ửng dụng phần mềm hysys trong việc tính toán công nghệ và tối ưu hoá các thông sổ vận hành cho chế độ hoạt động hiện tại của nhà máy xử lý khí dinh cổ với lưu lượng đầu vào 6 triệu m3ng�

Ph ng trình Van der Waals .... Ph ng trình Benedict-Webb-Rubin .... QUÁ TRÌNH DESHYDRATE.... QUÁ TRÌNH TÁCH LO I ACIDE .... QUÁ TRÌNH TÁCH KHÍ THÀNH CÁC PHÂN N ..... Chu trình làm l nh t

C L C

C L C 1

DANH M C B NG BI U 6

DANH M C HÌNH NH 7

I M U 8

I C M N 10

CH NG 1 11

NG QUAN V KHÍ 11

1.1 NGU N G C VÀ PHÂN LO I KHÍ 11

1.1.1 Ngu n g c D u và Khí 11

1.1.2 Các ph ng pháp phân lo i khí 11

1.1.2.1 Phân lo i theo ngu n g c hình thành khí 11

1.1.2.2 Phân lo i theo hàm l ng acide ch a trong khí 12

1.1.2.3 Phân lo i khí theo C3+ 12

1.1.2.4 Phân lo i theo C2+ 12

1.2 THÀNH PH N C A KHÍ 13

1.2.1 Các h p ch t hydrocacbon 13

1.2.2 Các h p ch t phi hydrocacbon 13

1.2.3 Kh o sát thành ph n khí t nhiên và khí ng hành m t s n c trên th gi i và Vi t Nam 13

1.3 TÍNH CH T C A KHÍ 15

1.3.1 Tính ch t hoá h c 15

1.3.2 Tính ch t v t lý 16

1.3.2.1 Kh i l ng riêng c a khí 16

1.3.2.2 Nhi t dung riêng c a khí 17

1.3.2.3 Enthalpy riêng c a h n h p khí 19

1.3.3 Các tính ch t nhi t lý h c 20

1.3.3.1 nh t c a khí 20

1.3.3.2 H s d n nhi t c a khí 22

1.3.3.3 Nhi t sôi và áp su t h i bão hòa 23

1.3.3.4 Nhi t , áp su t và th tích t i h n 24

1.3.3.5 Xác nh m sôi c a h n h p khí 25

1.3.3.6 Xác nh m s ng c a h n h p khí 26

1.3.4 M t s tính ch t khác 26

1.4 CÁC NH LU T VÀ PH NG TRÌNH TH NG S D NG TRONG CÔNG NGH CH BI N KHÍ 27

1.4.1 nh lu t Boyle-Mariotte 27

1.4.2 nh lu t Charles 27

1.4.3 nh lu t Dalton 27

1.4.4 nh lu t Amagate: 28

1.4.6 Ph ng trình Van der Waals 29

1.4.7 Ph ng trình Benedict-Webb-Rubin 30

1.4.8 Ph ng trình Redlich - Kwong (RK) 30

1.4.9 Ph ng trình Peng Robinson 30

1.5 NG D NG C A KHÍ 30

1.5.1 ng d ng c a khí trong ngành công nghi p n 30

1.5.2 V i vai trò nguyên li u trong ngành công nghi p khác 30

1.5.3 Vai trò c a LPG trong ngành giao thông v n t i 31

CH NG 2 32

GI I THI U CÔNG NGH CH BI N KHÍ 32

2.1 LÀM S CH KHÍ KH I CÁC T P CH T C H C 32

2.1.1 Ph ng pháp làm s ch khô 32

2.1.2 Làm s ch khí b ng ph ng pháp l c t 32

2.2 QUÁ TRÌNH DESHYDRATE 32

2.2.1 Ph ng pháp làm l nh v i s có m t c a ch t c ch 33

2.2.2 Ph ng pháp h p th 34

2.2.3 Ph ng pháp h p ph 35

2.2.4 Ph ng pháp th m th u 35

2.3 QUÁ TRÌNH TÁCH LO I ACIDE 36

2.3.1 M c ích c a quá trình 36

2.3.2 Các ph ng pháp x lý khí acide 36

2.3.2.1 Ph ng pháp h p ph 36

2.3.2.2 Ph ng pháp th m th u 36

2.3.2.3 Ch ng c t nhi t th p 37

2.3.2.4 Ph ng pháp h p th 37

2.4 QUÁ TRÌNH TÁCH KHÍ THÀNH CÁC PHÂN N 44

2.4.1 Ph ng pháp làm l nh ng ng t 44

2.4.2 Ph ng pháp ch ng c t nhi t th p 47

2.4.3 Ph ng pháp h p th b ng d u 48

2.4.4 Ph ng pháp h p ph 48

CH NG 3 49

BI N LU N TÀI 49

3.1 LU N CH NG KINH T VÀ K THU T 49

3.1.1 Lu n ch ng k thu t 49

3.1.1.1 Ngu n nguyên li u 49

3.1.1.2 Các y u t k thu t 50

3.1.2 Lu n ch ng kinh t 50

3.2 L A CH N S CÔNG NGH 50

CH NG 4 51

CÁC CH V N HÀNH C A NHÀ MÁY X LÝ KHÍ DINH C 51

4.1 CH AMF 51

4.2 CH MF 52

4.3.CH GPP 54

4.4 CH GPP CHUY N I 56

4.5.CÁC THI T B CHÍNH C A NHÀ MÁY 58

4.5.1 Slug Catcher 58

4.5.2 Bình tách ba pha V-03 59

4.5.3 Tháp Deethanizer (C-01) 61

4.5.4 Tháp tách C-02 (Stabilizer) 62

4.5.5 Tháp Splitter C3/C4 (C-03) 62

4.5.6 Tháp Rectifier (C-05) 63

4.5.7 Turbo-Expander 63

4.5.8 Thi t b h p ph V-06 64

4.5.8.1 Quá trình tách n c 64

4.5.8.2 Quá trình tái sinh 65

4.5.9 Thi t b tách n c s b V-08 69

4.5.10 H th ng máy nén u vào 69

4.5.10.1 M c ích 69

4.5.10.2 Thông s thi t k 70

4.5.11 Thi t b Jet Compressors 70

4.5.12 Thi t b gia nhi t trong nhà máy 70

4.6 M T S KHÁC BI T C A CH HI N T I SO V I CH GPP 71

4.6.1 S khác bi t v thông s v n hành t i các thi t b 71

4.6.1.1 Bình tách V-03 71

4.6.1.2.Bình tách V-101 71

4.6.1.3.Máy nén u vào K-1011A/B/C/D 72

4.6.1.4.Thi t b h p ph V-06A/B 72

4.6.1.5.Tháp Deethaniez(C-01) 72

4.6.1.6.Tháp Rectifier C-05 72

4.6.1.7.Tháp Stabilizer C-02 72

4.6.1.8.Thi t b trao i nhi t E-14 73

4.6.1.9.Thi t b Turbo-Expander (CC-01) 73

4.6.1.10.Thi t b máy nén K-01 73

4.6.1.11.Thi t b máy nén K-02 73

4.6.1.12.Thi t b máy nén K-03 73

4.6.2 S khác bi t v m c ích s d ng 74

CH NG 5 76

N PH M VÀ CÁC TIÊU CHU N S N PH M C A NHÀ MÁY 76

5.1 KHÍ TH NG PH M 76

5.2 LPG, BUTANE, PROPANE 77

5.2.1 Khái ni m 77

5.2.2 Thành ph n c a LPG 77

5.2.3 Các tính ch t hoá lý c a LPG 79

5.3 S N PH M CONDENSATE 81

5.3.1 Khái ni m 81

5.3.3 nh h ng s d ng condensate 83

CH NG 6 84

NG D NG PH N M M HYSYS TRONG VI C TÍNH TOÁN CÔNG NGH VÀ T I U HOÁ CÁC THÔNG S V N HÀNH CHO CH HO T NG HI N T I A NHÀ MÁY 84

