- Hệ thống tạo mựi:
LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CễNG NGHỆ CHẾ BIẾN KHÍ NAM CễN SƠN NHẰM THU HỒI LPG
4.3 Nguồn khớ tự nhiờn Nam Cụn Sơn
Khớ từ mỏ Nam Cụn Sơn khai thỏc lờn ở giai đoạn II thường tồn tại ở dạng hai pha lỏng - khớ với thành phần được cho trong bảng 4.2
Bảng 4.2: Thành phần khớ ở mỏ nam cụn sơn.
Cấu tử Condensate trắng (%mol) Khớ (%mol)
N2 0,0000 0,0012 CO2 0,0000 0,0450 C1 0,4022 0,8413 C2 0,0619 0,0580 C3 0,0741 0,0336 i-C4 0,0293 0,0060 n-C4 0,0363 0,0083 i-C5 0,0247 0,0024 n-C5 0,0189 0,0017 C6 0,0344 0,0017 C7 0,0102 0,0000 C8 0,0662 0,0000 C9 0,0378 0,0000 C10 0,1123 0,0000 H2O 0,000375 0,0000 Diethylamine 0,0000 0,0000 Tổng 1,0000 1,0000 - Áp suất: 110 bar - Nhiệt độ: 27 0C
- Lưu lượng pha lỏng: 72 m3 /ngày.
- Lưu lượng pha khớ: 20 triệu m3 /ngày. Nhận xột:
Với thành phần, nhiệt độ và ỏp suất như trờn, khớ vào bờ sẽ tồn tại ở dạng hai pha. Hàm lượng hydrocacbon nặng chiếm tỷ lệ nhỏ nờn đõy là khớ nhẹ. Thành phần của CO2 là 0,045 %mol nhưng vần nằm trong giới hạn cho phộp, thành phần H2S khụng cú nờn đõy là khớ ngọt.
3.4Lựa chọn sơ đồ cụng nghệ chế biến khớ ở mỏ Nam Cụn Sơn
- Khớ khai thỏc ra khỏi mỏ được vận chuyển vào bờ qua đường ống dẫn khớ. Trong quỏ trỡnh vận chuyển, qua một số địa hỡnh khụng bằng phẳng ỏp suất thay đổi, nhiệt độ thay đổi dẫn đến vận tốc dũng chảy thay đổi theo. Vận tốc dũng khớ nhỏ, hệ số Re sẽ nhỏ và dẫn đến hiện tượng chảy tầng làm chất lỏng đọng lại gõy tắc nghẽn đường ống dấn khớ và làm ỏp suất dũng khớ thay đổi. Hiện tượng này gọi là hiện tượng Slug. Khi lưu lượng dũng khớ tăng hệ số Re cũng tăng, dũng chảy ở chế độ chảy rối sẽ cuốn theo lỏng làm tăng tỉ số lỏng. Khi vào nhà mỏy sẽ gõy ảnh hưởng trực tiếp đến cỏc thiết bị phớa sau. Để trỏnh trường hợp này ta phải tỏch lỏng và khớ ra khỏi nhau trước khi đi vào chế biến ở những giai đoạn sau.
- Mặt khỏc, do lưu lượng tăng đột ngột như thế nờn nguyờn liệu khớ đầu vào sẽ cú lượng lỏng khỏ lớn, điều này đũi hỏi bỡnh tỏch phải cú khụng gian đủ lớn để thời gian lưu của khớ nguyờn liệu vừa đủ để tỏch triệt lỏng và khớ ra khỏi nhau mà khụng gõy ảnh hưởng đến đến thiết bị và cỏc giai đoạn chế
biờn phớa sau.
Từ những phõn tớch trờn và kết hợp với những phõn tớch ở phần 3.1.1 thỡ Slug Catcher (cú thể tớch lớn) là thiết bị phự hợp nhất để tỏch và tồn chứa lỏng.
4.4.2. Lựa chọn thiết bị loại cỏc tạp chất cơ học trong khớ
- Trong quỏ trỡnh khai thỏc, vận chuyển dũng khớ sẽ cuốn theo cỏc hạt bụi từ dưới lũng đất hoặc do cỏc thiết bị mỏy múc bị bào mũn, bị va đập, hoặc sản phẩm phõn huỷ Glycol trong quỏ trỡnh hấp thụ nước sơ bộ ngoài giàn... gõy ra. Vỡ vậy, trong khớ lẫn rất nhiều tạp chất cần phải loại bỏ.
