NGHIÊN cứu đề XUẤT CÔNG NGHỆ xử lý KHÍ ACID CHO KHÍ THIÊN NHIÊN từ mỏ cá VOI XANH eb7d241c

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  BÙI TÁ VŨ NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ ACID CHO KHÍ THIÊN NHIÊN TỪ MỎ CÁ VOI XANH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC Đà Nẵng – Năm 2019 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  BÙI TÁ VŨ NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ ACID CHO KHÍ THIÊN NHIÊN TỪ MỎ CÁ VOI XANH Chuyên ngành :Kỹ thuật Hóa học Mã số :8520301 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: TS LÊ THỊ NHƯ Ý Đà Nẵng – Năm 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi thực hướng dẫn GVC TS Lê Thị Như Ý Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa cơng bố hình thức trước Tôi xin cam đoan, số liệu bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá tơi thu thập từ nguồn khác có ghi rõ phần tài liệu tham khảo Ngồi ra, luận văn cịn sử dụng số nhận xét, đánh số liệu tác giả khác, quan có trích dẫn thích nguồn gốc Nếu phát có gian lận tơi xin hồn toàn chịu trách nhiệm nội dung luận văn Tác giả luận văn Bùi Tá Vũ TĨM TẮT LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ ACID CHO KHÍ THIÊN NHIÊN TỪ MỎ CÁ VOI XANH Học viên: Bùi Tá Vũ, Chuyên ngành: Kỹ Thuật Hóa Học Mã số: 8520301 Khóa: K35.KHH.QNg Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm Tắt - Mỏ khí Cá Voi Xanh (CVX) với trữ lượng thu hồi ước tính vào khoảng 150 tỷ m3, xem mỏ khí lớn vùng biển khơi Việt Nam từ trước đến nên đưa mỏ khí vào khai thác cách thuận lợi đem lại tiềm kinh tế vô lớn cho đất nước Tuy nhiên, với hàm lượng cao khí CO2 30% thể tích hàm lượng khí H2S 2000 ppm địi hỏi phải có biện pháp xử lý khí acid giàn để thể vận chuyển khí vào bờ Nói phương pháp xử lý acid, có nhiều phương pháp xử lý khác nhau, phương pháp lại có ưu, nhược điểm riêng phù hợp cho trường hợp khác Vậy phương án phù hợp để xử lý khí acid cho mỏ khí CVX mặt yêu cầu kỹ thuật lẫn tính hiệu kinh tế? Để giải vấn đề nói trên, luận văn bao gồm nhiệm vụ sau: Tìm hiểu tổng quan khí thiên nhiên mỏ khí Cá Voi Xanh, q trình xử lý khí acid Từ đề xuất phương án phù hợp để xử lý khí acid cho mỏ khí Cá Voi Xanh Bước tiến hành mô phương án chọn phần mềm Aspen One Từ đó, đánh giá kinh tế cho phương án xử lý khí acid đưa phương án tốt Từ khóa: Khí mỏ Cá Voi Xanh (CVX); xử lý khí acid; hấp thụ hóa học; màng thẩm thấu; phần mềm Aspen One EVALUATION AND PROPOSAL OF THE METHOD OF ACID GAS REMOVAL TECHNOLOGY FOR NATURAL GAS FROM GREEN WHALE GAS FIELD Abstract – Blue Whale (Ca Voi Xanh) gas field whose the estimated reserve of about 150 billion m3, is considered the largest offshore gas field in Vietnam so far, so if it is possible to put this gas fields into exploitation, it will be convenient to a bring a great economic