6.1.GI I THI U PH N M M VÀ C U TRÚC C A HYSYS 84

6.1.1 Gi i thi u 84

6.1.2 C u trúc Hysys 85

6.1.2.1 Unique Concepts 85

6.1.2.2 Powerful Engineering Tools 87

6.1.2.3 Primary Interface Elements 87

6.2 NG D NG VÀ CÁC THAO TÁC THI T K 88

6.2.1 u m c a Hysys 88

6.2.2 ng d ng c a Hysys 88

6.2.3 Thao tác thi t k m t quá trình công ngh 89

6.3.MÔI TR NG LÀM VI C C A HYSYS 90

6.3.1.B t u quy trình mô ph ng m i 90

6.3.2.Thi t l p dòng và thi t b 93

6.3.2.1 Summary View (Tools/Sumaries/View) 94

6.3.2.2 L a ch n bi u t ng thi t b t h p tho i (F12) 94

6.3.2.3 B ng m u i t ng (Object Palette) 94

6.3.3 S quy trình thi t b ( Plant Flowsheet Diagram) 95

6.3.3.1 Các nút c tr ng trong PFD 95

6.3.3.2 Thi t t dòng và thi t b 96

6.3.3.3 Liên k t hai thi t b 96

6.3.3.4 T o m t dòng m i t m t thi t b 97

6.3.3.5 Liên k t thi t b n dòng ang hi n hành (hay ng c l i): 97

6.3.4 B ng s li u (WORKBOOK ) 97

6.3.4.1 Hi n th Workbook 97

6.3.4.2 Thêm vào hay hi u ch nh Workbook 98

6.3.5 Nh p d li u 100

6.3.5.1 L a ch n cách nh p d li u t danh sách kéo xu ng 100

6.3.5.2 Nh p li u b ng khung d i 101

6.3.5.3 Nh p li u b ng s 101

6.3.6 Tìm ki m dòng hay thi t b , u h ng thi t b 102

6.3.6.1 u h ng thi t b (Object Navigator) 102

6.3.6.2 u h ng bi n s (Variable Navigator) 103

6.3.7 In n 104

6.3.7.1 Tùy ch n in (Print Option) 105

6.3.7.2 B ng báo cáo (Reports) 105

6.3.7.3 Trình t o b ng báo cáo (Report Builder) 106

6.3.8 B ng d li u (Databook) 106

6.3.8.1 Trình bày bi u (Strip Charts) 107

6.3.8.2 X lý b ng d li u 108

6.3.8.3 L u tr d li u 109

6.3.8.4 Case Studies 109

6.3.9 Face Plates 110

6.3.9.1 Xem xét i t ng trong Face Plates 111

6.3.9.2 Mô t Face Plate 112

6.4 MÔ PH NG CH GPP CHUY N I 113

6.4.1 Các thi t b chính 113

6.4.2 Ph ng pháp mô ph ng 113

6.5 KH O SÁT CÁC Y U T NH H NG N KH N NG THU H I L NG118 6.5.1 M c ích nghiên c u 118

6.5.2 Ph ng pháp nghiên c u 119

6.5.3 Các y u t nh h ng n thu h i l ng 119

6.5.3.1 nh h ng c a thành ph n nguyên li u vào 119

6.5.3.2 Nhi t c a khí u vào nhà máy: 119

6.5.3.3 Áp su t khí u vào 121

6.5.3.4 u ki n làm vi c V-03 123

6.5.3.5 T l dòng nh p li u qua E-14 và CC-01 124

6.5.3.6 u ki n làm vi c c a tháp C-01 126

6.5.3.7 u ki n làm vi c c a tháp n nh Condensate(C-02) 129

6.5.4 Ch y k t qu t i u 131

6.6 TÍNH TOÁN THI T B 132

6.6.1 Tháp ch ng c t 132

6.6.2 Thi t b tách pha 133

6.6.3 Các thi t b trao i nhi t 133

6.6.4 Máy nén và thi t b giãn n 135

6.7 GI I THI U MÔ HÌNH U KHI N NG CHO M T VÀI THI T B 136

6.8 ÁNH GIÁ KH N NG LÀM VI C C A CÁC THI T B KHI M R NG CÔNG SU T NHÀ MÁY 138

T LU N 139

TÀI LI U THAM KH O 140

PH L C 141

A B ng 6.1 ánh giá kh n ng làm vi c c a thi t b khi m r ng công su t nhà máy 141 B B ng 6.2 ánh giá thông s v n hành c a nhà máy 142

C K T QU CH Y MÔ PH NG V I CÁC THÔNG S T I U KHI L U L NG VÀO NHÀ MÁY LÀ 6 TRI U M3/NGÀY 145

DANH M C B NG BI U

ng 1.1: Phân lo i khí t nhiên, khí ng hành theo thành ph n (% vol) tr l ng d

oán c a t ng lo i trên th gi i (109 m3 ) 12

ng 1.2: Thành ph n c a khí t nhiên 13

ng 1.3: Thành ph n c a khí ng hành 13

ng 1.4: Thành ph n khí t nhiên c a m t s m trên th gi i (% vol) 14

ng 1.5: Thành ph n c a khí t nhiên và khí ng hành m t s n c Châu Á (% vol) 14

ng 1.6:Thành ph n khí ng hành m t s m d u Vi t Nam (% vol) 14

ng 1.7: Thành ph n khí t nhiên b Nam Côn S n (%vol) 15

ng 1.8 Tính ch t v t lý c a m t s c u t khí t nhiên 25

ng 1.9 Gi i h n cháy n c a m t s hydrocacbon : 26

ng 2.1 Các quá trình h p th th ng dùng 38

ng 2.2: T ng h p các tính ch t v t lý c b n c a amin 40

ng 2.3: Các quá trình s d ng dung môi h p th v t lý 43

ng 2.4 So sánh dung môi h p th v t lý và dung môi h p th hoá h c 43

ng 4.1 Thông s v n hành tháp C-01 c a các ch 61

ng 4.2 Các thông s k thu t c a CC-01 64

ng 4.3 Thông s thi t k c a máy nén u vào 70

ng 4.4 Các s n ph m c a nhà máy ch v n hành hi n t i 75

ng 5.1 Yêu c u k thu t c a khí khô th ng ph m 76

ng 5.2 Thành ph n khí th ng ph m t i u ra c a nhà máy x lý khí Dinh C 77

ng 5.3 Yêu c u k thu t i v i khí t hoá l ng 78

ng 5.4 Các tính ch t hoá lý c a LPG 79

ng 5.5 Nhi t ng n l a khí cháy c a các ch t v i không khí: 81

ng 5.6 So sánh gi i h n cháy n c a m t s ch t c tính nhi t 15,60C và áp su t 1 bar 81

