36489 xu ly khi trong khai thac dau khi

XỬ LÝ KHÍ Dịng khí dầu sau thiết bị tách pha dịng khí tự nhiên sâu miệng giếng cón chứa thành phần nặng, nước, nước tự do, loại khí chua thành phần làm giảm chất lượng Để tạo ñiều kiện cho việc vận chuyển ñược thuận lợi tăng giá trị thương phẩm ta phải tách thành phần ñây khỏi dịng khí Đ1 Nhiệm vụ xử lý Nhiệm vụ việc xử lý phải tách thành phần nặng khí thường gọi ngưng tụ xuất phát từ yêu cầu vận chuyển cách có hiệu chúng ngưng tụ đường ống, cơng suất vận chuyển cần phải lớn phải khắc phục giảm áp cao Mặt khác, khả toả nhiệt khí ghi nhận hợp đồng mua bán, cần phải tách thành phần nặng ñể thoả mãn ñiều khoản ñã thoả thuận Một ñiều xem xét thu hồi ngưng tụ phần thu hồi phụ từ chất lỏng bán khí nhiều trường hợp, thu hồi ñủ bù ñắp cho việc mua sắm, lắp ñặt thiết bị cần thiết cho q trình sản xuất khí thương mại Khí ñiều kiện vỉa miệng giếng có chứa số lượng định tạp chất khí hydrocacbon, số gây bất lợi cho vận hành hiệu đường ống, số khác vơ hại làm giảm nhiệt lượng khí Hầu khí chứa nước với hàm lượng tuỳ theo đặc tính đá mẹ Nếu khí qua bão hồ nước tự tồn Trường hợp khí điều kiện mỏ bão hồ điều kiện khai thác trở lên bão hoà Ta gặp trường hợp hàm lượng nước thấp nhiều giá trị bão hoà song lại cao giá trị ñịnh mức cho vận chuyển Sự hình thành nước tự do áp suất nhiệt độ giảm dẫn tói hình thành hydrat nhiệt độ thấp nhiệt độ hình thành hydrat Hiện tượng ñã ñược ñề cập chương3 phần Ngồi việc hình thành hydrát, xuất nước tự tượng ngưng tụ làm tăng công suất thiết bị vận chuyển tăng áp suất nước tích tụ phần thấp làm giảm tiết diện lưu thơng cho khí gây ăn mịn đường ống Thành phần khí chua H2S gây ăn mòn nghiêm trọng ống có mặt nước tự Khí cháy tạo Sulphua dioxít chất độc, tạo vấn ñề nghiêm trọng ñiểm cuối tuyến ống Một thành phần đồng hành với H2S CO2 Ta gặp thường xun khơng gây hại nhiều H2S Một khó khăn có CO2 ăn mịn gặp nước Mặc dù không cháy làm giảm hàm lượng nhiệt khí trở nên cần quan tâm đặc biệt thể tích CO2 lớn Ta dùng hệ thống xử lý chung ñể tách H2S lẫn CO2 Các tạp chất khác gặp song khơng thường xun Mecáptan có thành phần tương tự alcohol, ta thường gặp trường hợp Sulphua thay oxy (RSH thay cho ROH) Vì Mecáptan có chứa lưu huỳnh nên cháy tạo sulphuioxít Mặt khác Mecáptan toả mùi khó chịu Điều thú vị cần tách bỏ để dễ bán, song phần nhỏ lại ñược cho vào trước bán để phát rị rỉ đường ống nhờ vào mùi ñặc trưng Ta thường gặp nitơ, gây hại song giảm nhiệt lượng Trong khí đơi có oxy số lượng ít, khơng đáng kể Riêng Hely gặp hơn, thân có nhiều ứng dụng cơng nghiệp song khơng thể sản xuất được, Mỹ ñã lắp ñặt sở thu hồi Hely theo cơng nghệ đặc biệt nhiệt độ thấp Việc tách thành phần nặng, nước tự nước khí chua tuỳ theo tính chất khí thực theo hai kỹ thuật tách nhờ chất hấp phụ tách nhiệt ñộ thấp Đ2 Kỹ thuật hấp phụ lỏng Trong hệ thống thiết bị, ta sử dụng chất hấp phụ hoá chất dễ hấp thụ thành phần cần tách bỏ trình tái sinh làm cho chất hấp phụ bão hồ trở lại dạng tinh khiết để tái sử dụng, giảm mức hao hụt chất hấp phụ tới mức thấp Các hoá chất hấp phụ dạng lỏng dùng cho trình thu hồi thành phần nặng khí dầu, để loại bỏ nước khí chua Còn chất hấp phụ rắn dùng thu hồi thành phần nặng khí thiên nhiên chủ yếu dùng để tách nước Phương pháp hấp phụ thành phần nặng khí dầu dầu nhẹ Được dùng ñể tách thành phần nặng khí dầu Như biết, khí dầu có hàm lượng thành phần nặng propan-butan cao từ 30 đến 50%, cịn khí thiên nhiên hàm lượng khơng vượt 10% thế, kỹ thuật