Quá trình hình thành và sản xuất ga LPG

THỰC TẬP CHUYÊN MÔN Đề tài: Quá trình hình thành và sản xuất ga LPG LỜI MỞ ĐẦU Với những hành trang kiến thức tích lũy được trong quá trình học tập và rèn luyện tại trường vẫn sẽ là chưa đủ nếu không có các hoạt động thực tế tại các nhà máy, xí nghiệp… Tuy nhiên trong tình hình dịch bệnh Covid-19 đang diễn biến phức tạp để góp phần chung tay ngăn chặn và đẩy lui dịch bệnh nhưng vẫn giúp sinh viên chúng em tiếp thu được các kiến thức mới, nhà trường đã thực hiện kì thực tập chuyên môn online này cho chúng em. Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến nhà trường vì đã giúp chúng em có thể hoàn thành chương trình học một các đúng lịch ra trường nhất. Với mục đích hoàn thành tốt kì thực tập chuyên môn này, trong các ngày từ ngày 1/8 đến ngày 14/8 em đã nguyên cứu và thực hiện đề tài Quá trình hình thành và sản xuất ga LPG với hai nội dung sau: - Tìm hiểu các khái niệm về ga LPG - Quá trình hình thành và sản xuất ga LPG Bài báo cáo này là chính sự tổng hợp kiến thức đã được học tập tại nhà trường cũng như là các kiến thức tìm hiểu được qua nhiều nguồn khác nhau trong khoảng thời gian nghiên cứu vừa qua. Vì là những kiến thức mới nên việc tìm hiểu thông qua các tài liệu trên internet sẽ có phần thiếu sót và chưa hoàn thiện. Ngoài ra kiến thức chỉ dừng lại ở mức lý thuyết vì chưa được tiếp xúc với thực tế nên chưa đủ để hoàn thành tốt bài báo cáo hơn nữa. Trong quá trình báo cáo nếu em có sai sót mong thầy cô đóng góp ý kiến giúp em hoàn thiện bản thân mình hơn. Một lần nữa em xin gửi lời cảm ơn đến nhà trường và thầy cô! THỰC TẬP CHUYÊN MÔN Đề tài: Quá trình hình thành và sản xuất ga LPG LỜI MỞ ĐẦU Với những hành trang kiến thức tích lũy được trong quá trình học tập và rèn luyện tại trường vẫn sẽ là chưa đủ nếu không có các hoạt động thực tế tại các nhà máy, xí nghiệp… Tuy nhiên trong tình hình dịch bệnh Covid-19 đang diễn biến phức tạp để góp phần chung tay ngăn chặn và đẩy lui dịch bệnh nhưng vẫn giúp sinh viên chúng em tiếp thu được các kiến thức mới, nhà trường đã thực hiện kì thực tập chuyên môn online này cho chúng em. Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến nhà trường vì đã giúp chúng em có thể hoàn thành chương trình học một các đúng lịch ra trường nhất. Với mục đích hoàn thành tốt kì thực tập chuyên môn này, trong các ngày từ ngày 1/8 đến ngày 14/8 em đã nguyên cứu và thực hiện đề tài Quá trình hình thành và sản xuất ga LPG với hai nội dung sau: - Tìm hiểu các khái niệm về ga LPG - Quá trình hình thành và sản xuất ga LPG Bài báo cáo này là chính sự tổng hợp kiến thức đã được học tập tại nhà trường cũng như là các kiến thức tìm hiểu được qua nhiều nguồn khác nhau trong khoảng thời gian nghiên cứu vừa qua. Vì là những kiến thức mới nên việc tìm hiểu thông qua các tài liệu trên internet sẽ có phần thiếu sót và chưa hoàn thiện. Ngoài ra kiến thức chỉ dừng lại ở mức lý thuyết vì chưa được tiếp xúc với thực tế nên chưa đủ để hoàn thành tốt bài báo cáo hơn nữa. Trong quá trình báo cáo nếu em có sai sót mong thầy cô đóng góp ý kiến giúp em hoàn thiện bản thân mình hơn. Một lần nữa em xin gửi lời cảm ơn đến nhà trường và thầy cô!

Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Chính

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

THỰC TẬP CHUYÊN MÔN

Đề tài: Quá trình hình

thành và sản xuất ga LPG

Báo Cáo Thực Tập Chuyên Môn Khoa Điện – Điện Tử Viễn Thông

2

LỜI MỞ ĐẦU

Với những hành trang kiến thức tích lũy được trong quá trình học tập và rènluyện tại trường vẫn sẽ là chưa đủ nếu không có các hoạt động thực tế tại các nhàmáy, xí nghiệp… Tuy nhiên trong tình hình dịch bệnh Covid-19 đang diễn biếnphức tạp để góp phần chung tay ngăn chặn và đẩy lui dịch bệnh nhưng vẫn giúpsinh viên chúng em tiếp thu được các kiến thức mới, nhà trường đã thực hiện kìthực tập chuyên môn online này cho chúng em Em xin chân thành gửi lời cảm ơnđến nhà trường vì đã giúp chúng em có thể hoàn thành chương trình học một cácđúng lịch ra trường nhất

Với mục đích hoàn thành tốt kì thực tập chuyên môn này, trong các ngày từngày 1/8 đến ngày 14/8 em đã nguyên cứu và thực hiện đề tài Quá trình hình thành

và sản xuất ga LPG với hai nội dung sau:

- Tìm hiểu các khái niệm về ga LPG

- Quá trình hình thành và sản xuất ga LPG

Bài báo cáo này là chính sự tổng hợp kiến thức đã được học tập tại nhà trườngcũng như là các kiến thức tìm hiểu được qua nhiều nguồn khác nhau trong khoảngthời gian nghiên cứu vừa qua Vì là những kiến thức mới nên việc tìm hiểu thôngqua các tài liệu trên internet sẽ có phần thiếu sót và chưa hoàn thiện Ngoài ra kiếnthức chỉ dừng lại ở mức lý thuyết vì chưa được tiếp xúc với thực tế nên chưa đủ đểhoàn thành tốt bài báo cáo hơn nữa Trong quá trình báo cáo nếu em có sai sótmong thầy cô đóng góp ý kiến giúp em hoàn thiện bản thân mình hơn Một lần nữa

em xin gửi lời cảm ơn đến nhà trường và thầy cô!

Tây Ninh, ngày 14 tháng 8 năm 2021

Sinh viên thực hiện

LỜI CẢM ƠN

Trong sự thành công của kì thực tập chuyên môn lần này em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến:

- Khoa Điện – Điện Tử Viễn Thông, Trường Đại Học GTVT TP.HCM

- Giảng viên hướng dẫn, cô Nguyễn Thị Chính

Đã tận tình giúp đỡ em trong việc hoàn thành bài báo cáo thực tập Mặc dù trong tình hình dịch bệnh COVID-19 đang diễn biến hết sức phức tạp, gây ra nhiều khó khăn cho nhà trường, thầy cô cũng như là sinh viên chúng em Nhưng cô Chính vẫn luôn tận tình giải đáp các thắc mắc của em về các vấn đề trong đề tài mà em nghiên cứu Một lần nữa

em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô!