potential for our country However, with a very high CO2 content of about 30% volume and H2S gas content of about 2000 ppm requires that we take measures to treat acid gas immediately at the rig to be able to transport gas to shore Talking about the acid gas removal, there are many different treatment methods, each method has its own advantages and disadvantages suitable for each different case So which new method is the best suitable to remove acid gas for Blue Whale gas field both in terms of technical requirements and economic efficiency? To solve the above problems, the thesis will include the following tasks: Understanding the overview of natural gas and Blue Whale gas field, about the process of treating acid gas Since then, propose suitable solutions to treat acid gas for the Blue Whale gas field The next step is to simulate selected options with the Aspen One software suite From there, evaluate the economy for the treatment of acid gas and give the best plan Keywords: Blue Whale gas; acid gas removal; chemical absorption; membrane; Aspen One software suite MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN TÓM TẮT LUẬN VĂN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ KHÍ THIÊN NHIÊN VÀ MỎ KHÍ CÁ VOI XANH 1.1 Tổng quan khí thiên nhiên 1.1.1 Nguồn gốc .3 1.1.2 Thành phần khí thiên nhiên 1.1.3 Phân loại khí thiên nhiên 1.1.4 Tiềm khí việt nam .4 1.2 Tổng quan mỏ khí Cá Voi Xanh 1.2.1 Vị trí 1.2.2 Tầm quan trọng dự án 1.2.3 Thành phần CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ Q TRÌNH XỬ LÍ KHÍ ACID 2.1 Tác hại khí acid 2.2 Các phương pháp xử lý khí acid .7 2.2.1 Phương pháp hấp thụ 2.2.2 Phương pháp hấp phụ .9 2.2.3 Phương pháp thẩm thấu khí 10 2.2.4 Phương pháp chưng cất nhiệt độ thấp 12 CHƯƠNG PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ KHÍ ACID CHO KHÍ MỎ CÁ VOI XANH 14 3.1 Phương pháp hấp thụ hố học dung mơi amine 14 3.2 Phương pháp thẩm thấu 15 CHƯƠNG TỔNG QUAN BỘ PHẦN MỀM ASPEN ONE 20 4.1 Giới thiệu phần mềm Aspen Custom Modeler 20 4.2 Giới thiệu phần mềm Aspen Properties Desktop 21 4.3 Giới thiệu phần mềm Aspen HYSYS .21 4.4 Giới thiệu phần mềm Aspen Process Economic Analyzer .22 CHƯƠNG MÔ PHỎNG CÁC PHƯƠNG ÁN KHẢ THI NHẰM LOẠI BỎ KHÍ ACID CHO KHÍ MỎ CÁ VOI XANH 24 5.1 Mô phương án sử dụng màng thẩm thấu (membrane) 24 5.1.1 Thuật tốn q trình mơ 24 5.1.2 Các bước tiến hành mô 24 5.1.3 Mô sơ đồ cơng nghệ bước có hồi lưu .31 5.1.4 Mô sơ đồ cơng nghệ giai đoạn có hồi lưu 33 5.1.5 Đánh giá công nghệ màng từ kết mô 34 5.2 Mơ phương án hấp thụ hố học 35 5.2.1 Cơ sở liệu mô .35 5.2.2 Tiến hành mô .39 5.2.3 Kết mô 40 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ TÍNH KINH TẾ CỦA CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ LÍ KHÍ ACID 42 6.1 Các bước tiến hành đánh giá tính kinh tế 42 6.2 Đánh giá tính kinh tế