dùng hấp phụ dầu phổ biến Chẳng hạn, Mỹ tỷ lệ sử dụng phương pháp khoảng 95% Canada 80% số lượng khí cần xử lý Ở Nga ñã xây dựng nhà máy xử lý hấp phụ dầu cỡ 10tỷ m3/năm, ưu ñiểm chúng phép tiến hành q trình khơng phải thực tái tuần hoàn hấp phụ lạnh làm cho sơ ñồ thiết bị ñơn giản hơn, giảm thiểu tiêu phí lượng Ngồi ra, hiệu hấp thụ thành phần nặng cách dễ dàng giảm ñáng kể nhiệt ñộ tăng áp suất Các nhà máy hấp phụ dầu làm việc hệ thống bơm ngược khí tách dầu vào vỉa để trì áp suất ngăn thành tạo lắng đọng ngưng tụ vỉa ñược ứng dụng rộng rãi Thiết bị dùng cho khí thiên nhiên, hàm lượng propan butan thấp tách ñược nước Chất hấp thụ thành phần nặng thường dùng dầu nhẹ Keroxin có khối lượng phần tử 100 – 140 Lượng tiêu hao cao nhiệt độ đốt nóng cao trọng lượng phân tử thấp Tuy nhiên, với chất có trọng lượng phân tử thấp tức có mật độ bé hiệu hấp thụ cao, chẳng hạn dùng chất có khối lượng phân tử 100 thay cho 140 số lượng cần thiết giảm khoảng lần từ 0,95 tới 0,5 lít cho mét khối khí Khoảng tiêu phí chung tuỳ thuộc vào thành phần khí, mức ñộ tách, áp suất, nhiệt ñộ từ 0,5 – 2,5 lít/m3 khí Sơ đồ cơng nghệ đơn giản thiết bị hấp thụ dầu hình 1.4 Khí dầu từ bình tách bậc 1, bậc từ thiết bị xử lý dầu theo ñường qua máy lạnh vào phía thấp cột hấp phụ ngược lên phía trên, cịn chất hấp thụ chảy ngược chiều từ phía xuống tóm bắt thành phần nặng khí chảy tiếp xuống phần thấp tháp Cịn khí gầy sau qua chiết sương u chảy qua tới thiết bị sấy khô Chất hấp thụ sau bão hồ thành phần nặng phía nhờ chỉnh mức chảy vào bình làm thống ñây có áp suất thấp so với cột hấp thụ nên phần lớn khí nhệ mêtan, etan ñược tách Chất hấp phụ béo tiếp tục qua trao đổi nhiệt 6, đốt nóng sơ tiếp tục qua lị nung với nhiệt độ 2500C sau chảy vào phần tháp tái sinh 8, chúng tách khí cách triệt ñể nhờ nhiệt ñộ cao áp suất thấp Để tăng cường q trình tái sinh, khí nhẹ từ bình làm thống đốt nóng sơ nhờ trao ñổi nhiệt chảy vào phần thấp cột tái sinh Hydrocacbon nặng với khí nhẹ qua phần cao tháp tái sinh vào máy lạnh 9, xẩy ngưng tụ chảy vào bình tách pha 10 Từ đây, phần chất lỏng chảy vào bể thu ngưng tụ chua ổn ñịnh phần ñược máy bơm 11 bơm vào bể tái sinh 10 11 14 17 16 15 13 12 Hình 4-1: Thiết bị hấp phụ dầu ống khí vào Máy lạnh Tháp hấp phụ Bộ chiết sương Tách khí nhẹ 6,7 Trao đổi nhiệt 10 Tách pha 11,14,17.Máy bơm 13 Bể chứa ngưng tụ chưa ổn định 13 Làm nguội 15.Lị nung nước Cột tái sinh 9,16 Máy lạnh Chất hấp phụ nóng sau tái sinh qua trao ñổi nhiệt 7, 16 nhiệt ñộ 200C ñược máy bơm 17 bơm vào phần cao cột hấp phụ Việc tăng nhiệt độ cho q trình tái sinh nhờ vào nguồn nhiệt bếp lò 15, việc giảm nhiệt độ cho q trình hấp phụ tách pha thực chu trình kín nước nhờ máy lạnh 13 bơm 14 Bản chất q trình trao đổi dầu, nghĩa chuyển vật chất từ pha dạng khí vào pha lỏng (vào chất hấp thụ) theo chế hoà tan Khả hoà tan cột hấp phụ phụ thuộc vào áp suất, nhiệt ñộ khối lượng phân tử chất hấp phụ Sấy khơ khí chất sấy khô dạng lỏng Phương pháp dùng chất sấy khô hữu dạng lỏng ñược phổ biến từ năm 1949 chất hấp thụ nước dạng lỏng phổ biến Etylen glycol Các chất etylen glycol (EG) C2H6O2, dietylen glycol (DEG) C4H10O3, trietylen glycol (TEG) C6H14O4,và tetraetylen glycol (TRG) C8H18O5, thoả mãn u cầu sấy khơ khí Tuy TEG dùng phồ biến sau DEG Glycol nói chung số chất hút ẩm thoả mãn ñược yêu cầu ñặt Khả hút ẩm cao, nồng ñộ ñậm ñặc khơng bị hố rắn, khơng xâm thực, khơng phản ứng với khí dầu để tạo chất kết tủa, dễ đặc khơng hồ tan hydrocacbua lỏng, khơng