dầu khí quốc gia Việt Nam hoạt động trong lĩnh vực vận chuyển, chế biến và kinh doanh các sản phẩm khí. Là nơi chế biến và cung cấp toàn bộ các sản phẩm khí cho toàn bộ khu vực miền Nam cũng như trên toàn quốc. công ty đã không ngừng phát triển nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm, ổn định thị trường, đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong nước cũng như xuất khẩu, phấn đấu trở thành đơn vị đi đầu trong việc phát triển kinh tế. Đồ án đi vào tìm hiểu và thiết kế tháp hấp phụ V06 – A/B, một trong những thiết bị quan trọng trong dây chuyền công nghệ nhà máy chế biến khí Dinh Cố. Nhóm 4 – DH10H1 Trang 1 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: ThS. Tống Thị Minh Thu CHƯƠNG 1 SƠ LƯỢC VỀ NHÀ MÁY XỬ LÝ KHÍ DINH CỐ 1.1. Khái quát chung Công ty chế biến khí Vũng Tàu trực thuộc tổng công ty chế biến và kinh doanh các sản phẩm khí Việt Nam, là đơn vị trực tiếp quản lý nhà máy xử lý khí Dinh Cố, đây là nhà máy sản xuất các sản phẩm khí đầu tiên của Việt Nam, do công ty NKK (Nhật Bản) thiết kế theo tiêu chuẩn quốc tế và công ty Samsung Engineering Co, Ltd (Hàn Quốc) xây lắp. Nằm trong dây chuyền khai thác và chế biến các sản phẩm khí, GPP có một tầm quan trọng đặc biệt đối với nguồn năng lượng trong khu vực và cả nước. Nhà máy xử lý khí Dinh Cố được xây dựng tại xã An Ngãi, huyện Long Điền, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu. Việc xây dựng nhà máy đã tận dụng số lượng lớn khí đồng hành bị đốt bỏ mang lại doanh thu từ việc bán khí hóa lỏng, condensate và xuất khẩu. Riêng việc các nhà máy điện ở Phú Mỹ chuyển từ dùng diezen sang dùng khí tiết kiệm mỗi ngày hàng tỷ đồng cho ngân sách quốc gia. Nhà máy xử lý khí Dinh Cố cung cấp khí để sản xuất ra khoảng 40% nhu cầu điện và 30% nhu cầu phân đạm cả nước. Khí đồng hành thu gom từ mỏ Bạch Hổ dẫn về nhà máy Dinh Cố bằng đường ống đường kính 16 inch. Trước kia lưu lượng khí đưa về nhà máy là 4,3 triệu m 3 khí/ngày, năm 2002 tiếp nhận thêm khí từ mỏ Rạng Đông nên lưu lượng khí tăng lên là 5,7 triệu m 3 khí/ngày. Nhà máy sử dụng công nghệ turbo – expander để thu hồi khoảng 540 tấn propan/ngày, 415 tấn butan/ngày và 400 tấn condensate/ngày với lưu lượng đầu vào khoảng 4,3 triệu m 3 khí/ngày. Sản phẩm lỏng của nhà máy được vận chuyển đến kho cảng Thị Vải (KCTV) qua 3 đường ống 6 inch. Nhà máy bao gồm các cụm thiết bị chính như máy nén đầu vào, slug catcher, tháp hấp phụ tách nước, cụm thiết bị làm sạch sâu, turbo – expander, các tháp chưng cất, máy nén khí hổi lưu, cụm thiết bị chứa sản phẩm lỏng và thiết bị phụ trợ. Nhà máy được thiết kế nhằm đảm bảo hoạt động 24/24 với hệ thống điều khiển phân tán lắp đặt trong phòng điều khiển. Nguồn nguyên liệu và thành phần: Nguồn khí lấy từ các mỏ sau: Nhóm 4 – DH10H1 Trang 2 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: ThS. Tống Thị Minh Thu • Rạng đông • Cá Ngừ Vàng • Tê Giác Vàng • Sư Tử Đen • Phương Đông Bảng 1.1.1. Thành phần nguyên liệu Cấu tử Khí sau làm khô Condensate 1 N 2 0.320 0.000 2 CO 2 6.500 3.250 4 Methane 70.445 6.987 5 Ethane 10.008 5.170 6 Propane 7.431 16.508 7 I-Butane 1.379 5.961 8 N-Butane 2.064 11.953 9 I-Pentane 0.464 5.612 10 N-Pentane 0.484 7.028 11 Hexanes 0.435 11.015 12 Heptanes 0.286 11.065 13 Octanes Plus 0.105 6.544 14 Nonanes 0.062 5.487 15 Decanes 0.013 1.972 16 Undecanes 0.004 1.023 17 Dodecanes plus 0.000 0.425 100.000 100.000 Bảng 1.1.2. Đặc điểm của