Đồ án môn học công nghệ chế biến khí: phương pháp chế biến khí bằng phương pháp ngưng tụ nhiệt độ thấp

Đồ án môn học Công nghệ chế biến khí Phạm Anh Tuấn 1 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 3 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 4 I, Giới thiệu chung về khí tự nhiên và khí đồng hành 4 1, Thành phần và tính chất chung của khí tự nhiên và khí đồng hành [1] 4 2, Lịch sử phát triên của khí tự nhiên 5 II, Các phương pháp chế biến khí tự nhiên và khí đồng hành 7 1, Chuẩn bị để chế biến 7 2, Phương pháp chế biến khí bằng phương pháp ngưng tụ 8 3, Chế biến khí bằng phương pháp hấp thụ 9 4, Chế biến khí bằng phương pháp chưng cất 10 III, Cơ sở hóa lý của quá trình ngưng tụ nhiệt độ thấp 11 1, Khái niệm về quá trình ngưng tụ 11 2, Đặc điểm của quá trình ngưng tụ 11 3, Quá trình chuyển pha của khí đồng hành. 12 4, Hằng số cân bằng pha [1] . 16 5, Phương pháp tính thành phần lỏng hơi [1] 16 6, Quá trình ngưng tụ nhiệt độ thấp trong chế biến khí đồng hành 17 IV, Tổng quan về các công nghệ chế biến khí bằng phương pháp ngưng tụ nhiệt độ thấp 19 1. Phân loại các sơ đồ công nghệ 19 2. Phân tích lựa chọn công nghệ [1] 20 3. Các thiết bị chính có trong qúa trình chế biến bằng phương pháp ngưng tụ nhiệt độ thấp. 27 Đồ án môn học Công nghệ chế biến khí Phạm Anh Tuấn 2 TÍNH TOÁN 33 I, Mô phỏng công nghệ bằng phần mềm HYSYS 33 1. Xây dựng cơ sở mô phỏng 33 2. Xây dựng lưu trình chính 33 3. Thiết lập chu trình làm lạnh bằng propan 37 4. Thiết lập Spreadsheet xác định lượng propan 39 II. Kết quả 41 1, Cân bằng chung của quá trình 41 2. Cân bằng vật chất tại các tháp tách 43 3. Cân bằng nhiệt lượng tại các tháp tách 46 4. Kích thước thiết bị chính 48 KẾT LUẬN 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 Đồ án môn học Công nghệ chế biến khí Phạm Anh Tuấn 3 LỜI MỞ ĐẦU Ngành dầu khí Việt Nam là một ngành mới phát triển được hơn 20 năm nhưng đã chiếm một phần quan trọng trong sự phát triển của đất nước. Đặc biệt là ngành công nghiệp chế biến dầu khí. Đây là một trong những tiền đề cơ bản để phát triển các ngành công nghiệp quan trọng của đất nước. Cùng với quá trình khai thác và chế biến dầu thô, thì ngành công nghiệp chế biến khí hiện đang phát triển mạnh mẽ. Sản phẩm của các nhà máy chế biến khí của Việt Nam hiện nay là khí khô thương phẩm, LPG và condensate. Trong đó có hai loại sản phẩm LPG và Condensate đã được tận dụng triệt để mang lại hiệu quả kinh tế mang lại hiệu quả kinh tế cho quốc gia. Sản phẩm khí khô thương phẩm mà thành phần chủ yếu là khí metan và etan, phần lớn được dùng làm nhiên liệu cho các nhà máy điện, chiếm 85 – 90% sản lượng khí, có giá trị kinh tế thấp. Trong khi đó, lượng khí dùng làm nguyên liệu cho các nhà máy đạm Cà Mau và đạm Phú Mỹ, chỉ chiếm 6% [9] . Cùng với sự phát triển khoa học kĩ thuật, từ khí tự nhiên và khí đồng hành người ta đã sản xuất ra nhiều sản phẩm khác nhau như: rượu, axeton, NH 3 , phân bón, chất tẩy rửa tổng hợp… được ứng dụng trong nhiều ngành như: mỹ phẩm, dệt may, đồ gia dụng… phục vụ cho công nghiệp và đời sống nhân dân. Chính vì những lợi