ng 5.7 Yêu c u k thu t i v i Condensate th ng ph m 82

ng 6.1. ánh giá kh n ng làm vi c c a thi t b khi m r ng công su t nhà máy(Xem ph n ph l c) 138

ng 6.2. ánh giá thông s v n hành c a nhà máy(Xem ph n ph l c) 138

DANH M C HÌNH NH

Hình 2.1 S tách n c làm l nh ng ng t v i Glycol 33

Hình 2.2 S tách n c b ng h p th v i dung môi TEG 34

Hình 2.3 Quá trình h p th b ng dung môi v t lý 42

Hình 2.4 Gi n pha c a h a c u t 45

Hình 2.5 Chu trình làm l nh trong công ngh ch bi n khí 46

Hình 2.6 Nhi t ng h c c a quá trình làm l nh khí 47

Hình 4.1 S công ngh ch AMF 51

Hình 4.2 S công ngh ch MF 53

Hình 4.3 S công ngh ch GPP 55

Hình 4.4 S công ngh ch GPP chuy n i 57

Hình 4.5 Nguyên t c ho t ng c a Slug Catcher 59

Hình 4.6 Quá trình u khi n áp su t t i V-03 60

Hình 4.7 C u t o thi t b tách n c 65

Hình 4.8 Nguyên t c ho t ng c a thi t b tách n c V-06A/B 68

Hình 4.9 Thi t b tách n c s b V-08 69

Hình 4.10 C u t o Reboiler ki u Kettle 71

Hình 6.1 M i liên h gi a các môi tr ng trong Hysys 87

Hình 6.2 Bi u di n cách thi t k i v i thi t b Slug Catcher 114

Hình 6.3 Bi u di n thi t b h p ph V-06A/B 114

Hình 6.4 Bi u di n các thông s thi t k i v i tháp C-05 115

Hình 6.5 Bi u di n các ràng bu c i v i tháp C-01 116

Hình 6.6 Bi u di n các thông s thi t k i v i tháp C-02 117

Hình 6.7 Kh o sát nhi t khí u vào 120

Hình 6.8 Kh o sát nh h ng c a áp su t khí u vào 122

Hình 6.9 Kh o sát áp su t làm vi c c a V-03 123

Hình 6.10 Kh o sát t l chia dòng qua E-14/CC-01 125

Hình 6.11 Kh o sát nh h ng c a nhi t áy tháp C-01 127

Hình 6.12 Kh o sát áp su t tháp C-01 128

Hình 6.13 Kh o sát %C5 trên nh C-02 130

Hình 6.14 Kh o sát %C4 áy tháp C-02 131

Hình 6.15 Mô hình u khi n ng cho m t tháp tách 136

Hình 6.16 Face Plates c a m t s thi t b u khi n 137

Hình 6.17 Strip chart cho quá trình u khi n 137

I M U

nhi u l i ích khác nhau t ngu n vàng en này Bên c nh s phát tri n nh v bão c a

So v i ngành công nghi p d u m thì ngành công nghi p khí phát tri n mu n h n

vào khai thác Ngành công nghi p khí Vi t Nam th c s phát tri n vào nh ng n m 90 khi

i hi u qu t t nh t.

trên các ph n m m thông d ng và l a ch n m t ch thích h p nh t, t i u nh t v m t công ngh c ng nh v m t kinh t Vi c s d ng ph n m m Hysys s giúp gi i quy t bài

i nhà máy Ch Bi n Khí Dinh C trong th i gian th c t p t t nghi p, em l a ch n tài:” ng d ng ph n m m Hysys trong vi c tính toán công ngh và t i u hoá các thông

u vào 6 tri u m 3 /ngày”

Vi c ng d ng ph n m m HYSYS trong tính toán công ngh và l a ch n ch

mô ph ng trên ph n m m HYSYS, còn h n ch v ki n th c nên không th tránh kh i

án t t nghi p này Em xin chân thành c m n.

I C M N

& &

c các ki n th c b ích v quy trình công ngh ch bi n khí, các thao tác s d ng ph n

m, các quy trình s n su t trong m t nhà máy ch bi n khí.

ng d n là cô ThS Lê Th Nh Ý, và th y cô giáo trong b môn công ngh hóa h c d u

và khí.

Em xin chân thành c m n!

à N ng, ngày 29 tháng 5 n m 2009

Hu nh c Ph ng

CH NG 1

NG QUAN V KHÍ

1.1 NGU N G C VÀ PHÂN LO I KHÍ 1.1.1 Ngu n g c D u và Khí

gi i thích cho ngu n g c hình thành d u khí ng i ta a ra hai gi thuy t: vô

và h u c Gi thuy t v ngu n g c c a d u khí b t ngu n t h p ch t vô c ã t n t itrong m t th i gian dài Ngày nay, khi khoa h c k thu t phát tri n, các nhà khoa th y

ng gi thuy t v ngu n g c vô c là ch a thuy t ph c và làm sáng t u này ng i

ta b t tay vào nghiên c u l i B ng ph ng pháp v t lý hi n i (s c ký ph kh i, ph

ng ngo i, ph t ngo i, ph c ng h ng t h t nhân ) k t h p v i ph ng pháp v t lý truy n (ch ng c t th ng, ch ng c t phân t , ch ng c t trích ly, ch ng c t ng phí,

t tinh, trích ly, khu ch tán nhi t ) thì ngu n g c d u khí hình thành t các h p ch t

u c ban u và s bi n i c a các h p ch t h u c ban u này c sáng t Theo gi thuy t h u c thì t các v t li u ban u là xác ng th c v t cho n khi

o thành d u khí là m t quá trình bi n i liên t c, lâu dài (hàng tr m tri u n m) và d itác ng c a các y u t nh nhi t , ánh sáng Ng i ta có th chia quá trình này qua

n giai n chính sau:

Giai n tích ng các v t li u h u c ban uGiai n bi n i các v t li u h u c ban u t o thành d u khí

Khí có th thoát ra ngoài làm cho d u n ng thêm

c có th th m qua l p v c a b n ch a làm t ng thêm quá trình oxy hoá

u làm cho d u n ng thêm, d u ch a nhi u nh a và asphalten

1.1.2 Các ph ng pháp phân lo i khí 1.1.2.1 Phân lo i theo ngu n g c hình thành khí.

Theo ngu n g c hình thành khí ng i ta phân khí ra làm 3 lo i sau:

Khí t nhiên: Là khí khai thác c t các m khí riêng bi t khi khai thác

ch thu c khí Thành ph n khí ch y u thu c là methane (CH4) chi m 93÷ 99%,thành ph n còn l i là ethane (C2H4), propane (C3H8) và ít butane

Khí ng hành (khí d u m ): Là lo i khí thu c t quá trình khai thác

u, do khí n m trong d u áp su t cao nên khí hoà tan trong d u, khi khai thác lên dó

áp su t gi m nên chúng tách ra kh i d u Thành ph n ch y u c a chúng là các khí n ng

nh propane, butane, pentane

Khí ng ng (condensate): Th c ch t ây là d ng trung gian gi a d u m vàkhí (ph n cu i c a khí và ph n u c a d u) u ki n th ng nó d ng l ng, thành

ph n g m các hydrocacbon nh propane, butane, pentane, hexane, th m chí naphthenic vàaromatic n gi n Condensate ch t l ng t t b sung ph i li u cho x ng còn ch t l ng

u thì ph i tr n v i d u thô cho vào tháp ch ng c t khí quy n

Ng i ta g i chung cho ba lo i khí trên là khí thiên nhiên

1.1.2.2 Phân lo i theo hàm l ng acide ch a trong khí.

Khí chua là khí có H2S > 1 % vol và CO2 > 2 % Vol

ng 1.1: Phân lo i khí t nhiên, khí ng hành theo thành ph n (% vol) tr

Khí khô ng t(Khí t nhiên)

Khí khô chua(khí t nhiên)

Khí m ng t(khí ng hànhhay Condensate)

Khí m chua(khí ng hành hayCondensate)

Tr

1.2 THÀNH PH N C A KHÍ 1.2.1 Các h p ch t hydrocacbon

Thành ph n chính c a khí là CH4và ng ng c a nó t C2 n C4, ngoài ra còn

có m t l ng nh C5, C6 Hàm l ng các c u t này thay i tu theo ngu n g c c a khí

ng d i ây b ng so sánh thành ph n khí t nhiên và khí ng hành m t svùng c a Nga

>3,300,209,40

b ng trên ta th y trong thành ph n khí ng hành ít methane h n khí t nhiên

nh ng ng ng c a chúng thì l i nhi u h n

1.2.2 Các h p ch t phi hydrocacbon

Ngoài ra, trong thành ph n c a khí còn có ch a các h p ch t phi hydrocacbon nh

CO2, N2, H2S, H2, He, Ar, Ne… Các h p ch t phi hydrocacbon này a ph n là có h i choquá trình ch bi n, b o qu n và s d ng nên c n ph i tách lo i chúng

1.2.3 Kh o sát thành ph n khí t nhiên và khí ng hành m t s n c trên th

gi i và Vi t Nam.

ng gi ng nh d u m thì thành ph n c a khí thiên nhiên và khí ng hành cácvùng khác nhau trên th gi i là không gi ng nhau mà chúng thay i theo ph m vi r tng

ng 1.4: Thành ph n khí t nhiên c a m t s m trên th gi i (% vol).

(Hà Lan)

Lacq(Pháp)

CH4

C2H6

C3H8i-C4H10n-C4H10i-C5H12n-C5H12

81,152,900,400,200,200,300,300,300,300,30

He, Hg14,300,90-

69,502,601,200,170,340,120,170,200,200,20COS, CS28,2016,80-

ng 1.5: Thành ph n c a khí t nhiên và khí ng hành m t s n c Châu Á (% vol).

CH4

C2H6

C3H8i-C4H10n-C4H10

C 5+

CO2, H2S

65,406,406,601,502,103,0015,00

67,208,704,501,001,000,8016,00

71,5012,528,611,752,961840,70

C 5 +

CO2, H2S

71,5012,528,611,752,961,840,74

76,546,988,250,780,941,495,02

77,259,493,831,341,262,334,50

ng 1.7: Thành ph n khí t nhiên b Nam Côn S n (%vol).

Qua các b ng s li u trên ta th y khí t nhiên và khí ng hành c a Vi t Nam ch

u là khí ng t (hàm l ng CO2, H2S th p) u này r t thu n l i cho vi c v n chuy n,

ch bi n, s d ng

1.3 TÍNH CH T C A KHÍ 1.3.1 Tính ch t hoá h c

Các hydrocacbon trong khí là hydrocacbon no, nên tính ch t c a khí là tính ch t

a hydrocacbon no u ki n th ng các hydrocacbon no r t b n v ng do c u trúc cóliên k t C-C và C-H không phân c c ho c ít phân c c, do ó chúng không ph n ng v icác axit ho c baz m nh và v i nhi u hoá ch t khác

Các khí hydrocacbon no có m t s tính ch t hoá h c sau ây:

93,902,300,500,100,201,601,20-

81,545,253,061,470,550,085,640,00

81,005,202,801,504,700,114,40-

89,443,801,480,710,540,153,88-

T ngo i

4500CR-H + HNO3 R-NO3 + H2O

R-H + H-O-SO3-H R-SO3-H + H2O

R-R’ + H-H xt, t RH + R’-H

o

xt, t0R-CH2-CH2-R’ R-CH=CH2 + R’-H

Ph n ng cháy :

1.3.2 Tính ch t v t lý

c m chung c a các khí hydrocacbon

Khí hydrocacbon không màu, không mùi, không v Vì v y ki m tra

rò r c a khí ng i ta thêm vào ch t t o mùi, tu theo yêu c u m c an toàn Ch t t omùi th ng s d ng trong các quy trình ki m tra rò r c a khí là Mercapthane

Tính tan c a chúng không gi ng nhau, không tr n l n v i n c và d dànghoà tan trong các dung môi h u c

m sôi c a các hydrocacbon no m ch th ng t ng d n theo s nguyên tcacbon trong m ch

1.3.2.1 Kh i l ng riêng c a khí

Kh i l ng riêng c a khí lý t ng:

Lý thuy t v khí lý t ng cho ta m i liên h sau:

P.V = n.R.TTrong ó: P : Áp su t, [bar]

V: Th tích, [m3]T: Nhi t , [K]

R

P M

P M x z

T R

P M g

.03,12

[Quy n 10- trang 165]

Trong ó z : H s nén

t0R-H + O2 CO2 + H2O + Q

g: Kh i l ng riêng th tích c a khí, [kg/m3]

Ng i ta ã a ra nhi u ph ng trình tr ng thái tính h s nén, có chính xáccao, khi ta s d ng các ph ng trình dành riêng cho các c u t riêng bi t

n h p các hydrocacbon th ng c bi u di n b ng các ph ng trình tr ng thái

a Soave, Peng Robinson hay Lee Kesler

Ph ng trình Peng Robinson:

)()(

)(

b V b b V V

T a b

V

RT P

Ph ng trình Van der Waals:

