Đồ Án Tốt Nghiệp  GVHD: Th.S Lê Thị Như Ý
Mục lục

MỤC LỤC 1
MỞ ĐẦU 3
CHƯƠNG 1 5
TỔNG QUAN VỀ KHÍ 5
1.1 NGUỒN GỐC HÌNH THÀNH DẦU VÀ KHÍ 5
1.1.1Nguồn gốc vô cơ 5
1.1.2Nguồn gốc hữu cơ 5
1.2. PHÂN LOẠI KHÍ 7
1.2.1Phân loại khí theo nguồn gốc hình thành 7
1.2.2Phân loại khí theo hàm lượng khí Acide chứa trong khí 7
1.2.3Phân loại khí theo thành phần khí C2+ 7
1.2.4Phân loại khí theo thành phần khí C3+ 7
1.3. THÀNH PHẦN CỦA KHÍ 8
1.3.1Thành phần đặc trưng của khí tự nhiên và khí đồng hành: 8
1.3.2Khảo sát thành phần của khí tự nhiên và khí đồng hành ở Việt Nam và một số nước trên thế giới 8
1.4. TÍNH CHẤT CỦA HYDROCACBON 10
1.4.1Tính chất hóa học 10
1.4.2Tính chất vật lý 11
1.5. MỘT VÀI ỨNG DỤNG CỦA SẢN PHẨM KHÍ 12
1.5.1Ứng dụng của khí trong ngành công nghiệp điện 12
1.5.2Vai trò của LPG trong ngành giao thông vận tải 12
1.5.3Sử dụng khí làm nguyên liệu trong công nghiệp hóa dầu 12
1.6. BỨC TRANH VỀ NGÀNH KHÍ VIỆT NAM 14
1.6.1 Tình hình khai thác khí ở Việt Nam 15
1.6.2 Các dự án khí 16
CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN KHÍ 17
2.1. SƠ ĐỒ CHUNG CỦA QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN KHÍ 17
2.1.1Vận chuyển khí bằng đường ống 18

3.3.4Hệ thống máy nén khí đầu vào K-1011A/B/C/D 68
3.3.5Thiết bị tách nước sơ bộ (V-08) 69
3.3.6Thiết bị khử Hydrat bằng hấp phụ (V-06A/B) 70
B. Cụm các thiết bị phân tách sản phẩm 74
3.3.7Thiết bị trao đổi nhiệt (E-14) 74
3.3.8Thiết bị Turbo-Expander (CC-01) 74
3.3.9Tháp Rectifier (C-05) 75
3.3.10Tháp Deethanizer (C-01) 76
3.3.11Tháp ổn định Stabilizer (C-02) 79
C. Cụm các thiết bị khác 81
3.3.12Tháp Splitter C3/C4 (C-03) 81
3.3.13Tháp Gas Stripper (C-04) 82
3.3.14Thiết bị trao đổi nhiệt (E-04) 83
3.3.15Thiết bị đun sôi lại kiểu Kettle 84
3.3.16Máy nén Jet Compressors 85
3.3.17. HỆ THỐNG ĐUỐC 85
3.3.18. HỆ THỐNG BƠM METHANOL 86
3.3.19. HỆ THỐNG GIA MÙI 86
3.3.20.TRUCK LOADING 86
3.3.21.HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU 87
3.4. CHẾ ĐỘ GPP CHUYỂN ĐỔI VÀ NHỮNG SAI KHÁC SO VỚI CHẾ ĐỘ GPP THIẾT KẾ 88
3.4.1Biện luận lựa chọn phương án hoạt động của nhà máy 88
3.4.2Qui trình công nghệ 89
3.4.3 Những sai khác đáng kể ở chế độ GPP chuyển đổi so với chế độ GPP theo thiết kế 91
CHƯƠNG 4 95
MÔ PHỎNG CHẾ ĐỘ GPP CHUYỂN ĐỔI TẠI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN KHÍ DINH CỐ BẰNG PHẦN
MỀM HYSYS 95
4.1. GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM HYSYS 95
4.1.1 Giới thiệu sơ lược về phần mềm mô phỏng Hysys 95
4.1.2Các ứng dụng của Hysys 95

