tìm hiểu và tính toán các thông số kỹ thuật của tháp ổn định condensat c-02 tương ứng với lưu lượng

Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất LỜI MỞ ĐẦU Với nhu cầu sử dụng khí trên thế giới tăng nhanh, sự thăm dò khai thác khí thiên nhiên ngày càng tăng, bên cạnh đó là sự phát hiện dầu ngày càng giảm thì ngành công nghiệp khí sẽ ngày càng đóng vai trò quan trọng. Nhà máy chế biến khí Dinh Cố là nhà máy xử lý khí đầu tiên ở Việt Nam do Tập đoàn dầu khí Việt Nam xây dựng, để chế biến các nguồn khí đồng hành, các nguồn khí tự nhiên dồi dào ở các mỏ Bạch Hổ, Rạng Đông và các mỏ lân cận thành những sản phẩm khác nhau, nhằm đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu. Hiện nay sản phẩm của nhà máy GPP Dinh Cố bao gồm khí khô, LPG và Condensat. Trong đó LPG và Condensat là 2 sản phẩm có giá trị kinh tế cao hơn nhiều so với khí khô. Nó là nguồn nguyên liệu để sản xuất xăng, các loại dung môi hữu cơ, nhiên liệu đốt và những nguyên liệu quan trọng cho công nghiệp hoá dầu. Với nhu cầu lớn về LPG và Condensat nhà máy cần có những giải pháp nhằm tăng công suất để đáp ứng được nhu cầu của thị trường nhưng vẫn đảm bảo các chỉ tiêu kĩ thuật của sản phẩm thương phẩm. Tháp ổn định condensat C-02 là tháp chưng cất phân đoạn có nhiệm vụ phân tách LPG và Condensat để các sản phẩm này đáp ứng đủ các tiêu chuẩn thương mại quy định. Tháp C-02 là cụm thiết bị quan trọng không thể thiếu trong dây truyền công nghệ của nhà máy GPP Dinh Cố. Khi tiếp nhận thêm các nguồn khí từ các mỏ lân cận, lưu lượng khí vào nhà máy sẽ liên tục thay đổi, để khảo sát tháp khả năng đáp ứng của tháp C-02 nên em chọn đề tài: “Tìm hiểu và tính toán các thông số kỹ thuật của tháp ổn định condensat C-02 tương ứng với lưu lượng khí đầu vào 5,9 triệu m 3 /ngày của nhà máy GPP Dinh Cố ” Trong phạm vi một đồ án tốt nghiệp, trình độ bản thân còn nhiều hạn chế, chưa được làm quen nhiều với việc tính toán thiết kế nên đồ án hẳn còn nhiều thiếu sót. Rất mong nhận được những nhận xét, góp ý của các thầy cô cùng bạn bè đồng môn. Nhân dịp này em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Danh Nhi, cô Nguyễn Thị Bình, các thầy cô giáo trong bộ môn Lọc-Hoá Dầu và bạn bè đồng môn đã giúp đỡ em trong quá trình học tập, rèn luyện tại trường trong thời gian qua. Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo Dương Viết Cường đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn em hoàn thành đồ án này.Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nôi, tháng 06 năm 2009 Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Tuân Hoàng Văn Tuân Lớp Lọc - Hóa dầu – K49 1 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KHÍ THIÊN NHIÊN 1.1. Khái niệm về khí tự nhiên [2,4,5] Khí tự nhiên là tập hợp những hydrocacbon khí CH 4 , C 2 H 6 , C 3 H 8 , C 4 H 10 v.v có trong lòng đất. Chúng thường tồn tại trong những mỏ khí riêng rẽ hoặc tồn tại ở trên các lớp dầu mỏ. Khí tự nhiên còn được hiểu là khí trong các mỏ khí. Khí tự nhiên cũng luôn chứa các khí vô cơ như N 