BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

HỒ QUANG PHỔ

MÔ PHỎNG VÀ TỐI ƯU KHẢ NĂNG THU HỒI LPG CỦA
NHÀ MÁY XỬ LÝ KHÍ DINH CỐ Ở CHẾ ĐỘ GPP
CHUYỂN ĐỔI BẰNG PHẦN MỀM HYSYS

Chuyên ngành :

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT HÓA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :
PGS. TS. LÊ MINH THẮNG

Hà Nội – Năm 2013


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Lê Minh Thắng

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luân văn là trung thực, và nội dung này chưa từng
được công bố trong bất kì công trình nghiên cứu nào trước đó.

Tác giả luận văn


GVHD: PGS.TS. Lê Minh Thắng

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN....................................................................................................... 1
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ 2
MỤC LỤC .................................................................................................................. 3
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................. 6
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ............................................................................... 7
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .................................................................... 7
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 9
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHÍ ..................................................................... 10
1.1. Thành phần khí tự nhiên và khí đồng hành .................................................................... 10
1.2. Khảo sát thành phần của khí tự nhiên và khí đồng hành ở Việt Nam và một số nước trên
thế giới: .................................................................................................................... 10
1.3. Tính chất của khí ........................................................................................................... 12
1.3.1. Tính chất hoá học ....................................................................................................... 12
1.3.2. Tính chất vật lý .......................................................................................................... 12
1.4. Các phương trình thường sử dụng trong công nghệ chế biến khí .................................... 13
1.4.1. Phương trình Van der Waals ....................................................................................... 13
1.4.2. Phương trình Soave-Redlich-Kwong : ........................................................................ 13
1.4.3. Phương trình Benedict-Webb-Rubin ........................................................................... 14
1.4.4. Phương trình Redlich - Kwong (RK) .......................................................................... 14
1.4.5. Phương trình Peng Robinson ...................................................................................... 14
1.5. Ứng dụng của khí .......................................................................................................... 14
1.5.1. Ứng dụng của khí trong ngành công nghiệp điện ........................................................ 14
1.5.2. Với vai trò nguyên liệu trong ngành công nghiệp khác ............................................... 15
1.5.3. Vai trò của LPG trong ngành giao thông vận tải ......................................................... 15
1.6. Bức tranh về ngành khí Việt Nam.................................................................................. 16
1.6.1. Tình hình khai thác khí ở Việt Nam ............................................................................ 17

3.2.6. Tháp Rectifier (C-05) ................................................................................................. 42
3.2.7. Turbo-Expander ......................................................................................................... 42
3.2.8. Thiết bị hấp phụ V-06................................................................................................. 43
3.2.9. Thiết bị tách nước sơ bộ V-08 .................................................................................... 46
3.2.10. Hệ thống máy nén đầu vào ....................................................................................... 46
3.2.11. Thiết bị Jet Compressors .......................................................................................... 47
3.2.12. Thiết bị gia nhiệt trong nhà máy ............................................................................... 47
3.3. Các chế độ vận hành của nhà máy xử lý khí Dinh Cố .................................................... 48
3.3.1. Chế độ AMF .............................................................................................................. 48
3.3.2. Chế độ MF ................................................................................................................. 50
3.3.3. Chế độ GPP................................................................................................................ 53
3.3.4. Chế độ GPP chuyển đổi.............................................................................................. 56
3.4. Sự khác biệt về mục đích sử dụng của chế độ hiện tại so với chế độ GPP ...................... 60
3.4.1. Vận hành theo quy trình xử lý khí............................................................................... 60
3.4.2. Theo quy trình thu hồi lỏng ........................................................................................ 60
3.5. Biện luận lựa chọn phương án hoạt động của nhà máy: ................................................. 61
3.5.1. Xét về mặt kinh tế ...................................................................................................... 61
3.5.2. Xét về mặt kỹ thuật .................................................................................................... 61
3.5.3. Xét về mặt sản phẩm: ................................................................................................. 62
3.6. Nguyên liệu, sản phẩm và các tiêu chuẩn sản phẩm của nhà máy xử lý khí Dinh Cố ...... 62
3.6.1. Nguyên liệu ................................................................................................................ 62
3.6.2. Sản phẩm ................................................................................................................... 63

