Gas9 Sấy khí bằng TEG

Tài Liệu học mô phỏng hysys mô phỏng thiết bị

Sấy khí bằng TEG Nội dung Tại các miệng giếng, xảy ra hiện tượng bão hòa của nước, nước lẫn vào trong khí gây ra một số vấn đề sau:  Hình thành hydrates rắn có thể gây tắc van, đường ống.  Sự hiện diện của nước và H 2 S hoặc CO 2 có thể gây ra các vấn đề về ăn mòn.  Nước ngưng tụ gây ra ăn mòn, bào mòn đường ống. Nói chung, quá trình sấy khí sử dụng trong các nhà máy khí để đáp ứng các điều kiện của đường ống. Có một số quy trình sẵn có cho quá trình sấy khí như: glycols, silicagel, molecular sieves. Công nghiệp sản xuất khí tự nhiên sử dụng triethylene glycol (TEG) để sấy khí tại nơi có nhiệt độ điểm sương thấp, chẳng hạn như thiết kế cho các thềm lục địa ngoài khơi của biển Bắc Cực hoặc miền Nam hoặc cho các quá trình làm lạnh. Trong ví dụ này, nhiệt độ điểm sương của nước trong khí khô là -20 o C (-4 o F) tại 6200 kPa (900 psia). Mục tiêu Sau khi hoàn thành phần này, bạn có thể:  Mô hình hóa quá trình dehydration bằng TEG.  Xác định điểm sương của nước cho hỗn hợp khí. Yêu cầu Trước khi bắt đầu bạn phải hiểu và biết cách thực hiện: thiết lập dòng, quá trình và các loại tháp. 1 Sơ đồ công nghệ 2 Sơ đồ tháp TEG Contactor TEG Regenerator 3 Xây dựng mô phỏng Tạo lập cơ sở mô phỏng Sử dụng Peng Robinson EOS với các cấu tử sau: N 2 , H 2 S, CO 2 , C 1 , C 2 , C 3 , i-C 4 , n-C 4 , i-C 5 , n-C 5 , H 2 O và TEG. Bắt đầu mô phỏng Nhập các dòng nguyên liệu 1. Thiết lập dòng vật liệu với các tham số như trong bảng sau: In this cell… Enter… Name Inlet Gas Temperature 30 o C (85 o F) Pressure 6200 kPa (900 psia) Molar Flow 500 kgmole/h (10 MMSCFD) Component Mole Fraction N 2 0.0010 H 2 S 0.0155 CO 2 0.0284 C 1 0.8989 C 2 0.0310 C 3 0.0148 i-C 4 0.0059 n-C 4 0.0030 i-C 5 0.0010 n-C 5 0.0005 H 2 O 0.0000 TEG 0.0000 4 2. Nhập dòng TEG vào tháp hấp thụ (TEG Contactor) In this cell… Enter… Name TEG feed Temperature 50 o C (120 o F) Pressure 6200 kPa (900 psia) LiqVol Flow 0,5 m 3 /h (2 USGPM) Component Mass Fraction H 2 O 0.01 TEG 0.99 Mixer Operation Để bão hòa hơi nước, khí và nước được hòa trộn trước khi vào Contactor. Add Mixer để hòa trộn Inlet Gas và Water để tạo dòng bão hòa. In this cell… Enter Connections Name Saturate Inlets Inlet Gas Water to Saturate Outlet Gas + H 2 O Parameters Equalize All Pressure Assignment Work Sheet 0.5 kgmole/h (1.1 lbmole/hr) Water to Saturate, Flowrate 100% Water Water to Saturate, Composition 30 o C (85 o F) Gas + H 2 O, Temperature 5 Separator Operation Nước tự do được tách sơ bộ khỏi khí bởi thiết bị separator, FWKO. Add Separator với các thông số: In this cell… Enter Connections Name FWKO TK Feed Gas + H 2 O Vapour Oulet Gas to Contactor Liquid Outlet FWKO Contactor Operation Mô phỏng TEG Contactor. Add Absorber column với các thông số sau: In this cell… Enter Connections Name TEG Contactor No of Stages 8 Top Stage Feed Gas to Contactor Bottom Stage Feed Gas to Contactor Ovhd Vapour Dry Gas Bottoms Liquid Rich TEG Pressures Top 6190 kPa (897 psia) Bottom 6200 kPa (900 psia) Valve Operation Dòng Rich TEG qua van VLV-100, áp suất dòng ra được tự động tính toán. 6 