Tây Ninh, ngày 14 tháng 8 năm 2021

Sinh viên thực hiện

MỤC LỤC

PHẦN 1: MỞ ĐẦU 8

1 Khai thác và sử dụng LPG trên thế giới 8

2 Khai thác và sử dụng LPG ở Việt Nam 9

PHẦN 2: GIỚI THIỆU VỀ KHÍ DẦU MỎ HÓA LỎNG LPG 12

1 Khái niệm và những giải pháp ứng dụng của khí dầu mỏ hóa lỏng LPG 12

1.1 Khái niệm về khí dầu mỏ hóa lỏng LPG 12

1.2 Những ưu điểm vượt trội của LPG 12

1.3 Các giải pháp ứng dụng LPG 12

2 Các đặc tính của LPG 13

2.1 Thành phần 13

2.2 Trạng thái tồn tại 13

2.3 Nhiệt độ sôi 14

2.4 Tỷ trọng của LPG 14

2.5 Áp suất hơi bão hoà 15

2.6 Tính giảm nở 15

2.7 Giới hạn cháy nổ 16

2.8 Nhiệt trị 16

2.9 Nhiệt độ tự bắt cháy 17

2.10 Nhiệt độ ngọn lửa 18

2.11 Vận tốc ngọn lửa 18

2.12 Trị số octan 19

2.13 Thể tích phân tử gam 19

2.14 Độ nhớt 19

2.15 Tính độc 19

2.16 Màu sắc và mùi vị 20

2.17 Yêu cầu kỹ thuật đối với khí đốt hoá lỏng 20

3 Vận chuyển, bảo quản và tồn chứa LPG 21

3.1 Vận chuyển LPG 21

3.2 Bảo quản và tồn chứa 21

4 An toàn khi sử dụng LPG 22

PHẦN 3: QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH VÀ SẢN XUẤT LPG 23

1 Thu gom và phân li dầu khí 23

1.1 Thu gom khí 23

1.2 Phân li dầu khí 25

2 Quá trình làm sạch khí 26

2.1 Làm sạch khí khỏi các tạp chất cơ học 26

2.2 Quá trình sấy khí 27

2.3 Quá trình làm ngọt khí 29

3 Tách các thành phần khí đồng hành 34

3.1 Phương pháp ngưng tụ 34

3.2 Phương pháp hấp thụ 39

3.3 Chế biến khí bằng phương pháp chưng cất nhiệt độ thấp 41

3.4 Phương pháp giãn nở Tubor 42

4 Pha trộn thành phần LPG 44

5 Một số sơ đồ công nghệ sản xuất LPG 45

5.1 Phương pháp nén khí 45

5.2 Phương pháp làm lạnh 46

5.3 LPG và sự quay vòng olefin 48

5.4 Phương pháp hấp thụ 49

5.5 Dây chuyền sơ đồ công nghệ của samsung - Hàn Quốc 50

5.6 Dây chuyền công nghệ GPP Dinh Cố (Vũng Tàu) 51

PHẦN 5: CÁC ỨNG DỤNG TỰ ĐỘNG HÓA ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT LPG 53

1 Hệ thống điều khiển nhiệt độ tự động(sấy khí) 53

2 Hệ thống làm lạnh khí tự động 55

3 Hệ thống tự động cảnh báo rò khí 55

4 Hệ thống giám sát áp suất 56

5 Hệ thống bơm khí tự động 57

6 Hệ thống giám sát và thu thập dữ liệu SCADA 58

PHẦN 6: PHẦN KẾT 59

NGUỒN THAM KHẢO 60

PHỤ LỤC 61

MỤC LỤC HÌNH

Hình 1 Sơ đồ công nghệ làm sạch H2S và CO2 bằng dung dịch alkanolamin 31

Hình 2 Sơ đồ nhiều bậc dùng để tách các phân đoạn C2 trở lên 38

Hình 3 Sơ đồ công nghệ hấp thụ nhiệt độ thấp 40

Hình 4 Chế biến khí bằng phương pháp chưng cất nhiệt độ thấp 42

Hình 5 Phương pháp giãn nở Tubor 43

Hình 6 Phương pháp nén khí 45

Hình 7 Phương pháp làm lạnh 47

Hình 8 LPG và sự quay vòng olefin 48

Hình 9 Phương pháp hấp thụ 49

Hình 10 Nguyên tắc thiết kế hệ thống điều khiển nhiệt độ bằng PID 53

Hình 11 Cách thức hoạt động của bộ điều khiển PID 54

Hình 12 Hệ thống điều khiển nhiệt độ bằng PID 54

Hình 13 Hệ thống làm lạnh khí tự động 55

Hình 14 Hệ thống cảnh báo rò khí 56

Hình 15 Hệ thống giám sát áp suất tự động 56

Hình 16 Hệ thống bơm khí tự động 57

Hình 17 Giao diện SCADA 58

Hình 18 Cấu hình hệ thống điều khiển 58

MỤC LỤC BẢNG

Bảng 1 Như cầu tiêu thụ LPG ở Việt Nam 11

Bảng 2 Các đặc tính của LPG 14

Bảng 3 Áp suất của Propan và Butan 15

Bảng 4 Áp suất hơi bảo hòa hỗn hợp Propan và Butan theo tỉ lệ %, C,0 kg/m3 15

Bảng 5 Giới hạn cháy nổ của LPG 16

Bảng 6 Nhiệt trị của LPG 17

Bảng 7 Nhiệt độ tự bắt cháy của LPG 18

Bảng 8 Nhiệt độ của ngọn lửa 18

Bảng 9 Vận tốc ngọn lửa 19

Bảng 10 Trị số octan của LPG 19

Bảng 11 Yêu cầu kỹ thuật với LPG 20

PHẦN 1: MỞ ĐẦU

1 Khai thác và sử dụng LPG trên thế giới

Cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp, ngành công nghiệp sản xuất

và sử dụng nguồn nguyên liệu từ dầu mỏ và khí cũng được phát triển mạnh mẽ vớimục đích chủ yếu là giải quyết vấn đề nhiên liệu động cơ, nhiên liệu công nghiệp,nhiên liệu dân dụng Trong sự phát triển đó công nghiệp chế biến khí đã phát triểnkhông ngừng, nó đem lại hiệu quả kinh tế cao cho nền kinh tế

Trong quá trình khai thác dầu mỏ đo áp suất và nhiệt độ giảm, khí hòa tan trongdầu mỏ sẽ thoát ra, khí thu được cùng với quá trình khai thác dầu và được gọi làkhí đồng hành Khí thiên nhiên, khí đồng hành là nguồn nguyên, nhiên liệu quý giá

do ít gây ô nhiễm môi trường, có giá thành rẻ và tính an toàn cao

Đối với các nước phát triển, LPG được sản xuất mạnh như Mỹ, Nga, Canada,Mexico, Nauy LPG được sản xuất từ nguồn nguyên liệu chính là khí thiên nhiên

và khí đồng hành, tổng sản lượng LPG thu được từ quá trình chế biến khí đồnghành chiếm trọng lớn khoảng 60% khối lượng

Trên thế giới năm 2000 sử dụng LPG đạt tới 255 triệu tấn với tốc độ tăng hàngnăm 4 - 6 % Khu vực tiêu thụ sản phẩm LPG lớn là Đông Bắc Á có Nhật Bản,Trung Quốc, Hàn Quốc, Ấn Độ Khu vực Bắc Mỹ có Mỹ, Mexico, Canada và khuvực Tây Âu