Học viên: Hồ Quang Phổ

Trang 4


Luận văn tốt nghiệp


LPG

(Liquefied Petroleum Gas) : Khí dầu mỏ hóa lỏng

DO

(Diesel Oil): Dầu Diesel

FO

(Fuel Oil): Nhiên liệu đốt lò

HC

Hydrocacbon

MTBE Methyl Tert-Butyl Ether
NGL

(Natural Gas Liquids): Phần lỏng của khí tự nhiên

LIC

(Level Indicator Controller): Bộ điều khiển hiển thị áp suất

TIC

(Temperature Indicator Controller): Bộ điều khiển hiển thị nhiệt độ

AMF (Ablolute Minium Facility): Cụm thiết bị tối thiểu tuyệt đối


GVHD: PGS.TS. Lê Minh Thắng

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Thành phần khí ở một số nước Châu Á (phần trăm theo thể tích) ....... 10
Bảng 1.2. Thông tin một số mỏ khí ở Việt Nam...................................................... 11
Bảng 1.3. Thành phần của khí ở bể Cửu Long (%V)............................................. 11
Bảng 1.4. Tính chất vật lý của một số cấu tử khí tự nhiên ..................................... 13
Bảng 1.5 Thống kê tiềm năng khí Việt Nam .......................................................... 17
Bảng 2.1. Các quá trình hấp thụ thường dùng ....................................................... 26
Bảng 2.2. Các quá trình sử dụng dung môi hấp thụ vật lý ................................... 28
Bảng 3.1. Thông số vận hành tháp C-01 của các chế độ ........................................ 40
Bảng 3.2. Các thông số kỹ thuật của CC-01 ........................................................... 42
Bảng 3.3. Thông số thiết kế của máy nén đầu vào.................................................. 47
Bảng 3.4. Các sản phẩm của nhà máy ở chế độ vận hành hiện tại (cập nhật ngày
24/8/2013) ................................................................................................................. 61
Bảng 3.5. Thành phần nguyên liệu đi vào nhà máy (Theo số liệu thiết kế “Sổ tay
vận hành nhà máy xử lý khí Dinh cố”, năm 2007) ................................................. 63
Bảng 3.6. Yêu cầu kỹ thuật của khí khô thương phẩm .......................................... 64
Bảng 3.7. Thành phần khí thương phẩm tại đầu ra của nhà máy xử lý khí Dinh
Cố (số liệu cập nhật ngày 24/8/2013).. ..................................................................... 65
Bảng 3.8. Yêu cầu kỹ thuật đối với khí đốt hoá lỏng .............................................. 66
Bảng 3.9. Kết quả phân tích khí LPG của nhà máy Xử lý khí Dinh Cố tại kho
Thị Vải (số liệu cập nhật tháng 1/2012) .................................................................. 67
Bảng 3.10. Các tính chất hoá lý của LPG ............................................................... 67
Bảng 3.11. Nhiệt độ ngọn lửa khí cháy của các chất với không khí: ..................... 70
Bảng 3.12.Giới hạn cháy nổ của một số chất, ở nhiệt độ 15,6 oC và áp suất 1 bar 70
Bảng 3.13. Yêu cầu kỹ thuật đối với Condensate thương phẩm ............................ 71
Bảng 3.14. Thành phần condensate Nhà máy xử lý khí Dinh Cố [3]..................... 71
Bảng 4.1. Kết quả các thông số trước và sau khi khảo sát ..................................... 88

Hình 3.6. Sơ đồ công nghệ chế độ AMF .................................................................. 49
Hình 3.7. Sơ đồ công nghệ chế độ MF..................................................................... 52
Hình 3.8. Sơ đồ công nghệ chế độ GPP ................................................................... 55
Hình 3.9. Sơ đồ công nghệ chế độ GPP chuyển đổi ................................................ 59
Hình 4.1. Sơ đồ PFD mô phỏng nhà máy Xử lý khí Dinh Cố bằng Hysys ............ 75
Hình 4.2. Thiết lập cho thiết bị Slug Catcher. ........................................................ 76
Hình 4.3. Thiết lập cho thiết bị hấp phụ V-06A/B. ................................................ 77
Hình 4.4. Thiết lập cho tháp C-05. .......................................................................... 77
Hình 4.5. Thiết lập cho tháp C-01. .......................................................................... 78
Hình 4.6. Thiết lập ràng buộc C5 trong Condenser ở tháp ổn định C-02.............. 79
Hình 4.7. Tổn thất áp suất ở thiết bị trao đổi nhiệt E-14 ....................................... 80
Hình 4.8. Khảo sát hiệu suất thu hồi LPG theo nhiệt độ khí đầu vào ................... 83
Hình 4.9. Khảo sát ảnh hưởng của áp suất khí đầu vào......................................... 85
Hình 4.10. Khảo sát hiệu suất thu hồi LPG theo áp suất làm việc của V-03 ......... 86
Hình 4.11. Khảo sát hiệu suất thu hồi LPG theo tỉ lệ chia dòng qua E-14/CC-01 88
Hình 4.12. Khảo sát hiệu suất thu hồi LPG theo thành phần C2- đáy tháp C-01 .. 90
Hình 4.13. Khảo sát hiệu suất thu hồi LPG theo % C5 trên đỉnh C-02 ................. 91
Hình 4.14. Khảo sát % C4 ở đáy tháp C-02 ............................................................ 92

