PHÂN III TÍNH TOÁN CÁC THAM SÔ cơ BÁN CỦA THÁP LÀM NGỌT KHÍ BANG DUNG DỊCH MONOL ETANOL
3.2.2.2.Công thức lưulượng dòngMEA nghèo vào tháp hấp thụ
Lưu lượng dòng amin nghèo đi đỉnh tháp hấp thụ có liên quan trực tiếp đến hiệu quả dung dịch của quá trình làm sạch khí khỏi C02, lưu lượng và nồng độ dung dịch amin nghèo vào đỉnh tháp hấp thụ phụ thuộc vào mức độ chua của khí nguyên liệu. Khí càng giàu C02, lưu lượng khí càng lớn khi vào tháp thì lưu lượng amin nghèo vào tháp, phải càng lớn. Nếu dung dịch amin được dùng càng loãng thì lưu lượng của nó càng phải lớn. Như vậy nếu dung dịch amin càng lớn, nồng độ amin càng cao trong dung dịch thì quá trình hấp thụ COi trong khí chua càng tốt, nhưng lại tăng chi phí sản xuất và lại đòi hỏi nhiều thiết bị phù trợ như: Bơm để duy trì lưu lượng dòng amin tuần hoàn, nhiệt quá trình tái sinh, nguồn nhiệt lạnh để làm lạnh dung dịch amin nghèo trước khi đi vào đỉnh tháp hấp thụ. Do đó, cần phải tính lưu lượng dòng amin nghèo vào tháp hấp thụ sao cho vừa
Trong quá trình hấp thụ bằng amin (MEA, DEA) tỷ lệ amin/ khí acid (H2S và C02) thường được chọn tỷ lệ 3/1 (mol/mol). Sở dĩ có sự lựa chọn như vậy là vì trong quá trình hấp thụ hóa học HoS và COT bằng Alknol amin (MEA, DEA) xảy ra theo các phản ứng sau:
2RNH2 + H2S « t (RNH3)2S
2R2NH + H2S < t (R2NH2)2S 2R2NH + H2o + co2 , ±
(R2NH2)2co3
2RNH2 + H2o + co2 , » (RNH3)2co3
Theo các phản ứng trên ta thấy, để hấp thụ một mol C02 cần 2 mol amin (MEA, DEA). Tuy nhiên trong thực tế ở điều kiện làm việc của tháp hấp thụ, các phản ứng xảy ra không hoàn toàn. Theo giả thuyết của Zapff thì phản ứng chỉ đạt hiệu suất là 65% ở đáy tháp hấp thụ, còn theo giả thuyết của Kohl và Rie senfeld thì phản ứng đạt hiệu suất 75%. Từ hai giải thuyết này ta chọn ra hiệu suất phản
ứng là 70% để tiến hành tính toán. Vậy để hấp
thụ hết một mol C02 thì cần dùng.
2 X 100/70 « 3mol amin (DEA, MEA)
- Chọn nồng độ dung dịch amin (DEA, MEA) thường là từ 15 - 25 khối lượng với MEA, 20-45% khối lượng đối với DEA.
- Tính lưu lượng của C02 trong khí chua (khí nguyên liệu), NCQ2(kc)
(mol/giờ).
Nco2(kc) = %V(C02).I (lưu lượng khí nguyên liệu) (3.2)
<ỉ)ầ átt lất nụhiêfL Oỉộmồn: Jlẹe koá
- Tính lưu lượng C09 trong khí ngọt : NC02(kc) (mol/giờ), được tính theo công thức:
NC02(kc) = %V(C02) trong khí ngọt X s (lưu lượng khí chua-lưu lượng khí bị hấp thụ) (3.3)
- Tính lượng COT bị hấp thụ : NC02(ht) (mol/giờ) được tính:
Nc02(ht) = Nco2(kc) — Nco2(kn) (3.4)
- Tính lượng amin nguyên chất cần dùng: Namin(nc) (mol/giờ)
Namin(nc) = 3 Nco2(ht) (3.5)
Vậy lưu lượng amin vào tháp: mamin(và0) (kg/giờ)
^amin (vào) = [Namin(nc). Mamin/% khối lượng (amin)] + mC02
(amin nghèo)
(3.6) Với
mco2 (amin nghèo) khối lượng C02 có trong amin nghèo
* Lưu lượng khí ngọt ra khỏi tháp hấp thụ: (mol/giờ)
Nkhí ngọt = { lưu lượng khí nguyên liệu - (lưulượng khí C02 bị hấp thụ + khối lượng khí HC bị hấp thụ vào amin Ị (3.7)