Tính toán thiết kế hệ thống sấy khô khí thiên nhiên bằng phương pháp hấp phụ sử dụng tác nhân sấy là zeolit a - Pdf 25

ĐỚ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
Tính toán thiết kế hệ thống sấy khô khí thiên nhiên bằng
phưong pháp hấp phụ sử dụng tác nhân sấy là zeolitA
Giáo viên hướng dẫn: PGS. TS. NGUYỄN
thị minh hiển Sinh viên thực hiện : PHẠM
VĂN CƯƠNG Lóp : 03NA - 05 HOÁ
DẨU
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI KHOA
CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC
BỘ MÔN HŨU Cơ - HOÁ DẦU
£0^0 3
2
3
4
MỤC LỤC
Phần I: Tổng quan Trang
ĐỚ ÁN TỐT NGHIỆP
^ X,
u I
1 Tjl ' ti
G,
^ = 1,66(2)
PHẦN I: TỎNG QUAN
I. MỎ ĐẦU
Khí tự nhiên và khí đồng hành được khai thác trong lòng đất,là hon hợp các hydrocacbon của
dãy metan gồm có: CH
4
, C
2
H

, C
3
Hg, C
4
H
10
) thâm nhập vào mạng
lưới này tạo thành mạch tinh thể hydrat bền vững, chúng có thể bịt kín đường ống dẫn gây khó
khăn cho việc vận chuyển và làm việc của bơm.
Tại mỗi giá trị áp suất và nhiệt độ nhất định, khí thiên nhiên bão hòa hơi nước có khả năng
tạo hydrat. Khi nhiệt độ không thay đôi, sự tạo hydrat xảy ra ở áp suất càng lớn với hydrocacbon có
trọng lượng phân tử càng nhở. Qúa trình hydrat hóa xảy ra khi áp suất riêng phần của hơi nước
trong hỗn hợp khí lớn hơn áp suất hơi bão hòa của hydrat. Như vậy khi giảm hàm lượng ẩm trong
khí sao cho áp suất riêng phần của nước nhỏ hơn áp suất hơi bão hòa của hydrat trong khí thiên
nhiên.
Trong hỗn hợp thành phần khí nếu có hàm ấm lớn, đặc biệt có CƠ2 và H
2
0 trong thành phần
khí nó sẽ gây ăn mòn đường ống và thiết bị. Neu khi dùng khí làm nguyên liệu âm có thê ngưng tụ
tạo dòng hai pha khí - lỏng trong đường ống dẫn đến việc phát triển thành nút và xảy ra sự cố ở vòi
5
đốt.
Còn trong công nghiệp tống hợp hữu cơ hóa dầu, sự có mặt của CO2, H2O, H2S, làm ảnh
hưởng xấu đến sản phấm. Như trong nguyên liệu phản lực có chứa hơi nước làm giảm nhiệt trị,
giảm công suất động cơ, trong dầu FO chứa H
2
S sẽ gây ăn mòn thiết bị
Vì vậy ngoài việc làm ngọt khí thì sấy khí trước khi đi chế biến tiếp hoặc đem sử dụng là
một công đoạn rất cần thiết trong công nghiệp chế biến khí
ĨI. KHAI THÁC. CHÉ BIỂN KHỈ Ớ VIẺT NAM. VAI TRÒ CỦA KHÍ THIỂN NHIÊN TRONG

