Tiểu Luận Công Nghệ Hoá Lỏng Khí Đồng Hành LPG

văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học Muc lục Mở đầu Phần I Giới thiệu chung LPG I Giới thiệu chung I.2 Một số đặc tính hoá lý thơng mại II ứng dụng LPG thơng mại 14 Phần II Công nghệ hóa lỏng LPG 17 I Làm khí Làm khí khỏi tạp chất học 17 Quá trình sấy khí Quá trình làm khí 19 20 II Các công đoạn chế biến khí 25 Phơng pháp ngng tụ: 26 28 Phơng pháp hấp thụ: Phơng pháp chng cất: 30 III Một số sơ đồ công nghệ sản LPG 31 Phơng pháp nén khí Phơng pháp làm lạnh Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG 32 34 văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học Phơng pháp hấp phụ Thuyết minh dây chuyền công nghệ hãng Sam Sung Kết luận Tài liệu tham khảo Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG 35 36 40 41 văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học Mở Đầu Việt Nam có tiềm khí phong phú Nhà máy chế biến khí Dinh Cố (Bà Rịa-Vũng Tàu) hàng năm cung cấp 300.000 khí hoá lỏng LPG chứa propan butan Do đặc điểm khí Việt Nam chứa H2S (0,02 g/m3) nên loại khí sạch, thuận lợi cho chế biến sử dụng, điều cho phép thu đợc sản phẩm LPG đạt chất lợng cao Nếu từ LPG chuyển sang nguyên liệu cho tổng hợp Hữu - Hoá dầu giá trị kinh tế cao nhiều so với việc sử dụng làm nhiên liệu Mặc dù Việt Nam, LPG chủ yếu đợc sử dụng làm nhiên liệu đốt dân dụng nhng tơng lai công nghệ chuyển hoá LPG thành nguyên liệu cho tổng hợp Hữu - Hoá dầu phát triển mạnh mẽ Do tiểu luận em xin trình bày công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG ứng dụng Trong năm gần đây, khí đốt dầu mỏ hoá lỏng (Liquefied Petroleum Gas - LPG) nguồn cung cấp đốt quan trọng nớc ta, dân dụng công nghiệp Nó đóng góp phần không nhỏ vào phát triển kinh tế quốc dân Từ thực tiễn quý báu này, dần dần, từ chỗ nhập khí dầu mỏ hoá lỏng chủ yếu, sang chủ động sản xuất đợc nhờ có nhà máy xử lý khí Dinh Cố, chế biến xử lý lợng khí đồng hành từ mỏ dầu nớc ta nh: Bạch Hổ, Gần đây, phát có hớng phát triển mỏ khí lớn nh: Lan Tây, Lan Đỏ với quy mô lớn hơn, không dừng lại việc cung cấp LPG cho mục đích đốt thông thờng Ngày giới nh Việt nam, nhu cầu sử dụng khí đốt ngày tăng Chính mà công nghiệp khai thác chế biến khí ngày phát triển để đáp ứng đợc nhu cầu tiêu thụ Việt Nam trữ lợng khí phát đợc nhiều hứa hẹn tiềm to lớn đất nớc Trong lợng dầu thô ngày giảm, cạn kiệt nguồn nhiên liệu khí coi nh bắt đầu Do đó, năm tới nhu cầu tiêu thụ khí tăng lên, đặc biệt LPG LPG có nhiều u điểm nh: dễ vận chuyển, sạch, không độc hại, không ô nhiễm, nhiệt nh lợng cung cấp cho trình lớn Trong tơng lai không xa, LPG thay xăng động sử dụng nhiên liệu có nhiều u điểm đặc biệt không gây ô nhiễm môi trờng an toàn lại rẻ Hiện LPG chủ yếu đợc sử dụng lĩnh vực đun nấu, sinh hoạt, lò công nghiệp Ngoài ra, vài năm tới LPG đợc sử Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học dụng hầu hết lĩnh vực toàn xã hội Chính thập kỷ tới thập kỷ ngành công nghiệp hoá dầu- khí hoá lỏng LPG Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học phần I Giới thiệu chung LPG I.1 Giới thiệu chung [5] LPG tên viết tắt khí dầu mỏ hoá lỏng (liquified Petroleum Gas) LPG sản phẩm thu đợc từ trình chế biến dầu bao gồm hỗn hợp loại hydro hoá khác Thành phần hoá học chủ yếu LPG hydro hoá dạng parafin, có công thức chung là: CnH2n+2, nh: Propan (C3H8) Propylen (C3H6) Butan (C4H10) Buten (C4H8) Tuy nhiên có khả xuất dấu vết Etan (C 2H6), Etylen (C2H4) pentan (C5H12), Butadien-1,3 (C4H6) xuất nhng không đạt tới tỷ lệ đo đợc Trên giới, việc khai thác khí đợc phát triển ứng dụng từ lâu, nớc thuộc vùng Bắc Âu Mỹ la tinh Ngoài LPG sản phẩm nhà máy lọc dầu có tính thơng mại Hiện nay, Việt Nam khí đợc khai thác từ: - Các mỏ dầu nh Bạch Hổ, Đại Hùng, Rồng, Bunga Kelwa, Hồng Ngọc Rạng Đông Khí đợc tách khỏi pha lỏng gọi khí đồng hành Từ năm 1995, khí