2

V

a b V

RT P

áp su t trên 40 bars thì ph ng pháp Lee Kesler có chính xác cao nh t so v icác ph ng pháp kia, u này c ng úng xung quanh m t i h n chính xác trungbình c a ph ng pháp Lee Kesler kho ng 1%, khi áp su t nh h n 100 bars

1.3.2.2 Nhi t dung riêng c a khí

Nhi t dung riêng ng áp (CP) c a khí c tính b ng cách s d ng các nh lu t

tr ng thái t ng ng CP c a h n h p pha khí b ng t ng các CP c a khí lý t ng và m t

s hi u ch nh:

) ( pr

m pgp

M

R C

Nhi t dung riêng c a hydrocacbon tinh khi t tr ng thái khí lý t ng: CP c

bi u di n theo o hàm c a Enthalpy theo nhi t , áp su t không i i v i khí lý

ng ta có vi phân toàn ph n :

)(

).5.4.3.2.(

185,4

)

(

325,2

4 3

2

5 4

3 2

T T

T F T E T D T C B C

T F T E T D T C T B A H

Nhi t dung riêng c a phân n d u m tr ng thái khí lý t ng :

s B, C, D c a ph ng trình trên có th c c l ng theo các m i liên h

i ây : Các h s E, F c b qua:

) 0844 , 0 6946 , 1 (

10 ).

3

1 (

) 0694 , 5 0283 , 6 (

'

) ' 05543

, 0

5524 , 1 9247 , 2 (

10 ).

2

1 (

) 2846 0 2952 0 (

02972 , 0 35644 , 0

7

2 4

D

S C

C K K

C

S K

B

W W

W

u 10 < KW< 12,8 và 0,7 < S < 0,885

) 10 ).

7 , 0 ).(

885 , 0 ).(

10 1 ).(

1 8 , 12

K

u không: = 0Trong ó:

i pgp i

Xwi: Ph n kh i l ng c a c u t i

Nhi t dung riêng c a khí th c

Nhi t dung riêng c a khí th c c tính theo ph ng trình o hàm c a Lee Kesler

nh sau:

pr pg

M

R C

Trong ó:

Cpg: Nhi t dung riêng c a khí nhi t T và áp su t P,[KJ/(kg.k)]

Cpg : Nhi t dung riêng c a khí nhi t T và áp su t P,[KJ/(kg.k)]

R : H ng s khí lý t ng b ng 8,314,[KJ/(kmol.K)]

M : Kh i l ng mol,[Kg/Kmol]

dCpr: Hi u ch nh rút g n c a CP c tính b i ph ng phápLee Kesler

T R H

H

m

Cm m

i g i m

H

Trong ó:

Hgmm: Enthalpy riêng c a h n h p khí, tr ng thái khí lý t ng, [KJ/kg]

Hgmi : Enthalpy riêng c a c u t i, tr ng thái khí lý t ng, [KJ/kg]

Enthalpy c a khí th c

Enthalpy c a h n h p khí c tính theo công th c ã trình bày trên, trong ó h

hi u ch nh dHr c tính b i ph ng pháp Lee Kesler, c bi u di n nh sau:

)(

)(

r sc g

r sc g g

p g

P f

1 0 0

.

) (

C C gp

T

P M

Tr f

[Quy n 10- trang 171]

i v i các hydrocacbon, ph ng pháp này cho chính xác kho ng 5 %.

2 / 1 2

/ 1 1

181(

j i j i gpj

ij g

j

n

ë

j ij

i i g gp

M M M M X X

i i a m

a

m c

am m c SC

x T

P M m

6 1 3

2 2 1

1,858)

Ph ng pháp Dean và Stiel ch c áp d ng cho h n h p hydrocacbon v i sai strung bình kho ng 5 %

1.3.3.2 H s d n nhi t c a khí

s d n nhi t là m t hàm theo nhi t thu g n, c bi u di n b i ph ng trình

a Misic và Thodos:

6 / 1 2 / 1 3 / 2

)(

c c

sc

r sc pgp gp

T M P

T f C

[Quy n 10- trang 173]

i v i Methane và các ch t vòng: f(Tr)= Tr 10-6

i Tr > 1 và cho các c u t khác: f(Tr)= (14,52.Tr - 5,14)2/3.10-6Trong ó :

gp : H s d n nhi t c a khí lý t ng,[W/(m.K)]

Cpgp : Nhi t dung riêng,[KJ/(kg.K)]

Pc : Áp su t t i h n, [Bar]

Tc : Nhi t t i h n, [K]

j j

i i gp m

gp

A

y

1 1

[Quy n 10- trang 173]

Trong ógpm: H s d n nhi t c a h n h p tr ng thái lý t ng, [W/(m.K)]

gpi : H s d n nhi t c a c u t i tr ng thái khí lý t ng, [W/(m.k)]

yi : Ph n mol c a c u t i

Tb : Nhi t sôi c a c u t i, [K]

i b i

i i

j i j j

i i j gpj

gpi j

j j

i

j j j

T S

T

S C

S S S

C

C M

M B

T

S C

C

C B A

5 , 1 1

1

) 1

( 4 1

4 3 2

chính xác c a ph ng pháp là 5 %

s d n nhi t c a khí th c

s d n nhi t c a khí th c có th xác nh theo ph ng pháp Stiel và Thodos:

gm= gpm + scm.f( r)Trong ó:

gm: H s d n nhi t c a h n h p khí nhi t T và áp su t P, [W/(m.k)]

chính xác c a ph ng pháp này i v i khí kho ng 5 %

1.3.3.3 Nhi t sôi và áp su t h i bão hòa

Nhi t sôi c a các hydrocacbon t C1 n C10 c xác nh b ng th c nghi m

Nhi t sôi c a các hydrocacbon parafin nguyên ch t t C1 n C20 u ki n tiêuchu n có th tính v i chính xác 10K theo ph ng trình:

TS= (193,3 - 0,05n)(n -1)0,91 - 121n + 232,7 [Quy n 1- trang 55]

n: S nguyên t c a hydrocacbon c u t

TS: Nhi t sôi

i v i các hydrocacbon nguyên ch t, khi bi t cTS, Tth, Pth , thì có th xác nh

c áp su t h i bão hòa c a chúng theo ph ng trình sau:

qd qd

qd bhqd

T T

T LgP [ 0,01500 1,397( )2 5,813( )4].1 1

sqd

th sqd

th

bh bhqd

T

T T

T

P T

P

P P

1

96784,0lg(

.02861,0.3806,01018,

1.3.3.4 Nhi t , áp su t và th tích t i h n

Các thông s t i h n i v i các hydrocacbon riêng bi t thu c trên c s các d

ki n th c nghi m Nhi t t i h n c a các hydrocacbon riêng bi t C1 C15 có th cxác nh theo ph ng trình sau:

7 , 190 ] ) 1 ( 645 , 2 [

) 1 ( 7 , 391

785 , 0

) 977 , 7 (

1 , 495

2 , 1

n

P th

Trong ó:

n : là s nguyên t cacbon

xác nh th tích t i h n c a các hydrocacbon t C3 C16 ta có th s d ng

ph ng trình sau v i chính xác n 4 cm3/mol:

Vth= 58,0n+22Trong th c t tính toán và nghiên c u các h hydrocacbon, ng i ta s d ng cácthông s gi t i h n thay cho các thông s t i h n quy i c a nh ng h n h phydrocacbon

Các thông s gi t i h n có th c xác nh theo quy t c Kei:

N

i

i i th gth

N

i

i i th gth

C T T

C P P

1

1

tr ng

tr ng phang

tr ng phakhí

(khí/kk)

ng su t

a nhi t(Kcal/m3)

c cháy(cm/s)

CH4

C2H6

C3H8n-C4H10

-161,5-88,6-42,1-0,579

0,4240,5460,5610,579

0,551,041,522,01

0,2517,8224,6430,60

33,837,038,538,0

1.3.3.5 Xác nh m sôi c a h n h p khí

ng s cân b ng Ki c xác nh nh sau:

i

i i X

Y K

i v i h n h p nhi t sôi thì:

1

i i

K

Trình t tính toán:

Gi s nhi t khi bi t áp su t ho c ng c l iTính Ki t i nhi t và áp su t trên

Nhân Ki t b c 2 v i Xi

u không úng thì ti n hành l p l i cho t i khi K i X i 1 Khi ó:

X

Y K

i v i h n h p nhi t m s ng thì:

1

i i

i X K

Y

Khi ó:

1.3.4 M t s tính ch t khác

Gi i h n cháy nKhi h n h p hydrocacbon t o v i h n h p không khí, n m trong gi i h n n thì sgây n , n u có ngu n l a, nh tia l a n ho c ngu n nhi t

ng 1.9 Gi i h n cháy n c a m t s hydrocacbon :

H.C/kk (%V)

Gi i h n trênH.C/kk (%V)

14,012,59,59,57,0

1 1

n i

i n

n

K

Y P

P

1.4 CÁC NH LU T VÀ PH NG TRÌNH TH NG S D NG TRONG CÔNG NGH CH BI N KHÍ

1.4.1 nh lu t Boyle-Mariotte

nh lu t Boyle-Mariotte c phát bi u nh sau:

p và th tích V c a nó là 1 h ng s

n = const, T = const pV = const

ng khí không i có cùng nhi t tr ng thái 1 và 2 thì p1V1 = p2V2

ây là 1 tr ng h p t bi t c a ph ng trình khí lý t ng pV = nRT

1.4.2 nh lu t Charles

Khi xem xét ch t khí áp su t th p, Charles th y r ng: V i m t kh i l ng nh t

nh, th tích khí t l thu n v i nhi t tuy t i c a nó

Const T

V

T R n P

V

T R n P

c c

n n

A A

.

Theo nh lu t Dalton thì:

V

T R n n n V

T R n V

T R n V

T R n P

P P P P

C B A C

B A

T

C B A

.)(

s gi a áp su t riêng ph n c a c u t i và áp su t t ng c a h là:

i j j

i i

Y n

n n

n P P

Trong ó

Yi: Ph n mol c a c u t i trong pha khí

1.4.4 nh lu t Amagate:

Th tích t ng c ng c a h n khí b ng t ng giá tr th tích c a m i c u t có thchi m t i u ki n nhi t và áp su t nh t nh Th tích chi m ch gây ra b i m i c u

g i là th tích riêng ph n c a c u t ó

nh lu t Amagat hoàn toàn chính xác, n u h n h p và các c u t ó tuân theo

nh lu t khí lý t ng Th tích riêng ph n xác nh theo các nh lu t khí lý t ng:

i j j

i i

B A B

A T

B B

A A

Y n

n n

n V V

P

T R n P

T R n

n V

V V

P

T R n V

P

T R n V

)(

Khi tính toán k thu t các quá trình ch bi n khí, c n ph i xác nh các tính ch tnhi t ng c a các ch t và h n h p c a chúng, c bi t là bay h i, Enthalpy, Entropy,

kh i l ng riêng xác nh các tính ch t ó, ng i ta s d ng các ph ng trình tr ngthái bi u di n m i liên h gi a nhi t , th tích, áp su t c a h Các tính ch t nhi t ng

a khí t nhiên r t khác các tính ch t c a khí lý t ng, nh t là nh ng nhi t th p và

áp su t cao Nh v y, các ph ng trình tr ng thái khí lý t ng không áp d ng v i các khí

th c và c bi t là khí t nhiên mô t tr ng thái c a khí th c, ng i ta ã a ranhi u ph ng trình tr ng thái, i v i h hydrocacbon thì các ph ng trình tr ng thái

c s d ng ph bi n là ph ng trình Vander Waals

1.4.5 Ph ng trình tr ng thái khí lý t ng

Ph ng trình tr ng thái khí lý t ng c các nhà khoa h c k t h p 3 nh lu t trên,

ph ng trình tr ng thái khí lý t ng a ra m i quan h gi a nhi t , áp su t và th tích

a khí lý t ng, c bi u di n nh sau:

P.V= n.R.TTrong ó: P : là áp su t c a h

V : là th tích

T : là nhi t

n :là s phân t khí R: là h ng s khí

Ph ng trình khí lý t ng trên ch s d ng tính toán cho h m t c u t và chúng v i áp su t nh h n ho c b ng 4 bars (60psia) các giá tr áp su t cao h n, công

th c ph ng trình tr ng thái khí lý t ng trên không c xét n tính toán i v i

n h p khí, ph i c p n hai nh lu t khác, là nh lu t Dalton và nh lu t Amagat

1.4.6 Ph ng trình Van der Waals

Ph ng trình Vander Waals c xây d ng d a theo ph ng trình tr ng thái khí lý

ng nh ng nó c hi u ch nh cho th tích riêng ph n c a các phân t trong khí, trong

ó th tích khí th c có giá tr (V-b) c thay th cho th tích khí lý t ng V S m t mát

áp su t trong ho t ng c a khí vì l c h p d n và va ch m c hi u ch nh b ng cách l ygiá tr (P+a/V2) thay th cho áp su t th c

Ph ng trình Van der Waals c vi t nh sau:

T R b V V

Benediet-2

3

3 6

3 2

2

).

1 (

).