2 , H 2 S, CO 2 , khí trơ, hơi nước. Người ta phân loại khí tự nhiên làm hai loại: khí không đồng hành (còn gọi là khí thiên nhiên) và khí đồng hành. Khí thiên nhiên khai thác được từ mỏ khí, còn khí đồng hành khai thác được trong quá trình khai thác dầu mỏ ở trong mỏ dầu. Trong lòng đất, dưới áp suất và nhiệt độ cao, các chất hydrocacbon khí như CH 4 , C 2 H 6 , C 3 H 8 phần lớn hòa tan trong dầu, khí bơm lên mặt đất, do áp suất giảm nên chúng tách ra khỏi dầu tạo thành khí đồng hành. Thành phần định tính, định lượng của khí tự nhiên rất giống nhau ở các mỏ khác nhau, có thể khác nhau đáng kể ở các tầng trong cùng một mỏ. Giữa khí tự nhiên và khí đồng hành không có sự khác biệt lớn về thành phần định tính, nhưng về mặt định lượng thì khí đồng hành nghèo CH 4 , hơn và giàu C 4 + hơn so với khí thiên nhiên. Khí tự nhiên là nguồn nguyên liệu, nhiên liệu vô cùng quý giá, gần như không tái sinh, đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong hoạt động kinh tế, trong cuộc sống của con người. Một sự biến động trong cán cân cung cầu dầu khí đều lập tức ảnh hưởng đến mọi lĩnh vực kinh tế, đến chính sách kinh tế, xã hội. Ngày nay, dầu khí được coi là tài nguyên chiến lược, chịu sự kiểm soát trực tiếp hoặc gián tiếp của các quốc gia. 1.2. Nguồn gốc của dầu và khí tự nhiên[2,4,5] Nguồn gốc hình thành dầu mỏ được các nhà khoa học giải thích theo nhiều chiều hướng khác nhau, tuy nhiên giả thuyết hữu cơ của các hydrocacbon trong dầu mỏ là có nhiều cơ sở khoa học nhất. Các vật liệu hữu cơ tạo ra dầu mỏ có nhiều nguồn gốc khác nhau, trong đó quan trọng nhất là các sinh vật đồng thời cũng có một phần xác động thực vật hình thành nên. Các giai đoạn hình thành dầu khí: Hoàng Văn Tuân Lớp Lọc - Hóa dầu – K49 2 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất Quá trình hình thành dầu khí xảy ra trong một thời gian dài và liên tục. Sự hình thành này xảy ra hàng triệu năm và có thể chia thành 4 giai đoạn sau: ● Giai đoạn 1: Giai đoạn này bao gồm các quá trình tích tụ vật liệu hữu cơ ban đầu. Xác động thực vật được lắng đọng lại. Chúng được các vi sinh vật phân huỷ thành khí và các sản phẩm tan trong nước, phần bền vững nhất không tan sẽ lắng đọng lại thành các lớp trầm tích dưới đáy biển. Quá trình này diễn ra trong khoảng vài triệu năm. ● Giai đoạn 2: Giai đoạn này bao gồm các quá trình biến các chất hữu cơ thành các phân tử hydrocacbon ban đầu. Những hợp chất hữu cơ ban đầu không bị phân huỷ bởi vi khuẩn là nhóm hợp chất béo. Qua hàng triệu năm, những hợp chất này lắng sâu xuống đáy biển. ở độ sâu càng lớn, áp suất và nhiệt độ càng cao (t 0 : 100-200 0 C, p: 200-1000 atm). ở điều kiện này, các thành phần hữu cơ trên bị biến đổi do các phản ứng hóa học tạo ra các cấu tử hydrocacbon ban đầu của dầu khí. ● Giai đoạn 3: Giai đoạn này bao gồm các quá trình di cư các hydrocacbon ban đầu đến các bồn chứa thiên nhiên. Chúng được phân bố rải rác trong các lớp trầm tích. Do áp suất trong các lớp đá trầm tích rất cao nên các hydrocacbon ban đầu bị đẩy ra