- Việc loại bỏ cỏc tạp chất cơ học sẽ đảm bảo cho thiết bị chế biến phớa sau và phự hợp với yờu cầu sản phẩm đầu ra. Để thoả món hai điều kiện trờn và kết hợp với những phõn tớch nờu trong phần 3.1.2 thỡ thiết bị lọc dạng filter lọc sẽ phự hợp với nguồn khớ này. Thiết bị dạng filter lọc sẽ lọc được hạt
bụi cú kớch thước lớn hơn 1à và khả năng lọc rất cao. Do đú, ta chọn
filter để loại cỏc tạp chất cơ học trong dũng khớ.
4.4.3. Lựa chọn phương phỏp làm khụ khớ
- Hàm lượng C3+ trong khớ rất thấp, do đú muốn thu hồi C3+ triệt để thỡ trong quỏ trỡnh chế biến khớ phải làm lạnh sõu. Việc làm lạnh sõu dũng khớ đồng nghĩa với việc hỡnh thành hydrat trong khớ (do sự cú mặt của nước trong khớ) gõy cản trở quỏ trỡnh vận chuyển và chế biến phớa sau. Do đú bắt buộc phải loại nước.
- Khi loại nước thỡ chỳ ý những điểm sau:
+ Để trỏnh hiện tượng tạo hydrat thỡ điểm sương của khớ sau thiết bị loại nước phải nhỏ hơn nhiệt độ làm lạnh của dũng khớ sau van giảm ỏp, thiết bị trao đổi nhiệt, thường là 10 0C.
+ Cụ thể như sau: Dựa vào kết quả mụ phỏng sơ đồ cụng nghệ 4.3 sau khi đó tối ưu thỡ: nhiệt độ và ỏp suất qua thiết bị trao đổi nhiệt E-03 là -11,50C; nhiệt độ và ỏp suất qua CC-01 EXP là -560C. Khi đú, điểm sương của khi sau thiết bị loại nước V-06 phải nhỏ hơn nhiệt độ qua CC-01 EXP là -560C. Khi đú điểm sương của khớ sau V-06 là -660C tại ỏp suất 109 bar.
Dựa vào điểm sương nờu trờn và những phõn tớch ở phần 3.2.2 ta thấy phương phỏp hấp thụ???? với chất hấp thụ???? là zeolite sẽ phự hợp với dõy chuyền cụng nghệ này.
4.4.4. Lựa chọn phương phỏp tỏch phõn đoạn
Dựa vào phõn tớch phần 3.4 ta thấy cụng nghệ chế biến khớ bằng phương phỏp ngưng tụ nhiệt độ thấp với chu trỡnh làm lạnh trong cú khả năng phõn tỏch lớn, cho độ sạch sản phẩm cao, mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn, chi phớ vận hành thấp hơn. Dựa vào những luận điểm kinh tế kỹ thuật, đặc trưng của nguyờn liệu và yờu cầu sản phẩm đầu ra được phõn tớch ở trờn, tỏc giả chọn
phương phỏp ngưng tụ nhiệt độ thấp với chu trỡnh làm lạnh tổ hợp (cú tiết lưu dũng lỏng cú trong qui trỡnh và giảm ỏp dũng khớ sau khi tỏch bỏ một phần hydrocacbon nặng) như hỡnh 4.1A/B/C.
khớ đó loại nước
bằng hấp phụ Thiết bị trao đổi nhiệt (khớ-khớ) Tubor Expander- Compressor Van gión nở khớ khụ thương phẩm
Hỡnh 4.1A: Sơ đồ ngưng tụ nhiệt độ thấp khụng cú thỏp tỏch Tubor Expander- Compressor khớ đó loại nước bằng hấp phụ khớ khụ thương phẩm Thiết bị trao đổi
nhiệt (khớ-khớ)
Van gión nở
4.4.5. Cụm thiết bị tỏch sản phẩm
Cụm thiết bị tỏch cỏc sản phẩm sau khi làm lạnh gồm cú:
- Thỏp loại etan
- Thỏp tỏch Condensate và Bupro
- Thỏp tỏch butan và propan.
4.4.6. Đề xuất sơ đồ chế biến khớ Nam Cụn Sơn
Từ những phõn tớch trờn tỏc giả đề xuất so đồ cụng nghệ chế biến khớ tự nhiờn Nam Cụn Sơn như sau:
Tubor Expander- Compressor
Thiết bị trao đổi nhiệt (khớ-khớ)
khớ khụ thương phẩm
Van gión nở
Hỡnh 4.1C: Sơ đồ ngưng tụ nhiệt độ thấp cú bỡnh tỏch
khớ đó loại nước bằng hấp phụ Thỏp loại Etan Dũng nhập liệu Thỏp tỏch Bupro và Cond Hỡnh ???Sơ đồ cụm thiết bị phõn tỏch sản phẩm Bupro Cond khớ thương phẩm
- Tỏch lỏng khớ đầu vào sử dụng slug-catcher.
