Các phương pháp khửacide
1. Phương pháp hấp thụ: được sửdụng phổbiến nhất.
Độchọn lựa của dung môi hấp thụ đối với các khí
acide phụthuộc vào lực hóa học (trư trường hợphấp
thụbằng dung môi hóa học) hoặc lực vật lý (hấp
thụbằng dung môi vật lý).
2. Phương pháp hấp phụ: cũng đạt hiệu quảcao;
3. Phương pháp thẩm thấu: chưa đư chưa được ứng dụng rộng
rãi do người ta còn sửdụng hạn chếcác loại màng lọc
vì các yêu cầu kỹthuật cao của chúng;
4.Phương pháp chưng cất ởnhiệt độthấp: chủyếu để
tách CO2
96 trang |
Chia sẻ: netpro | Lượt xem: 5659 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài giảng Công nghệ chế biến khí, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
án loaûûi
3. Thaìình pháöön
4. Âàûûc tênh
5. Tçnh hçnh chãúú biãúún vaìì sæíí duûûng
khê thiãn nhiãn vaìì khê dáööu moíí
1- Nguäöön gäúúc cuíía khê thiãn
nhiãn
9Coïï cuììng nguäöön gäúúc våïïi dáööu moíí
9Coïï nguäöön gäúúc tæìì nhæîîng váûût liãûûu hæîîu cå ban
âáööu
9Caïïc giai âoaûûn taûûo thaìình dáööu khê: 4
Têch âoüüng caïïc váûût liãûûu hæîîu cå ban âáööu
Biãúún âäøøi caïïc cháúút hæîîu cå bãöön væîîng thaìình caïïc
hydrocacbon ban âáööu cuíía dáööu khê
Di cæ cuíía dáööu khê âãúún caïïc bäöön chæïïa thiãn nhiãn
Dáööu khê biãúún âäøøi tiãúúp tuûûc trong caïïc báùùy chæïïa
2- Phán loaûûi
Theo nguäöön gäúúc
Theo haììm læåüüng khê acide
Theo thaìình pháöön khê C3+
Theo thaìình pháöön khê C2+
a- Phán loaûûi khê theo nguäöön
gäúúc
Khê tæûû nhiãn → khai thaïïc âæåüüc tæìì caïïc moíí khê riãng
biãûût. Khi khai thaïïc chè thu âæåüüc khê ;
Khê âäööng haìình (khê dáööu moíí) → thu âæåüüc cuììng våïïi
quaïï trçnh khai thaïïc dáööu. Khê nàòmò trong moíí dáööu coïï aïïp
suáúút cao nãn chuïïng hoììa tan mäüüt pháöön trong dáööu.
Khi khai thaïïc lãn do aïïp suáúút giaíím nãn chuïïng âæåüüc
taïïch ra thaìình khê âäööng haìình
Ngoaììi hai loaûûi khê trãn coììn coïï daûûng trung gian giæîîa
dáööu vaìì khê → Condensate : thæûûc cháúút laìì pháöön âuäi
cuíía khê vaìì cuîîng laìì pháöön âáööu cuíía dáööu. ÅÍÍ âiãööu kiãûûn
thæåììng Condensate åíí daûûng loííng nãn âæåüüc goüüi laìì khê
ngæng våïïi nhiãûût cuäúúi khoaííng 2000C
Cáúúu truïïc âëa hçnh caïïc moíí khê thiãn nhiãn,
condensat, khê âäööng haìình vaìì dáööu moíí
Næåïc
Khê tæû nhiãn
d=0,1 ÷0,2
Næåïc
Condensat
d ≈ 0,4
Khê
Dáöu
Næåïc
Khê âäöng haình
Dáöu moí
Næåïc
Dáöu moí
d = 0,8 ÷ 1
b- Phán loaûûi khê theo haììm
læåüüng khê acide chæïïa trong khê
Khê chua : læåüüng H2S > 1 % thãøø têch
vaìì CO2 > 2 % thãøø têch ;
Khê ngoüüt : læåüüng H2S ≤ 1 % thãøø têch
vaìì CO2 ≤ 2 % thãøø têch
c- Phán loaûûi khê theo thaìình
pháöön khê C3+
Khê beïïo → khê giaììu propane, butane vaìì caïïc
hydrocarbure nàûûng (ρ > 150 g/cm3).
Tæìì khê naììy→ chãúú taûûo âæåüüc xàng (LGN), khê
dáööu moíí hoaïï loííng (GPL) vaìì caïïc hydrocarbure
riãng biãûût cho cäng nghãûû täøøng håüüp hæîîu cå.