cho phương án Membrane 44 6.3 Đánh giá tính kinh tế cho phương án hấp thụ hoá học 45 6.4 So sánh lựa chọn phương án tối ưu 45 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao) DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ACM APEA CFZ Aspen Custom Modeler Aspen Process Economic Analyzer Controlled Freezing Zone CVX DEA Cá Voi Xanh Diethanolamine DGA DIPA DMEPEG Diglycolamine Diisopropanolamine Dimethyl ether polyethylene glycol GPM HC Gallon Per Minute Hydrocarbon KTN MDEA MEA Membrane Khí thiên nhiên Methyl diethanolamine Monoethanolamine Màng lọc MMSCFD Million Standard Cubic Feet Per Day NGL NMP Offshore Permeate ppmv Retentate RSH Natural Gas Liquids N-Methyl-2-pyrrolidone Ngồi khơi Dịng khí qua màng lọc (Giàu CO2, H2S) Phần triệu thể tích Dịng khí khơng qua màng lọc (Giàu hydrocarbon) Mercaptan % vol UOP Phần trăm thể tích Universal Oil Product DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng bảng 1.1 Thành phần hóa học (% thể tích) khí tự nhiên khí đồng hành số mỏ khí Việt Nam Trang 1.2 Thành phần mỏ khí Cá Voi Xanh 2.1 Tính chất vật lý số dung mơi vật lý 2.2 Tính chất hố lý dung môi amine 3.1 So sánh amine sử dụng cho trình hấp thụ hoá học 15 5.1 Độ chọn lọc hệ số thẩm thấu cấu tử màng lọc 31 5.2 Kết mô công nghệ bước có hồi lưu 33 5.3 Kết mơ trường hợp giai đoạn có hồi lưu 34 5.4 So sánh kết từ cơng nghệ xử lí 35 5.5 Giá trị K loại Amine 36 5.6 Thơng số dịng Lean Amine 36 5.7 Kết mơ 40 5.8 So sánh khí sản phẩm thu từ phương án 40 6.1 Kết đánh giá tính kinh tế cho phương án Membrane 44 6.2 Chi phí màng lọc 44 6.3 Chi phí vận hành màng lọc 15 năm 44 6.4 Chi phí thực tế phương án Membrane 45 6.5 Kết đánh giá tính kinh tế phương án hấp thụ hố học 45 6.6 So sánh chi phí hai phương án 45 6.7 Chi phí phương án hấp thụ hố học sau 15 năm 46 6.8 Chi phí phương án membrane sau 15 năm 48 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu Tên hình hình Trang 1.1 Vị trí mỏ Cá Voi Xanh 2.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động trình Selexol 2.2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động q trình khử acid cho khí dung mơi hấp thụ amine 2.3 Sơ đồ q trình khử acid hấp phụ 10 2.4 Nguyên lý hoạt động màng lọc 10 2.5 Cấu tạo màng lọc phẳng 11 2.6 Cấu tạo màng chùm sợi rỗng 11 2.7 Sơ đồ cơng nghệ q trình Ryan-Holme 12 2.8 Sơ đồ cơng nghệ q trình CFZ 12 3.1 So sánh hiệu sử dụng công nghệ loại bỏ CO2 15 3.2 Hình thể việc sử dụng hiệu không gian Skid 16 3.3 Sơ đồ công nghệ giai đoạn 17 3.4 Sơ đồ công nghệ giai đoạn 18 3.5 Sơ đồ công nghệ bước 18 4.1 Nguyên lý làm việc phần mềm ACM 20 4.2 Giao diện làm việc phần mềm ACM 21 4.3 Giao diện làm việc phần mềm Aspen Properties 21 4.4 Giao diện làm việc phần mềm HYSYS 22 4.5 Môi trường làm việc phần mềm Aspen Process Economic Analyzer 23 4.6 Đánh giá tính kinh tế trực tiếp phần