Châu Á hiện nay là nơi diễn ra các hoạt động đầu tư các cơ sở vật chất kỹ thuậtphục vụ quá trình khai thác, tiếp nhận và phân phối LPG với tỷ lệ phát triển 10 - 30

% năm Tại Ả Rập Xêut là nước sản xuất LPG lớn nhất thế giới hiện nay Hàngnăm xuất khẩu khoảng 10 triệu tấn Nhật bản là nơi có nhu cầu nhập khẩu LPG lớnnhất hiện nay chiếm khoảng 26% nhu cầu nhập khẩu LPG trên thế giới Malaysia

là nước trong những năm qua cũng đã phát triển rất mạnh mẽ về công nghiệp dầukhí, sản lượng khai thác tăng gấp 5,5 lần trong đó có 20% là khí đồng hành dùng

để chế biến LPG Các nước Đông Nam Á trong những năm gần đây cũng đã vàđang tiêu thụ LPG tăng lên đáng kể khoảng 16 triệu tấn/năm

Khu vực Châu Phi, các nước có khả năng sản xuất LPG lớn như Angeri,Nigeria, Ai Cập, Libi, sản lượng cung cấp khoảng 7,8 triệu tấn/năm

Nhu cầu tiêu thụ LPG ở Tây Âu khoảng 22 triệu tấn/năm vào năm 1996 lượngLPG nhập chủ yếu từ Anh và Nauy

Trong thập kỷ vừa qua nhu cầu tiêu thụ LPG trên thế giới tăng gấp 9 lần so vớinhu cầu về dầu mỏ.

Hiện nay, LPG được sử dụng khá rộng rãi làm nhiên liệu trong sinh hoạt vàcông nghiệp Tuy nhiên trong những năm sắp tới LPG sẽ được sử dụng ngày mộtnhiều hơn để làm nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hữu cơ-hóa dầu nhằm chếbiến, chuyển hóa ra các sản phẩm công nghệ có giá trị kinh tế cao

2 Khai thác và sử dụng LPG ở Việt Nam

Việt Nam là nước có tiềm năng về dầu khí rất lớn, được phát hiện vào nhữngnăm 1970, với sự giúp đỡ về mặt kinh tế, kỹ thuật của các chuyên gia Liên Xô đãtiến hành thăm dò và khai thác dầu khí trên quy mô lớn ở miền Nam nước ta Do

có tiềm năng về dầu khí như vậy nên việc khai thác và sử dụng khí ở nước ta đã vàđang phát triển mạnh mẽ, đóng góp rất lớn cho nền kinh tế đất nước

LPG được sản xuất từ hai nguồn riêng biệt Thứ nhất là tách từ dầu thô và khí tựnhiên ở nơi sản xuất từ mỏ chứa Lượng Propan, Butan khác nhau rất nhiều, phụthuộc vào bản chất của mỏ dầu khí và công nghệ xử lý khí Mức độ nhận Propan,Butan và các hydrocacbon nặng hơn từ khí phụ thuộc vào bản chất của khí và côngnghệ xử lý khí Trước khi tàng trữ hay vận chuyển dầu thô bởi tàu chở dầu, áp suấthơi của nó phải được làm thấp đi để có thể chứa trong các bồn chứa của tàu thuỷ.Quá trình làm giảm trên, được gọi là quá trình làm ổn định, được thực hiện bởi sựtách Propan, Butan và các cấu tử nhẹ hơn để tạo thành dầu thô đã được ổn địnhhoá Trong trường hợp này, các cấu tử trong LPG chủ yếu là các hydrocacbon nonhư propan, z-butan và isobutan

LPG được tạo thành từ các quá trình xử lý và chế biến dầu thô như là một sảnphẩm phụ từ các thiết bị hoá học Phân Propan, Butan còn lại trong dầu thô đãđược ồn định hoá bị tách ra trong quá trình tinh chế ở cột phân đoạn dầu thô Cácthành phần của LPG này là propan, n-butan và isobutan Ngoài ra LPG còn đượcsản xuất từ các quá trình chuyển hoá như reforming xúc tác, cracking nhiệt,cracking xúc tác và hydrocracking Thành phần của LPG này phụ thuộc vào cácquá trình trên nhưng đặc trưng là bao gồm cả những hợp chất no như (propan, n-butan, isobutan) và cả những hợp chất không no như propen và buten

Hiện nay, Việt Nam đang khai thác 6 mỏ dầu và mỏ khí hình thành 4 cụm khaithác khí quan trọng

- Cụm khí thứ nhất nằm ở vùng đồng bằng Bắc Bộ, gồm nhiều mỏ khí nhỏ,trong đó có Tiền Hải - Thái Bình, trữ lượng khoảng 250 tỷ m3 khí, được bắtdầu khai thác năm 1981 phục vụ cho công nghiệp địa phương.

- Cụm khí thứ 2 thuộc vùng biển Cửu Lỏng, gồm có 4 mỏ dầu Bạch Hổ,Rồng, Rạng Đông, Ru Bi là cụm quan trọng nhất, cung cấp trên 96% sảnlượng dầu toàn quốc

- Cụm thứ 3 ở vùng biển Nam Côn Sơn gồm mỏ Đại Hùng đang khai thác vàcác mỏ khí đã phát hiện khu vực xung quanh Lan Tây, Lan Đỏ, Hải Thạch,Mộc Tinh đang chuẩn bị đưa vào khai thác Theo dự kiến của PetroVietNam,khoảng thời gian năm 2003 đến năm 2010 cụm mỏ dầu khí ở vùng biến CửuLỏng, Nam Côn Sơn có thể cung cấp 6+8 tỷ mỉ khi/năm, nó là cơ sở nguyênliệu cho cụm công nghiệp dầu khí ở Bà Rịa - Phú Mỹ và Dung Quất

- Cụm mỏ thứ 4 tại thềm lục địa Tây Nam gồm có mỏ BungaKewa – CáiNước đang khai thác, sẽ là nơi khai thác và cung cấp khí lớn thứ 2 và là cơ

sở đảm bảo cho sự phát triển cụm công nghiệp dầu khí ở Cà Mau - Cần thơ.Sản lượng khai thác ở Việt Nam hiện nay vượt quá 100 triệu tấn, đây có thể coi

là những thành công bước dầu của ngành dầu khí nước ta Song bên cạnh đó vấn đềđặt ra là phải xây dựng 1 ngành công nghiệp dầu khí và hóa dầu hoàn chỉnh songsong với khai thác thì mới phát huy hết hiệu quả kinh tế của dầu mỏ

Công nghiệp khí đòi hỏi phải có công nghệ đồng bộ từ khai thác, vận chuyển,chế biến và tiêu thụ Nguồn tiêu thụ dầu tiên là dự án khai thác và dẫn khí vào bờcho các nhà máy điện Phú Mỹ I và Phú Mỹ II, nhà máy sản xuất phân đạm Cùngvới nó, ngày 1/1/1995 nhà nước đã quyết định cho nhà máy điện Bà Rịa - VũngTàu sử dụng khí đồng hành thay diegel, đồng thời xây dựng nhà máy khí Dinh Cốtại Bà Rịa với công suất thiết kế là vận chuyển vào bờ 3 triệu m3 khí/ngày và sẽđược nâng lên 3,5

