BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN KHÍ

CÄNG NGHÃÛ CHÃÚ BIÃN Ú KHÊ (45 tiết) Giao ï viãn phủ trach ï ch: Là THË NHỈ TI LIÃU Û THAM KHAO Í Alexandre ROJEY, Traitement de gaz naturel, Technip, 1998 John M CAMPBELL, Gas conditioning and processing, Volume and 2, John M Campbell and Company, 1998 Donald L Katz & Robert L Lee, Natural gas engineering Production and Storage, McGraw-Hill, 1990 MA BERLIN - VG GORTRENCOP - HP VOLCOP, Dịch: Hoaìng Minh Nam, Nguyóựn Vn Phổồùc, Nguyóựn ỗnh Soa, Phan Minh Tỏn; Cäng nghãû chãú biãún khê thiãn nhiãn v khê dáưu mỏ, Trỉåìng Đại Học Kỹ thuật TP HCM Âäù Vàn Âaìi - Nguyễn Trọng Khuän - Trần Quang Thảo - V Thë Ngc Tỉåi - Trần Xoa; Cå såí caùc quaù trỗnh vaỡ thióỳt bở cọng nghóỷ hoùa hoỹc, Tập & 2, Nhaì xuất Đại Học vaì Trung hc chun nghiệp NÄÜI DUNG Gäưm chỉång Giới thiệu khí thiên nhiên khí dầu mỏ Các trình cơng nghệ chế biến khí Làm khí khỏi tạp chất học Tách condensat Khử nước Khử acide Tách phân đoạn hydrocarbon Tách nitơ, thuỷ ngân, Hêli GIÅÏI THIÃU Û VÃÖ KHÊ THIÃN NHIÃN V KHÊ DÁƯU M Ngưn gọỳc Phỏn loaiỷ Thanh ỡ nh phỏửn ỷc tờnh Tỗnh hỗnh chóỳ bión ỳ vaỡ sổớ dung ỷ ng khờ thiãn nhiãn v khê dáưu m 1- Ngưn gäúc cua í khê thiãn nhiãn Cọ cung ì ng ngưn gäúc våïi dáưu m Cọ ngưn gäúc tỉì nhỉỵng ng váût liãûu hỉỵu cå ban âáưu Cac ï giai âoan û tao û ì nh dáưu khê: ƒ ƒ ƒ ƒ Têch âong ü ng cacï váût liãu û hỉỵu cå ban âáưu Biãn ú âäøi cacï cháút hỉỵu cå bãn vỉỵng ì nh cacï ng hydrocacbon ban âáưu cua í dáưu khê Di cỉ cua í dáưu khê âãn ú cacï bäưn chỉïa thiãn nhiãn Dáöu khê biãn ú âäøi tiãp ú tucû cacï báùy chỉïa 2- Phán loaiû „ Theo ngưn gäúc ì lỉåüng „ Theo ham ng khê acide ì nh pháưn khê C3+ „ Theo ì nh pháưn khê C2+ „ Theo a- Phán loaiû khê theo ngưn gäúc „ „ „ Khê tỉû nhiãn → khai thac ï âỉåüc tỉì cac ï m khê riãng biãût Khi khai thac ï chè thu âæåüc khê ; Khê âäưng ì ng våïi ng hnh nh (khê dáưu mo)í thu õổồỹc cung quaù trỗnh khai thac ù dỏửu Khê nàịm m dáưu cọ ạp sút cao nãn chụng ng tan mäüt pháưn dáưu Khi khai thacï lãn ạp sút gim nãn chung ï ng âỉåüc tach ï ch thnh nh khê âäưng ng hnh nh Ngoaiì hai loaiû khê trãn ì cọ dảng ng trung gian giỉỵa dáưu v khê → Condensate : thỉûc cháút l pháưn âi cua í khê v cng ng l pháưn âáưu ca dáưu ÅÍ âiãưu kiãûn thỉåìng û ng long í ng nãn âỉåüc goiü l khê ng Condensate åí dang ngỉng våïi nhiãût cúi khoang ng 2000C Cỏỳu truc ù õởa hỗnh cac ù m khê thiãn nhiãn, condensat, khê âäưng ì nh v dáưu m ng hanh Khê Khê tỉû nhiãn d=0,1 ÷0,2 Nỉåïc Dáưu Condensat d ≈ 0,4 Nỉåïc Khê âäưng hnh Dáưu m Nỉåïc Dáưu m d = 0,8 ÷ Nỉåïc b- Phán loaiû khê theo ham ì lỉåüng ng khê acide chæïa khê „ Khê chua : læåüng ng H2S > % thãø têch „ vaì CO2 > % thãø têch ; Khê ngotü : læåüng ng H2S ≤ % thãø têch vaì CO2 ≤ % thãø têch c- Phán loaiû khê theo ì nh pháưn khê C3+ „ Khê bẹo → khê giau ì propane, butane vaì cacï hydrocarbure nàûng ng (ρ > 150 g/cm3) Tỉì khê na → chãú tao û âỉåüc xàng (LGN), khê dáưu m hoạ long