ích to lớn mà nghành dầu khí nói chung và ngành chế biến khí nói riêng đem lại thì việc đầu tư và phát triển công nghiệp ngành công nghiệp mũi nhọn này là một đi đúng hướng của đảng và nhà nước ta nhằm thúc đẩy kinh tế và cải thiện đời sống nhân dân. Trong phạm vi đồ án này ta chỉ nghiên cứu phương pháp chế biến khí bằng phương pháp ngưng tụ nhiệt độ thấp vì phương pháp này vừa đơn giản mà cho hiệu quả cao, và có tính khả thi nhất. Đồ án môn học Công nghệ chế biến khí Phạm Anh Tuấn 4 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT I, Giới thiệu chung về khí tự nhiên và khí đồng hành 1, Thành phần và tính chất chung của khí tự nhiên và khí đồng hành [1] Những cấu tử cơ bản của khí tự nhiên và khí đồng hành là: metan, etan, propan, butan (normal và izo). Khí tự nhiên được khai thác từ các mỏ khí, còn khí đồng hành được khai thác từ các mỏ dầu đồng thời với quá trình khai thác dầu mỏ. Trong khí tự nhiên thành phần chủ yếu là metan (chiếm đến 98% thể tích). Các mỏ khí tự nhiên là các túi khí nằm sâu dưới mặt đất. Khí đồng hành nhận được từ các mỏ dầu cùng với quá trình khai thác dầu mỏ. Trong thành phần của khí đồng hành ngoài cấu tử chính là metan còn có etan, propan, butan và các hydrocacbon nặng với hàm lượng đáng kể. Thành phần những cấu tử cơ bản trong khí thay đổi trong phạm vi khá rộng tùy theo mỏ dầu khai thác. Ngoài ra trong thành phần khí tự nhiên và khí đồng hành còn có H 2 O, H 2 S, cùng các hợp chất chứa lưu huỳnh, S, N 2 và heli. Người ta còn phân loại khí theo hàm lượng hydrocacbon từ propan trở lên. Khí giàu propan, butan và các hydrocacbon nặng (trên 150g/m 3 ) được gọi là khí béo (khí dầu). Từ khí này người ta chế xăng khí, khí hóa lỏng LPG và các hydrocacbon cho công nghệ tổng hợp hữu cơ. Còn khí chứa ít hydrocacbon nặng (từ propan trở lên, dưới mức 50g/m 3 ) gọi là khí khô (khí gầy), được sử dụng làm nhiên liệu cho công nghiệp và đời sống, làm nguyên liệu cho công nghệ tổng hợp hữu cơ, nguyên liệu cho sản xuất phân đạm, sản xuất etylen, axetylen, etanol… Trữ lượng khí nước ta có thể phát hiện ước tính vào khoảng 1.300 tỷ m 3 khối khí. Trữ lượng này phân bố trên toàn lãnh thổ nhưng chủ yếu là ở các bể Nam Côn Sơn, Sông Hồng, Ma Lay – Thổ Chu. Bảng 1.1: Thành phần khí ở bể Cửu Long (% theo thể tích) Mỏ Thành phần Bạch Hổ (lô 09) Rồng (lô 09) Rạng Đông (lô 09) Ruby (lô 09) Khí tự do Đồng hành Metan C 1 76,82 84,77 76,54 77,62 78,02 Etan C 2 11,87 7,22 6,89 10,04 10,57 Propan C 3 5,89 3,46 8,25 5,94 6,70 Đồ án môn học Công nghệ chế biến khí Phạm Anh Tuấn 5 Butan C 4 1,04 1,7 0,78 2,83 1,74 Condensat C 5+ 0,32 1,3 0,5 0,97 0,38 N 2 0,5 - - 0,33 0,6 CO 2 1,00 - - 0,42 0,07 H 2 S - - - - - Bảng 1.2: Thành phần khí ở một số bể nước Mỹ [7] Mỏ Thành phần Hugoton Austin Deep Lake Carthage Earth Metan C 1 71,51 79,74 98,5 90,06 92,76 Etan C 2 7,0 9,10 0,87 4,05 3,03 Propan C 3 4,40 2,80 0,17 1,51 1,36 Butan C 4 0,99 0,50 0,06 1,11 0,80 Condensat C 5+ 0,02 0,16 0,10 0,74 1,64 N 2 15,50 7,30 - 1,83 - CO 2 - - 0,30 0,70 0,41 H 2 S - - - - - Heli 0,58 0,40 - - - 2, Lịch sử phát triên của khí tự nhiên Khí