phản ứng với H2S CO2 ñiều kiện thường Glycol rượu đa chức nên có đầy đủ tính chất rượu phản ứng với kiềm, axít halogenhicdic, cháy oxy, nhiệt độ cao bị khử nước, chẳng hạn với EG C2H4(OH)2 + 2Na → C2H4(ONa)2 + H2↑ C2H4(OH)2 + 2HBr(ñậm ñặc)→ Ch2  Br ←  CH2  Br C2H6O2 + 5/2 02 → 2CO2 + H2O + 2H2O Các tính chất vât lý cho bảng Loại glycal Các tính chất EG DEG TEG Khối lượng phân tử 62,1 106,1 150,17 Nhiệt độ sơi 0C 760,mm Hg 197,3 244,8 287,4 áp suất 250C, mm Hg 0,12 0,01 0,01 Khối lượng riêng 250C 1,110 1,117 1,125 -54 -58 Nhiệt độ hố rắn, 0C Nhiệt độ điểm chảy, 0C -13 -8 -7 Độ nhớt 250C, CP 16,5 28,2 37,3 47 44 45 Nhiệt dung riêng 250C 0,56 0,55 0,53 Nhiệt độ hố hơi, 0C 116 138 160 Nhiệt ñộ cháy, 0C 119 143 166 Nhiệt ñộ phân huỷ, 0C 165 164 206 Từ -25→-350C Từ-40→-500C Sức căng bề mặt 250C, dyn/cm Giảm ñiểm sương nồng ñộ 98% DEG TEG ñều hoà tan tất nước, không xâm thực, giá rẻ lượng tiêu hao thấp, từ 5-35g cho 1000m khí có áp suất bão hồ thấp Mức độ đường ống vận chuyển từ 3-50C Từ xác định hàm lượng cần thiết, chế độ làm việc chu trình, nhiệt độ khí Tuỳ theo hệ thống thiết bị, glycol tách ñược từ 75-95% nước Sở dĩ TED chiếm vị trí hàng đầu glycol chúng có số tính chất vượt trội Trước hết tạo suy giảm ñiểm sương lớn với tổn hao thấp so với loại khác Về mặt lý thuyết, hàm lượng DEG tạo giảm điểm sương lớn so với TED Tuy nhiên, nhiệt ñộ cần thiết ñể tách TED khỏi dung dịch glycol thấp Với TEG nhiệt độ tiếp xúc cao điểm sương cân cao Nhiệt ñộ tiếp xúc hiệu tháp hấp thụ nhiệt ñộ khí đầu vào Một số nhiệt nước ñược hấp phụ, khối lượng nước glycol hồ tan bé so với khối lượng khí, xem nhiệt độ tiếp xúc nhiệt độ khí Một yếu tố quan trọng chọn glycol để sấy khí tổn hao dung dịch, gây bay hơi, rò rỉ học thất qua đầu chưng cất Đối với TEG điều thuận lợi tổn hao nhiều so với DEG EG ñiều kiện công nghệ Tổn thất bay tỷ lệ thuận với áp suất chất lỏng mà áp suất TEG lại thấp nhiều so với glycol khác Tiêu hao glycol giữ mức 0,1 galơng/103 phút khối khí áp suất 14 atm, nhiệt ñộ ≤ 1000F Về hiệu suất tách nước giá thành vận hành TEG có hạn chế thực tế, độ nhớt giảm theo nhiệt ñộ Nhiệt ñộ tháp tiếp xúc thấp độ nhớt dung dịch glycol cao, làm cho hiệu tiếp xúc giảm, số lượng tách phần giảm theo Khi nhiệt ñộ thấp 500F hiệu giảm mạnh Ngược lại nhiệt độ tăng áp suất tăng theo làm cho tổn hao bay glycol hàm lượng nước khí nhiều lên Khi nhiệt ñộ tăng tới 1200F áp suất dung dịch DEG 99% sec tăng hai lần so với ñiều kiện nhiệt độ 1000F Khi sử dụng DEG, chưa tìm thấy giá trị áp suất giới hạn Sự suy giảm ñiểm sương gia tăng với áp suất giá trị 51at, sau giữ ngun khơng thay ñổi thiết bị ñược thiết kế ñể làm việc thoả mãn tới áp suất 360 at Tỷ lệ glycol nước tách cao pha loãng khay riêng biệt bé suy giảm ñiểm sương mặt lý thuyết tăng lên Tuy pha loãng khay nên hiệu chung việc tăng tốc độ tuần hồn khơng đáng kể Hiệu chung nâng cao tăng số đĩa tiếp xúc Về phương diện kinh tế, tốc ñộ tuần hồn từ 3-5 galơng cho II 11 Nc làm mát 12 10 IV v KhÝ vµo 13 14 15 KhÝ cháy Khí khô bm nc cn tỏch l hp lý 16 III Hình 4-2: Sơ đồ sấy khơ glycol Tách pha ñầu vào Đường tháo khô Chiết sương Tháp hấp phụ Đo mức 6,7 Trao đổi nhiệt Tách khí nhẹ Bầu lọc 10 Vòi phun 11 Tách pha 13 Tháp chưng 12 Máy lạnh cất 14 Đệm 15 Bếp 16 Bơm Số lượng khay tiếp xúc thay ñổi theo mức ñộ giảm ñiểm sương Với tuyến ống khí chất lượng bình thường thiết bị miệng giếng điển hình số lượng khay đủ cịn địi hỏi ñộ giảm ñiểm sương cao, hàm lượng TEG cao tháp tiếp xúc, số lượng