chế biến khí bằng phương pháp chưng cất khí nhiệt độ thấp

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% . 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, NH3, 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 chưng cất nhiệt độ thấp, vì phương pháp này vừa đơn giản mà cho hiệu quả cao, tiết kiệm năng lượng, và có tính khả thi tại Việt Nam

          !"#$%&'()*+,- ."-"*+/0%122-3 .#$()* 456#76"-".87." -"9:*;3<(0"-" (0.<8=>?6%@&@*A%BB %9&3<=>?64%@&@!CD9 #3"9#3"%#E* ;3<.<(0"@6@8 5F%08"GHIJK&3 8BL")*A%B850F %094M69>NMO8P"QK* 456&'%$RC8S'F6T U!&3V)2&3<W8V@%8XY8/ -B8)<0Z[\]D%2WO<8 08TD\D6D%.6U&E//* 4671%B6"-" BF@9766.. ^$0N(36_N<0 "63U&E//*     A%96T0PF]"-"-_ ))86706S3% #3%8" 86B39   !"! #$%&$'$(&)%*+&$,$-*,$.&/,012$+*3&$45&)%2$+67&/$%&$ 1)Z-3('F6TW@8@8 %8-`%6a%b* c'FSd8eT SdTU6#7d*A%' F(0"@`""JGKb*4d'F N_&/,)* cTCSd56#7 d*A%(T%)Z@ eB@8%8-60%-%,6* A1)Z-3%0[%96 50@%d* %%'F6TeBX  f8X  ;8 5)]g8;8  6@* Ue/%9@%0%-%S%hF* c%8-60%-%,`FiHj Y b$ -k%`b*AS0U"V 8Bd=>?6 0%-%%.[1*4e]0%-%, `S%hF8]Hj Y b$.`0b8&ZD F%.6U&E80F%.[ 180F%&3V)/98&3V)@0@8V@0@8@%\ A1B6%%3i*Yl Y E *A10/-EF%![(0"h-4. ;8;.XT8M=0IA[4*      Md  A  m9X[ `.Jb nT`.Jb n9. `.Jb n-0 `.Jb c '% c T M@4 i o4  >%4 Y m4 p 4%@&4 Hq   4f  X  ; rQ8G ii8Gr H8JG i8p 8Y 8H i8 s Gp8rr r8 Y8pQ i8r i8Y s s s rQ8Hp Q8GJ G8H 8rG 8H s s s rr8Q i8p H8Jp 8GY 8Jr 8YY 8p s rG8 i8Qr Q8r i8rp 8YG 8Q 8r s  !"#$%&'()*+(&#, Md A  X%% t& u@@=@ 4@ o M@4 i o4  >%4 Y m4 p 4%@&4 Hq   4f  X  ; X@ ri8Hi r8 p8p 8JJ 8 iH8H s s 8HG rJ8rp J8i 8G 8H 8iQ r8Y s s 8p JG8H 8Gr 8ir 8Q 8i s 8Y s s J8Q p8H i8Hi i8ii 8rp i8GY 8r s s J8rQ Y8Y i8YQ 8G i8Qp s 8pi s s  !"#$-./%&01   2   89,$:;'$<**=4>&,012$+*3&$45& c'F!SU[9hA+.*X  8BNv"V)$Z0!.w%&k9 1eP*A9>@&8X0=96x+8$!V/0'12U V#1BD6D.%*A0F8L62  .Nv%"C 1 JA48U A yE! %"'FF6% iiA4* A94/z8'F.-""%" 9t6% iQHJ8,5"CirJB9B*  iGi9{@%8MOU/!)01-$[F9 %9*|X8%}(FF8!%" F9mwMO* A/08FF#3(#7 e .*c'F%&3<.%E8%#7 %,3d8./3S%6'%% %* 4%"C1 r("P8(%3dV30 "'Fh%1T #$-C )F"A%&E"PiJ8'F"P5" &9~%B %66C0U* +" iGJ6&'EePEE!•"&'0 [#$*3"C1 iJ856&'( .UE86C0'FU6%' "*A0F8P&4"A"]€€7FF 9:%&'"-%-T]66C0* B1•   ) "8 " %3 Y8JK*4%" i8[&39%3HGG8JP Y *A% B%3ijY5V)<&/z6;?*T S6V)<66.5%""HK?u>( *  3   ‚MO8EB6e'7#$"YK[  &ZD*AS@!"-"pK@0@D6D%&3V)'[ 8%V@0@8)%9-2,82&3<6-&3<B$ *%S'F6T8&&96"-" UeCg8@6&E&3< 6.D6D%2"#E/*MO64 %]62&3V)@8%1&3<#$ )%.F]6^D8F]OC/98&wv*** A%1 /0A.`€8tV@8m@@***b' L%7628"-"66C0T 6[L%3YYPƒ;u*UR_20%kV) <%3pQ)=>?