Canada đứng thứ hai về sản xuất các họp chất chứa lun huỳnh từ công nghiệp chế biến khí
Ngày nay nhu cầu sử dụng nhiên liệu khí rất lớn mà nguồn nguyên liệu này ngày càng khan
6
hiếm vì vậy chúng ta phải khai thác và sử dụng một cách họp lý nhất. Đây là vấn đề đang được thế
giới rất quan tâm
2. Khai thác và chế biến khí ở Vỉêt Nam
Ngành dầu khí ở VN đang phát triển rất mạnh, với trữ lượng khí lớn theo tính toán của công
ty BP, trữ lượng khí vào khoảng 300 - 400 tỷ m
3
. Trước đây mới phát triển ở Tiền Hải (Thái Bình),
gần đây với những kết quả thăm dò khu vực sông Hồng có trữ lượng khí khá lớn, ở thềm lục địa
miền Trung đã phát hiện thêm một số mỏ khí nhưng thành phần khí có lượng C0
2
quá cao (đến
75%), vì vậy hàm lượng hydrocacbon không đáng kế nên không có giá trị kinh tế sử dụng như một
nguồn hydrocacbon thiên nhiên.
Trên thềm lục địa phía nam thành phần khí tạp chất (H
2
S và CO2) trong khí đồng hành ở các
mỏ Bạch Hố, Đại Hùng là khá thấp (0,4 + 4%) rất thuận lợi cho chế biến và sử dụng. Các mở dầu
và khí lần lượt được phát hiện và đi vào khai thác: mỏ Bạch Hố (1986), khu vực khai thác số 1 của
mỏ Rồng, Đại Hùng (1994).
Mỏ Bungakekwa (7-1997), các khu vực số 2 của mỏ Rồng và các mỏ
Rubi,
Rạng Đông trữ lượng khoảng 30 50 triệu tấn, mỏ khí Lan Tây, Lan
Đở trữ lượng khoảng 58 tỷ m
3
khí cũng lần lượt đi vào khai thác
Từ mỏ dầu Bạch Hổ, Rồng và Đại Hùng đã tiến hành thu gom khí đồng hành và đưa vào nhà
máy chế biến khí ở Dinh Cố(Bà Rịa - Vũng Tàu). Công suất khai thác khí đồng hành là 1 tỷ

7
Với tiềm năng lớn về khí, nước ta có điều kiện phát triến ngành công nghiệp dầu khí trên
toàn lãnh thổ. Việc khai thác và sử dụng tài nguyên thiên nhiên quý giá này trong tương lai công
nghiệp dầu khí sẽ là ngành trọng tâm, đóng vai trò đáng kể vào sự phát triển của đất nước.
ĨII. GĨỚĨ THIÊU VÈ CHẮT HẢP PHU.
1. Giới thiêu chung
Những chất hấp phụ không xốp được điều chế bằng phương pháp kết tủa từ dung dịch hoặc
bằng cách tán nhỏ, một vật rắn thường có bề mặt riêng bé(l-20m
2
/g) cho nên ứng dụng của chúng bị
hạn chế. Những chất hấp phụ không xốp cũng có thể có bề mặt lớn(hàng trăm m
2
/g), nếu chúng có
độ phân tán cao như muội than, muội si lie, điều chế bằng cách đốt cháy không hoàn toàn các họp
chất hữu cơ. Các bột mịn này thường được dùng làm chất độn trong vật liệu cao phân tử
8
Đe làm chất hấp phụ, chất sấy khô, chất mang hoặc chất xúc tác thông thường người ta sử dụng chất hấp phụ
xốp có bề mặt trong lớn. Nhừng chất hấp phụ có lỗ xốp bé thường là than(than gồ, than xương, than xọ dừa)silicagel,
alumogen, alumosilicagel, silicat tự nhiên,
Zeolit là các aluminosilicat tinh thê có kích thước mao quản(pore) rất đồng đều, cho phép chúng phân chia( rây )
các phân tủ’ theo hình dáng và kích thước xác định.
Thành phần hóa học của zeolit có thể được biếu diễn như sau: M
2
/
n
.Al20
3
.xSi02.yH
2
0 Trong đó : M

Trong một số trường họp chất bị hấp phụ có thể xuyên qua lóp bề mặt và đi vào thế tích chất hấp phụ. Hiện
tượng đó gọi là sự hấp thụ, ngược lại với hấp thụ quá trình đi ra của chất bị hấp phụ khỏi bề mặt được gọi là sự giải hấp
phụ.
Khi sự hấp phụ đạt đến trạng thái cân bằng thì tốc độ hấp phụ bằng tốc độ giải hấp phụ
Các chỉ tiêu của chất hấp phụ zeolit:
Chỉ tiêu Zeolit
Kích thước hạt, mm 1,6-3,2
Độ xôp bên trong, % 30-55
Tỷ trọng rời, kg/m
3
480-800
Đường kính trung bình lô xôp,nm 0,3-1,0
Bề mặt hấp hoạt động trung bình m
2
/g 500-800
Dung tích hâp phụ của chât hâp phụ của chât hâp phụ răn
g/g theo nước
0,2-0,65
Nhiệt dung kJ/kg,°C 0,837
Độ dẫn nhiệt kJ/m
2
.h.°C 0,837
Nhiệt lượng hâp phụ cực đại tính trên đon vị khôi lượng
chất hấp phụ kJ/kg nước
4187
10
ZeolitA là aluminosilicat loại zeolit tống hợp có cấu tạo khác với zeolit tự nhiên, cấu trúc của nó có dạng mạng
lưới lập phương đơn giản tương tự như kiếu liên kết trong tinh thế muối NaCl, với các nút mạng lưới là các bát diện cụt.
Đối với zeolitA tỷ số Si/Al = 1 nên số nguyên tử Si và AI trong mỗi một đơn vị sodalit bằng nhau.Vì vậy với mỗi
bát diện cụt được tạo bởi 24 tú’ diện có 48 nguyên tử o làm cầu nối, vậy còn dư 12 điện tích âm. Đe trung hòa hết các

khô vật liệu mà người ta tiến hành các phương pháp tách ẩm ra khỏi vật liệu theo các cách sau:
•- Phương pháp cơ học: Là dùng máy ép, máy lọc, máy ly tâm để tách nước, phương pháp này được dùng khi
không cần tách triệt đế mà chỉ cần tách sơ bộ một lượng nước ra khỏi vật liệu.
•- Phương pháp hóa lý: Là dùng một hóa chất có tính hút nước cao đê tách âm ra khởi vật liệu như: CaCb khan,
H2SO4 đậm đặc, silycagel phương pháp này có thể tách được tương đối triệt để ẩm ra khỏi vật liệu, nhưng đắt và
phức tạp nên phương pháp này chủ yếu đế hút âm trong một hồn hop khí để báo quản máy và thiết bị
•- Phương pháp nhiệt: Dùng nhiệt năng làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu là phương pháp được sử dụng rộng rãi
nhất trong công nghiệp và trong đời sống.
Sấy là quá trình dùng nhiệt năng đế làm bay hơi nước ra khỏi vật liệu sấy. Quá trình này có thế tiến hành bay hơi
tự nhiên bằng năng lượng tự nhiên như: năng lượng mặt trời, năng lượng gió (gọi là quá trình phơi sấy tự’ nhiên).
Dùng phương pháp này thì đỡ tốn nhiệt năng, nhưng không chủ động điều chỉnh được tốc độ của quá trình theo yêu cầu
kỹ thuật, năng suất thấp bởi vậy, trong các ngành công nghiệp người ta thường tiến hành quá trình sấy nhân tạo(dùng
năng lượng do con người tạo ra). Tùy theo phương pháp truyền nhiệt, trong kỹ thuật sấy người ta chia ra:
a) Sấy đối lưu: Là phương pháp cho tiếp xúc trục tiếp vật liệu sấy với không khí nóng, khói lò (gọi là tác nhân
sấy).
11
b) Say tiếp XÚC’. Là phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc trực tiếp với vật liệu sấy, mà tác nhân sấy
truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếp qua một vách ngăn.
c) Sấy bằng tia hồng ngoại: Là phương pháp sấy dùng năng lượng của tia hồng ngoại do nguồn nhiệt phát ra
truyền cho vật liệu sấy.
d) Say bằng điện cao tần: Là phương pháp sấy dùng năng lượng điện trường có tần số cao để đốt nóng trên toàn
bộ bề dày của lớp vật liệu.
e) Say thăng hoa: Là phương pháp sấy trong môi trường độ chân không rất cao, nhiệt độ thấp, nên ấm tự do trong
vật liệu đóng băng và bay hơi từ trạng thái rắn thành hơi không qua trạng thái lỏng.
Ba phương pháp sấy c,d,e ít được sử dụng trong công nghiệp, nên gọi là các phương pháp sấy đặc biệt.
Quá trình sấy là quá trình chuyển khối có sự tham gia của pha rắn rất phức tạp vì nó bao gồm cả quá trình
khuyếch tán bên trong vật liệu rắn, bên ngoài vật liệu rắn đồng thời với quá trình truyền nhiệt. Đây là một quá trình nối
tiếp, tốc độ của toàn bộ quá trình được quyết định bởi giai đoạn nào chậm nhất. Ngoài ra, tùy theo phương pháp sấy đã
nêu ở trên mà nhiệt độ là yếu tố thúc đẩy hoặc cản trở quá trình di chuyển ẩm từ trong lòng vật liệu sấy ra bề mặt vật
liệu sấy.

3
2. Đô âm tương đôi của khỉ âm
Độ âm tương đôi của khí âm hay còn gọi là mức độ bão hòa hơi nước là tỷ số của lượng hơi nước chứa trong lm
khí, với lượng hơi nước chứa trong 1 m
3
khí ẩm đó đã bão hòa hơi nước ở cùng nhiệt độ và áp suất, ký hiệu là cp, đơn vị
là %
(p= £ỉ-
Pbh
Gần đúng ta coi hỗn hợp không khí tuân theo phương trình trạng thái
khí lý tưởng PV = RT hay (p = — =
V RT
p
Do đó (p
h
= và cpbh =
Vì R
h
= Rbh nên (p = = -ậ-
R
h
T R
hh
T p
bh
(p
h
: Khối lượng riêng của hơi nước trong lm
3
khí ẩm; kg/m

=
p - Ph (P: Áp suất chung của
p
hôn họp khí) mà cp = — hay Ph = (pPbh
Pbh
Thay các giá trị Ph, Pkk vào biểu thức X, ta
có:
4. Nhiêt ỉuơns riêng của khí âm
Nhiệt lượng của khí ẩm chính là tổng nhiệt lượng của khí khô và
của hơi nước trong hỗn họp :
I = Ckkt + xih J/kgkk Ớ đây : + I: là nhiệt lượng riêng
của khí ẩm trong đó chứa 1 kg khí
khô
+ Cki<: nhiệt dung riêng của khí khô;
J/kg.độ + t: nhiệt độ của khí; °c
+ ihi nhiệt lượng riêng của hơi nước ở nhiệt độ t ;
J/kg ih được xác định theo công thức thực nghiệm: ih = r
0

+ Chi = (2493 +l,97.t)10
3
J/kg Ở đây : r
0
= 2493.10
3
: nhiệt lượ riêng của hơi nước ở 0°c
Ch = 1,97.1 o
3
J/kg °c là nhiệt lượng riêng của khí
khô c

khí bắt đầu xuất hiện nhừng giọt sương mù do hơi nước trong hồn hợp
khí ngưng tụ lại khi đó hàm ấm của hỗn hợp khí bắt đầu giảm. Nhiệt độ
của hỗn họp khí tương ứng với trạng thái bão hòa hơi nước gọi là nhiệt
độ điểm sương, ký hiệu là t
s
. Vậy điếm sương là giới hạn của quá trình
làm lạnh khí trong điều kiện hàm ẩm X = const.
Theo phương trình X = 0,622
Pbh
— rút ra được: Pbh
=
——
v

p-p
bh
■ 0,622 + *
Biết được giá trị áp suất bão hòa Pbh (tương ứng với áp suất ở
trạng thái điếm sương) ta tra bảng “ áp suất hơi bão hòa phụ thuộc nhiệt
độ “ sẽ tìm được nhiệt độ của nước, nhiệt độ này chính là nhiệt độ điếm
sương.
6. Khối lượng riêng của hon hợp khí ấm
Khối lượng riêng của hỗn họp khí âm bằng tống khối lượng riêng
của khí khô và khối lượng riêng của hơi nước ở cùng nhiệt độ (p =
cp
k
hí+q>h kg/m
3
T
n