đợc đa vào sử dụng chạy tuốc bin nhà mày điện Phú Mỹ - Các mỏ khí thềm lục địa nam Việt Nam thuộc bể tràm tích Nam Côn Sơn bồn trũng Cửu long LPG đợc dùng làm nhiên liệu, nguyên liệu cho nhu cầu dân dụng, công nghiệp giao thông vận tải LPG loại chất đốt dân dụng rẻ sạch, có nhiệt lợng cao, an toàn, dễ sử dụng, gây ô nhiễm môi trờng nên phổ biến nớc tiên tiến Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học Sản phẩm LPG có hydrocarbon dạng olefin hay olefin phụ thuộc vào phơng pháp chế biến Sản phẩm LPG thơng mại bao gồm thành phần nh danh mục kể có hỗn hợp Propan Butan thích hợp cho việc chế biến thành sản phẩm khí đốt gia dụng chúng có áp suất bão hoà nhiệt độ bay thích hợp điều kiện cụ thể Hiện LPG đợc đề cập chủ yếu hỗn hợp Propan Butan LPG Petrolimex Gas hỗn hợp có tỷ lệ Propan/ Butan từ 30/70 đến 50/50 % thể tích I.2 nGUồN GốC THàNH PHầN Vá TíNH CHấT CủA KHí ĐồNG HàNH Khí đồng hành nhận đợc từ mỏ dầu với trình khai thác dầu mỏ Trong thành phần khí đồng hành cấu tử metan có etan, propan, butan hydrocacbon nặng với hàm lợng đáng kể Thành phần cấu tử khí thay đổi phạm vi rộng tuỳ theo mỏ dầu khai thác Ngoài thành phần khí đồng hành có H2O, H2S hợp chất chứa lu huỳnh, CO2, N2, He Ngời ta phân loại khí theo hàm lợng hydrocacbon từ propan trở lên Khí giàu propan, butan hydrocacbon nặng đợc gọi khí béo (hoặc khí dầu) Từ khí ngời ta chế đợc xăng khí, khí hoá lỏng (LPG) hydrocacbon riêng biệt cho tổng hợp hữu Còn khí chứa hydrocacbon nặng (từ propan trở lên) gọi khí khô (hoặc khí gầy), đợc sử dụng làm nhiên liệu cho công nghiệp đời sống, làm nguyên liệu cho công nghệ tổng hợp hữu cơ, nguyên liệu cho nhà máy phân đạm, sản xuất etylen, axetylen, etanol Trong bảng sau đa thành phần khí đồng hành khai thác từ vài mỏ CHLB Nga Việt Nam Thành phần cấu tử tính phần trăm thể tích [1] Cấu tử CHLB Nga Việt Nam Quibisep Volgagrad Bạch Hổ Đại Hùng Rồng CH4 39,91 76,25 73,0 77,0 78,0 C2H6 23,32 8,13 13,0 10,0 3,0 C3H8 17,72 8,96 7,0 5,0 2,0 C4H10 5,78 3,54 2,9 3,3 1,0 C5+ 1,1 3,33 2,5 1,2 1,0 N2 11,36 1,25 0,5 0,5 3,3 CO2 0,46 0,83 0,7 2,0 3,0 H2S 0,35 Thuật ngữ Khí đồng hành hoá lỏng (LPG) dùng để hỗn hợp hydrocacbon mà cấu tử propan, n-butan, isobutan, propen buten Các cấu Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học tử nh hỗn hợp chúng nhiệt độ áp suất bình thờng tồn trạng thái khí, nhng bị hoá lỏng làm lạnh, nén hay kết hợp hai trình LPG đợc sản xuất từ hai nguồn riêng biệt Thứ tách từ dầu thô khí tự nhiên nơi sản xuất từ mỏ chứa Lợng Propan, Butan dòng lỏng khác nhiều, phụ thuộc vào chất mỏ chứa Mức độ nhận Propan, Butan hydrocacbon nặng từ khí phụ thuộc vào chất khí đợc sản xuất đặc tính khí đợc vân chuyển đến ngời tiêu thụ Trớc tàng trữ hay vận chuyển dầu thô tàu chở dầu, áp suất phải đợc làm thấp để chứa xitéc tàu thuỷ Quá trình làm giảm trên, đợc gọi trình làm ổn định, đợc thực tách Propan, Butan cấu tử nhẹ để tạo thành dầu thô khí tự nhiên đợc ổn định hoá Trong trờng hợp này, cấu tử LPG chủ yếu hydrocacbon no nh propan, n-butan isobutan Thứ hai, LPG đợc tạo thành từ trình xử lý chế biến dầu thô nh sản phẩm phụ từ thiết bị hoá học Phần Propan, Butan lại dầu thô đợc ổn định hoá bị tách trình tinh chế cột phân đoạn dầu thô Các thành phần LPG propan, n-butan isobutan Ngoài LPG đợc sản xuất từ trình chuyển hoá nh reforming xúc tác, cracking nhiệt, cracking xúc tác hydrocracking Thành phần LPG phụ thuộc vào trình nhng đặc trng bao gồm hợp chất no (propan, n-butan, isobutan) hợp chất không no nh propen buten Tính chất vật lý cấu tử LPG đợc bảng sau: [7] Cấu tử Propan n-Butan isoButan Propen 1-Buten Cis-2buten Trans-2Buten IsoButen Nhiệt độ sôi, 0C (ở 101,3 kPa) -42,1 -0,5 -11,8 -47,7 -6,3 3,7 áp suất hơi, Tỷ trọng lỏng, kPa kg/m3 (ở 37,80C) (ở áp suất hơp bão hoà, 15,60C) 1310 506,0 356 583,0 498 561,5 1561 520,4 435 599,6 314 625,4 Nhiệt