- Sau thời gian sử dụng chất hấp phụ mất hoạt tính.
CHƯƠNG 4: NGƯNG TỤ NHIỆT ĐỘ THẤP
4.2.1. Sơ đồ ngưng tụ một giai đoạn với chu trình lạnh propan để thu C3+
Trong hình 6.2 trình bày sơ đồ công nghệ ngưng tụ nhiệt độ thấp. Đây là sơ đồ cổ điển được sử dụng đầu tiên để chế biến khí và được ứng dụng rộng rãi. Trên cơ sở sơ đồ này đã phát triển những sơ đồ hiện đại. Sơ đồ có một nguồn lạnh ngoại - chu trình lạnh propan và một bộ phận phân riêng hỗn hợp hai pha.
Hình 6.2. Sơ đồ ngưng tụ một giai đoạn với chu trình lạnh propan
1, 7: tháp tách; 2: máy nén; 3: thiết bị làm lạnh bằng không khí; 4, 5: thiết bị trao đổi nhiệt; 6,10: thiết bị bay hơi propan; 8: tháp deetan; 9: bể chứa hoàn lưu; 11: nồi sôi lại.
I: khí nguyên liệu; II: hydrocacbon + nước; III: khí khô
Khí nguyên liệu từ ống dẫn được đưa vào thiết bị tách 1, tại đó nó được loại sạch các bụi rắn và chất lỏng giọt (dầu, condensate, nước...). Sau khi làm sạch trong thiết bị tách 1 khí nguyên liệu được nén trong máy nén khí 2 tới áp suất 3 ÷ 4 MPa hoặc cao hơn. Sau khi làm lạnh trong máy lạnh không khí 2, trao đổi nhiệt 4 (với khí khô) và 5 nhờ nguồn lạnh của condensate từ thiết bị phân ly 7, khí có nhiệt độ từ -20 đến -350C. Tiếp theo, trong thiết bị làm lạnh bằng propan 6 khí ngưng tụ một phần và đi vào thiết bị phân ly 7, ở đó hydrocarbon ngưng tụ được tách ra. Từ đỉnh tháp phân ly 7 khí khô thoát ra sau khi đi qua trao đổi nhiệt 4 được dẫn vào ống dẫn khí chính. Từ đáy tháp 7 condensate được dẫn ra và sau khi trao đổi nhiệt với khí nguyên liệu trong trao đổi nhiệt 5 nhiệt độ của nó tăng đến 20 ÷ 300C và khí tiếp tục được nạp vào giữa tháp deetan hóa 8. Sản phẩm trên của tháp deetan hóa là hỗn hợp metan (20 ÷ 70% thể tích), etan (30 ÷ 75% thể tích) và propan (không quá 5% thể tích) trộn với khí khô của tháp phân ly 7 và đi vào ống dẫn khí. Sản phẩm đáy của tháp deetan hóa - phân đoạn hydrocarbon là hỗn hợp propan và các hydrocacbon cao hơn (C3+) sử dụng để sản xuất propan, butan, pentan và khí xăng (C5+) hoặc khí dân dụng.
Các thông số vận hành của quy trình:
- Áp suất máy nén là 4MPa (40 atm)
- Nhiệt độ đỉnh tháp khử etan bằng -300C - Nhiệt độ đáy tháp khử etan bằng 900C
Cụm deetan hóa là một trong những cụm cơ bản của sơ đồ ngưng tụ nhiệt độ thấp, chất lượng sản phẩm và hiệu quả kinh tế của thiết bị phụ thuộc vào hiệu quả làm việc của nó. Tăng hàm lượng propan trong sản phẩm đỉnh của tháp deetan hóa dẫn đến tăng mất mát sản phẩm chính, còn nếu hàm lượng etan trong sản phẩm đáy của tháp deetan hóa cao hơn 2 ÷ 3% khối lượng thì propan hoặc phân đoạn propan - butan sản xuất ra không hợp qui cách trong phân xưởng phân đoạn khí.
Deetan hóa là tháp chưng cất có 10 ÷ 12 mâm lý thuyết. Thời gian sau này thiết bị tiếp xúc trong tháp deetan hóa được ứng dụng là mâm supap, thường là 30 mâm, áp suất trong tháp giữ ở 3 ÷ 3,5 MPa. Việc lựa chọn áp suất trên xuất phát từ:
- Trong điều kiện chế biến khí bằng phương pháp ngưng tụ nhiệt độ thấp với áp
suất từ 4 MPa trở lên thì việc duy trì áp suất trong tháp deetan hóa không đòi hỏi chi phí thêm năng lượng.
- Mặt khác, với áp suất như vậy việc sử dụng propan làm chất làm lạnh đáp ứng
chế độ nhiệt độ cho vùng đỉnh tháp deetan hóa.
- Áp suất cao hơn không có lợi vì sẽ làm xấu điều kiện phân tách pha.