- Tỏch cỏc tạp chất cơ học sử dụng filter lọc.
- Tỏch nước, sử dụng phương phỏp hấp phụ với chất hấp phụ là Zeolite.
- Sử dụng phương phỏp chế biến khớ là phương phỏp ngưng tụ nhiệt độ thấp với chu trỡnh làm lạnh trong.
- Cụm phõn tỏch sản phẩm bằng phương phỏp chưng cất nhiệt độ thấp
Được trỡnh bày ở sơ đồ hỡnh 4.2 A, 4.2 B và 42.C A. Mụ tả sơ đồ hỡnh 4.2A.
Khớ nguyờn liệu và condensate nguyờn liệu được đưa vào thiết bị tỏch Slug- Catcher (SC). Tại đõy dũng nguyờn liệu sẽ được tỏch thành ba dũng gồm:
- SC-V: Dũng khớ ra khỏi đỉnh thiết bị.
- SC-L: Dũng condensate thu được từ đỏy thiết bị.
- SC-W: Dũng nước được tỏch ra khỏi condensate, lấy ra ở đỏy thiết bị. Dũng SC-V được đưa tới thỏp hấp phụ V-06 để loại nước nhằm hạ điểm sương của khớ, trỏnh sự hỡnh thành hydrat trong quỏ trỡnh làm lạnh sau.
Dũng khớ sau khi được sấy khụ được đưa tới cụm thiết bị làm lạnh (ngưng tụ). Cụm thiết bị này gồm cỏc thiết bị trao đổi nhiệt E-14, E-100, cụm thiết bị gión nở/nộn Turbo Expander/Compressor (CC-01 Exp và CC-01 Comp) và thỏp tỏch C-05. Dũng khớ này được chia thành hai dũng:
- Dũng thứ nhất được đưa vào thiết bị trao đổi nhiệt E-14 để trao đổi nhiệt với dũng khớ lạnh đi ra từ thỏp C-05, sau đú qua van giảm ỏp FV-101 và đi vào đỉnh thỏp C-05.
- Dũng thứ hai đi qua thiết bị gión nở Turbo-Expander (CC-01 Exp) gión nở. Thiết bị này hoạt động dựa trờn hiệu ứng Joule-Thomson, thụng qua việc giảm ỏp làm cho nhiệt độ dũng khớ giảm. Thiết bị nộn CC-01 hoạt động dựa trờn cụng do quỏ trỡnh gión nở khớ ở CC-01 sinh ra. Dũng khớ đi ra khỏi CC-01 Exp được đưa vào đỏy thỏp C-05.
Dũng khớ ra khỏi đỉnh thỏp C-05 được trao đổi nhiệt ở E-14 và được nộn đến ỏp suất của khớ thương phẩm tại CC-01 Comp và được đưa đến đường dẫn khớ thương phẩm.
Dũng lỏng ra khỏi C-05 sẽ được đưa tới cụm phõn tỏch sản phẩm gồm:
- Thỏp tỏch etan.
- Thỏp tỏch Bupro và condensate.
- Thỏp tỏch propan và butan. Thỏp tỏch etan cú hai dũng nhập liệu:
- Dũng khớ từ V-03.
- Dũng ra từ đỏy của C-05.
- Dũng lỏng từ V-03.
Thỏp này cú nhiệm vụ tỏch phần lớn C2- cú trong khớ nguyờn liệu. Dũng sản phẩm khớ ra khỏi thỏp C-01 sẽ được trao đổi nhiệt với dũng nguyờn liệu ở E- 01 nhằm tận dụng nhiệt trước khi đưa vào đường dẫn khớ thương phẩm.
Dũng lỏng ra khỏi C-01 chủ yếu là C3+ sẽ làm nguyờn liệu cho thỏp C-02. Thỏp C-02 cú nhiệm vụ tỏch condensate và Bupro ra khỏi nhau. Dũng condensate sẽ được đưa tới thiết bị tồn chứa ở điều kiện cho phộp. Dũng Bupro ra ở đỉnh sẽ làm nguyờn liệu cho thỏp tỏch C-03. Tại đõy, butan và propan sẽ được tỏch ra khỏi nhau và được đưa tới thiết bị tồn chứa ở những điều kiện đó quy định.