xây dựng xong nhà máy lọc dầu số 1 Dung Quất, và trong tương lai sẽ có các nhà máy
số 2 tại Nghi Sơn Thanh Hoá, nhà máy số 3 tại Vũng Tàu…
Ngày nay trên thế giới hầu hết các quốc gia kể cả các quốc gia không có dầu
mỏ cũng đều xây dựng cho mình một ngành công nghiệp Lọc-Hoá dầu nhằm ổn định
và phát triển nền kinh tế. Ngành công nghiệp này có tầm quan trọng đặc biệt trong nền
kinh tế quốc dân và trong quốc phòng. Do đó việc nghiên cứu phát triển và tìm ra các
giải pháp tối ưu cho sự hoạt động của các nhà máy cũng như vấn đề định hình thiết kế
bước đầu trong việc thiết lập nhà máy mới là một trong những vấn đề chiến lược cho
sự phát triển của ngành công nghiệp Lọc-Hóa dầu. Song song với nó là sự phát triển
vượt bậc của ngành công nghệ thông tin đã góp phần không nhỏ cho sự ra đời của các
phần mềm mô phỏng dùng trong lĩnh vực công nghệ hóa học nói chung và ngành công
nghiệp Lọc-Hóa dầu nói riêng.
Trước đây, để kiểm tra một quá trình cũng như tìm ra các yếu tố ảnh hưởng
trực tiếp lên quá trình đó thì cần phải tiến hành thí nghiệm và lấy số liệu thực nghiệm
trong một thời gian dài mới có thể đạt được kết quả mong muốn. Nhưng từ khi các
phần mềm mô phỏng ra đời ta có thể tìm ra các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cũng
như kiểm tra lại tính xác thực của các yếu tố này một cách nhanh chóng. Hơn nữa,
trước đây để lên kế hoạch cho một dự án đòi hỏi nhiều thời gian và khả năng thực hiện
dự án đó là khó có thể biết trước được. Nhưng khi các phần mềm mô phỏng ra đời, thì
công việc trở nên đơn giản đi rất nhiều. Chúng ta có thể xây dựng được nhiều dự án
khác nhau và tìm được phương án tối ưu một cách nhanh chóng, cho kết quả chính xác
và đạt hiệu quả cao nhất.
Ngoài ra, các phần mềm này còn được ứng dụng trực tiếp vào quá trình hoạt
động của nhà máy. Ta có thể khảo sát sự biến thiên của các thông số làm việc và chế độ
hoạt động của nhà máy khi có những sự thay đổi ở bất kỳ một đơn vị hoạt động nào đó.
Bên cạnh đó, các phần mềm mô phỏng còn giúp cho việc giảm thiểu những tai
nạn và rủi ro có thể xảy đến với con người, làm giảm chi phí đầu tư ban đầu và tăng
năng suất của nhà máy.
SVTH: Nguyễn Quang Hòe – 05H5 3
Đồ Án Tốt Nghiệp  GVHD: Th.S Lê Thị Như Ý

chuyển đổi bằng phần mềm Hysys” để làm đề tài tốt nghiệp.
Đà Nẵng, tháng 05 năm 2010
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Quang Hòe
SVTH: Nguyễn Quang Hòe – 05H5 4
Đồ Án Tốt Nghiệp  GVHD: Th.S Lê Thị Như Ý
Chương 1
Tổng quan về khí
1.1 Nguồn gốc hình thành dầu và khí
Dầu mỏ và khí là những nguồn hydrocacbon rất phong phú có trong tự nhiên. Qua
phân tích thành phần hoá học của các loại dầu mỏ khác nhau người ta nhận thấy không
có mỏ dầu và khí nào trên thế giới lại có thành phần giống nhau hoàn toàn, mà chúng
rất khác nhau và thay đổi trong phạm vi rất rộng. Chính vì sự khác nhau này mà nhiều
nhà khoa học đã có nhiều cách giải thích khác nhau về nguồn gốc dầu và khí. Muốn
làm rõ được điều này cần phải xét đến quá trình hình thành và biến đổi của dầu và khí
trong lòng đất.
Cho đến nay vẫn chưa có những ý kiến, nhận định nhất trí về nguồn gốc và sự
biến đổi tạo thành dầu và khí. Có nhiều giả thuyết được nêu ra, nhưng có hai giả thuyết
có sức thuyết phục nhất và được quan tâm nhiều nhất là: Dầu khí có nguồn gốc vô cơ
và dầu khí có nguồn gốc hữu cơ.
1.1.1 Nguồn gốc vô cơ
Theo giả thuyết về nguồn gốc vô cơ thì dầu mỏ được hình thành từ các hợp chất
vô cơ, cụ thể trong lòng đất có chứa các cacbua kim loại như: Al
4
C
3
, CaC
2
,… các chất