khay phải tăng lên, tới 10-12 lớn Các chất bẩn ñi vào tháp hấp thụ ñièu kiện làm việc gây trở ngại Một lượng nước tự xâm nhập vào khơng có vấn đề gì, song nước có chứa muối lắng đọng bể tái phơi, giảm hiệu suất truyền nhiệt hỏng ống Với lượng nước tự lớn thiết bị tái sinh tải làm cho trình hiệu Cịn hydrocacbon lỏng xem tiềm ẩn nguồn rắc rối cột chưng cất, gây cháy Hydrocacbon lỏng tạo bọt glycol cột tiếp xúc, giảm hiệu tăng tổn hao glycol Các dầu nặng tích luỹ glycol khơng thể phân tách Hydrocacbon lỏng cịn phân huỷ bám dính lên ống dẫn nhiệt với glycol bị phân huỷ làm cho glycol biến màu tính hiệu Khắc phục dùng bình tách dầu vào TEG khơng gây ăn mịn thiết bị sấy khơ khơng có mặt CO2 H2S Trên hình 4-2 sơ đồ ngun tắc sấy khơ khí dầu TED Khí sau ñược khử thành phần nặng ñi theo ñường I vào bình tách số để lắng hạt lỏng dẫn vào phía đĩa tiếp xúc thấp tháp hấp thụ Khi nâng lên qua ñĩa tiếp xúc với dung dịch glycol ñược tưới từ xuống Dung dịch glycol ñậm ñặc bước bão hoà nước chiếm phần thấp tháp Từ khơng qua điều khiển mức tự chảy qua trao ñổi nhiệt 6, bình làm thống bầu lọc hướng vào cột hoá (tái sinh) 13 Cột bay gồm hai phần: Bản thân cột 14 phía lấp ñầy vật liệu thấm ñể tăng diện tích Cp: Nhiệt dung đẳng áp Từ (a) + (b) ta có ∆Q = Gg.Cv - ∆T + A = Gg.Cp ∆T công giãn nở A = Gg ∆T (Cp – Cv) Đ5 Kỹ thuật ổn ñịnh Hydrocacbon Kỹ thuật ổn ñịnh hydrocacbon thường ñược sử dụng ñể tăng thu hồi chất lỏng, giảm tổn hao chất lỏng lưu giữ chúng điều kiện khí Đặc biệt với hydrocacbon hố lỏng thu từ q trình tách thành phần nặng từ pha khí, để có thêm lợi nhuận từ thành phần thiết phải thực kỹ thuật ổn ñịnh Việc thu hồi cực đại hydrocacbon lỏng từ pha khí ngồi mục đích tạo thuận lợi cho việc vận chuyển cịn phải ý ñến lưọi nhuận Nếu hydrocacbon lỏng sau tách khỏi đường khí khơng xử lý đắn khơng thu lợi nhuận tối đa.Điều thực thể tích chất lỏng lưu giữ điều kiện khí đạt cực ñại tận dụng tới mức tối ña số lượng nhẹ từ pha lỏng tách Trong điều kiện khí để tổn hao bay khơng xảy áp suất hố phải bé áp suất khí song việc xác định khó nên phải thơng qua áp suất khí tương ứng với nhiệt ñộ lưu giữ áp suất thương gọi áp suất hoá thực tế song việc xác định khó nên phải thơng qua áp suất hố qui chuẩn thường gọ áp suất hố Reid (RVP) Khí hydrocacbon lỏng từ bình tách cao áp, chất lỏng tồn điểm sơi với áp suất tương ứng Mỗi nấc giảm áp suất số bị sôi Nếu chất lỏng cháy trực tiếp vào bể chứa, tượng sôi xẩy mãnh liệt mát không với thành phần nhẹ mà với thành phần nặng Để giảm tổn hao này, thực giảm áp theo nhiều bậc Khi tăng số bậc thu hồi bể chứa tăng Tuy vậy, dù số bậc có lớn số chất lỏng bị mát với hoà tan bậc tách Sự thu hồi cực ñại chất lỏng hydrocacbon ổn ñịnh điều kiện bể chứa với thể tích cực tiểu hồ tan thu nhờ phân đoạn chất lỏng sau bình tách bậc gọi q trình ổn định Q trình thực hệ thống khác tuỳ thuộc vào vị trí trang thiết bị đực lắp đặt trước Nếu thiết bị có sẵn có bảo đảm thu hồi thơng thường làm lạnh nước khơng khí thay cho làm lạnh khí gas Một sơ đồ cơng nghệ miêu tả hình 4-12, thuộc loại hệ thống tách nhiệt độ thấp chất lỏng nung nóng Dịng ngưng tụ từ bình tách nhiệt độ thấp với nhiệt độ 80-900F nung nóng sơ trao đổi nhiệt với dịng từ đáy tháp ổn ñịnh ñể nhạt tới nhiệt ñộ ñầu vào thấp Bộ khống chế nhiệt độ thơng qua van chiều ñiều chỉnh dòng cung cấp cho nhiệt ñộ dòng vào tháp hấp thụ khơng thay đổi táp hỗn hợp hydrocacbon ñược phân ñoạn Các thành phần nhẹ đầu tháp trạng thái hơi, qua trao đổi nhiệt với