Add Valve với các thông số sau: In this cell… Enter Connections Inlet Rich TEG Outlet LP TEG Heat Exchange Operation Regen Feed được gia nhiệt đến 105 o C (220 o F) trong thiết bị trao đổi nhiệt L/R HEX trước khi vào thiết bị tái sinh Regenerator. Add Heat Exchange với các thông số sau: Regenerator Operation TEG Regenerator được mô phỏng bằng thiết bị Distillation Column. Các thông số như bảng sau: In this cell… Enter Connections Name L/R HEX Tube side Inlet Regen Bttms Tube Side Outlet Lean from LR Shell Side Inlet LP TEG Shell Side Outlet Regen Feed Parameters Tubeside Delta P 0.7 kPa (0.1 psia) Shellside Delta P 70 kPa (10 psia) Work Sheet Regen Feed, Temperature 105 o C Regen Feed, Pressure 110kPa (16 psia) 7 In this cell Enter Connections Name TEG Regenerator No of Stages Regen Feed Condenser Type Full Reflux Ovhd Vapour Sour Gas Bottoms Liquid Regen Bttms Condenser Enegy Cond Q Reboiler Enegy Reb Q Pressures Condenser 101 kPa (14 psia) Reboiler 103 kPa (15 psia) First Spec-Tray Temperature State Condenser Spec Value 102 o C (215 o F) Status Active Second Spec-Tray Temperature Stage Reboiler Spec Value 205 o C (400 o F) Status Active Third Spec-Reflux Ratio Spec Value 1.0 Molar Status Estimate Fourth Spec-Draw Rate Draw Sour Gas Spec Value 1kgmole/h (0.02 MMSCFD) Status Estimate 8 Mixer Operation Do TEG bị mất mát nên phải có một dòng bổ sung để duy trì cân bằng vật chất. 1. Nhập Material Stream với các thông số sau: In this cell… Enter Connections Name Makeup TEG Temperature 15 o C (60 o F) Compenent Mole Fraction TEG 0.99 H 2 O 0.01 2. Nhập Mixer với các thông số sau: In this cell… Enter Connections Inlets Makeup TEG Lean from L/R Outlet TEG to Pump Parameters Pressure Assignment Equalize All Work Sheet Liquid Vol Flowrate of TEG to Pump 0.5 m 3 /h (2 USGPM) Pump Operation Sử dụng bơm để nâng cao áp suất trước khi vào Contactor Nhập Pump với các thông số sau: 9 In this cell… Enter Connections Inlet TEG to Pump Oulet Pump Out Energy Pump Q Work Sheet Pressure of Pump Out 6275 kPa (910 psia) Heat Exchanger Nhằm mục đích làm lạnh dòng TEG trở lại Contactor Add Heat Exchanger với các thông số sau: In this cell… Enter Connections Tube Side Inlet Pump Out Tube Side Outlet TEG to Recycle Shell Side Inlet Dry Gas Shell Side Outlet Sales Gas Parameters Tube Side Delta P 70 kPa (10 psia) Shell Side Delta P 35 kPa (5 psia) Work Sheet TEG to Recycle, Temperature 50 o C (120 o F) Recycle Operation Recycle được cài đặt theo một khối lý thuyết trong quá trình sản xuất. Dòng nguyên liệu và dòng sản phẩm được tự động tính toán dòng tuần hoàn . Các bước sau đây diễn ra trong quá trình hội tụ: • HYSYS sử dụng các điều kiện để tính toán và giải quyết các vấn đề của dòng trong sơ đồ dây chuyền sản xuất. • Sau đó HYSYS so sánh các giá trị của dòng tính toán được với giá trị giả định ban đầu. 10 . Sấy khí bằng TEG Nội dung Tại các miệng giếng, xảy ra hiện tượng bão hòa của nước, nước lẫn vào trong khí gây ra một số vấn đề. chung, quá trình sấy khí sử dụng trong các nhà máy khí để đáp ứng các điều kiện của đường ống. Có một số quy trình sẵn có cho quá trình sấy khí như: glycols,