tự nhiên đã được phát hiện từ thời cổ đại ở Trung Đông. Hàng ngàn năm trước, nó được chú ý đến khi xuất hiện ngọn lửa cháy mãi không tắt do sét đánh tại những nơi khí rò rỉ. Tại Persia, Hy Lạp và Ấn Độ, họ đã xây dựng những đền thời xung quanh những nơi đó để phục vụ tôn giáo. Tuy nhiên, giá trị về năng lượng không được chú ý cho đến tận những năm 900 TCN, người Trung Quốc đã khoan giếng khí tự nhiên đầu tiên vào năm 211 TCN. Tại Châu Âu, khí tự nhiên không được biết đến cho đến khi được phát hiện tại Anh vào năm 1659, mặc dù đến tận 1790 nó mới được thương mại hóa. Năm 1821 tại Fredonia, Mỹ người dân đã phát hiện thấy những bọt khí nổi lên tại một con lạch. Wiliam Hart, được coi cha đẻ của ngành khí thiên nhiên, đã đào giếng khí đầu tiên tại Bắc Mỹ. Trước đây, khí thiên nhiên được phát hiện như là hệ quả của quá trình thăm dò dầu thô. Khí tự nhiên được coi là sản phẩm không mong muốn, trong quá trình khoan dầu gặp phải mỏ khí, công nhân phải dừng khoan và để khí tự do thoát ra ngoài. Cho đến tận Đồ án môn học Công nghệ chế biến khí Phạm Anh Tuấn 6 những năm 70 của thế kỉ trước, cuộc khủng hoảng dầu mỏ xảy ra khiến khí tự nhiên trở thành một trong những nguồn năng lượng quan trọng bậc nhất trên thế giới Trong suốt thế kỉ19, khí tự nhiên hầu hết chỉ được dùng để chiếu sáng tại chỗ do khó khăn trong việc vận chuyển đường dài. Đến năm 1890 với sự phát minh chống rò rỉ khớp ống nối đã dẫn đến sự thay đổi quan trọng. Nhưng phải đến tận những năm 1920, cùng với sự phát triển của công nghệ đường ống, vận chuyển khí tự nhiên đường dài mới được đưa vào thực tế. Tuy nhiên, chỉ sau Chiến tranh Thế giới thứ II thì khí thiên nhiên mới phát triển mạnh mẽ do sự tiến bộ trong hệ bồn chứa và vận chuyển khí. Nước Nga là nước có trữ lưỡng khí lớn nhất thế giới, chiếm khoảng 23,9%. Cho đến năm 2010, tổng sản lượng khí đạt khoảng 588,9 tỉ m 3 khí. Trong đó khoảng 1/3 dùng để xuất khẩu sang châu Âu và các nước SNG. Nguồn lợi thu từ việc xuất khẩu dầu và khí vô cùng to lớn khi chiếm đến 25% GDP của nước Nga. Ở Mỹ, khí đốt có vai trò cực kì quan trọng khi chiếm 23% tổng năng lượng sử dụng. Từ etan đã chế biến 40% etylen phục vụ cho sản xuất nhựa tổng hợp, oxit etylen, chất hoạt động bề mặt, nhiều sản phẩm và bán sản phẩm hóa học khác. Ngoài ra từ khí tự nhiên và khí đồng hành, sau khi làm sạch và chế biến khí người ta còn nhận được một lượng lớn lưu huỳnh, heli và một số sản phẩm vô cơ khác phục vụ cho nhiều ngành kinh tế quốc dân. Mỹ và Canada là một trong hai nước đứng đầu về sản xuất heli, một trong những sản phẩm quan trọng nhất trong công nghệ nghiên cứu vũ trụ, nghiên cứu kỹ thuật thâm lạnh, sắc ký Trong những năm gần đây các nước Trung đông (Iran, Arapxeut, Beren ) dự định hoàn thành chương trình về khai thác, chế biến và vận chuyển khí đồng hành với tổng giá trị khoảng 33 tỉ USD . Người ta nghĩ rằng điều này cho phép xuất khẩu khoảng 46 triệu tấn LPG mỗi năm. Riêng ở Việt Nam ngành dầu khí nước ta tuy mới hình thành và phát triển nhưng với tiềm năng về khí khá phong phú, thì đây là một tiền đề quan trọng để ngành công nghiệp này