dịng khí lạnh từ bình tách nhiet ñộ thấp, phần nhiệt ngưng tụ vào bình chứa dịng ngược, khí sử dụng nhiên liệu khí dụng cụ Nếu số lượng khí lớn nén, bổ sung chất ức chế hydrat dẫn tới đường khí thương mại chất lỏng ngưng tụ trả ngược phía tháp.Chất lỏng ổn định từ đáy tháp ổn ñịnh ñược làm lạnh sơ nhờ trao ñổi nhiệt với dịng khí nhiên liệu máy lạnh khơng khí.Cuối cùng, nhờ dịng khí từ bình tách nhiệt độ thp, cht lng ủt ti nhit PC Gom dòng nguợc Khí tù bình tách nhiệt độ thấp Không khí Chất lỏng tù bình tách nhiệt độ thấp TC Máy lạnh Ngung tụ dòng nguợc Khí lạnh Tháp ổn định ủ khí chảy vào bể chứa KhÝ thu¬ng phÈm Hình 4.12: Thiết bị ổn định kèm hệ thống tách pha nhiệt ñộ thấp Việc cung cấp nhiệt cho phân phân ñoạn tháp hấp phụ thực nồi Nhiệt gạn cho chất lỏng rơi xuống đáy tháp Với hệ thơng tách lạnh có ép glycol, việc phân đoạn tốt ñạt ñược theo cách ñưa khí lạnh vào khay tạo dòng ngược tự chảy, hạn chế chi phí cho hệ thống dịng ngược khí ngun liệu có nhiệt độ cao Việc loại bỏ tụ khống chế máy bơm dòng ngược làm cho việc vận hành tháp ổn ñịnh thuận lợi nhiều trường hợp, làm lạnh hệ thống tách nhiệt ñộ thấp ñã bảo ñảm Tháp ổn ñịnh dùng kết hợp với hệ thống chất lỏng nóng dùng hệ thống ép glycol nhiệt ñộ thấp Nhờ phương pháp này, chất lỏng ñược tách thành phần nặng, tồn dạng lỏng ñiều kiện khí phần nhỏ thành phần lỏng bị mát bị theo thành phần nhẹ Trong thiết bị hấp phụ chọn lọc, hydrocacbon hố lỏng thu hồi theo đợt Vì bình tách tháp ổn định cần phải lắp bình gom để điều chỉnh dịng chảy liên tục tạo ñiều kiện cho tháp ổn ñịnh vận hành tốt Còn tách bậc, tất hydrocacbon lỏng khơng lưu giữ bể chứa phần chúng biến thành tách thành phần nhẹ Khi ta dùng phương pháp ổn ñịnh, tất chất lỏng thu từ q trình tách nhiệt ñộ thấp ñược lưu giữ bể chứa với điều kiện ổn định Ngồi việc sản xuất số lượng lớn chất lỏng từ sản phẩm tách nhiệt độ thấp, tháp ổn định cịn cho phép thu ñược tất thành phần nhẹ thoát phần cao tháp áp suất tương ñối lớn Khí áp suất nén để nhập vào đường dẫn song với chi phí nén thấp nhiều so với kỹ thuật tách bậc Hơi tháp ổn ñịnh tạo nghèo thành phần nặng trường hợp tách bậc nên đưa vào ñường dẫn khí thương mại Như từ ñỉnh tháp chất lỏng ổn định từ chân tháp bán, trừ phần sử dụng nội (bép lò, nồi tái sơi) Để xác định áp suất nhiệt ñộ tồi ưu ñể có thu hồi cực ñại, ta dùng đường cong hình –13, xây dựng cho áp suất bể chứa 14,5 psia, cho thiết bị ổn ñịnh tháp áp với sinh nhiệt nước.Với giá trị áp suất nhiệt ñộ cao hơn, phải dùng tháp cao áp sinh nhiệt tự rửa Hình 4.13: Điều kiện làm việc tháp ổn định Xác ñịnh ñiểm thu hồi chất lỏng cực ñại Đ6 Cơng nghệ xử lý khí đồng hành mỏ Bạch Hổ Khí thu hồi tầng: móng, oligocen miocen có thành phần cho bảng Thành phần khơng phù hợp với dịng khí ngun liệu trạm xử lý khí thu hồi giếng có chiều sâu khác nhau, lưu lượng khác hiệu tách dàn khơng đồng đều, nên dịng khí ngun liệu sản phẩm tổng hợp có thành phần hư bảng Từ bảng ta thấy khí đồng hành Bạch Hổ có thành phần chua thấp, khơng đáng kể nên nhiệm vụ xử lý chủ yếu tách cặn, tách lỏng tách nước Các hệ thống xử lý khơng có dây chuyền khử chua Việc xử lý phân hai giai ñoạn: xử lý sơ dàn công nghệ trung tâm xử lỹ dàn nén trung tâm trước khí vận chuyển vào bờ Xử lý sơ dàn công nghệ trung tâm Nhiệm vụ tách thành phần nặng nước tạp chất học, tạo ñiều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển xử lý dàn nén Khí ngun liệu chứa 11% thành phần nặng nên trọng tâm xử lý ñược ñặt vào khâu Công suất thiết