Khê gáööy → khê chæïïa êt hydrocarbure nàûûng
(ρ < 50 g/cm3) → âæåüüc sæíí duûûng chuíí yãúúu laììm
nhiãn liãûûu cho cäng nghiãûûp vaìì âåììi säúúng
Khê khä : C2+ ≤ 10 % ;
Khê áøøm : C2+ > 10 %
d- Phán loaûûi khê theo thaìình
pháöön khê C2+
Phán loaûûi khê tæûû nhiãn vaìì khê âäööng
haìình theo thaìình pháöön % thãøø têch vaìì træîî
læåüüng dæûû âoaïïn cuíía tæììng loaûûi trãn thãúú
giåïïi (109 m3)
788012435841025370Træîlæåüng
Khê áøm chua
(khê âäöng
haình hay
Condensat)
Khê áøm ngoüt
(khê âäöng
haình hay
Condensat)
Khê khä
chua
(khê
thiãn
nhiãn)
Khê khä
ngoüt
(khê
thiãn
nhiãn)
Tãn
goüi
>10
>1
>2
>10
<1
<2
<10
>1
>2
<10
<1
<2
C2+
H2S
CO2
4321Loaûi
3- Thaìình pháöön khê
Nhæîîng cáúúu tæíí cå baíín : meïïthane, eïïthane,
propane, n-butane vaìì iso-butane.
Coììn pentane vaìì caïïc hydrocarbure no maûûch
thàóóng coïï phán tæíí læåüüng låïïn hån thç chiãúúm mäüüt
læåüüng khäng âaïïng kãøø.
Tuy nhiãn do nguäöön gäúúc cuíía khê tæûû nhiãn vaìì
khê dáööu moíí khaïïc nhau nãn thaìình pháöön cuíía
chuïïng cuîîng khaïïc nhau.
a. Khê thiãn nhiãn
Khê tæûû nhiãn coïï thaìình pháöön chuíí yãúúu laìì
meïïthane (80 ÷ 99% thãøø têch).
Caïïc moíí khê thiãn nhiãn laìì caïïc tuïïi khê nàòmò
sáu dæåïïi màûût âáúút vaìì thaìình pháöön khê åíí báúút cæïï
vë trê naììo cuíía tuïïi khê cuîîng giäúúng nhau (trong
pha khê, caïïc cáúúu tæíí khê âæåüüc khuyãúúch taïïn
trong nhau ráúút âãööu) → Thaìình pháöön khê
khäng phuûû thuäüüc vaììo vë trê khai thaïïc
b. Khê dáööu moíí
Ngæåüüc laûûi, ngoaììi thaìình pháöön nhiãööu nháúút laìì meïïthane
coììn coïï chæïïa eïïthane, propane, butane vaìì caïïc
hydrocarbure nàûûng våïïi haììm læåüüng låïïn hån âaïïng kãøø
so våïïi khê thiãn nhiãn
Thaìình pháöön cuíía khê thay âäøøi trong mäüüt phaûûm vi khaïï
räüüng tuyìì theo moíí dáööu khai thaïïc, vë trê khai thaïïc vaìì
thåììi gian khai thaïïc. Caïïc moíí dáööu thæåììng täöön taûûi dæåïïi
aïïp suáúút cao nãn mäüüt pháöön caïïc hydrocarbure åíí traûûng
thaïïi khê hoaìì tan trong pha loííng ; Khi âæåüüc khai thaïïc
lãn màûût âáúút, aïïp suáúút trãn bãöö màûût cháúút loííng giaíím
xuäúúng nãn læåüüng khê hoaìì tan trong loííng seîî thoaïït ra
⇒ thåììi gian khai thaïïc caììng daììi⇒ P cuíía khê trãn bãöö
màûût pha loííng caììng giaíím dáöön⇒ khê caììng nàûûng.
Ngoaììi ra, trong thaìình pháöön cuíía khê thiãn nhiãn vaìì
khê dáööu moíí coììn coïï chæïïa mäüüt êt caïïc khê taûûp nhæ :
H2S, CO2, N2, He, ... vaìì mäüüt læåüüng nhoíí Hg.
H2S : Thæûûc tãúú, trong thaìình pháöön âa säúú caïïc khê
thiãn nhiãn haììm læåüüng H2S << (< 1 % thãøø têch), chè
coïï mäüüt säúú moíí khê åíí Âæïïc vaìì CEI laìì coïï H2S ≥ 10%
thãøø têch nhæng ráúút hiãúúm.
CO2, N2 : Ngæåüüc laûûi, âáy laìì hai loaûûi khê taûûp coïï màûût
thæåììng xuyãn trong thaìình pháöön cuíía khê thiãn nhiãn
vaìì khê dáööu moíí.
