Nhìn chung các thiết bị trong quá trình sản xuất LPG rất đa dạng và phong phú.
Trong công nghệ sản xuất LPG ở nhà máy khí Dinh Cố ta có các thiết bị chính sau:
2.5.1 Thiết bị nén khí
Trong sơ đồ công nghệ nêu trên có 3 máy nén khí. Thiết bị này thường dùng là máy nén pittông hoặc máy nén ly tâm.
Máy nén pittông: được sử dụng nhiều trong công nghiệp với quy mô vừa và nhỏ.Do nó cho phép áp suất vào và ra khá linh động, tỉ số nén cao và giá thành thấp khi năng suất thấp
Máy nén ly tâm: được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp hóa học. Nó có ưu điểm so với máy nén pittông là: năng suất lớn, cấu tạo đơn giản, chi phí bảo dưỡng thấp.
[33]
2.5.2 Thiết bị phân tách lỏng – hơi
Thiết bị này có nhiệm vụ phân tách lỏng – hơi sau khi ngưng tụ nguyên liệu vào.
Hoạt động của thiết bị dựa vào trọng lực, chất lỏng có khối lượng riêng lớn hơn lắng xuống đáy thiết bị, hơi nhẹ hơn đi lên trên. Tuy nhiên trong quá trình tách hơi ra khỏi lỏng, hơi cuốn theo những giọt lỏng có kích thước nhỏ tạo thành sương mù mà không thể tách bằng trọng lực. Trong quá trình đi lên, những hạt này kết hợp lại thành những hạt lớn và có thể lắng xuống dưới tác dụng của trọng lực.
Dựa và hình dạng và chế độ mà người ta phân loại thiết bị dạng đứng và dạng nằm ngang.
Cấu tạo thiết bị gồm 4 phần cơ bản sau: đầu A có tác dụng giảm tốc độ dòng chảy phân tách sơ bộ lỏng – hơi. Phần tách khí B được thiết kế để dùng trọng lực tách các giọt lỏng bị lôi cuốn theo. Nó là vùng không gian trống mà khí di chuyển với vận tốc thấp, trong thiết bị nằm ngang, còn lắp thêm cánh quạt thẳng để giảm sự rối loạn và chiều dài của thiết bị. Vùng tách lỏng C có nhiệm vụ thu hồi các giọt lỏng rơi xuống, đồng thời cung cấp thời gian lưu đủ lớn để tách hơi. Phần tách sương D sử dụng các tấm lưới, hệ thống cánh quạt hoặc xyclon. Nó có tác dụng loại bỏ những hạt lỏng có kích thước nhỏ, có thể đến 3 micromet. Để lựa chon loại thiết bị không có qui tắc cụ thể nào. Thông thường dựa vào chỉ tiêu kinh tế để lựa chọn. Các ứng dụng và so sánh được thể hiện dưới đây: [33]
Nằm ngang Thẳng đứng
Phạm vi ứng dụng - Thể tích hỗn hợp vào lớn.
- Tỉ lệ hơi/lỏng không quá cao.
- Lưu lượng dòng vào nhỏ.
- Tỉ lệ hơi/lỏng cao.
- Không gian lắp đặt bị hạn chế.
Ưu điểm - Đường kính nhỏ hơn khi
cùng lượng khí so với dạng - Việc kiểm soát mức chất lỏng không quá quan trọng.
thẳng đứng.
- Bề mặt bay hơi lớn.
- Dòng khí không cản trở sự thoát nước của phân tách sương
- Có đủ không gian thoát khí ở trên và lỏng ở dưới - Chiếm ít diện tích.
Nhược điểm - Chỉ có một phần không gian nhỏ để thoát khí.
- Chiếm nhiều diện tích.
- Điều khiển mức chất lượng đặc biệt quan trọng.
- Đường kính lớn hơn so với thiết bị nằm ngang.
- Khó khăn trong lắp các thiết bị kiểm tra, an toàn.
2.5.3 Tháp tách
Tháp tách thực chất là tháp chưng cất, sản phẩm đỉnh tháp là phần nhẹ, đáy tháp là phần nặng hơn. Áp suất làm việc của tháp từ 3 – 3,5 Mpa. Áp suất quá cao gây khó khăn và không có lợi cho việc tách khí. Ở điều kiện áp suất đó nhiệt độ đỉnh tháp từ -30oC đến 0oC, nhiệt độ đáy tháp từ 90-120oC.