Chính những khuyết điểm trên mà giả thuyết này ngày càng có ít người quan tâm
và thay vào đó là giả thuyết về nguồn gốc hữu cơ.
1.1.2 Nguồn gốc hữu cơ
Theo giả thuyết này thì dầu mỏ được hình thành từ các hợp chất có nguồn gốc hữu
cơ, cụ thể là từ xác chết của động thực vật và trải qua một quá trình biến đổi phức tạp
SVTH: Nguyễn Quang Hòe – 05H5 5
Al
4
C
3
+ 12H
2
O 4Al(OH)
3
+ 3CH
4
CaC
2
+ 2H
2
O Ca(OH)
2
+ C
2
H
2
Đồ Án Tốt Nghiệp  GVHD: Th.S Lê Thị Như Ý
trong thời gian dài, dưới tác động của nhiều yếu tố: vi khuẩn, nhiệt độ, áp suất và xúc
tác có sẵn trong lòng đất. Ngày nay theo những nghiên cứu và đánh giá có tính logic
cao thì người ta đã nghiêng về giả thuyết này hơn và để thuận tiện cho quá trình nghiên

này sẽ hình thành các bồn chứa tự nhiên.
Trong quá trình di cư thì dầu mỏ ban đầu luôn biến đổi cả về tính chất lẫn thành
phần. Khi đi qua những lớp vật liệu xốp thì có thể xảy ra các hiện tượng như: lọc, hấp
phụ phân chia sắc ký hoặc hòa tan,… đều có khả năng xảy ra với mức độ khác nhau.
Kết quả thường làm cho dầu nhẹ hơn, những hợp chất có cực bị hấp phụ mạnh và được
giữ lại trên đường mà chúng di cư, do đó nhựa Asphalten sẽ giảm và khí sẽ càng giàu
Methane hơn.
 Giai đoạn biến đổi trong các bồn chứa tự nhiên: Khi đã di cư vào trong các
bẫy chứa thì dầu khí đã tương đối ổn định, lúc này tính chất của khí rất ít bị biến đổi.
Tuy nhiên nếu các bẫy chứa dầu không nằm sâu, tầng đá chắn không đủ khả năng bảo
vệ tốt, một bộ phận dầu khí có thể bay hơi, thậm chí có thể bị nước xâm nhập vào làm
SVTH: Nguyễn Quang Hòe – 05H5 6
Đồ Án Tốt Nghiệp  GVHD: Th.S Lê Thị Như Ý
tăng quá trình oxy hóa, kết quả làm dầu nặng thêm, giảm phần nhẹ và nhiều nhựa
asphalten.
Tóm lại dầu và khí hydrocacbon trong tự nhiên thường có cùng một nguồn gốc.
Chính vì vậy nơi nào có dầu cũng sẽ có khí và ngược lại. Tuy nhiên do quá trình di cư
có thể khác nhau, nên mặc dù chúng được sinh ra ở một nơi chúng vẫn có thể cư trú ở
những nơi khác xa nhau. Do vậy mà nhiều khi chúng ta có thể gặp những bẫy chứa khí
nằm xa bẫy chứa dầu.
1.2. Phân loại khí
1.2.1 Phân loại khí theo nguồn gốc hình thành
Dựa vào nguồn gốc hình thành thì người ta có thể phân thành 3 loại
 Khí tự nhiên: là khí thu được từ các mỏ khí riêng biệt, thành phần chủ yếu là
khí Methane chiếm hàm lượng từ 80 ÷ 95%, nhiều mỏ hàm lượng Methane có thể lên
đến 99%. Còn lại là một phần nhỏ các khí khác như Ethane, Propane, Butane,… và một
lượng rất nhỏ C
5
+
và các tạp chất khác như N