cháy, kJ/kg (ở 250C) 0,9 343 608,2 47 878 -6,9 435 600,5 47 786 Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG 50 014 49 155 49 051 48 954 48 092 47 941 văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học II Một số đặc tính hoá lý thơng mại Trạng thái tồn điều kiện nhiệt độ áp suất thờng, LPG tồn trạng thái Do LPG có tỷ số giãn nở lớn: đơn vị thể tích Gas lỏng tạo 250 đơn vị thể tích Gas hơi, để thuận tiện kinh tế tồn chứa, vận chuyển, LPG đợc hoá lỏng cách nén vào bình chứa chịu áp lực nhiệt độ thờng làm lạnh hoá lỏng để tồn chá áp suất thấp Đặc trng lớn LPG chúng đợc tồn chứa trạng thái bão hoà, tức tồn dạng lỏng dạng hơi, nên với thành phần không đổi (Ví dụ: 70% Butan 30% Propan) áp suất bão hoà bình chứa không phụ thuộc vào lợng LPG có bình, mà hoàn toàn phụ thuộc vào nhiệt độ bên Khi chuyển từ pha lỏng sang pha hơi, LPG thu nhiệt Năng lợng cần thiết lấy từ thân LPG từ môi trờng xung quanh, nhiệt độ LPG bình chứa giảm xuống Đặc biệt trình hoá xảy dội gây, giảm áp đến áp suất khí quyển, LPG làm lạnh không khí, bình chứa gây nên tợngtạo tuyết sơng (khi nhiệt độ đạt đến nhiệt độ điểm sơng) Ngợc lại LPG ngng tụ chuyển sang pha lỏng LPG toả nhiệt dẫn đến làm tăng nhiệt độ LPG thiết bị công nghệ tồn chứa dẫn đnế tăng áp suất LPG Nhiệt độ sôi áp suất khí quyển: Butan sôi 0,50các Propan sôi 420C Chính vậy, nhiệt độ áp suất thờng LPG bay dội Tỉ trọng a Tỷ trọng thể lỏng: điều kiện 15 0, 760mmHg, tỷ Butan 0,575 Propan 0,51 Nh thể lỏng tỷ trọng LPG xấp xỉ nửa tỷ trọng nớc b Tỷ trọng thể khí: điều kiện thờng 150C, 760mmHg, tỷ trọng Butan 2,01 Propan 1,52 Nh thể tỷ trọng LPG gần gấp lần tỷ trọng không khí Vì thoát Gas lan truyền dới mặt đất nơi trũng nh rãnh nớc , hố ga nhiên phân tán có gió áp suất bão hoà Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học áp suất bão hoà LPG phụ thuộc vào nhiệt độ bên thiết bị tỷ lệ thành phần Butan/Propan LPG với thành phần 70% Butan 30% Propan có áp suất bão hoà 6kg/cm2, điều kiện nhiệt độ thay đổi thành phần hỗn hợp, áp suất bão hoà thay đổi áp suất Gas phụ thuộc lớn vào môi trờng xung quanh Nhiệt độ môi trờng cao, áp suất bồn chứa lớn Tính dãn nở Propan Butan loại khí trạng thái tự nhiên, nhng đợc nén thành trạng thái lỏng để vận chuyển tàng trữ Sự dãn nở nhiệt LPG lỏng lớn (lớn gấp 15- 20 lần so với nớc lớn nhiều so với cácác sản phẩm dầu mỏ khác) Do bình chứa, bồn chứa LPG đợc chứa đến 80 85% dung tích toàn phần để có không gian cho LPG lỏng dãn nở nhiệt độ tăng Khí hoá lỏng, Propan luôn sôi nhiệt độ thờng Mọi giảm nhẹ áp suất tăng nhiệt độ làm cho Propan sôi tạo Đây đặc tính bật cần đợc quan tâm chuyển khí hoá lỏng từ bồn sang bồn khác Khi chuyển sang pha đơn vị thể tích lỏng tạo 250 lần đơn vị thể tích Điều mang ý nghĩa kinh tế lớn so với loại khí nén khác, cần không gian, tức thiết bị công nghệ nhỏ cho tồn chứa vận chuyển Gas có tốc độ bốc nhanh toả lan không khí với thể tích 250 lần lớn đơn vị thể tích trạng thái lỏng Do dó, trờng hợp không đợc để Gas xì thoát khu vực xung quanh so nguồn lửa hở, dễ bị bắt cháy Giới hạn cháy nổ Giới hạn cháy nổ hoi Gas hỗn hợp không khí- Gas hay hỗn hợp oxy- Gas phần trăm thể tích Gas để tự bắt cháy, nổ Giới hạn cháy nổ Gas không khí hẹp từ 1,5- 10% thể tích Chính vậy, LPG an toàn cháy nổ nhiều nhiên liệu khác Giới hạn cháy nổ LPG hỗn hợp không khí Gas đợc trình bày bảng Bảng 1: Giới hạn cháy LPG hỗn hợp không khí Gas STT Nhiên liệu Propan Giới hạn cháynổ dới (% thể tích) 2,2 Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG Giới hạn cháy nổ (% thể tích) 10,0 văn HUY Vơng HD3-K43 Butan Khí than Khí than ớt Hydro Axetylen Xăng Tiểu luận môn học 1,8 4,0 5,0 4,0 2,5 0,5 9,0 29,0 46,0 75,0 80,0 7,0 Nhiệt trị Chỉ tiêu đáng lu ý thành phần hoá học LPG mà chủ yếu Propan Butan Hàm lợng Propan nhiều áp suất cao, nhiệt trị lớn Nhiệt trị LPG so với số