Luận văn mô phỏng quy trình công nghệ của nhà máy khí dinh cố bằng phần mềm unisim và Đưa ra giải pháp tối Ưu hóa nhà máy

: Mô phỏng nhà máy xứ lý khí Dinh C6 GVHD: PGS.TS Pham Thanh Huyền DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VA CHU VIET TAT LPG Khi đâu mỏ hỏa lỏng Liquefied Petroleum Gas GDP [Tổng sản phẩm quốc

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRUONG DAI IIOC BACII KIIOA IIA NOI

DUONG KHAC HONG

M6 PHONG QUY TRINH CONG NGHE CTA NHA MAY KAT DINH CO BANG PHAN MEM UNISIM VA BUA RA GIAI PHAP

TOI WU HOA NHA MAY

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS PHẠM THANH HUYỄN

oi 5 — 2016

Trang 2

Luận văn tết nghiệp: Mô phỏng nhà máy xứ lý khí Dinh Cổ _ GVHD: PGS.TS Pham Thanh Huyền

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn này là công trình nghiên cứu của riêng tôi, được thực hiện đưới sự hướng dân của PGS.TS Phạm Thanh Huyền Các kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng công bỏ trong bắt kỷ hình thức nảo

Tôi xm chịu trách nhiệm vẻ nghiên cửu của mình

Học viên

Đương Khắc Hồng

Học viên: Dương Khắc Hồng Trang 1 Lép: Cao hoc KTL-HD 2014B

Trang 3

LOI CAM ON Sau một thời gian học tập và nghiên cứu, tôi đã hoan thành luận văn của mình

Để có được kết quả này, ngoài sự nỗ lực, tìm tỏi, học hỏi, nghiên cửu của bản thân, tôi cũng luôn nhận được sự quan tâm, động viên, giúp đỡ nhiệt tỉnh của các thây giảo cô giáo, các cơ quan, đồng nghiệp, bạn bè vả gia đình

Trước tiên, tôi xin chân thành cảm ơn giáo viên hướng dẫn PGS.TS Phạm Thanh

Huyền đã luôn tận tỉnh giúp đỡ, hướng, dẫn, chỉ bảo tôi trong suốt quá trình thực

hiện luân văn

Tôi xin chân thanh cảm ơn PGS.TS Nguyễn Thị Minh Hiển và các thành viên

nhóm BK§m trường đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều kiện cho tôi tham gia

lớp học mô phỏng nâng cao qua phan mém Go Tomeeting cũng như cung cấp một

số tải liệu cân thiết cho luận văn

Tôi xin chân thành cam on Ths Mai Xuan Ba va Ks H6 Van Dang đã cung cap tai liệu vận hành và hưởng dẫn tôi trong suốt thời gian thực tập tại nhà máy xử lý khí Dinh Cô

Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn bạn bẻ vả gia đình đã luôn động viên, giúp

đỡ tôi hoàn thành luận văn nảy

Trang 4

MỤC LỤC

LOI CAM DOAN

DANH MUC BANG BIEU

CHUONG 1 TONG QUAN,

1.1.2 Tiềm năng khí ở Việt Nam 0 222222 trerrrrree -14 1.2 TONG QUAN VENHA MÁY XỬ LÝ KHÍ DINH CỎ 18 1.2.1 Lịch sử hình thành sss sates sebeeseuicocttes anal

1.2/6.7 Thiết bị đun sôi đáy tháp a 0)

1.2.6.8 Thiết bị khử nước bằng phương pháp hap phụ V-06AB 30

1.2.7 Sơ đỏ khối các tháp tách a 234 1.3 CAC DINH LUAT VA PHUONG TRINH TRANG THAI TRONG CHE BIEN

1.3.1 Định luật Boyle-Mariotte se " - Học viên: Dương Khắc Hồng Trang 3 Lép: Cao hoc KTL-HD 2014B

Trang 5

1.3.2 Định luật Charles Tạ HH nhH, HH HH nHH HH nhac — „36 1:3:3 :ĐịHH NậtTDRMWỚHLiccscconesonhgg Hoan gH tao Hà in gHg Hàn 0g 8gp ga Hi 36

1.3.5 Phương trình trạng thái khi lý tưởng xe zũxrrgsnmeomjai

1.3.6 Phương trình van đer walls shaeeaeaeeeaaeoeoeooo 38 1.3.7 Phương trình Benedict-Webb-Rubin 5 ghiiggidrenaisssarnssaos28 1.3.8 Phương trinh Redlich-Kwong 0nenesrressseeoo.30 1.3.9 Phương trình trạng thải Peng-Robinson (PR) thun 39

1.3.10 Tỉnh chất vật lý của hydrocacbon nhẹ == „40

1⁄3:10:1.Tÿ ong: BBR KHocsscsiosoaninidinioidddlldididddddiddliidiid Ầ 4 1.3.10.2 Tỷ trọng pha lỏng - s22, 101211102011110110010eeeaeoiu 40

CHUONG 2 MO PHONG CONG NGHE BANG PHAN MEM UNISIM 41 2.1 GIỚI THIBU VE PHAN MÊM MÔ PHÒNG 41 3.2 MÔ PHÒNG QUI TRÌNH CÔNG NGHỆMGPP 42

CHUONG 3 KET QUA MÔ PHỎNG VÀ THẢO LUẬN

3.1.2 Mô phỏng bình tach V-03 như m JS550215.s0120504 8g 47

3 Mõ phỏng thiết bị hấp phụ sấy khí bằng công cụ phân tách Component

3.1.6 Mô phỏng tháp ôn định C-02 tiöggãnixsussraasspasssnasSf

3.2.1 Khảo sát khả năng thu hồi LPG sesseeegenspeseenspennseeesensOQ 3.2.1.1 Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ của bộ chia TEE-100 „63 3.2.1.2 Khảo sát ảnh hướng của nhiệt độ đông To Mix-100 65 3.2.1.3 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ khí đồng hảnh 66)

3.2.2 Tổi ưu hóa doanh thu sản phẩm te _ 68 3.2.3 Để xuất các phương án nâng cao hiệu quả hoạt động của nhà máy 7Ô

Trang 6

3.2.4 Mô phỏng qui trình dẫn khi từ Dinh Có vẻ Phú Mỹ _ wid 8S

3.2.4.1 Tỉnh kích thước đường ông soe arora RS

3.2.4.2 Quy trình mô phỏng đường ông từ Dinh Có về Phú Mỹ 86

Trang 7

Hình 1.2 Bản đỏ phân bố khí tại Việt Nam

Hình 1.3 Phân bỏ trữ lượng khi Việt Nam

Hình 1.4 Nhà máy xử lý khí Dinh Cố

Hình 1.5 Sơ đồ công nghệ chế độ AME

Hình 1.6 Sơ đỗ công nghệ chế đô ME

Hình 1.7 Sơ đồ công nghệ chê độ GPP

Hình 1.11 Reboiler kiéu Kettle

Hình 1.12 Cầu tạo thiết bi hap phu V-064/B

Hình 1.13 Nguyên ly làm việc bộ thiết bị tách nước V-06 A\B

Hình 1.14 Sơ đỗ khối các tháp tách

Hình 2.1 Lưu trình mô phỏng công nghệ chế độ MGPP

Hình 3.3 Lưu lượng dòng lỏng thay đổi theo áp suất của Slug Catcher

Hình 3.4 Giao diện mô phỏng bình tách V-03

Hình 3.7 Giao diện công cụ ADI-I vả SET-I

Hình 3.8 Sự thay đổi áp suất theo vị trí dia

Hình 3.9 Sự thay đổi nhiệt độ theo vi trì đĩa tháp C-05

Hình 3.10 Sự thay đổi thành phần các cầu tử trong tháp C-05

Hình 3.11 Giao diện mö phỏng tháp C-01

Trang 8

Luan van tốt nghỉ: : Mô phỏng nhà máy xứ lý khí Dinh C6 GVHD: PGS.TS Pham Thanh Huyền