í ng (GPL) vaì cacï hydrocarbure riãng biãtû cho cäng nghãû täøng ng håüp hỉỵu cå „ Khê gáưy → khê chỉïa êt hydrocarbure nàûng ng û ng chuí yãu ú lam ì (ρ < 50 g/cm3) → âỉåüc sỉí dung nhiãn liãu û cho cäng nghiãp û vaì âåìi säúng ng Sơ đồ q trình déshydrat hóa khí dung mơi hấp thụ TEG 4- Q trình déshydrat hóa hấp phụ „ „ Các chất hấp phụ thường dùng : – Nhơm hoạt tính – Silicagel – rây phân tử Đặc trưng q trình déshydrat hóa khí zéolite : – hàm lượng nước khí ; – lưu lượng khí đem xử lý khơng lớn ; – hoạt động không liên tục, chất hấp phụ thường đắt nên thay năm lần ; – hàm lượng HC nặng không lớn ; – tạp chất (COS CS2) → chất ngộ độc zéolithe 5- Q trình déshydrat hóa thẩm thấu khí „ „ Cho đến nay, q trình déshydrat hóa thẩm thấu khí khơng cịn sử dụng cơng nghiệp xử lý khí yêu cầu kỹ thuật cao trình Để déshydrat hóa khí thẩm thấu → phải lựa chọn hợp chất cao phân tử thích hợp có αij >>, ≈ 200.000 (với loại màng mỏng đồng thể khơng có khuyết tật) ≈ 300 ÷ 500 (với loại chùm sợi rỗng) Hơn nữa, phải chấp nhận lượng C1 thẩm thấu qua màng lọc để màng lọc chọn có bề mặt riêng khơng lớn CHƯƠNG VII TÁCH CÁC PHÂN ĐOẠN HYDROCARBURE I II III IV V Nguyên tắc Tách phân đoạn phương pháp làm lạnh ngưng tụ Tách phân đoạn chưng cất nhiệt độ thấp Tách phân đoạn phương pháp hấp thụ Tách phân đoạn phương pháp hấp phụ I- Nguyên tắc Quá trình tách HC thường tiến hành nhiều phương pháp : Tách phân đoạn pp làm lạnh ngưng tụ Tách phân đoạn pp chưng cất T thấp Tách phân đoạn pp hấp thụ dầu Tách phân đoạn pp hấp phụ II- Tách phân đoạn phương pháp làm lạnh ngưng tụ Sơ đồ nguyên lý Quá trình làm lạnh giản nở qua van Quá trình làm lạnh giản nở qua turbine Phương pháp sử dụng qui trình làm lạnh bên 1- Sơ đồ nguyên lý Sơ đồ nguyên lý trình làm lạnh giản nở đẳng enthalpie Sơ đồ nguyên lý trình làm lạnh giản nở qua turbine Sơ đồ nguyên lý trình làm lạnh chu trình làm lạnh ngồi Sơ đồ ngun lý q trình tách phân đoạn chưng cất nhiệt độ thấp CHƯƠNG QUÁ TRÌNH KHỬ NITƠ, THỦY NGÂN VÀ HELI 1- Quá trình khử Nitơ Hêli „ „ „ „ Q trình tách Nitơ thực phương pháp làm lạnh với điều kiện phụ thuộc vào hướng sử dụng Nitơ sau Hoặc tách Nitơ màng thẩm thấu sử dụng chất hấp phụ Còn hàm lượng Héli thành phần khí thiên nhiên nhỏ Tuy nhiên, thực tế người ta thấy khí thiên nhiên chứa nhiều Nitơ thường chứa nhiều Héli Hiện nay, lượng Héli tiêu thụ giới chủ yếu tách từ khí thiên nhiên, tập trung nhiều Mỹ Tùy theo hàm lượng Nitơ mà q trình tách Héli liên hợp khơng liên hợp với trình tách Nitơ Héli thu phải tinh chế để đạt độ tinh khiết cao vào khoảng 99,995 % 2- Quá trình khử Thủy ngân Có nhiều phương pháp để khử Thủy ngân : „ Khử Thủy ngân than hoạt hóa lưu huỳnh „ Sử dụng dung dịch oxy hóa mạnh Permanganate de potassium K2Cr2O7 để oxy hóa nguyên tố Thủy ngân ; „ Giữ Thủy ngân lại tầng ZnO „ Khử Thủy ngân cách lắng dạng sulfure Thủy ngân lớp bi nhôm Phương pháp cho hiệu suất khử Thủy ngân cao, đạt đến 99,98 % đồng thời khử Arsenic