mềm HYSYS 23 5.1 Lựa chọn cấu tử 24 5.2 Lựa chọn hệ phương trình nhiệt động 25 5.3 Nhập liệu đầu vào cho phần mềm ACM 25 5.4 Tạo model Membrane 26 5.5 Nhập code cho Model Membrane 27 5.6 Tạo biểu tượng cho Model Membrane 27 5.7 Tạo dòng nguyên liệu sản phẩm cho Membrane 28 5.8 Mơ hình membrane hồn thiện 28 5.9 Xuất file mơ từ ACM sang HYSYS 29 Số hiệu hình Tên hình Trang 5.10 Cài đặt Membrane vào HYSYS 29 5.11 Nhập cấu tử hệ nhiệt động cho phần mềm HYSYS 30 5.12 Cấu hình Model Membrane HYSYS 30 5.13 Sơ đồ mô công nghệ bước 31 5.14 Thông số vận hành máy nén 32 5.15 Thông số vận hành thiết bị làm mát 32 5.16 Sơ đồ mơ q trình giai đoạn 33 5.17 Thông số vận hành tháp hấp thụ 36 5.18 Thơng số dịng tháp hấp thụ 37 5.19 Thông số vận hành tháp tái sinh amine 37 5.20 Thơng số dịng tháp tái sinh amine 38 5.21 Thông số thiết bị trao đổi nhiệt 38 5.22 Thơng số dịng thiết bị trao đổi nhiệt 39 5.23 Sơ đồ mơ q trình xử lí khí acid phương pháp hấp thụ hố học 39 6.1 Thiết lập Scenario để đánh giá tính kinh tế 42 6.2 Đánh giá tính kinh tế sơ phần mềm HYSYS 43 6.3 Kết đánh giá tính kinh tế phần mềm HYSYS 43 6.4 Đồ thị lãi suất phải trả cho phương án hấp thụ hoá học 47 6.5 Đồ thị lãi suất phải trả cho phương án membrane 47 6.6 Đồ thị thể chi phí đơn vị sản phẩm cho hai phương án 49 13 Tuy nhiên trình Ryan-Holme CFZ phương pháp chưng cất nhiệt độ thấp phức tạp mặt công nghệ, dường chưa ứng dụng công nghiệp 14 CHƯƠNG PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ KHÍ ACID CHO KHÍ MỎ CÁ VOI XANH Khí mỏ Cá Voi Xanh có đặc trưng kỹ thuật sau: - Lưu lượng khí nguyên liệu lớn: tối thiểu tỷ m3/năm - Hàm lượng khí acid cao: 2500 ppmv H2S, 30% thể tích CO2 - Yêu cầu chất lượng khí sản phẩm vào bờ : H2S < 30 ppmv, CO2  8% vol Qua phần tổng quan chương 2, hồn tồn có sở khoa học để phân tích lựa chọn phương pháp cơng nghệ phù hợp nhằm xử lí khí acid cho mỏ khí Cá Voi Xanh Trong đó: - Phương pháp hấp thụ vật lý khơng phù hợp để xử lý mỏ khí offshore mỏ khí Cá Voi Xanh sơ đồ cơng nghệ với nhiều thiết bị q cồng kềnh; ngồi với phương pháp khử thô đảm bảo tiêu chí hàm lượng H2S nhỏ dịng khí sản phẩm; - Phương pháp hấp phụ khơng thoả mãn tiêu chí khả xử lý lưu lượng khí lớn (lưu lượng khí cần xử lý dao động khoảng triệu ft3 chuẩn/ngày) tiêu chí hàm lượng khí acid lớn dòng nguyên liệu đầu vào Như vậy, ta sâu phân tích phương pháp hấp thụ hố học dung mơi amine phương pháp thẩm thấu để xem xét mức độ phù hợp phương pháp cho việc xử lí khí acid cho mỏ khí Cá Voi Xanh, thoả mãn yêu cầu đề 3.1 Phương pháp hấp thụ hố học dung mơi amine Như trình bày chương 2, phương pháp khử tinh khí acid với việc sử dụng nhiều loại dung mơi amine có tính kỹ thuật khác so sánh bảng 3.1, dung mơi Methyl DiEthanol Amine (MDEA) dung môi tiềm năng, nghiên cứu sử dụng gần đây, với nhiều ưu điểm : Hoạt tính hóa học