phát triển hơn. Cho đến nay Việt Nam đang khai thác 6 mỏ dầu và 1 mỏ dầu khí, hình thành 4 cụm khai thác dầu quan trọng:  Cụm mỏ thứ nhất : nằm ở vùng đồng bằng Bắc Bộ gồm nhiều mỏ khí nhỏ, trong đó có Tiền Hải “C”, trữ lượng khoảng 250 m 3 /khí, đã bắt đầu khai thác từ tháng 12 năm 1981với trên 450 triệu m 3 /khí phục vụ cho công nghiệp địa phương và là nguồn nguyên liệu cho công nghiệp khí ở các tỉnh phía Bắc. Đồ án môn học Công nghệ chế biến khí Phạm Anh Tuấn 7  Cụm mỏ thứ hai: thuộc vùng biển Cửu Long, gồm chứa 4 mỏ dầu : Bạch Hổ, Rồng, Rạng Đông, Rubi là cụm quan trọng nhất hiện nay, cung cấp trên 96% sản lượng dầu toàn quốc.  Cụm mỏ thứ ba: ở vùng biển Nam Côn Sơn gồm mỏ dầu Đại Hùng đang khai thác và các mỏ khí đã phát hiện ở khu vực xung quanh là Lan Tây, Lan Đỏ, Hải Thạch, Mộc Tinh và mỏ dầu khí Rồng Đôi Tây … đang chuẩn bị đưa vào khai thác .  Cụm mỏ thứ tư : tại thềm lục địa Tây Nam bao gồm mỏ Bungakclwa - Cái Nước đang khai thác dầu, mỏ Bunga Orkid, Bunga Parkma, Bunga Rây tại khu vực thỏa thuận thương mại Việt Nam – Malaysia là khu khai thác và cung cấp khí lớn thứ hai và sẽ là cơ sở đảm bảo sự phát triển khu công nghiệp dầu khí ở Cà Mau – Cần Thơ . Với tiềm năng về khí khá phong phú như vậy, Viêt Nam có nhiều điều kiện phát triển công nghiệp khai thác và chế biến khí thúc đẩy mạnh hơn nền kinh tế và đưa đất nước ta lên một tầm cao mới. II, Các phương pháp chế biến khí tự nhiên và khí đồng hành 1, Chuẩn bị để chế biến Khí sau khi khai thác ngoài các cấu tử chính là các hydrocacbon parafin còn chứa các tạp chất như: bụi, hơi nước, khí trơ, CO 2 , H 2 S và các hợp chất hữu cơ của lưu huỳnh. Tước khi đưa vào chế biến, khí cần phải qua công đoạn chuẩn bị, tại đó tiến hành loại bỏ các tạp chất kể trên bằng quá trình tách bụi, tách hơi nước và khí axít. Có rất nhiều các phương pháp loại bỏ cơ học như: - Làm sạch khí bằng phương pháp lắng. - Làm sạch khí bằng phương pháp ướt. - Làm sạch khí bằng phương pháp lọc. - Làm sạch khí bằng phương pháp điện trường. Các phương pháp trên có nhiều ưu nhược điểm: - Đối với phương pháp lắng dưới của tác dụng của trọng lưc thì thiết bị cồng kềnh, hiệu quả thấp, nhưng đơn giản thông dụng. - Đối với phương pháp lọc dưới tác dụng của lực ly tâm thì thiết bị gọn hơn, song không thể lọc hoàn hảo được đối vơí hạt nhỏ, phương pháp tốn nhiều năng lượng. Đồ án môn học Công nghệ chế biến khí Phạm Anh Tuấn 8 - Đối với phương pháp làm ướt thì khí làm nguội bão hào hơi nước nên một số trường hợp không dùng. Đối với phương pháp điện trường là có ưu điểm hơn cả: - Độ sạch cao: 90-99% - Năng lượng tiêu hao ít - Trở lực không quá 3-5 mm cột nước - Tiến hành ở nhiệt độ cao, trong môi trường ăn mòn hoá học. - Có thể tự động hoá và cơ khí hoá hoàn toàn. - Nhưng cũng có nhược điểm là tiền chi phí cao và tiêu hao điện năng lớn. Sự có mặt của nước trong khí có thể tạo hydrat, cản trở quá trình vận hành của các thiết bị trong quá trình chế biến khí ( như bơm, quạt, máy nén…). Để hạn chế tác hại của hiện tượng này, khí cần được dehydrat bằng cách sấy khí hoặc trộn thêm vào khí hoặc trộn thêm