Một số màng polymer được sử dụng để loại bỏ CO2 khỏi khí tự nhiên như: Cellulose acetate, Polyimides, Polyamides, Polysulfone, Polycacbonates và Polyetherimide.
Hiện nay, công nghệ màng đã được thương mại hóa để loại bỏ CO2 từ khí tự nhiên và ngày càng thể hiện năng ưu việt đối với các dịng khí có hàm lượng CO2 cao.
* Làm ngọt khí bằng cơng nghệ Amine:
Dịng khí sau khi được làm sạch sơ bộ CO2 bằng màng, hàm lượng CO2 trong khí vẫn cịn cao, để đạt được yêu cầu về hàm lượng khí axit trong khí sản phẩm thì khí tự nhiên cần qua q trình làm sạch bằng công nghệ Amine.
Các amine thường được sử dụng để hấp thụ khí axit trong khí tự nhiên: MEA, DEA, TEA, DGA, MDEA,…Ở mơ hình này sẽ sử dụng dung dịch DEA 25 – 30% wt vì đây là loại amine được sử dụng phổ biến nhất hiện nay để tách khí axit từ khí tự nhiên. [5]
Ngành Cơng nghệ kỹ thuật Hóa học 48 Khoa Hóa học và Cơng nghệ thực phẩm
Cơ sở phản ứng hóa học cho q trình hấp thụ:
2 RNH2 + CO2 + H2O (RNH3)2CO3 (RNH3)2CO3 + CO2 + H2O 2RNH3HCO3
- Điều kiện phản ứng hấp thụ: áp suất cao, nhiệt độ thấp (t = 25 – 40o
C)
- Tái sinh: áp suất khí quyển, nhiệt độ cao (t = 100 – 150oC)
d) Làm khơ khí:
Sau khi được làm ngọt bằng amine, dịng khí tự nhiên sẽ bão hịa hơi nước. Sự có mặt của hơi nước trong dịng khí có thể tạo hydrat, ăn mòn các thiết bị, cản trở quá trình vận hành của các thiết bị trong các quá trình sau (như bơm, máy nén, tháp chưng cất,…), làm thủng, vỡ đường ống trong q trình vận chuyển khí và sản phẩm,….Để tránh các tác hại này, khí cần làm khơ bằng cách phương pháp hấp thụ sử dụng dung môi Glycol.
Những chất hấp thụ được sử dụng phổ biến là các loại glycol như etylen glycol (EG), dietylen glycol (DEG), trietylen glycol (TEG), propylen glycol (PG)... Hiện nay, dung môi TEG được sử dụng làm khơ khí phổ biến nhất ở Việt Nam. Do vậy, dung môi này được đề xuất sử dụng cho q trình làm khơ khí tại miền Trung.
Do yêu cầu về nhiệt độ điểm sương đối với dịng khí sản xuất LNG rất thấp, do vậy, sau khi làm khơ khí bằng glycol, dịng khí cần được làm khô giai đoạn 2 theo phương pháp hấp phụ bằng zeolite.
Tuy nhiên, trong thực tế hiện nay, phương pháp hấp phụ hơi nước bằng zeolite được thiết kế áp dụng với cả những dịng khí bão hịa hơi nước mà khơng cần dùng dung môi hấp thụ, do vậy trong mơ hình này chỉ biểu diễn cụm tách hơi nước chung. Việc xác định phương án sử dụng kết hợp dung môi hấp thụ và hấp phụ bằng zeolite hoặc phương án chỉ sử dụng zeolite phải được nghiên cứu sâu hơn và có đánh giá, so sánh về mặt hiệu quả kinh tế đối với từng phương án.
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.
- Q trình làm lạnh sâu bằng dung mơi hỗn hợp.
a) Quá 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.