- 4 tỷ m3 khí/năm Đây là nhà máy xử lý khí dầu tiên của nước ta đã chính thứchoạt động, cung cấp LPG phục vụ cho công nghiệp và dân dụng

Song song với dự án trên thì năm 1998 PetroVietnam cũng đã bắt dầu khởi côngxây dựng nhà máy lọc dầu Dung Quất

LPG được sản xuất tại Dinh Cố sử dụng nguồn nguyên liệu là khí đồng hànhđược vận chuyển từ các mỏ Bạch Hổ, Rồng, Đại Hùng Khí đồng hành tại các mỏnày có hàm lượng H2Svà CO2 rất thấp (0,4+4%) rất thuận lợi cho chế biến và sửdụng

Dầu mỏ Bạch Hổ có tỷ xuất khí hòa tan trung bình là 180m3/tấn nghĩa là cứmột tấn dầu trong điều kiện mó có áp suất lớn hơn áp suất bão hòa khi khai tháclên có

thể tách ra 180m khí Sản lượng khai thác hiện nay của nước ta vào khoảng 10triệu tấn với lượng khí đồng hành khoảng 1,8 tỷ m3/năm và hiện nay lượng khíđồng hành đã được thu gom hết vào bờ.

Sản lượng khai thác dầu ngày càng tăng khoảng 30 - 40 triệu tấn thì ta sẽ thuđược khoảng 34 - 72 tỷ m3 khí đồng hành Đây là một nguồn nguyên liệu rất dồiđào thúc đây nhanh ngành công nghiệp chế biến khí của nước ta, trong đó có côngnghệ sản xuất LPG, đồng thời thúc đẩy sự phát triển các ngành công nghiệp khác

có liên quan

Về tiêu thụ LPG ở Việt Nam đã có trước những năm 1975, nhưng mãi đến năm

1991, do Nhà nước có ban hành chính sách mở cửa để thu hút dầu tư nước ngoài,kết hợp với sự đổi mới, nâng cao mức sống của nhân dân lúc đó LPG được quay lại

sử dụng ở Việt Nam và hình thành các công ty chuyên cung cấp LPG Bắt đầu từnăm 1995 thì mức tiêu thụ LPG hàng năm, ngày cảng được phát triển mạnh mẽ.Việt Nam là một nước nằm trong khu vực đang có sự phát triển rất mạnh mẽ cả

về sản xuất lẫn tiêu thụ LPG trên thế giới, và thực tế thị trường tiêu thụ LPG ởnước ta hiện nay rất sôi động đã và đang đáp ứng nhu cầu sử dụng LPG trong tất cảcác ngành, các lĩnh vực của ngành kinh tế

Theo điều tra của các công ty trong và ngoài nước thì nhu cầu tiêu thụ LPG ởViệt Nam trong những năm vừa qua như sau:

Bảng 1 Nhu cầu tiêu thụ LPG ở Việt Nam

PHẦN 2: GIỚI THIỆU VỀ KHÍ DẦU MỎ HÓA LỎNG LPG

1 Khái niệm và những giải pháp ứng dụng của khí dầu mỏ hóa lỏng

LPG 1.1.Khái niệm về khí dầu mỏ hóa lỏng LPG

Khí dầu mỏ hóa lỏng hay khí hóa lỏng là sản phẩm hydroCacbon có nguồn gốc

từ dầu mỏ với thành phần chính là propan (C3H8) hoặc butan (C4H10) hoặc là hỗnhợp của cả hai loại này Tên tiếng anh là Liquefied Petroleum Gas (LPG) Tại nhiệt

độ, áp suất bình thường LPG ở thể khí và khí được nén đến một áp suất hoặc làmlạnh đến nhiệt độ nhất định LPG chuyển sang thể lỏng

1.2.Những ưu điểm vượt trội của LPG

- Thân thiện với môi trường

- Giảm đáng kể khí thải nhà kính (CO2, CH4, NO2)

- Góp phần bảo vệ môi trường sinh thái

1.3.Các giải pháp ứng dụng LPG

- Trong dân dụng LPG được chiết nạp vào bình chứa 12kg phục vụ chonhu cầu dân sinh như: gia đình, quán ăn nhỏ Bình chịu áp lực khi tồnchứa LPG ở áp suất vận hành là 7kg-9kg/cm2, được cơ quan có thẩmquyền của Nhà Nước kiểm định và cấp giấy chứng nhận an toàn, chophép lưu thông và sử dụng Bình 12kg chủ yếu phục vụ cho nhu cầu tiêudùng LPG ở quy mô nhỏ, lẻ như sinh hoạt hàng ngày của hộ gia đình,quán ăn nhỏ, cho các hộ sản xuất sử dụng nhiên liệu gas nhỏ

- Trong thương mại LPG khi được chiết nạp vào bình chứa lớn hơn, từ20kg đến 45kg, được sử dụng tại các nhà hàng, khách sạn, trường học,bếp ăn tập thể, các xưởng sản xuất có quy mô nhỏ hoặc vừa

- Trong công nghiệp LPG được sử dụng đa dạng như: nhiên liệu trongcông nghiệp xử lý thực phẩm, làm giấy, làm hạt nhưa và thậm chí làmchất nổ, làm nhiên liệu để chạy turbine phát điện, làm chất làm lạnh, dầuvào cho công nghiệp hóa chất Trong nông nghiệp và dân dụng, LPGđược sử dụng để sấy khô nông sản, sưởi ấm, làm nhiên liệu trong nấunướng, nhiên liệu cho phương tiện vận tải…

- Trong giao thông vận tải LPG thay thế cho các nhiên liệu truyền thốngnhư xăng, dầu “Xanh hóa” nhiên liệu Tuy nhiên đến thời điểm hiện nayviệc

sử dụng LPG trong giao thông vận tải còn khiêm tốn Kết quả thử nghiệm

sử dụng bộ chuyển đổi LPG cho xe taxi sẽ tiết kiệm được khoảng 29% chi phí so với chạy xăng Việt Nam cũng bắt đầu ứngdụng LPG làmnhiên liệu thay xăng cho xe gắn máy

25-2 Các đặc tính của LPG

LPG có đặc tính là độ sạch cao, không lẫn tạp chất ăn mòn và các tạp chất cóchứa lưu huỳnh, không gây ăn mòn các phương tiện vận chuyển và tồn chứa Khicháy, LPG không gây ô nhiễm môi trường, không gây độc hại kể cả khí LPG tiếpxúc trực tiếp với thực phẩm LPG là loại khí đốt thuận tiện cho việc vận chuyển vàtồn chứa do khả năng hoá lỏng ở áp suất không quá cao khi ở nhiệt độ bình thường(0,3 + 0,4MPa) vì thế 50001 khí có thể hoá lỏng để chứa trong bình chứa 20 lítlỏng