khí đồng hành dẫn từ mỏ Rạng Đông ST T Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Đặc tính kỹ thuật 1 Chất lỏng tự do nhỏ hơn % 1 Nhóm 4 – DH10H1 Trang 3 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: ThS. Tống Thị Minh Thu 2 Nhiệt độ điểm sương của hydrocarbon ở áp suất giao và chế độ vận hành bình thường , nhỏ hơn o C 30.5 3 Nhiệt độ điểm sương của hydrocarbon ở áp suất giao và chế độ vận hành không qua máy nén, nhỏ hơn o C 54 4 Nhiệt độ điểm sương của nước ở áp suất giao, nhỏ hơn o C 5 5 Nhiệt độ trong điều kiện vận hành bình thường trong khoảng o C 15<t o <85 6 Nhiệt trị toàn phần (GHV) ,không nhỏ hơn Btu/Scf 950<GHV <1350 7 Hàm lượng CO 2 nhỏ hơn %V 1 8 Tổng hàm lượng chất trơ kể cả CO 2 nhỏ hơn %V 2 9 Hàm lượng H 2 S ,nhỏ hơn ppm 10 10 Hàm lượng lưu huỳnh tổng ppm 30 11 Hàm lượng O 2 %V 0.1 12 Hàm lượng metan không it hơn %V 70 ( Theo biểu mẫu kiểm tra đặc tính nguyên liệu NCPT.CAM 007.05/F1) Bảng 1.1.3. Đặc điểm của khí đồng hành từ mỏ Bạch Hổ T ê n c hỉ ti ê u Á p su ất b a n Nhóm 4 – DH10H1 Trang 4 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: ThS. Tống Thị Minh Thu đ ầ u tạ i gi à n ố n g d ứ n g k h ô n g n h ỏ h ơ n N hi ệt đ ộ Nhóm 4 – DH10H1 Trang 5 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: ThS. Tống Thị Minh Thu k hí đ ồ n g h à n h tạ i gi à n ố n g đ ứ n g Đ iể m s ư ơ n g c Nhóm 4 – DH10H1 Trang 6 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: ThS. Tống Thị Minh Thu ủ a n ư ớ c ở n hi ệt đ ộ 1 2 5 b ar n h ỏ h ơ n H à m lư ợ n g C Nhóm 4 – DH10H1 Trang 7 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: ThS. Tống Thị Minh Thu O 2 v à N 2 n h ỏ h ơ n H à m lư ợ n g o x y H à m lư ợ n g H 2 S H Nhóm 4 – DH10H1 Trang 8 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: ThS. Tống Thị Minh Thu à m lư ợ n g lư u h u ỳ n h tổ n g M et h a n e; et h a n e; pr o p a Nhóm 4 – DH10H1 Trang 9 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: ThS. Tống Thị Minh Thu n; i- b ut a n e ;n e o- p e nt a n e; h e x a n e; h e pt a n es ; ct a Nhóm 4 – DH10H1 Trang 10 [...]... phân là pha hấp phụ, chất bị thu hút là chất bị hấp phụ Người ta phân biệt sự hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học trong hấp phụ vật lý, lực hấp phụ luôn có cùng bản chất với lực Vander-walls, gây nên sự ngưng tụ khí Sự hấp phụ vật lý luôn thuận nghịch Hấp phụ hóa học, lực hấp phụ có bản chất hóa học, thường bất thuận nghịch Nguyên nhân của hiện tượng hấp phụ là do các liên kết vật lý, liên kết hóa học... thời với quá trình hấp phụ là quá trình giải hấp Do vậy quá trình hấp phụ có thể đạt đến cân bằng hấp phụ mà tại đó lượng chất hấp phụ không đổi theo thời gian Sự hấp phụ của khí lên bề mặt rắn là trường hợp phổ biến nhất của hiện tượng hấp phụ Hình 1.5.1 Sơ đồ nguyên tắc hấp phụ Dòng khí vào qua bộ phận phân tách loại bỏ các tạp chất sau đó vào hệ thống hấp phụ chính Tại đây tháp 2 là tháp làm khô Dòng... thành giữa bề mặt chất hấp phụ và các tiểu phân bị hấp phụ Không có Nhóm 4 – DH10H1 Trang 24 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: ThS Tống Thị Minh Thu hiện tượng hấp phụ hóa học thuần túy bởi trong bất kỳ hiện tượng hấp phụ nào cũng mang cả đặc trưng vật lý Do tạo ra các liên kết nên quá trình hấp phụ tỏa nhiệt, lực hấp phụ vật lý nhỏ nên nhiệt hấp phụ nhỏ, nhiệt hấp phụ hóa học lớn hơn Hấp phụ là quá trình tự xảy... được hấp phụ ngoại trừ cacbon sẽ đổi chỗ cho