Có 2 loại tháp chưng phổ biến là tháp đệm và tháp đĩa. Tháp đĩa có nhiều dạng như: đĩa lỗ, van, đĩa chóp. Tháp đệm cũng có nhiều loại: đệm đổ lộn xộn và đệm cấu trúc.
Đệm đổ lộn xộn thường được dùng cho các loại tháp nhỏ, đệm cấu trúc thường được dùng cho các loại tháp có thể tích lớn hơn.
- Tháp đệm
Các đệm trong tháp là các vòng bằng gốm. Để tăng bề tiếp xúc phía trong vòng gốm người ta làm các tấm chắn, sắp xếp đệm trên đĩa có hai loại lỗ khác nhau. Các lỗ nhỏ (phía dưới) để chất lỏng đi qua và lỗ lớn (phía trên) để cho hơi đi qua. Nhược điểm của loại tháp này là: tiếp xúc giữa pha lỏng và pha hơi không tốt. Nhưng khi dùng tháp có đường kính nhỏ hơn 1m thì hiệu quả không kém gì đĩa chóp vì vậy chúng thường dùng để chưng luyện gián đoạn với công suất không lớn.
- Tháp chóp
Tháp chóp có các đĩa kim loại mà trong đó có cấu tạo nhiều lỗ để cho hơi đi qua.
Theo chu vi các lỗ người ta bố trí phía trong các ống có độ cao xác định, nhờ có các ống này mà giữ cho mức chất lỏng xác định. Phía trên các ống nhánh là các chóp, khoảng giữa ống và chóp có khoảng không gian để cho hơi đia qua, hơi đi từ dưới lên trên và lỏng chảy từ trên chảy xuống.
- Tháp đĩa lỗ
Lớp chất lỏng một có chiều cao khoảng 25-30mm. Giữ ở trên các đĩa, hơi qua các lỗ sàng hai và làm sủi bọt qua lớp chất lỏng, lớp chất lỏng dư theo ống chảy chuyền 3 xuống phía dưới. Loại đĩa này yêu cầu chế độ không đổi, vì rằng khi giảm hiệu suất thiết bị sẻ làm giảm sự trao đổi giữa dòng hơi và dòng lỏng. Ngược lại khi tăng công suất sẻ
làm cho dòng hơi sục mạnh vào trong lỏng phá vỡ cân bằng trong tháp và làm giảm sự phân chia trong tháp.
Trước đây, các tháp chưng trong nhà máy chế biến khí thường sử dụng tháp đĩa, tuy nhiên gần đây tháp đệm cấu trúc lại được dùng phổ biến hơn. Ưu điểm của tháp đệm là độ giảm áp nhỏ (17 - 50 mm H2O trên 1m đệm) và năng suất hơn (trên 1m đường kính) khi tỉ lệ ỏng/hơi cao. Ngoài ra, kích thước tháp đệm cũng nhỏ hơn nên chi phí ban đầu thấp. Nhược điểm của tháp đệm là dễ tắc khi có lẫn bui bẩn và phân bố lỏng không đều khi đường kính tháp lớn. [33]
- Tháp đĩa van
Nguyên lý hoạt động chung là các van sẻ đóng mở ở một vị trí tùy thuộc vào lưu lượng dòng hơi đi từ dưới lên. Tháp hoạt động tương đối ổn định, hạn chế hiện tượng lỏng kéo theo dòng hơi do tốc độ quá lớn hoặc hiện tượng sặc tháp.
Loại đĩa này có ưu điểm:
Có khả năng hoạt động ở khoảng rộng chế độ hoạt động của tháp.
Lớp chất lỏng phía trên ổn định, hạn chế hiện tượng kéo theo lỏng lên đĩa phía trên làm ảnh hưởng đến hiệu quả quá trình phân tách.
Năng lượng dòng hơi đi qua van được sử dụng một cách hiệu quả để cải thiện quá trình tiếp xúc pha lỏng hơi.
Trở lực cục bộ do các van gây ra cho dòng chảy pha lỏng trên đĩa không quá lớn, vì vậy mà độ chênh lệch bề mặt chất lỏng giữa các phần của đĩa được giảm tối thiểu. Nhờ đặc điểm này mà hiệu quả làm việc của các vùng trong đĩa đồng đều. Vùng chết rất ít.
Kiểu đĩa này có kết cấu vững chắc, nhẹ và không đắt.
Thiết kế vận hành đĩa này đơn giản hơn so với các loại đĩa khác.