(

d

o o o

d

e d T

cd d

a d a bRT d

T

C A RT B RT P

Trong ó:

d: Tr ngl ng phân tP: Áp su t

tr tìm c l n nh t

1.4.7 Ph ng trình Benedict-Webb-Rubin

)exp(

)(

)()

()

3 6 3

2 4 0 3 0 2

0 0 0

T

c T

d a T

d a bRT T

E T

D T

C A RT B RT P

Trong ó Bo, Ao, Co, Do, Eo, , là các h ng s quan h

1.4.8 Ph ng trình Redlich - Kwong (RK)

)(V b V

T

a b

V

RT p

m m m

Trong ó :

c

C p

T R a

5 2 2

42748.0

C

c p

RT

b 0.08662

1.4.9 Ph ng trình Peng Robinson

)()(

)(

b V b b V V

T a b

V

RT P

1.5 NG D NG C A KHÍ 1.5.1 ng d ng c a khí trong ngành công nghi p n

Hi n nay l ng khí th ng m i c s n xu t t i nhà máy Dinh C cung c p chohai nhà máy n Bà R a và Phú M m i ngày là 5,7 tri u m3 khí Trong th i gian t i,nhi u nhà máy nhi t n s c xây d ng nh ng n i có tuy n ng ng i qua

Nh ng nhà máy n ang s d ng FO và DO c ng ang có nh ng k ho ch chu n bchuy n sang s d ng khí t, nh ng nhà máy xa ng ng d n khí c ng có nh ng k

ho ch s d ng condensate hay LPG thay cho d u FO ho c DO Vi c s d ng condensate

ho c LPG cho phép gi m áng k l ng ch t c th i ra môi tr ng

1.5.2 V i vai trò nguyên li u trong ngành công nghi p khác

Khí d u m (bao g m khí ng hành và khí t nhiên) là m t ngu n nguyên li uquan tr ng trong công nghi p t ng h p các h p ch t h u c c b n Ngày nay, t khí d u

ng i ta ã t ng h p c h n 600 lo i các s n phâm h u c khác nhau nh r u,andehyt, xêtôn, các lo i s i hoá h c ph c v cho công nghi p d t, các lo i pôlyme ph c công nghi p nh a và cao su t ng h p, các h p ch t t y r a, phân bón h u c Trong

ó, m t s n ph m c chú ý có giá tr cao là Methanol bán s n ph m, t ó có th u

ch MTBE (là m t lo i ph gia t ng ch s Octan cho x ng thay cho chì, gi m c h imôi tr ng, Methanol là nguyên li u chính s n xu t nhi u s n ph m công nghi p quan

tr ng nh Formalin, axít axeton, metylmetacrylat (MMA), dimethyltryptamine (DMT),olephin, M t s nhà máy s n xu t methanol l n c xây d ng trên th gi i nh Nauy(1996), Chilê (1988)

Ngoài ra, t ng kh n ng ng d ng c a khí, m t khu liên h p n m c xây

ng t i Phú M (Bà R a-V ng Tàu) ây là d án liên h p các nhà máy n ch y b ngkhí l n nh t t i Vi t Nam, d tính s cung c p kho ng 3000MW và m t nhà máy s n xu tphân m, công su t 8 tri u t n /n m, u này m b o cung c p l ng phân m cho

n xu t nông nghi p trong n c và m t ph n xu t kh u, góp ph n nâng cao hi u ququá trình s n xu t khí

1.5.3 Vai trò c a LPG trong ngành giao thông v n t i

Sau nh ng cu c kh ng ho ng n ng l ng ã x y ra trong l ch s , con ng i nh n

th c ra r ng ngu n n ng l ng d u m không ph i là vô t n, m b o nhu c u s d ng

ng l ng c n thi t tr c khi con ng i tìm ra nh ng ngu n n ng l ng khác thay thcho d u m , chúng ta ph i bi t tìm cách ti t ki m ngu n n ng l ng quý giá này, b ngcách s d ng có hi u qu h n các s n ph m d u m M t trong nh ng bi n pháp này là s

ng các s n ph m nh h n thay th cho các nhiên li u s d ng cho ng c t trong

Hi u qu nh t và tri n v ng nh t trong l nh v c giao thông v n t i là s d ng LPG thay

th cho lo i nhiên li u truy n th ng là x ng và d u Diesel cho các lo i xe ô tô

u h t các lo i xe ô tô u có th thi t k l p t các thi t b chuy n i s

ng LPG Tuy v n còn nhi u khó kh n trong quá trình l p t, nh ng ây là m t ph ng

án có nhi u u m v m t k thu t c ng nh trong m c ích ti t ki m n ng l ng c

bi t quan tr ng i v i v n ô nhi m môi tr ng

Ngoài ra, khí còn c s d ng làm nhiên li u cho lò t công nghi p, nh m m cích gia nhi t cho các lo i l u ch t c s d ng làm ch t t i nhi t, cung c p cho các quátrình s n xu t, s d ng trong nông nghi p nh s y nông s n v

CH NG 2

GI I THI U CÔNG NGH CH BI N KHÍ

2.1 LÀM S CH KHÍ KH I CÁC T P CH T C H C

có m t các h p ch t c h c trong khí, nó gây nh h ng x u t i quá trình ho t

ng c a các thi t b , Ph c t p trong quá trình v n chuy n, không an toàn trong s dung

c ích: Trong dòng khí có ch a các phân t n c, khi g p u ki n nhi t áp

su t thích h p thì nó t o thành các tinh th hydrat, nó gây b t kín các ng ng d n và

nh h ng n quá trình làm vi c c a thi t b v n chuy n, van, ng ng M t khác,trong khí có n c và H2S thì trong u ki n nào ó s y m nh quá trình n mòn Tách

c ra kh i dòng khí nh m làm cho dòng khí có nhi t m s ng th p h n nhi t

i thi u mà ó dòng khí c v n chuy n và x lý

Quá trình hình thành hy rat x y ra khi áp su t riêng ph n c a h i n c trong h n

p khí l n h n áp su t h i bão hoà c a hy rat Nh v y, làm gi m kh n ng t o thành

hy rat thì ph i thêm vào ch t c ch ho c làm gi m hàm l ng n c trong khí, khi ó áp

su t riêng ph n c a h i n c trong khí s gi m xu ng th p h n áp su t c a hy rat, nên slàm ng ng quá trình t o thành hydrat Quá trình dehy rat hoá g m có b n ph ng pháp

2.2.1 Ph ng phâp lăm l nh v i s có m t c a ch t c ch

nguyín t c ng i ta b m câc ch t c ch văo ng n c n quâ trình t o thănh

hy rat B n ch t c a ph ng phâp năy lă a ch t c ch văo dòng khí m, nó s hoă tantrong n c t do, lăm gi m âp su t riíng ph n c a n c trong d u vă lăm gi m nhi t hình thănh hy rat Ch t c ch th ng s d ng glycol ho c methaneol Glycol th ngdùmg lă DEG (Dietylen glycol), TEG (trietylen glycol), EG (etylen glycol) v i n ng kho ng 60 - 80% kh i l ng

l a ch n glycol năo ph thu c nhi u y u t :