- CO2 : 0,5 - 10% (coïï thãøø âaûût âãúún 70%)
- N2 : 0,5 - 5% (coïï thãøø âaûût âãúún hån 25%)
Baíng 1.2 : Thaình pháön cuía khê thiãn
nhiãn vaì khê dáöu moí khai thaïc tæì mäüt vaìi
moí cuía mäüt vaìi næåïc trãn thãú giåïi
10830
12040
8130
27.5
0.1
0.1
0.8
-
-
0.7
0.7
0.5
5.5
5
1.8
7.5
5
1.3
12
10
2.3
14
10
3
32
69.2
91
Khê
dáöu
moí
7980
8050
9560
0.4
9.4
0.2
-
0.2
-
0.2
0.2
0.3
-
0.8
4.8
0.1
0.5
1.7
0.2
1.6
1
0.3
5.5
2
98.8
81.8
90
Khê
thiãn
nhiãn
PCIv
(kcal/m3)
N2 vaì
khê
hiãúm
H2SCO2
C5H12
vaì
âäöng
phán
C4H10
vaì
âäöng
phán
C3H
8
C2H
6
CH4
Loaûi
khê
Caïïc phán âoaûûn
loííng khaïïc nhau
âæåüüc bäúú trê theo
mäüüt thang nhiãûût
âäüü tæång æïïng biãøøu
diãùùn nhiãûût âäüü säi
cuíía caïïc
hydrocarbure åíí aïïp
suáúút khê quyãøøn
0
-30
-80
-100
-160
Thang nhiãût Nhiãût âäü
âäü (oC) säi (oC)
n-Pentane
36,074
i-Pentane
27,852
n-Butane
-0,5
i-Butane
-11,73
Propane
-42,07
Eïthane
-88,63
Meïthane
-161,49
Gazoline
(Gasoline)
Gaz de peïtrole
liqueïfieïs (GPL)
Liquefied
petroleum gas
(LPG)
Gaz naturel
liqueïfieï (GNL)
Liquefied
natural gas
(LNG)
Liquides de gaz
naturel (LGN)
Natural gas
liquids (NGL)
4- Tênh cháúút váûût lyïï
Khê hydrocacbon khäng maììu, khäng
muììi, khäng vë do váûûy khi sæíí duûûng ngæåììi
ta thãm vaììo cháúút taûûo muììi tuììy theo mæïïc
âäüü an toaììn.
Tênh tan cuíía chuïïng khäng giäúúng nhau,
khäng träüün láùùn våïïi næåïïc vaìì coïï thãøø tan dãùù
daììng trong caïïc cháúút måîî, cháúút hæîîu cå.
Âiãøøm säi cuíía n-paraffine tàng dáöön theo
säúú nguyãn tæíí Cacbon coïï trong maûûch.
5- Tçnh hçnh chãúú biãúún vaìì sæíí
duûûng khê thiãn nhiãn vaìì khê
dáööu moíí
A- Trãn thãúú giåïïi
9 Khê thiãn nhiãn vaìì khê dáööu moíí laìì nguäöön
chênh cung cáúúp caïïc nguyãn liãûûu quan
troüüng nháúút cho cäng nghiãûûp hoaïï hoüüc vaìì
hoaïï dáööu :
9 Etane : åíí Myîî, tæìì C2 âaîî chãúú biãúún 40% C2=
(nguyãn liãûûu quan troüüng nháúút cuíía cäng
nghiãûûp täøøng håüüp hoaïï hoüüc) phuûûc vuûû cho
saíín xuáúút nhæûûa täøøng håüüp, oxyde eïïtyleììne,
cháúút hoaûût âäüüng bãöö màûût, ...
Tçnh hçnh saíín xuáúút khê thiãn nhiãn trãn thãúú giåïïi
(Âån vë = 106 tep = Triãûûu táúún dáööu tæång âæång)
(1 táúún GNL ≈ 2,2 m3 GNL ≈1350 m3(n) khê ≈ 1,2
tep)
262321151472,5Toaìn thãú giåïi
400
130
270
181
127
1189
213
229
284
41
243
446,5
112,5
334,0
114,5
149,5
992
106
115
191,5
30
161,5
467,0
78,5
388,5
69
150
578
50,5
63,5
94,5
16,5
78
Bàõc Myî
Canaâa
Myî
Cháu Myî La tinh
Táy Áu
Âäng Áu
Cháu Phi
Trung Âäng
Cháu A Ï/ Cháu Âaûi Dæång
Nháût, UÏc, Tán Táy Lan
Caïc næåïc khaïc
202020001985
Tçnh hçnh tiãu thuûû khê thiãn nhiãn trãn thãúú giåïïi
(Âån vë = tep)
262321151476Toaìn thãú giåïi
469
95
374
151
257
1136
138
174
298
61
27
210
454,5
79,5
375,0
112,5
230,5
940,5
71,5
108
197,5
47,5
20,5
129,5
472
58
414
69
191
555
32
61
96
35
14
47
Bàõc Myî
Canaâa
Myî
Cháu Myî La tinh
Táy Áu
Âäng Áu
Cháu Phi
Trung Âäng
Cháu A Ï/ Cháu Âaûi Dæång
Nháût
Uïc, Tán Táy Lan
Caïc næåïc khaïc
202020001985
B- ÅÍÍ Viãûût Nam
Tiãööm nàng khê åíí Viãûût nam
9Viãûût nam âæåüüc thãúú giåïïi nhçn nháûûn laìì mäüüt quäúúc gia dáööu khê
non treíí trong cäüüng âäööng caïïc quäúúc gia dáööu khê trãn thãúú giåïïi.
