123doc do an say khi tu nhien che bien khi đã chuyển đổi đã chuyển đổi

có đầy đủ sơ đồ công nghệ và thuyết minh sơ đồ công nghệ về công nghệ sấy khí. Sấy khí là quá trình quan trọng trước khi chúng ta đưa khí đi vào các quá trình chế biến khí( thường sẽ làm ngọt rồi đến sấy khí) sau quá trình này thì chất lượng của các quá trình sau mới được đảm bảo. Vì khi chưa tách nước và các khí acid ( hoặc các thành phần phi hydrocacbon) thì dòng khí nguyên liệu sẽ vẫn còn các tạp chất đấy, nếu trong quá trình chế biến khí tiếp theo thì nước có thể gây ra hiện tượng hydrat hóa, các khí acid có thể gây ăn mòn thiết bị.

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 3

Chương I Giới thiệu chung về quá trình 4 I.1 Giới thiệu chung về sấy khô khí 4 I.2 Nguyên tắc của phương pháp sấy khô khí 4 I.3 Các phương pháp sấy khô khí 5

Chương II Giới thiệu chung về quá trình 12

Chương III Các quy trình công nghệ sấy khí bằng phương pháp hấp thụ 28 III.1.Sơ đồ và nguyên lý công nghệ sấy khí bằng glycol 28

III 2.Sơ đồ và nguyên lý quá trình dehydrat hoá khí bằng dung môi TEG 41 III.3.Sơ đồ nguyên lý công nghệ sấy khô khí bằng dung môi glycol 43 III.4 Sơ đồ nguyên tắc công nghệ hấp thụ-sấy khô khí với sự tái sinh chân

II Hàm lượng ẩm của hỗn hợp khí 51 III Tính toán thiết kế thiết bị hấp thụ 54 II.4 TÝnh to¸n thiÕt kÕ th¸p nh¶ hÊp thô 61

III.1 TÝnh to¸n th¸p hÊp thô 67 III.2 TÝnh to¸n th¸p nh¶ hÊp thô 71

MỞ ĐẦU

Khí tự nhiên và khí đồng hành là nguồn chính cung cấp các nguyên liệu quan trọng cho công nghiệp hóa học và hóa dầu.Với vai trò quan trọng của nó trong việc phát triển công nghiệp mà trong những năm gần đây ở nhiều nước đang có xu hướng tăng công suất các nhà máy chế biến khí.Tại các nhà máy chế biến khí mới xây dựng người ta đã lắp đặt các thiết bị mới thực hiện đồng thời một vài quá trình công nghệ chế biến khí

Tại Việt Nam công nghệ chế biến khí cũng đang trên đà phát triển với các nhà máy chế biến khí Dinh Cố,nhà máy khí-điện-đạm Phú Mỹ, khí-điện-đạm Cà Mau khiến cho nhu cầu về khí nguyên liệu gia tăng.Do đó việc thăm dò và khai thác đã

và đang được chú trọng.Với một số mỏ tại bể Cửu Long,bể Nam Côn Sơn,bể Malay – Thổ Chu thì nguồn cung cấp khí cho các nhà máy ở nước ta vẫn ổn định.Khí tự nhiên nước ta là khí ngọt với hàm lượng lưu huỳnh thấp rất phù hợp để làm nguyên liệu cho nhà máy chế biến khí

Trong quy trình chế biến khí thì giai đoạn sấy khô khí nguyên liệu là giai đoạn trước tiên nên nó có vai trò quan trọng trong cả quá trình hoạt động của nhà máy.Sấy khô nhằm mục đích tách hơi nước ra khỏi hỗn hợp khí để tránh tạo hydrat trong các quy trình chế biến tiếp theo khiến cho việc vận chuyển bị cản trở,giảm công suất bơm,quạt,máy nén …

Để hiểu biết kỹ hơn về những vấn đề đã và đang học,trong bài này chúng ta đi tìm hiểu,khảo sát và xây dựng dây chuyền công nghệ của một trong những giai đoạn của quy trình chế biến khí đó là sấy khô khí

PHẦN I.TỔNG QUAN Lí THUYẾT Chương I.Giới thiệu chung về quỏ trỡnh I.1 Giới thiệu chung về sấy khớ

Trong cụng nghiệp hoỏ học,khớ tự nhiờn và khớ đồng hành là nguồn nhiờn liệu quan trọng trong nền kinh tế quốc dõn và cũng là nguồn nguyờn liệu quan trọng trong cụng nghệ tổng hợp cỏc hợp chất hữu cơ.Cỏc sản phẩm chớnh của quỏ trỡnh chế biến khớ đú là:xăng khớ,khớ hoỏ lỏng và cỏc khớ khụ,propan,izo-butan,pentan Tại cỏc giàn khoan,dầu mỏ từ cỏc giờng khoan được chuyển đến cỏc giàn ỏp suất cao,trung bỡnh và thấp.Tại đú cú sự thay đổi ỏp suất,khớ hoà tan thoỏt ra khỏi dầu mỏ và được dẫn đến nhà mỏy chế biến khớ.Dầu mỏ được chuyển đến thựng chứa,tại đú lắng tỏch nước khỏi dầu,sau đú đưa sang ổn định tức là tỏch cỏc cấu tử nhẹ:etan,propan,butan và một phần pentan.Dầu đó ổng định được dẫn đến nhà mỏy chế biến dầu cũn khớ tỏch ra từ cụng đoạn ổn định cũng được dung làm nguyờn liệu cho nhà mỏy chế biến khớ.Những khớ mà được tỏch ra từ dầu mỏ này được gọi chung là khớ đồng hành.[1]

Một nguồn khớ khỏc được khai thỏc trực tiếp từ mỏ khớ nằm sau dưới long đất với thành phần chủ yếu là metan Khớ được khai thỏc từ mỏ khớ như vậy được gọi

là khớ tự nhiờn.[1]