S ≤ 1% thể tích và CO
2
≤ 2% thể tích.
1.2.3 Phân loại khí theo thành phần khí C
2
+
Theo cách này người ta chia ra 2 loại là: Khí khô và khí ẩm.
 Khí khô: là khí có chứa hàm lượng C
2
+
≤ 10% thể tích.
 Khí ẩm: là khí có chứa hàm lượng C
2
+
> 10% thể tích.
1.2.4 Phân loại khí theo thành phần khí C
3
+
Theo cách phân loại này thì có 2 loại là: Khí béo và khí gầy.
 Khí béo: là khí giàu Propane, Butane và các hydrocarbure nặng (khối lượng
riêng ρ > 150 g/cm
3
). Từ khí này chế tạo được xăng (LGN), khí dầu mỏ hóa lỏng
(GPL) và các hydrocacbure riêng biệt cho công nghệ tổng hợp hữu cơ.
 Khí gầy: là khí có chứa ít hydrocarbure nặng (khối lượng riêng ρ < 50 g/cm
3
)
được sử dụng chủ yếu cho công nghiệp và đời sống.
SVTH: Nguyễn Quang Hòe – 05H5 7
Đồ Án Tốt Nghiệp  GVHD: Th.S Lê Thị Như Ý

1.3.2 Khảo sát thành phần của khí tự nhiên và khí đồng hành ở Việt Nam và một
số nước trên thế giới
Bảng 1-1: Thành phần của khí tự nhiên và khí đồng hành khai thác từ một vài mỏ ở
CHLB Nga, phần trăm thể tích (%V).
Các cấu tử
Khí tự nhiên Khí đồng hành
Tây Siberi Udơbekistan Quibisep Vongagrat
CH
4
99,00 87,20 39,91 76,25
C
2
H
6
0,05 1,99 23,32 8,13
C
3
H
8
0,01 0,32 17,72 8,96
i, n-C
4
H
10
0,003 0,13 5,78 3,54
C
5
+
0,001 0,15 1,1 3,33
CO

10
1,50 1,00 1,75
n-C
4
H
10
2,10 1,00 2,96
C
5
+
3,00 0,80 184
CO
2
, H
2
S 15,0 16,0 0,7
Bảng 1-3: Thành phần của khí ở bể Cửu Long, phần trăm thể tích (%V).
Cấu
tử
Bạch
Hổ
Rồng ( Lô 09)
Khí tự nhiên Khí Đồng hành
CH
4
76,82 84,77 76,54 77,62 78,02
C
2
H
6

rộng, cấu tử C
2
+
chiếm hàm lượng đáng kể trong thành phần của khí và qua so sánh ban
đầu từ các bản số liệu trên về thành phần khí đồng hành ở Việt Nam và một số nước
trên thế giới thì thành phần khí đồng hành ở Việt Nam có chứa hàm lượng khí Acide là
thấp, điều này rất thuận lợi cho việc chế biến và sử dụng các sản phẩm khí, trong khi đó
thành phần các khí này trong mỏ khí đồng hành ở Thái Lan và Indonesia chiếm hàm
lượng rất cao (15 ÷ 16%).
Như vậy, khí dầu mỏ Việt Nam thuộc loại khí ngọt, hàm lượng các khí acide rất ít,
khoảng 2g/100m
3
. Vì vậy khí dầu mỏ Việt Nam rất thuận lợi cho việc chế biến, sử dụng
an toàn với thiết bị và không gây ô nhiễm môi trường.
1.4. Tính chất của Hydrocacbon.
1.4.1 Tính chất hóa học
Các khí hydrocacbon no có một số tính chất hoá học sau đây:
 Phản ứng halogen hoá:

 Phản ứng nitro hoá:
 Phản ứng sulfua hoá:

 Phản ứng hydro hoá cắt mạch:

 Phản ứng nhiệt phân :
 Phản ứng cháy :
SVTH: Nguyễn Quang Hòe – 05H5 10
Thành
phần
Đại Hùng

1,34 0,6 0,1 1,47 1,50 0,71
C
5
+
0,48 1,4 0,2 0,55 4,70 0,54
N
2
4,50 0,3 1,6 0,08 0,11 0,15
CO
2
- 1,9 1,2 5,64 4,40 3,88
H
2
S 10,0
chưa
quan sát
0,00 - -
450
0
C
R-H + HNO
3
R-NO
2
+ H
2
O
R-H + H-O-SO
3
-H