Ở điều kiện nhiệt độ và áp suất thường, LPG tồn tại ở trạng thái khí Do LPG có

tỷ số giãn nở lớn, một đơn vị thể tích gas lỏng tạo ra 270 đơn vị thể tích gas khí, vìvậy để thuận tiện và kinh tế trong tồn chứa, vận chuyển, LPG được hoá lỏng bằngcách nén vào các bình chứa chịu áp lực ở nhiệt độ thường hoặc làm sạch hoá lỏng

để tồn chứa ở áp suất thấp

Đặc trưng lớn nhất của LPG là chúng được tồn chứa ở trạng thái bão hoà, tức làtồn tại ở cả dạng lỏng và dạng khí, nên với thành phần không đổi (ví dụ: 70%butan và 30% propan) áp suất bão hoà trong bình chứa không phụ thuộc vào lượngLPG có trong bình, mà hoàn toàn phụ thuộc vào nhiệt độ bên ngoài Chất lỏng nằmdưới phần đáy và hơi nước nằm trên cùng của bình chứa, nghĩa là khoảng trên mức

chất lỏng Thông thường các loại bình chứa chỉ đặc chứa gas lỏng tối đa khoảng

80 đến

95% thể tích bình, thể tích còn lại giành cho phần hơi có thể giãn nở khi nhiệt độ tăng.

Khi chuyển từ dạng loãng sang dạng khí, LPG thu nhiệt Năng lượnng cần thiếtlấy từ bản thân LPG và từ môi trường xung quanh, vì vậy nhiệt độ LPG và bìnhchứa giảm xuống Đặc biệt khi quá trình hoá hơi xảy ra dữ dội gây giảm áp đến ápsuất khí quyển, LPG làm lạnh không khí, bình chứa gây nên hiện tượng tạo tuyếthoặc sương (khi này nhiệt độ đạt đến nhiệt độ điểm sương) Ngược lại khi hơi LPGngưng tụ chuyển sang dạng loãng thì LPG toả nhiệt dẫn đến làm tăng nhiệt độ LPG

và thiết bị công nghệ tồn chứa đẫn đến tăng áp suất của LPG

2.3.Nhiệt độ sôi

Ở áp suất khí quyển: propan sôi ở -420C và Butan sôi ở -0,50C Chính vì vậy, ởnhiệt độ và áp suất thường LPG bay hơi dữ dội và nếu LPG tiếp xúc với da có thểgây ra loãng lạnh nặng khi nhiệt độ giảm sút lớn

8 Năng suất tỏa nhiệt thực tế KC3l/kg 17/21,5 5/6,25

9 Năng suất tỏa nhiệt chung KC3l/kg 11000 10900

Tỷ trọng thể lỏng: ở điều kiện 150C, 760mmHg, tỷ trọng của propan bằng 0,51

và của butan bằng 0,575 Như vậy ở thể lỏng tỷ trọng của LPG xấp xỉ bằng mộtnửa tỷ trọng của nước

Tỷ trọng không khí: ở điều kiện thường 150C, 760mmHg, tỷ trọng của propankhí bằng 1,52 và của Butan khí bằng 2,01 Như vậy ở thể khí tỷ trọng của LPG gầngấp hai lần tỷ trọng không khí.

Vì vậy nếu thoát ra ngoài khí Gas sẽ lan truyền dưới mặt đất ở những nơi hố gatuy nhiên hơi cũng phân tán ngay khi có gió

2.5.Áp suất hơi bão hoà

Bảng 3 Áp suất của Propan và Butan

Áp suất hơi bão hoà của LPG phụ thuộc vào nhiệt độ bên ngoài của thiết bị và

tỷ lệ thành phần Butan/propan LPG với thành phần 70% propan và 30% butan có

áp suất hơi bão hoà 6kg/cm2, ở cùng điều kiện nhiệt độ 200C, khi thay đổi thànhphần hỗn hợp, áp suất hơi bão hoà cũng thay đổi áp suất khí của gas phụ thuộc rấtlớn vào môi trường xung quanh Nhiệt độ môi trường càng Cao, áp suất khí trongbồn chứa càng lớn

Do đó các bình chứa, bồn chứa LPG chỉ được chứa đến 80% - 85% dung tích toànphần để có không gian cho LPG lỏng giản nở khi nhiệt độ tăng Khí hoá lỏng,propan sôi ở nhiệt độ thường Mọi sự giảm nhẹ áp suất hoặc tăng nhiệt độ đều làmcho propan sôi và tạo hơi Đây là đặc tính nổi bật cần được quan tâm khi chuyểnkhí hoá lỏng từ bồn này sang bồn khác.

Điều này mang một ý nghĩa kinh tế rất lớn so với các loại khí nén khác, vì chỉcần ít không gian, tức là thiết bị công nghệ nhỏ cho tồn chứa vận chuyển Gas cótốc độ bốc hơi nhanh và toả lan trong không khí với một thể tích bằng 270 lần lớnhơn một đơn vị thể tích ở trạng thái lỏng Do đó, trong mọi trường hợp không được

để gas thoát ra ngoài khi khu vực xung quanh do có nguồn lửa hở, vì dễ bị bắtcháy

2.7.Giới hạn cháy nổ

Giới hạn cháy nổ của hơi gas trong hỗn hợp không khí - gas hay trong hỗn hợpoxy - gas là phần trăm thể tích hơi gas để tự bắt cháy, nổ Giới hạn cháy nổ của hơigas trong không khí rất hẹp từ 1,5% đến 10% thể tích Chính vì vậy, LPG an toàncháy nổ hơn rất nhiều nhiên liệu khác

Giới hạn cháy nổ của LPG trong hỗn hợp không khí - gas được trình bày trongbảng sau

TT Nhiên liệu GH cháy nổ dưới % thể

Nhiệt trị của LPG so với một số loại nhiên liệu, năng lượng khác được trình bày trong bảng sau.

STT Nhiên liệu Nhiệt lượng có ích

để hoá hơi sản phẩm phụ của phản ứng cháy

Một cách tương đối có thể so sánh: nhiệt lượng do 1kg LPG cung cấp bằng 14kw.h điện năng, bằng 1,5 lít dầu hoả

2.9.Nhiệt độ tự bắt cháy

Nhiệt độ tự bắt cháy là nhiệt độ mà ở đó có phản ứng cháy tự xảy ra đối với hỗnhợp không khí - nhiên liệu (hoặc oxy - nhiên liệu) Nhiệt độ tự bắt cháy tối thiểuphụ thuộc vào thiết bị thử, tỷ lệ không khí/ nhiên liệu, áp suất hổn hợp Một số giátrị đặc trưng nhiệt độ tự bắt cháy của một số loại nhiên liệu tại áp suất khí quyển(trong không khí hoặc trong oxy) được trình bày ở sau

STT Nhiên liệu Nhiệt độ tự bắt cháy tối thiểu (

0C)Trong không khí Trong oxy

Nhiệt độ ngọn lửa (0C)

Từ bảng này ta thấy vận tốc ngọn lửa trong ống đường kính 2,54 của hơi LPG là 82,2 cm/s, của axetylen là 286 cm/s.