loại nhiên liệu, lợng khác đợc trình bầy bảng Bảng 2: Nhiệt trị LPG số loại nhiên liệu, lợng STT 10 Nhiên liệu, lợng Propan Butan Axetylen Hydro Dầu FO Dầu FO Dầu hoả Xăng Than củi Than 11 12 Than cốc Củi 13 Điện Nhiệt lợng có ích Nhiệt lợng toàn phần (kcal/kg) (kcal/kg) 11000 11900 10900 11800 11530 11950 28800 34000 9880 10500 10250 10900 10400 11100 10500 11300 7900 8050 4200 4400 8100 8300 5800 5850 1800 2200 400 4700 860kcal/kw.h Trong đó: Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG 10 văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học Hình Sơ đồ CNT có hai đờng đa nguyên liệu vào tháp Trao đổi nhiệt; Thiết bị bay propan; Thiết bị tách ba pha; Bơm; Tháp ch ng; Thiết bị đun nóng đáy tháp; I Khí nguyên liệu; II Khí khô; III Phân đoạn hydrocacbon nặng; IV Dietylen glycol 75%; V Dietylen glycol 98 99%; VI Chất tải nhiệt Thuyết minh sơ đồ: Thông thờng công nghiệp tháp chng có 13 đến 17 đĩa lý thuyết Khi sử dụng chu trình làm lạnh propan yêu cầu nhận sản phẩm C , thông số trình nh sau: nhiệt độ đỉnh tháp 23 0C 300C, áp suất tháp 2,5 3,5 MPa.sơ đồ chng cất có hai đờng đa nguyên liệu vào tháp Về mặt nhiệt động học sơ đồ hợp lý Theo tính toán sơ đồ cho phép tiết kiệm khoảng 10% lợng, trình thực nhiệt độ cao Công nghệ CNT có hai đờng đa nguyên liệu vào tháp Theo sơ đồ, dòng khí nguyên liệu chia làm hai dòng: Một dòng không làm lạnh vào phần tháp, dòng thứ hai sau làm lạnh vào phần tháp (trong sơ đồ nhà máy dòng thứ 60%, dòng thứ hai 40% dòng tổng) Dòng thứ hai đợc làm lạnh thiết bị trao đổi nhiệt dòng khí từ đỉnh tháp 5, sau đợc trộn với sản phẩm đỉnh tháp thiết bị bay propan đến nhiệt độ 260C, phần bị ngng tụ Hỗn hợp hai pha từ thiết bị bay propan đợc dẫn vào tháp tách 3, khí đợc tách khỏi condensat Khí sau truyền phần lạnh thiết bị trao đổi nhiệt đợc đa sử dụng Phần lỏng qua bơm vào phần tháp 5.nhiệt độ tháp tách đợc trì 270C Sản phẩm đỉnh tháp chng đợc hỗn hợp với dòng khí nguyên liệu qua làm lạnh Nhiệt cung cấp cho đáy tháp dòng lỏng tuần hoàn qua thiết bị đun nóng Nhiệt độ đáy tháp 100 0C Từ đáy tháp nhận đợc phân đoạn chứa hydrocacbon nặng Iii số sơ đồ công nghệ sản lpg Mô hình sản xuất LPG từ khí đồng hành A) Mỏ khí tự nhiên khí Condensate B) Mỏ dầu Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG 31 văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học C) Đốt cháy D) Các trình chế biến khí E) Tách khí F) Tách khí đồng hành G) Tàu chở dầu Dẫn đường ống đến nơi tiêu thụ Metan Khí tự nhiên C E LNG Khí Condensate Etan D Tổng hợp hoá học propan Butan F LPG Xăng tự nhiên Dầu thô ổn định G A Tinh chế B Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG 32 HD3-K43 văn HUY Vơng Tiểu luận môn học Mô hình sản xuất LPG từ trình chế biến dầu thô Nhiên liệu khí tinh chế Propane, Butan cấu tử nhẹ Dầu thô C B A Naphtha Gasoline, naphtha, kerosene, gas oil, Cặn A) Chng cất Tinh chế sử dụng LPG phân đoạn cất chân không Naphtha, kerosene Xuất E D Gas Oil Xăng Reformate F Propan, Butan, Propen, Buten cấu tử nhẹ phân đoạn cất chân không Gasoline, gas oil Gasoline, gas oil B) Reforming xúc tác C) Hydro Cracking D) Cracking nhiệt E) Cracking xúc tác F) Thu hồi LPG Ơ điều kiện thờng, Propan Butan LPG dạng tan lẫn hoàn toàn vào Để thuận tiện cho trình chuyển hoá số công nghệ sản xuất, Propan Butan đợc tách thành cấu tử riêng biệt Sau công nghệ tách riêng Propan Butan từ LPG Quá trình phân tách LPG đợc thực hệ thống gồm tháp: tháp tách Etan (nếu có) tháp tách Propan Nguyên liệu LPG đợc nạp vào đĩa tháp tách Etan (1) Tháp đợc gia nhiệt thiết bị gia nhiệt hoạt động áp suất 25ữ30 bar Dòng tháp (1) qua thiết bị ngng tụ (4) để Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG 33 văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học ngng tụ hồi lu lại cấu tử C3+ trở lại tháp Hỗn hợp từ đáy tháp (1) vào tháp tách Propan (3) điều