và di cư đến nơi khác. Quá trình di cư diễn ra liên tục cho đến khi các hydrocacbon ban đầu đến được các lớp sa thạch, đá vôi, nham thạch có độ rỗng xốp cao được gọi là đá chứa, từ đó hình thành nên các bồn chứa tự nhiên. Tại các bồn chứa này, các hydrocacbon không thể di cư được nữa. Trong suốt quá trình di cư ban đầu, các hydrocacbon luôn chịu các biến đổi hóa học và dần nhẹ đi. ● Giai đoạn 4: Giai đoạn này gồm các quá trình biến đổi dầu mỏ trong các bồn chứa tự nhiên. 1.3. Thành phần và phân loại khí tự nhiên [2,4,5] 1.3.1. Thành phần của khí thiên nhiên Khí tự nhiên là sản phẩm cuối cùng của quá trình chuyển hóa vật liệu hữu cơ của thế giới sinh vật thành dầu khí trong lòng đất. Về mặt hóa học, CH 4 là hydrocacbon bền nhất, nên nó là hợp phần cơ bản của khí tự nhiên. Bên cạnh CH 4 khí tự nhiên còn chứa các hydrocacbon khí nặng hơn: C 2 H 6 , C 3 H 8 , C 4 H 10 , C 5 H 12 , C 6 H 14 , C 7 H 16 Ngoài các hydrocacbon, khí tự nhiên còn chứa các khí vô cơ: N 2 , CO 2 , H 2 S và hơi nước bão hòa với hàm lượng không cố định. Bảng 1.1 trình bày thành phần của một số mỏ khí ở Việt Nam. Hoàng Văn Tuân Lớp Lọc - Hóa dầu – K49 3 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất Bảng 1.1: Thành phần khí đồng hành mỏ Bạch Hổ và Rạng Đông thuộc bể Cửu Long-Việt Nam (% theo thể tích). Công thức Rạng Đông (chưa xử lý) Bạch Hổ (chưa xử lý) Cửu Long (đã xử lý) CO 2 0,130 0,109 0,042 N 2 0,180 0,327 0,386 CH 4 78,042 74,672 83,573 C 2 H 6 11,109 12,218 12,757 C 3 H 8 6,947 7,176 2,438 i-C 4 H 10 1,208 1,548 0,301 n-C 4 H 10 1,648 2,221 0,371 i-C 5 H 12 0,258 0,548 0,061 n-C 5 H 12 0,207 0,589 0,059 C 6 H 14 0,112 0,390 0,012 C 7 H 16 0,134 0,165 0,000 C 8 H 18 0,025 0,036 0,000 Điểm sương của hyđrocabon 30 0 C Tại 45 bar 44 0 C Tại 45 bar -28 0 C Tại 45 bar Điểm sương của nước - -30,10 0 C Tại 57 bar -1,10 0 C Tại 45 bar Hàm lượng nước (g/m 3 ) - 0,102 Vết Tổng hàm lượng lưu huỳnh 17 (ppmv) 10 (ppmv) 16,2 (ppmv) H 2 S 17 (ppmv) 10 (ppmv) 8,7 (ppmv) RHS - - 7,5 (ppmv) * Nguồn Petrovietnam Gas.Co, 11/2 1.3.2. Thành phần hóa học và phân loại khí tự nhiên Hợp phần cơ bản của khí tự nhiên là CH 4 , khí càng nặng thì hàm lượng CH 4 càng ít. Nhiệt độ ở các mỏ khí tự nhiên thường là một vài trăm độ do đó khí tự nhiên luôn chứa cả những hydrocacbon C 5 + , những chất ở thể lỏng ở điều kiện thường. Lượng hydrocacbon C 5 + có thể khá lớn đặc biệt là ở trong các mỏ ngưng tụ, đôi khi đạt đến bốn trăm gam/m 3 khí. Khí tự nhiên bao giờ cũng chứa các khí vô cơ với hàm lượng thường giảm theo thứ tự N 2 , CO 2 , H 2 S, khí trơ (He, Ne), COS Khí tự nhiên ở trong mỏ luôn luôn chứa hơi nước bão hòa, khí khai thác được cũng thường bão hòa hơi nước nhưng cũng có thể chứa ít hơi nước hơn. Việc Hoàng Văn Tuân Lớp Lọc - Hóa dầu – K49 4 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất khí khai thác có bão hòa hơi nước hay không là phụ thuộc vào sự thay đổi nhiệt độ áp suất trong suốt quá trình khai thác. Ở các mỏ khác nhau thành phần định tính và định lượng của khí tự