Sự thay đổi áp suất trong tháp C-01

Sự thay đổi nhiệt độ trong tháp C-01

Sự thay đổi thánh phân các cầu tử trong tháp C-01

Giao điện mô phỏng tháp C-02

Sự thay đổi nhiệt độ trong tháp C-02

Sự thay đôi thành phần các cầu tử trong tháp C-02

Sự thay đổi lưu lượng dòng Bupro theo tỷ lệ chia TEE-100

Thanh phan C;¿ trong dòng Sale gas thay đổi theo tỷ lệ chia TEE-100.64 Ảnh hưởng của nhiệt độ dong To Mix-100 đến lưu lượng sản phẩm 65 Ảnh hưởng của nhiệt độ khí đồng hành đến lưu lượng dong san phẩm 67

Doanh thu nhả máy phụ thuộc vào tỷ lệ chia dòng

Chu trinh lam lạnh bằng propan dang template

Sơ đồ nguyên lý hấp thụ khi bằng MEA

Sơ đồ nguyên lý hấp thu khi bang DEA

Giao diện công sụ SET-5

Giao diện tháp hap thu DEA contactor

Su thay đổi áp suất trong tháp hap thu DEA contactor

Sự thay đổi nhiệt độ trong tháp hấp thụ DEA contactor

Lưu trình mô phỏng đường ông dẫn khi Dinh Có-Phú Mỹ

Điều chỉnh áp suất dòng Sale gas

Trang 9

: Mô phỏng nhà máy xứ lý khí Dinh C6 GVHD: PGS.TS Pham Thanh Huyền

Bang 1 Sân phẩm khí khô của PV gas qua các năm, đơn vị triệu nỶ LÏ

Bang 1.1 Phân loại khí tự nhiên và khí đồng hảnh 157800888 zi 14

Bảng 1.2 Trữ lượng khi của Việt Nam eo, LỆ

Bảng 1.3 Thành phần khi đồng hành một số mỏ khí Việt Nam .l6 Bang 1.4, So sanh chất thải khi sử dụng nhiên liệu thay thẻ 8

Bảng 1.5 Thông số kỹ thuật của mảy nén ss 30 Bang 1.6 Cau tric bén trong thiét bi hap phu V-06A/B 31

Đảng 2.1 Hệ các câu tử trong mô phỏng ni „42

Bảng 2.2 Danh mục công cụ logie Set —

Bảng 2.3 Danh mục công cụ logie Adjust - 22cseeeoee 44, Bang 3.1 Điều kiện mồ phỏng của Slug Catcher ¬"

Bang 3.2 Số liệu mô phỏng bình tách V-03 TH - 47

Đăng 3.3 Số liệu mô phỏng Component Splitter V-06 49

Bang 3.4 Điều kiên nhiệt độ vả áp suất các dòng của tháp C-05, 3ãtãtisã20/acS5i42s5511

Bang 3.5 Thành phần sản phẩm đỉnh và đảy tháp C-05 one

Bang 3.6 Kết quả mô phỏng và thực nghiệm của tháp C-05 55

Bảng 3.7 Điều kiện nhiệt độ và áp suất các đòng của tháp C-01 S6

Bang 3.17 Thành phan Sale gas true va sau khi làm ngọt 84

Bang 3.18 Tính độ cách nhiệt đường ông _ sit cn —=—.‹<

Học viên: Dương Khắc Hồng Trang 8 Lớp: Cao học KTL-HD 2014B

Trang 10

: Mô phỏng nhà máy xứ lý khí Dinh C6 GVHD: PGS.TS Pham Thanh Huyền

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VA CHU VIET TAT

LPG Khi đâu mỏ hỏa lỏng (Liquefied Petroleum Gas)

GDP [Tổng sản phẩm quốc nội (Gross Domestie Produet)

PV Gas | Tong cong ty khi Việt Nam (Petro Viet Nam Gas)

EPC Hop déng thiét kể, cung cấp thiết bị công nghệ và thì công xây

dựng c6ng trinh (Engineering Procurement and Construction) CNG Khi thién nhién nén (Compressed Natural gas)

AMF Cụm tôi thieu tuyét doi thiet bi (Ablolute minimum facility)

MF Cũm tôi thiêu thiét bi (Minimum facility)

GPP Cum thiét bi hoan thién (Gas processing plant)

MGPP Cụm thiết bị hoàn thién chuyén d6i (Modified gas processing

plant)

sc Thiét bi tach dang ong (Slug catcher)

DEG Hop chat Diethylene glycol

MEA Hop chat Mono Ethanol Amine

DEA _| Hop chat Di Ethanol Amine

API | Hip hoi dau khi Hoa Ky (American Petroleum Institute)

ASTM _ | Higp hoi vat liệu và thử nghiệm Hoa Kỳ(American Society for

Testing and Materials)

Trang 11

ô phỏng nhà máy xử lý khí Dinh Cổ _GVHD: PGS.TS Phạm Thanh Huyền

MO DAU Việt nam là một trong những nước có nguồn tải nguyên dầu khí phong phú, việc khai thác nguồn tài nguyên nay đã góp phân lớn cho GDP nước nhà Mặc dủ nên công nghiệp khai thác và chế biên khí còn khả non trẻ nhưng cũng đã đi vảo hoạt đông vả từng bước ôn định Sản phẩm của các nha may che biến khi Việt Nam hiện nay chủ yêu là khí khô thương phẩm, LPG, Condensate Việc phân loại thành các sản phẩm khí để cung cấp ra thị trường rất quan trong và đem lại hiệu quả kinh tế

cao Condensate do có nhiệt độ bay hơi thấp nên được sử dụng làm dung môi pha

sơn, là phân nhẹ pha vảo xăng để tăng trị số Octan Trong khi do LPG ding lam chất đốt trong sinh hoạt vả các quả trình công nghiệp khác, không những thẻ LPG

ngày nay đang được sử dụng lâm nhiên liệu sạch trong lĩnh vực giao thông vận tải

Khi khô thành phần chủ yếu gồm etan và metan dùng lâm nhiên liệu cho nha may nhiệt điện và nguyên liệu dau vào cho quả trình reforming hơi nước sản xuất khí tổng hợp tại các nhà máy đạm Trong năm 2014, PV GAS đã cung cấp 9969 triệu

mỬ khí ra thị trường, trong đó khách hàng điện chiêm tỷ trong 83,24% sản lượng khí