kiện làm việc tháp 16 bar, Propan đợc tách dới dạng sản phẩm đỉnh Butan nặng đợc tách đáy tháp 1- Tháp tách Etan 5- Bơm ly tâm 2- Thùng phân tách 6- Thiết bị gia nhiệt 3- Tháp tách Propan 4- Thiết bị làm lạnh ngng tụ LPG I Gas I 5 Propan Butan Sau dầu thô đợc làm ổn định phơng pháp nêu trình vận chuyển đến nhà máy tinh chế, lợng nhỏ nhng quan trọng LPG thành phần nhẹ (metan, etan) dầu đợc đa đến nhà máy tinh luyệ Tại dầu thô đợc chia thành số phần nhỏ qua trình chng cất Khí thuộc thành phần nhẹ đợc tạo xem sản phẩm đầu từ cột cất phân đoạn bao gồm LPG, etan, metan Những thành phần lại bao gồm phần nặng nh : Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG 34 văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học dầu mỏ, alkyl hoá.Tuỳ thuộc vào trờng hợp, mà ta áp dụng phơng pháp sản xuất thu hồi LPG nhà máy chế biến khí haynhà mái tinh chế nh: phơng pháp nén , phơng pháp làm lạnh, phơng pháp hấp thụ, phơng pháp hấp phụ Phơng pháp nén khí [3] a) sơ đồ công nghệ a Tháp cất phân đoạn b Tháp phân ly c Tháp cất loại etan d Tháp tách propan e Bình ắc qui f Máy nén g Thiết bị gia nhiệt h Tháp phân ly b) Mô tả trình: Sản phẩm cao từ thá cất phân đoạn đợc nén đến 1,2 đến 1,5 Mpa (b) máy nén (c) kết hợp với sản phẩm đầu hoá lỏng Những dòng đợc làm mát đến 40oc không khí nớc , sau đợc chuyển trực tiếp đến máy phân ly(e).Do áp suất cao, phần lớn LPG thu đợc pha lỏng phân ly nhiều pha lỏng thùng ăcqui (b) phía trên, thành phần nặng butan đợc quay vòng lại từ cột phân đoạn Pha lỏng từ máy phân ly qua cột cất etan(f), sản phẩm từ quay vòng lại máy phân ly để tăng vòng quay LPG Pha từ máy phân ly mà thành phần chủ yếu LPG đợc dùng khí nhiên liệu Còn sản phẩm lỏng từ cột cất etan LPG đợc chia làm hai loại propan butan tháp tách propan Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG 35 văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học Khí nhiên liệu C e d propan a f g LPG Butan Phơng pháp làm lạnh [3] Sự quay vòng LPG đạt đợc làm lạnh bên ngoài, hay làm lạnh tự động, làm lạnh kết hợp - làm lạnh tự động [3] Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG 36 văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học phơng pháp làm lạnh thực đợc nhờ trình gia tăng thể tích qua van Joule- Thomson ( J-T ) tuabin mờ hóa hợp với trao đổi nhiệt Trong phơng pháp áp suất thiết bị cung cấp máy làm giảm trao đổi nhiệt làm lạnh tự động cho quay vòng LPG>99% etan >85% f e khí đem sử dụng khí khô c b a a LPG xăng tự nhiên a) Sơ đồ công nghệ : a.Thiết bị gia nhiệt đáy b Thiết bị trao đổi nhiệt c Thiết bị trao đổi nhiệt c Tháp phân ly d.Tháp tách metan e.Tuôcbin giãn nở f Máy nén b) Mô tả qúa trình : Nớc, cácbon dioxit, sunfua thành phần khí cung cấp đợc làm lạnh nhờ trình cung cấp nhiệt làm sôi lại đến cột cất etan, phần lại đợc làm lạnh nhờ TDN với sản phẩm khí từ cột cất etan Dòng khí đợc cung cấp kết hợp với qua máy phân ly (c) từ chất lỏng đợc qua hệ thống van để làm giảm áp suất vùng trung gian cột cất etan Trong trình giản nở, có phần chất lỏng bị bốc nhiệt độ bị hạ thấp áp suất từ máy phân ly giảm xuống Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG 37 văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học nhờ tuôcbin (e) Sự giản nở qua tuôcbin với trao đổi nhiệt dòng nhiệt có khả giảm nhiệt độ xuống đến - 90oC kèm theo ngng tụ dòng nhiệt Hơi tạo từ đỉnh cột cất etan phần lớn metan etan Với phơng pháp ta thu đợc chủ yếu hỗn hợp etan, LPG xăng tự nhiên, nhờ trình chng cất phân đoạn mà ta thu đợc sản phẩm theo yêu cầu 3.Phơng pháp hấp thụ [3] Trong trình hấp thụ phân tử khí đợc liên kết trở lại với bề mặt chất rắn chất hấp phụ thờng dùng :silicagel, than hoạt tính, oxit nhôm a Sơ đồ công nghệ : a,b,c : Tháp hấp phụ d Máy nén g : Tháp phân ly h : Máy lọc e lò đốt Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG 38 văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học f g d khí nhiên liệu a b làm lạnh c e đốt nóng xăng tự nhiên h khí đem sử dụng b-Mô tả trình : Dòng khí nhiên liệu qua bình đựng chất hấp phụ (a), hydrocacbon nặng đợc hấp thụ Dòng khí khác đợc nén náy nén (d) vào đáy cột dựng chất hấp phụ (b), cột đợc làm lạnh Dòng khí từ (b) đợc chuyển đến lò (e) đợc làm nóng đến 300oC chuyển trực tiếp vào cột (c) để loại bỏ hydrocacbon nặng có khí tái sinh từ buồng (c) đợc quay trở lại sau làm lạnh máy phân ly (g) Từ thực trình chng cất phân đoạn tiếp ta thu đợc LPG sản phẩm xăng tự nhiên Thuyết minh dây chuyền công nghệ hãng Sam Sung Hàn Quốc Sơ đồ công nghệ sản xuất LPG từ KĐH gồm có công đoạn chính: - Chuẩn bị khí nguyên liệu - Chế biến khí - Pha trộn thành phần LPG a) Chuẩn bị khí nguyên liệu : KĐH thu đợc với trình khai thác dầu thô sau đợc thu gom nén ép giàn nén trung tâm (đặt biển) đợc vận chuyển xí nghiệp chế biến Để Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG 39 văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học thu đợc sản phẩm LPG tốt trớc hết KĐH phải qua hàng loạt trình xử lý khí Đầu tiên khí đợc đa vào tháp lắng L- K 14, 15 Tại tạp chất có khí nh : nớc, cát, bụi đợc tách Khí tiếp tục qua hệ thống nén, nhiệt ban đầu để tạo để tạo nhiệt độ áp suất cần thiết, thờng nhiệt độ to= -30 ữ -10oC, P = Mpa trớc vào tháp tách khí 18,19 Để loại hoàn toàn nớc có Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG 40 văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học Khí nguyên liệu công nghệ ta sử dụng phơng pháp hấp thụ hay hấp phụ Với phơng pháp hấp thụ dung môi etylenglycol, phơng pháp hấp phụ chất hấp phụ : silicagel, Al2O3, zeolit, CaCl2 Quá trình sấy khí đợc thực tháp 21và 22 Khí nguyên liệu tiếp tục đa sang tháp 23 để loại hết tạp chất học cách triệt để có thành phần khí Hệ thống làm thờng sử dụng dạng xiclon hay lọc điện tuỳ theo chất lợng nguồn khí yêu cầu Sau khí đợc loại hết tạp chất học nớc, tiếp tục vào thiết bị 10, 11, 12 để làm khí khỏi phi hydrocacbon nh :CO2, H2S, NOX, CS2 Trong hệ thống làm khí dùng loại dung môi etanolamin Ban đầu dung môi etanolamin đợc gia nhiệt đến nhiệt độ cần thiết tháp đợc hệ thống bơm vận chuyển trực tiếp vào tháp tiếp xúc khí 11 để loại bỏ loại khí axit Khí khỏi đỉnh tháp tiếp tục qua tháp làm 10 chuẩn bị cho trình chế biến dung môi qua hệ thống phân lắng 5, đợc gia nhiệt trớc qua tháp khử hấp thụ b) Chế biến khí: Sau có khí nguyên liệu đạt đợc yêu cầu đặt tiếp tục đợc qua trình tách thành phần khí để nhận cấu tử riêng biệt Khí sau qua thiết bị phân ly 19 đợc đa vào hệ thống bay làm lạnh 28, 29,25, 26 để gia nhiệt đầu cho khí Sau condensat đợc tách khỏi đáy hai tháp 29, 30 chúng lại đợc gia nhiệt đến nhiệt độ thích hợp vào tháp phân tách propan 34 Phần bay đỉnh tháp đợc qua phận ổn định 31 tháp tách propan 34 Phần lỏng từ đáy tháp tách 34 tiếp tục sang tháp tách butan 38, butan đợc tách đỉnh tháp sau qua phận chứa sản phẩm đỉnh 39 chúng đợc hoà trộn với propan từ tháp tách 34 41 để nhận LPG khí khô đợc đêm phục vụ cho ngành công nghiệp khác c) Pha trộn thành phần LPG : Sau thu đợc butan propan nhà sản xuất đem hoà trộn để nhận LPG Tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng, thành phần cấu tử propan/butan nh khả tồn chứa bình đợc LPG mà ngời ta sản xuất loại bình chịu áp khác để tồn chứa Việc nạp nén :LPG vào loại bình chứa đợc thực nhờ loại máy nén có công suất khác nhau, cấp bậc khác Sau có LPG, tính chất an toàn sử dụng nhà sản xuất cho thêm chất tạo mùi vào LPG thờng metyl mercaptan ngời sử dụng nhận biết đợc rò rỉ LPG Pha 41 Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học trộn thành phần lpg công đoạn đơn giản tất công đoạn để sản xuất LPG Tuỳ theo yêu cầu thị trờng tiêu thụ sản phẩm LPG mà nhà sản xuất sau có thành phần khí C3 C4 riêng biệt đem trộn lẫn chúng