Học viên: Hồ Quang Phổ

Trang 8


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Lê Minh Thắng

MỞ ĐẦU
Trong cơ cấu tiêu thụ năng lượng toàn cầu, tỷ trọng khí hiện chiếm 23,9% và tỷ

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHÍ
1.1. Thành phần khí tự nhiên và khí đồng hành
Những cấu tử cơ bản của khí tự nhiên và khí đồng hành là Metan (lớn nhất),
Etan, Propan, Butan (n-Butan và i-Butan), còn Pentan và các hydrocacbon no mạch
thẳng có khối lượng phân tử lớn hơn thì chiếm lượng không đáng kể.

Khí tự nhiên: thành phần chủ yếu là Metan (hàm lượng khí Metan chiếm
một tỷ lệ lớn 80 ÷ 90% thể tích), hàm lượng khí Etan chỉ chiếm khoảng 1 ÷ 2%, còn
các khí khác có thành phần không đáng kể. Các mỏ khí tự nhiên là các túi khí nằm sâu
dưới mặt đất và thành phần của chúng ở bất cứ nơi nào của túi khí cũng đều giống
nhau.

Khí đồng hành: ngoài thành phần nhiều nhất là Metan còn chứa Etan,
Propan, Butan và các hydrocacbon nặng với hàm lượng lớn hơn đáng kể so với khí tự
nhiên. Propan và Butan chiếm khoảng từ 20 ÷ 50%, C5+ có thể chiếm từ 2 ÷ 5%.
Thành phần những cấu tử cơ bản trong khí thay đổi trong một phạm vi khá rộng tuỳ
theo mỏ dầu khai thác, thậm chí ở cùng một mỏ nhưng ở các giai đoạn khai thác khác
nhau thì tỷ lệ các thành phần cũng khác nhau.

Thời gian khai thác càng dài thì áp suất của khí trên bề mặt pha lỏng
càng giảm dần nên khí càng khai thác thời gian về sau thì càng nặng hơn.
Ngoài ra trong thành phần của khí tự nhiên và khí đồng hành còn chứa một phần
nhỏ các tạp chất như N2, CO2, H2S, He... và các kim loại như Ni, V, Fe... Tuy nhiên, do
nguồn gốc của các hydrocacbon khác nhau nên thành phần của chúng cũng khác nhau.
1.2. 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 khí ở một số nước Châu Á (phần trăm theo thể tích)
Các cấu tử

Thành phần của khí

i-C4H10

1,50

1,00

1,75

n-C4H10

2,10

1,00

2,96

3,00

0,80

184

15,0

16,0

0,7

C5


ĐBSH

2004

Khí tự nhiên

Lan Tây

06-1

2002

Khí tự nhiên

Rồng Đôi, Rồng Đôi Tây

11-2

2006

Khí tự nhiên

Bạch Hổ

09-1

1995

Khí đồng hành



Mộc tinh

05-3

2013

Khí tự nhiên

Hải Thạch (Nam Côn
Sơn - 2 triệu m3 khí/ngày
và 7.250 thùng khí ngưng
tụ/ngày)

05-2

2013

Khí tự nhiên

Tên mỏ

Bunga Kekwa - Cái Nước

Bảng 1.3. Thành phần của khí ở bể Cửu Long (%V)
Cấu
tử

Rồng ( Lô 09)



7,22

6,89

10,04

10,67

C3H8

5,98

3,46

8,25

6,94

6,70

C4H10

1,04

1,70

0,78

2,83

-

0,03

0,60

CO2

1,00

-

-

0,42

0,07

H2 S

-

-

-

-

-



Học viên: Hồ Quang Phổ

Trang 12


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Lê Minh Thắng

Bảng 1.4. Tính chất vật lý của một số cấu tử khí tự nhiên
Điểm sôi
(0C/1atm)

Tên hợp
chất
CH4
C2H6
C3H8
n-C4H10

-161,5
-88,6
-42,1
-0,579

Tỷ trọng
trọng pha
lỏng
0,424

Phương trình Vander Waals được xây dựng dựa theo phương trình trạng thái khí
lý tưởng nhưng nó được hiệu chỉnh cho thể tích riêng phần của các phân tử trong khí,
trong đó thể tích khí thực có giá trị (V-b) được thay thế cho thể tích khí lý tưởng V.
Sự mất mát áp suất trong hoạt động của khí vì lực hấp dẫn và va chạm được hiệu chỉnh
bằng cách lấy giá trị (P+a/V2) thay thế cho áp suất thực.
Phương trình Van der Waals được viết như sau:
(P 

a
).(V  b)  R.T
V2

Đây là phương trình hiệu chỉnh đầu tiên nhưng ít được sử dụng.
1.4.2. Phương trình Soave-Redlich-Kwong :
Phương trình Soave-Redlich-Kwong có thể tính chính xác cả pha lỏng và pha hơi. Bao
gồm đánh giá tính chất của đơn chất, tính toán cân bằng lỏng – hơi và giản đồ pha của
hệ hai cấu tử [5].
P