Hình 1 Sản lượng khi khô tiêu thụ theo nhóm khách hàng năm 2014

Củng với sự phát triên khoa học kĩ thuật, từ khí tự nhiên và khí đồng hành người

ta đã sản xuất ra nhiều sản phầm khác nhau như: Rượu, axeton, NH;, phân bón, chất tây rửa tổng hợp được ứng dụng trong nhiều ngành như: Mỹ phẩm, đệt may, đỏ

gia dụng phục vụ cho công nghiệp và đời sóng hàng ngày

Học viên: Dương Khắc Hông Trang 10 Lớp: Cao học KTL-HD 2014B

Trang 12

về lượng etylen tập đoản dầu khí quốc gia Việt Nam cũng Thái Lan đang có chủ

trương triển khai dự án Lọc — Hóa dau Long sơn tại xã Long Sơn tỉnh ba Rịa Vũng

tàu, xét về mặt địa lý đây là nơi gần biển và giao thông đi lại thuận lợi cũng như gân nguồn nguyên liệu Quá trình sản xuất etylen dự kiến của dự án lả 150.000 tâm/ năm

và nguyên liệu của quả trình lả etan Trong số các nguồn khí hiện nay Nam Côn

Sơn, PM 3, Cửu Long, thi nguồn khi Cửu long có hàm lượng etan cao 12-13,6 % rắt

thích hợp cho việc tách etan tại GPP Dinh Cổ

Băng 1 Sản phẩm khi khỏ của PU gas qua các năm, đơn vị triển mỀ

Nhà máy xử lý khi Dinh Có tiếp nhận khí déng hanh tir mé Bach Hé va mét sd

mỏ khác với nhiệm vụ san xuat condensate, LPG, butan, propan, khi khé thương

phẩm Vì vậy luận văn sẽ tập trung mỏ phỏng quy trình công nghệ hiện tại của nhà

máy, tôi ưu hỏa một số quả trình, đẻ xuất một số phương án lâm tăng doanh thu cho

nha may

Trang 13

Luận văn tốt nghiệp: Mô phỏng nhà máy xử lý khí Dinh Cổ _GVHD: PGS.TSPhạm Thanh Huyền

CHƯƠNG 1 TONG QUAN

1.1 GIỚI THIỆU VẺ KHÍ TỰ NHIÊN VÀ KHÍ DONG HANH

1.1 1 Thành phần và phân loại khí

Về thành phần khí tự nhiên và khí đồng hảnh gồm cỏ các hydrocacbon: Metan,

etan, propan butan, H;S, CO¿, He, N; Khi tự nhiên được khai thác từ các mỏ khi,

khí đồng hành được khai thác cùng với quá trình khai thác đầu do dưới lòng đất áp suất cao nên một phân hydrocacbon dạng khi sẽ tan lẫn trong dâu Khi tự nhiên

thành phân chỉnh khoảng 80% đến 98% thẻ tích là khí metan, còn trong quả trinh

khai thác khí đông hảnh ngoài hydrocacbon nhẹ còn các các hydrocacbon năng

Ngoài hai loại khí trên thì cỏ phân đoạn trung gian gọi là Condensate Ở điều kiện

môi trường Condensate ở dạng lỏng cỏ nhiệt độ sôi cuối khoảng 200°C

Khi tự nhiên, khi đồng hành, dâu mỏ có củng nguồn góc, quá trình hình thành trải

qua các giai đoạn sau:

-Tich dong cae vat liệu hữu cơ ban đầu

-Bien đổi các vật liều hữu cơ thành các hydrocacbon ban đầu của dâu khi

-Di cư của dâu khi đến các bôn chứa thiên nhiên

-Dầu biến đổi tiếp tục trong các bây chứa

Tình 1.1 Câu trúc địa ting ede mỏ khi tự nhiên, condensate, khi đông hành và đâu mỏ

Trang 14

s* Phân loại khí theo nguồn gốc hình thành

Theo nguồn gốc hình thành khí người ta phân thành ba loại khi:

Khí tự nhiên: Là khí được khai thác từ các mỏ khi riêng biệt, thành phân khi chủ

yêu là metan chiêm 93% +999% thẻ tích

Khi đồng hảnh: Là loại khí thu được cùng với quá trình khai thác dâu mỏ Khí nằm trong mỏ dâu cỏ áp suất cao nên khí hòa tan một phân Khi khai thác lên do áp suất giảm nên khí tách ra gọi là khí đồng hành Thành phần chủ yêu gồm propan, butan,

pentan

Condensate: La dang trung gian giita dau mỏ và khí, ở điều kiện thường nó ở dang lỏng, thành phần gồm các hydrocacbon propan, butan, pentan, hexan, heptan

Phan loai khi theo ham lượng propan trở lên

Khi giau propan, butan va cac hydrocacbon nặng trên 150g/mỶ được gọi là khí

béo Từ khí này có thể chẻ tạo được khi hoa léng, cac hydrocacbon riéng biệt cho các lĩnh vực tông hợp của dầu hữu cơ Côn khi chứa it hydrocaebon năng, dưới 5O g/m’ goi là khí gây Khí gây chủ yêu làm nhiên liệu trong nghiệp và đời sống

s* Phân loại khí theo theo hàm lượng khí axit

Căn cứ vào hàm lượng khí CO; và HạS quá trình phân loại khi như sau:

Khi chua: Hàm lượng Hạ8>1% thẻ tích và CO; >29% thẻ tích

Khí ngọt: Hàm lượng H;§ < 1% thê tích và CO; < 2% thể tích

Tác hại của các loại khi axit nảy lả gây độc hại cho người sử dụng, ngộ độc xúc tác và gây khó khăn trong quá trình vận chuyên và sử dụng H;§ hàm lượng cao

trong khí làm nhiên liêu đốt khi cháy thường tạo ra axit HạSO¿ gây ô nhiễm môi

trưởng

Phản ứng của quá trình chảy:

4C,Hy + (4xty)O; — 4xCO; + 2yH,O

2H;§ + 3O; —› 2§O; + 2H;O

280) +0; — 280;

Mỗi quốc gia quy định hảm lượng các hợp chất chứa lưu huỳnh trong khí khác

nhau Ở Nga quy định hảm lượng H;S trong khí không quá 22 mg/mỶ khi, hàm

lượng RSH không quá 36 mg/m’ Tại Mỹ quy định hàm lượng H;S trong khi không Học viên: Dương Khắc Hông Trang 13 Lớp: Cao học KTL-HD 2014B

Trang 15

qua 5,7 mg/mỶ, hàm lượng RSH không quá 5 mg/mỶ, hàm lượng CO; không quả 2% thể tích Vì sự gia tăng của lượng nhiên liệu hóa thạch dùng trên thể giới nên trong tương lại các tiêu chuẩn vẻ khí thải cảng được nhiều nước trên thẻ giới đề cao thì

hàm lượng các khí axit thải ra môi trường phải thấp hơn nữa Khi hàm lượng H;S

tại các mỏ khí cao quá thi thu hỏi HS làm nguyên liệu cho quá trình sản xuất axit

sunfuric

s* Phân loại khí theo thành phần C;

Khi hàm lượng C;, < 10% thẻ tích (t)) gọi là khi khô và ngược lại C;,>10% gọi là

khí âm

Băng 1.1 Phân loại khí tự nhin và khi đồng hành

khí tư nhiên | khitynhiên | khí đồng hành khí đồng hành

hay condensate hay condensate Trữ lượng | 25370.107m” | 8410.107m” 12435.107m” 7880.107 m”

1.1.2 Tiềm năng khí ở Việt Nam

Việt Nam được đánh giá là quốc gia có trữ lượng khi lớn trên thể giới, theo

PetroVietNam trữ lượng khi ở Việt Nam chủ yếu ở các vùng trũng chính: Sông

Hong, Cửu Long, Nam Côn Sơn Malay-Thỏ chu, Miền Trung Với trữ lượng khí lớn đang trong giai đoạn nghiền cứu và có thể đáp ứng nhu cầu sử dụng trong nước

trong vải thập kỷ tới Hiện nay Việt nam đang khai thác tại hai trũng lớn là Cửu

Long vả Nam Côn Sơn thuộc thêm lục địa phia nam Việt Nam, trong đỏ có mỏ Bạch Hồ và mỏ Rồng thuộc trũng Cửu Long đang khai thác khí đồng hành với sản lượng lớn đáp ứng một lượng lớn nhu câu khí đốt cũng như nguyên liệu cho quả trình tông hợp hữu cơ trong nước Theo Petro Việt Nam thì trữ lượng thực tế và trữ lượng tiêm năng khi của Việt Nam được thông kê theo bảng 1.2