kế 2,8 – 106m3/ngày đêm Sơ đồ cơng nghệ nêu hình 4-14 phân Bảng: Thành phần khí đồng hành mỏ Bạch Hổ (% thể tích) Cấu tử Tầng móng Oligocen hạ Miocen hạ(vịm trung tâm) Metan (CH4) 69,47 64,78 90,98 Etan (C2H6) 12,19 15,58 5,49 Propan (C3H8) 7,50 7,06 0,84 n Butan (C4H10) 3,26 2,69 0,08 IZo Butan (C4H10) 2,20 1,29 0,34 n Bentan(C5H12) 0,97 1,90 0,06 IZo Pentan(C5H12) 0,95 1,39 0,04 C6 + 1,16 1,10 1,29 Nitơ (N2) 1,20 2,86 0,33 Cacbonic (CO2) 1,00 0,61 0,25 Hơi nước 0,10 0,20 0,3 Nhiệt lượng cháy 54300 51960 KJ/m3 49500 47680 Bảng: Thành phần khí nguyên liệu trạm xử lý (% thể tích) Metan Etan Propan n C4H10 i C4H10 n C5H12 i C5H12 70,96 13,07 6,34 2,09 1,79 0,71 0,54 Hexam Nitơ Cacbonic 1.15 2,13 0,95 Hơi nước 0,27 Hydrosulfua Rất bé Ba hệ thống bao gồm hệ thống khí cao áp, hệ thống khí thấp áp hệ thống thu hồi condensát KhÝ dïng nội PC PC Lọc khí Đến hệ thống điều khiển đuốc Đến dàn nén Khí tù van an Đến E3 Bình làm khí Dòng cao áp toàn PC Đến đuốc Bình phân ly LC Máy lạnh không khí LC Dòng thấp áp Đến dàn ép Đến đuốc Khí chắn van an toàn Tù Bình phân ly LC Tù bình lọc LC Bình chúa condensát Đến tàu chúa Hỡnh4.14: S ủ x lý khớ sơ dàn cơng nghệ trung tâm Khí cao áp ñược gom từ thiết bị tách khai thác cao áp, với áp suất 1016át, qua thiết bị làm lạnh băng khơng khí, nhiệt độ từ 1000C hạ xuống 500C, phần hydrocacbon nặng bị ngưng tụ Thiết bị làm lạnh thực chất làm nguội cấu tạo đơn giản giá thành thấp Khi nóng vào ống tản nhiệt đường kính cỡ 25,4mm bố trí theo hàng chồng xếp lên không tiếp xúc Số hàng từ đến Phí ngồi ống có ép, hàn đúc tản nhiệt, chiều cao từ 12,7 ñến 15,8mm Nhiệt ñược tản ñi quạt gió cơng suất 15KW, đảm bảo lưu lượng ngưng tụ 300ml/m3 Sau làm lạnh khí vào bình làm Tại condensát tách khỏi khí theo gun tắc ly tâm trọng lực lượng khí chia theo hai ñường Phần lớn trực tiếp ñến dàn nén phần nhỏ trích để sử dụng nội ñến hệ thống ñiều khiển ñuốc Dịng khí dùng nội phải qua bầu lọc gồm lọc ñể giữ lại vật liệu học ngưng tụ nhờ giảm nhiệt theo hiệu ứng Jon-ThomSon khí trở nên bảo đảm u cầu sử dụng dàn Trường hợp lượng khí lớn vượt cơng suất dàn nén phần cịn lại trước ñốt phải ñược phân ly Nhiệm vụ thiết bị phân ly tách phần lỏng lại sau gian đoạn làm sạch, thực chất bình tác pha hình trụ ngang, áp suất làm việc cỡ thấp ( cỡ 0,5 át) Hệ thống khí áp suất thấp sau làm ( quạt gió cơng suất 5,5KW, khả lưu thơng 0,4-106m3/ngày đêm, với lượng ngưng tụ 50m/m3)thì khơng cần làm lượng ngưng tụ thấp, dãn trực tiếp đến dàn nén Tương tự hệ thống cap áp, phần khí khơng đến dàn nén, phải đốt chỗ trước đốt phải qua bình phân ly, có cấu tạo tương tụ hệ thống cao áp, có công suất bé tất xả từ van an tồn cao áp thấp áp gom bình phân ly trước đốt Hệ thống thu gom condensát gồm ống dầu, bể chứa máy bơm Tất ngưng tụ thu ñược từ bình làm sạch, bình phân ly, bình lọc khí dẫn bình chứa condensát áp suất bình tương ñương áp suất hệ thống khí áp suất thấp Vì có đường khí nối trực tiếp từ bình phân ly với bể chứa Để ngăn ngừa cháy nổ hạn chế q trình ơxy hố, mặt phân cách ngưng tụ khí dầu có phân bố lớp khơ chắn để cách ly Nhiệt độ bể trì 600C để bảo đảm cho máy bơm hoạt động Khả lưu thơng 100m3/ngày đêm Cơng nghệ xử lý dàn nén trung tâm Nhiệm vụ xử lý bao gồm tách thành phần nặng ñể thu hồi condensát sấy khơ khí.Việc tách lỏng thực theo kỹ thuật nén làm lạnh cịn việc sấy khơ thực theo cơng nghệ hấp phụ gycol dàn có tổ hợp xử lý lắp song song Trên hình 4-15 sơ đồ tổ hợp Khí ngun liệu từ dàn cố định dàn cơng nghệ ñược ñưa tới dàn nén theo ñường Đường cao áp với áp suất 10at ñược dẫn trực tiếp tới bình tách dầu vào Cịn khí thấp (cỡ 0,8at) phải qua máy nén ñể tăng tới 10at trước vào bình tách M¸y nÐn KhÝ thÊp ¸p KhÝ cao áp Tách pha đầu vào 1.V.2IIB Tách pha dầu vào 1.V.2IIA Làm 1V252 Máy lạnh 1AC252 Thu hồi condensát (Tách G,W) Máy lạnh 1AC251 máy nén 1K234 máy nén 1K235 Làm 1V251 Khu nuớc 1T312 Làm 1V253 Máy lạnh Khí vào bờ Condensát vào bể chúa Đến hệ thống xu lý nuớc Khi đến đuốc condensát vào bờ condensát Đến bể chúa Đến giÕng gaslift T¸i sinh TEG Hình 1.15: Sơ đồ tổ hợp xử lý dàn nén khí trung tâm Hai bình tách đầu vào lắp song song 1.V.2II A, 1V.2IIB, thay làm việc Đây bình tách ba pha, trục ngang, áp suất nhiệt ñộ làm việc 10 atm 500C thời gian lưu trữ chất lỏng phút, khả lưu thông 4,05106m3/ngày ñêm.Các chất lưu ñược tách khí, dầu, nước ñi theo đường riêng biệt nhờ kiểm sốt mức áp suất Khí bình tách dầu vào vào bình tách 1.V.215, bình tách trụ đứng (cịn gọi bình làm khí) chế ñộ làm việc 10 at 500C có trang bị chiết sương chủ yếu ñể tách condensát Sau qua máy, áp suất nhiệt độ khí đạt tới 38at 1300C.Để tiếp tục tách ta phải hạ nhiệt độ khí xuống, thơng qua máy làm nguội khơng khí 1.AC.251 (quạt gió ống tản nhiệt) nhiệt độ giảm xuống cịn 450C tạo ngưng tụ Nếu số lượng ngưng tụ lớn dịng khí trả trước bình tách để tách lại Bình thường khí sau làm lạnh dẫn tới bình tách cấp 1.V.252, bình tách pha lỏng khí kiểu trụ đứng, giai đoạn chất lỏng khơng t khí ngưng tụ mà cịn có nước tự do, chất lỏng phải tiếp tục qua phận thu hồi condecsát để tách khí, nước condecsát theo đường riêng Khí máy nén cấp hai 1-K-254 nâng tới áp suất 127 at nhiệt ñộ 1500C Sau qua máy lạnh 1-AC-252 nhiệt độ khí cịn lại 450C, vào bình tách đầu 1-V-253 ñể tiếp tục tách lỏng Đến giai ñoạn chất lỏng lại chủ yếu nước tự nên phần lỏng ñược dẫn trực tiếp ñến hệ thống nước xử lý Cịn khí gộp với dịng tổ hợp khác ñể vào hệ thống sấy khô glycol 1-T-311 1-T-312 lắp song song dùng chung cho tổ hợp nén Chu trình khử ẩm glycol nêu hình 14-16, khí ẩm dẫn vào phần thấp tháp hấp phụ, glycol khan ñược ñưa vào phần cao Hai chất lưu chuyển dịng ngược chiều, xẩy tiếp xúc đệm khay tiếp xúc Sau hấp thụ nước, glycol xuống phần thấp, trở nên bão hồ Ngoài nước, glycol coàn hấp thụ hydrocacbon thơm paraphin khí áp lực glycol HC thơm lớn Từ ñáy tháp hấp thụ, glycol tới phần cao tháp chưng chất (tái sinh) tiếp nhận nhiệt nhờ cuộn ống ruột gà Khí qua bình tách nhanh, có nhiệt độ cao áp suất giảm nên ñược tách ñược ñốt dẫn tới thiết bị tái sinh Phần dung dịch glycol tiếp tục qua bầu lọc ñể loại bỏ tạp chất học gây lấp nhiệt, đóng cặn tháp chưng cất nồi ñun Để tiết kiệm nhiên liệu cho nồi tái sinh ta cho dịng glycol trao đổi nhiệt để nâng nhiệt độ dịng vào tháp chưng cất.` Tái tháp chưng cất, nước thoát ngồi làm cho glycol tăng nồng độ tới gần 100% ñược máy bơm ñưa voà tháp hấp phụ thành chu trình kín Hệ thống đảm bảo an tồn có thành phần kèm với glycol, giảm đáng kể vai trị H2S, CO2 nồi tái sơi Thực tế lượng paraphin hoà tan glycol nhỏ, song có mặt dịng vào bình tách nhanh Tại ñây paraphin HC thơm ñược tách Nếu chúng khơng tách trước vào tháp tái sinh gây trào nồi tái sơi Cũng bình tách nhanh, H2S CO2 ñược tách, loại bỏ nguy hiểm cho hệ thống thiết bị KhÝ khô Khói Tháp chung Khí đến đuốc tháp tái sinh Bầu lọc chất rắn Tháp hấp phụ Bình tách nhanh TEG bÃo hoà Nồi tái sôi ống đốt chống tràn Bể chúa Khí ẩm Bơm TEG khan Hình 4.16: Sơ đồ hệ thống khử ẩm Bộ phận chưng