Khớ tự nhiờn và khớ đồng hành được khai thỏc từ lũng đất thường bóo hoà hơi nước và hàm lượng hơi nước phụ thuộc vào nhiệt độ,ỏp suất và thành phần hoỏ học của khớ.Mỗi giỏ trị nhiệt độ và ỏp suất tương ứng sẽ cú hàm lượng nước cực đại cú thể cú nhất định.Hàm lượng nước trong khớ cú thể tạo cỏc hydrat,cản trở quỏ trỡnh vận hành của cỏc thiết bị trong quỏ trỡnh chế biến khớ (như bơm,quạt,mỏy nộn ).Để hạn chế tỏc hại của hiện tượng này,khớ cần được dehydrat bằng cỏch sấy khớ hoặc trộn thờm vào khớ tỏc nhõn ức chế quỏ trỡnh tạo hydrat [1]

I.2 Nguyờn tắc của phương phỏp sấy khụ khớ

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 Cỏc phương phỏp sấy khụ khớ

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 khụ khớ bằng phương phỏp ức chế: [1]

Bản chất của phương phỏp là đưa vào dũng khớ ẩm chất ức chế hoà tan trong nước,kết quả dẫn tới làm giảm ỏp suất riờng phần của hơi nước và hạ nhiệt độ tạo thành hydrat.Hiện nay cỏc chất ức chế ngăn ngừa sự tạo thành hydrat thụng dụng nhất là:

• Sử dụng chất ức chế là CH3OH,cần cú khu vực khử hydrat và khử axit

• Sử dụng chất ức chế glycol,trong thực tế thường sử dụng cỏc loại glycol:EG,DEG,TEG với nồng độ khoảng 60-80% khối lượng.Việc lựa chọn một loại glycol sử dụng đạt hiệu quả cao cho một quỏ trỡnh xử lý nào đú phụ thuộc vào:

- Nhiệt độ đụng đặc và độ nhớt của glycol

- Độ hạ nhiệt độ tạo thành hydrat đối với nồng độ glycol đó cho

- Khả năng hoà tan của glycol trong hydrocacbon ngưng tụ

- Thành phần khớ

Độ hạ nhiệt độ điểm sương của khớ phụ thuộc vào loại chất ức chế,nồng độ của

nú và nhiệt độ khớ tiếp xỳc với chất ức chế

Bảng 1 So sỏnh cỏc ưu nhược điểm của chất ức chế glycol và metanol

Có áp suất hơi bão hoà rất thấp và có khả năng thu hồi rất cao bằng phương pháp vật lý đơn giản là cô đặc các dung dịch nước chứa glycol

Áp suất hơi bão hoà cao do vậy khó tách

ra khỏi dòng khí,việc tái sinh nó rất phức tạp nên lượng tiêu hao chất ức chế lớn trong quá trình làm việc

Chỉ sử dụng được ở nhiệt độ cao hơn -10oC.Ở nhiệt độ dưới -10oC DEG có

độ nhớt cao và khó tách ra khỏi pha lỏng nếu có dầu trong đó

Có thể sử dụng hiệu quả ở bất kỳ nhiệt

thêm các thiết bị loại axit có thể sinh ra

I.3.2 Sấy khô khí bằng phương pháp hấp phụ [1]

Các phương pháp hấp phụ cho phép đạt độ hạ điểm sương tới 100oC ….120oC

và có thể sấy sâu khí đến điểm sương -60oC … -90oC.Trong công nghiệp chế biến khí người ta thường dung chất hấp phụ là silicagel,boxit hoạt tính,oxit nhôm hoạt tính,zeolit 4A và 5A

Bảng 2.Các đại lượng đặc trưng của các chất hấp phụ

Đại lượng đặc trưng Silicagel Oxit nhôm hoạt tính

Boxit hoạt tính Zeolit 4A và 5A Khối lượng

riêng,g/cm3-Khối lượng riêng 2,1 2,2 3,25 3,4 thực

-Khối lượng riêng 0,61 0,72 0,8 0,86 0,8 0,83 0,69 0,72

đổ -Khối lượng riêng 1,2 1,6 1,6 2,0 1,1 biểu kiến

Nhiệt

Hàm lượng nước,

% trọng lượng 4,5 7 7,0 4 6 Thay đổi Nhiệt độ tái sinh,

o C

121 232 177 315 >177 150 350

Khả năng hấp phụ hơi nước,kg nước/100kg chất hấp

Các quá trình hấp phụ có thể thực hiện gián đoạn trong các thiết bị với tầng hấp phụ cố định hoặc liên tục với các thiết bị chứa các lớp hấp phụ chuyển động.Tuy nhiên các quá trình liên tục rất ít khi được sử dụng do các thiết bị công nghệ rất phức tạp.Trong thực tế người ta thường sử dụng ba hoặc 4 tháp trong đó có 1 đến 2 tháp hấp phụ,1 tháp nhả hấp phụ còn một tháp để làm lạnh chất hấp phụ sau ki tái sinh

Trong quá trình làm việc ,khả năng hấp phụ của chất hấp phụ bị giảm dần do tạo cốc trên bề mặt khiến cho xúc tác mất dần hoạt tính.Vì vậy theo chu kỳ 2-3 năm người ta lại phải thay xúc tác một lần tuỳ thuộc vào bản chất và điều kiện làm việc đối với từng chất hấp phụ

I.3.3 Sấy khô khí bằng phương pháp hấp thụ [1]

Phương pháp hấp thụ được sử dụng rộng rãi để sấy khô khí tại các công trình ống dẫn khí cũng như trong các nhà máy chế biến khí Chất hấp thụ sấy khô là những dung dịch nước đậm đặc của monoetylen glycol (EG) , dietylen glycol (DEG) v, trietylen glycol (TEG),propylene glycol (PG)… Sự sấy khô khí bằng các chất hấp thụ này dựa trên sự khác biệt về áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí và trong chất hấp thụ Giá trị điểm sương của khí được đảm bảo bằng dung dịch Glycol

