CHƯƠNG II LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT LNG
3.1.3.Xử lý các sản phẩm lỏng
3.1. Các q trình chính trong mơ hình cơng nghệ
3.1.3.Xử lý các sản phẩm lỏng
Sau khi được hóa lỏng, sản phẩm LNG sau đó sẽ được đưa vào bồn chứa để lưu trữ hoặc đưa lên tàu để vận chuyển đến nơi khác.
Bên cạnh sản phẩm chính là LNG, cịn có các dịng sản phẩm phụ khác được tách ra từ các giai đoạn khác nhau:
Giai đoạn xử lý sơ bộ khí đầu vào ta sẽ thu lại được lượng lỏng gồm các cấu tử hydrocacbon nặng từ q trình tách lỏng của khí nguyên liệu.
Giai đoạn làm lạnh bằng propan, ta chiết tách được một phần NGL đưa qua công đoạn xử lý chung cho các dòng phụ.
Trong giai đoạn làm lạnh sâu bằng mơi chất hỗn hợp, ta thu được dịng khí khơng ngưng được tách ra từ LNG. Trong dịng khí này chủ yếu là Nitơ và một lượng Metan không nhỏ bị kéo theo.
Dịng khí có hàm lượng CO2 từ thiết bị màng. Do dòng khí này có hàm lượng CO2 quá cao nên được đốt cháy phần metan còn lại trước khi phát thải ra môi trường. Lượng CO2 phát thải trong trường hợp này là rất lớn vì lượng CO2 trong khí ngun liệu lớn, gây ơ nhiễm mơi trường. Việc nghiên cứu các phương án sử dụng khí CO2 như tăng cường thu hồi dầu (EOR),… Cần phải có nghiên cứu riêng, trong báo cáo này sẽ không đề cập đến việc sử dụng CO2.
- Với 2 dòng sản phẩm phụ từ quá trình xử lý sơ bộ khí đầu vào và làm lạnh bằng propan thì ta dẫn các dòng này qua tháp chưng cất. Tháp này sẽ làm nhiệm vụ tách các hydrocarbon nhẹ C4-, CO2, N2 ra khỏi các hydrocacbon nặng để thu hồi sản phẩm đáy là dòng Condensat với thành phần chủ yếu là C5+ và hàm lượng Butan yêu cầu không quá 0,5% mol.
- Với dịng khí có hàm lượng N2 cao (66,36% mol), khơng thể sử dụng trực tiếp làm khí nhiên liệu có thể xử lý theo các phương án như sau:
Phương án 1: Dịng khí này sẽ được đốt cháy phần metan còn lại trước khi phát thải ra môi trường. Phương án này sẽ gây lãng phí lượng metan có trong dịng khí.
Phương án 2: Sử dụng module tách khí Nitơ bằng màng nhằm thu hồi lượng Metan trong dịng khí làm khí nhiên liệu. Trong mơ hình cơng nghệ, phương án này đã được thể hiện.
Công nghệ loại bỏ khí Nitơ bằng màng là một công nghệ mới, đang trong giai đoạn nghiên cứu hồn thiện cơng nghệ. Cơng nghệ này cho phép loại bỏ khí Nitơ từ khí tự nhiên để thu được dịng khí tự nhiên có hàm lượng Nitơ thấp hơn. Công nghệ màng này khác hẳn so với công nghệ màng tách CO2 vì đối với màng tách CO2 thì CO2 là khí nhanh sẽ được thấm qua màng cịn các hydrocacbon là khí chậm khơng thấm qua màng, cịn đối với màng
Ngành Cơng nghệ kỹ thuật Hóa học 52 Khoa Hóa học và Cơng nghệ thực phẩm
tách Nitơ thì Metan hay các hydrocacbon là khí nhanh sẽ hịa tan và thẩm thấu qua màng, Nitơ là khí chậm khơng thấm qua màng, hay màng tách Nitơ còn gọi là màng thấm Metan. Tuy đang trong giai đoạn nghiên cứu, nhưng công nghệ này hiện nay đã được ứng dụng thử nghiệm ở một số nhà máy có cơng suất vừa và nhỏ. Kết quả cho thấy công nghệ này mang lại những kết quả tốt, và trong tương lai gần, công nghệ này chắc chắn sẽ được hoàn thiện và ứng dụng được cho các nhà máy có cơng suất lớn.[14],[11]
Để cung cấp năng lượng tiêu tốn cho các thiết bị trong nhà máy, các dịng khí sau sẽ được phối trộn làm khí nhiên liệu:
- Dịng C4- sinh ra từ tháp chưng cất sản phẩm lỏng
- Dịng khí nhẹ từ q trình làm ngọt khí bằng amine
- Và có thể sử dụng dịng khí Metan từ q trình tách khí Nitơ bằng màng (nếu lựa chọn phương án dùng màng để tách Nitơ),
- Trích một phần dịng khí khơ sau q trình xử lý sơ bộ (sau cụm làm khơ khí) làm khí nhiên liệu.
Sau khi tính tốn hợp lý và phối trộn các dịng khí, tổng năng lượng tạo ra của dịng khí nhiên liệu phải đáp ứng được tổng năng lượng cần tiêu tốn cho các thiết bị trong nhà máy (bơm, máy nén, reboiler).