Báo cáo: Phương pháp làm (ngọt) sạch khí tự nhiên

2011 PHƯƠNG PHÁP LÀM (NGỌT) SẠCH KHÍ TỰ NHIÊN 07CDHH Trang 2011 PHƯƠNG PHÁP LÀM (NGỌT) SẠCH KHÍ TỰ NHIÊN I GIỚI THIỆU VỀ KHÍ TỰ NHIÊN Gồm thành phần chính: hydrocacbon khơng hydrocacbon - Hydrocacbon: chủ yếu từ C1- C4, C4 - C7 h ơn - Hdrocacbon không no: H2O (hơi, lỏng), N2, CO2, H2S, COS, CS2, RSH, H2, He… cịn có chứa lượng đáng kể tạp chất có tính axit nh cacbonic (CO2), hydrosunfua (H2S) hợp chất chứa lưu huỳnh khác oxyt lưu huỳnh cacbon (COS), disunfua cacbon (CS2), mecaptan (RSH) Các tạp chất kể tạp chất khơng mong muốn q trình khai thác, chế biến, vận chuyển, sử dụng bảo quản khí cho mục đích làm nguyên liệu đốt, tổng hợp hữu cơ-hóa dầu Sự tồn khí axit gây nên s ự ăn mòn kim loại, giảm hiệu trình xúc tác, làm ngộ đ ộc xúc tác, gây ô nhiễm môi trường, độc hại cho người sử dụng Bên c ạnh s ự có mặt hàm lượng cao CO2 khí làm giảm nhiệt cháy khí, giảm hiệu q trình vận chuyển khí Sự có mặt cấu t mang tính axit khí cần phải khống chế hàm lượng đ ủ nhỏ nhằm giảm thiểu tác hại mà khí axit gây cho thiết b ị, máy móc, mơi trường sinh vật Cộng hịa liên bang Nga quy định hàm lượng H 2S không vượt 22mg/m3 Mỹ quy định khắt khe hơn: hàm lượng H 2S không vượt 5,7mg/m3; nồng độ CO2 khoảng 1~2% thể tích; [S] = 5MPa: dung môi vật lý có ưu th ế h ơn hẳn dung mơi hóa học, áp suất cao, hiệu trình tăng 07CDHH Trang 13 2011 • Khả hấp thụ CO2 H2S chất hấp thụ khác  dùng để hấp thụ chọn lọc • Dung môi hấp thụ: propylene carbonate, dimethyl-tertpolyethyleneglycol (DMEPEG), N-N-methylpyrolidone,…  Ưu điểm: o Có thể làm hồn tồn H2S, CO2, RSH, COS, CS2 o Không tạo bọt, không ăn mịn thiết bị o Nhiệt độ đóng băng thấp o Đầu tư chi phí sản xuất thấp  Khuyết điểm: o Độ hịa tan tan hydrocarbon dung mơi hấp thụ cao 1) Quá trình FLOUR Chất hấp thụ: propylene carbonate Tính chất hóa lý propylene carbonate Nhiệt độ sôi, 0C 242 Phân tử lượng 102 Nhiệt độ nóng chảy, 0C -49 Độ nhớt 180C, m2/s 6,64.10-6 Tỷ trọng 200C, kg/m3 1200 Áp suất bão hịa 270C, Pa 0,666 07CDHH Trang 14 2011 • Khả hòa tan tốt H2S, CO2, COS, CS2, RSH hydrocarbon • Có tác dụng ăn mịn yếu thép carbon thường • Bền hóa học, áp súât bão hịa thấp • Được áp dụng thuận lợi khí có áp suất riêng phần t c khí chua > 0,4 MPa • Hấp thụ nhit thp: 0ữ-60C ã Quỏ trỡnh hũan nguyờn chất hấp thụ thực giảm t ừng bước áp súât • Độ mát chất hấp thụ: 16 g/1000 m3 khí nguyên liệu  Sơ đồ quy trình cơng nghệ III VI II THÁP HẤP THỤ (2) THÁP PHÂN LY I V 07CDHH Trang 15 IV (1) (2) THÁP PHÂN LY (2) THÁP PHÂN LY 2011 Hình sơ đồ quy trình cơng nghệ Fluor Tháp hấp thụ Thiết bị phân li Tuốc bin Máy nén I Khí ẩm Tuốc bin thủy lực Bộ phận truyền động II Khí acid III Khí IV Dung mơi tái sinh V Dung mơi bão hịa VI Dung mơi tuần hồn  Thuyết minh sơ đị quy trình cơng nghệ Khí nguyên liệu ( I )được cho vào tháp hấp thụ gần đáy tháp đồng th ời dung môi ( IV ) bơm từ đỉnh tháp xuống, trình hấp thụ tiến hành khoảng nhiệt độ từ 0÷60C Khí từ đỉnh tháp khí (ngọt) III Dung mơi bão hịa (V) bơm vào thiết bị phân li th ứ (2) ,ở thiết bị phân li thứ khí nguyên liệu máy nén đẩy dịng khí hồn ngun dịng ngun liệu ban đầu,phần tạp chất l ại đưa qua thiết bị phân li thứ hai ( 2) Ở thiết bị khí acid từ đỉnh tháp Tuốc - Bin bơm thải với dịng khí acid thi ết bị phân li thứ ba (2) ngồi Phần dung mơi bão hịa tiếp tục đ ược đua vào thiết bị phân li thứ , khí acid đ ược phân li hồn tồn thải ngồi cịn phần dung môi ( dung môi tái sinh) bơm trở lại tháp hấp thụ để tiến hành trình hấp thụ 2) Quá trình SELEXOL  Chất hấp thụ: dimethylether polyethyleneglycol (DMEPEG) Tính chất hóa lý DMEPEG Nhiệt độ sôi, 0C 07CDHH 151 Trang 16 2011 Phân tử lượng 280 Nhiệt độ nóng chảy, 0C 22-29 Độ nhớt 250C, Pa.s 5,8.10-3 Tỷ trọng 250C, kg/m3 1000 Áp suất bão hòa 250C, Pa 1,33 Nhiệt dung 250C, kJ/kg.K 2,43  Không độc, bền hóa học  Khơng gây ăn mịn  Dễ phân hủy làm sinh học nước thải  Có độ chọn lọc cao H2S: 200C 0,1 MPa, độ hòa tan H 2S cao gấp 10 lần CO2  Được áp dụng để làm khí có nồng độ H 2S CO2 trung bình cao  Có thể làm đến 97% H2S 85% CO2  Được ứng dụng để làm sản xuất đồng thời S CO thương phẩm  Khả hòa tan hydrocarbon cao nên ứng dụng để làm khí khơ  Khả hịa tan DMEPEG tăng dần:  C2H6 < CO2 < C3H8 < C4H10 < COS < C5H12<  < H2S < CH3SH < CS2 < C7H16 < H2O  Hiệu trình tăng tăng áp suất hàm l ượng H 2S, CO2 nguyên liệu 07CDHH Trang 17 2011  Hàm lượng khí chua nguyên liệu thay đổi rộng  Lọai