STT Nhiên liệu Đường kính ống thử Vận tốc ngọn lửa tối đa (cm/s)

Phương pháp nghiên cứu D-357 Phương pháp nghiên cứu D-908

LPG có độ nhớt rất thấp, ở 200C độ nhớt của LPG là 0,3 est Chính vì vậy, LPG

có tính linh động Cao, có thể rò rỉ, thẩm thấu ở những nơi mà nước và xăng dầukhông rò rỉ nên dễ làm hỏng dầu mở bôi trơn tại các vị trí làm kín không tốt

2.15 Tính độc

LPG hoàn toàn không gây độc cho người, không gây ô nhiễm môi trường Tuynhiên, do hơi gas nặng hơn không khí, vì vậy nếu rò rì ra ngoài môi trường kín sẽchiếm chỗ của không khí và có thể gây ngạt LPG còn là nhiên liệu rất sạch: hàmlượng lu huỳnh thấp (<0,02%), khi cháy chỉ tạo ra khí CO2 và hơi nước, lượng khíđộc SO2, H2S, CO của quá trình cháy là rất nhỏ, không gây ảnh hưởng tới môitrường

2.16 Màu sắc và mùi vị

LPG ở thể lỏng và hơi đều không mùi, không màu Vì lý do an toàn nên LPGđược pha thêm chất tạo mùi để dễ phát hiện khi có sự rò rỉ Các nhà sản xuất trộnvào gas những chất tạo mùi đặc trưng Theo đa số các tiêu chuẩn an toàn, chất tạomùi và nồng độ pha chế phải thích hợp sao cho có thể phát hiện được trước khi hơigas rò rỉ đạt nồng độ 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 thương mại thường được pha thêm chất tạo mùi Etyl mecaptan và khí này

có mùi đặc trưng, hoà tan tốt trong LPG, không độc, không gây ăn mòn kim loại vàtốc độ bay hơi gần với LPG nên nồng độ trong LPG không đổi khi bình chứa được

sử dụng cho đến hết

2.17 Yêu cầu kỹ thuật đối với khí đốt hoá lỏng

Đặc tính PP thử Propan thươngmại Butan thương mại Hỗn hợp 2loạiThành phần D-2163ASTM C3HC8 hoặc là

Bảng 11 Yêu cầu kỹ thuật với LPG

3 Vận chuyển, bảo quản và tồn chứa LPG

LPG trên thế giới hiện nay được sử dụng rộng rãi trong rất nhiều ngành và là loại không thể thiếu ở một số quốc gia, đặc biệt đối với những quốc gia có nền công nghiệp phát triển Do vậy, việc bảo quản, vận chuyển và tồn chứa LPG được đặc biệt quan tâm.

3.1.Vận chuyển LPG

Để thuận tiện cho việc tồn chứa và vận chuyển LPG phục vụ cho quá trình sử dụng, người ta thường hoá lỏng khí vì butan và propan rất dễ hoá lỏng ở điều kiện áp suất không cao.

Khí hoá lỏng ở nhiệt độ thấp, khi ở nhiệt độ thường thì hoá hơi Khi chứa LPG trong bình thì áp suất khoảng 3 - 5 atm, nên bình chứa phải là bình chịu áp lực.

Tuy theo vị trí của nhà máy sản suất, các thị trường tiêu thụ, nói chung là LPG được vận chuyển bằng đường ống Việc vận chuyển LPG từ vùng này sang vùng khác, hoặc từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ, người ta có thể vận chuyển bằng đường biển, đường sắt hoặc đường bộ Trên các phương tiện vận chuyển người ta phải dùng bình chứa chịu áp lực cao và có hệ thống bơm chuyển theo quy định Đối với các hộ dân tiêu thụ trong gia đình người ta có thể sử dụng hệ thống ống đẫn phù hợp hoặc bình chứa có cầu tạo bằng thép đặc biệt.

3.2.Bảo quản và tồn chứa

Người ta có thể bảo quản và tồn chứa LPG trên mặt đất hoặc trong lòng đất tuỳ theo mức độ tồn chứa, khả năng tiêu thụ và điều kiện ở mỗi vùng khác nhau.

- Tồn chứa trong lòng đất

Người ta có thể tồn chứa LPG trong lòng đất, trong các hang động muối hoặc mỏ Cách tồn chứa này an toàn và hiệu quả, song chỉ thực hiện ở một số nước có nền công nghiệp phát triển như Mỹ, Anh, Canada.

Nói chung, việc tồn chứa LPG hiện nay đa số được tồn chứa và bảo quản trong các bồn chứa khác nhau Các loại bồn chứa này có thê chịu áp suất từ vài MPa đến vài trăm MPa và chứa từ vài chục m3 đến vài trăm nghìn m3 LPG.

nó sẽ gây cháy nổ Đó là những nguy hiểm mà người sử dụng và cung cấp cần chú ý phòng tránh.

Nói chung trong quá trình bảo quản, vận chuyển và tồn chứa LPG sự thận trọng nghiêm chỉnh thực hiện các qui trình qui phạm vận chuyên là một yêu cầu cần thiết để tránh những rò rỉ thất thoát của LPG ra môi trường gây nguy hiểm.

Thiết bị dùng trong kho dự trữ và quá trình sản xuất LPG được thiết lập theo qui trình thích hợp như chất liệu, tường chắn, có thiết bị đo nồng độ LPG, van an toàn, van giảm

áp, hệ thống thoát nước, hệ thống ngất van khẩn cấp, hệ thống báo cháy Nguồn lửa phải được kiểm tra, kiểm soát một cách nghiêm ngặt.

Do tính chất nguy hiểm và rủi đo Cao của LPG mà tại nơi tồn chứa và sản suất, các

dữ liệu tính toán ta phải dự kiến được tất cả các khả năng xảy ra, từ đó đánh giá cường độ phạm vi, cường độ tai nạn và yếu tố liên quan Trên cơ sở đó sẽ đưa ra những biện pháp phòng ngừa hữu hiệu Ngoài ra, tuy LPG không gây độc, tuy nhiên nếu số lượng lớn LPG thoát ra ngoài hoặc ra phòng kín nó sẽ chiếm chỗ của không khí và gây ngạt thở cho con người vì vậy mỗi người công nhân làm việc có liên quan đến LPG cần phải được đảo tạo hướng dẫn đầy đủ về tính chất của LPG, cách phòng ngừa và khắc phục khi có sự cố xảy ra.

Cơ sở công nghệ của hệ thống là sử dụng tối đa năng lượng của giếng khai thác

để vận chuyển dầu và khí trong hệ thống kín Sản lượng mỗi giếng được đo trênthiết bị nhóm, mỗi nhóm có 8 đến 10 giếng Sản phẩm của giếng có áp suất vỉa Caothì trước khi vào thiết bị nhóm, nó được phân ly trong thiết bị phân ly riêng ở ápsuất cao Khí tách ra theo đường ống riêng đến nơi tiêu thụ Còn dầu thô cùng mộtlượng khí còn lại được dẫn theo đường ống đến hệ thống thu gom chung

Hệ thống này có ưu, nhược điểm sau

Ưu điểm:

- Dễ dàng trang bị tự động hóa, điều khiển từ xa

- Sử dụng năng lượng vỉa để vận chuyển cả dầu và khí

- Nhờ vận chuyên dầu khí trong hệ thống từ giếng đến trạm phân ly nhóm nêngiảm được tổn thất các hydrocacbon nhẹ

Nhược điểm:

- Quá trình thu gom kín nên khoảng cách giữa các thiết bị khai thác và phân ly

xa, rất khó vận hành với những mỏ dầu có hàm lượng parafin cao

b) Hệ thống thu gom áp lực.