Đồ Án Tốt Nghiệp  GVHD: Th.S Lê Thị Như Ý

1.4.2 Tính chất vật lý
 Đặc điểm chung của các khí hydrocacbon
 Khí hydrocacbon không màu, không mùi, không vị. Vì vậy để kiểm tra độ rò rỉ của
khí người ta thêm vào chất tạo mùi, tuỳ theo yêu cầu mức độ an toàn. Chất tạo mùi
thường sử dụng trong các quy trình kiểm tra độ rò rỉ của khí là Mercaphtan.
 Tính tan của chúng không giống nhau, không trộn lẫn với nước và dể dàng hoà tan
vào các dung môi hữu cơ.
 Điểm sôi của các hydrocacbon no mạch thẳng tăng dần theo số nguyên tử cacbon
trong mạch.
 Một số đặc trưng vật lý của hydrocacbon
Giới hạn cháy, nổ
Khi tỷ lệ Hydrocacbon trong hỗn hợp không khí nằm trong giới hạn nổ thì sẽ gây
nổ nếu có nguồn nhiệt như: tia lửa điện hoặc nguồn nhiệt.
Bảng 1-5: Giới hạn cháy nổ của một số Hydrocacbon
Cấu tử
Giới hạn cháy dưới
(%V hydrocacbon)
Giới hạn cháy trên
(%V hydrocacbon)
CH
4
5,3 14,0
C
2
H
6
3,2 12,5
C

CH
4
516
C
2
H
6
446
SVTH: Nguyễn Quang Hòe – 05H5 11
Đồ Án Tốt Nghiệp  GVHD: Th.S Lê Thị Như Ý
C
3
H
8
430
C
4
H
10
309
C
5
H
12
217
C
6
H
14
256

Khí dầu mỏ (bao gồm cả khí tự nhiên và khí đồng hành) là một nguồn nguyên liệu
quan trọng trong công nghiệp tổng hợp các hợp chất hữu cơ cơ bản. Ngày nay, từ khí
dầu mỏ người ta đã tổng hợp được hơn 600 loại các sản phâm hữu cơ khác nhau như
rượu, andehyt, xêtôn, các loại sợi hoá học phục vụ cho công nghiệp dệt, các loại
pôlyme phục vụ công nghiệp nhựa và cao su tổng hợp, các hợp chất tẩy rửa, phân bón
hữu cơ Trong đó một sản phẩm được chú ý có giá trị cao là Methanol bán sản phẩm,
từ đó có thể điều chế MTBE (là một loại phụ gia tăng chỉ số Octan cho xăng thay cho
chì, giảm độc hại môi trường), Methanol là nguyên liệu chính để sản xuất nhiều sản
phẩm công nghiệp quan trọng như Formalin, axit axeton, metylmetacylat (MMA),
dymethyltelephtalat (DMT), Olêphin… Một số nhà máy sản xuất Methanol lớn trên thế
giới như Nauy (1996), Chilê (1988) Ngoài ra, để tăng khả năng ứng dụng của khí,
SVTH: Nguyễn Quang Hòe – 05H5 12
Đồ Án Tốt Nghiệp  GVHD: Th.S Lê Thị Như Ý
một khu liên hợp điện đạm được xây dựng tại Phú Mỹ (Bà Rịa-Vũng Tàu). Đây là dự
án liên hợp các nhà máy điện chạy bằng khí lớn nhất tại Việt Nam, dự tính sẽ cung cấp
khoảng 3000 MW và một nhà máy sản xuất phân đạm, công suất 8 triệu tấn /năm, điều
này đảm bảo cung cấp lượng phân đạm cho sản xuất nông nghiệp trong nước và một
phần để xuất khẩu, góp phần nâng cao hiệu quả quá trình sản xuất khí.
Ngoài ra, khí còn được sử dụng làm nhiên liệu cho lò đốt công nghiệp, nhằm mục
đích gia nhiệt cho các loại lưu chất được sử dụng làm chất tải nhiệt, cung cấp cho các
quá trình sản xuất, sử dụng trong nông nghiệp như sấy nông sản,
SVTH: Nguyễn Quang Hòe – 05H5 13
Đồ Án Tốt Nghiệp  GVHD: Th.S Lê Thị Như Ý
1.6. Bức tranh về ngành khí Việt Nam
Hình 1.1 - Sơ đồ phân bố các mỏ dầu khí Việt Nam
Nền tảng cơ bản đầu tiên để phát triển ngành công nghiệp khí ở nước ta là nguồn
khí. Trữ lượng khí tại Việt Nam được đánh giá rất lớn, theo Petro Vietnam các mỏ khí
phân bố rộng rãi từ Bắc đến Nam trong đó chủ yếu tập trung tại bốn vùng trũng chính:
SVTH: Nguyễn Quang Hòe – 05H5 14
Đồ Án Tốt Nghiệp  GVHD: Th.S Lê Thị Như Ý