9Theo PetroVietnam Gas Company, tiãööm nàng nguäöön khê
Viãûût nam táûûp trung åíí 5 vuììng truîîng chênh : truîîng Säng Häööng,
truîîng Cæííu Long, truîîng Nam Cän Sån, truîîng Maîî Lai - Thäøø
Chu vaìì truîîng miãöön Trung coïï khaíí nàng cung cáúúp khê trong
vaììi tháûûp kyíí tåïïi. Caïïc vuììng truîîng naììy âãúún nay váùùn âang giai
âoaûûn nghiãn cæïïu vaìì âaïïnh giaïï mäüüt caïïch chi tiãúút..
9Hiãûûn nay chè coïï 2 truîîng coïï træîî læåüüng thæång maûûi laìì truîîng
Cæííu Long vaìì truîîng Nam Cän Sån thuäüüc thãööm luûûc âëa phêa
nam næåïïc ta. Trong âoïï moíí dáööu Baûûch Häøø vaìì moíí Räööng thuäüüc
vuììng truîîng Cæííu Long âaîî vaìì âang cho saíín læåüüng khai thaïïc
khê âäööng haìình quan troüüng nháúút.
SONG
HONG
BASIN
MEKONG
BASIN
NAM CON
SON BASIN
MALAI-THOCHU
BASIN
Tiãööm nàng khê åíí Viãûût nam
1260 - 1736201,6 - 319,2Täøng cäüng
28 - 56
84 - 140
532 - 700
84 - 140
532 - 700
5,6 - 11,2
42 - 70
140 - 196
14 - 42
Säng Häöng
Cæíu Long
Nam Cän Sån
Maî Lai - Thäø Chu
Caïc moí nhoí khaïc
Træî læåüng tiãöm
nàng (tè m3)
Træî læåüng thæûc tãú
(tè m3)Moí khê
Thaìình pháöön khê âäööng haìình åíí mäüüt
säúú moíí dáööu åíí Viãûût nam (% thãøø têch)
77,25
9,49
3,83
1,34
1,26
2,33
4,50
76,54
6,98
8,25
0,78
0,94
1,49
5,02
71,5
12,52
8,61
1,75
2,96
1,84
0,70
CH4
C2H6
C3H8
i-C4H10
n- C4H10
C5+
CO2 + H2S
Moí Âaûi
Huìng
Moí
Räöng
Moí Baûch
Häø
Thaình pháön
khê
¨ ÆÏÏng duûûng cuíía khê
Khê âäúút coïï ráúút nhiãööu æïïng duûûng trong âåììi säúúng sinh
hoaûût cuîîng nhæ trong cäng nghiãûûp:
chuíí yãúúu sæíí duûûng cho ngaìình cäng nghiãûûp âiãûûn
sæíí duûûng trong quaïï trçnh bæïïc xaûû nhiãûût
sæíí duûûng våïïi vai troìì nguyãn liãûûu trong saíín xuáúút
sæíí duûûng trong cäng nghiãûûp giao thäng váûûn taííi
sæíí duûûng âãøø saíín xuáúút phán âaûûm
saíín xuáúút Methanol
dæûû aïïn liãn håüüp âiãûûn âaûûm
So saïïnh caïïc säúú liãûûu cháúút thaííi khi sæíí
duûûng nhiãn liãûûu thay thãúú
3500480600NO2 (mg)
02060SO2 (mg)
407290CO (mg)
380720900CO2 (g)
Turbine khê
häùn håüp
Nhiãût âiãûn
chaûy DO
Nhiãût âiãûn
chaûy than
Læåüng cháút
thaíi/kwh
¾ Triãøøn voüüng cuíía ngaìình cäng nghiãûûp khê
Khaíí nàng thë træåììng taûûm thåììi âæåüüc âaïïnh giaïï, æåïïc tênh trong tæång
lai gáöön, tè lãûû tiãu thuûû khê nhæ sau :
9 Cäng nghiãûûp : 32 %
9 Phán âaûûm : 0 %
9 Váûûn taííi : 0 %
9 Âiãûûn : 68 %
Nhæng âãúún nàm 2010 nhu cáööu sæíí duûûng khê dæûû kiãúún seîî thay âäøøi :
9 Cäng nghiãûûp : 14 %
9 Phán âaûûm : 6 %
9 Váûûn taííi : 0 %
9 Âiãûûn : 30 %
9 LNG : 31 %
9 Xuáúút kháøøu sang Thaïïi Lan : 19 %
CHÆÅNG II
CAÏÏC QUAÏÏ TRÇNH CÄNG NGHÃÛÛ
CÅ BAÍÍN CHÃÚÚ BIÃÚÚN KHÊ
I- Så âäö chung cuía quaï trçnh chãú biãún khê
Xæí lyï/Phán taïch
Xæí lyï/ hoïa loíngKhê tæì moí
C5+ (khê ngæng)
C3+
(GPL)
Xæí lyï
Khê hoïa laûi
Âæåìng äúng
dáùn khê
Taìu chåí khê
Chuyãøn hoïa
hoïa hoüc
Taìu thuíy
Saín pháøm
hoïa hoüc
KHÁU PHÁN TAÏCH VÁÛN CHUYÃØN PHÁN PHÄÚI
a- Váûûn chuyãøøn khê bàòng âò æåììng äúúng (Gazoduc)
b- Váûûn chuyãøøn khê bàòng taò ììu chåíí khê (meïïthanier)
c- Chuyãøøn hoïïa hoïïa hoüüc khê
Bàòng chuyãò øøn hoïïa hoïïa hoüüc ⇒ coïï khaíí nàng chuyãøøn hoïïa CH4
thaìình caïïc saíín pháøøm loííng khaïïc åíí âiãööu kiãûûn T thæåììng nhæ : xàng,
keïïroseììne, gasoil ⇒ váûûn chuyãøøn vaìì sæíí duûûng dãùù daììng hån.