Sản phẩm của mỗi giếng dầu được gắn vào thiết bị đo, rồi đến thiết bị phân ly

áp lực khu vực Tại đó thực hiện phân ly cấp I dầu mỏ cùng với khí hòa tan vậnchuyển đến trạm khí thu gom trung tâm nhờ áp suất dư của nó hoặc bằng bơm Tạitrạm thu gom trung tâm sẽ tiến hành quá trình phân ly cấp II và cấp II Khí và dầuthô sẽ được chuyền đến nơi chế biến riêng

Hệ thống này có ưu, nhược điểm sau:

- Hệ thống này vận chuyển cả nước vỉa

- Nhiệt của sản phẩm không được sử dụng cho quá trình phân ly

Hệ thống thu gom khí theo hệ thống này rất phù hợp với điều kiện khai thác dầukhí ở Việt Nam

Hệ thống này có ưu, nhược điểm sau:

Ưu điểm:

- Có thể xem xét tình trạng mỗi giếng

- Kéo dài được chu kỳ của giếng

Nhược điểm:

- Tổn thất năng lượng via, chỉ phí lớn cho thiết bị độc lập

- Phân ly dầu một cấp nên chất lượng không cao

- Hệ thống dễ làm tiêu hao hydrocacbon nhẹ

1.2.Phân li dầu khí

Phân ly dầu khí để thu khí đồng hành là nguyên liệu cho quá trình hóa dầu,đồng thời tránh mắt mát các hydrocacbon nhẹ trong quá trình khai thác, vậnchuyển nên cần phải chọn chế độ tối ưu trong phân ly

Tùy theo áp suất phun của giếng dầu mà người ta chọn phân ly một cấp haynhiều cấp Khi tăng áp suất trong thiết bị phân ly thì hàm lượng propan và butan,pentan và hydrocacbon nặng giảm, khi đó khí đồng hành giàu metan Khi phân lynhiều cấp lượng hydroCacbon lỏng sau phân ly sẽ tăng 2 đến 2,5% khối lượng.Lượng khí tách ra phụ thuộc vào tốc độ chuyển động và thời gian lưu của dầu mỏtrong thiết bị phân ly

Áp dụng những tiến bộ khoa học trong việc cải tiến thiết bị phân ly nhằm giảmtối đa tiêu hao năng lượng sao cho năng lượng dòng dầu khí sử dụng chủ yếu đểvận chuyển dầu và khí mà không sử dụng trạm bơm hoặc máy nén trung gian.Thiết bị phân ly bao gồm:

- Ngăn phân ly: dùng để tách khí ra khỏi chất lỏng

- Ngăn lắng: dùng để tách hoàn toàn chất lỏng ra khỏi dòng khí nhờ giảm tốc

độ dòng khí

- Ngăn thu gom lỏng: để thu gom lỏng tách ra

- Ngăn tách giọt: đặt trên thiết bị phân ly, nhằm tách các giọt lỏng ra khỏi dòng khí được đặt trên đường dòng khí ra khỏi thiết bị

Phụ thuộc vào kết cầu của thiết bị phân ly, người ta chia ra loại thẳng đứng hay nắm ngang

2 Quá trình làm sạch khí

Khai thác và thu gom khí trong khí đồng hành ngoài thành phần là cáchydrocacbon còn lẫn các tạp chất cơ học, thể lỏng, các phi hydrocacbon như CO2,NO2, hợp chất lưu huỳnh, hơi nước sự tồn tại của các tạp chất trong khí đồnghành sẽ gây ảnh hưởng xấu tới tình trạng làm việc của các thiết bị trong quá trìnhvận chuyển và không an toản trong sử dụng

Do vậy quá trình làm sạch khí là vô cùng quan trọng và cần thiết

b) Phương pháp ướt

Có thể phun chất lỏng thành các hạt nhờ vào dòng khí hoặc cho khí lẫn bụi điqua lớp chất lỏng, chất lỏng sẽ làm ẩm bụi, làm cho kích thước và trọng lượng củahạt bụi tăng lên rồi cuốn theo dòng chất lỏng Thiết bị làm sạch có các loại sau:

- Loại tĩnh học

- Loại động học

- Loại bề mặt ướt

- Loại sủi bọt

Trong các loại trên thì thiết bị sủi bọt là có hiệu quả hơn cả.

c) Phương pháp lọc

Cho khí lẫn bụi đi qua lớp ngăn xốp, khí sẽ chui qua lỗ nhỏ của vật ngăn, cònbụi bị giữ lại trên bề mặt lớp ngăn

Các phương pháp trên có những nhược điểm:

- Thiết bị dưới tác dụng trọng lực thì công kểnh, hiệu quả thấp

- Thiết bị lắng dưới tác dụng của lực ly tâm tuy gọn hơn nhưng không thể lọcđược hết các hạt nhỏ, tốn năng lượng

- Làm sạch bằng phương pháp ướt trong một số trường hợp không dung được

vì khí làm nguội bão hòa hơi nước

Do đó người ta đưa ra phương pháp điện trường để làm sạch khí

- Năng lượng tiêu hao ít, trở lực không quá 15mm cột nước

- Làm sạch khí trong điều kiện nhiệt độ cao, trong môi trường ăn mòn hóa học

- Có thể tiến hành cơ khí hóa, tự động hóa

Nếu tách bụi bằng thiết bị lọc điện dựa vào sự ion hóa khí tức là phân ly khíthành ion có điện tích âm và đương chuyển động với các điện cực trái dấu Khihiệu điện thế một chiều khoảng vài nghìn vôn các khí bị ion hóa hoàn toàn Do sự

va chạm các hạt bụi cũng bị nhiễm điện và di chuyển tới các bản cực và bám vàobản cực đó, các hạt bụi bị trưng hòa về điện và rơi tự do dưới tác dụng của lựctrọng trường Đề tăng khả năng ion hóa người ta có thể làm âm khí

2.2.Quá trình sấy khí

Nếu có lượng nước trong khí đồng hành, khí tự nhiên nó sẽ tạo điều kiện hìnhthành các hydrat với hydrocacbon Các hydrat này là tinh thể màu trắng giống nhưtuyết hoặc nước đá Chúng sẽ làm tắc các ống dẫn hay các thiết bị, gây phá vỡ điềukiện làm việc bình thường đối với các dây chuyền công nghệ khai thác, vận chuyển

và chế biến khí Bên cạnh sự có mặt của hơi nước và các tạp chất lưu huỳnh, cáctạp chất khác sẽ ảnh hưởng đến sự ăn mòn kim loại làm giảm tuổi thọ của các thiết

bị, công nghệ nói chung

Khí được sấy khô với mục đích tách hơi nước và tạo cho khí có nhiệt độ điểmsương theo nước thấp hơn so với nhiệt độ cực điểm mà tại đó khí được vận chuyểnhay chế biến

Thường người ta hay sử dụng phương pháp sấy khí trong công nghệ

Phương pháp này được sử dụng do có ưu điểm là: khả năng hấp thụ đối Vớinước cao, năng suất cao, dễ tái sinh, độ hút âm cao, có bề mặt riêng lớn

b) Phương pháp hấp phụ

Phương pháp hấp phụ cho phép đạt điểm sương theo âm khoảng 100 đến 200°C

và sấy sâu đến điểm sương -85 đến -10°C

Quá trình sấy khô khí bằng các chất hấp phụ dựa vào khả năng của các vật thểrắn với cấu trúc xác định hấp phụ lượng âm từ khí ở nhiệt độ tương đối thấp và sau

đó tách âm khi tăng nhiệt độ Điều kiện xảy ra sự hấp phụ còn sau đó là giải hấpphụ Sự kết hợp hai quá trình này trong thiết bị cho phép tách âm một cách liên tục

từ khí

Trong công nghệ các chất hấp phụ thường được dùng là: silicagel, oxỉt nhômhoạt tính, boxỉt họat tính, zeolit 4A và 5A

c) Phương pháp ức chế.