~ *  nFh076 62 62%N87/022#$ .0*4%"0Q d6id87pD#$W s 4Dd])W_h65T-_mwmT2dd8% BBA2X3„4…81%3H Y j8!-wSi  iJGi6FpH Y jD6D%.L6 T0F%.hPmw* s 4Dd]W65-4Z=%8T]pdWm9 X[8nT8n9+.8n-D#$)08)FJQK &3%#E* s 4Dd]-Wh65-4.;Td+9X5 6d!h6'V#=A/08=+d8X3A98 MA6dnT+.A/0\<-L6% s 4Dd]W92DLA/0-%Tdm†s4 8dmf8m>8mn/096'd C9IM0&6)] 6&:&h3-3%&'.h4MI4 A*  4   2 62%N6C08FB22 .6"-"N<092 "6)F%* ?@@?@A !" ! #$.B&C96>,$DC4D& c&%)Z0%-%‡e ]9)W-D8884f  8X  ;6)1( g* A6%"-"83#.%9<-L89B" %9-d9)F-_#7-D86V* 4B)2%9-d$W s=&9-_w* s=&9-_* s=&9-_$* s=&9-_U*  4FB2W s+E6w(D($7"-LT 28#3)83.D* s+E6$D('0/7"-L$8 &%.$%3%E69d8E2  * s+E67-!%%F&E U.5* +E6UB3W  5   s+&9%WJsJJK* s F%* sAh'.#YsH* sA"h%8%.U e%$* s4B'%6%%%* s^B2%6F% * ;'B,(%B9%083h#76C( "-L%#7"-"`-8#980k\b*+9" 9(08@0-_&)0%, F6%/]"#79%0* MD(#7&)005)]"9%0- 69%%B&@%)&%6 '9B6C00"-"* 4B2&)0W s;)0-_)D* s;)0-_)D* s;ZD)]"#79%0* +&9dX  ;84f   6)1]g U&ZD.1&W s=&9-_.t%* s=&9-_.6Cv6.[*  8@$EF&/'$<',$DC4D&2$+CG&/'$EF&/'$<'&/E&/*H A""-"-_Dh)SsH % 4 "sYH % 4&)%Y8Ip8M*+/0%B#3 6"3"-"'F6T*  6   cTSVk-_0k&B 966%"-L&)0<T#"-L% [6&B""-LD)* A9B8k69/"8&B~ &-C8N00%-%!D * ;k697~-LW >D`$%@&b(-Ck69*cT -S5]#-C%[&@*A9B/%9 ]@6@*;B-@aD!@6 @#"-L%[6%-7]8SBB"-""* >D)-@aST )Ek8'B"-L9]9*A0F %&T.E38#3-@ad~ %8F0]D!%. "-"* I$DC4D&2$+CG&/'$EF&/'$<'$-'*$H* %"-"-_D7UeD )D"-"*>0'F&h( #70E-3W)D63)D* m3)6Cv(#7&'/-_1e6e d%&'")S0&*c9/-_-2 '8&'"VL-_&E&)F()Z-L %6d*"&)F()Z% %d7V30#7)D`)D-h)db* 98"&)F()Z-L%d% d7V30#73)D`%d)db*+E6 %'"8'(#7)D-LV. P#&)Fe#T()Z]* A90"-"8#7)D63)D '%)D63)D`0bB  7   )9%R%,8))D5h/0/ %9-@a8@%&@%,~(N* J$DC4D&2$+CG&/'$EF&/'$<',$E&/,-* ;T))'#7)SL #3&T)D)`XAb6"-L"9%^ 3* c62,0Fv1&T4A6AAh~0F 6%"-L&9`.B&'&-ˆ6% *A9BV30&'/F-0F. `%SPb6/%90%-%,* KL?MNOPO@ 1. $<4&4QR)ST.<*=U&$,$E&/,-* 4)~)d`%,Bdb 1)ZF--_"-0()Z8 'F-0()Z%~* 4.,W%#7)Z2-08e% #7.,PB.-0).-0*  8 3 1 P F 2 W 4 [...]... nặng khi chế biến khí béo thì sơ đồ chưng cất nhiệt độ thấp có hai đầu vào là thích hợp hơn cả Phương pháp chế biến khí bằng chưng cất nhiệt độ thấp đem lại hiệu quả cao nhất khi tách các cấu tử định sẵn Phương pháp này phù hợp với điều kiện chế biến khí béo đồng hành với năng suất công nghệ là 5 triệu m 3/ngày, hệ số tách cấu tử chính là 75% propan và các hydrocacbon nặng Mặt khác với phương pháp này... Nhiệt độ: 40 C - Thành phần và thông số hỗn hợp khí : Cấu tử Phần mol Metan C1 0.7654 Etan C2 0.0689 Propan C3 0.0825 Butan C4 0.0578 Condensat C5+ 0.0254 Hình 2.1 Mô phỏng quá trình chế biến khí bằng phương pháp chưng cất