- Nhi t ông c c a dung d ch glycol

- nh t dung d ch glycol

- h nhi t m s ng i v i n ng glycol ê cho

- Thănh ph n khí

- Kh n ng hòa tan c a glycol

- Glycol c dùng ph i b n nhi t, d tâi sinh

- Hòa tan ít ho c không hòa tan hydrocacbon

Hình 2.1 S tâch n c lăm l nh ng ng t v i Glycol

3

HC

Hơi Hydrocacbon

Hơi nước

8

Heating Medium

4

9

7 5

Lean Glycol

Rich Glycol Khí khô

Refrigerant

2 1

Khí vào

1 Thi t b trao i nhi t khí khí

ng lo i, nói chung chúng có kh n ng hút m t t, khá b n v i s có m t c a các khíaxit, không ông c nhi t th ng khi dung d ch có n ng cao Nh ng nh c m

a ph ng pháp này là chi phí u t cao, khó tái sinh, cho nhi t m s ng c a khícao, có kh n ng n mòn kim lo i, u này ít mang l i hi u qu cho quá trình s d ngcông ngh này

99,6%

Gas 14,5 MPa 35oC

0,12 MPa

Gaz d'entrainement Fuel gas

Torcher BP Gaz d'entrainement satureï en eau

Gaz traiteï

14,5 MPa 35oC Teneur en eau: 35g/1000m3

Reboiler

Condensat

y, áp su t càng cao thì quá trình th m th u càng nhanh Ph ng pháp này ch áp d ngkhi tinh khi t c a khí không cao.

s th m th u I i v i màng l c c xác nh qua công th c sau:

e

P A

Pi: chênh l ch áp su t riêng ph n c a c u t i m t trên và m t d imàng l c (Pa, CmHg)

Màng l c

c + CO 2

=

2.3 QUÁ TRÌNH TÁCH LO I ACIDE 2.3.1 M c ích c a quá trình

lo i b khí acide ra kh i khí t nhiên và khí ng hành có th s d ng các ph ng phápsau:

th c hi n ng th i quá trình dehy rat hóa và quá trình kh acide Khí s n ph m khi s

ng Zeolithe 4A, 5A t yêu c u k thu t r t cao hàm l ng n c còn 0.1ppm, n ng

H2S còn 20 -40 mg/m3 Do ó có th ti n hành ng th i kh n c và acide Ngoài ra,

ng i ta còn dùng ph bi n zeolithe 13A vì lo i Zeolithe này có th tách c cMercaptane Tuy nhiên, khi có m t CO2, rây phân t s xúc tác cho ph n ng gi a CO2 và

H2S t o thành COS

H2S + CO2 COS + H2O

Hi n nay, m t s rây phân t ang c nghiên c u làm ch m ph n ng này

Nh c m: Hàm l ng v t glycol ho c các s n ph m phân hu c a glycol ( n quá trình kh n c ho c ch t c ch ) có th làm ng c rây phân t

H2,CCO, CH… Khí s chH2O

Ph ng pháp này c áp d ng khi n ng CO2 trong khí cao và yêu c u s ch

a khí s n ph m là không cao l m Hi n nay, ng i ta ã ch t o c các lo i màng l c

có ch n l c cao 50-150 b ng các lo i cao phân t , làm vi c trên nguyên t c hòa tan vàkhu ch tán qua màng l c Tuy nhiên, lo i này c ng không áp ng c yêu c u Do v y,

ph ng pháp này còn giai n nghiên c u ch a c ng d ng r ng rãi

2.3.2.3 Ch ng c t nhi t th p

Ph ng pháp này ch c s d ng tách CO2 ph ng pháp này c s d ngkhi n ng CO2 trong khí nguyên li u cao Ph ng pháp này d a trên kh n ng k t tinh

a khí Cacbonic khi nhi t th p (-56,67OC) tách khí CO2 ra

Nh c m c a ph ng pháp này có chi phí n ng l ng cao d n n giá thành s n

ph m cao Nh ng c dùng làm s ch s b khí CO2 khi hàm l ng CO2 trong khícao

2.3.2.4 Ph ng pháp h p th

làm s ch khí t nhiên và khí ng hành kh i H2S, CO2 và các h p ch t ch a

u hu nh và oxy không mong mu n, ng i ta s d ng ch y u các quá trình h p th Tùy thu c vào c m t ng tác c a các h p ch t này v i dung môi-ch t h p th mà có

th chia dung môi h p th thành dung môi h p th v t lý và dung môi h p th hoá h c

H p th b ng các dung môi h p th hoá h c:

Dung môi s d ng trong quá trình này là nh ng dung d ch n c alkanolamine:

monoethanol amine (MEA), diethanol amine (DEA), methyl diethanol amine (MDEA),diglycol amine (DGA), di-isopropanol amine (DIPA) Các lo i amine này có ái l c hóa

c i v i các khí acide nh vào tính ki m c a nó Quá trình làm s ch b ng K2CO3 c ngthu c nhóm này Ph ng pháp này th c hi n d a trên ph n ng hóa h c c a khí acide v idung môi hóa h c

Ph ng pháp này m b o làm s ch tri t khí kh i H2S và CO2 v i áp su t riêng

ph n và n ng c a chúng trong khí ban u khác nhau; hoà tan các hydrocacbon

trong nh ng ch t h p th này không cao Thi t b và công ngh c a quá trình n gi n vàn.

Nh c m c b n c a quá trình là không tách c toàn b H2S, CO2, RSH,COS và CS2, m c tách RSH và các h p ch t ch a l u hu nh khác th p T ng tác c aRSH, COS, CS2 v i m t vài dung môi d n n t o thành các h p ch t hóa h c không táisinh c trong u ki n c a quá trình th c hi n quá trình c n ph i có b c tu n hoàn

ch t h p th cao và tiêu hao nhi t l ng l n, ch t h p th và s n ph m t ng tác c achúng v i các t p ch t ch a trong khí nguyên li u nhi u khi có ho t tính n mòn cao

ng 2.1 Các quá trình h p th th ng dùng

Làm s ch b ng alkanoamine:

MEADEADIPADGA

MonoethanolamineDiethanolamineDi-isopropanolamineDiglycolamineLàm s ch b ng kali:

Carbonate thông th ngBenfield

VetrocokeStretford

Dung d ch K2CO3 nóngDung d ch K2CO3 nóng + 1,8% DEA(ph gia ho t hóa)

Dung d ch mu i asene c a kim lo i

ki m nóng (K3AsO3 )Dung d ch mu i natri (2,6 - 2,7 acideantraquinolsulfonic)

Khi áp su t riêng ph n c a khí acide th p và t l H2S: CO2 cao thì ch t h p thhoá h c c u tiên s d ng h n so v i dung môi v t lý c ng d ng trong côngnghi p t n m 1930, các dung môi amin c s d ng r ng rãi s lý khí acide trongnhà máy l c d u:

Các lo i amin th ng c s d ng nh t là:

Methanol amine(MEA): OH -CH2-CH2-NH2

Diethalnol amine (DEA):

Di-isopropanol amine (DIPA)

Methy diethanol amine(MDEA)

660 Pa

1320 Pa

170.617110069

269.2-187150

360 -

247.4 -

248.9248.7167133

221.3221

30oC)

2389

m ch pcháy(oC)

hoà tantrong n c

20oC,%m

Hoàntoàn

toàn