Trang 16

Luận văn tốt nghiệp: Mô phỏng nhà máy xử lý khí Dinh Cổ _ GVHD: PGS.TS Pham Thanh Huyền

Băng 1.2 Trt lượng khí của Liệt Nam

Khu vực Trữ lượng thực tế Trữ lượng tiễm năng

Trang 17

kế vào tổng GDP của đât nước Không những thể khi ngành công nghiệp dâu khí phát triển có thê kéo theo các lĩnh vực khác phát triên theo như công nghiệp ch tạo, nhiệt điện, tông hợp hữu cơ, dịch vụ phụ trợ

MEEBACHHO CSRANGDONG EEELÔ1LT,LĐ) —>—Tổng cung khiĐông Nam Bộ

“Hình 1.3 Phân bồ trữ lượng khi Việt Nam

Trang 18

Theo tinh toan, théng kê khoảng năm 2020 nguôn khi ở bề Cửu Long (2 mỏ Bạch

Hồ, Rạng Đông) sẽ cạn kiệt Đây là mỏ khi đồng hành làm nguyên liệu cho nhà máy chế biên khi Dinh Có Vì vậy cân cỏ những phương án đối với tỉnh hinh nay Chang

hạn:

- Cap bù thêm một lượng khí từ mỏ khí khác vào nhà máy Dinh Cổ đề tận dụng cơ

sở hạ tầng của nha may Cu thé la lay nguén khí từ các mỏ thuộc bề Nam Côn Sơn

và một số nguồn khác

- Nang cao công nghệ của nhả máy tách butan va propan theo nhu cầu của khách

hang va dé thu thém sản phẩm khí etan thay vì chỉ có ba sản phẩm chỉnh như lúc

trude (LPG, Sale gas va Condensate), Viée thu khi etan sẽ mang lại giá trị kinh tế

cao hơn nhiều so với hiện nay, dùng làm nguyên liệu cho các quả trình tổng hợp hữu cơ Etan sẽ là nguồn nguyên liệu cho nhà máy hóa dau Long Son dé san xuất etylen Từ etylen sẽ sản xuất các san phẩm quan trọng khác

Các ứng dụng của khí tự nhiên và khí đồng hành:

Có rất nhiều ứng dụng của khí trong đời sóng sinh hoạt cũng như trong công

nghiệp:

-_ Sử dụng trong công nghiệp điện Khi cấp nhiên liệu cho các tubin khi trong nha

máy nhiệt điện đẻ vận hành tubin phát điện cũng như cung cấp nhiên liệu cho boiler sản xuất hơi nước đẻ vận hành tubin hơi Thông thường trong nhà máy nhiệt điện sẽ

có ca tubin khi va tubin hoi dé tan dụng triệt để dòng nhiệt sinh ra từ quá trình đốt

nhiên liệu

- St dụng trong quả trình bức xạ nhiệt, khí đốt là nhiên liệu không thẻ thiểu trong, nhà nhà máy cũng như các lò nấuthủy tinh, lò luyện kim loại và chế biến thực phẩm và hộ gia đình, vì những tiện ích nó mang lại mà khó cỏ loại nhiên liệu thay thể

- Sử dụng trong giao thông vận tải, khi hỏa lỏng LPG, khi nén CNG là những nhiên liệu sạch được sử dụng trong các động cơ taxi, xe bus cũng như các phương, tiện giao thông khác

~_ Nguyên liệu sản xuất, từ các hydrocacbon ban đàu là nguyên liệu tổng hợp ra các sản phẩm hữu cơ khác như methanol, khi tông hợp, uưê, bột giặt, dược phẩm, chất déo và nhiều loại hàng hóa khác

Trang 19

Lượng chất Nhiệt điện chạy | Nhiệt điện chạy Tubin khí hon

Nhà máy xử lý khí Dinh Cổ xây dựng tại xã An Ngãi, huyện Long Điện, tỉnh Bà

rịa vũng tàu, cách Long Hải 6 km về phía bắc và cách tỉnh lộ 44 khoảng 700 km, cách điểm tiếp bờ của đường ông dân khi từ Bạch Hồ khoảng 10 km, tổng diện tich nhà máy 89600 mẺ Nha may xtr ly khi Dinh Cô trực thuộc tổng công ty khi Việt

Nam được xây dựng năm 1997 trong thời gian 20 tháng bởi nhà thầu EPC (Sam sung Engineering Co.Ltd va NKK) va duge dua vào vận hành ngày 31/10/1998

Các thiết bị của nhà máy được thiết kế hoạt động 24h/ ngay vả hoạt động liên tục

Trang 20

Nguyên liệu của nhà máy là khí đồng hành được xử ly de thu hỏi LPG, condersate, nguyên liệu cho nhà máy điện, đạm Để dim bao cho nha may hoat động liên tục khi bão dưỡng vả sửa chữa các thiết bị chính thì nhà máy được lắp đặt

và hoạt động theo các chế độ

1.2.2 Chế độ AMF (Ablolute Minium Facility)

Chế độ AMF là chế độ tối thiểu tuyệt đổi các thiết bị, thu khí thương mại chưa tach C3, Cy va Condensate San phẩm được lây ra sau khi đi qua các thiết bị: Máy nén, bình tách, thiết bị loại bỏ etan để ổn định Condensate, Ché dd AMF co kha

năng đưa nhả máy sớm vào hoạt đông nhằm cung cấp khi thương phẩm với lưu

lượng 3,7 triệu mẺ khíngày cho các nha máy điện va thu hỏi Condensate với lưu lượng 340 tân/ngày Đây cũng là chẻ độ dự phòng của chế độ ME, GPP, MGPP khi

các thiết bị trong chế độ chính bị sự có hoặc bảo dưỡng mà chưa có thiết bị thay thẻ

ISc- Stag cateher hide bị rao đội nhiệt Bom

Các thiết bị chính trong chế độ vận hành AME:

-_ Thiết bị trao đổi nhiệt E-01 A/B, E-04

~ _ Thiết bị làm nguội bằng không khí E-09

Trang 21

Nguyên lý độ hoạt động ché d6 AMF:

- Khi đồng hành từ giàn nén trung tâm ngoài khơi theo đường ống 16 inch ngầm dưới biển đến Slug Catcher SC 6 ap suất 109 bar, nhiệt độ 25,6 °C Tại đây Condensate, nước vả khí được tách ra theo các đường riêng biệt đề tiếp tục xử lý

- Ấp suất của V-03 được điều khiển ở 75 bar bởi các van điều khiên áp suất đặt trên đường ông đân khi trước khi vào tháp C-05, qua van điều khiên áp suất, nhiệt độ của

dòng ra khỏi van cao hơn nhiệt độ tạo hydrat

- Dòng Condensate tir V-03 được đưa tới tháp C-01 sau khi được gia nhiệt từ 20°C

lên 101 PC tại thiết bị E-04 với dòng lỏng nóng có nhiệt độ 194'C đến từ đảy tháp

tách C-01

- Déng khi tir Slug Catcher được đưa vào EJ-01 Mục đích của EI-01 lả nẻn khi đi

ra ở đỉnh C-01 từ 20 bar đến 45 bar và giữ cho áp suất của C-01 ổn định ở 20 bar Jet Compressor bao gém 3 Ejector năng suất của chúng là 50%, 30%, 20% của tông dong Dac diém quan trọng của Ejector là phạm vi hoạt động nhỏ vì thể nên mới kết hop ba Ejector vảo hoạt động Điều khiển áp suất hoạt đông của tháp tách etan ở 20

bar bởi dòng bypass

~ Dông ra khói EI-01 sẽ cùng với dòng khí từ V-03 được đưa vào đĩa đỉnh của tháp

C-05 dé tach long tir khi 6 nhiét 46 20,7°C, ap swat 45 bar Phan đỉnh của tháp hoạt động như một thiết bị tách khi- long