mạnh, hồn tồn thỏa mãn tiêu chí chất lượng khí sản phẩm với hàm lượng H2S nhỏ, sử dụng dung môi nồng độ cao nên cho phép giảm lưu lượng bội số tuần hồn dung mơi, giảm chi phí, tăng tính kinh tế cho q trình Đặc biệt, mỏ khí offshore nguồn khí Cá Voi Xanh, phương pháp hấp thụ hố học dung mơi amine lại mang tính khả thi sơ đồ công nghệ phân xưởng xử lý khí acid dung mơi amine đơn giản thiết bị bền nên vốn đầu tư thấp 15 Bảng 3.1 So sánh amine sử dụng cho q trình hấp thụ hố học [3] Nồng độ, %wt MEA DGA DEA DIPA MDEA 15 – 20 45 – 65 20 – 35 30-40 40 – 55 Khả hấp thụ khí acid, mol/h 49,8 Chi phí Cao Trung bình Thấp Thấp Rất thấp Ăn mịn Cao Trung bình Trung bình Thấp Rất thấp Nồng độ CO2 Thấp Thấp Thấp Thấp Thấp Nồng độ H2S Khơng có Khơng có Khơng có Khơng có Khơng có Khối lượng phân tử 61,8 105,14 105,14 133,19 119,17 Xu hướng tạo bọt Thấp Thấp Thấp Trung bình Cao Mol Acid/mol dung mơi 0,35 0,25 - 0,35 0,5 - 0,7 Phụ thuộc vào khí acid > 0,45 15 -40 20 16 -25 Nhiệt độ đơng đặc, oF 58,6 87,5 Hiện nay, có nhà quyền UOP, BASF, Uhde xác nhận cung cấp cơng nghệ xử lí khí acid anime cho dịng khí từ mỏ Cá Voi Xanh cho trường hợp loại bỏ chọn lọc H2S loại bỏ đồng thời H2S CO2 [1] Ta lựa chọn công nghệ nhà quyền BASF với dung môi sử dụng MDEA 3.2 Phương pháp thẩm thấu Theo nghiên cứu thực nhà tư vấn công nghệ, nhà cung cấp thiết bị chun gia cơng nghệ sử dụng màng thẩm thấu đánh giá hiệu kinh tế để loại bỏ CO2 Đây phương pháp lý tưởng cho mỏ khí ngồi khơi, có địa hình khơng thuận lợi, thân thiện với môi trường phương pháp sử dụng dung môi ln phải đối mặt với vấn đề xử lý hóa chất Hình 3.1 So sánh hiệu sử dụng công nghệ loại bỏ CO2 [9] Các nhân tố lựa chọn đánh giá hình 3.1 gồm: chi phí đầu tư, chi phí sản xuất, hiệu loại bỏ CO2, độ bền, kích thước thiết bị, độ thân thiện môi trường 16 Phương pháp màng thẩm thấu có nhiều ưu điểm sau: - Chi phí vốn thấp: hệ thống màng skid gắn kết phạm vi, chi phí thời gian thực để chuẩn bị tối thiểu Chi phí lắp đặt thấp so với công nghệ khác, đặc biệt vị trí lắp đặt ngồi khơi, xa đất liền - Chi phí vận hành thấp: Chi phí vận hành chủ yếu chi phí để thay màng Chi phí thấp so với việc thay dung mơi chi phí lượng nhà máy công nghệ truyền thống Những cải tiến cấu tạo màng lọc thiết kế xử lý sơ khí cho phép tăng thời gian sống màng, giúp giảm chi phí vận hành - Hồn nhanh vốn đầu tư: Thơng thường, hợp đồng mua bán mặt hàng khí tăng giảm theo thời gian Các hệ thống màng linh động, thích hợp với việc tăng giảm suất - Sử dụng không gian hiệu quả: xây dựng khối hệ thống màng lọc (Skid) tối ưu hóa sử dụng có hiệu khơng gian có sẵn Điều đặc biệt quan trọng mơi trường làm việc ngồi khơi, xa liền, việc lắp đặt bố trí khó khăn, lý nhiều nước phát triển lựa chọn phương pháp sử dụng màng lọc để loại bỏ khí acid ngồi khơi Hình 2.4 minh họa việc sử dụng hiệu không