Coïï 2 hæåïïng :
– Chuyãøøn hoïïa træûûc tiãúúp : (> 50%) CH4 thaìình xàng hoàûûc våïïi
âiãööu kiãûûn T cao, hoàûûc våïïi T tháúúp hån nhæng phaííi coïï màûût cuíía
O2 vaìì cháúút xuïïc taïïc.
– Chuyãøøn hoïïa giaïïn tiãúúp : (< 50%) qua giai âoaûûn trung gian saíín
xuáúút khê täøøng håüüp, tæìì âoïï seîî :
täøøng håüüp thaìình HC loííng = phaíín æïïng Fischer + Tropsch
hoàûûc täøøng håüüp thaìình MeOH hoàûûc mäüüt häùùn håüüp cuíía MeOH
vaìì alcool tæìì C1 ÷ C6, hoàûûc chuyãøøn hoïïa tiãúúp tuûûc giai âoaûûn
2 thaìình xàng hoàûûc eïïther (MTBE), laìì nhæîîng cáúúu tæíí ráúút täúút
âãøø phäúúi liãûûu cho xàng ;
hoàûûc täøøng håüüp thaìình NH3⇒ saíín xuáúút phán urã.
Toïïm laûûi, quaïï trçnh chãúú biãúún khê
bao gäööm caïïc giai âoaûûn chuíí yãúúu
sau :
1. Taïïch caïïc taûûp cháúút cå hoüüc
2. Taïïch condensat
3. Khæíí acide
4. Taïïch næåïïc hoàûûc deïïshydrat hoïïa
5. Taïïch phán âoaûûn caïïc hydrocarbure
6. Taïïch Nitå vaìì Hãli
7. Taïïch Hg
Chương III
Làm sạch khí khỏi các tạp chất cơ học
Làm sạch khí khỏi các tạp chất cơ học
được thực hiện chủ yếu nhờ các thiết
bị cơ học.
Người ta phân biệt thành hai nhóm :
– Nhóm làm sạch ướt
– Nhóm làm sạch khô
I- Làm sạch ướt
Để làm sạch ướt đối với các khí ẩm có chứa nhiều
dầu mỏ nguyên khai, người ta thường sử dụng các
thiết bị như : thiết bị lọc scrubber, cyclone ẩm, máy
rửa quay, ...
Những thiết bị lọc bụi kiểu này có độ làm sạch khí từ
80 ÷ 90 %.
Trong quá trình làm việc, trong thiết bị hình thành
một thể tích bọt khá lớn ⇒ còn có tên là thiết bị bọt.
Các thiết bị bọt có khả năng loại được 98 ÷ 99 % bụi
có đường kính > 5µm và 75 ÷ 80 % bụi có đường
kính < 5 µm.
Sơ đồ thiết bị
bọt
1. Phòng rỗng
2. Tấm lưới
3. Đáy hình nón
4. Tấm chắn
II- Làm sạch khô
Phương pháp làm sạch khô được sử
dụng khá phổ biến.
Người ta thường sử dụng các thiết bị
như :
– cyclone
– thiết bị lắng bụi
– lọc bụi điện
CHƯƠNG IV
TÁCH CONDENSAT
I- Đại cương
Khi được khai thác lên từ mỏ, khí đồng hành
thường chứa một lượng lỏng nào đó. Trong vài
trường hợp, nhất là khi khai thác khí ở biển, lỏng
này thường được vận chuyển đồng thời với khí ở
trạng thái 2 pha ⇒ phải tiến hành tách pha lỏng
này ra.
Để đảm bảo tách triệt để phần lỏng ngưng,
tránh tình trạng pha khí thu được chứa một hàm
lượng đáng kể các HC nặng, cần thiết phải tiến
hành tách nhiều giai đoạn theo P Ì dần.