~ Dòng khí ra từ đỉnh tháp C-05 được đưa đến đường dẫn khí thương phẩm cung,

cấp cho các nhà máy điện, đạm Van điều chỉnh áp suât đặt trên đường ông đề điều khiên áp đầu ra ở nhà máy là 45 bar

- Dong long tir day C-05 là dòng nguyên liệu nhập liệu tại đỉnh của tháp C-01 ÁP

suất hơi của Condensate được giảm và được điều chỉnh trong tháp C-01 dưới áp suất khí quyền nhằm phù hợp cho việc tồn chửa tại TK-21 Với ý nghĩa đó, trong chế độ

AME, C-01 có chức năng là tháp ổn định Condensate Trong đó phản lớn hydrocacbon nhẹ hơn butan được tách khỏi Condensate nhờ được gia nhiệt đến 194°C béi thiết bị đun sôi đáy tháp E-01A/B Quá trình đun sôi của E-01 A/B nhờ

dong dầu nóng trao đổi nhiệt gián tiếp với dong Condensate Khí ra ở đỉnh có nhiệt

độ 64 °C được trộn với khi thương phẩm bằng EJ-01 Dong Condensate ở đảy tháp được trao đổi nhiệt tại E-04A và được lâm lạnh bằng không khi ở E-09

Trang 22

Các thiệt bị chính trong chế độ van hành ME: Ngoài các thiết bị trong chế độ

AMF thi bé sung thêm:

- Thiet bi tach nude bằng phương pháp hấp phụ V-06 A/B

~_ Thiết bị trao đổi nhiệt khi/khi dạng tam E-14

~_ Thiết bị rao đổi nhiét khi/long E-20

- May nén K-01

- Thap 6n dinh C-02

~ Thiết bị đun sôi đáy tháp E-03

Dong khi từ Slug Catcher được đưa đền bình tách lọc V-08, đây là thiết bị được thiết kế tách nước trong khí, hydrocacbon lỏng, dầu vả lọc các hạt rắn Mục đích của V-08 là bảo về lớp chất hấp phụ trong V-06A/B Sau khi được loại nước tại V-

06A/B dòng khí lại đưa sang thiết bị lọc F-01 Ra khỏi F-01 dòng khi chia làm hai

nhánh đến hai thiết bị trao đổi nhiệt E-14 và E-20 được trao đổi nhiệt để tận dụng

dòng nhiệt của sản phẩm trước khi vào tháp C-05,

Trong C-02, hỗn hợp Bupro được tách ra khỏi Condensate va di lên đình, còn

Condensate được lấy ra ở đáy tháp Dòng lỏng sau khi đun nóng ở E-03 được bay

hơi một phân hồi lưu lại, phần lỏng còn lại sẽ cho qua E-04 đề gia nhiệt cho dòng nạp liêu của C-01, cuối củng nó được làm nguội ở E-09 trước khi đưa đến bồn chứa TK-21 hoặc ống dần Tháp C-02 làm việc ở áp suất 11 bar, nhiệt độ đỉnh 60 °C và nhiệt độ đáy 154 °C, tháp được câu tạo bởi 30 đĩa có thiết bị Reboiler đề hỏi lưu một phan san pham day va đồng thời cung cấp nhiệt cho quá trình chưng cất Hơi Bupro được ngưng tụ tại E-02, một phân được cho hỏi lưu trở lại tháp, phần cỏn lại theo đường ông dẫn bupro làm sản phẩm thương mại Tháp C-02 còn gọi lả tháp ồn định

Condensate

Trang 24

1.2.4 Chế độ GPP (Gas Processing Plant)

La ché d6 lam việc với cụm thiết bị hoàn thiện và hiệu suất thu hỏi sản phẩm lỏng cao Đây là chế độ hoạt động chỉnh của nhả máy

Các thiết bị chính trong chế độ vận hành GPP: Ngoài các thiết bị trong chế độ vận hành ME còn có thêm các thiết bị:

~ Tháp tách: C-03

- Thap gas Stripper: C-04

- May nén hai cap: K-02, K-03

- Tubor Expander/Compressor: CC-01

- Cac thiết bị trao đổi nhiệt: E-17, E-11

GO chế đô này, Turbo-Expander thay thẻ cho thiết bị trao đôi nhiệt E-20 Khi khô ra

khỏi F-O1 sé chia lam hai dong

~ 1⁄3 lượng khí cho qua E-14 dé lam lanh tir 26 °C xuống -36 °C boi dong khi lanh

từ đình tháp C-05 cé nhiét dé -42,5 °C Nhiét d6 ra -36 °C là một thông số quan trọng trong xử lý khí Nếu nó cao hơn giá trị này thì việc thu hôi lỏng kẻm, còn nêu thấp hơn thì hydrat sẽ hình thành tại đầu ra

- Ap suat dòng sẽ giảm từ 109 bar xuống 33,5 bar khi qua van FV-1001, với sự giãn nở đoạn nhiệt nảy, nhiệt độ giảm xuống con -62 °C, Dong lanh này được nap

liệu vào đĩa đỉnh của tháp C-05 như một döng hỏi lưu ngoài ở định tháp

- 2/3 lượng khí cỏn lại được đưa tới Turbo Expander, ở đó khí được giãn từ 109 bar

xuống 33,5 bar và kẻo theo nhiệt độ cũng giảm xuống -18 °C, dong lanh này được đưa vào day tháp C-05

~ Tháp C-04 lảm việc ở áp suất 47,5 bar, nhiệt độ đỉnh và day lan luot la 44 °C và 40

°C Mục đích của tháp C-04 lả tách nước ra khỏi Condensate nhờ sự lôi cuốn bởi

dong khí khô nóng Tháp này có 6 đĩa van, và Condersate tiếp xúc ngược chiêu trực tiếp với dòng khí nóng từ đĩa đến đĩa, vi thể nước trong Condensate được tách ra Khi ra khỏi C-04 được nén tới áp suất 75 bar bằng máy nén K-02, rồi được trộn với khí từ V-03 va được nẻn tiếp đến 109 bar bằng máy nén K-03, sau đỏ chủng được

làm lạnh và nhập vào dòng khí nguyên liêu trước V-08

Trang 26

1.2.5 Chế dj MGPP (Modified Gas Processing Plant)

Che dé MGPP là ché dé GPP chuyén doi nhằm mục địch giải quyết việc tăng, công suất của nhà máy khi phải tiếp nhận thêm lượng khi đồng hảnh từ mỏ Rang

Đông Việc tăng lưu lượng khí vào nhà máy thì áp suất khí vào bờ không thể đạt

109 bar, phương án lắp đặt thêm trạm nén khí đầu vào tại nhà máy xử lý khi Dinh

Cổ đề tăng áp suất đầu vào theo đúng thiết kế ban đầu đề đâm bảo khả năng thu hỏi lỏng và đủ áp suất cung cấp cho nhà máy nhiệt điện

~ Khi đồng hành từ mỏ Bạch Hỗ với lưu lượng 5,7 - 6,1 triệu mỶ khí/ ngày được

đưa vào hệ thông siug catcher ở điều kiện áp suất 65 bar-80 bar, nhiệt độ 20 °C đến