vào khí tác nhân ức chế quá trình tạo hydrat. Mục đích của quá trình sấy khí hay dùng chất ức chế tạo hydrat là tách bớt lượng hơi nước và tạo ra cho khí có nhiệt độ điểm sương theo nước thấp hơn so với nhiệt độ cực tiểu mà tại đó khí được vận chuyển hay chế biến. Có nhiều phương pháp để sấy khí: - Sấy khí bằng phương pháp hấp thụ - Sấy khí bằng phương pháp hấp phụ. - Sử dụng chất ức chế quá trình tạo hydrat. Để làm sạch khí khỏi H 2 S, CO 2 và các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh ta thường sử dụng các dung môi hữu cơ sau: - Làm sạch bằng dung môi Alknol amin - Làm sạch bằng dung môi vật lý và dung môi tổng hợp. 2, Phương pháp chế biến khí bằng phương pháp ngưng tụ Tiến hành chế biến khí bằng phương pháp ngưng tụ ở nhiệt độ thấp từ -25 o C đến - 35 o C áp suất cao 3,0 – 4,0 Mpa. Đây được coi là phương pháp có hiệu quả và kinh tế hơn cả để chế biến khí tự nhiên và khí đồng hành. Khí đồng hành từ xí nghiệp khai thác dầu được nén bằng máy nén khí sau đó được làm lạnh và đưa vào thiết bị sấy khí để tách ẩm rồi được đưa qua thiết bị trao đổi nhiệt và Đồ án môn học Công nghệ chế biến khí Phạm Anh Tuấn 9 làm nguội sau đó khí được đưa đến thiết bị ngưng tụ nhiệt độ thấp. Tại đó, khí được nén và làm lạnh tới nhiệt độ âm cần thiết, sau đó hỗn hợp khí được đưa sang bộ phận tách khí, lúc này một phần hydrocacbon đã ngưng tụ được tách ra. Sau khi được nén và làm lạnh thì hỗn hợp khí bị tách ra thành hai phần: Phần ngưng tụ (gọi là condesat) của bậc nén và làm lạnh. Khí đồng hành được bơm từ thùng chứa qua bộ phận trao đổi nhiệt sang cột tách etan. Tại đó phân đoạn chứa metan và etan được tách ra. Sau đó benzin là phần ngưng tụ đã tách metan và etan qua thiết bị trao đổi nhiệt vào bình chứa, từ đó nó được đưa đi chế biến tiếp. Phương pháp ngưng tụ nhiệt độ thấp để tách bezin từ khí đồng hành là phương pháp rất tốn kém, để thực hiện được cần có thiết bị làm lạnh phức tạp. Tuy nhiên do sơ đồ công nghệ tương đối đơn giản, mà hiệu quả tách benzin ra khỏi hỗn hợp khí khá cao, triệt để nên phương pháp này được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp chế biến khí. 3, Chế biến khí bằng phương pháp hấp thụ Ngoài chế biến khí bằng phương pháp ngưng tụ thì người ta còn áp dụng phương pháp hấp thụ để chế biến khí. Phương pháp này dựa trên cơ sở của 2 quá trình chuyển khối cơ bản: hấp thụ và nhả hấp thụ. Bản chất vật lý của quá trình là sự cân bằng giữa dòng khí và dòng lỏng do sự khuếch tán chất từ pha này sang pha khác. Khi đạt cân bằng bền động lực, sự khuếch tán được xác định bằng hiệu số áp suất riêng phần của cấu tử bị tách ra trong pha khí và pha lỏng. Nếu áp suất riêng phần của cấu tử trong pha khí lớn hơn trong pha lỏng thì xảy ra quá trình hấp thụ (hấp thụ khí bởi chất lỏng). Và ngược lại, nếu áp suất riêng phần của cấu tử bị tách ra trong pha khí nhỏ hơn trong pha lỏng thì xảy ra quá trình nhả hấp thụ (thoát khí ra khỏi chất lỏng). Đối với các tính toán thực tế, động lực của quá trình hấp thụ được biểu thị chính xác hơn không chỉ qua áp suất riêng phần mà còn qua nồng độ của các cấu tử tương