Phương pháp hấp thụ trong sấy khí được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp

vì sơ đồ thiết bị đơn giản,dễ tính toán thiết kế,dễ vận hành,quá trình liên tục nên

có thể tự động hoá,giá thành thiết bị thấp,ít tiêu hao tác nhân sấy,các chất hấp thụ

dễ chế tạo.Các loại glycol tan hoàn toàn trong nước với bất kỳ tỉ lệ nào,các dung dịch này không gây ăn mòn nên thiết bị có thể chế tạo không cần quá đắt tiền Bản chất của quá trình sấy bằng phương pháp hấp thụ là dùng cấu tử có khả năng hấp thụ hơi nước cao đồng thời có khả năng hoà tan hydrocacbon khí thấp khiến cho hỗn hợp khí sau khi hấp thụ có hàm lượng ẩm thấp

Các chất hấp thụ dùng để sấy khí phải đáp ứng những yêu cầu sau:

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

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

- Nhiệt độ sôi khác xa nhiệt độ sôi của nước để dẽ dàng tách nước trong quá trình nhả hấp thụ

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

- Độ chọn lọc cao đối với các cấu tử có mặt trong khí,khả năng hấp thụ hơi nước cao đồng thời khả năng hòa tan thấp các hydrocacbon

có trong khí

- Tính ăn mòn kém

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

- Bền nhiệt,bền oxi hoá

- Không độc hại cho người làm việc và không gây ô nhiễm môi trường

- Giá thành rẻ

So sánh ưu nhược điểm của các dung môi hấp thụ nước:

EG

Ít tan trong khí ngưng tụ Dung dịch đậm đặc không bị đông đặc Độ nhớt thấp tăng khả năng tiếp xúc với hỗn hợp khí

Có khả năng ngăn ngừa tạo hidrat cao hơn DEG và TEG

Áp suất hơi bão hòa cao hơn DEG và TEG nên khả năng mất mát trong quá trình làm việc lớn Độ hòa tan các hydrocacbon cao hơn DEG và TEG

Ưu điểm Nhược điểm

DEG

Độ hút ẩm cao, khá bền khi có mặt các hợp chất lưu huỳnh, O2

và CO2 ở nhiệt độ thường

Dung dịch đậm đặc không bị đông đặc ở nhiệt độ cao có độ chọn lọc cao

Tiêu hao do thất thoát cao hơn TEG Khi tái sinh khó thu được DEG nồng độ

>95% Điểm sương thấp hơn so với TEG Giá thành cao

TEG

Độ hút ẩm cao Tạo điểm sương cho khí sấy cao (27.8 – 47.3oC)

Độ bền cao khi có mặt các hợp chất lưu huỳnh, O2 và CO2 ở nhiệt độ bình thường Khi tái sinh dễ thu được nồng độ cao

>99% Dung dịch nồng độ cao không bị đông đặc Độ bay hơi TEG thấp hơn DEG

Đòi hỏi chi phí đầu tư cao Dung dịch TEG có khả năng tạo màng khi có mặt các hydrocacbon nhẹ Độ hòa tan của hydrocacbon trong TEG cao hơn DEG

Metanol

Giá thành rẻ Được sử dụng chủ yếu trong các hệ thống vận chuyển Điều kiện thường dung dịch đậm đặc không bị đông đặc Có độ nhớt thấp nhất nên khả nẳng tiếp xúc với hỗn hợp khí là cao hơn các glicol

Có áp suất riêng phần cao lên khó tách ra khỏi khí khi tái sinh Tiêu hao lớn

Bảng 3 :So sánh một số đặc tính vật lý của các Glycol (dùng làm khô khí)

Nhiệt độ sôi ở 760 mmHg (oC)

(Kj/Kg.K)

Hỡnh 1: Nhiệt độ đụng đặc của cỏc dung dịch glycol cú nồng độ khỏc nhau

So sánh qua u, nhợc điểm của các chất hấp thụ thì việc lựa chọn dung môi hấp thụ DEG 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

độ sôi 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

sử dụng 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

Chương II.Cơ sở hoá lý của quá trình sấy khí bằng

phương pháp hấp thụ

Định nghĩa: Hấp thụ là quá trình hút khí bằng chất lỏng.Khí được hút được gọi

là chất bị hấp thụ,chất lỏng để hút gọi là dung môi (hay chất hấp thụ),khí không bị hấp thụ gọi là khí trơ

Quá trình hấp thụ được dùng để :

- Thu hồi các cấu tử quý

- Làm sạch khí

- Tách hỗn hợp khí thành từng cấu tử riêng biệt

Trong trường hợp thứ nhất và thứ ba ta bắt buộc phải tiến hành quá trình nhả sau khi hấp thụ để tách cấu tử được hấp thụ ra khỏi dung môi

Khí hoà tan trong lỏng sẽ tạo thành hỗn hợp có 2 cấu tử,2 thành phần và 2 pha.Theo quy tắc pha ta có:

C = n + 2 – k Trong đó:

- C là số bậc tự do, đó là số biến số có thể tuỳ ý biến đổi mà không làm thay đổi số pha của hệ

- n là số cấu tử của hệ

- k là số pha Vậy trong quá trình hấp thụ:

C = n + 2 – k = 2 + 2 – 2 = 2 Với số bậc tự do C = 2 nên cân bằng pha có 2 thành phần.Cân bằng pha được xác định bởi áp suất,nhiệt độ và nồng độ.Nếu nhiệt độ không đổi thì độ hoà tan phụ thuộc vào áp suất.Sự phụ thuộc này được biểu thị bằng định luật Henry

ycb = m.x Trong đó:

- Đối với khí lý tưởng m là hằng số,dung để biểu diễn mỗi quan hệ

ycb= f (x) là đường thẳng.Đối với khí thực m phụ thuộc vào x nên đường cân bằng là đường cong.Hằng số cân bằng được tính:

m = Ψ / p Với:Ψ là hệ số henry tra sổ tay và có thứ nguyên của áp suất

P là áp suất (at)

Để xét vai trò của dung môi trong hấp thụ ta dựa vào phương trình chuyển khối chung và phương trình đường nồng độ làm việc

Phương trình chuyển khối,lượng khí bị hấp thụ được tính:

G = KyF∆Ytb

Trong đó:

- G: Lượng khí bị hấp thụ

- Ky: Hệ số chuyển khối

- F:Tiết diện bề mặt thiết bị

- ∆Ytb:Đông lực trung bình của quá trình

Hình 2.Quan hệ X-Y

Với :X :nồng độ của dung môi,kmol/kmol dung môi

Y :nồng độ của hỗn hợp khí,kmol/kmol khí trơ Trong điều kiện nhất định G là lượng không đổi và có thể coi hệ số chuyển khối Ky cũng không đổi.Do đó bề mặt tiếp xúc pha F chỉ được thay đổi tương ứng với sự thay đổi ∆Ytb ,sao cho tích số F ∆Ytb là không đổi.Bề mặt F thay đổi tức là kích thước thiết bị thay đổi.Khi F tăng thì thiết bị lớn và ngược lại

Từ đồ thị hình 1 ta thấy,khi Yđ, Yc và Xđ cố định thì nồng độ cuối của dung môi được quyết định theo động lực trung bình ∆Ytb ,tức là điểm cuối của đường làm việc AB.Điểm cuối cả đường làm việc dịch chuyển từ A1 đến A4 Đường làm việc BA4 cắt đường cân bằng,lúc này động lực trung bình ∆Ytb nhỏ nhất.Đường BA gần với trục tung nên động lực trung bình là lớn nhất

Vì F∆Ytb không đổi nên ứng với đường AB4 cho ra F lớn nhất và ứng với đường AB cho F bé nhất.Tương tự,tại A4 ta có Xc lớn nhất và tại A có Xc bé nhất.Dựa vào phương trình đường nồng độ làm việc ta cũng thấy tương ứng với đường AB4 có A=Gx/Gtrơ bé nhất (có nghĩa là lượng dung môi bé nhất,còn ứng với đường AB thì Gx/Gtrơ lớn nhất nên lượng dung môi lớn,vì lượng khí trơ Gtrơ không đổi)

Vì vậy,nếu chọn lượng dung môi ít nhất,ta thu được Xc lớn nhưng thiết bị phải rất lớn,trái lại nếu chọn lương dung môi lớn nhất thì thiết bị bé nhưng ta thu được dung dịch có Xc bé.Do đó khi chọn điều kiện làm việc ta cần chọn phù hợp với chỉ tiêu kinh tế,kỹ thuật

c.Ảnh hưởng của nhiệt dộ và áp suất lên quá trình hấp thụ

Nhiệt độ và áp suất là những yếu tố ảnh hưởng quan trọng lên quá trình hấp thụ,mà chủ yếu ảnh hưởng lên trạng thái cân bằng và động lực của quá trình

Từ phương trình Henry ta thấy,khi nhiệt độ tăng thì hệ số Henry tăng,nên đường cân bằng sẽ dịch chuyển về phía trục tung

Hình 3.Ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất lên quá trình hấp thụ a,Ảnh hưởng của nhiệt độ t1 < t2 < t3 ; b,ảnh hưởng của áp suất P1 > P2 > P3

Vì vậy,nếu đường làm việc AB không đổi thì động lực trung bình sẽ giảm,do

đó cường độ chuyển khối cũng giảm theo.Nếu ta cứ tiếp tục tăng nhiệt độ,ví dụ đến

t3 thì không những động lực trung bình giảm mà ngay cả quá trình cũng không thực hiện được (vì đường cân bằng và đường làm việc cắt nhau,nên không thể đạt được nồng độ cuối Xc).Đó là ảnh hưởng xấu của sự tăng nhiệt độ.Tuy nhiên, khi nhiệt độ tăng thì độ nhớt của dung moi giảm (có lợi với trường hợp trở lực chủ yếu trong pha lỏng),vận tốc khí tăng,cường độ chuyển khối cũng tăng theo

Trong trường hợp tăng áp suất,ta thấy hệ số cân bằng m= Ψ/P sẽ giảm,do đó đường cân bằng sẽ dịch chuyển về phía trục hoành,tức là động lực trung bình sẽ tăng lên,quá trình chuyển khối sẽ tốt lên (hình 2).Nhưng sự tăng áp suất luôn kèm theo sự tăng nhiệt độ,nên nó cũng gây ra ảnh hưởng xấu đến quá trình hấp thụ.Mặt khác sự tăng áp suất cũng gây khó khăn về mặt thiết bị, vì vậy quá trình hấp thụ chỉ được thực hiện ở áp suất cao đối với những khí khó hoàn tan.Ví dụ hấp thụ khí

CO2 bằng nước tiến hành ở 17at,thu hồi CO ở áp suất 120at,…

II.2.1.Hàm ẩm [1]

Khí tự nhiên và khí đồng hành khai thác từ các mỏ dưới lòng đất luôn bão hoà hơi nước.Hàm lượng hơi nước có trong hỗn hợp khí phụ thuộc vào áp suất,nhiệt độ

và thành phần khí.Tại mỗi giá trị áp suất và nhiệt độ có thể xác đinh được hàm lượng ẩm tối đa của khí.Hàm ẩm tương ứng với trạng thái khí bão bão hoà hơi nước gọi là hàm ẩm cân bằng hay còn gọi là độ ẩm cân bằng

Để biểu diễn hàm lượng hỏi nước có trong không khí, người ta sử dụng khái niệm: độ ẩm tuyệt đối và độ ẩm tương đối Độ ẩm tuyệt đốt là lượng hơi nước có trong một đơn vị thể tích hoặc một đơn vị khối lượng khí ( và đượ biểu điễn bằng g/m3 khí hoặc g/k khí) Độ ẩm tương đốt là tỷ số giữa khối lượng hơi nước có trong không khí và khối lượng hơi nước tối đa có thể có trong kkhoong khí ở điều kiện bão hòa 9 biểu diễn theo phần trăm hoặc phần đơn vị) Nếu giảm nhiệt độ khí bão hòa hơi nước còn áp suất không đổ, thì một phần hơi nước bị ngưng tụ Nhiệt độ tại dó hơi nước có trong không khí bắt đầu ngưng tụ được gọi alf điểm sương của khí ẩm tại áp suất đã cho

Hàm ẩm của khí phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ của hệ và thành phần hỗ hợp khí Có nhiều phương pháp xác định hàm ẩm của khí trong đó các phương pháp sau phổ biến:

- Sử dụng quan hệ giữa áp suất riên phần và thành phần lỏng hơi

- Sử dụng các đường con thực nghiệm phụ thuộc của hàm ẩm vào nhiệt độ và

áp suất

- Hiệu chỉnh các đường con trên khi có mặt của H2S, CO2, N2

- Sử dụng phương trình dạng P-V-T

• Sử dụng quan hệ giữa áp suất tiêng phần và thành phần lỏng hơi Trường trường hợp áp suất của hệ thấp, tới 400Pa, hỗn hợp khí có thể coi là khí lý tưởng, khi đó có thể áp dụng đinh luật Raoult đối với nước:

P.yw = Ph xw

Trong đó:

P :áp suất tuyệt đối của hệ

yw :phần mol nước trong pha hơi

Ph :Áp suất hơi của nước tại nhiệt độ hệ

xw :phần mol của nước trong pha lỏng (x=1) Phần mol xw trong pha lỏng có thể lấy bằng 1 bởi vì pha lỏng không pha trộn.Như vậy,nếu biết áp suất của hệ và áp suất hơi riêng phần của hơi nước ta có thể tính được phần mol của nước trong pha hơi

• Sử dụng đường cong thực nghiệm Xác định hàm lượng nước trong khí có ý nghĩa rất quan trọng trong tính toán quá trình sấy khí.tính toán lương nước ngưng tụ trên đường ống dẫn khí…

Giả dụ tại một điểm trên đường con ở hình IV.1, xác định được hàm lượng nước là 200kg/106 m3 Cũng trên đường con đó dịch xuống phía dưới xác định được 1 điểm ứng với hàm lượng nước là 100kg/106 m3, cos nghĩa là lượng nước dư

đó nếu không được lấy ra thì sẽ có 100kg nước ngưng tụ trên đường ống dẫn 106

m3 khí Lượng nước này có thể ở dụng hydrat, ngăn cản quá trình vận chuyển khí trên đường ống, hoặc gây ăn mòn đường ống và thiết bị Quá trình dehydrat hay còn gọi là quá trình sấy khí sẽ làm hạn chế sự ngưng tụ hơi nước có trong khí

Hình 3 được sử dụng để xác định hàm ẩm cho khí tự nhiên khô ngọt, với sai

số 6… 10% Tuy nhiên sự có mặt CO2 và H2S trong khí với hàm lượng đáng kể sẽ làm cho kết quả nhận được có sai số lớn hơn Vì vậy, ứng dụng thực tế chấp nhận được khi nồng độ CO2 và H2S nhỏ và áp suất thấp

Hình 4 Hàm lượng ẩm của khí tự nhiên khô ngọt

II.3.Sự tạo thành hydrat của hệ hydrocacbon-nước [1]

II.3.1.Cấu trúc tinh thể hydrat [1]

Nước có trong hỗn hợp khí luôn luôn tạo thành hydrat với các cấu tử có trong thành phần hỗn hợp khí.Các hydrat này có cấu trúc tinh thể và về bản chất là các dung dịch rắn,còn dung môi là các phân tử nước lien kết với nhau bằng liên kết hydro.Các phân tử hydrocacbon nhẹ (như metan,etan,propan,butan) thâm nhập vào

mạng lưới này tạo thành mạng tinh thể hydrat bền vững.Về cấu trúc các tinh thể hydrat có hai loại ô mạng cơ sở như hình 3

Các chấm tròn chỉ các phân

tử nước,các đoạn thẳng chỉ liên kết hydro.Bằng phương pháp nhiễu xạ Rơnghen đã cho thấy cấu trúc tinh thể hydrat có dạng 12 mặt,mỗi mặt

là hình 5 cạnh.Cấu trúc này có thể biến đổi thành các dạng 14 mặt và

Hình 5.Ô mạng cơ sơ của tinh thể hydrat

dạng 14 mặt.Các phân tử metan có thể chui vào bất kỳ lỗ trống nào,trong khi các phân tử etan chỉ có thể chui vào các lỗ trống lớn.Nhưng cũng có một vài ô mạng không bị các phân tử hydrocacbon chui vào chiếm chỗ,do các phân tử này có định hướng không phù hợp.Các hydrocacbon có cấu trúc phân tử cồng kềnh hơn như propan và butan không thể chui vào các lỗ trống thuộc dạng cấu trúc I này

Dạng ô mạng tinh thể thứ hai,cấu trúc II,16 mặt,có hằng số mạng là 17Ǻ.Ô mạng cơ sở chứa 136 phân tử nước.Với cấu trúc chứa 16 lỗ trống nhỏ dạng 12 mặt

và 8 lỗ trống lớn dạng 12 mặt (có 4 mặt 6 cạnh và 12 mặt 5 cạnh).Dạng cấu trúc II này có thể bẫy được các phân tử lớn như propan,n-butan,izo-butan

Ngoài các yếu tố kích thước phân tử,yếu tố thứ hai ảnh hưởng đến sự hình thành hydrat là tính hoà tan trong nước của các hydrocacbon.Sự có mặt của các tạp chất như H2S ,CO2 ,N2 có ảnh hưởng đáng kể đến sự tạo thành hydrat

II.3.2.Cân bằng của quá trình tạo hydrat [1]

Trên hình 4 là các đường đặc trưng của quá trình tạo hydrat của các cấu tử trong khí tự nhiên,cho biết điều kiện hình thành hydrat: miền phía dưới và bên phải các đường này không tạo thành hydrat.Ở giá trị nhiệt độ nào đấy đường cân bằng

trở thành thẳng đứng,giá trị nhiệt độ đó được gọi là nhiệt độ cực đại của quá trình tạo hydrat của các cấu tử đó

Hình 6: Điều kiện tạo hydrat của các cấu tử trong khí tự nhiên

Ví dụ:Hình 5 mô tả đặc tính của hệ propan-nước:

Hỡnh 7:Điều kiện tạo hydrat của propan

Ở ToC < 0oC (32oF):tồn tại cả hai dạng nước đỏ và hydrat ở phớa trờn đường cong cõn bằng,cũn ở phớa dưới đường cong chỉ cú nước đỏ và hơi

Ở ToC > 0oC (32oF): hydrat ở pha rắn chỉ cú bờn trỏi đường cong cõn bằng tạo hydrat.Nhiệt độ tại ranh giới giữa hai miền là nhiệt độ cực đại tạo hydrat của cấu tử tinh khiết (trong truũng hợp này là propan)

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 liên kết ete, nó tan vô hạn trong nớc sau đó độ tan giảm nhanh khi nồng độ tăng Khi tan 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 giữa các phân tử xuất hiện liên kết hydro bền vững vì vậy nó dễ dàng hấp thụ nớc Quá trình sấy khí bằng DEG dựa trên những tính chất vật lý của DEG ( vì đây là hấp thụ vật lý ) nh nhiệt độ đông đặc, áp suất hơi bão hoà, nhiệt độ tiếp xúc, độ nhớt, độ hạ nhiệt độ tạo hydrat đối với nồng độ DEG đã cho, nhiệt độ tái sinh, khả năng bền oxy 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.4.1 Một số tớnh chất húa lý của DEG [3]

Các glycol là những dung môi lỏng (hay các rợu đa chức) dùng trong quá trình sấy 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 chất hấp thụ trên thì ta dùng chất hấp thụ - sấy khô khí là hiệu quả nhất cả về vốn, đầu t

và năng suất

Bảng 4 :Một số tớnh chất húa lý của dung mụi DEG:

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

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 sự tăng 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 DEG trong 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 dầu trong đó Còn khi nhiệt độ vào khoảng -80C  - 70C thì DEG trở thành chất rắn Vì vậy, để giảm độ nhớt của dung dịch DEG ngời ta thêm các dung môi hữu cơ Các

dung 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)

Bảng 5: Giới hạn nồng độ cho phép của dung dịch DEG (% khối lợng) cần phải duy trì trong hệ ở các nhiệt độ khác nhau

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

II.4.2 Sự phụ thuộc áp suất hơi bão hoà của dung dịch DEG vào nhiệt độ.[1]

Trên hình 4 (phụ lục) 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 206 0C, 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 8 Đồ thị phụ thuộc ấp suất hơi bão hoà của dung dịch II.4.3 Sự phụ thuộc nhiệt độ điểm sơng của hỗn hợp khí vào nhiệt độ tiếp xúc 0,2

DEG vào nhiệt độ (1-120)

0.1

với dung dịch DEG.[1]

Trên hình 2 (phụ lục) 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 s-

ơng của khí tới-2-05-0 1

C0, 0còn2d0 u4n0g d60ịc8h09181%0 1ở50cùn2g10nhiệt độ có khả năng giảm điểm s-

SVTH:Lờ Anh Tuấn-CNCN Hoỏ Dầu-K55 Trang 25

điểm sơng T khi biế9t0nồng độ dung dịch DEG và nhiệt độ tiếp xúc

95

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

98

270C, có khả năng hạ

99điểm 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 Độ9h9ạ,5điểm sơng còn phụ thuộc vào lu lợng tới của dung dịch DEG

99,85 99,96

Hình 9 Sự phụ thuộc nhiệt độ điểm sơng của hỗn hợp khí vào nhiệt độ tiếp xúc với các dung dịch DEG (1 – 119)

Đồ án chuyên ngành GVHD:PGS.TS.Lê Minh Thắng

Chương III.Các quy trình công nghệ sấy khí bằng

2.Tháp hấp thụ 3.Tháp nhả hấp thụ 4.Thiết bị trao đổi

5 Thiết bị đun sôi đáy tháp 6.Thiết bị làm lạnh 7.Tháp tách

Khí được đưa vào thiết bị tách pha (1) để tách sơ bộ dòng nguyên liệu.Qua thiết bị tách pha khí nguyên liệu được đưa vào đáy của tháp hấp thụ (2) Trong tháp hấp thụ (2) dòng khí đi từ dưới lên trên,dòng glycol đã tái sinh được bù thêm lượng glycol mất mát sẽ được đưa vào đĩa trên cùng và đi từ trên xuống.Trong tháp hấp thụ này xảy ra sự tiếp xúc pha giữa pha lỏng của glycol và dòng khí nguyên liệu,sản phẩm đi ra ở đáy tháp là dòng dung môi bão hoà.Khí sản phẩm đi ra khỏi tháp hấp thụ ở trên đỉnh và đi vào thiết bị tách pha để tách glycol bị cuốn theo và ta

có được sản phẩm dòng khí khô đi ra trên đỉnh của thiết bị tách pha.Dung môi bão hoà sau khi được lấy ra ở đáy của tháp hấp thụ (2) được đưa qua thiết bị trao đổi nhiệt (4) để trao đổi nhiệt với dòng glycol tái sinh.Dòng glycol tái sinh này sau đó được làm lạnh ở thiết bị làm lạnh (6) để đưa dung môi về nhiệt độ vần thiết trước khi đi vào tháp hấp thụ.Dung môi bão hò sau khi được làm nguội ở thiết bị trao đổi nhiệt (4) thì được đưa vào tháp tách (7).Tại tháp tách (7) ta thu được sản phẩm là dòng khí còn lại trên đỉnh của tháp còn dung môi bão hoà được đưa vào thiết bị nhả hấp thụ (3).Tại tháp nhả hấp thụ (3) xảy ra quá trình chưng để tách hỗn hợp glycol và nước.Sản phẩm glycol đặc có nhiệt độ sôi cao được lấy ra ở dưới đáy tháp là glycol tái sinh ta đem đi tuần hoàn lại để hấp thụ dòng nguyên liệu ẩm,dòng hơi được quay lại tháp nhả hấp thụ Sản phẩm hơi nước có nhiệt độ sôi thấp được lấy ra ở đỉnh tháp và được làm lanh trước khi vào thiết bị tách pha.Tại thiết bị tách pha này ta thu được sản phẩm chủ yếu là dòng nước sạch.nước này một phần sẽ được tuần hoàn lại tháp nhả hấp thụ và 1 phần được đem đi sử dụng cho mục đích khác.Sản phẩm trên đỉnh của thiết bị tách pha này là một lượng nhỏ còn sót lại của hơi khí hydrocacbon

Lựa chọn các thiết bị chính cho công nghệ

a.Tháp hấp thụ và tháp nhả hấp thụ[2]

Tháp hấp thụ và tháp nhả hấp thụ là hai trong những thiết bị quan trọng nhất của dây chuyền công nghệ.Do quá trình hấp thụ và nhả hấp thụ ngược nhau nên hai quá trình này có thể dung thiết bị như nhau nhưng ở những điều kiện vận hành khác nhau.Vai trò của tháp hấp thụ và tháp nhả hấp thụ trong việc sấy khí tương tự như vai trò của các thiết bị phản ứng trong các công nghệ chế biến khác như cracking,reforming…Tháp hấp thụ và nhả hấp thụ có nhiều loại nhưng chúng có cùng yêu cầu căn bản là có bề mặt tiếp xúc lớn để tăng hiệu suất của quá trình Do vậy việc lựa chọn tháp như thế nào có một vai trò quan trọng giúp cho dây chuyền

công nghệ vận hành ổn định với năng suất thiết kế và kèm theo đó ta có thể tiết kiệm chi phí sản xuất

Các loại thiết bị hấp thụ chính:

• Thiết bị hấp thụ loại bề mặt Thiết bị hấp thụ loại bề mặt khá đơn giản.Trong thiết bị,khí và lỏng chuyển động ngược chiều nhau trên bề mặt thoáng của chất lỏng (hình 10 và 11).Loại thiết bị này có bề mặt tiếp xúc pha bé nên thường chỉ được dùng khi chất khí hoà tan trong lỏng (ví dụ hấp thụ khí hydroclorua bằng nước lạnh).Các loại thiết

bị này thường được mắc nối tiếp nhau thành từng dãy.Trong trường hợp cần làm nguội trong quá trình hấp thụ người ta thường tưới nước lên bề mặt thiết bị hoặc nhúng toàn bộ thiết bị vào trong bể nước lạnh

Hình 11.Thiết bị hấp thụ loại bề mặt kiểu vỏ

Hình 12.Thiết bị hấp thụ loại bề mặt kiểu ống

• Thiết bị hấp thụ loại màng

Thiết bị có cấu tạo đơn giản và được phân thành 2 loại và loại ống và loại tấm

-Thiết bị loại ống:Có cấu tạo giống thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm (hình 12).Chất lỏng chảy dọc theo thành ống từ trên xuống,chất khí đi từ dưới lên tiếp xúc với màng chất lỏng và quá trình hấp thụ được thực hiện ở màng chất lỏng trên thành ống.Để lấy nhiệt hấp thụ người ta cho nước lạnh vào khoảng giữa các ống.Đường kính ống từ 25-50mm

Hình 13.Thiết bị hấp thụ màng kiểu ống 1.Thân

2.Ống

-Thiết bị loại tấm:Gồm các bản xếp thẳng đứng song song với nhau ở khoảng cách nhất định (hình 13).Bản có thể được chế tạo bằng kim loại,chất

Loạ này gồm than 1 và hệ thố trong thiết bị sẽ tiếp xúc với ra.Loại thiết bị này không phù

 Thiết bị loại tháp đĩa

Có nhiều thiết bị khác nhau được đĩa được ứng dụng rộng rãi.Tron đệm hay tháp chóp

Tháp đệm hình trụ,bên trong có

đổ đầy đệm.Tuỳ theo từng điều kiện cụ thể mà người ta có thể chọn loại đệm cho phù hợp

Tháp đệm có những ưu điểm sau:

- Có cấu tạo đơn giản

dẻo…Chất lỏng sẽ đi từ trên xuống chảy thành màng trên bề mặt bản nhờ bộ phân phối 2.Khí đi ngược chiều từ dưới lên

Thiết bị loại màng có những ưu điểm sau:

+/ Trở lực rất nhỏ +/ Vận tốc chất lỏng lớn (5m/s) Nhược điểm:

+/ Hiệu suất thấp khi chiều cao lớn +/ Khó phân bố đều chất lỏng

• Thiết bị hấp thụ loại phun Hình 14.Thiết bị hấp thụ màng kiểu tấm

1 Bản

2 Phân phối chất lỏng

ng vòi phun 2.Những hạt chất lỏng được phun ra dòng khí đi từ dưới lên và quá trình hấp thụ xảy hợp với khí khó hoà tan

Hình15.Thiết bị loại vòi phun 1.thân

2.Vòi phun

sử dụng cho quá trình hấp thụ nhưng loại tháp

g loại tháp đĩa người ta thường sử dụng tháp

- Có bề mặt tiếp xúc pha lớn,hiệu suất cao

- Trở lực trong tháp không lớn lắm

- Giới hạn làm việc tương đối rộng Tuy nhiên tháp đệm có nhược điểm là khó làm ướt đều đệm.Do đó nếu áp suất cao quá thì chất lỏng phân bố không đều.Vì vậy,người ta hải chia tầng và ở mỗi tầng có đặt them bộ phận phân phối chất lỏng

Chế độ làm việc của tháp đệm:

Trong tháp đệm,chất lỏng chảy từ trên xuống,phân bố đều trên bề mặt đệm khí đi từ dưới lên phân tán trong lỏng.Tuỳ thuộc vào vận tốc khí mà chế độ thuỷ động trong tháp đệm là chế độ chảy dòng,xoáy hay sủi bọt.Ở chế độ dòng,vận tốc khí còn bé,lực hút phân tử lớn hơn lực ỳ nên chuyển khối được quyết định bằng khuếch tán phân tử.Tăng dần vận tốc khí đến khi lực ỳ bằng lực phân tử quá trình chuyển khối được quyết định không chỉ bằng khuếch tán phân tử mà còn có khuếch tán đối lưu.Chế độ thuỷ đông chuyển sang chế độ chảy quá độ.Nếu tiếp tục tăng tốc độ của dòng khí nữa lên ta có chế độ xoáy và quá trình chuyển khối được quyết định bởi khuếch tán đối lưu.Đến một giới hạn nào đó của vận tốc khí sẽ xảy ra hiện tượng đảo pha.Lúc này chất lỏng sẽ choán toàn

bộ tháp và trở thành pha liên tục,còn khí phân tán vào lỏng và trở thành pha phân tán,vận tốc ứng với điểm đó gọi là vận tốc đảo pha.Do khí sục vào lỏng nên tạo bọt