gian hệ thống màng so với hệ thống sử dụng dung mơi amine Hình 3.2 Hình thể việc sử dụng hiệu không gian Skid [11] - Hoạt động đơn giản độ tin cậy cao: Bởi hệ thống màng khơng có phận chuyển động, khơng có thời gian chết đột xuất đơn giản để hoạt động Có thể hoạt động không cần giám sát thời gian dài 17 - Khả thích nghi cao: thay đổi nhỏ thành phần khí acid nguyên liệu không làm thay đổi thông số kỹ thuật hệ thống màng - Thiết kế hiệu quả: Hệ thống màng tiền xử lý tích hợp số hoạt động khác, chẳng hạn loại nước nhiệm vụ loại bỏ CO2 H2S, hệ thống màng lọc kiểm sốt sương điểm dịng loại bỏ thủy ngân so với phương pháp xử lý khí acid truyền thống - Thân thiện với mơi trường: hệ thống màng tránh việc loại bỏ định kỳ xử lý dung môi chất hấp phụ Ngồi ra, khí thẩm thấu sử dụng để cung cấp khí nhiên liệu cho phát điện, cung cấp lượng cho máy nén thiết bị khác, tái bơm vào giếng [8] Sơ đồ công nghệ q trình xử lý khí acid màng lọc Sơ đồ công nghệ xử lý màng lọc đơn giản sơ đồ giai đoạn (Hình 3.3) Dịng thẩm thấu qua màng (permeate) có nồng độ khí acid cao dịng giàu HC (retentate) khí sản phẩm Hình 3.3 Sơ đồ cơng nghệ giai đoạn Đối với sơ đồ loại bỏ khí acid mức cao, có lượng đáng kể HC thẩm thấu qua màng bị mát Do hệ thống màng lọc nhiều giai đoạn giúp thu hồi lượng đáng kể HC bị thẩm thấu qua màng Ví dụ hệ thống hai gia đoạn (hình 3.4) cho thấy có phần HC bị mất, phần lại hồi lưu nguyên liệu ban đầu 18 Hình 3.4 Sơ đồ cơng nghệ giai đoạn Công nghệ giai đoạn dựa công nghệ giai đoạn dòng Permeate lại tiếp tục đưa qua màng lọc thứ để tăng hiệu tách thu hồi HC bị thất thoát, cho hồi lưu lại với dòng nguyên liệu ban đầu, cơng nghệ địi hỏi bổ sung thêm máy nén (áp suất giảm mạnh qua màng lọc) hệ thống làm mát nên cần phải xét hiệu việc thu hồi HC so với việc đầu tư máy nén có mang lại kinh tế hay khơng Phương án thẩm thấu ba giai đoạn bị loại bỏ ứng với màng lọc địi hỏi máy nén để tăng áp suất dòng permetate trước đưa hồi lưu làm tăng mạnh chi phí q trình [6] Ngồi cịn có cơng nghệ bước (Hình 3.5) dựa cơng nghệ giai đoạn, cho sản phẩm có độ tinh khiết cao dịng Retentate khỏi màng thứ tiếp tục đưa sang màng thứ hai Tại màng thứ hai dòng Retentate lấy ngồi, dịng Permeate chứa chủ yếu CO2 HC bị kéo theo sau nâng áp làm mát hồi lưu lại với dòng nguyên liệu Hình 3.5 Sơ đồ cơng nghệ bước 19 Tóm lại, qua phân tích trên, hai phương pháp thích hợp để xử lý khí acid cho khí thiên nhiên từ mỏ Cá Voi Xanh hấp thụ dung mơi hóa học màng thẩm thấu Và để đề xuất phương án tối ưu để xử lý khí acid cho mỏ khí Cá Voi Xanh, tiến hành mô sơ đồ công nghệ ứng với phương án đánh giá dựa vào kết trích xuất từ phần mềm Aspen One 20 CHƯƠNG TỔNG QUAN BỘ PHẦN MỀM ASPEN ONE 4.1 Giới thiệu phần mềm Aspen Custom Modeler Aspen Custom Modeler (ACM) môi trường mơ phát triển mơ hình q trình thiết bị Nó xây dựng mơi