Đây là phương pháp đưa dòng khí các chất khác nhau làm hạ nhiệt độ tạo thànhhydrat như metanol, glycol Sử dụng chất ức chế đòi hỏi sự phân bố đồng đều tạođược bề mặt tiếp xúc lớn nhất giữa chúng với nước

2.3.Quá trình làm ngọt khí

Đối với khí đồng hành sau khi khai thác lên có thành phần chính làhydrocacbon từ C1 đến C4, trong đó có chứa một lượng khí tạp, hàm lượng của khítạp phụ thuộc vảo từng mỏ dầu khác nhau sẽ có hàm lượng khác nhau Các tạp khínhư CS2, H2S, RSH là những tạp chất dễ gây ăn mòn kim loại, làm giảm hiệu quảcủa các quá trình xúc tác, giảm hiệu quả chế biến, gây ngộ độc cho con người.Chính vì vậy quá trình làm ngọt khí là công đoạn quan trọng không thể thiếutrong quá trình chế biến khí

Hiện nay người ta tìm ra được nhiều công nghệ tiên tiến và đã được áp

dụng vào sản xuất cho phép tăng khả năng thu hồi H2S và CO2 một cách đáng

a) Các quá trình hấp thụ

Quá trình hấp thụ hóa học làm sạch khí bằng dung môi những dung dịch nướcalkanolamin, MEA, DEA, DGA Chúng dựa trên phản ứng hóa học của các hợpchất không mong muốn với alkanolamin là phản ứng hoạt động của các chất hấpthụ Quá trình hấp thụ hỗn hợp được sử dụng nhiều để xử lý các nguồn khí có chứaCO2, H2S với áp suất riêng phần thấp Quá trình này đảm bảo khử triệt để H2S,CO2 các áp suất và nồng độ làm việc của chúng trong khí ban dầu khác nhau, độhòa tan của

hydroCacbon trong những chất hấp thụ này không Cao, thiết bị và công nghệ củaquá trình này đơn giản.

Quá trình làm sạch bằng phương pháp vật lý, các hợp chất không mong muốnbằng các dung môi hữu cơ như propylen Cacbonat, đimetylete polyetylglycol, N-metylpyrrolliđon Chúng dựa trên hấp thụ vật lý chứ không phải phản ứng hóa học

Ưu điểm:

- Các chất hấp thụ: không sử dụng hạt, không gây ăn mòn thiết bị, nhiều chất

có nhiệt độ đông đặc thấp, đây là điều quan trọng trong trường hợp áp dụngchúng ở điều kiện khí hậu lạnh

- Chỉ phí dầu tư và vận hành ít hơn so với quá trình hấp thụ hóa học

 Làm sạch khí bằng dung môi Monoctanolamin (MEA):

Người ta sử dụng phương pháp này rộng rãi vì dung môi monoeetanolamin có khả năng hấp thụ Cao H2S và CO2

Ưu điểm:

- Khi H2S và CO2 được làm sạch triệt để trong khí đồng hành, được đảmbảo trong khoảng áp suất riêng phần rộng

- Các thiết bị và hệ thống công nghệ đơn giản và có độ bền Cao

- MEA để tái sinh và có tính ổn định Cao

Nhược điểm:

- Chi phí vận hành Cao

- Độ bão hòa dung dịch thấp: 0,3 - 0,4 mol/mol

- Mức thu hồi merC3ptan và các chất hữu cơ chứa lưu huỳnh khá thấp

- Các tạp chất như CO2, CS2, SO2, SO3 trong khí nguyên liệu khi tương tácvới dung môi tạo thành hợp chất Cao phân tử dẫn đến khó hoặc không táisinh được.

Sơ đồ công nghệ làm sạch H2S và CO2 bằng dung dịch alkanolamin

Hình 1 Sơ đồ công nghệ làm sạch H2S và CO2 bằng dung dịch alkanolamin

Thuyết minh sơ đồ công nghệ

Khí nguyên liệu sau khi được làm sạch được đưa vào phía dưới tháp hấp thụ 1(đĩa dưới cùng đựoc làm giàu bằng dung dịch nước MEA) Dung môi hấp thụ đưavào đĩa trên của tháp hấp thụ Trong tháp hấp thụ dung môi được tưới lên toàn bộmặt tháp và hấp thụ khí axỉt được thôi từ dưới đáy tháp lên

Từ đỉnh tháp khí sạch được đưa ra, còn chất hấp thụ đã bão hòa ra ngoài ở đáytháp Khí sạch sau khi qua bộ ổn định 2 được đem đi sử dụng, phần lỏng còn lại đixuống bộ phận tách 3 cùng với chất hấp thụ ra ở đáy tháp Tại đó hiệu ứng tiết lưu

mà hydroCacbon bị hấp thụ được tách ra qua bộ phận trao đổi nhiệt 6 và chuyểnđến tháp khử hấp thụ Ở đây khí axỉt, hơi nước, các hydroCacbon còn sót lại sẽđược tách ra Quá trình đưn nóng dung môi được thực hiện nhờ thiết bị 11 (t0 =130°C, P = 0,1

- 0,15 Mpa) Hỗn hợp khí axỉt, hơi nước, hydroCacbon thoát ra từ tháp 7 được làmlạnh trong sinh hàn không khí 8, 9 Sau đó hỗn hợp có hai pha vào tháp tách 10, tại

đó nước được tách ra và quay trở lại tháp, còn khí axỉt được đưa đổi sử dụng Dungmôi tái sinh sau khi được làm sạch quay trở lại tháp hấp thụ để thực hiện tiếp quátrình làm sạch

 Làm sạch bằng dung môi Dietanolamin (DEA):

Để sử dụng nồng độ DEA hợp lý trong dung dịch người ta căn cứ vào nồng độkhí axỉt trong nguyên liệu và độ bão hòa dung dịch Thường sử dụng nồng độ DEAtrong dung địch từ 20-30% khối lượng Nếu khí axỉt trong dung địch có nồng độ từ0,05-0,08 m3/1 thì sử dụng dung môi DEA có nồng độ từ 20-25% khối lượng Nếukhí axỉt có nồng độ từ 0,14 - 0,15 m3/1 thì dung môi là 25-27%, nồng độ axỉt 0,15-0.17 m3/I thì DEA có nồng độ là 25 - 30%

Quá trình hấp thụ H2S và CO2 vào dung môi DEA như sau: