Phương pháp xứ lí khí acid bằng dung môi vật lí

Khí khi khai thác ngoài 2 thành phần chính: hydrocacbon và không hydrocacbon.Hydrocacbon: chủ yếu từ C1C4,C4 C7 ít hơn. Hdrocacbon không no: H2O (hơi, lỏng), N2, CO2, H2S, COS, CS2, RSH, H2, He…còn có chứa một lượng đáng kể các tạp chất có tính axit như cacbonic (CO2), hydrosunfua (H2S) và các hợp chất chứa lưu huỳnh khác như oxyt lưu huỳnh cacbon (COS), disunfua cacbon (CS2), mecaptan (RSH)... Các tạp chất kể trên là các tạp chất không mong muốn trong quá trình khai thác, chế biến, vận chuyển, sử dụng và bảo quản khí cho mục đích làm nguyên liệu đốt, tổng hợp hữu cơhóa dầu...

Trường Đại Học Bà Ria-Vũng Tàu Khoa Hóa Và Công Nghệ Thực Phẩm

THUYẾT TRÌNH MÔN HỌC CHẾ BIẾN KHÍ

Đề tài: Phương Pháp Xứ Lí Khí Acid Bằng Dung Môi Vật Lí

GVHD:TS.NGUYỄN HỒNG CHÂU SVTH: NGUYỄN HOÀNG TÂN

NGUYỄN THANH SANG TRẦN ĐOÀN QUỐC VIỆT NGUYỄN VĂN TRUNG

LÊ THANH THẮNG NGUYỄN ĐỊNH GIANG PHAN XUÂN DƯƠNG

VÕ TRUNG HIẾU

NỘI DUNG

1 Sơ lược các tạp chất acid

2 các phương pháp hấp thụ 3.hấp thụ vật lí

1 SƠ LƯỢC VỀ CÁC TẠP CHẤT ACID

Khí khi khai thác ngoài 2 thành phần chính: hydrocacbon và không hydrocacbon.

-Hydrocacbon: chủ yếu từ C1-C4,C4 - C7 ít hơn.

- Hdrocacbon không no: H2O (hơi, lỏng), N2, CO2, H2S, COS, CS2, RSH, H2, He…còn có chứa một lượng đáng kể các tạp

chất có tính axit như cacbonic (CO2), hydrosunfua (H2S) và các hợp chất chứa lưu huỳnh khác như oxyt lưu huỳnh

cacbon (COS), disunfua cacbon (CS2), mecaptan (RSH) Các tạp chất kể trên là các tạp chất không mong muốn trong quá trình khai thác, chế biến, vận chuyển, sử dụng và bảo quản khí cho mục đích làm nguyên liệu đốt, tổng hợp hữu cơ-hóa

dầu

Tác hại của hc khí acid

 Sự tồn tại của các khí axit gây nên sự ăn mòn kim loại, giảm hiệu quả của các quá trình xúc tác, làm ngộ độc xúc tác, gây ô nhiễm môi trường, độc hại cho người

sử dụng Bên cạnh đó sự có mặt ở hàm lượng cao CO2 trong khí cũng làm giảm nhiệt cháy của khí, giảm hiệu quả của quá trình vận chuyển khí.Sự có mặt của các cấu tử mang tính axit trong khí cần phải được khống chế ở một hàm lượng đủ nhỏ nhằm giảm thiểu những tác hại mà các khí axit này gây ra cho thiết bị, máy móc, môi trường và sinh vật

3.Hấp thụ Vật Lý

 Ngoài các phương pháp làm ngọt bằng phương pháp hấp thụ hóa học sử dụng dung môi ankanolamin cũng hay thấy sử dụng phương pháp hấp thụ vật lý như quá trình Flour, Selecsol, Purizol

 Nguyên lí chung pp hấp thụ vật lí: dùng dung môi vật

lí có khả năng hấp thụ cao khí acid phun trực tiếp từ trên tháp xuống dòng khí

2.Các phương pháp làm ngọt

Có 5 phương pháp làm sạch khí:

 Phương pháp hấp thụ: Hấp thụ Hóa Học và hấp thụ Vật Lý

 Phương pháp hấp phụ

 Dùng chất xúc tác (oxi hóa-khử)

 Phương pháp thẩm thấu

 Phương pháp chưng cất

Khả năng hấp thụ phụ thuộc áp suất riêng phần của khí chua trong

điều kiện làm việc:

Áp suất riêng phần thấp thì khả năng hấp thụ thấp Để quá trình hấp

thụ vật lý diễn ra hiệu quả, cần thực hiện quá trình ở nhiệt độ thấp

Áp suất riêng phần >= 5MPa: dung môi vật lý có ưu thế hơn hẳn dung môi hóa học, áp suất càng cao, hiệu quả quá trình càng tăng.

Khả năng hấp thụ CO2 và H2S của mỗi chất hấp thụ khác nhau  có thể dùng để hấp thụ chọn lọc.

N-N-methylpyrolidone,…

Ưu điểm:

 Có thể làm sạch hoàntoàn H2S, CO2, RSH, COS, CS2.

 Không tạo bọt, không ăn mòn thiết bị.

Một số tính chất của dung môi vật lý

3.1.Dung môi: Nước và metanol

3.2Dung môi Glicol

 Dung dịch DEG:

 - Nhiệt độ : 35-400C

 - Áp suất : 7-8 Mpa

Sơ đồ công nghệ làm sạch và sấy khí bằng DEG

3.3 Quá trình FLOUR

1 Tháp hấp thụ 2 Thiết bị phân li3 Tuốc bin

4 Máy nén 5 Tuốc bin thủy lực 6 Bộ phận truyền động

I Khí ẩm II Khí acid III.Khí sạch IV Dung môi tái sinh

Ưu-Nhược điểm

 Khả năng hòa tan tốt H2S, CO2, COS, CS2, RSH và hydrocarbon.

 Có tác dụng ăn mòn yếu đối với thép carbon thường.

 Bền hóa học, áp súât hơi bão hòa thấp.

 Được áp dụng thuận lợi nhất khi khí có áp suất riêng phần tổng của khí chua > 0,4 MPa.

 Hấp thụ ở nhiệt độ thấp: 0÷-60C.

 Quá trình hòan nguyên chất hấp thụ được thực hiện bằng giảm từng bước áp súât.

 Độ mất mát chất hấp thụ: 16 g/1000 m3 khí nguyên liệu.

3.4.Quá trình SELEXOL

 Chất hấp thụ: dimethylether polyethyleneglycol (DMEPEG).

Sơ đồ quy trình công nghệ

Ưu –nhược điểm

 Không độc, bền hóa học.

 Không gây ăn mòn.

 Dễ phân hủy khi làm sạch sinh học nước thải.

 Có độ chọn lọc cao đối với H2S: ở 200C và 0,1 MPa, độ hòa tan H2S cao gấp 10 lần CO2.

 Được áp dụng để làm sạch khí có nồng độ H2S và CO2 trung bình

 Khả năng hòa tan của DMEPEG tăng dần:

 Điều kiện quá trình hấp thụ: 10 ÷ -150C; 6,8-7 MPa.

 Hòan nguyên chất hấp thụ bằng giảm áp từng bước.

 Chi phí sản xuất giảm 30%, chi phí đầu tư giảm 70% so với quá trình dùng MEA.

3.5 Quá trình PURIZOL

 Chất hấp thụ: N-methylpyrolidon (NMP).

Sơ đồ quy trình công nghệ

Ưu –nhược điểm

 Không độc, bền hóa học.

 Hòa tan tốt H2S, CO2, RSH và hydrocarbon.

 Không gây ăn mòn.

 Dễ phân hủy khi làm sạch sinh học nước thải.

 Có độ chọn lọc cao đối với H2S: ở 200C và 0,1 MPa, độ hòa tan H2S cao gấp 10 lần CO2.

 Có thể tạo bọt nếu trong hệ có hydrocarbon lỏng.

 Khả năng mất mát cao do có áp suất hơi bão hòa cao.

 Được sử dụng để làm sạch sâu và tinh H2S và CO2, tỷ lệ H2S:CO2 cao.

 Điều kiện hấp thụ: 0-150C, 5-7,5 MPa.

 Hòan nguyên chất hấp thụ bằng giảm áp từng bước.

2.5 Quá trình Sulfinol (Dung môi tổhợp)

Các dung môi tổ hợp được dùng là:

 Dung dịch ankanolamin kết hợp với dd metanol, sulfonan, rượu thơm metanol, sulfonan, rượu thơm

 Trong quá trình Sulfonol dd tổ hợp gồm: 60 - 65% sulfonan, 28 - 32%DIPA, 6% nước, và chất giảm nhiệt

độ đông đặc

Sơ đồ công nghệ

Ưu –nhược điểm

 Sulfonol hòa tan tốt H2S, CO2, RSH,COS, CS2

 Bền với nhiệt, áp suất hơi bão hòa thấp

 Khả năng hấp thụ lớn hơn MEA gấp 2 lần và hấp thụ tốt khí axít ngay cả khi áp suất riêng phần của chúng nhỏ

 Sự phân hủy ít hơn MEA từ 4-8 lần

Kết luận

 Tóm lại qua bài thuyết trình cho ta biết được cách lựa chon quy trình và dung môi thích hợp để xử lí khí acid, làm sạch các thành phần không mong muốn của khí