Cân bằng vật chất nguyên liệu đầu vào và sản lượng các sản phẩm đầu ra của từng phương án như bảng 5.2 bên dưới.
Bảng 5.3. Sản lượng của từng phương án
Kết quả mô
phỏng Đơn vị Phương án 1 Phương án 2 Phương án 3
Khí ẩm vào Trm3/ngày 10.0 10.0 10.0 Khí khô Trm3/ngày 8.12 8.17 8.13 Etan Tấn/ngày 912.6 913.5 912.8 LPG Tấn/ngày 1332 1289 1286 Condensate Tấn/ngày 224.8 254.6 254.5 HSTH Khí khô % 93.67 93.92 93.75 HSTH Etan % 80.02 80.09 80.03 HSTH LPG % 85.96 85.14 85.08
Ghi chú: HSTH – Hiệu suất thu hồi tính theo % khối lượng
Nhận xét: Từ số liệu trên cho thấy, sau khi đã điều chỉnh nhiệt độ trên mô hình mô phỏng của 03 phương án để đạt hiệu suất thu hồi Etan là 80%. Sản lượng các sản phẩm Khí Khô, Etan, LPG và condensate của các phương án tương đối giống nhau. Sự khác biệt nhỏ được giải thích là do độ chính xác của phần mềm mô phỏng. Hiệu suất thu hồi sản phẩm LPG rất cao, do khi đã làm lạnh sâu để thu hồi Etan thì về mặt nguyên tắc đã thu hồi hoàn toàn các cấu tự nặng hơn như Propan và Butan.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuChuyên ngành Hoá dầu 61 SVTH: Hoàng Trung Kiên
5.3.4.Năng lượng tiêu tốn cho từng phương án.
Năng lượng tiêu tốn cho từng phương án là lượng năng lượng từ bên ngoài cần thiết để cung cấp các thiết bị trao đổi nhiệt, máy nén khí, máy bơm, nhiệt ngưng tụ sản phẩm đỉnh, nhiệt cung cấp cho đáy tháp… Dựa vào bảng cân bằng năng lượng cho từng phương án trên cơ sở kết quả tính toán mô phỏng ta có tổng lượng năng lương tiêu thụ cho từng phương án như sau:
Bảng 5.4. Tổng lượng năng lượng tiêu thụ cho từng phương án
TT Ký hiệu Chức năng Đơn vị Phương án 1 Phương án 2 Phương án 3
1 E-01 Reboiler gia nhiệt đáy C-01 kj/h 16,970,000 34,650,000 28,230,000 2 K-100 Máy nén khí khô kj/h 24,920,000 46,420,000 25,350,000 3 E-103 Thiết bị làm lạnh khí khô kj/h 31,870,000 45,100,000 25,550,000 4 Qcond C-03 Thiết bị làm lạnh ngưng tụ đỉnh C-03 kj/h 29,810,000 28,650,000 28,700,000 5 Qreboi C-03 Reboiler gia nhiệt đáy C-03 kj/h 26,310,000 25,350,000 25,430,000 6 K-101 Nén khí hồi lưu cấp 1 kj/h 1,022,000 - 3,436,000 7 E-104 Làm lạnh khí hồi lưu cấp 1 kj/h 875,900 - 2,837,000 8 K-102 Nén khí cấp 2 kj/h 998,300 - 3,628,000 9 E-105 Làm lạnh khí hồi lưu cấp 2 kj/h 1,399,000 - 4,847,000 10 E-107 Làm lạnh ngưng tụ đỉnh tháp tách Etan kj/h 10,680,000 13,590,000 13,760,000
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuChuyên ngành Hoá dầu 62 SVTH: Hoàng Trung Kiên 11 K-104 Máy nén khí Propan kj/h 46,090,000 42,000,000 32,730,000 12 AC-100 Làm lạnh ngưng tụ Propan kj/h 102,200,000 89,980,000 73,560,000 13 K-105 Máy nén khí khô cấp 2 kj/h 39,080,000 - - 14 E-110 Làm lạnh khí khô cấp 2 kj/h 31,870,000 - - 15 Reboiler Dem
Gia nhiệt đáy tháp Demethanizer
kj/h 13,350,000 - -
16 Reboiler
Det
Gia nhiệt đáy tháp Deethanizer
kj/h 32,180,000 32,890,000 31,610,000
Tổ
ng kj/h 409,625,200 358,630,000 299,668,000
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuChuyên ngành Hoá dầu 63 SVTH: Hoàng Trung Kiên
Nếu chỉ tính riêng phần năng lượng cho chu trình làm lạnh Propan (bao gồm máy nén khí Propan và thiết bị trao đổi nhiệt làm mát Propan bằng không khí, từ kết quả mô phỏng ta có các số liệu sau:
Bảng 5.5. Năng lượng tiêu thụ của chu trình Propan
TT Ký hiệu Chức năng
Đơn
vị Phương án 1 Phương án 2 Phương án 3