với theo tỷ lệ thích hợp đáp ứng tốt yêu cầu nhiệt trị nh tính an toàn Trong trình pha trộn thành phần LPG chế độ công nghệ phụ thuộc vào tỷl ệ cấu tử butan propan nh suất thiết bị Nhiệt độ tháp thờng to =-42,070C ữ -11,730C, áp suất P= ữ4Mpa Tuỳ theo mụcđích sử dụng mà ngời sản xuất dùng loại máy nén cấp, hai cấp hay ba cấp với thiết bị chứa chuyên dụng để nạp nén tồn chứa LPG áp suất khác Hiện thị trờng Việt Nam có nhiều loại LPG khác hãng cung cấp nh: ELF Gas Saigon, SaigonPetro, Petrolimex, tỷ lệ pha trộn propan/butan khác nh: 10/90, 30/70, 40/60, 50/50 Đối với LPG có tỷ lệ 10/90, 30/70, 40/60 thờng đợc sử dụng sinh hoạt điều kiện làm việc bình chứa áp suất không cao tạo đợc toàn cho ngời sử dụng đảm bảo nhiệt trị lớn Còn tỷ lệ pha trộn 50/50 thờng đợc sử dụng làm nguyên liệu ngành công nghiệp nh : nấu thuỷ tinh, sản xuất ắc qui (sấy cực), khí đóng tàu, phá dỡ tàu (dùng LPG để thay axetylen hàn cắt kim loại), sản xuất bánh kẹo (lò nớng ) có nhiệt cháy cao, giá thành rẻ Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG 42 văn HUY Vơng HD3-K43 Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG Tiểu luận môn học 43 văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học Kết luận Do vấn đề bảo vệ môi trờng yêu cầu phải sủ dụng nguồn lợng sạch.Đứng trớc thử thách ban đầu, công nghệ hoá dầu nh công nghiệp chế biến khí tự nhiên khí đồng hành Việt Nam chắn gặp nhiều khó khăn Lĩnh vực khí hóa lỏng đời nhng thấy có nhiều hứa hẹn Nhất tơng lai không xa, lợng LPG tiêu thụ ngày nhiều cần phải có nhiều nhà máy hoá lỏng đáp ứng đủ nhu cầu cho toàn xã hội Trớc nhu cầu ngày tăng, không Việt Nam mà toàn giới nhiên liệu LPG ta thấy đợc vai trò to lớn, nh ích lợi kể hết loại nhiên liệu Chẳng hạn nh để cung cấp cho đơn vị nhiệt lợng, kg LPG tơng đơng với 14 KWh điện năng, lít dầu hoả, kg than Bên cạnh có tính u việt nh: cần không gian cho tồn chứa, nhiệt lợng cao, điều chỉnh lửa dễ dàng, an toàn gây ô nhiễm môi trờng LPG đợc dùng cho đun bếp mà đợc dùng rộng rãi công nghiệp nh: công nghệ hàn cắt kim loại, chế biến sản phẩm thuỷ tinh, cung cấp cho lò nung gốm sứ, thuỷ sản, sấy chè, thuốc nhiên liệu cho động xăng Chính vậy, công nghiệp sản xuất LPG công nghiệp kỉ tới Tài liệu tham khảo Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG 44 văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học 1) GS.TS Nguyễn Thị Minh Hiền Chế biến khí tự nhiên khí đồng hành Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội, 2000 2) Tổng công ty xăng dầu Việt nam Công ty Gas Petrolimex Sổ tay khí đốt hoá lỏng Hà Nội 2001 3) Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol A15 p.347ữ358; VCH Verlagsgesellschaft mBh, FRG, 1990 4) Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol A17, p.73ữ121; VCH Verlagsgesellschaft mBh, FRG, 1990 5) Kiều Đình Kiểm: Các sản phẩm dầu mỏ hoá dầu,NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội,20000 6) Tổng công ty dầu khí Việt Nam, Các sản phẩm dầu mỏ thơng phẩm.1998 7) Tạp chí dầu khí số 1-2000 8) Gas conditioning and processing Volume By John M Camplell.1994 9) Gas conditioning and processing Volume By John M Camplell.1994 10) Gas processing : Envỉomantospects and methods, 1996 Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG 45 [...]