30 °C, dong khi ra từ SC được đưa vảo tram nén khi đầu vào KI011 A/B/C/D đề nép áp suất từ 65 bar-80 bar lên 109 bar sau đó qua hệ thông làm mát bằng không,

ộ 40-45°C Dòng khí này kết hợp với dòng hỏi lưu từ đỉnh tháp C-01 qua thiết bị hấp thụ V-06 A/B để tách triệt để nước, tránh quả trình tạo thảnh hydrat trong quá trình làm lạnh sâu Dòng khí ra khỏi thiết bị V-06 A/B được chúa thành 2 dòng

- 37% dòng khí qua thiết bị trao đổi nhiệt E-14 để hạ nhiệt độ xuống -35'C với tác nhân lạnh là dòng khí khô thu được tử đỉnh tháp C-05 có nhiệt độ khoảng -40 °C,

khí E-1011 để làm nguội dòng khí ra khỏi máy nén đến nhiệt

sau đó làm lạnh bằng cách đi qua van giảm áp Áp suất giảm từ 108 bar xuống bằng,

áp suất làm việc của tháp C-05 và nhiệt độ giảm xuống khoảng -68°C sau đó đưa

vào đĩa trên củng của tháp C-05

- 63% đòng khi từ dòng thử 2 đưa vảo thiết bị giảm áp Turbo-Expander từ áp suất

109 bar xuống áp suất làm việc của đảy tháp C-05 và nhiệt độ giảm xuống -13°C

Sau đỏ sẽ được đưa vào đĩa dưới củng của tháp C-05, tháp C-05 hoạt động ở áp suất

khoảng 33 bar nhiệt độ đỉnh tháp và đáy tháp tương ứng là -45 °C va -15 °C Tai đây khí chủ yêu là metan và etan được tách ra từ đỉnh tháp C-05 Thanh phan long gồm propan lả cầu tử chính và một số cầu tử nặng hơn được tách ra ở đáy tháp

- Dong lỏng của Slug Catcher đưa đến bình tách V-03 dé tach hydrocacbon lỏng

khí, bình tách V-03 làm việc ở áp suất 6O bar, dòng khí ra từ V-03 đưa qua van

giảm áp về áp suất làm việc của tháp C-01, đòng lỏng ra từ V-03 đưa qua thiết bị trao đổi nhiệt với dòng sản phẩm đáy tháp C-02 vả giảm áp đến áp suất làm việc của

tháp C-01

Trang 27

Luận văn tốt nghiệp: Mô phỏng nhà máy xử lý khí Dinh Cổ _GVHD: PGS.TSPhạm Thanh Huyền

Trang 28

- Dong khí ra từ đình tháp C-05 có nhiệt độ -45°C được sử dụng làm tác nhân lạnh

cho thiệt bị trao đối nhiệt E-14 sau đó được nén đến áp suất 45 bar bởi thiết bị CC-

01, khi ra đưa qua ống 16 inch làm khi thương phẩm cung cap cho nha may dam,

nhiệt điện và các nhà máy thuộc các khu công nghiệp đọc theo quốc lộ S1 thuộc tinh

Ba ria-Viing tau va Dong Nai

~ Dòng lỏng thu được từ đáy tháp C-05 đưa qua đỉnh tháp C-01 đóng vai trò như

quả trình hồi lưu Trong tháp C-01 nhiệt độ đáy tháp là 94'C có dùng thiết bị hồi lưu Reboiler E-01 A/B, áp suất hoạt động cửa tháp là 28 bar, các hydrocacbon nhẹ chủ yêu là metan và etan được thu trên đỉnh tháp và đưa vẻ tháp hập phụ V06 A⁄B

- Dòng lỏng từ đáy tháp C-01 được đưa qua van giảm áp sau đó qua tháp chưng cất

C-02, áp suất làm việc của tháp là 11 bar, nhiệt độ đáy tháp duy trì ở 152 °C nhờ

thiết bị Reboiler, nhiệt 46 dinh thap 40°C Hén hợp Bupro được tách ra ở đỉnh tháp

Hình 1.9 Sơ đồ hoạt động của Slug Catcher

Hiến hợp khi lỏng từ ngoài khơi được đưa vào Slug, Catcher SC-01/02 đề phân

tach Condensate, khi và nước Áp suất vận hành theo thiết kế là 65 bar-109 bar, nhiệt độ từ 20°C - 30°C, lưu lượng Š.7 - 6,1 triệu mỶ/ ngảy đêm Hệ thông Slug Catcher gém hai day éng đặt ngang nhau, mỗi dãy có 12 óng dai 80m, đường kinh

Trang 27 Lớp: Cao học KTL-HD 2014B

Học viên: Dương

Trang 29

ống 42 inch, ông nằm nghiêng 1/100 so với mặt đất, dung tích mỗi dãy 1400 mổ Khí tách ra được gom về ông 30 inch và đưa xử lý tiếp, Condensate tách ra được đưa qua ống 36 inch và đưa đến binh tách V-03 Mức lỏng trong Slug Catcher có

thể

èu chỉnh thông qua bộ lựa chọn mức HS-0111, HS-0121 Khi mức lỏng ở mức

cao thi van dau vao nhà máy sẽ đóng lại, khi mức lỏng ở mức thấp thi đóng các van

tit Slug Catcher vé binh tach V-03, tránh hiện tượng lọt khí vẻ V-03 Nguyên lý

hoạt động của Slug Catcher là hai pha lỏng khi đi vào ống, phần lỏng lắng xuống day ống nhờ trọng lực và thu về cổ góp

hydrocacbon nhe thoat ra ngoài chủ yếu là metan vả etan sẽ được giảm áp và đưa

vào tháp C-01 Ở trong bình tách cỏ hệ thông ống xoăn gia nhiệt bổ sung bằng dầu nóng đẻ nhiệt độ trong bình cao hon 20°C, qua trinh diéu khién gia nhiệt hoàn toàn

tự động thông qua các tín hiệu gửi vẻ từ sensor nhiệt độ Một phần nước lẫn trong

khi và Condensate cũng được tách ra đưa đến bình tách củng với nước từ Slug

Catcher đưa tới

Trang 30

1.2.6.4 Tháp tách C-01

Ôn định Condensate, tach metan va etan ra khỏi Condensate Tháp C-01 hoạt đông như tháp chưng cất cỏ bộ phân gia nhiệt đáy tháp Reboiler đẻ hỏi lưu một phản sản phẩm đáy đồng thời mang nhiệt từ bên ngoải vào đề duy trình quá trình chưng cất liên tục trong tháp Câu tạo của tháp có 32 đĩa van, 13 đĩa phản trên cỏ đường kinh 2,6 m va 19 dia phan dưới có đường kinh 3,05 m Áp suất hoạt động,

của tháp 28 bar, nhiệt độ đình tháp 10 °C, nhiét d6 day thap 94°C

1.2.6.5 Tháp ổn định C-02

Chức năng của tháp C-02 là phân tách các câu tử i-pentan, n-pentan và các

hydrocacbon nặng hơn ra khỏi dòng LPG, là dạng tháp chưng cất có thiết bị đun sôi đảy tháp và ngưng tụ đỉnh tháp Dòng nguyên liệu cho tháp C-02 la san pham day của tháp C-01 Tháp cau tạo bởi 30 đĩa van, Reboiler hỏi lưu sản phẩm đáy, đường kinh 2.14 m dong nhập liệu vào vị trí đĩa số 10 Áp suất vận hảnh 11, 35 bar, nhiệt