thế hydrat có dạng 12 mặt mỗi mặt là 5 cạnh, cấu trúc này có thế biến
thành các dạng 14 mặt và 16 mặt
Dạng cấu trúc 1(14 hedro) có hằng số mạng là 12 A°,chứa 46
phân tử nước sắp xếp thành hình 8 lỗ trống , trong đó có 2 lỗ trống ở
dạng 12 mặt, 6 lỗ trống còn lại có dạng 14 mặt. Các phân tử metan có
thế chui vào bất kỳ lồ trống nào, trong khi các phân tủ’ etan chỉ có thê
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 loại cấu trúc
I này
Dạng ô mạng tinh thế thứ hai, cấu trúc II, 16 mặt, có hằng số
mạng là 17A°.Ô mạng cơ sở chửa 136 phân tử nước. Với cấu trúc 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 ĩĩ này có thể bẫy được các phân tử lớn
như propan, n- butan, izo-butan
Ngoài yếu tố kích thước phân tử, yếu tố thứ hai có ảnh hưởng đền
sự hình thành hydrat là tính hòa tan trong nước của các hydrocacbon. Sự
có mặt của các tạp chất như: H
2
S, CƠ2, N2 có ảnh hưởng đáng kế đến
sự hình thành hydrat.
Xét sự hình thành hydrat của CH4, C3H8 và H
2
S, ở một nhiệt
độ đã cho, hydrat metan tinh thể được hình thành ở áp suất lớn hơn so
với hydrat propan mặc dù độ hòa tan trong nước của metan lớn hơn
propan, nhưng có các phân tử metan có độ linh động lớn hơn, chuyển
động tự do, vì vậy khí bị bẫy bởi các ô mạng hydrat. Tương tự như vậy,

.6H
2
0; C
3
H
8
.17H
2
0; izo-
C
4
H
10
.17H
2
O.
n-butan có thế tạo thành hydrat nhưng không bền, dễ bị phân hủy.
Tất cả các parafin lớn hơn butan không tạo thành hydrat.
Hỗn hợp khí tự nhiên dễ tạo thành hydrat hơn các cấu tử tinh
khiết vì có khả năng bị bẫy trong cả ba dạng lỗ trống kế trên, do đó mạng
lưới tinh thể hydrat ổn định hơn. Như vậy, hỗn hợp các phân tử có kích
thước khác nhau thuận lợi cho sự hình thành hydrat
Các tinh thê hydrat riêng biệt tạo thành trong nước ở trạng thái
lỏng. Chỉ trong điều kiện pha lỏng mới có đủ nồng độ và mức năng
lượng cần thiết đế tạo thành liên kết hydro. Nhừng tinh thế hydrat này rất
nhỏ, nhưng chúng có phát triến lên thành những tinh thế lớn hơn.
V. 2. Cản bằng Quá trình tao hydrat.
Trên hình.2 là các đường cong đặc trưng cho quá trình tạo hydrat
của các cấu tử trong khí tự nhiên, cho biết điều kiện hình thành hydrat:
miên phía dưới và miền bên phải các đường này không tạo thành hydrat.

Trong đó : At : Độ hạ nhiệt độ tạo thành hydrat ở áp suất đã cho, °c Cữ :
Phần khối lượng của chất ức chế , %
M : Khối lượng phân tử chất ức chế K : Hằng số(đối
với metanol K = 2335, đối với glycol
K = 4000).
Hiện nay các chất ức chế ngăn ngừa sự tạo thành hydrat thông dụng
nhất là metanol và glycol. Metanol có áp suất hơi bão hòa cao, do vậy khó
tách nó ra khởi dòng khí, việc tái sinh nó rất phức tạp nên sự tiêu hao chất
ức chế này tương đối lớn. Metanol chủ yếu được sử dụng trong các hệ
thống vận chuyến (ở các giếng khoan, đường ống dẫn khí), nhằm phá vờ
các hydrat tạo thành. Ngoài ra metanol còn được dùng trong quá trình phân
ly nhiệt độ thấp (PNT) đế ngăn ngừa sự tạo thành hydrat trong khi làm sạch
khí nhằm tách bở các hydrocacbon nặng và hơi nước. Trong một vài nhà
máy người ta thu được những kinh nghiệm giá trị trong việc tái sử dụng
nhiều lần metanol giảm độ tiêu hao metanol xuống tối thiểu bằng các
phương pháp thu hồi hoàn toàn metanol từ dung dịch nước, tách metanol
trên thiết bị sấy hấp thụ hoặc làm sạch khí bằng zeolit-NaA.
Các loại glycol cũng rất thông dụng trong việc chống hydrat hóa
mặc dù giá thành của chúng cao hơn so với metanol. Đó là do glycol có áp
suất hơi bão hòa 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.
Khi sử dụng các chất ức chế đòi hỏi có sự phân bố đồng đều và tạo
được bề mặt tiếp xúc nhất giữa chúng với hơi nước. Do vậy thường các chất
ức chế được đưa vào dòng khí theo cách phun và các thiết bị phun được lắp
ráp trong ống dẫn ngay ở đầu vào của khí hoặc trục tiếp trong các thiết bị.
Neu các chất ức chế là glycol thì dung dịch của chúng theo nguyên tắc sẽ
được đưa vào lưới ống của thiết bị trao đối nhiệt dưới dạng sương phun.
Điều này tạo được sự phân bố đồng nhất giừa các khoảng không giữa ống.
Vĩ. CẮC PHƯƠNG PHÁP SẮY KHỎ KHÍ.
Khí được sấy khô với mục đích tách nước và tạo ra cho khí nhiệt độ

ưu điểm: Chat hap thụ này có the tách nước, H
2
S, C0
2
ra khỏi khí
tức là đồng thời vừa sấy khô vừa làm sạch khí khả năng tạo màng rất thấp
Nhược điểm: Độ thất thoát lớn hơn so với khi sử dụng TEG, chỉ sử dụng đế
sấy khô và làm sạch các khí có tính acid. Dễ gây ăn mòn kim loại ở nhiệt độ
tái sinh, điểm sương của khí thấp.
Sự sấy khô khí bằng các chất hấp thụ này dựa trên sự khác biệt về áp
suất riêng của hơi nước trong khí và trong chất hấp thụ. Giá trị của điếm
sương của khí, về nguyên tắc được đảm bảo bằng dung dịch của các glucol,
sẽ tìm thấy trong các đồ thị trên hình 5, hình 6 và hình 7.
Ở trong các thiết bị công nghiệp, sự sấy khô khí đến điểm sương cân
bằng là không thế thực hiện được vì khí chỉ tiếp xúc với glucol có nồng độ
tính toán ở mâm trên cùng, còn các mâm dưới nồng độ các glycol sẽ giảm
đi do sự hấp thụ nước. Do đó trong các thiết bị công nghiệp điếm sương
thực tế của khí sấy sẽ cao hơn tù' 5^1 l°c so với điểm sương cân bằng.
Thông thường sự sấy khí của glucol được thực hiện đến điểm sương không
thấp hơn -25 đến -30. Muốn sấy triệt để hơn thì cần dung dịch glucol đậm
đặc hơn. Khi đó sẽ phát sinh thêm khó khăn (sẽ gia tăng sự tiêu hao glucol
cung với khí khô). Đe thu nhập glycol có nồng độ cao ở các thiết bị sấy
khô, quá trình tái sinh chất hấp thụ cần phải tiến hành với sự có mặt các khí
trơ.
Hình 5: Điểm sương cân bằng của khỉ trên dung dịch DEG với
nồng độ khác nhau. Các chỉ số trên đồ thị tương ứng với hàm lượng
DEG (% khối lượng) trong dung dịch.
Nhiột độ tiếp xúc , V
Hìnhó: Điểm sương cân bang của khỉ trên dung dịch TEG với
nông độ khác nhau các chữ số trên đồ thị tương ứng với hàm lượng

tiêu hao TEG đến độ hạ điểm sương sẽ giảm. Ảnh hưởng của sự tiêu hao
TEG đên
mức độ sấy khí giảm khi đạt đến giá trị nhất định nào đó. Phần lớn các
thiết bị sấy khí bằng TEG hoạt động với thông số 10-^35 lít dung dịch
cho 1 kg nước lấy ra được từ khí ấm
X 5Í>
I ỉ» tí
ự» *
E ?
^ X,
g* 2Ĩ
35 45
55 *5 75 «5 55 Dộ sôí \tfS l&g ẩm làch ra
Hình 8: Anh hưởng của sự tiêu hao và nồng độ dung dịch TEG
đến độ hạ điếm sương At của khí. Các chữ sổ trên đường cong tương
ứng với hàm lượng TEG trong dung dịch (% khối lượng).
Nồng độ glycol là yếu tố ảnh hưởng mạnh nhất đếnđiếm sương
của
khí. từ hình 8 có thể thấy khi tăng nồng độ glucolthì độ hạ điểmsương sẽ
mạnh hơn so với tăng tiêu hao tác nhân sấy
Nồng độ glucol trong chất hấp thụ được xác định bằng nhiệt độ
tái sinh nó. Ở nhiệt độ 164,4°c DEG bị phân hủy một phần, còn ở
206,7°c TEG cũng phân hủy. Neu tái sinh glucol ở áp suất khí quyến thì
thực tế sẽ không thu được dung dịch có nồng độ lớn hơn 97 -ỉ- 98 %
khối lượng, vì nhiệt độ ở phía dưới thiết bị giải hấp lớn hơn các nhiệt độ
nêu trên nên chúng sẽ bị phân hủy. Do vậy glucol thường được tái sinh
trong chân không
Đe thu đựoc glycol với nồng độ hơn 99% khối lượng, ngoài
phương pháp tái sinh chân khôngcòn sẻ dụng rộng rãi phương pháp thối
khí (stripping gas) cho phép tăng nồng độ DEG và TEG đến 99,5

tạo thì các ngăn này giống nhau, nhưng ở mâm trên của ngăn phía trên
(thường là
mâm thứ hai) sẽ đưa glycol đậm đặc hơn so với mâm trên của
ngăn dưới. Nồng độ glycol đưa vào ngăn trên là 99,95%, còn ngăn dưới
là 99%
Hình 10: Sơ đồ công nghệ sấy khí của công ty Pritchard.
1 - thiết bị hấp thụ; 2 - thiết bị thối khí; 3 - thung chứa pentan; 4 -
sinh hàn; 5 - tháp bốc hơi thứ nhất(giải hấp thụ); 6 - tháp bốc hơi thứ hai
(giải hấp thụ); ỉ - khí am; II - khí sấy khô; III - pentan sạch; IV - TEG
thu hồi từ khí sấy; V - khí ẩm; VI - khí thổi với nhiệt độ 204°C; VIII -
TEG tái sinh một phần; TX — TEG bão hòa; X - khí thối ra; XI — hồn
họp etan và TEG.
Khí đi vào phía dưới của thiết bị hấp thụ 1, được sấy khô một
phần ở ngăn đầu và sau đó đạt điểm sương tương đối thấp ở ngăn đầu và
sau đó đạ điểm sương tương đối thấp ở ngăn thứ hai(có thể đạt đến
-84,4°c khi khí đi ra khỏi thiết bị hấp thụ). Sự tái sinh glycol trong
trường hợp này có những đặc điểm sau: nước được chưng tách trong hai
thiết bị, đầu tiên trong cột giải hấp thụ (tại đây nồng độ glycol đạt đến
99%) và trong cột 6 ( nồng độ glycol nâng lên 99,95%) nhờ hệ thống
thổi khí nóng. Áp dụng công nghệ tái sinh hai giai đoạn cho phép tiết
kiệm nhiên liệu giảm tiêu hao năng lượng khí nóng, đặc biệt khi sấy khí


Nhờ tải bản gốc

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status