chế biến khí bằng phương pháp hấp thụ DEG

KhÝ ®ång hµnh vµ khÝ tù nhiªn khai th¸c tõ lßng ®Êt th­êng b·o hoµ h¬i n­íc, hµm l­îng h¬i n­íc phô thuéc vµo ¸p suÊt, nhiÖt ®é, thµnh phÇn ho¸ häc cña khÝ. Mçi mét gi¸ trÞ nhiÖt ®é, ¸p suÊt sÏ t­¬ng øng víi hµm l­îng h¬i n­íc cùc ®¹i cã thÓ cã nhÊt ®Þnh. Hµm l­îng Èm t­¬ng øng víi h¬i n­íc b·o hoµ tèi ®a gäi lµ c©n b»ng. ng­êi ta ph©n chia ®é Èm cña kh«ng khÝ thµnh ®é Èm t­¬ng ®èi vµ tuyÖt ®èi. §é Èm tuyÖt ®èi cña kh«ng khÝ lµ khèi l­îng h¬i n­íc cã trong mét ®¬n vÞ thÓ tÝch hoÆc ®¬n vÞ khèi l­îng khÝ (®o b»ng gm3 hoÆc gKg khÝ). §é Èm t­¬ng ®èi lµ tû lÖ gi÷a khèi l­îng h¬i n­íc cã trong hçn hîp khÝ vµ l­îng h¬i n­íc cùc ®ai cã thÓ cã trong thÓ tÝch khÝ ®· cho d­íi c¸c ®iÒu kiÖn b·o hoµ (®o b»ng phÇn tr¨m hay phÇn ®¬n vÞ). NÕu gi¶m nhiÖt ®é cña khÝ cã chøa hµm l­îng Èm b·o hoµ cùc ®¹i, gi÷ ë ¸p suÊt kh«ng ®æi th× mét phÇn h¬i n­íc sÏ ng­ng tô ®­îc gäi lµ ®iÓm s­¬ng cña khÝ t¹i mét ¸p suÊt nhÊt ®Þnh. Nh»m x¸c ®Þnh hµm l­îng Èm c©n b»ng cña khÝ thiªn nhiªn ng­êi ta sö dông: Quan hÖ gi÷a ¸p suÊt riªng phÇn vµ thµnh phÇn láng h¬i. Sö dông c¸c ®­êng cong thùc nghiÖm phô thuéc cña hµm Èm vµo nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt. HiÖu chØnh c¸c ®­êng cong trªn khi cã mÆt cña H2S, CO2, N2. Sö dông ph­¬ng tr×nh tr¹ng th¸i P V T. Th«ng th­êng ng­êi ta sö dông c¸c ®å thÞ biÓu diÔn sù phô thuéc hµm l­îng Èm cña khÝ thiªn nhiªn vµo nhiÖt ®é (tû träng cña khÝ so víi kh«ng khÝ lµ 0,6). Khi tû träng cña khÝ lín h¬n 0,6 vµ khi cã c¸c muèi ë trong n­íc th× hµm l­îng Èm suy ra tõ ®å thÞ nµy cÇn ph¶i nh©n t­¬ng øng víi hÖ sè C1 (hoÆc C2). Khi tû träng khÝ vµ hµm l­îng muèi t¨ng th× l­îng Èm trong khÝ sÏ gi¶m (ë nh÷ng ®iÒu kiÖn gÇn gièng nhau). Mét sè yÕu tè kh¸c còng ¶nh h­ëng ®Õn hµm l­îng Èm c©n b»ng trong khÝ nh­ sù cã mÆt cña propan, c¸c hydrocacbon nÆng: H2S, CO2, N2, sù hiÖn diÖn cña H2S vµ CO2 lµm t¨ng hµm l­îng Èm, cßn N2 l¹i lµm gi¶m. V× vËy nÕu trong khi cã mét l­îng lín c¸c khÝ hydrocacbon nÆng: CO2, H2S th× l­îng Èm tÝnh theo ®å thÞ cã thÓ kh¸c xa so víi thùc tÕ. Khi l­îng H2S trong khÝ thÊp h¬n 20% th× gi¸ trÞ hµm l­îng Èm c©n b»ng cã thÓ x¸c ®Þnh theo Sherm vµ Kempbel (sai sè cùc ®¹i kh«ng qu¸ 6%). Hµm l­îng h¬i n­íc trong khÝ ®ång hµnh vµ khÝ thiªn nhiªn cÇn ph¶i biÕt v× h¬i n­íc cã thÓ bÞ ng­ng tô trong c¸c hÖ thèng c«ng nghÖ sö lý khÝ sau nµy, kÕt qu¶ t¹o c¸c ®iÒu kiÖn h×nh thµnh c¸c hydrat (c¸c chÊt tinh thÓ r¾n) dÔ ®ãng côc chiÕm c¸c kho¶ng kh«ng trong èng dÉn hay c¸c thiÕt bÞ, ph¸ vì ®iÒu kiÖn lµm viÖc b×nh th­êng ®èi víi c¸c d©y chuyÒn khai th¸c, vËn chuyÓn, chÕ biÕn khÝ. Ngoµi ra sù cã mÆt cña h¬i n­íc vµ c¸c hîp chÊt chøa l­u huúnh (H2S vµ c¸c chÊt kh¸c) sÏ lµ tiÒn ®Ò thóc ®Èy sù ¨n mßn kim lo¹i, lµm gi¶m tuæi thä, thêi gian sö dông cña c¸c thiÕt bÞ, c«ng tr×nh. Ngoµi ra ®iÒu kiÖn h×nh thµnh c¸c hydrat cßn phô thuéc vµo hµm l­îng cña muèi v« c¬ trong n­íc, hµm l­îng cña chóng t¨ng sÏ dÉn ®Õn gi¶m nhiÖt ®é b¾t ®Çu t¹o thµnh hydrat. NhiÖt ®é nµy cñng phô thuéc vµo c¸c thµnh phÇn cña khÝ. VÝ dô: NhiÖt ®é b¾t ®Çu t¹o thµnh hydrat cña metan khi cã mÆt propan, H2S vµ CO2 sÏ thÊp h¬n so víi khi v¾ng mÆt nh÷ng chÊt nµy. Nh­ vËy víi nhòng t¸c h¹i cña hµm l­îng h¬i n­íc trong khÝ nãi ë trªn th× ®Ó gi¶i quyÕt nh÷ng vÊn ®Ò cã h¹i nh­ vËy ng­êi ta ®­a ph­¬ng ph¸p sÊy kh« khÝ nh»m t¸ch h¬i n­íc trong khÝ ®Ó ng¨n ngõa sù h×nh thµnh c¸c hydrat, sö dông réng r·i ph­¬ng ph¸p øc chÕ lµ ph­¬ng ph¸p ®­a vµo dßng khÝ c¸c chÊt kh¸c nhau (gäi lµ chÊt øc chÕ) lµm h¹ nhiÖt ®é t¹o thµnh hy®rat nh­ metanol, glycol... ph­¬ng ph¸p sÊy kh« (t¸ch n­íc) khÝ dùa trªn c¬ së t¸ch n­íc ra khái khÝ b»ng c¸c chÊt hÊp thô láng hoÆc r¾n. Trong hai ph­¬ng ph¸p trªn th× sö dông ph­¬ng ph¸p sÊy kh« v× nã dÔ tiÕn hµnh, dÔ thao t¸c, thiÕt bÞ ®¬n gi¶n…(IV 89).

Mục Lục

MỞ đầu

Phần I : Tổng quan

Chơng I: Lý thuyết cơ bản

I.1 Khái niệm chung về sấy khí

I.1.1 Mục đích của việc sấy khí I.2 Nguyên tắc chung của phơng pháp sấy khô khí

I.3 Các phơng pháp sấy khô khí

I.3.1 Sấy khô khí bằng phơng pháp hấp phụ

I.3.2 Sấy khô khí bằng phơng pháp hấp thụ

I.4 Phân tích và lựa chọn công I.4.1 Lựa chọn phơng pháp I.4.2 Lựa chọn công nghệ CHƯƠNG II : Hấp thụ - Sấy khô khí bằng dung môi DEG

II.1 Một số tính chất hoá lý của dung môi DEG

II.2 Cơ sở hóa lý của quá trình

II.2.1 Độ hoà tan của khí trong lỏng

II.2.2 Ảnh hởng của hàm ẩm

II.2.3 Sự phụ thuộc nhiệt độ điểm sơng của hỗn hợp khí vào nhiệt độ tiếp xúc với dung dịch DEG

II.2.4 Sự phụ thuộc áp suất hơi bão hoà của dung dịch DEG vào nhiệt độ

II.2.5 ảnh hởng của lợng dung môi đến quá trình hấp thụ

II.3 Công nghệ sấy khí bằng chất hấp thụ DEG II.3.1 Sơ đồ nguyên tắc nguyên tắc công nghệ sấy khô khí bằng DEG

II.3.2 Sơ đồ nguyên tắc nguyên tắc công nghệ sấy khô khí với sự tái sinh chân không DEG

II.3.3 Sơ đồ nguyên tắc nguyên tắc công nghệ sấy khô khí bằng DEG với sự bổ sung DEG

Phần II: Tính toán thiết kế

Mở đầu

Cùng song song và phát triển với những ngành công nghiệp khác thì ngành dầu khí Việt Nam cũng đã phát triển và đang trên đà phát triển mạnh, ngày càng cao

hơn với những kỹ thuật - khoa học Những nhà máy hiện đại ra đời nh nhà máy xử

lý khí Dinh Cố, nhà máy xử lý khí đầu tiên của nớc ta đã chính thức đi vào hoạt

động từ tháng 12 năm 1998 cung cấp khí dầu mỏ hoá lỏng (LPG) phục vụ cho côngnghiệp và cho dân dụng Các dự án khí - điện - đạm số 1 ở Vũng Tàu, dự án khí -

điện - đạm số 2 ở Cà Mau đã và đang triển khai đưa v o hoà ạt động nhằm sử dụng

có hiệu quả nguồn nguyên liệu khí tự nhiên, khí đồng hành của đất nớc

Kỹ thuật khí hoá nhiên liệu lỏng và kỹ thuật chế biến khí thiên nhiên, khí dầu

mỏ là những ngành kỹ thuật phát triển mạnh ở những năm gần đây, đặc biệt là sau

đại chiến Thế Giới lần thứ 2 Hiện nay hầu hết các nớc công nghiệp tiên tiến trên Thế Giới đã xây dựng hàng nghìn nhà máy công suất lớn để chế biến khí tự nhiên

và khí dầu mỏ Sở dĩ ngành công nghiệp này phát triển mạnh nh vậy vì những nguyên nhân sau:

ở nhiều nớc trên Thế Giới đặc biệt là Liên Xô, và một số nớc khác tìm thấy nhiều mỏ khí thiên nhiên, khí dầu mỏ có trữ lợng lớn nên đó là nguồn nguyên liệu

rẻ tiền giá thành hạ Sản phẩm thu đợc từ quá trình chế biến khí tự nhiên và dầu mỏ

có chất lợng cao nhờ chế độ kỹ thuật ở đây khống chế khá chặt chẽ

Quá trình chế biến khí tự nhiên, khí dầu mỏ đợc tiến hành trong một pha gọi là pha khí nên rất dễ cơ khí hoá và tự động hoá, năng suất lao động cao

Khí dầu mỏ, khí tự nhiên là những nguyên liệu rất quý đẻ sản xuất các hợp chấthữu cơ và một phần các hợp chất vô cơ quan trọng cho nền kinh tế quốc dân và quốc phòng đó là nguồn nguyên liệu quý giá nhất cho tổng hợp hoá học

Sấy khô nhằm để tách nớc là quá trình quan trọng để tách khí, thu đợc khí khô trớc khi đợc chế biến sâu hơn, sấy khí là quá trình đợc sử dụng đầu tiên trong dây chuyền công nghệ chế biến khí

KhÝ đồng h nh: nhà ận được từ c¸c mỏ dầu cïng với qu¸ tr×nh khai th¸c dầu

mỏ Trong th nh phà ần của khÝ đồng h nh ngo i cà à ấu tử chÝnh l metan còng cã àetan, propan, butan v các hydrocacbon nà ặng với h m là ượng đáng kể Th nh phà ần

những cấu tử cơ bản của khí thay đổi trong một phạm vi khá rộng tùy theo mỏ dầu khai thác.

I.Một số khái niệm

I.1 Khái niệm chung về sấy khí.

Khí đồng hành và khí tự nhiên khai thác từ lòng đất thờng bão hoà hơi nớc, hàm lợng hơi nớc phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ, thành phần hoá học của khí Mỗi một giá trị nhiệt độ, áp suất sẽ tơng ứng với hàm lợng hơi nớc cực đại có thể có nhất

định Hàm lợng ẩm tơng ứng với hơi nớc bão hoà tối đa gọi là cân bằng ngời ta phân chia độ ẩm của không khí thành độ ẩm tơng đối và tuyệt đối Độ ẩm tuyệt đối của không khí là khối lợng hơi nớc có trong một đơn vị thể tích hoặc đơn vị khối l-ợng khí (đo bằng g/m3 hoặc g/Kg khí) Độ ẩm tơng đối là tỷ lệ giữa khối lợng hơi nớc có trong hỗn hợp khí và lợng hơi nớc cực đai có thể có trong thể tích khí đã cho dới các điều kiện bão hoà (đo bằng phần trăm hay phần đơn vị) Nếu giảm nhiệt độ của khí có chứa hàm lợng ẩm bão hoà cực đại, giữ ở áp suất không đổi thì một phần hơi nớc sẽ ngng tụ đợc gọi là điểm sơng của khí tại một áp suất nhất định

Nhằm xác định hàm lợng ẩm cân bằng của khí thiên nhiên ngời ta sử dụng:

- Quan hệ giữa áp suất riêng phần và thành phần lỏng hơi

- Sử dụng các đờng cong thực nghiệm phụ thuộc của hàm ẩm vào nhiệt độ và

số yếu tố khác cũng ảnh hởng đến hàm lợng ẩm cân bằng trong khí nh sự có mặt của propan, các hydro-cacbon nặng: H2S, CO2, N2, sự hiện diện của H2S và CO2 làmtăng hàm lợng ẩm, còn N2 lại làm giảm Vì vậy nếu trong khi có một lợng lớn các khí hydro-cacbon nặng: CO2, H2S thì lợng ẩm tính theo đồ thị có thể khác xa so với thực tế Khi lợng H2S trong khí thấp hơn 20% thì giá trị hàm lợng ẩm cân bằng có thể xác định theo Sherm và Kempbel (sai số cực đại không quá 6%)

Hàm lợng hơi nớc trong khí đồng hành và khí thiên nhiên cần phải biết vì hơi

n-ớc có thể bị ngng tụ trong các hệ thống công nghệ sử lý khí sau này, kết quả tạo các

điều kiện hình thành các hydrat (các chất tinh thể rắn) dễ đóng cục chiếm các khoảng không trong ống dẫn hay các thiết bị, phá vỡ điều kiện làm việc bình thờng

đối với các dây chuyền khai thác, vận chuyển, chế biến khí Ngoài ra sự có mặt của hơi nớc và các hợp chất chứa lu huỳnh (H2S và các chất khác) sẽ là tiền đề thúc đẩy

sự ăn mòn kim loại, làm giảm tuổi thọ, thời gian sử dụng của các thiết bị, công trình

Ngoài ra điều kiện hình thành các hydrat còn phụ thuộc vào hàm lợng của muối vô cơ trong nớc, hàm lợng của chúng tăng sẽ dẫn đến giảm nhiệt độ bắt đầu tạo thành hydrat Nhiệt độ này củng phụ thuộc vào các thành phần của khí

Ví dụ: Nhiệt độ bắt đầu tạo thành hydrat của metan khi có mặt propan, H2S và CO2

sẽ thấp hơn so với khi vắng mặt những chất này

Nh vậy với nhũng tác hại của hàm lợng hơi nớc trong khí nói ở trên thì để giải quyết những vấn đề có hại nh vậy ngời ta đa phơng pháp sấy khô khí nhằm tách hơinớc trong khí để ngăn ngừa sự hình thành các hydrat, sử dụng rộng rãi phơng pháp

ức chế - là phơng pháp đa vào dòng khí các chất khác nhau (gọi là chất ức chế) làm hạ nhiệt độ tạo thành hyđrat nh metanol, glycol phơng pháp sấy khô (tách nớc) khí dựa trên cơ sở tách nớc ra khỏi khí bằng các chất hấp thụ lỏng hoặc rắn Trong hai phơng pháp trên thì sử dụng phơng pháp sấy khô vì nó dễ tiến hành, dễ thao tác,thiết bị đơn giản (IV - 89).…

I.1.1 Mục đích của việc sấy khí

Khí đồng hành và khí thiên nhiên khai thác từ lòng đất thờng bão hoà hơi nớc và

hàm lợng hơi nớc phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ và thành phần hoá học của khí Mỗi một giá trị nhiệt độ, áp suất sẽ tơng ứng với một hàm lợng hơi nớc cực đại có thể có nhất định Hàm lợng ẩm tơng ứng với hơi nớc bão hoà tối đa đợc gọi là hàm lợng ẩm cân bằng

Hàm lợng hơi nớc trong khí đồng hành và khí thiên nhiên cần phải biết vì hơi

n-ớc có thể bị ngng tụ trong các hệ thống công nghệ xử lí khí sau này, kết quả sẽ tạo các điều kiện hình thành các hiđrat (các tinh thể rắn) dễ đóng cục chiếm các

khoảng không trong các ống dẫn hay các thiết bị, phá vỡ điều kiện làm việc bình thờng đối với các dây chuyền khai thác, vận chuyển và chế biến khí Ngoài ra, sự

có mặt của hơi nớc và các hợp chất chứa lu huỳnh (H2S và các chất khác) sẽ là tiền

đề thúc đẩy sự ăn mòn kim loại, làm giảm tuổi thọ và thời gian sử dụng của cácthiết

bị công trình

I.2 Nguyên tắc của phơng pháp sấy khô khí.

Khí đợc sấy khô nhằm mục đích tách hơi nớc và tạo cho khí có nhiệt độ điểm

s-ơng theo nớc thấp hơn so với nhiệt độ cực tiểu mà tại đó khí đợc vận chuyển hay chế biến

Nguyên tắc chung là ngời ta dùng các dung môi lỏng hoặc rắn để hấp thụ hơi

n-ớc, hơi nớc sẽ bị ngng tụ rồi tách khỏi khí dới những dạng sơng Còn khí khô thì thoát ra trên đỉnh tháp hấp thụ, quá trình sấy khí thờng dùng các dung môi để hấp thụ hoặc hấp phụ hơi nớc

I.3 Các phơng pháp sấy khô khí :

Trong công nghệ chế biến khí, có nhiều phơng pháp làm giảm hàm lợng ẩm có trong khí đợc sử dụng sao cho áp sất riêng phần của hơi nớc nhỏ hơn áp suất hơi bão hoà của hydrat Nhng trong đa số trờng hợp nếu chỉ làm lạnh sẽ không đủ và khó điều khiển quá trình Hiện nay các phơng pháp hấp thụ và hấp phụ rất phổ biến

I.3.1 Sấy khô khí bằng phơng pháp hấp phụ.

Khi cần phải sấy khí đến độ hạ điểm sơng tới 1000C ữ 1200C và yêu cầu khí sau khi sấy có điểm sơng rất thấp - 600C ữ - 900C, ngời ta sử dụng phơng pháp hấpphụ.Trong công nghiệp chế biến khí ngời ta thờng dùng silicagel, ôxit nhôm hoạt tính, boxit hoạt tính, zeolit 4A và 5A Các chất hấp phụ đều có bề mặt riêng lớn 200…

800 m2/g Điểm sơng của khí sản phẩm sau khi sấy phụ thuộc vào chất hấp phụ đã

ng trong thực tế công nghiệp ngời ta sử dụng hai hoặc ba tháp, tháp thứ nhất làm nhiệm vụ hấp phụ, tháp thứ hai làm nhiệm vụ nhả hấp phụ, tháp thứ ba làm lạnh chất hấp phụ sau khi tái sinh Trong nhiều trờng hợp có thể có bốn tháp, trong đó hai tháp thực hiện hấp phụ, một tháp tái sinh và một tháp làm nguội Các tháp này làm việc luân phiên cho phép thực hiện quá trình sấy khí liên tục.

Trong quá trình làm việc, khả năng hấp phụ của chất hấp phụ bị giảm dần do tạocốc trên bề mặt, đặc biệt lớp trên cùng bị giảm hoạt tính nhanh nhất Vì vậy sau một thời gian cần phải thay chất hấp phụ mới (khoảng từ 2 ữ 5 năm, tuỳ thuộc vào bản chất và điều kiện làm việc đối với từng chất hấp phụ) (I - 112)

I.3.2 Sấy khí bằng phơng pháp hấp thụ.

I.3.2.1 Khái niệm hấp thụ

Hấp thụ là quá trình xảy ra khi một cấu tử của pha khí khuếch tán vào pha lỏng do sự tiếp xúc giữa hai pha khí và lỏng

- Khí đợc hấp thụ gọi là chất bị hấp thụ, chất lỏng dùng hút gọi là dung môi (chất hấp thụ) , khí không bị hấp thụ gọi là khí trơ

- Mục đích: Hòa tan một hay nhiều cấu tử của hỗn hợp khí để tạo nên một dung dịch các cấu tử trong chất lỏng Các quá trình xảy ra do sự tiếp xúc phagiữa khí va f lỏng Quá trình này cần sự truyển vật chất từ pha khí vào pha lỏng Nếu quá trình xảy ra ngợc lại, nghĩa là cần sự truyền vật chất từ pha lỏng vào pha hơi, ta có quá trình nhả khí, nguyên lý của cả hai quá trình là giống nhau

_ Trong công nghiệp hóa chất , thực phẩm quá trình hấp thụ dùng để:

1, Thu hồi các cấu tử quý trong pha khí

2, Làm sạch pha khí

3, Tách hỗn hợp tạo thành các cấu tử riêng biệt

4, Tạo thành một dung dịch sản phẩm

I.3.2.2 Các phơng pháp hấp thụ

Hấp thụ bao gồm quá trình: Hấp thụ vật lý và hấp thụ hóa học

1 Hấp thụ vật lý: Dựa trên cơ sở hòa tan của cấu tử pha khí trong pha lỏng

2 Hấp thụ hóa học : Giữa hỗn hợp khí và dung môi có xảy ra phản ứng hóa học

Sấy khí bằng phơng pháp hấp thụ đợc sử dụng rộng rãi để sấy khô khí tạicác công trình ống dẫn khí cũng nh trong các nhà máy chế biến khí Chất hấpthụ sấy khô là những dung dịch đậm đặc của mono-, đi-, và trietylenglycol

Sự sấy khô khí bằng các chất hấp thụ này dựa trên sự khác biệt về áp suất riêng phần của hơi nớc trong khí và trong chất hấp thụ Giá trị điểm s-

ơng của khí, về nguyên tắc đợc đảm bảo bằng dung dịch của các glycol Sẽ thấy trong hình 1, hình 2 ,hình 3 dới đây

Trong các thiết bị công nghiệp, sự sấy khô khí đến điểm sơng cân bằng là không thể thực hiện đợc vì khí chỉ tiếp xúc với glycol có nồng độ tính toán ở mâm trên cùng, còn các mâm ở dới nồng độ sẽ giảm đI do sự hấp thụ của n-

ớc Do đó trong các thiết bị công nghiệp điểm sơng thực tế sẽ lấy cao hơn từ 5-11C so với điểm sơng cân bằng Thông thờng sự sấy khí của glucon đợc

thực hiện đến điểm sơng không thấp hơn -25 đến -30C Muốn sấy triệt để hơn thì cần dùng dung dịch glucol đậm đặc hơn Khi đó sẽ phát sinh thêm khó khăn ( sẽ gia tăng sự tiêu hao glucol cùng với khí khô) Để thu nhập glycol với nồng độ cao ở các thiết bị sấy khô, quá trình tái sinh chất hấp thụ cần phải tiến hành có sự xúc tác của các khí trơ

Hình 1 Sự phụ thuộc nhiệt độ điểm sơng của hỗn hợp khí vào nhiệt độ tiếp xúc với các dung dịch DEG (1 - 119)

−29 −10 0 10 30 50

Nhiệt độ tiếp xúc, 0 C Nh iệ t đ ộ đi ểm s ơn g, 0 C 60 40 20 0 −20 −40 −60 0

50

60

70

80

90

95

98

99

99,5 99,7

99,85 99,96

H×nh 2: Điểm sương c©n bằng của khÝ trong dung dịch TEG với nồng độ kh¸c nhau các chữ số trong đồ thị tương ứng với h m l à ượng TEG (% khối lượng) trong dung dịch.

Lượng ẩm cã thể t¸ch ra từ khÝ bằng c¸c chất hấp thụ - sấy khÝ được x¸c định bằng khả năng hót ẩm của chất hấp thụ, nhiệt độ v ¸p suà ất, sự tiếp xóc giữa khÝ với chất hấp thụ, khối lượng chất tuần ho n trong hà ệ v à độ nhớt của nã

I.4 C«ng nghÖ sÊy kh« khÝ b»ng ph¬ng ph¸p hÊp thô

Trªn h×nh V.8 tr×nh bµy sơ đồ nguyªn lý c«ng nghệ sấy kh« khÝ bằng glycol

Quá trình sấy khí bằng các chất hấp thụ lỏng đợc thợc hiện nh sau:

Trong tháp hấp thụ hình trụ 2, dòng khí đI từ dới lên còn chất lỏng đợc tới từ trên xuống, hơI nớc bị dung dịch glycol hấp thụ, quá trình đợc tiến hành ở nhiệ độ khoảng 20 độ C, áp suet 2-6 MPa Khí đã đợc sấy khô đi ra ở đỉn thá, còn dung dịch glucol đã hấp thụ nớc đợc lấy ra ở phía dới, Glycol đã hấp thụ nớc đI qua thiết

bị trao đỏi nhieuerjj 4 đợc đun nóng sơ bộ đI vào giữa tháp nhả hấp thụ 3 HơI nớc giảI phóng đI lên phía trên tháp và đợc ngng tụ ở thiết bị làm lạnh 6, một phần hơI nớc ngng tụ đợc quay trở lại tới ở đĩa trên cùng của tháp nhả hấp thụ Dung dịch glycol sau khi táI sinh có chứa 1 đến 5 % nớc, đợc làm nguội nhờ thiết bị làm lạnh

6 và quay trở lại tháp hấp thụ 2, Quá trình nhả hấp thụ đợc thực hiện ở nhiệt độ cao,nhng không đợc cao hơn 170 độ C đối với dietylen glycol và 191 độ C đói với trietylen glycol bởi vì cao hơn nhiệt độ đó các glycol bị phân hủy

Khi cần sấy một lợng khí tơng đối lớn thì phơng pháp hấp thụ dùng dietylen glycol (DEG) và trietylen glycol TEG là kinh tế nhất cả về vốn đầu t và tiêu tốn năng lợng

Chơng 2 : Cơ sở hóa lý và hóa học

II.2.1 Độ hoà tan của khí trong lỏng.

Khí hoà tan trong lỏng sẽ tạo thành hỗn hợp hai cấu tử, có hai thành phần và

hai pha Hệ thống nh vậy theo định luật pha ( φ = 2, k = 2, C = 2+2-2 = 2 ) đợc coi

nh hỗn hợp lỏng có hai thành phần Cân bằng pha đợc xác định bằng áp xuất, nhiệt

độ và nồng độ Nếu nhiệt độ không đổi thì độ hoà tan phụ thuộc vào áp suất Sự phụthuộc này đợc biểu diễn bằng định luật Henry:

Để biểu diễn hàm lợng hơi nớc có trong hỗn hợp khí ngời ta sử dụng hai khái niệm: độ ẩm tơng đối và độ ẩm tuyệt đối, độ ẩm tuyệt đối là lợng hơi nớc có trong một đơn vị thể tích hoặc một đơn vị khối lợng khí đợc biểu diễn bằng g/m 3

hoặc là g/Kg khí.

Độ ẩm tơng đối là tỷ lệ giữa khối lợng hơi nớc có trong khí và khối lợng hơi nớc tối đa có thể có trong khí ở điều kiện bão hoà Nếu giảm nhiệt độ khí bão hoà hơi nớc còn ở áp suất không đổi, thì một phần hơi nớc bị ngng tụ Nhiệt độ tại đó hơi nớc có trong khí bắt đầu ngng tụ đợc gọi là điểm sơng của khí tại áp suất đã cho (I-77).

II.2.3 ảnh hởng của lợng dung môi đến quá trình hấp thụ.

Để xem xét vai trò của dung môi trong hấp thụ, ngời ta dự vào phơng trình chuyển khối chung và phơng trình đờng nồng độ làm việc

Theo phơng trình chuyển khối, lợng hấp thụ đợc tính:

4 3 2

1 a a a a

a

đy

bc

đờng làm việc AB Điểm cuối của đờng làm việc chỉ đợc chuyển dịch từ A → A4

Đờng làm việc BA4 cắt đờng cân bằng, lúc này động lực trung bình ∆Ytb nhỏ nhất

Đờng BA gần song song với trục tung, nên động lực trung bình là lớn nhất Vì F ì

∆Ytb không đổi nên ứng với đờng BA4 cho ra F lớn nhất và ứng với đờng AB có F

bé nhất Tơng tự, tại A4 có XC lớn nhất và tại A có XC bé nhất

Nếu chọn lợng dung môi ít nhất ta thu đợc XC lớn, nhng thiết bị phải rất lớn(vô cùng cao) Trái lại, nếu chọn lợng dung môi lớn thì thiết bị bé Những dungdịch thu đợc quá loãng thì XC bé, do đó khi chọn điều kiện làm việc ta phải dựa

Chơng 3: Một số công nghệ sấy khí bằng phơng pháp hấp thụ III.1 Một số chất hấp thụ đợc sử dụng III.1.1 Yêu cầu, u, nhợc điểm của các dung môi hấp thụ

1.Yêu cầu:

Các chất hấp thụ dùng để sấy khí phải đáp ứng những yêu cầu sau (I - 116):

- Có khả năng hấp thụ hơi nớc trong khoảng rộng nồng độ, áp suất, nhiệt độ

- Có áp suất hơi bão hoà thấp để mất mát trong quá trình là ít nhất

- Nhiệt độ sôi khác nhiệt độ sôi của nớc để dễ dàng tách nớc (dễ dàng nhả hấpthụ để tái sinh dung môi)

- Độ nhớt thấp đảm bảo tiếp xúc tốt với hỗn hợp khí trong thiết bị hấp thụ,thiết bị trao đổi nhiệt

- Có độ chọn lọc cao đối với các cấu tử có mặt trong khí, nghĩa là khả nănghấp thụ hơi nớc cao, đồng thời khả năng hoà tan thấp các hydro-cacbon cótrong khí

- Tính ăn mòn kém

- Khả năng tạo bọt kém khi tiếp xúc với dòng khí

- Có độ bền nhiệt và bền oxi hoá cao

- Không độc hại cho ngời làm việc, không gây ô nhiễm môi trờng

- Giá thành rẻ

Những chất hấp thụ thoã mãn yêu cầu trên đợc sử dụng phổ biến là glyxerin,các glycol nh etylenglycol (EG), dietylenglycol (DEG), propylenglycol (PG),trietylenglycol (TEG) Glyxerin đã đ… ợc sử dụng từ năm 1929 Etylenglycol đợc sửdụng trong công nghiệp đầu tiên vào năm 1936 Dới đây là một số u, nhợc điểmcủa từng loại chất hấp thụ - sấy khô (IV - 97):

2 Ưu, nhợc điểm của các dung môi

Dietylenglycol (DEG) - Độ hút ẩm cao, khá bền khi

có mặt các hợp chất lu huỳnh,oxi và cacbonic ở nhiệt độ th-ờng dung dịch đậm đặc không bị đông đặc

- Tiêu hao do thất thoát cao hơn so với

trietylenglycol Khi tái sinh khó thu đợc dung dịch có nồng độ DEG > 95% Điểm sơng thấp hơn so với khi sử dụng trietylenglycol Giá

thành cao

Trietylenglycol (TEG) - Độ hút ẩm cao Tạo đợc

điểm sơng cho khí sấy cao (27,80C ữ 47.30C) Độ bền cao khi có mặt các chất lu huỳnh, oxi, cacbonic ở nhiệt

độ bình thờng Khi tái sinh dễdàng thu đợc dung dịch nồng

độ cao > 99% Dung dịch nồng độ cao không bị đông

đặc Độ bay hơi của TEG <

DEG

- Đòi hỏi chi phí đầu t cao, có khả năng tạo màng khi có mặt các chất lỏng hydro-cacbon nhẹ, độ hoà tan của hydro-cacbob trong TEGcao hơn so với DEG

Khả năng tạo màng rất thấp

- Độ thất thoát lớn hơn

so với khi sử dụng TEG chỉ sử dụng để sấy khô

và làm sạch các khí có tính axit Dễ gây ăn mònkim loại ở nhiệt độ tái sinh, điểm sơng của khí thấp

Etylenglycol (EG) - Chất hấp thụ này có nhiệt

độ đông đặc thấp, khả năng ngăn ngừa sự tạo thành hydrat cao nhất

- Độ hoà tan của các hyđrocacbon trong chất hấp thụ EG cao hơn so với DEG vàTEG, áp suấthơi cao hơn do đó khả năng mất mát trong quá trình làm việc lớn

Propylenglycol (PG) - PG có hai đồng phân, đồng

phân 1,2- PG; 1,3- PG; Đồng phân 1,2-PG dùng làm chất hấp thụ sấy khí tốt, giá thành

rẻ hơn DEG và TEG, nhiệt độ

đông đặc rất thấp (- 600C)

Cho phép sử dụng ở những vùng giá lạnh

- Độ hoà tan cacbon trong chất hấp thụ cao hơn DEG, có khả năng tạo bọt, độ chọn lọc không cao

hydro-So sánh qua u, nhợc điểm của các chất hấp thụ thì việc lựa chọn dung môi hấp thụDEG là u việt hơn cả vì giá thành cao nhng nó rất bền đối với các tạp chất cơ học

có mặt trong khí và nó có áp suất hơi bão hoà rất thấp, dễ nhả hấp thụ vì nhiệt độsôi của DEG lớn hơn nhiệt độ sôi của nớc, nó không bị đông đặc và điều quan trọng

là không tạo màng Độ hoà tan của hyđrocacbon trong DEG thấp hơn Vì vậy sửdụng dung môi DEG trong quá trình sấy khô khí bằng phơng pháp hấp thụ là kinh

tế, phạm vi rộng có thể sấy một lợng khí tơng đối lớn

III.2 Thuyết minh và các sơ đồ công nghệ sấy khí bằng DEG

III.2.1 Một số tính chất hoá lý của dung môi Dietylenglycol

Các glycol là những dung môi lỏng (hay các rợu đa chức) dùng trong quá trìnhsấy khí nhằm mục đích tách ẩm (hay hút nớc) trong khí, các dung môi sử dụng nh :DEG, PG, TEG, EG Glyxerin.…

Những chất hấp thụ trên đều có những u, nhợc điểm riêng nhng trong các chấthấp thụ trên thì ta dùng chất hấp thụ - sấy khô khí là hiệu quả nhất cả về vốn, đầu t

Nhiệt độ nóng chảy: - 80C

Nhiệt độ bắt đầu phân huỷ: 1640C

Nhiệt độ tái sinh: 1640C

Độ nhớt ở 200C: 35,7 cP

Nhiệt dung riêng: 2,09 Kj/Kg0c

áp suất hơi, at, 250C: 0,01

Chỉ số khúc xạ, 250C: 1,446

Chỉ số axit, mg của KOH/g: < 0,05

Sự tuyển ớt (tuyển khoáng), wt%: < 0,02

Những đặc trng của DEG :

DEG có độ hoà tan hydro-cacbon thấp, khả năng tạo bọt kém ở những áp suấtcao ngời ta hay dùng DEG vì có độ chọn lọc cao Độ hoà tan của khí tự nhiên trongTEG cao hơn 25% ữ 30% so với DEG Trong quá trình sấy khí mất mát glycolkhoảng 0,25 ữ 0,75 lít trên 1000 lít chất lỏng ngng tụ, do sự hoà tan của glycoltrong pha ngng tụ phụ thuộc vào thành phần khí đa vào sấy

Nhiệt độ đông đặc của DEG thấp (- 400C) có thể sử dụng đợc ở những vùng có

điều kiện khí hậu thay đổi Độ nhớt của dung dịch DEG trong nớc tăng lên với sựtăng nồng độ và độ nhớt của dung dich giảm đi khi tăng nhiệt độ

Trong thực tế có trờng hợp cần sấy khí ở nhiệt độ thấp, khi đó dung dịch DEGtrong nớc có độ nhớt rất cao, chúng trở nên quánh lại làm giảm khả năng tiếp xúc,trao đổi giữa dung dịch DEG và khí ẩm DEG chỉ sử dụng đợc ở nhiệt độ cao hơn-100C, nhiệt độ dới -100C có độ nhớt rất cao, khó tách khỏi pha lỏng nếu có dầutrong đó Còn khi nhiệt độ vào khoảng -80C ữ - 70C thì DEG trở thành chất rắn Vìvậy, để giảm độ nhớt của dung dịch DEG ngời ta thêm các dung môi hữu cơ Cácdung môi này cũng đồng thời làm chất sấy và không có khả năng tạo bọt nh rợu,benzylic, phenyletylic, các rợu thơm, rợu thẳng Các chất này đều có độ nhớt nhỏ…hơn DEG tan tốt trong DEG (I-121)

Dới đây đa ra giới hạn nồng độ cho phép của dung dịch DEG (% khối lợng) cầnphải duy trì trong hệ ở các nhiệt độ khác nhau (IV-96):

-22,30C 48 ữ 91 -28,90C 51 ữ 88 -34,40C 56 ữ 85 -45,60C 51 ữ 88

Trong thực tế ngời ta sử dụng rộng rãi nồng độ DEG là 60% ữ 80% khối lợng

II.2.2 Cơ sở hoá lý của quá trình.

Dietylenglycol ( DEG ) là một loại rợu đa chức có công thức phân tử là C4H10O3 ( CH2OH-CH2O-CH2-CH2OH ) nó là một loại rợu gồm hai nhóm OH và một liênkết ete, nó tan vô hạn trong nớc sau đó độ tan giảm nhanh khi nồng độ tăng Khitan trong nớc nó hình thành liên kết Hydro giữa DEG và nớc.

… H-O H-O H-O … … …

R H R

Nhiệt độ sôi của DEG lớn hơn nhiệt độ sôi của hydro- cacbon tơng ứng vì giữacác phân tử xuất hiện liên kết hydro bền vững vì vậy nó dễ dàng hấp thụ nớc Quátrình sấy khí bằng DEG dựa trên những tính chất vật lý của DEG ( vì đây là hấp thụvật lý ) nh nhiệt độ đông đặc, áp suất hơi bão hoà, nhiệt độ tiếp xúc, độ nhớt, độ hạnhiệt độ tạo hydrat đối với nồng độ DEG đã cho, nhiệt độ tái sinh, khả năng bềnoxy hoá, độ chọn lọc…

Quá trình hấp thụ dựa trên sự hoà tan của khí trong lỏng, nhiệt độ điểm sơng,nhiệt độ và áp suất tiếp xúc, hàm ẩm

II.2.3 Sự phụ thuộc nhiệt độ điểm sơng của hỗn hợp khí vào nhiệt độ tiếp xúc với dung dịch DEG.

Trên hình 1 biểu diễn sự phụ thuộc nhiệt độ điểm sơng của khí vào nồng độ dung dịch DEG và nhiệt độ tiếp xúc Từ giản đồ ta thấy rằng dung dich DEG nồng

độ 95% khi tiếp xúc với khí ở 200C có khả năng giảm nhiệt độ điểm sơng của khí tới -50C, còn dung dịch 98% ở cùng nhiệt độ có khả năng giảm điểm sơng của khí tới -130C Nh vậy, nồng độ dung dịch DEG càng cao, mức độ sấy khí càng cao, tức

là khí sau khi sấy có nhiệt độ điểm sơng càng thấp (I-118)

Hình 1 Sự phụ thuộc nhiệt độ điểm sơng của hỗn hợp khí vào nhiệt độ tiếp xúc với các dung dịch DEG (1 -119)

Độ hạ điểm sơng ∆T cho biết mức độ sấy khí của chất hấp thụ trên hình 2 là đồ thị mô tả độ hạ điểm sơng phụ thuộc vào nồng độ dung dịch DEG và nhiệt độ tiếp xúc của dung dịch khí ẩm Nhờ đồ thị này có thể xác định đợc độ hạ điểm sơng ∆T khi biết nồng độ dung dịch DEG và nhiệt độ tiếp xúc.

−29 −10 0 10 30 50

Nhiệt độ tiếp xúc, 0 C Nh iệ t đ ộ đi ểm s ơn g, 0 C 60 40 20 0 −20 −40 −60 0

50

60

70

80

90

95

98

99

99,5 99,7

99,85 99,96

Hình 2 Sự phụ thuộc độ hạ điểm sơng của khí vào nhiệt độ tiếp xúc với dung dịch DEG có nồng độ khác nhau (1-119)

Độ hạ điểm sơng ∆T với dung dịch DEG có nồng độ 98%, nhiệt độ tiếp xúc là

270C, có khả năng hạ điểm sơng của hỗn hợp khí xuống ∆T = 160C, nghĩa là nếu hỗn hợp khí ẩm ban đầu có nhiệt độ điểm sơng là 60C thì sau khi sấy sẽ có điểm s-

ơng là - 100C Độ hạ điểm sơng còn phụ thuộc vào lu lợng tới của dung dịch DEG (I-119)

II.2.4 Sự phụ thuộc áp suất hơi bão hoà của dung dịch DEG vào nhiệt độ.

Trên hình 3 là đồ thị biểu diễn áp suất hơi bão hoà cả dung dịch nớc DEG có nồng độ khác nhau Nhờ đồ thị này có thể xác định đợc nhiệt độ sôi của dung dịch DEG ở các áp suất khác nhau ở áp suất 760mmHg nhiệt độ sôi của dung dịch 98% DEG là 1820C, ở áp suất 300mmHg nhiệt độ sôi của dung dịch đó là 1460C Nhiệt

độ bắt đầu phân huỷ của DEG là 1640C Vì vậy để tái sinh DEG cần phải thực hiện

ở áp suất thấp dới áp suất khí quyển (tháp nhả hấp thụ cần làm việc ở điều kiện

chân không) Trong khi đó TEG bắt đầu phân huỷ ở nhiệt độ là 2060C, vì vậy tái sinh TEG ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tái sinh đối với DEG và không cần chân không (I-120)

Hình 3 Đồ thị phụ thuộc ấp suất hơi bão hoà của dung dịch

DEG vào nhiệt độ (1-120)

III.3 Công nghệ sấy khí bằng chất hấp thụ DEG

Các thiết bị công nghiệp, sự sấy khô khí đén điểm sơng cân bằng là không thể thực hiện đợc vì khí chỉ tiếp xúc với DEG có nồng độ tính toán tại mâm trên cùng, còn ở mâm dới nồng độ của DEG sẽ giảm đi do sự hấp thụ hơi nớc Do đó trong các thiết bị công nghiệp điểm sơng của khí sấy sẽ cao hơn từ 50C ữ 110C so với

điểm sơng cân bằng Thông thờng sự sấy khí bằng DEG đợc thực hiện đến điểm

s-ơng không thấp hơn -250C ữ -300C Muốn sấy triệt để hơn thì cần dung dịch DEG

đậm đặc hơn, khi đó sẽ phát sinh khó khăn (sẽ gia tăng sự tiêu hao DEG cùng với khí khô) Để thu nhận DEG có nồng độ cao hơn ở các thiết bị sấy khô, quá trình tái sinh chất hấp thụ cần phải tiến hành với sự có mặt của khí trơ

95

9885

90

II.3.1 sơ đồ nguyên tắc công nghệ sấy khô khí bằng DEG (I - 121).

Sơ đồ nguyên lý công nghệ sấy khí bằng DEG hình 4:

Thùng chứa 1

Tháp hấp thụ 2

Tháp nhả hấp thụ 3

Thiết bị trao đổi nhiệt 4

Thiết bị đun sôi đáy tháp 5

Thiết bị làm lạnh 6

Tháp tách 7

khí đa vào sấy I

khí sau khi sấy II

Dung dịch DEG III

Dung dịch DEG bão hoà hơi nớc IV

Nớc đa đi tới V

Thuyết minh sơ đồ công nghệ

Khí đa vào sấy đang ẩm đa vào thùng chứa 1 khí ẩm đợc đa vào phần dới của tháp hấp thụ 2 và dòng khí đi từ dới lên, còn dung dịch DEG đậm đặc thì đa vào mâm trên của thiết bị này, đợc tới từ trên xuống, hơi nớc bị dung dịch DEG hấp thụ,quá trình này đợc tiến hành trong khoảng nhiệt độ là 200C, áp suất 2 ữ 6 MPa Khí

đã đợc sấy khô II sẽ đi ra từ phía trên đỉnh của tháp hấp thụ, còn dung dịch DEG đãhấp thụ nớc đợc lấy ra từ phía dới Khí sấy khô sau đó đợc đa đi sử dụng DEG đã hấp thụ nớc qua thiết bị trao đổi nhiệt 4 đợc đun nóng sơ bộ đi vào giữa tháp nhả hấp thụ 3 Hơi nớc giải phóng đi lên phía trên tháp và đợc ngng tụ ở thiết bị làm lạnh 6 Một phần hơi nớc ngng tụ đợc quay trở lại tới ở đĩa trên cùng của tháp nhả hấp thụ Phần dới của tháp nhả hấp thụ đợc đốt nóng Dung dịch DEG sau khi tái sinh chứa từ 1% ữ 5% nớc, đợc làm nguội nhờ thiết bị làm lạnh 6 và quay trở lại tháp hấp thụ 2

Quá trình nhả hấp thụ đợc thực hiện ở nhiệt độ cao nhng không đợc cao hơn

1700C vì nhiệt độ phân huỷ của DEG là 1640C Nếu cao hơn thì DEG sẽ bị phân huỷ

II.3.2 sơ đồ nguyên tắc công nghệ hấp thu - Sấy khô khí với sự tái sinh chân không DEG

Hình 8 trình bày nguyên tắc công nghệ hấp thụ - sấy khô khí với sự tái sinh chânkhông DEG

Sơ đồ công nghệ bao gồm các thiết bị sau:Thiết bị hấp thụ 1.

Bồn chứa chất lỏng ngng tụ 12

Thiết bị tái sinh hơi 13

Bơm chân không 14

Khí ẩm I

Khí đã sấy khô II

DEG tái sinh III

DEG bão hoà IV

Hơi nớc và khí V

Hồi lu VI.

Khí thổi VI

Khí thải ra khí quyển VIII

Thuyết minh dây chuyền công nghệ:

Khí ẩm đi vào phía dới của thiết bị hấp thụ 1 Còn DEG đậm đặc đợc bơm vào mâm trên cùng của thiết bị này Khí sấy khô sau đó đợc đi ra từ phía trên, còn phía dới đi ra là DEG đã bão hoà hơi nớc Để tái sinh, dung dịch DEG trong nớc đợc đunnóng trong thiết bị trao đổi nhiệt 5 Sau đó đi vào thiết bị thổi khí 6 để tách hydro-cacbon Tiếp theo sẽ đi qua thiết bị trao đổi nhiệt 7 và đi vào phần giữa của thiết bị giải hấp 9 có áp suất 10KPa ữ 13KPa Nhờ hơi nớc trong thiết bị tái sinh hơi 13, nhiệt độ của phần đáy thiết bị đợc duy trì trong khoảng 1900C ữ 2040C DEG tái sinh đợc lấy ra từ phía dới của thiết bị giải hấp bằng bơm 8, sau đó qua thiết bị trao

đổi nhiệt 5 và 7, đợc làm lạnh trong thiết bị 4 rồi đi vào thùng chứa 3 Từ đây bằng bơm 2 đợc đa vào phía trên thiết bị hấp thụ 1, ở nhiệt độ của thiết bị hấp thụ 300C thì điểm sơng của khí giảm xuống từ -180C ữ - 250C

Để thu đợc DEG có nồng độ hơn 99% khối lợng, ngoài phơng pháp tái sinh chân không còn sử dụng rộng rãi phơng pháp thổi khí (stripping gas) cho phép tăng nồng độ DEG đến 99,5% ữ 99,9% Khí thổi này là khí sạch (không chứa xăng và các chất hữu cơ) đợc đa vào thiết bị tái sinh hơi hoặc đợc trực tiếp đa vào phần dới của thiết bị giải hấp Tác dụng của khí thổi là giảm áp suất hơi nớc trên bề mặt dung dịch, do vậy thúc đẩy sự bốc hơi của nớc từ dung dịch

II.3.3 sơ đồ nguyên tắc công nghệ sấy khô khí bằng DEG với sự bổ sung DEG

Hình 9 trình bày sơ đồ nguyên tắc công nghệ sấy khô khí bằng DEG

Hình 9:Sơ đồ nguyên lý của sấy khí bằng DEG

Các thiết bị trong công nghệ bao gồm:

Thiết bị hấp thụ 1

Thiết bị trao đổi nhiệt 2; 4

Thiết bị thổi khí 3

Thiết bị nhả hấp thụ 5

Thiết bị tái sinh hơi 6

Thiết bị sinh hàn 7

Bồn chứa DEG 8

DEG tái sinh VI.

Thuyết minh dây chuyền công nghệ:

Khí ẩm đợc đa vào phần dới của thiết bị hấp thụ 1, còn dung dịch DEG đậm đặc thì đa vào mâm trên cùng của thiết bị này Khí sấy khô sẽ đi ra từ phía trên của thiết

bị, còn DEG đã hấp thụ hơi nớc thì đi ra từ phía dới của thiết bị Khí sấy khô sau đó

đợc đa đi sử dụng, DEG hấp thụ hơi nớc tiếp tục đợc đun nóng trong thiết bị trao

đổi nhiệt 2 và đi vào hệ thống thổi khí 3, tại đây sẽ tách phần hydro-cacbon đã hấp thụ Tiếp theo DEG đợc đun nóng trong thiết bị trao đổi nhiệt 4 và thiết bị nhả hấp thụ 5 Từ phía trên của thiết bị 5 sẽ lấy ra hơi nớc, phần còn lại phía dới chính là DEG tái sinh đợc làm nguội trong thiết bị trao đổi nhiệt 4 , 2 và sinh hàn 7, đi vào bồn chứa 8, từ đây bằng bơm 9 sẽ đi vào thiết bị hấp thụ 1 (bồn chứa 8 sẽ đợc bổ sung một lợng DEG khi cần thiết)

Nhiệt độ giới hạn trên của quá trình hấp thụ khí đợc xác định bằng sự tiêu hao cho phép của DEG do bay hơi, trong thực tế nhiệt độ này vào khoảng 380C Còn giới hạn dới phụ thuộc vào sự giảm khả năng hút ẩm của chất hấp thụ DEG gây ra bởi sự tăng độ nhớt của DEG Nhiệt độ cực tiểu tiếp xúc đối với DEG vào khoảng

100C

Nồng độ DEG là yếu tố ảnh hởng mạnh nhất đến điểm sơng của khí, khi tăng nồng độ DEG thì độ hạ điểm sơng sẽ mạnh hơn so với tăng tiêu hao tác nhân sấy

Phần II : Tính toán thiết kế

A - tính toán thiết kế tháp hấp thụ.

Chất hấp thụ: DEG (dietylenglycol)