1 K-104 Máy nén khí Propan kj/h 46,090,000 42,000,000 32,730,000 2 AC-100 Làm lạnh ngưng tụ Propan kj/h 102,200,000 89,980,000 73,560,000 Tổng kj/h 148,290,000 131,980,000 106,290,000
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuChuyên ngành Hoá dầu 64 SVTH: Hoàng Trung Kiên
Nhận Xét: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Từ bảng số liệu về nhiệt độ khí nguyên liệu sau chu trình làm lạnh bằng propan cũng như đồ thị cho thấy để đạt được cùng một hiệu suất thu hồi Etan thì phương án sử dụng khí nguyên liệu là khí khô đầu ra có lượng tiêu thụ năng lượng ra cao nhất. Nguyên nhân phương án 1 có lượng tiêu thu năng lượng cao hơn các phương án khác là do phương án 1 sử dụng khí khô sau khi đã chế biến tách LPG và condensate nên:
Dòng khí khô này có áp suất 56 barg – thấp hơn so với trường hợp sử dụng khí nguyên liệu đầu vào (áp suất 86barg) dẫn đến chênh áp qua hệ thống Van JT dẫn đến làm giảm hiệu quả làm lạnh qua van JV và qua Turbo Expander CC-02 nên cần phải làm lạnh sâu khi để đảm bảo hiệu quả thu hồi dẫn đến làm tăng công suất của chu trình làm lạnh Propan Nhiệt độ khí nguyên liệu 55 OC cao hơn so với trường hợp sử dụng khí
ẩm đầu vào (26 OC) nên cần phải làm lạnh sâu hơn do vậy cũng tiêu tốn nhiều Propan hơn.
Ngoài ra đối với phương án sử dụng khí khô đầu ra để làm lạnh đưa qua
chế biến còn phát sinh thêm máy nén cấp 2 để nâng áp khí khô sau khi đã được tách loại Etan tại cụm thu hồi Etan. Trong khi phương án 1 và 2 không cần sử dụng máy nén tăng cường này.
- Để đạt được cùng hiệu suất thu hồi 80%, trong 02 phương án làm lạnh dòng khí nguyên liệu đầu vào bằng Propan hóa lỏng thì phương án 3 (phương án sử dụng tháp Demethanizer có máy nén khí hồi lưu) có tổng lượng năng lượng tiêu thụ thấp hơn so với phương án 2 (tổng năng lượng tiêu thụ của phương án 2 khoảng 132.106 Kj/h, trong khi phương án 2 chỉ tốn 106.106 Kj/h). Sự khác biệt này được giải thích là do phương án 3 với tháp hấp thụ Demethanizer có sử dụng các máy nén khí hồi lưu K-101 và K-102 để nén khí từ đỉnh tháp Demethanizer về trở lại ban đầu tái chế nên hiệu quả thu hồi Etan cao hơn so với phương án 2 không có máy nén khí hồi lưu. Do hiệu quả thu hồi lỏng của phương án 3 cao hơn nên để đạt được cùng một hiệu suất thu hồi Etan là 80%, công suất làm lạnh của phương án 3 thấp hơn.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuChuyên ngành Hoá dầu 65 SVTH: Hoàng Trung Kiên
- Trong tổng lượng năng lượng tiêu thụ của từng phương án thì năng lượng tiêu hao cho chu trình làm lạnh Propan là cao nhất và chiếm khoảng hơn 30% tổng lượng năng lượng tiêu thụ của phương án.
Nếu chỉ xét riêng về công suất của chu trình làm lạnh bằng Propan thì từ bảng 5.5 và biểu đồ hình 5.3 cho thấy phương án 1 sử dụng khí khô đầu ra sau khi tách LPG để làm lạnh và tách Etan là phương án có tổng lượng năng lượng tiêu thụ cho chu trình Propan cao nhất, sau đó đến phương án 2 (không có máy nén khí tuần hoàn) và thấp nhất là phương án 3 (có máy nén khí tuần hoàn). Nguyên nhân của sự khác biết này là do để đạt được cùng một hiệu suất thu hồi thì phương án 1 cần phải làm lạnh đến nhiệt độ sâu hơn (-30.85 OC), trong khí phương án 2 chỉ cần làm lạnh đến -18OC và phương án 3 là khoảng -9.6OC. Việc làm lạnh càng sâu, càng tiêu tốn nhiều Propan nên năng lượng tiêu thụ cho chu trình Propan càng cao.