Sơ đồ tách 2 giai đoạn và 3 giai đoạn
C
Phân loại
Thiết bị tách khí - lỏng bao gồm 3 loại chính
mà sự lựa chọn phụ thuộc vào điều kiện sử
dụng :
thẳng đứng
nằm ngang
hình cầu
Thiết bị tách khí - lỏng thẳng đứng
Thiết bị tách khí - lỏng nằm ngang
Thiết bị tách khí - lỏng hình cầu
CHƯƠNG V
KHỬ ACIDE
I- Nguyên tắc
Khử acide là quá trình tách các khí
acide ra khỏi thành phần của khí thiên
nhiên, chủ yếu là khí CO2 và H2S. Và
như ta đã biết, quá trình loại khí H2S
thường yêu cầu phải triệt để hơn quá
trình loại khí CO2.
Tuy vậy, khí H2S là những nguồn
nguyên liệu quan trọng để sản xuất S
và H2SO4.
Các phương pháp khử acide
1. Phương pháp hấp thụ : được sử dụng phổ biến nhất.
Độ chọn lựa của dung môi hấp thụ đối với các khí
acide phụ thuộc vào ái lực hóa học (trường hợp hấp
thụ bằng dung môi hóa học) hoặc ái lực vật lý (hấp
thụ bằng dung môi vật lý).
2. Phương pháp hấp phụ : cũng đạt hiệu quả cao ;
3. Phương pháp thẩm thấu : chưa được ứng dụng rộng
rãi do người ta còn sử dụng hạn chế các loại màng lọc
vì các yêu cầu kỹ thuật cao của chúng ;
4. Phương pháp chưng cất ở nhiệt độ thấp : chủ yếu để
tách CO2
II- Khử acide bằng phương
pháp hấp thụ
1. Mục đích
⇒ Để làm sạch khí thiên nhiên và khí đồng
hành khỏi các loại khí acide như: H2S,
CO2 và các hợp chất chứa lưu huỳnh và
oxy không mong muốn
⇒ Sử dụng chủ yếu phương pháp hấp thụ
hóa học và hấp thụ vật lý.
Các quá trình khử acide bằng phương pháp hấp thụ hóa học và vật lý
Carbonate de
propylène
Fluor
N - méthyl - 2 -
pirrolidone (NMP)
Purisol
Méthanol ở nhiệt độ
thấp.
Rectisol
Dung dịch nước của
sulfolane và
DiIsoPropanolAmine
(DIPA)
Sulfinol
Dung dịch K2CO3 nóng
Dung dịch K2CO3 nóng +
1,8% DEA (phụ gia hoạt hóa)
Dung dịch muối Asen của
kim loại kiềm nóng (K3AsO3)
Ddịch muối Natri (2,6 - 2,7%
acide antraquinonsulfonic)
Làm sạch bằng
K2CO3 :
Thông thường
Bentild
Vetrocokk
Stretford
Diméthyléther de
polyéthylène glycol
(DMEPEG)
Selexol
Monoéthanolamine
Diéthanolamine
Diisopropanolamine
Diglycolamine
Làm sạch bằng
Alkanolamine:
MEA
DEA
DIPA
DGA
Dung môiQuá trìnhDung môiQuá trình
Hấp thụ vật lýHấp thụ hóa học
2- Quá trình khử acide bằng dung môi hóa
học
a- Làm sạch bằng bằng các alkanolamine
Các loại amine
Các amine có ái lực hóa học mạnh với các khí
acide do tính chất kiềm của chúng ;
Có nhiều loại amine được dùng làm dung môi
hóa học để khử acide :
– Monoéthanolamine (MEA)
– Diéthanolamine (DEA)
– Triéthanolamine (TEA)
– Méthyldiéthanolamine (MDEA)
– Diglycolamine (DGA)
– Diisopropanolamine (DIPA)
Bảng tổng hợp các tính chất vật lý cơ bản của
các loại amine trên
Sơ đồ nguyên lý của quá trình khử acide cho khí
bằng cách rửa với các dung môi amine
3- Quá trình khử acide bằng dung môi vật lý
Đặc trưng của quá trình
– khí cần xử lý có áp suất tương đối cao ;
– hàm lượng các hydrocarbure nặng trong
khí thấp ;
– nồng độ khí acide trong khí cao ;
– cần thiết phải hấp thụ chọn lọc H2S và
CO2
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của quá trình Selexol
III- Quá trình khử acide bằng hấp phụ
Được sử dụng khi yêu cầu độ sạch của khí sản
phẩm rất cao và hàm lượng tạp chất trong khí
nguyên liệu tương đối nhỏ.
Sử dụng rây phân tử 4A hoặc 5A cho phép thực
hiện đồng thời quá trình déshydrat hóa và khử
acide cho khí ; khí sản phẩm có độ sạch rất cao :
– hàm lượng nước chỉ còn khoảng 0,1 ppm
– hàm lượng H2S đạt từ 20 - 40 mg/m3
Khi trong khí có chứa CO2 và H2S, thường sẽ xảy
ra phản ứng giữa chúng tạo thành COS ⇒ nhiều
công trình hiện nay đang nghiên cứu các loại rây
phân tử mới, có tác dụng tách cả COS.