nhiệt độ thấp có hai đường nguyên liệu vào tháp Lê Mạnh Linh 31 Đồ án chuyên ngành thấp Lê Mạnh Linh 32 Công nghệ chưng cất nhiệt độ Đồ án chuyên ngành thấp 1 Công nghệ chưng cất. .. Công nghệ chưng cất nhiệt độ Biểu thức trên là biểu thức tổng quá thường được sử dụng trong lập trình tính toán trên máy tính IV CÁC CÔNG NGHỆ CHƯNG CẤT NHIỆT ĐỘ THẤP Quá trình chưng cất nhiệt độ thấp (CNT) tách các cấu tử định trước hiệu quả hơn quá trình hấp thụ nhiệt độ thấp (HNT) và thiết bị chế tạo cũng đơn giản hơn Khác nhau về nguyên lí giữa sơ đồ CNT và NNT ( ngưng tụ nhiệt độ thấp ) là... khí nguyên liệu đi vào thiết bị trao đổi nhiệt 4 Lê Mạnh Linh 22 Đồ án chuyên ngành thấp Công nghệ chưng cất nhiệt độ Các thiết bị chính Nhìn chung các thiết bị trong quá trình chưng cất nhiệt độ thấp sử dụng hai đường đưa nguyên liệu vào tháp đa dạng và phong phú Tùy theo sản lượng, thành phần khí và mức độ yêu cầu ta có các thiết bị khác nhau Ta có các cụm thiết bị chính như sau: V Thiết bị nén khí. .. thêm năng lượng do áp suất của phương pháp chưng cất nhiệt độ thấp vào khoảng 3,5 Mpa Áp suất cao hơn không có lợi do khó khăn trong việc tách khí Ở điều kiện áp suất đó, nhiệt độ đỉnh tháp từ -30oC - 0oC, nhiệt độ đáy tháp từ 90oC - 120oC Có 2 loại tháp chưng phổ biến là tháp đệm và tháp đĩa Tháp đĩa có nhiều dạng như: đĩa lỗ, van, đĩa chóp Đĩa lỗ và van được dùng phổ biến hơn dạng chóp do có hiệu... 4 Thiết bị bơm ; 5 Tháp chưng; 6 Đun nóng đáy tháp; I Khí nguyên liệu; II Khí khô; III Phân đoạn Hydrocacbon nặng; IV; DEG thu hồi V DEG 98%; VI Chất tải nhiệt Lê Mạnh Linh 20 Đồ án chuyên ngành thấp Công nghệ chưng cất nhiệt độ Trên hình 1.7 là sơ đồ chưng cất nhiệt độ thấp với hai đường đưa nguyên liệu vào tháp Sơ đồ này hợp lí hơn sơ đồ 1 đường nguyên liệu vào tháp về mặt động học, tiết kiệm khoảng... thì đây là một công nghệ chế biến khí đơn giản, và khả thi nhất Đề tài này sẽ nghiên cứu phương pháp chế biến khí sử dụng sơ đồ công nghệ CNT có hai đường nguyên liệu vào tháp Lê Mạnh Linh 29 Đồ án chuyên ngành thấp Công nghệ chưng cất nhiệt độ Hình 1.13 Lựa chọn công nghệ CNT có hai đường đưa nguyên liệu vào 1 2 3 4 5 6 7 8 Thiết bị tách nước Máy nén khí Thiết bị trao đổi nhiệt Thiết bị bay hơi propan... lạnh 1 Nhiệt độ cung cấp cho đáy tháp 5 do dòng chảy tuần hoàn qua thiết bị đun nóng 6 Nhiệt độ đáy tháp là 100 oC Từ đáy tháp nhận được phân đoạn hydrocacbon nặng 4 CNT có tuabin