cất tái sinh glycol có tác dụng tăng nồng ñộ glycol cách loại bỏ nước giải pháp nhiệt, tách bơm chân không kết hợp nồi tái sôi tháp chưng cất Cơ sở lý thuyết q trình tái sinh định luật Raoult Xw = P Yw Ph Trong đó: Xw phần mol nước glycol khác Ph: áp suất nước nồi tái sôi Yw: Phần mol nước nồi ñun lại Như vậy, ñể tăng nồng ñộ dung dịch glycol nghĩa giảm Xw ta cần phải giảm P, Yw tăng Ph Để giảm áp suất P hệ thống người ta thường dùng bơm chân khơng để hút khí nồi tái sơi Việc đươc khí tách, khí trơ vào nồi ñun có tác dụng làm giảm Yw tăng nhiệt ñộ dẫn ñến tăng Ph Trên hình 4-17 sơ đồ tái sinh glycol có sử dụng khí tách Tại trao ñổi nhiệt qua ống xoăn phần cột chưng cất, dịng glycol có nhiệt độ 900C, làm tan cấu trúc Izootan, benzen,Naften,Paraphin, biến chúng thành thể tách khỏi chất lỏng cấu tử có số nguyên tử cacbon phân tử từ 5–8 thường gọi khí tách, chúng tham gia vào trình tái sinh phần tháp Sau thoát phần chúng làm lạnh nước khơng khí Nhờ ñó, phần ñược chuyển qua thể lỏng, hydrocacbon lại khơng tan nước nên vào bình tách pha pha bị phân ly dễ dàng Từ bình tách, hydrocacbon lỏng bơm vào bình tái sơi chúng lại chuyển sang pha khí làm giảm hàm lượng nước thể tích việc cung cấp nhiệt cho tái sôi thực cách ñốt trực tiếp nhiên liệu (khí xăng) ñường ống cấp nhiệt Nhiệt độ phía ngồi ống giao động khoảng 206-2200C nhiệt ñộ glycol nồi thường 2040C Với nhiệt ñộ ổn ñịnh ñược trì qua khống chế nhiệt TC để điều khiển dịng khí đốt Để tăng diện tích tiếp xúc glycol với phần lên từ đáy tháp để giải tháo nước, tháp bố trí đệm gồm cỏc ht nh mn glycol bÃo hoà Sản phẩm cháy Nuớc không khí Khí tới đuốc Bình tách pha Tháp chung cất Ra Đệm hạt mịn Vào TC Khí đốt Nuớc ống cấp nhiệt Ngung tụ Nồi tái sôi Bơm chống tràn Bể chúa Glycol khan tới tháp hấp thụ Bơm Hỡnh 1.17: Sơ đồ tái sinh glycol có dùng khí tách Các thiết bị phụ trợ hệ thống khử nước bao gồm bình lọc chất rắn, trao đổi nhiệt bình tách nhanh Bộ lọc thiết bị cần thiết, thường dùng loại vải có thớ cỡ lỗ 5-10 µm 25-50µm Nếu thải loại hydrocacbon thơm thay than hoạt tính vải lọc bị lấp bít than bị trung hồ áp suất tăng lên Nếu lượng tăng áp đạt 1-1,4at phải thay vật liệu (vải than) phải xử lý nước qua nhiệt yêu cầu nhiệt ñộ làm việc có hiệu thiết bị khác tháp hấp thụ nhiệt độ dịng glycol 450C cịn nồi tái sơi phải cao 2000C Dịng glycol bão hồ từ chân tháp hwps thụ nhận nhiệt từ dịng glycol khan tái sinh từ bể chứa chống tràn, trao ñổi glycol-glycol ñược chế tạo theo kiểu ống lồng kiểu tấm.Lượng nhiệt ñược trao ñổi phụ vào kiểu trao đổi, tốc độ dịng, nhiệt độ dịng thơng thường trị số tăng giảm từ 15-200C Bình tách sử dụng hệ thống khử nước chủ yếu ñể tách khí khỏi dung dịch áp suất làm việc từ 3-7at hay dùng cho dịng khí có áp suất đầu vồ cao 30 át Với trị số đó, số hydrocacbon nhẹ ra, nhiên dung dịch cịn số hydrocacbon nặng để giải phóng chúng cần phải gia nhiệt ... thụ nước dạng lỏng phổ biến Etylen glycol Các chất etylen glycol (EG) C2H6O2, dietylen glycol (DEG) C4H10O3, trietylen glycol (TEG) C6H14O4,và tetraetylen glycol (TRG) C8H18O5, ñều thoả mãn yêu... glycol cột tiếp xúc, giảm hiệu tăng tổn hao glycol Các dầu nặng tích luỹ glycol khơng thể phân tách Hydrocacbon lỏng cịn phân huỷ bám dính lên ống dẫn nhiệt với glycol bị phân huỷ làm cho glycol... xúc thấp tháp hấp thụ Khi nâng lên qua ñĩa tiếp xúc với dung dịch glycol ñược tưới từ xu? ??ng Dung dịch glycol đậm đặc bước bão hồ nước chiếm phần thấp tháp Từ khơng qua điều khi? ??n mức tự chảy qua