Sơ đồ quá trình khử acide bằng hấp phụ
IV- Quá trình khử acide bằng thẩm thấu khí
Đã được áp dụng trong công nghiệp để
décarbonate hóa khí thiên nhiên. Hiện nay, người
ta chỉ ứng dụng phương pháp này với các phân
xưởng năng suất nhỏ.
Sử dụng màng lọc trong phương pháp thẩm thấu
khí có thể thực hiện đồng thời quá trình
décarbonate và déshydrat cho khí thiên nhiên
Với các loại màng lọc hiện có, các thiết bị thẩm
thấu khí chỉ có ý nghĩa kinh tế khi nồng độ của
CO2 trong thành phần khí thô là cao và các yêu
cầu kỹ thuật của khí sản phẩm không cao lắm.
V- Phân tách các khí acide bằng chưng cất
Người ta có thể sử dụng phương pháp
chưng cất ở nhiệt độ thấp để tách CO2
khi nồng độ của khí tạp này trong khí thô
cao.
Ở nhiệt độ thấp, CO2 sẽ kết tinh (điểm ba
là -56,57oC).
Có 2 cách để giải quyết khó khăn này :
– Sử dụng phụ gia là một HC nhẹ
– Sử dụng một tháp chưng cất
Sơ đồ nguyên lý của quá trình Ryan-Holmes
Additif+C3+
C2- + CO2 + εC3+
C2- + εC3+
Sơ đồ nguyên lý của quá trình CFZ
CHƯƠNG VI
KHỬ NƯỚC
I. Khái niệm chung
II. Các biện pháp ngăn ngừa sự hình thành hydrate
III. Quá trình déhydrate hoá
I- KHÁI NIỆM CHUNG
1. Độ ẩm của khí và cách xác định
2. Cấu trúc của hydrate
3. Cân bằng của quá trình tạo thành hydrate
1- Độ ẩm của khí và cách xác định
Khí đồng hành và khí thiên nhiên khai thác từ
lòng đất thường bão hòa hơi nước và hàm lượng
hơi nước phụ thuộc vào P, T và thành phần hóa
học của khí.
Mỗi giá trị của T và P sẽ tương ứng với hàm
lượng hơi nước cực đại có thể có nhất định.
⇒ Hàm lượng ẩm tương ứng với lượng hơi nước
bão hòa tối đa được gọi là độ ẩm cân bằng.
Nếu giảm T của khí có chứa hàm lượng ẩm bão
hòa cực đại và giữ P =cte thì một phần hơi nước
sẽ ngưng tụ
Đồ thị 2.4 : Độ ẩm
cân bằng của khí
thiên nhiên
2- Cấu trúc của hydrate
Nước có mặt trong hỗn hợp khí có thể tạo thành
các hydrate với cấu trúc tinh thể đều đặn.
Về bản chất, hydrate là các dung dịch rắn, dung
môi là các phân tử nước liên kết với nhau bằng
liên kết hydro, tạo thành một mạng lưới, từ đó
các phân tử HC nhẹ (méthane, éthane, propane,
butane) thâm nhập vào mạng lưới này và tạo
thành mạng tinh thể hydrate bền vững
Cấu trúc các tinh thể
hydrate
bao gồm 2
dạng, dựa trên
cấu trúc ô mạng
cơ sở là đa diện
12 mặt 5 cạnh,
ký hiệu là 512
Dạng cấu trúc I
Dạng cấu trúc II
3- Cân bằng của quá trình tạo thành
hydrate
Điều kiện hình thành các hydrate trong khí
thiên nhiên chủ yếu phụ thuộc vào T và P của
hệ.
Để xác định các điều kiện cân bằng tạo thành
các hydrate, người ta sử dụng đồ thị 2.13
Đồ thị 2.13:Đường cong tạo thành hydrate của
khí thiên nhiên với các tỉ khối khác nhau
0 20
III. Quá trình déhydrate hoá
1.Đại cương
2.PP làm lạnh với sự có mặt của chất ức chế
3.Phương pháp hấp thụ
4.Phương pháp hấp phụ
5.Phương pháp thẩm thấu
1- Đại cương
Mục đích: tách hơi nước trong khí → tạo ra
cho khí có T điểm sương thấp hơn T tối
thiểu mà tại đó dòng khí được vận chuyển
và chế biến.
Có 4 phương pháp khử hydrate :
– làm lạnh với sự có mặt của chất ức chế
– hấp thụ
– hấp phụ
– thẩm thấu
2- Phương pháp làm lạnh với sự
có mặt của chất ức chế
Sử dụng chất ức chế méthanol
Sử dụng chất ức chế glycol
a- Sử dụng chất ức chế
méthanol
Sơ đồ công nghệ bao gồm 2 khu vực :
Khu vực I : Khu vực déshydrate hoá
Khu vực II : khu vực khử acide - được
thiết kế nếu cần thiết.