khí. Từ tháng 05/1995 Liên doanh VietsoPetro đã đưa
vào hoạt động hệ thống dẫn khí Bạch Hổ vào bờ, năng suất từ 3 đến 4 triệu Sm3/ngày
trong giai đoạn I. Ở giai đoạn II, sau khi lắp đặt thêm giàn nén, lượng khí đồng hành
được nâng lên 5 triệu Sm3/ngày cung cấp cho nhà máy xử lý khí Dinh Cố. Sản lượng
khai thác ước tính của Bạch Hổ đạt khoảng 1,5 đến 2 tỷ m
3
.
Mỏ Đại Hùng
Được phát hiện vào năm 1980, cách đất liền 120 km, dưới mực nước sâu khoảng
100
÷
120m. Dự đoán lượng khí đồng hành có thể khai thác đạt 1 tỷ m
3
, ít hơn lượng khí
khai thác được tại mỏ Bạch Hổ. Mỏ Đại Hùng bắt đầu được khai thác từ năm 1994,
nhưng đến nay lượng khí đồng hành tại mỏ vẫn bị đốt bỏ. Đây là vấn đề cần được quan
tâm để nâng cao giá trị của quá trình khai thác.
Mỏ Rồng
Hiện đang bắt đầu được khai thác, ước tính trữ lượng tại mỏ Bạch Hổ và mỏ Rồng
khoảng 25 tỷ m
3
. Sản lượng khí có thể khai thác tại mỏ Rồng (gồm cả khí khô và khí
đồng hành) khoảng 5 tỷ Sm
3
.
Mỏ khí Lan Tây – Lan Đỏ
Mỏ Lan Tây được phát hiện vào năm 1993 và mỏ Lan Đỏ được phát hiện vào
tháng 12 năm 1998 thuộc bể trầm tích Nam Côn Sơn ngoài khơi vùng biển phía nam,
trữ lượng ước tính mỏ Lan Đỏ là 12 tỷ m
3

3
tiềm năng), với mục tiêu
phát triển đồng bằng sông Cửu Long, đến năm 2010 vùng này sản suất được 1200 ÷
1300 MW.
Hiện nay bên cạnh các dự án đang khai thác khí, PetroVietnam còn đang xúc tiến
dự án phê duyệt đường ống Phú Mỹ - TP Hồ Chí Minh với công suất 2 tỷ Sm
3
khí/năm,
vốn đầu tư 70 triệu USD sẽ vận chuyển một phần khí từ bể Cửu Long và Nam Côn Sơn
về cung cấp cho nhà máy điện Hiệp Phước, Thủ Đức và các khu công nghiệp dọc tuyến
ống.
Nhu cầu sử dụng khí ở Việt Nam
Những năm gần đây, mạng lưới điện phát triển khá rộng rãi ở các tỉnh và vùng
nông thôn, trong khi đó ở thành thị, nhất là phía Bắc, sản lượng điện cung cấp cho sinh
hoạt có dồi dào hơn, đồng thời việc sử dụng than cám đóng bánh ở dạng tổ ong đã phát
triển rộng rãi, nên nhu cầu về dầu hoả để thắp sáng và đun nấu tăng không đáng kể. Từ
năm 1993 ở thành phố Hồ Chí Minh, Elf-Gas SaiGon, SaiGon Petro và Petrolimex đã
bắt đầu đưa LPG ra thị trường cho dân sử dụng làm chất đốt tạo ra một nhu cầu mới về
LPG, góp phần giảm đáng kể nhu cầu về dầu hoả đun nấu, vừa thuận tiện cho người sử
dụng, vừa giải quyết cơ bản nhu cầu chất đốt cho dân cư đô thị theo hướng giải quyết
của các đô thị hiện đại, hạn chế nạn phá rừng và làm trong sạch môi trường.
SVTH: Nguyễn Quang Hòe – 05H5 16
Đồ Án Tốt Nghiệp  GVHD: Th.S Lê Thị Như Ý
Chương 2: Công nghệ chế biến khí
2.1. Sơ đồ chung của quá trình chế biến khí
Hình 2.1: Sơ đồ chung của quá trình chế biến khí
Khí từ mỏ sau khi được vận chuyển vào bờ sẽ qua khâu phân tách, đầu tiên là qua
thiết bị phân tách sơ bộ để tách các phần lỏng có trong khí khai thác (các phân đoạn
Hydrocacbon lỏng C
5