nhiên khác nhau. Phân loại khí thiên nhiên Khí thiên nhiên có thể phân thành các loại sau: ● Theo nguồn gốc: + Khí đồng hành: Khí đồng hành là khí hòa tan trong dầu, lôi cuốn theo dầu trong quá trình khai thác và sau đó được tách ra khỏi dầu. Khí đồng hành được khai thác từ các giếng dầu hoặc giếng dầu khí (chủ yếu là dầu). + Khí không đồng hành: Khí không đồng hành là khí khai thác từ mỏ khí và mỏ khí ngưng tụ Condensat. ● Theo thành phần: - Khí khô: Là khí có hàm lượng C 2 + <10%. - Khí ẩm: Là khí có hàm lượng C 2 + ≥ 10%. - Khí chua là khí chứa H 2 S ≥ 5,8mg/m 3 khí hoặc nhiều hơn 2% thể tích CO 2 . - Khí ngọt là khí có hàm lượng H 2 S và CO 2 thấp hơn các giới hạn của khí chua. - Khí nghèo (khí gầy) là khí có hàm lượng C 3 + nhỏ hơn 50g/m 3 khí. - Khí béo (khí giàu) là khí có hàm lượng C 3 + lớn hơn 400g/m 3 khí. 1.4. Một số tính chất cơ bản của khí tự nhiên [1,2,5,6] Tính chất hóa lý của khí được quyết định bởi thành phần định tính và định lượng. Tùy theo mục đích sử dụng cụ thể người ta thường quan tâm đến một số trong các tính chất của khí. Sau đây là các tính chất tiêu biểu của khí và sản phẩm của khí. 1.4.1. Áp suất hơi bão hòa Áp suất hơi bão hòa là áp suất ở trạng thái bay hơi cực đại, khi tốc độ bay hơi và tốc độ ngưng tụ trên bề mặt chất lỏng bằng nhau. Ta có thể coi gần đúng áp suất hơi bão hòa P của một dung dịch lỏng tuân theo công thức: P = i n i i xP . 1 ∑ = Với P i , x i lần lượt là áp suất hơi bão hòa và nồng độ phần mol của cấu tử i trong lỏng. Vậy hợp phần i có nồng độ càng lớn, có áp suất hơi bão hòa càng lớn sẽ gây ra một áp suất hơi bão hòa riêng phần càng lớn. áp suất hơi bão hòa của dung dịch càng lớn khi chứa càng nhiều chất để bay hơi. Hoàng Văn Tuân Lớp Lọc - Hóa dầu – K49 5 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất 1.4.2. Khối lượng riêng và tỉ khối Khối lượng riêng của khí lý tưởng: Lý thuyết về khí lý tưởng cho ta mối liên hệ sau: P.V = n.R.T (1.1) Trong đó: P: Áp suất (Bar) V: Thể tích (m 3 ) T: Nhiệt độ ( 0 K) n : số mol (mol) R : Hằng số của khí tưởng = 0,08314 (m 3 .bar/ (mol. 0 K)) Khối lượng riêng của khí lý tưởng: gp M.P M.P 12,03 R.T T ρ = = × (1.2) Trong đó: gp ρ : Khối lượng riêng của khí lý tưởng (kg/m 3 ) M: Khối lượng mol (kg/kmol). Khối lượng riêng của khí thực: ).( . 03,12 ) ( . zT PM zTR PM g ×== ρ (1.3) Trong đó : z : Hệ số nén. ρ g : Khối lượng riêng của khí, [kg/m3]. Tỉ khối của khí A so với khí B là tỉ số giữa khối lượng riêng của khí A và khí B ở cùng nhiệt độ và áp suất. 1.4.3. Hàm ẩm và điểm sương của khí Khí tự nhiên và khí đồng hành khai thác được từ các mỏ dưới lòng đất luôn bão hoà hơi nước. Hàm lượng hơi nước có trong hỗn hợp khí phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ và thành phần khí. Tại mỗi giá trị áp suất và nhiệt độ có thể xác định được hàm lượng ẩm tối đa của khí. Hàm ẩm tương ứng với trạng thái khí bão hoà hơi nước được gọi là hàm ẩm cân bằng hay còn gọi là độ ẩm cân bằng. Để biểu diễn hàm lượng hơi nước có trong khí, người ta sử dụng hai khái