trường mơ hình hóa cho phép người dùng viết nhiều mơ hình dạng tập hợp phương trình đại số vi phân phi tuyến tính Phần mềm cho phép người dùng nhanh chóng tạo mơ hình thiết bị xử lý áp dụng mơ hình thiết bị để mơ tối ưu hóa quy trình ACM kiểm tra tính qn phép đo, kiểm tra mức độ tự giải tập hợp phương trình thơng qua giải định hướng phương trình Mơ hình trạng thái ổn định (tĩnh) động Bên cạnh đó, mơ hình liên kết để sử dụng Aspen Plus Aspen HYSYS vài thao tác đơn giản [4] Phát triển thử nghiệm mơ hình ACM Xuất mơ hình từ ACM Cài đặt mơ hình vào máy tính Sử dụng mơ hình phần mềm Aspen Plus/Aspen HYSYS Hình 4.1 Nguyên lý làm việc phần mềm ACM 21 Hình 4.2 Giao diện làm việc phần mềm ACM 4.2 Giới thiệu phần mềm Aspen Properties Desktop Vì trình mơ địi hỏi phải kết hợp nhiều phần mềm khác nên để thuận lợi cho q trình tính toán, ta sử dụng phần mềm Aspen Properties Desktop V10 xây dựng hệ cấu tử phương trình nhiệt động dùng chung cho tồn q trình Hình 4.3 Giao diện làm việc phần mềm Aspen Properties 4.3 Giới thiệu phần mềm Aspen HYSYS HYSYS phầm mềm chuyên dụng dùng để tính tốn mơ cơng nghệ dùng cho chế biến dầu khí, q trình xử lý chế biến khí 22 sử dụng nhiều HYSYS phần mềm có khả tính tốn đa dạng, cho kết có độ xác cao, đồng thời cung cấp nhiều thuật tốn sử dụng, trợ giúp q trình tính tốn cơng nghệ, khảo sát thơng số q trình thiết kế nhà máy chế biến khí Ngồi thư viện có sẵn, HYSYS cho phép người sử dụng tạo thư viện riêng thuận tiện cho việc sử dụng Bên cạnh đó, HYSYS cịn có khả tự động tính tốn thơng số cịn lại thiết lập đủ thơng tin Đây điểm mạnh HYSYS giúp người sử dụng tránh sai sót đồng thời sử dụng liệu ban đầu khác Hình 4.4 Giao diện làm việc phần mềm HYSYS 4.4 Giới thiệu phần mềm Aspen Process Economic Analyzer Aspen Process Economic Analyzer phần mềm mô để tính tốn đưa kết chi phí cho tồn dự án Phần mềm kết nối trực tiếp với phần mềm mô khác thuộc phần mềm Aspen One như: HYSYS, Aspen Plus,… số phần mềm mô bên khác như: ProII, Simsci,… Trong phạm vi thực đồ án này, để thuận tiện ta sử dụng phần mềm Aspen Process Economic Analyzer tích hợp sẵn phần mềm HYSYS để trực tiếp tính tốn chi phí dự án 23 Hình 4.5 Mơi trường làm việc phần mềm Aspen Process Economic Analyzer Hình 4.6 Đánh giá tính kinh tế trực tiếp phần mềm HYSYS 24 CHƯƠNG MÔ PHỎNG CÁC PHƯƠNG ÁN KHẢ THI NHẰM LOẠI BỎ KHÍ ACID CHO KHÍ MỎ CÁ VOI XANH 5.1 Mô phương án sử dụng màng thẩm thấu (membrane) 5.1.1 Thuật toán trình mơ Do phần mềm HYSYS khơng hỗ trợ công cụ mô màng thẩm thấu nên ta phải sử dụng phần mềm Aspen Custom Model để thiết lập trích xuất vào HYSYS theo sơ đồ thuật tốn sau: Tạo hệ cấu tử sử dụng cho toàn trình phần mềm Aspen Properties Desktop Sử dụng phần mềm Aspen Custom Model để mô tạo Membrane Trích xuất liệu Membrane từ ACM sang HYSYS Sử dụng HYSYS mơ q trình xử lí khí acid Membrane 