2
O hoặc Hydrocacbon lỏng) thì phải tiến hành tách lỏng ra.
Phân đoạn Condensate này sau đó thường phải được xử lý tiếp tục để tách các tạp
chất có hại: H
2
S, CO
2
, RSH, Hg, Ag,…
Khí thu được sau khi đã tách lỏng cần phải được tiến hành xử lý lần lượt qua các
giai đoạn sau:
 Nếu khí khai thác là khí chua: phải tiến hành khử acide để loại bỏ khí H
2
S và
giảm CO
2
cũng như các hợp chất khác của lưu huỳnh như RSH và COS. Khí chứa H
2
S
tách ra được đưa sang phân xưởng tách lưu huỳnh hoặc có thể đốt nếu hàm lượng nhỏ.
 Tiếp theo khí cần được sấy khử nước để tránh tạo thành hydrat và giảm nguy cơ
ăn mòn thiết bị.
 Các Hydrocacbon có khả năng ngưng tụ.
SVTH: Nguyễn Quang Hòe – 05H5 18
Đồ Án Tốt Nghiệp  GVHD: Th.S Lê Thị Như Ý
2.1.2 Vận chuyển khí bằng tàu chở khí
Hình 2.3- Sơ đồ quá trình chế biến khí để vận chuyển bằng tàu chở khí.
Khí sẽ được vận chuyển dạng Lỏng ở áp suất thường với nhiệt độ ở -160
0
C.
Những giai đoạn xử lý đầu giống như trường hợp vận chuyển khí bằng đường ống (như

những cấu tử hydrocacbon từ C
1
÷C
10
còn chứa các tạp chất cơ học và các chất phi
hydrocacbon như: N
2
, CO
2
, H
2
S, H
2
O, Do vậy trước khi đưa vào các quá trình tách
phân đoạn khí thì cần phải đưa qua các quá trình xử lý để loại các tạp chất cơ học và
các hợp chất phi hydrocacbon ảnh hưởng xấu đến quá trình chế biến khí.
Nhìn chung quá trình chế biến khí gồm có các công đoạn sau:
 Tách các tạp chất cơ học.
 Tách Condensat.
 Tách nước (sấy khí - khử nước).
 Khử khí axit (loại bỏ H
2
S,CO
2
, )
 Tách N
2
và He.
 Tách Hg.
 Tách các phân đoạn hydrocacbon.

Phương pháp này cho hiệu quả cao (90% ÷ 98%), năng lượng tiêu hao ít, có thể
tiến hành ở nhiệt độ cao và trong môi trường ăn mòn hoá học, có thể tự động hoá và cơ
khí hoá hoàn toàn.
Phương pháp làm sạch ướt
Thực tế thiết bị lọc ướt thường sử dụng là loại thiết bị rửa khí kiểu bọt. Thiết bị
này hoạt động theo nguyên tắc hấp thụ bằng dầu. Khí chuyển động từ dưới lên xuyên
qua lớp dầu, các hạt bụi sẽ được lớp dầu giữ lại, dòng khí tiếp tục chuyển động lên trên
và ra ngoài. Với loại thiết bị này thì tốc độ dòng khí nó tác động trực tiếp đến hiệu suất
làm việc của thiết bị. Do vậy, việc chọn vận tốc của dòng là rất quan trọng, tốc độ dòng
khí thích hợp là 1,3 ÷ 3m/s. Hiệu suất tách bụi của thiết bị: tách được 99% hạt bụi có
kích thước lớn hơn 5µm và tách được 75% ÷ 85% hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 5µm.
Hình 2.4-Cấu tạo thiết bị lọc kiểu bọt
2.2.2 Tách condensate
Khí được khai thác lên từ mỏ, khí đồng hành thường chứa một lượng lỏng nào
đó. Trong vài trường hợp, nhất là khi khai thác khí ở biển, lỏng này thường được vận
chuyển đồng thời với khí ở trạng thái 2 pha. Cần phải tiến hành tách pha lỏng này ra.
� Để đảm bảo tách triệt để phần lỏng ngưng, tránh tình trạng pha khí thu được
chứa một hàm lượng đáng kể các HC nặng, cần thiết phải tiến hành tách nhiều giai
đoạn theo P giảm dần.
SVTH: Nguyễn Quang Hòe – 05H5 21
Đồ Án Tốt Nghiệp  GVHD: Th.S Lê Thị Như Ý
Hình 2.5 - sơ đồ tách condensate hai giai đoạn và ba giai đoạn
2.2.3 Quá trình Dehydrat hóa
Mục đích:
Trong dòng khí có chứa các phân tử nước, khi gặp điều kiện nhiệt độ, áp suất
thích hợp nó sẽ tạo thành các tinh thể hydrat, gây bịt kín các đường ống dẫn và ảnh
hưởng xấu đến quá trình làm việc của thiết bị vận chuyển, van, đường ống. Mặt khác,
trong khí có nước và H
2
S thì trong điều kiện thuận lợi sẽ đẩy mạnh quá trình ăn mòn.