niệm: độ ẩm tuyệt đối và độ ẩm tương đối. Hoàng Văn Tuân Lớp Lọc - Hóa dầu – K49 6 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất - Độ ẩm tuyệt đối: là lượng hơi nước có trong một đơn vị thể tích hoặc một đơn vị khối lượng (được biểu diễn bằng g/m 3 khí hoặc g/kg khí). - Độ ẩm tương đối: là tỷ số giữa khối lượng hơi nước có trong khí và khối lượng hơi nước tối đa có thể có trong khí ở điều kiện bão hoà (biểu diễn theo phần trăm hoặc phần đơn vị). - Điểm sương: nếu giảm nhiệt độ khí bão hoà hơi nước còn áp suất không đổi, thì một phần hơi nước bị ngưng tụ. Nhiệt độ tại đó hơi nước có trong khí bắt đầu ngưng tụ được gọi là điểm sương của khí ẩm tại áp suất đã cho. 1.4.4. Độ nhớt Độ nhớt là đại lượng đặc trưng cho mức cản trở giữa hai lớp chất lưu khi chúng chuyển động tương đối với nhau. Đơn vị là cSt. Độ nhớt phụ thuộc rất phức tạp vào bản chất, nhiệt độ, nồng độ, áp suất. Không có một phương trình toán học nào, dù ở dạng rất phức tạp, cho phép tính độ nhớt của tất cả các sản phẩm dầu mỏ, mà chỉ có những phương trình gần đúng để tính độ nhớt cho những phân đoạn rất hẹp. Khác với ở thể lỏng, độ nhớt của hydrocacbon ở thể khí tăng nhiệt độ tăng, giảm khi phân tử lượng tăng. Độ nhớt gần như tăng tuyến tính với nhiệt độ, phân tử lượng càng lớn thì độ nhớt càng ít phụ thuộc nhiệt độ. Sự tăng áp suất làm tăng độ nhớt của hydrocacbon, đặc biệt khi chúng ở thể hơi. Người ta quan tâm đến độ nhớt của khí và sản phẩm của khí khi cần tính toán công suất bơm, máy nén, trở lực đường ống trên đường ống dẫn khí cũng như trong các thiết bị, khi tính độ hiệu dụng của tháp chưng cất 1.4.5. Trạng thái tới hạn của khí ● Nhiệt độ tới hạn T C : Một chất có thể biến từ trạng thái hơi sang trạng thái lỏng khi nhiệt độ giảm, áp suất tăng trong điều kiện nhiệt độ thấp hơn một giá trị nào đó. Trên nhiệt độ đó không thể biến hơi thành lỏng ở bất kỳ áp suất nào. Nhiệt độ đó gọi là nhiệt độ tới hạn (tới hạn của cân bằng lỏng - hơi). Đối với các hydrocacbon từ C 1 đến C 5 có thể xác định nhiệt độ tới hạn T C (chính xác đến ± 1 0 K) theo phương trình: 7,190 )1(645,2 )1(7,391 785,0 + −+ − = n n T C (1.4) (n: là số nguyên tử cacbon của phân tử hydrocacbon). Hoàng Văn Tuân Lớp Lọc - Hóa dầu – K49 7 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tương ứng với nhiệt độ tới hạn T c ta có các khái niệm áp suất tới hạn P c , thể tích tới hạn V c . ● Áp suất tới hạn(P c ): Đối với các hydrocacbon từ C 1 đến C 20 (trừ C 18 ) có thể xác định chính xác đến ± 0,05 Mpa theo phương trình sau: 2,1 977,7 51,49 n P C + = (1.5) (n: số nguyên tử cacbon của phân tử hydrocacbon). ● Thể tích tới hạn V C : Đối với các hydrocacbon từ C 3 đến C 16 có thể xác định thể tích tới hạn chính xác đến 4cm 3 /mol có thể áp dụng phương trình: 22.0,58 += nV C (1.6) (n: là số nguyên tử cacbon của phân tử hydrocacbon) 1.4.6. Nhiệt cháy Nhiệt cháy của một chất là hiệu ứng nhiệt của phản ứng đốt cháy chất đó bằng ôxi tạo thành ôxit cao nhất và các chất tương ứng. Trong công nghiệp chế biến khí người