Theo thực nghiệm thì quá trình thì quá trình chuyển khối ở chế độ sủi bọt là tốt nhất,song trong thực tế tháp đệm chỉ làm việc ở chế độ đảo pha vì nếu tăng tốc

độ dòng khí quá cao sẽ rất khó đảm bảo quá trình ổn định.Ở chế độ này chất lỏng chảy thành màng bao quanh đệm nên còn gọi là chế độ màng

Chế độ làm việc tháp chóp:

Tháp đĩa chóp là tháp gồm nhiều đĩa và trên đĩa có lắp nhiều chóp.Trên mỗi đĩa có ống chảy chuyền để vận chuyển chất lỏng từ đĩa này đến đĩa khác.Số ống chảy chuyền phụ thuộc vào kích thước tháp và lưu lượng chất lỏng.Ống chảy chuyền được bố trí theo nhiều cách khác nhau.Khí đi từ dưới lên qua ống hơi vào chóp qua khe chóp để tiếp xúc với chất lỏng trên đĩa.Chóp thường có cấu tạo tròn,than tháp có cấu tạo tròn để khí đi qua

Hình 16:Chế độ làm việc của tháp đĩa chóp Hiệu quả của quá trình phụ thuộc rất nhiều vào vận tốc khí,nếu vận tốc khí bé thì khả năng sục khí kém nhưng nếu vận tốc khí quá lớn sẽ làm bắn chất lỏng hoặc cốn chất lỏng theo

b.Thiết bị tách pha [5]

Tuỳ theo hình dáng bình tách mà ta có các hình dáng sau:Bình tách đứng,bình tách ngang

Theo số pha thì ta có bình tách 2 pha và bình tách 3 pha

Để chọn đúng loại bình tách phải dựa vào các ứng dụng kỹ thuật cũng như các chỉ tiêu kinh tế và ưu,nhược điểm của từng loại

phép

Van an toàn nhằm bảo vệ bình tách khỏi áp suất cao vượt quá áp suất cho

Các bình tách thường bao gồm 4 khu vực : -Phần 1:Phần tách khí chủ yếu,nơi xảy ra quá trình tách chủ yếu phần chất lỏng tự do trong dòng hỗn hợp lỏng khí

-Phần 2:Phần lắng chất lỏng -Phần 3:Phần chứa chất lỏng -Phần 4:Phần bẫy các giọt chất lỏng liên kết chúng lại và rơi xuống

• Bình tách đứng : Sản phẩm vào bình tách phải qua bộ phận dẫn hướng gây ra việc tách sơ bộ bởi

ba tác động đồng thời:trọng lực,ly tâm và va chạm.Khí được tách bay lên phía trên ,trong khi chất lỏng rơi xuống nơi chứa,các giọt lỏng nhỏ được thu hồi nhờ màn chắn sương

Ưu điểm:Bình tách đứng có thể điều khiển lượng tương đối lớn chất lỏng mà

không bị cuốn theo dòng khí,nó điều khiển mức thấp hơn.Thường dung cho những giếng có tỉ lệ khí dầu từ thấp đến trung bình.Bình tách đứng cũng có thể kiểm soát cát,hạt rắn,khuynh hướng chất lỏng bay hơi trở lại được giảm thiểu vì diện tích mặt cắt ngang bé,đây cũng là một ưu điểm vì nó chiếm không gian bé phù hợp giàn khai thác chật hẹp

Nhược điểm:Chi phí chế tạo,vận chuyển đến nơi lắp đặt cao.Khi hai bình tách

có cùng công suất thì bình tách đứng thường có kích thước lớn hơn bình tách ngang

• Bình tách ngang : Loại bình tách này có thể dạng ống đơn hoặc ống kép

Trong bình tách ống đơn sản phẩm qua lối vào đến tấm chắn tại đây cũng diễn

ra quá trình tách sơ bộ,chất lỏng rơi xuống nơi chứa,nơi khí ra cũng có màn chắn sương

Trong bình tách ống kép,ống trên hoạt động như bình tách trong khi ống dưới

có chức năng tồn trữ chất lỏng.Khí di chuyển ống trên với vận tốc cao hơn

Ưu điểm:Bình tách loại này có thể tách 3 pha khí-dầu-nước,bình tách ngang có

diện tích tiếp xúc dầu khí lớn,cho phép khí thoát ra nhanh hơn.Vì thế nó có thể

xử lý thể tích khí nhiều,tính kinh tế và hiệu suất cao,chi phí chế tạo rẻ,chi phí vận chuyển thấp hơn so với bình tách đứng.Chúng cũng thuận lợi hơn cho việc lắp đặt và bảo hành.Bình tách ngang hạn chế dòng rối và tạo bọt.Với cùng một công suất cho trước bình tách ngang nhỏ hơn và rẻ hơn bình tách đứng.Bình tách ngang thường dùng cho những giếng có tỉ lệ khí-dầu (GOR) cao

Nhược điểm:Bình tách ngang khó điều khiển mức,không gian dao động mức bị

giới hạn.Việc làm sạch gặp khó khan vì thế không thuận tiện cho những giếng nhiều cát.Bình tách ngang chiếm không gian lớn nhưng có thể giảm thiểu bằng cách xếp chồng các bình tách

• Nguyên lý tách :

Có nhiều kỹ thuật khác nhau ứng dụng vào việc tách lỏng-khí nhưng có thể xếp vào hai loại là tách cơ học và tách hoá phẩm dựa trên nguyên tắc cân bằng nhiệt động khí lỏng.Bình tách cơ học theo 3 cơ chế:tách nhờ trọng lực,tách nhờ ly tâm và tách nhờ va đập