2. Thiết bị làm lạnh khí.
3. Bình tách ba pha.
4. Bình tách nhanh.
5. Trao đổi nhiệt giữa Glycol tái sinh và Glycol giàu nước.
6. Thiết bị lọc.
7. Bồn chứa.
8. Reboiler.
9. Bơm.
 Phương pháp hấp thụ
Đây là phương pháp sử dụng rộng rãi nhất trong công nghệ chế biến khí. Về
nguyên tắc, phương pháp này dựa vào sự khác biệt về áp suất riêng phần của hơi nước
trong khí và trong dung môi hấp thụ, khí tiếp xúc ngược dòng với dung môi hấp thụ
trên các đĩa van hoặc đệm. Chất hấp thụ thường dùng là: DEG (dietylen glycol), TEG
(trietylen glycol), EG (etylen glycol). Mỗi chất hấp thụ thì có những ưu điểm riêng của
từng loại, nói chung chúng có khả năng hút ẩm tốt, khá bền với sự có mặt của các khí
axit, không đông đặc ở nhiệt độ thường khi dung dịch có nồng độ cao. Nhưng nhược
SVTH: Nguyễn Quang Hòe – 05H5 23
Đồ Án Tốt Nghiệp  GVHD: Th.S Lê Thị Như Ý
điểm của phương pháp này là chi phí đầu tư cao, khó tái sinh, cho nhiệt độ điểm sương
của khí cao, có khả năng ăn mòn kim loại, điều này ít mang lại hiệu quả cho quá trình
sử dụng công nghệ này.
 Phương pháp hấp phụ
Phương pháp này được sử dụng khi yêu cầu khí sản phẩm có độ sạch cao. Quá
trình này được tiến hành khi người sử dụng một pha rắn có bề mặt riêng lớn, để giữ lại
một cách chọn lọc trên bề mặt nó các cấu tử cần tách. Do vậy, các chất hấp phụ thường
được đặc trưng bởi cấu trúc xốp với các mao quản rất nhỏ để tạo ra bề mặt riêng lớn.
Các chất hấp phụ thường sử dụng là: Nhôm hoạt tính, silicagel, đất sét, zeolit.
Những ưu nhược điểm của phương pháp:
 Ưu điểm: Cho hiệu suất làm sạch rất cao, có thể làm giảm hàm lượng nước
xuống còn 0,01 ppm và tạo cho khí có nhiệt độ điểm sương thấp, đồng thời zeolit có

,Cm
2
).
SVTH: Nguyễn Quang Hòe – 05H5 24
Đồ Án Tốt Nghiệp  GVHD: Th.S Lê Thị Như Ý
∆P
i
: độ chênh lệch áp suất riêng phần của cấu tử i ở mặt trên và mặt dưới
màng lọc (Pa, CmHg).
Qua các phương pháp đã nêu trên, ta thấy phương pháp hấp phụ cho hiệu suất
khử nước là cao nhất, đem lại hiệu quả kinh tế cao và dễ tự động hoá. Do đó, trong đồ
án này do yêu cầu tách nước trong khí cao nên ta chọn phương pháp hấp phụ để
dehydrat hoá khí.
2.2.4 Quá trình khử acide
Mục đích của quá trình
 Hạn chế sự ăn mòn thiết bị, bình chứa,
 Đảm bảo tiêu chuẩn về sản phẩm thương mại.
 Đảm bảo tiêu chuẩn về môi trường .
 Tách H
2
S làm nguyên liệu cho sản xuất lưu huỳnh, acide H
2
SO
4
,
Các phương pháp xử lý khí acide
Khi chọn các phương pháp làm sạch khí cần phải chú ý đánh giá thành phần của
nguyên liệu gồm cả những tạp chất mà trong khí thành phẩm yêu cầu phải loại bỏ. Để
loại bỏ khí acide khỏi khí tự nhiên và khí đồng hành có thể sử dụng các phương pháp:
 Phương pháp hấp thụ.