ta dùng khái niệm nhiệt cháy trên và nhiệt cháy dưới. Nhiệt cháy trên là nhiệt cháy khi nước tạo thành ở thể lỏng bão hòa CO 2 và các sản phẩm cháy. Như vậy, về mặt thực nghiệm phải xác định nhiệt cháy trên bằng cách đốt nhờ O 2 bão hòa hơi nước. Nhiệt cháy dưới, còn gọi là cháy tinh, là nhiệt cháy khi nước tạo thành ở thể hơi. Nhiệt cháy dưới Q d bao giờ cũng nhỏ hơn nhiệt cháy trên Q t một đại lượng bằng nhiệt ngưng tụ hơi nước sinh ra. 1.4.7. Giới hạn cháy nổ Giới hạn cháy nổ dưới (trên) của một chất khí là phần trăm thể tích lớn nhất (nhỏ nhất) của khí đó trong hỗn hợp với không khí hoặc với ôxy nguyên chất khi hỗn hợp có thể cháy nổ. Công thức tính giới hạn cháy nổ dưới cho hỗn hợp khí: %100. 1 =         ∑ = n i i i N x y Với y : là giới hạn cháy nổ của hỗn hợp khí x i : là nồng độ phần mol của cấu tử i trong hỗn hợp N i : là giới hạn cháy nổ dưới của cấu tử i. Bảng 1.2: Một số tính chất hóa lý của hydrocacbon và N 2 , CO 2 , H 2 S Hoàng Văn Tuân Lớp Lọc - Hóa dầu – K49 8 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất Thành phần Nhiệt độ sôi Nhiệt độ tới hạn Áp suất tới hạn Thể tích riêng tới hạn Hệ số nén tới hạn 0 C 0 K 0 C 0 K MPa cm 3 /g CH 4 - 161,4 111,6 - 82,6 90,5 4,6 6,19 0,28 C 2 H 6 - 86,6 184,5 32,2 305,4 4,8 4,55 0,28 C 3 H 8 - 42,6 213,0 96,6 369,8 4,2 4,55 0,28 i- C 4 H 10 - 0,5 272,6 152,0 425,1 3,8 4,39 0,27 n-C 4 H 10 - 11,7 261,4 134,9 408,1 3,6 4,52 0,28 i-C 5 H 12 36,0 309,0 196,5 469,6 3,3 4,30 0,26 n-C 5 H 12 27,8 301,0 187,2 460,3 3,3 4,27 0,27 C 6 H 14 68,7 341,8 234,2 507,3 3,0 4,27 0,26 C 7 H 16 98,4 371,5 267,0 540,1 2,7 4,25 0,26 C 8 H 18 125,6 398,8 295,6 568,7 2,4 4,25 0,25 C 9 H 20 150,7 423,9 321,4 594,5 2,2 4,20 0,25 C 10 H 22 174,1 447,2 344,4 617,5 2,1 4,18 0,24 N 2 - 195,7 77,3 - 149,8 126,2 3,4 3,21 0,29 CO 2 - 78,4 194,6 31,05 304,2 7,3 3,17 1,27 H 2 S - 60,3 312,8 110,4 373,6 9,0 - 0,28 CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY GPP DINH CỐ Hoàng Văn Tuân Lớp Lọc - Hóa dầu – K49 9 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất 2.1. Nguyên liệu vào nhà máy và các sản phẩm chính Nhà máy xử lý khí Dinh Cố được xây dựng tại xã An Ngãi, huyện Long Điền, tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu, cách tỉnh lộ 44 khoảng 1 km, cách Long Hải khoảng 6 km về hướng bắc. Nhà máy có tổng diện tích 89.600 m 2 , dài 329 m, rộng 280 m. Khí đồng hành thu gom được từ mỏ Bạch Hổ được dẫn về nhà máy GPP theo đường ống ngầm đường kính 16 inch để xử lý nhằm thu hồi LPG, Condensat và khí khô. Các sản phẩm lỏng sau khi ra khỏi nhà máy được dẫn về kho cảng Thị Vải theo ba đường ống đường kính 16 inch, khí khô được đưa về các nhà máy điện thông qua hệ thống đường kính 16 inch để dùng làm nguyên liệu. Nhà máy chế biến khí được xây dựng theo thiết kế bước sử dụng nguyên liệu với lưu lượng là 4,3 triệu m 3 khí/ngày đêm. Hiện nay, do mỏ Rạng Đông đã đi vào khai thác dầu và Tập đoàn Dầu Khí Việt Nam đã đầu tư xây dựng đường ống dẫn khí từ mỏ Rạng Đông về mỏ Bạch Hổ. Do đó, hiện nay