ứng. Tại các nhà máy chế biến khí, quá trình hấp thụ và nhả hấp thụ được thực hiện trong các tháp hấp thụ và tháp nhả hấp thụ (tháp chưng luyện) có cấu tạo kiểu tháp đĩa hoặc tháp đệm, chất hấp thụ được dùng ở đây là các phân đoạn benzin, kerosen hoặc hỗn hợp của chúng. Đồ án môn học Công nghệ chế biến khí Phạm Anh Tuấn 10 4, Chế biến khí bằng phương pháp chưng cất Sơ đồ chưng cất nhiệt độ thấp được thực hiện quá trình tách các cấu từ định trước hiệu quả hơn sơ đồ hấp thụ nhiệt độ thấp (HNI) và thiết bị chế tạo cũng đơn giản hơn. Khác nhau về mặt nguyên lý giữa hai sơ đồ CNT và NTT là ở chỗ nguyên liệu đi vào thiết bị sau khi làm lạnh (không có sự tách sơ bộ mà được đưa thẳng vào tháp chưng. Tại đó xảy ra sự phân tích riêng biệt khí nguyên liệu thành khí khô(thoát ra từ đỉnh tháp) và phân đoạn hydrocacbon nặng . Phụ thuộc vào sơ đồ nguyên lý của quá trình chưng cất nhiệt độ thấp, thiết bị cơ bản của sơ đồ là tháp chưng được chia thành chưng bốc hơi và tháp ngưng tụ – bốc hơi. Hình 1a: Sơ đồ tháp chưng bốc hơi 1. Thiết bị trao đổi nhiệt; 2. Tháp chưng bốc hơi; 3. Chu trình làm lạnh ngoài; 4. Thiết bị tách; I. Khí nguyên liệu; II. Khí đã tách benzin; III. Ống truyền nhiệt; IV. Hydrocacbon nặng; V. Hồi lưu Hình 1b: Sơ đồ tháp ngưng tụ - bốc hơi 1. Chu trình làm lạnh ngoài; 2. Tháp tách; 3. Tháp ngưng tụ bốc hơi; I. Khí nguyên liệu; ; II. Khí đã tách benzin; III. Ống truyền nhiệt; IV. Hydrocacbon nặng; V. Hồi lưu; VI. Sản phẩm đỉnh tháp [...]... ngưng tụ nhiệt độ thấp phụ thuộc vào thành phần ban đầu của hỗn hợp khí nguyên liệu, mức độ phân tích cấu tử chính định trước là rất quan trọng Phạm Anh Tuấn 18 Đồ án môn học Công nghệ chế biến khí IV, Tổng quan về các công nghệ chế biến khí bằng phương pháp ngưng tụ nhiệt độ thấp 1 Phân loại các sơ đồ công nghệ Để chế biến khí theo phương pháp ngưng tụ nhiệt độ thấp (NNT) có rất nhiều sơ đồ công nghệ. .. loại công nghệ ta đều có những ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng khác nhau Để hiểu hơn ta đi xét một số sơ đồ công nghệ chế biến khí bằng phương pháp ngưng tụ nhiệt độ thấp 2.1, Sơ đồ NNT một bậc để nhận C>3 có chu trình làm lạnh bằng propan và tách sơ bộ etan Phạm Anh Tuấn 20 Đồ án môn học Công nghệ chế biến khí * Nguyên tắc hoạt động: Theo sơ đồ thì khí được chế biến như sau: trước khi chế biến, khí. . .Đồ án môn học Công nghệ chế biến khí Với 3 sơ đồ công nghệ chế biến khí nói trên thì ta có một vài nhận xét sau: Từ những ưu nhược điểm và phạm vi công dụng của mỗi công nghệ thì phương pháp chế biến khí bằng NNT đem lại hiệu quả cao nhất Phương pháp này phù hợp với điều kiện chế biến khí đồng hành với năng suất công nghệ là 5 triệu m3/ngày, hệ số tách cấu tử chính là =75% propan Mặt khác với phương. .. 