CHƯƠNG II LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT LNG
3.1. Các q trình chính trong mơ hình cơng nghệ
3.1.2. Q trình hóa lỏng khí
Như đã lựa chọn ở chương 2, mơ hình nhà máy sử dụng cơng nghệ C3MR để hóa lỏng khí tự nhiên. Cơng nghệ này gồm 02 quá trình làm lạnh như sau:
- Quá trình làm lạnh sơ bộ bằng propan.
- Quá trình làm lạnh sâu bằng dung mơi hỗn hợp.
a) Q trình làm lạnh sơ bộ bằng propan
Ở giai đoạn làm lạnh sơ bộ, dịng khí tự nhiên sẽ được đưa qua thiết bị trao đổi nhiệt với dòng Propan lỏng nhiệt độ thấp, mất đi một phần nhiệt lượng để giảm nhiệt độ xuống khoảng -35oC. Để tăng hiệu suất làm lạnh thì dịng khí sẽ được đi qua các cấp độ làm lạnh khác nhau. Trước khi qua cấp độ làm lạnh sâu để đạt đến nhiệt độ làm lạnh cần thiết, dịng khí sẽ được tách bớt phần lỏng chứa các cấu tử nặng C2+ (NGL), sau đó đưa qua q trình xử lý để thu hồi LPG và condensate làm tăng lợi nhuận kinh tế.
Để tận dụng khả năng làm lạnh của Propan lỏng, dịng mơi chất làm lạnh hỗn hợp (MR) cũng được đi qua thiết bị trao đổi nhiệt này với các cấp độ làm lạnh khác nhau. Dòng MR sau khi ra khỏi thiết bị trao đổi nhiệt sẽ có nhiệt độ khoảng -35oC, giúp giảm năng lượng để hóa lỏng dịng mơi chất MR ở giai đoạn sau.
Hình 3.3. Mơ hình làm lạnh bằng Propan
Propan lỏng sau khi làm lạnh cho dịng khí tự nhiên và MR, nhiệt độ của nó sẽ tăng lên và chuyển hóa hồn tồn thành pha khí. Để tuần hồn trở lại chu trình làm
Ngành Cơng nghệ kỹ thuật Hóa học 50 Khoa Hóa học và Cơng nghệ thực phẩm
lạnh dịng mơi chất propan cần được hóa lỏng và làm lạnh trở lại bằng các thiết bị: máy nén, thiết bị trao đổi nhiệt với khơng khí hoặc nước và van tiết lưu.
b) Quá trình làm lạnh sâu bằng dung môi hỗn hợp
Ở giai đoạn làm lạnh sâu, dung mơi làm lạnh hỗn hợp (MR) có thành phần gồm Nitơ, Metan, Etan, Propan và Butan. Ưu điểm khi sử dụng dịng mơi chất MR là có thể thay đổi thành phần mol của từng cấu tử để phù hợp với dịng khí ngun liệu cần làm lạnh.
Dịng khí tự nhiên sau khi qua chu trình làm lạnh bằng MR được làm lạnh xuống dưới nhiệt độ hóa lỏng của Metan là -162o
C ở áp suất khí quyển. Tuy nhiên vẫn cịn một số thành phần khí vẫn khơng bị hóa lỏng do có nhiệt độ hóa lỏng thấp hơn như khí Nitơ. Lượng khí nitơ này sẽ tách ra nhờ tháp tách khí.
Sau khi làm lạnh cho khí tự nhiên thì dịng mơi chất MR sẽ tăng nhiệt độ và chuyển sang pha khí. Để tuần hồn chu trình làm lạnh của mình, MR sẽ được qua các cấp máy nén và làm lạnh đến nhiệt độ cần thiết nhờ môi chất propan và van tiết lưu.