toàn bộ lượng khí của mỏ Rạng Đông và mỏ Bạch Hổ được nén và dẫn vào bờ, do đó hiện tại tổng lưu lượng khí cung cấp cho nhà máy khí Dinh Cố là khoảng 5,7 triệu m 3 khí/ngày. Sản phẩm của nhà máy hiện nay bao gồm : + Khí khô thương phẩm với thành phần chủ yếu là metan và etan, được cung cấp cho nhà máy điện Bà Rịa, nhà máy điện Phú Mỹ. + Condensat hay còn gọi là khí ngưng tụ, là một hỗn hợp hydrocacbon ở dạng lỏng trong điều kiện thường (1atm, 25 0 C), thành phần chủ yếu là C 5 + . Dòng condensat được dẫn đến nhà máy chế biến condensat để pha chế thành xăng. + Bupro là hỗn hợp của butan và propan, hỗn hợp lỏng này được dẫn về kho cảng Thị Vải, tại đây nó được đưa ra thị trường. 2.2. Các chế độ vận hành của nhà máy GPP Dinh Cố − Chế độ vận hành AMF − Chế độ vận hành MF − Chế độ vận hành GPP 2.2.1 Chế độ vận hành AMF (Absorluted Minimum Facility) Đây là chế độ hoạt động của nhà máy ở trạng thái cụm thiết bị hoạt động là tối thiểu tuyệt đối. Giai đoạn này được hoạt động với mục đích cung cấp khí thương phẩm gia dụng cho các nhà máy điện, đồng thời cũng thu hồi một lượng tối thiểu condensat với sản lượng 340 tấn/ngày. Chế độ AMF là chế độ dự phòng cho chế độ MF trong trường hợp chế độ MF, GPP và GPP chuyển đổi không hoạt động được như: xảy ra sự cố, sửa chữa, bảo dưỡng. ● Chế độ vận hành AMF Hoàng Văn Tuân Lớp Lọc - Hóa dầu – K49 10 [...]... tơng đối của cấu tử i so với cấu tử j đợc định nghĩa là tỷ số giữa các hằng số cân bằng của chúng ij = Ki Kj (3.2) Trong đó: ij : Độ bay hơi tơng đối của cấu tử i so với cấu tử j Kj,Ki: lần lơt là hằng số cân bằng của cấu tử j, i ij là một đại lợng hết sức quan trọng vì nó cho thấy đợc khả năng và hiệu quả của quá trình chng cất phân đoạn Mặt khác, theo thói quen truyền thống, ngời ta định nghĩa... thái của hệ mà tại đó không có sự thay đổi về nhiệt độ, áp suát và thành phần các pha 3.1.2 Các quan hệ nhiệt động học của cân bằng lỏng hơi Quan hệ cân bằng: ở trạng thái cân bằng lỏng hơi, quan hệ nồng độ của một cấu tử nào đó giữa pha lỏng và pha hơi tuân theo phơng trình sau: Ki = yi xi (3.1) Trong đó: Ki: là hằng số cân bằng của cấu tử i yi, xi: Lần lợt là phần mol của cấu tử i trong pha hơi và. .. - a cht Phơng trình (3.4) cho thấy: Phần mol của các cấu tử dễ bay hơi hơn trong pha hơi là một hàm số của độ bay hơi tơng đối và phần mol của nó trong pha lỏng Hình 3.2: nh hởng của độ bay hơi tơng đối tới nồng độ của cấu tử dễ bay hơi trong pha hơi Nhìn vào đồ thị ta thấy: Khi độ bay hơi tơng đối tăng lên thì nồng độ của cấu tử dễ bay hơi sẽ tăng lên và ngợc lại 3.2 nh lut Daltont v Raoult [1] i... hầu nh không có sự thay đổi về nhiệt độ, áp suất và thành phần các pha Nh vậy, rõ ràng mức độ tách các cấu tử của một hỗn hợp sẽ đạt đợc cực đại tại trạng thái cân bằng, không thể tồn tại một trạng thái nào khác mà đạt đợc mức độ tách cao hơn Tại trạng thái cân bằng thiết bị đợc coi nh một đĩa lý thuyết và thành phần của pha lỏng và pha hơi, gọi là các thành phần cân bằng Hong Vn Tuõn 24 Lp Lc - Húa... cân bằng lỏng hơi