độ đáy tháp 152C, nhiệt độ đỉnh tháp 40°C

1.2.6.6 Hệ thống máy nén khí đầu vào

Sau khi bề sung thêm lượng khi từ mỏ Rang đông kết hợp với khí từ mỏ Bạch Hồ đưa đến nhà máy khi Dinh Có để xử lý, lưu lượng khi vào nhả máy tăng lên đảng kẻ khoảng 5,7 triệu mỶ/ngày Khi lưu lượng khí tăng kéo theo áp suất đầu vào tại Dinh

Cổ sẽ giảm xuống còn 70 bar-§0 bar Sự chênh áp giữa đầu vào và đâu ra ảnh hướng đến khả năng thu hỏi lỏng ctia nha may va qui trình công nghệ chung của nha may, ma ap suat đầu ra do yêu câu của khách hàng nên không thê thay đổi được Vậy dé nhà máy hoạt động như thiết kế thì nhà máy lắp thêm hệ thông máy nén sau SC-01/02 đề nén khi đền áp suất thiết kế Hệ thống gồm 4 máy nén, mỗi máy có công suất là 1,67 triệu mỶ/ ngày và thông thường cỏ 3 máy làm việc và một

Trang 31

1.2.6.7 Thiét

¡ đun sôi đáy tháp

Đây là kiểu thiết bị đun sôi dạng Kettle, thiết bị này cỏ khả răng ôn định mực

chất lỏng, thực hiện phân chia dòng lỏng-hơi ngay bên trong thiết bị nhờ khoảng,

không gian trồng, cho phép gia nhiệt đẻ cung cấp một lượng hơi lớn cho tháp chưng, cát nhưng không bị cuốn lỏng theo Trong nhả máy tách một phần dòng khi Sale gas gọi là Fuel gas làm nhiên liệu đốt nóng dau, sau do dau nóng được cung cấp tới các thiết bị trao đổi nhiệt gián tiếp đẻ gia nhiệt cho các tác nhân khác Thiết bị trao đôi nhiét dang Kettle duoc sit dung nhiều trong lĩnh vực chế biến dau khi do có kha năng sinh hơi nhanh phủ hợp cho thiết bị có công suất lớn

| Hot oil vio

| Sin phẩm đây Ị | Hot oil ra

1.2.6.8 Thiết bị khử nước bằng phương pháp hấp phụ V-06A/B

nước, với đường kinh của phân tử nước khoảng 2,75 A thi ding oxit nhôm hoặc

zeolit có kích thước lỗ mao quản 3 Â hoặc 4 Ä có thể loại bỏ hoàn toản nude ra khỏi dòng khí âm Quá trình hấp phụ loại bỏ nước trên thể giới được sử dụng rộng rãi với qui mô công nghiệp, thiết bị khử nước tại nhà máy xử lý khí Dinh Cổ được cầu tạo bởi 6 lớp vật liệu như bảng 1.6

Trang 32

Hình 1.12 Cau tao thiểt bị hấp phu V-06A/B

hoặc đang dự phòng Dòng khí vào qua bộ phân phối, sau đó đi qua các tẳng hấp

phụ Tầng hấp phụ đầu tiên là nhôm oxit hoạt tính đẻ tách phân lớn nước, tầng thứ hai là rây phân tử để tách triệt đề mước và hạ nhiệt độ điểm sương theo yéu cau

Nhôm oxit hoạt tính được sử dụng vì

Trang 33

- It bi hong va bao vé ray phan ti

- Tai sinh dé dang

Cac ting hap phụ này được đỡ trên lớp sử hình câu Khi khô ra khỏi thiết bị hấp phụ theo bộ góp ở bên trong và đưa đến thiết bị lọc (F-01A/B), một làm việc và một

dự phòng, đề tách bụi kéo theo từ thiết bị hấp phụ Sự chênh lệch áp suất cho phép

là 0,1 bar Khi độ chênh áp cao thì hảm lượng bụi trên lưới lọc vượt ngưỡng cho

phép làm giảm khả năng lọc của thiết bị, chính vì vậy cân đổi thiết bị lọc sang thiết

bị dự phòng và làm vệ sinh thiết bị lọc còn lại

b Quá trình tái sinh

Chất háp phụ sau một thời gian làm việc sẽ bão hỏa nước, hoạt tính chất hập phụ

giảm đi, lúc nảy chất hấp phụ cần được tái sinh Quả trình tái sinh chất hâp phụ gồm

có các giai đoạn sau:

b1 Chuyển thiết bị hấp phụ

Thiết bị hắp phụ đã được tái sinh, đang ở dự phòng được đưa vào hoạt động song

song với thiết bị đang hoạt động Trong thời gian ngắn cả hai được hoạt động song song đề

~Tối thiểu sự thay đổi thành phân khí

“Tôi thiểu sự lôi cuốn của các hydrocacbon lỏng mà nó tích đọng ở dau vào đường ông làm việc trong quá trình tăng áp

-Tranh làm gián đoạn dòng khi

b2 Giảm ap

Thiet bi hap phụ được giảm áp, sau khi cô lập cả dong khi vào vả ra, từ 109 bar giảm xuống đến áp suất khi tải sinh là 35 bar Tốc độ giảm áp được giới hạn bởi một

lỗ tiết hưu và có thể điều khiển bằng van điều khiển bằng tay với thời gian tối đa cho

quá trình giảm áp là 30 phút Quá trình này được kiểm tra nhờ việc tỉnh toán kích

Trang 34

chăn quá trình tích tụ của các hydrocacbon lỏng trong đường ông tái sinh thì một

dòng khí tải sinh bypass sẽ được hình thành trước khi giảm áp

b3 Đốt nóng

Nước được tách khỏi chất hấp phụ nhờ đun nóng bởi dòng khí khô tái sinh sau khi đã được gia nhiệt Dòng khí tái sinh là dòng ngược để hấp phụ, quá trình đốt nỏng được giám sát bởi ba thiết bị chỉ thị nhiệt độ trên các tầng hấp phụ và nhiệt độ đầu ra của khi tải sinh Dỏng khi tái sinh nóng cỏ chứa nước được làm lạnh bởi thiết

bị làm lạnh bằng không khi

b4 Làm lạnh

Tang hap phụ được làm lạnh với cùng dòng khi tái sinh giống như trong quá trinh đốt nóng nhưng không qua thiết bị đốt nóng Tầng hấp phụ sẽ duoc lam lạnh đến nhiệt độ 25°C hoặc chênh lệch 5°C so với nhiệt độ cửa khi nhập liệu Giỏng như quá

trình đốt nóng, quá trinh làm lạnh cũng được giám sát bởi 3 chỉ thị nhiệt độ và một

thiết bị hiển thị nhiệt độ dòng ra

bã Quá trình tăng áp

Tháp hập phụ được tăng áp bởi dòng khí khô sản phẩm đến áp suất 109 bar Tốc

độ của quá trình nảy được giới hạn bởi một lỗ tiết lưu và được điều khiển bằng van điều khiển bằng tay để đạt được thời gian tăng áp không quá 30 phút Giỏng như

quá trình giảm áp, quả trình tăng áp sẽ cỏ sự ngưng tụ ngược Hydrocacbon lỏng sẽ

tích tụ trong đường éng lam việc đầu vào Tốc độ tăng áp trung bình hơi lớn hơn so

với sự giảm áp Điều này được kiểm tra bởi việc tỉnh toán kích thước của lồ, bằng,

cách dùng thiết bị đo áp suất cục bộ trước và sau lỗ

Trang 35

lô phỏng nhà máy xử lý khí Dinh Cổ _ GVHD: PGS.TSPham Thanh Huyền

Trang 36

~_ Khí đồng hành từ thu tử các mỏ thuộc trũng Cửu Long gêm nhiều thành phân hydrocacbon, với các câu tử chính là metan, etan, propan, butan vả một sỏ phi

hydrocacbon như nước, CO;, N; Lưu lượng khi đưa vào nhả máy trong quí I năm

2015 | ử lý khí

từ 5,7 đến 6,1 triệu m'/ngày Vậy trong tương lai nhả máy xử lý khi Dinh Cỏ có thể