5.1.2 Các bước tiến hành mô 5.1.2.1 Tạo hệ cấu tử lựa chọn phương trình nhiệt động Tại tab Components ta tiến hành lựa chọn cấu tử cần sử dụng Hình 5.1 Lựa chọn cấu tử Tải FULL (75 trang): bit.ly/2Ywib4t 25 Dự phịng: fb.com/KhoTaiLieuAZ Tiếp theo ta chuyển sang tab Methods để lựa chọn phương trình nhiệt động Hình 5.2 Lựa chọn hệ phương trình nhiệt động Sau hoàn thành xong bước trên, ta tiến hành Save dùng file để làm liệu đầu vào cho phần mềm ACM HYSYS 5.1.2.2 Sử dụng phần mềm ACM mô Membrane Trong tab Component List chọn Configure Properties Use Aspen property System Import Aspen Properties file chọn đường dẫn đến file mà ta vừa tạo phần mềm Aspen Properties Desktop V10 Hình 5.3 Nhập liệu đầu vào cho phần mềm ACM 26 Tiếp theo, tab Custom Modeling chọn Models Add Model tiến hành đặt tên cho Model tạo này, ta tạm đặt Membrane Hình 5.4 Tạo model Membrane Lúc này, phần mềm yêu cầu phải nhập lập trình cho model Ngơn ngữ lập trình sử dụng ngơn ngữ tham chiếu ACM Các phương trình, biến tham số mơ hình membrane phải khai báo phần Trong mơ hình này, khai báo gồm có : Tải FULL (75 trang): bit.ly/2Ywib4t  NCells : Số lõi lọc Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ  A : Tổng diện tích màng, m2  L() : Hệ số thẩm thấu cấu tử, m3/m2.h.bar  Lmol() : Hệ số thẩm thấu cấu tử tính theo mol, kmol/m2.h.bar  PPerm : Áp suất dịng khí qua màng, bar  ACell : Diện tính lõi lọc, m2  FRet() : Lưu lượng mol dòng khí khơng qua màng lõi lọc, kmol/h  FPerm() : Lưu lượng mol dịng khí qua màng lõi lọc, kmol/h  ZRet() : Phần mol cấu tử dịng khí khơng qua màng sau lõi lọc  ZPerm() : Phần mol cấu tử dịng khí qua màng sau lõi lọc  Jmol() : Lưu lượng mol cấu tử dịng khí qua màng sau lõi lọc  RhoRet : Nồng độ dịng khí khơng qua màng  RhoPerm : Nồng độ dịng khí qua màng 27 Chi tiết đoạn mã xin tham khảo phụ lục đính kèm Hình 5.5 Nhập code cho Model Membrane Sau tiến hành nhập code xong, ta nhấn phím F8 để tiến hành chạy code, khơng báo lỗi có nghĩa code hoạt động ổn định Tiếp theo ta đóng cửa sổ code, click chuột vào model Membrane vừa tạo chọn Add Icon để tạo biểu tượng mơ hình Membrane theo ý muốn Hình 5.6 Tạo biểu tượng cho Model Membrane eb7d241c ... xin đề xuất chọn đề tài cho luận văn ? ?Nghiên cứu đề xuất cơng nghệ xử lý khí acid cho khí thiên nhiên từ mỏ Cá Voi Xanh? ?? Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu, mơ nhằm đánh giá đề xuất phương án công nghệ. .. vấn đề nói trên, luận văn bao gồm nhiệm vụ sau: Tìm hiểu tổng quan khí thiên nhiên mỏ khí Cá Voi Xanh, q trình xử lý khí acid Từ đề xuất phương án phù hợp để xử lý khí acid cho mỏ khí Cá Voi Xanh. .. án công nghệ để xử lý khí acid cơng cụ phần mềm mô Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu đặc trưng khí mỏ Cá Voi Xanh - Nghiên cứu lựa chọn phương án cơng nghệ phù hợp để xử lý khí acid cho khí mỏ Cá