đơn giản Các cấu tử của hỗn hợp hơi ban đầu phân bố vào pha hơi và pha lỏng tuỳ thuộc vào nhiệt độ sôi của chúng Những cấu tử có nhiệt độ sôi thấp (dễ bay hơi) sẽ có khuynh hớng tập trung nhiều hơn trong pha hơi, trong khi đó những cấu tử có nhiệt độ sôi cao hơn sẽ tập trung nhiều hơn ở pha lỏng Cân bằng giữa pha hơi và pha lỏng sẽ đạt đợc khi sự hoạt động của thiết bị đợc duy trì đến... ngời ta định nghĩa ij là tỉ số giữa các hằng số cân bằng của cấu tử dễ bay hơi so với cấu tử khó bay hơi hơn nó, nên ta có: ij = Ki 1 Kj Nếu ij càng lớn hơn 1 thì i càng dễ bay hơi hơn; nghĩa là càng dễ tách i khỏi; ngợic lại nếu ij = 1 thì quá trình tách không thể thực hiện đợc bằng phơng pháp chng cất phân đoạn thông thờng Xét một hệ gồm 2 cấu tử, kết hợp (3.1) và (3.2) ta đợc 1,2 = Hoặc Hong... thỏp n nh C-02 tip tc x lý tip Thỏp C-02 lm vic ỏp sut 29 bar, nhit nh bng 55 0C, nhit ỏy 1340C cú nhim v tỏch riờng Condensat v Bupro Hn hp khớ ra nh ca C-02 l hn hp Bupro c ngng t ton b nhit 43 0C ti thit b ngng t bng khụng khớ E-02 sau ú c a vo bỡnh hi lu V-02, mt phn Bupro c hi lu li thỏp C-02 nh bm P-01A/B (Nhim v ca bm P-01A/B l bự p s chờnh ỏp sut gia thỏp C-01 11 bar v thỏp C-02 16 bar)... bằng lỏng hơi [3] 3.1.1 Khái niệm Để hiểu rõ khái niệm cân bằng lỏng hơi, trớc hết chúng ta nghiên cứu một thiết bị cân bằng lỏng hơi đơn giản (Hình 3.1) Khi đợc cấp nhiệt đến một nhiệt độ nhất định, hỗn hợp lỏng trong thiết bị sẽ bắt đầu sôi và sinh ra hơi Hỗn hợp hơi sinh ra đợc dẫn theo một đờng ống trở lại đáy thiết bị Tại đây hơi sẽ đợc phân tán đề vào pha lỏng thông qua một thiết bị phân tán Hình... Hn hp lng ra khi ỏy C-01 cú thnh phn ch yu l C 3+ c a vo bỡnh n nh V-15 sau ú c a vo a th 11 ca thỏp C-02 Thỏp n nh C-02 l mt thỏp a dng van bao gm 30 a, ỏp sut lm vic 11 bar, nhit nh 550C, nhit ỏy 1340C (c duy trỡ nh Reboiler E03) Thỏp C-02 cú nhim v tỏch riờng hn hp Bupro gm Propan v Butan ra khi Condensat Hn hp Bupro ra khi nh C-01 cú nhit 55 0C c lm mỏt n 430C nh thit b lm mỏt bng qut E-02, sau... ng hoc bn cha condensat thng phm TK-21 Hi ra khi nh thỏp C-02 l Bupro, hi Bupro c ngng t ti thit b lm mỏt bng khụng khớ E-02, mt phn c hi lu li thỏp C-02, phn cũn li c a n bn cha V-21A/B hoc a vo ng ng vn chuyn Bupro n kho cng Th Vi 2.2.3 Ch vn hnh GPP (Gas Processing Plant) õy l ch hon thin ca nh mỏy x lý khớ, lỳc ny nh mỏy c hon thin cỏc thit b t cm thit b MF vi mc ớch thu hi trit Condensat, Propan . các nguồn khí từ các mỏ lân cận, lưu lượng khí vào nhà máy sẽ liên tục thay đổi, để khảo sát tháp khả năng đáp ứng của tháp C-02 nên em chọn đề tài: Tìm hiểu và tính toán các thông số kỹ thuật. đáp ứng được nhu cầu của thị trường nhưng vẫn đảm bảo các chỉ tiêu kĩ thuật của sản phẩm thương phẩm. Tháp ổn định condensat C-02 là tháp chưng cất phân đoạn có nhiệm vụ phân tách LPG và Condensat. đề tài: Tìm hiểu và tính toán các thông số kỹ thuật của tháp ổn định condensat C-02 tương ứng với lưu lượng khí đầu vào 5,9 triệu m 3 /ngày của nhà máy GPP Dinh Cố ” Trong phạm vi một đồ án