2.5.1. Mục đích
Phân tách khí khô ra khỏi thành phần nguyên liệu, sử dụng tác nhân làm lạnh là Propan. 2.5.2. Quá trình làm lạnh khí 1 2 3 4 5 6 Chú thích: 1- Cửa khí ra
2- Cửa bụi và khí vào 3- Túi lọc bụi
4- Khung căng túi lọc 5- Cửa xả bụi
6- Ống Venburi 7- Vòi khí nén 7
Về mặt nguyên lí có 3 cách làm lạnh khí: Gồm chu trình làm lạnh trong, chu trình làm lạnh ngoài, và chu trình làm lanh tổ hợp (kết hợp chu trình làm lạnh trong và làm lạnh ngoài).
Chu trình làm lạnh trong bao gồm các thiết bị như sau: Trao đổi nhiệt, van giảm áp, turbo giản nở khí. Dòng khí được làm lạnh trong thiết bị trao đổi nhiệt để tận thu nhiệt lạnh, qua van giảm áp và giãn nở khí bằng Turbo để hạ nhiệt độ dòng khí xuống nhằm tăng hiệu suất thu hồi sản phẩm lỏng.
Chu trình làm lạnh ngoài được thực hiện trong hệ thống làm lạnh có máy nén khí đầu vào để hóa lỏng tác nhân làm lạnh, sau đó đưa qua hệ thống làm lạnh khí đầu vào trước khi đưa đên cột phân tách sản phẩm.
2.5.3. Biện luận và lựa chọn phương pháp làm lạnh khí
Để có thể thu hồi được sản phẩm Etan trong khí nguyên liệu thì nhiệt độ của khí nguyên liệu cần phải làm lạnh đến từ -80oC đến -100oC. Để đạt được đến nhiệt độ này, trong thưc thế hiện nay người ta sử dụng phương pháp làm lạnh tổng hợp (sử dụng chu trình làm lạnh ngoài kết hợp với giảm áp qua van, qua Turbo expander và tận thu nhiệt lạnh trong hệ thống) nhằm đảm bảo làm lạnh sâu khí.
Hình 2.7. Mô hình làm lạnh tổ hợp
Đối với tác nhận làm lạnh, phụ thuộc vào nhiệt độ khí sau làm lạnh, tác nhân có thể sử dụng trong chu trình làm lạnh ngoài bao gồm nito, amoniac, methane,
etan, propane, buthane… Nhiệt độ làm lạnh tối đa khi sử dụng các môi chất nêu trên như sau:
Theo tính toán thì để tách được Etan khí nguyên liệu cần được làm lạnh để đạt được nhiệt độ từ -80oC đến -100oC. Do vậy chọn tác nhân làm lạnh bằng Propan la phù hợp nhất.Lúc này sơ đồ nguyên lý của quá trình làm lạnh sẽ được thực hiện bằng thứ tự theo các bước sau đây:
- Khí nguyên liệu trước khi vao tháp tách Etan sẽ được làm lạnh bởi chu trình làm lạnh ngoài bằng Propan hóa lỏng đến nhiệt độ 0oC
- Sau đó môt phần khí được tiếp tục làm lạnh bằng cách tận thu nhiệt lạnh trong hệ thống nhờ dòng nhiệt lạnh cuả khí khô sau khi đã ngưng tụ lỏng đến nhiệt độ khoảng -48oC đến -45oC và tiếp tục qua van tiết lưu để làm lạnh đến nhiệt độ -80oC đến -100oC nhằm thu hồi Etan và LPG.
- Phần khí còn lại được giãn nở qua Turbo-Expander để làm lạnh đến nhiệt độ khoảng -40oC đến -60 oC trước khi đưa vào tách Etan.
Vị trí đặt cụm thiết bị làm lạnh tăng để tách thêm sản phẩm Etan được lắp đặt đồng thời với cùng làm lạnh khí nguyên liệu đầu vào hoặc lắp đặt ngay sau đường khí khô đầu ra nhà máy.