Sơ đồ công nghệ của quá trình
sử dụng chất ức chế méthanol
b- Sử dụng chất ức chế
glycol
Trong thực tế → thường sử dụng các loại glycol: EG, DEG,
TEG với nồng độ khoảng 60 - 80 % khối lượng.
Việc lựa chọn một loại glycol sử dụng đạt hiệu quả cao cho
một quá trình xử lý khí nào đó phụ thuộc vào :
– T đông đặc và độ nhớt của dung dịch glycol ;
– độ hạ T tạo hydrate đối với nồng độ glycol đã cho ;
– khả năng hòa tan của glycol trong HC ngưng tụ ;
– thành phần khí.
Độ hạ T điểm sương của khí phụ thuộc vào loại chất ức chế,
nồng độ của nó và T khí tiếp xúc với chất ức chế .
Sơ đồ công nghệ của quá trình sử dụng
chất ức chế glycol
3- Quá trình déshydrat hóa
bằng hấp thụ
a. Đại cương
b. Déshydrat hóa bằng Triéthylène
glycol (TEG)
a- Đại cương
PP này được dùng khá phổ biến.
Chất hấp thụ là các dung môi có ái lực
mạnh với nước.
Quá trình sấy khô khí thiên nhiên bằng các
chất hấp thụ dựa trên sự khác biệt về
pp(hơi nước) trong khí và trong chất hấp
thụ. Khí cần xử lý sẽ tiếp xúc ngược dòng
với dung môi chọn lọc trong tháp đĩa hoặc
tháp đệm.
Sơ đồ quá trình déshydrat hóa khí bằng dung môi hấp
thụ TEG
4- Quá trình déshydrat hóa
bằng hấp phụ
Các chất hấp phụ thường dùng là :
– Nhôm hoạt tính
– Silicagel
– rây phân tử.
Đặc trưng của quá trình déshydrat hóa khí bằng zéolite :
– hàm lượng nước trong khí ít ;
– lưu lượng khí đem xử lý không lớn ;
– hoạt động không liên tục, chất hấp phụ thường đắt
nên được thay thế 3 năm 1 lần ;
– hàm lượng các HC nặng không được lớn lắm ;
– các tạp chất (COS và CS2) → chất ngộ độc zéolithe.
5- Quá trình déshydrat hóa bằng
thẩm thấu khí
Cho đến nay, quá trình déshydrat hóa bằng
thẩm thấu khí hầu như không còn được sử dụng
trong công nghiệp xử lý khí nữa do những yêu
cầu kỹ thuật quá cao của quá trình.
Để déshydrat hóa khí bằng thẩm thấu → phải
lựa chọn những hợp chất cao phân tử thích hợp
có αij >>, ≈ 200.000 (với loại màng mỏng đồng
thể và không hề có khuyết tật) và ≈ 300 ÷ 500
(với loại chùm sợi rỗng). Hơn nữa, phải chấp
nhận một lượng C1 thẩm thấu qua màng lọc để
màng lọc được chọn có bề mặt riêng không quá
lớn.
CHƯƠNG VII
TÁCH CÁC PHÂN ĐOẠN
HYDROCARBURE
I. Nguyên tắc
II. Tách các phân đoạn bằng phương pháp
làm lạnh ngưng tụ
III. Tách phân đoạn bằng chưng cất ở nhiệt
độ thấp
IV. Tách phân đoạn bằng phương pháp hấp
thụ
V. Tách phân đoạn bằng phương pháp hấp
phụ
I- Nguyên tắc
Quá trình tách các HC này ra thường được
tiến hành bằng nhiều phương pháp :
1. Tách các phân đoạn bằng pp làm lạnh
ngưng tụ
2. Tách phân đoạn bằng pp chưng cất ở T
thấp
3. Tách phân đoạn bằng pp hấp thụ bằng dầu
4. Tách phân đoạn bằng pp hấp phụ.
II- Tách các phân đoạn bằng
phương pháp làm lạnh ngưng
tụ
1. Sơ đồ nguyên lý
2. Quá trình làm lạnh bằng giản nở qua
van
3. Quá trình làm lạnh bằng giản nở qua
turbine
4. Phương pháp sử dụng một qui trình
làm lạnh bên ngoài
1- Sơ đồ nguyên lý
Sơ đồ nguyên lý của quá trình làm
lạnh bằng giản nở đẳng enthalpie
Sơ đồ nguyên lý của quá trình làm
lạnh bằng giản nở qua một turbine
Sơ đồ nguyên lý của quá trình làm lạnh
bằng một chu trình làm lạnh ngoài
Sơ đồ nguyên lý của quá trình tách phân
đoạn bằng chưng cất ở nhiệt độ thấp
CHƯƠNG 8
QUÁ TRÌNH KHỬ NITƠ,
THỦY NGÂN VÀ HELI
1- Quá trình khử Nitơ và Hêli
Quá trình t
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- Cong nghe che bien khi.pdf