giãn nở khí Lê Mạnh Linh 21 Đồ án chuyên ngành thấp Công nghệ chưng cất nhiệt độ Hình 1.8 Sơ đồ CNT có tuabin giãn nở khí 1,3 Các tháp tách; 2 Máy nén; 4 Thiết bị trao đổi nhiệt; 5 Tuabin giãn nở khí; 6 Tháp chưng I Khí nguyên... lỏng Để xác định hằng số cân bằng pha của hệ nhiều cấu tử có nhiều cấu tử có các phương pháp sau - Phương pháp giải tích: sử dụng các phương trình trạng thái khác nhau, tính toán hệ số fugat và hoạt độ của cấu tử, để từ đó xác định hằng số cân bằng pha - Phương pháp giản đồ: là các giản đồ thể hiện các giá trị của K tại áp suất và nhiệt độ xác định của từng chất Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản,... Lê Mạnh Linh 34 Đồ án chuyên ngành thấp Công nghệ chưng cất nhiệt độ Hình 2.4 Dòng nguyên liệu sau khi được thiết lập Dòng Nguyen lieu trước khi vào chế biến được đưa qua thiết bị tách nước Dòng Khi sau khi ra khỏi thiết bị có nhiệt độ 40 oC, áp suất 1MPa, được đưa vào May nen nén tới áp suất 4MPa Lê Mạnh Linh 35 Đồ án chuyên ngành thấp Công nghệ chưng cất nhiệt độ Hình 2.5 Thiết lập máy nén Dòng . 6   cTSVk-_0k&B 966%"-L& ;)0 <T#"-L% [6&B""-LD ) * A9B8k69/"8&B~ &-C8N00%-%!D * ;k697~-LW >D`$%@&b ( -Ck69*cT -S5]#-C%[&@*A9B/%9 ]@6@*;B-@aD!@6 @#"-L%[6%-7]8SBB"-""* >D ) -@aST  ) Ek8'B"-L9]9*A0F %&T.E38#3-@ad~ %8F0]D!%. "-"* I$DC4D&2$+CG&/'$EF&/'$<'$-'*$H* %"-"-_D7UeD  ) D"-"*>0'F&h (  #70E-3W ) D63 ) D* m3 ) 6Cv ( #7&'/-_1e6e d%&'" ) S0&*c9/-_-2 '8&'"VL-_&E& ) F (  ) Z-L %6d*"& ) F (  ) Z% %d7V30#7 ) D` ) D-h ) db* 98"& ) F (  ) Z-L%d% d7V30#73 ) D`%d ) db*+E6 %'"8' ( #7 ) D-LV. P#& ) Fe#T (  ) Z]* A90"-"8#7 ) D63 ) D '% ) D63 ) D`0bB . ;3<0T ( 0" ) ZB-06d ) ZŠ -0`|b* +B&3<P"&:"2 `0b*c"%,0/-@%W s ‹& ) 6W/.8& ) U8& ) % s ;E ) Z%~W ) S8BY%,i ) Z8 B2i ) Z* s >]6FD0%9* 2  A%BW 0  W% (  ) Z%* V  W% (  ) Z%d* +VL_&E/-_ ( 2 ) ZB2 ) ZB &* s>3W&ZD798 %&E‡6%9 (  ) Z8SBVL_&E/-_* s>3TW3TL ( c9& ) 6 VL ( S ) *>0B38Š  3   VL8&&ESHIiK*>[-" ) 0&ZD3T ?>t6@0@0*  J@$EF&/'$<'*+&$*$%&$' $(& amp;Z[&/$F4 ‰k7/-_6C%W {Œq=  ) Z -) 7W{*4  Œ*0  q=*V  A%B4W% (  ) Z%0F6%* 0  W% ) Z%* V  W% ) Z%d* c  W_&E/-_dI* {W[&E%0F* W[&E%* =W[&E%d* ?3&Z{Œi*AB 4  Œ*0  q=*V  +TU8@%LR_&E/-_0  Œc*V  8B A[% ) Z3-_i8%B * m_,8$L=6c&%%-]F N*M,8B6"•0  I•V  Œ  4   m]F-][#U&ZD%C7 %F0* ?OPO@ y7 )  ) `4Ab ) ZL#3 #7 ) D ) `XAb6"-L"9%^3* c620F1&T4A6A`D ) bh ~0F6%"-L&9`%-0e 0Fb.B&'&-ˆ6%89BV30 &'/F-0F.hP6/%9 0%-%,8 )0 h0* >D6%&T0Fv ( #7 )  ) 8-L -3 ( &Ts-E6 Ds-E* 1.