33 Đồ án môn học Công nghệ chế biến khí 4.5e6 m3/_d(gas) Molar Flow Component Mole Fraction Metan C1 0,7654 Etan C2 0,0689 Propan C3 0,0825 Butan C4 0,0578 C5+ 0,0254 Hình 5: Mô phỏng quá trình chế biến khí bằng ngưng tụ nhiệt độ thấp có tháp tách sơ bộ etan Phạm Anh Tuấn 34 Đồ án môn học Công nghệ chế biến khí Dòng Nguyên liệu trước khi vào chế biến được đưa qua thiết bị tách nước, áp suất dòng khí. .. tính toán trên máy tính 6, Quá trình ngưng tụ nhiệt độ thấp trong chế biến khí đồng hành Trong hỗn hợp khí đồng hành có thành phần các hydrocacbon khác nhau như:CH4, C2H6…Do vậy tương ứng sẽ có các nhiệt độ ngưng tụ khác nhau, do đó quá trình làm lạnh sẽ xảy ra như sau: Phạm Anh Tuấn 17 Đồ án môn học Công nghệ chế biến khí + Khi giảm nhiệt độ của hỗn hợp khí thì đến một lúc nào đó của hỗn hợp khí sẽ... 16 Từ tháp tách 10 khí sau khi được làm lạnh bởi khí khô đi ra từ đỉnh tháp tách etan 16 đạt nhiệt độ -51oC được dẫn vào tháp tách nhiệt độ thấp 11, tại đây khí được tách ra khỏi condensate và có nhiệt độ thấp 11 được dẫn qua van tiết lưu 15, áp suất của khí giảm Phạm Anh Tuấn 26 Đồ án môn học Công nghệ chế biến khí đến 18MPa, khi đó một phần khí bị ngưng tụ, đựơc làm lạnh đến -78oC Khí cùng với condensate... Sơ đồ NNT hai bậc để nhận C≥3 có chu trình làm lạnh tổ hợp (làm lạnh ngoài bằng propan, tiết lưu dòng chất lỏng và tuabin giãn nở khí) + Sơ đồ NNT ba bậc để nhận C≥3 có chu trình làm lạnh tổ hợp 2 Phân tích lựa chọn công nghệ[ 1] Trong công nghệ chế biến khí bằng phương pháp ngưng tụ nhiệt độ thấp. Dựa vạo số bậc tách, kiểu nguồn lạnh và cách đưa sản phẩm ra thì ta có các sơ đồ công nghệ chế biến khí. .. trình Phạm Anh Tuấn 23 Đồ án môn học Công nghệ chế biến khí ngưng tụ một bậc thấp hơn Điều đó dẫn đến tăng lượng nhiệt mất mát do các sản phẩm nhẹ metan và etan Tuy nhiên với sơ đồ nhiều bậc vốn, kinh phí bỏ ra nhiều * Ưu điểm công nghệ: do công nghệ sử dụng chu trình làm lạnh ngoài nên thiết bị đơn giản, vốn đầu tư ít, dễ dàng triển khai * Nhược điểm công nghệ: công nghệ này có độ chọn lọc không cao... nguồn nhiệt lạnh Theo loại sản phẩm cuối Theo đó ta có sơ đồ phân loại công nghệ chế biến khí sau đây: Theo mỗi kiểu phân chia thì ta có các sơ đồ tiêu biểu sau: + + + + Sơ đồ NNT một bậc Sơ đồ NNT có tách sơ bộ etan Sơ đồ NNT có chu trình làm lạnh dùng tác nhân lạnh hỗn hợp Sơ đồ NNT một bậc có chu trình làm lạnh ngoài bằng propan và etan để nhận C≥2 Phạm Anh Tuấn 19 Đồ án môn học Công nghệ chế biến khí. .. khác với phương pháp này mang lại hiệu quả cao đặc biệt trong tình hình kinh tế của đất nước ta hiện nay thì đây là một công nghệ chế biến khí đơn giản, và khả thi nhất III, Cơ sở hóa lý của quá trình ngưng tụ nhiệt độ thấp 1, Khái niệm về quá trình ngưng tụ Ngưng tụ là quá trình chuyển khí hoặc hơi sang trạng thái lỏng bằng cách làm lạnh khí hoặc nén làm lạnh khí đồng thời Có hai phương pháp để tiến . Quá trình ngưng tụ nhiệt độ thấp trong chế biến khí đồng hành 17 IV, Tổng quan về các công nghệ chế biến khí bằng phương pháp ngưng tụ nhiệt độ thấp 19 1. Phân loại các sơ đồ công nghệ 19 2 chế biến khí bằng phương pháp ngưng tụ 8 3, Chế biến khí bằng phương pháp hấp thụ 9 4, Chế biến khí bằng phương pháp chưng cất 10 III, Cơ sở hóa lý của quá trình ngưng tụ nhiệt độ thấp 11 1,. chọn công nghệ [1] 20 3. Các thiết bị chính có trong qúa trình chế biến bằng phương pháp ngưng tụ nhiệt độ thấp. 27 Đồ án môn học Công nghệ chế biến khí Phạm Anh Tuấn 2 TÍNH TOÁN 33