855 triệu m/ngày, nhưng với thiết kế của nhà máy thỉ công suất

dẫn một lượng khi từ cảe mỏ thuộc bê Nam Côn Sơn đưa vảo xử lý để đảm bảo công suất tôi ưu của nhà máy

- Condensate: La dang léng 6 nhiét độ thường, thành phân là butan, pentan và một

số hydrocacbon khác Condensate là nguồn nguyên liệu pha xăng dé lam ting ham lượng đề bay hơi vẻ mủa đông đông cơ đề khởi động hon, lam dung môi pha sơn

- Bupro: La dang khi hoa long LPG, thanh phan chinh la C; va Cy, được chứa tại kho cảng Thị Vải, khu công nghiệp Cái Mép, tinh Ba ria Vang tau Khi héa long thường sử dụng cho mục địch LPG dân dụng cung cấp cho các hộ gia đỉnh và các khu công nghiệp, ngoài ra LPG ngảy nay còn được sử dụng làm nhiên liệu cho các

phương tiện tham gia giao thông thay thẻ cho xăng và dầu diesel

- Sale gas: La dạng khí khô thương phẩm thành phần chính là metan, etan làm

nhiên liệu cho các nhả máy nhiệt điện đạm, tổng hợp hữu cơ vả một số lĩnh vực

khác,

- Fuel gas la dong khi được lẫy ra từ dòng Sale gas với mục đính làm nhiên liệu

cho các heater đẻ đốt nóng dầu sử dụng cho các quá trình trao đôi nhiệt

Qua các qui trình công nghệ tại nhả máy xử lý khí Dinh Cé thi van dé mé phỏng

để tìm ra các thông só tối ưu là rất cân thiết, nêu như không sử dụng chương trình

mô phỏng thì chỉ phí chỉ chế tạo cũng như vận hành thử đề tìm ra chế độ công nghệ phù hợp cho nhà máy là rất cao, vi vây với khoa học công nghệ ngày nay cùng sự

hỗ trợ tính toán của các phần mềm ứng dụng thì cỏ thẻ giải quyết van đề với độ chỉnh xác cao và trong một thời gian ngắn Trong đề tải này sử dụng phầm mềm mỏ phỏng UNISIM đề chạy thử các chế độ của nhả máy và tính toán tối ưu hóa một số quá trình nhằm mang lại một chế độ vận hành thực tế với lợi ích kinh tế cao nhất và một số tiện ích khác

Trang 37

1.3 CÁC ĐỊNH LUẬT VÀ PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI TRONG CHẾ BIEN KHÍ

1.3.1 Định luật Boyle-Mariotte

Định luật phát biêu: Với một lượng khí không đổi n tại một điều kiền nhiệt độ nhất định thử tích số giữa áp suất P vả thẻ tích V là không đổi n=corst, T=const,

P.V- const Đây là trường hợp đặc biệt của phương trình trạng thái khi lý tưởng:

P.V =nRTT khi số mol khi không đổi thì ở một nhiệt độ nhất định thì P.V = const Vậy tại điều kiên trên thì áp suất và thể tích là hai đại lượng tỷ lê nghịch, khi áp suất hỗn hợp khi tăng thì phải tiền hảnh nén khí để giảm thể tích và khi áp suất hỗn hợp khi giảm phải tiền hành quả trinh ngược lại

¬m là khi lượng khi, g

-M khéi lượng mol của chất khí, gnol

Pa=iy et; P= mộ? Po= nee

Trang 38

Vr= VatVptVct = (ma + ng + net ) =

1.3.5 Phương trình trạng thái khí lý tưởng

Từ các định luật trên các nhà khoa học đưa ra phương trình trạng thái khí lý tưởng, bản chất của phương trình là nêu lên môi quan hệ giữa các đại lượng nhiệt

độ, áp suất, thê tích của khí lý tưởng,

Phương trình trạng thải khi lý tưởng thường chỉ đủng khi áp suất của hỗn hợp khí

nhé hon 4 at, néu ap suat cao hơn thi phải xét đến các yêu tô ảnh hưởng Như sử

dụng định luật Dalton, Amagate

Khi tính toán trong quá trình chế biên khí cần phải xác đình các tính chất nhiệt đông của hôn hợp khí như độ bay hơi, entanpy, entropy, khỏi lượng riêng Đề xác định các tính chất đỏ người ta sử dụng phương trình trạng thải mô tả các mỗi liên quan giữa nhiệt độ, áp suất, thẻ tích Nhưng thực tế hỗn hợp khí thực có những tỉnh

chất khác với khí lý tưởng nên phương trình trạng thái dùng cho khi lý tưởng sẽ

không còn chính xác Đề mô tả các mỗi liên hệ trên thì trong thực te ding các

phương trình dưới đây

Trang 39

1.3.6 Phương trình van der walls

Phương trình van der walls được xây dựng trên lý thuyết của phương trình trạng,

thải khi lý tưởng nhưng có hiệu chỉnh thẻ tích riêng phan của phân tử khi và giá trị của thẻ tích thực là V-b, trong hỗn hợp khi thực có sự va chạm do lực hấp dẫn và luc liên kết nên giá trị áp suất thực là P + =

Phương trình Van der waal được viết như sau:

a

@+5).V-b) = RT

Day là phương trình đầu tiên nhưng ít được sử dụng, đôi với hệ hydrocacbon

phương trình được ứng dụng nhiều nhất là phương trình Benediet -Webb-Rubin-

Kewong và các biên đạng của chúng:

~Ag, By, Co, a,b,c,d„y là các hằng số của khi phụ thuộc vảo bản chất chất khi

Phương trình Benediet -Webb-Rubin-Kewong mô tả chỉnh xác trạng thải các

hỗn hợp khí, đổi với chất lỏng chỉ được áp dụng khi khỏi lượng riêng chất lỏng nhỏ

hơn khỏi lượng riêng tới hạn d < dụ Khi áp dụng phương trình Benediet -Webb-

Rubin-Kewong sẽ tìm được khói lượng riêng pha khí với giả trị nhỏ nhất vả khỏi lượng riêng pha lỏng với giá trị lớn nhất

Trang 40

- v lathe tich mol

~_a là hệ số hiệu chỉnh khi tính đến tương tác giữa các phân tử

~_ b]ả hệ số hiệu chỉnh khi tính đến thẻ tích các phân tử

~ _a, bhệ số hiệu chỉnh tính theo qui tắc trộn

- xj, x) 4 phan mol cae cau tit i, j

~_ kụ là hệ số tương tác giữa câu tử ¡ và j

-_ø; là hệ số bất đối xửng của cầu tử ¡

Học viên: Dương Khắc Hong Trang 39 Lớp: Cao học KTL-HD 2014B.

Tiêu đề	Luận văn mô phỏng quy trình công nghệ của nhà máy khí dinh cố bằng phần mềm unisim và đưa ra giải pháp tối ưu hóa nhà máy
Tác giả	Dương Khắc Hồng
Người hướng dẫn	PGS.TS Phạm Thanh Huyền
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Kỹ thuật Hóa học
Thể loại	Luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản	2016
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	91
Dung lượng	6,16 MB