... sơ đồ công nghệ sản lpg Mô hình sản xuất LPG từ khí đồng hành A) Mỏ khí tự nhiên và khí Condensate B) Mỏ dầu Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG 31 văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học C) Đốt cháy D) Các quá trình chế biến khí E) Tách khí F) Tách khí đồng hành G) Tàu chở dầu Dẫn bằng đường ống đến nơi tiêu thụ Metan Khí tự nhiên C E LNG Khí Condensate Etan D Tổng hợp hoá học propan Butan F LPG Xăng... loại propan và butan trong tháp tách propan Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG 35 văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học Khí nhiên liệu C e d propan a f g LPG Butan 2 Phơng pháp làm lạnh [3] Sự quay vòng của LPG đạt đợc bằng sự làm lạnh bên ngoài, hay sự làm lạnh tự động, hoặc sự làm lạnh kết hợp - làm lạnh tự động [3] Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG 36 ... thiết bị trộn và thiết bị hoá hơi: Khi đòi hỏi lợng khí vào ổn định và đông đều thì cần có thiết bị trộn để đảm bảo hỗn hợp khí cháy đợc tốt nhất, ngọn lửa cháy ổn định và tận dụng tối đa lợng Gas sử dụng Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG 16 văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học pHầN II công nghệ hóa lỏng LPG I Quá trình làm sạch khí Trong KĐH ngoài thành phần hyđrocacbon, khí còn có lẫn các tạp... tiếp tuyến với thành thiết bị, sau đó theo đờng xoắn ốc Bụi văng ra khỏi dòng khí do lực ly Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG 17 văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học tâm rơi xuống thùng chứa, còn dòng khí đã sạch bụi đợc dẫn theo ống dẫn ở giữa xiclon [1] b).Làm sạch khí bằng phơng pháp ớt Cho khí lẫn bụi đi qua lớp chất lỏng hoặc phun chất lỏng thành cáchạt nhỏ vào dòng khí, chất lỏng làm ẩm bụi,... khô khí sau đây thờng đợc sử dụng : + Phơng pháp hấp thụ + Phơng pháp hấp phụ + Phơng pháp ức chế + Phơng pháp giản nở khí bằng hiệu ứng tiết lu a) Phơng pháp hấp phụ [1, 10, 8] Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG 19 văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học Hình 1 Sơ đồ nguyên lý công nghệ hấp phụ sấy khí 1, 2 Các tháp hấp phụ có chứa các lớp chất hấp phụ 3 Bộ phận gia nhiệt I Khí đa vào sấy II Khí. .. Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG 20 văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học quá trình làm ngọt khí hoặc thu hồi khí tạp để sản xuất lu huỳnh, H2S hoặc CO2 Hiện nay có rất nhiều công nghệ tiên tiến đợc áp dụng vào sản xuất đã cho phép tăng khả năng thu hồi H2S và CO2 lên một cách đáng kể Các phơng pháp đợc ứng dụng để làm ngọt khí nh: Phơng pháp hấp thụ, phơng pháp hấp phụ, quá trình làm sạch khí. .. cơ chứa lu huỳnh khác thấp Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG 22 văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học Sơ đồ nguyên lý công nghệ hấp thụ làm sạch khí khỏi H2S và CO2 bằng MEA II 2 1 I VI 8 6 P cao T=25-400c 10 4 Pkq T>1500c V III IV 11 3 9 7 5 VII Hình 2 Sơ đồ nguyên lý công nghệ hấp thụ bằng MEA 1 Tháp hấp thụ; 2,3,4 Thiết bị phân ly; 5,6 Thiết bị làm nguội bằng không khí; 7,8 Thiết bị làm lạnh... max II ứng dụng của LPG [5] LPG đợc sử dụng trong mọi lĩnh vực của cuộc sống Một cách tơng đối có thể phân chia các ứng dụng của LPG nh sau: 1 Sử dụng LPG trong dân dụng: Trong đời sống hàng ngày LPG đợc sử dụng rất rộng rãi: - Sử dụng trong nấu nớng: sử dụng cho các bếp Gas dân dụng, lò nớng, Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG 14 văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học - Sử dụng LPG thay thế điện... gồm LPG, etan, metan Những thành phần còn lại bao gồm các phần nặng nh : Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG 34 văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học dầu mỏ, alkyl hoá. Tuỳ thuộc vào từng trờng hợp, mà ta áp dụng các phơng pháp sản xuất thu hồi LPG ở trong các nhà máy chế biến khí haynhà mái tinh chế nh: phơng pháp nén , phơng pháp làm lạnh, phơng pháp hấp thụ, phơng pháp hấp phụ 1 Phơng pháp nén khí. .. bằng 1/5 giới hạn nổ dới Khi trong không khí có độ 0,5% Gas là ta đã có thể ngửi thấy mùi LPG thơng mại thờng đợc pha thêm chất tạo mùi Etyl Mecaptan và khí này có mùi đặc trng, hoà tan tốt trong LPG, không độc, không gây ăm mòn kim loại và Công nghệ hoá lỏng khí đồng hành LPG 13 văn HUY Vơng HD3-K43 Tiểu luận môn học tốc độ bay hơi gần với LPG nên nồng độ trong LPG không đổi khi bình chứa đợc sử dụng