- Sau thời gian sử dụng chất hấp phụ mất hoạt tính.
CHƯƠNG 4: NGƯNG TỤ NHIỆT ĐỘ THẤP
4.4.4. Sơ đồ quy trình ba giai đoạ n làm lạnh kết hợp để thu sản phẩm C3+
(propan ngoại, tiết lưu dòng lỏng và giảm áp turbin)
Xét sơ đồ công nghệ sau đây của nhà máy ở Bang Texat (Mỹ) làm việc với bộ phận giảm áp và được ứng dụng để thu hồi từ 50 đến 70% etan (hình 6.14). Mức thu hồi propan khoảng 95%. Trong 1 m3 khí nguyên liệu chứa 140 cm3 etan, 103 cm3 C3+ và khoảng 0,12% mol CO2 và N2. Đặc điểm của nhà máy là hoàn toàn không có làm lạnh bằng nước. Diện tích xây dựng nhà máy nhỏ hơn 2 lần so với nhà máy tương tự làm việc theo chế độ hấp thụ nhiệt độ thấp.
1: thiết bị lọc phân ly; 2: tháp hấp thụ; 3: thiết bị bay hơi propan; 4, 7, 11: thiết bị phân ly; 5, 6: thiết bị trao đổi nhiệt; 8: tháp phong hóa; 9: nồi sôi lại; 10: tháp khử etan; 12: turbin giản nỡ; 13, 14: máy nén; 15: thiết bị làm lạnh bằng không khí.
I: khí nguyên liệu; II: hydrocacbon ; III: khí khô
Từ trao đổi nhiệt 5 và 6 hỗn hợp hơi - lỏng với áp suất 5,84 MPa và nhiệt độ -620C được đưa vào tháp phân riêng áp suất cao 7. Chất lỏng từ tháp 7 bay hơi đoạn nhiệt trong tháp phong hóa nhiệt độ thấp 8 ở -92,20C và áp suất 2,0 MPa (gần với áp suất trong tháp demetan 10). Tháp phong hóa được sử dụng để giảm tải trọng hơi đối với tháp demetan.
Từ tháp phân riêng 7 khí được đưa vào thiết bị giảm áp turbin 13, ở đó nó giảm áp đoạn nhiệt đến áp suất xấp xỉ 2,0 MPa. Trong quá trình này nhiệt độ của khí hạ xuống đến -980C. Năng lượng giãn nở khí được sử dụng trong máy nén khí 14. Từ thiết bị giảm áp turbin hỗn hợp khí lỏng đi vào tháp phân riêng áp suất thấp 12 và từ đó chất lỏng được đưa vào phần trên của tháp demetan 11.
Tháp demetan làm việc ở áp suất 1,9 MPa, nhiệt độ đỉnh -970C, nhiệt độ phía dưới 16,70C. Đáy tháp demetan 11 được nung nóng nhờ nhiệt lượng khí nguyên liệu. Nguồn nguyên liệu cấp cho tháp 11 lấy từ tháp phân riêng 4 và tháp phong hóa 8.
Khí từ tháp demetan 11, tháp phân riêng áp suất thấp 12 và tháp phong hóa 8 trộn lẫn, tạo thành một dòng khí dư, dòng này sau khi gia nhiệt trong trao đổi nhiệt 6 và 5 đến nhiệt độ -17,80C với áp suất 1,8 MPa được nén tiếp bằng hai máy nén khí ly tâm 14 và khí 15.
Trong sơ đồ này bộ phận giảm áp được ứng dụng thay cho chu trình lạnh etan (hoặc etylen).
Như vậy thiết bị giảm áp turbin ứng dụng tốt trong hệ thống chế biến khí trong vùng nhiệt độ thấp từ -45 đến -750C. Nếu như hàm lượng C3+trong khí nguyên liệu cao quá 70 ÷ 75 g/m3, để có được mức thu hồi C3+ cao lượng nhiệt lạnh do giảm áp suất không đủ và đòi hỏi phải làm lạnh thêm. Đặc điểm của thiết bị giảm áp suất turbin như sau:
Mức giảm áp cho phép: 2 ÷ 3,5
Giảm nhiệt độ (0C): 26 ÷ 48
Độ hóa lỏng khí (%): 5 ÷ 20
Độ nén khí khô nhờ năng lượng tạo ra do giảm áp suất: 1,3 ÷ 1,5 Áp suất tại cửa vào thiết bị giảm áp suất turbin (MPa): 1,103 ÷ 9,240