hydrocacbon nếu có đủ thời gian cho phép Nếu sử dụng rây phân tử 3A và 4A thì quá trình hấp phụ C4-C6 không xảy ra vì phân tử của chúng không thích hợp với cấu trúc của chất hấp phụ này 100% các cấu tử sẽ được hấp phụ trên chất hấp phụ cho đến khi vùng hấp phụ của nó tiến ra khỏi tầng chất hấp phụ Hình 1.5.2.4.4 biểu diễn ảnh hưởng kích cỡ của chất hấp phụ. .. được hấp phụ với tốc độ khác nhau Sau đó, quá trình tiếp tục trong một chu kỳ ngắn, một loạt vùng hấp phụ sẽ xuất hiện Sự hiện diện của các vùng này liên quan đến quá trình hấp phụ của các cấu tử trong tháp Phía sau tất cả các vùng, các cấu tử đi vào trong đó được hấp phụ trên tầng chất hấp phụ Đằng trước của vùng nồng độ hợp chất bằng không Những vùng này hình thành và tách ra khỏi vùng chất hấp phụ. .. Dòng khí vô ở đỉnh và ra từ đáy Quá trình tái sinh gồm 2 phần: gia nhiệt và làm lạnh Trong phần gia nhiệt khí tái sinh được gia nhiệt tới 200-315oC nhiệt độ này phụ thuộc vào tác nhân làm khô được sử dụng (chất hấp phụ) và đặc trưng của chất bị hấp phụ Khí tái sinh sau khi được gia nhiệt sẽ qua bộ phận làm lạnh Sự làm lạnh này kết thúc khi nhiệt độ của lớp hấp phụ cao hơn nhiệt độ dòng vào khoảng 10-150C... Trong vùng cân bằng chất hấp phụ bão hòa hơi nước Nó đạt đến năng suất cân bằng của nước dựa trên cơ sở điều kiện của dòng khí đầu vào và khi đó nó không còn khả năng hấp phụ thêm nước Trong vùng hoạt tính chất hấp phụ vẫn giữ được khả năng hấp phụ nước và chứa thêm một lượng nước tách ra từ quá trình tái sinh Sau đây là hình ảnh minh họa sự phân bố các vùng trên tháp hấp phụ: Nhóm 4 – DH10H1 Trang... đằng sau của chất hấp phụ có xuất hiện chất bị hấp phụ trong khí đi ra 1.5.2.5.3 Năng suất cân bằng hữu ích Là năng suất thiết kế có sự thừa nhận sự giảm năng suất chất hấp phụ theo thời gian Nó được quyết định bởi kinh nghiệm và tính kinh tế của quá trình hấp phụ Trên thực tế thì tầng chất hấp phụ chưa được sử dụng đầy đủ Năng suất cân bằng tĩnh không được sử dụng trực tiếp trong thiết kế mặc dù cho biết... một phần chất hấp phụ bão hòa hơi nước 1.5.2.5 Năng suất của chất hấp phụ 1.5.2.5.1 Năng suất cân bằng tĩnh Là lượng nước bị hấp phụ do một đơn vị thể tích hay một đơn vị khối lượng chất hấp phụ hút được ở nhiệt độ và nồng độ nhất định của chất bị hấp phụ cho đến khi đạt đến cân bằng 1.5.2.5.2 Năng suất cân bằng động Được tính bằng thời gian kể từ khi cho hỗn hợp khí qua lớp chất hấp phụ cho đến khi... chu kỳ hấp phụ Đường cong 1-3 biểu diễn sự hình thành vùng MTZ Đường cong 4 biểu diễn vị trí của gradient nồng độ trong vùng MTZ Đường cong 6 biểu diễn gradient nồng độ ở đường bao quanh vùng MTZ thì tầng hấp phụ không bão hòa hơi nước Hình 1.5.2.4.3 biểu diễn quá trình hấp phụ đa cấu tử (nước và hydrocacbon) trên vùng MTZ khi sử dụng chất hấp phụ là silicagel Dòng khí đi vào tầng chất hấp phụ khô, . trở thành đơn vị đi đầu trong việc phát triển kinh tế. Đồ án đi vào tìm hiểu và thiết kế tháp hấp phụ V06 – A/B, một trong những thiết bị quan trọng trong dây chuyền công nghệ nhà máy chế biến. bao gồm các cụm thiết bị chính như máy nén đầu vào, slug catcher, tháp hấp phụ tách nước, cụm thiết bị làm sạch sâu, turbo – expander, các tháp chưng cất, máy nén khí hổi lưu, cụm thiết bị chứa. chứa sản phẩm lỏng và thiết bị phụ trợ. Nhà máy được thiết kế nhằm đảm bảo hoạt động 24/24 với hệ thống điều khiển phân tán lắp đặt trong phòng điều khiển. Nguồn nguyên liệu và thành phần: Nguồn