RT
a

V  b V (V  b)

Trong đó:
b = 0.08664

RTC
Pc


C0 D0 E0 2
d 3
d 6 c 3
P  RT  ( B0 RT  A0  2  3  4 )   (bRT  a  )    (a  )   2 (   2 ) exp( 2 )
T
T
T
T
T
T

Trong đó Ao, Bo, Co, Do, Eo, α, β, γ là các hằng số quan hệ
Phương trình BWR mô tả chính xác trạng thái các hỗn hợp khí, còn đối với các
hỗn hợp lỏng thì nó chỉ được áp dụng khi khối lượng riêng của chất lỏng d < do
(trong đó d o là khối lượng riêng tới hạn). Khi áp dụng phương trình BWR ta sẽ tìm
được khối lượng riêng pha khí với giá trị tìm được là giá trị nhỏ nhất và khối lượng
riêng pha lỏng với giá trị tìm được lớn nhất.
1.4.4. Phương trình Redlich - Kwong (RK)
Phương trình được xây dựng dựa trên phương trình Van der Waals:
P

RT
a

Vm  b
T Vm (Vm  b)

Trong đó :
a




Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Lê Minh Thắng

Hình 1.1. Sản lượng khí khô của PV GAS qua các năm (Đơn vị: Triệu m3)[1]
Những nhà máy điện đang sử dụng FO và DO cũng đang có những kế hoạch
chuẩn bị chuyển sang sử dụng khí đốt, những nhà máy ở xa đường ống dẫn khí cũng
có những kế hoạch sử dụng condensate hay LPG thay cho dầu FO hoặc DO. Việc sử
dụng condensate hoặc LPG cho phép giảm đáng kể lượng chất độc thải ra môi trường.
1.5.2. Với vai trò nguyên liệu trong ngành công nghiệp khác
Khí dầu mỏ (bao gồm khí đồng hành và khí tự nhiên) là một nguồn nguyên liệu
quan trọng trong công nghiệp tổng hợp các hợp chất hữu cơ cơ bản.
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, cung cấp
khoảng 2485MW và một nhà máy sản xuất phân đạm, sản lượng thiết kế 740 ngàn tấn
urê/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.
1.5.3. Vai trò của LPG trong ngành giao thông vận tải
Hiệu quả nhất và triển vọng nhất trong lĩnh vực giao thông vận tải là sử dụng
LPG thay thế cho loại nhiên liệu truyền thống là xăng và dầu Diesel cho các loại xe ô
tô.
Hầu hết các loại xe ô tô đều có thể thiết kế lắp đặt các thiết bị chuyển đổi để sử
dụng LPG. Tuy vẫn còn nhiều khó khăn trong quá trình lắp đặt, nhưng đây là một
phương án có nhiều ưu điểm về mặt kỹ thuật cũng như trong mục đích tiết kiệm năng
lượng đặc biệt quan trọng đối với vấn đề ô nhiểm môi trường.
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..v..

GVHD: PGS.TS. Lê Minh Thắng

Tiềm năng khí của Việt Nam được thống kê trong bảng sau:
Bảng 1.5 Thống kê tiềm năng khí Việt Nam
Các vùng trũng

Trữ lượng tiềm năng
(Tỷ m3)

Trữ lượng thực tế
(Tỷ m3)

Sông Hồng

28 ÷ 56

5.6 ÷ 11,2

Cửu Long

84 ÷ 140

42 ÷ 70

Nam Côn Sơn

532 ÷ 700

140 ÷ 196


vào hoạt động hệ thống dẫn khí Bạch Hổ vào bờ, năng suất từ 3 đến 4 triệu m 3/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 m3/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 m3.

Học viên: Hồ Quang Phổ

Trang 17


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Lê Minh Thắng

Hình 1.4.Bản đồ các mỏ khí tại bể Cửu Long
1.6.1.2. 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.
1.6.1.3. Mỏ Rồng
Hiện đang được khai thác, ước tính trữ lượng tại mỏ Bạch Hổ và mỏ Rồng
khoảng 25 tỷ m3. Sản lượng khí có thể khai thác tại mỏ Rồng (gồm cả khí khô và khí
đồng hành) khoảng 5 tỷ m 3.

Học viên: Hồ Quang Phổ

Trang 18


suất vận chuyển khí đạt 18,3 triệu m3/ngày đêm (6,4 tỷ m3/năm), dự án sẽ cung cấp khí
nhiên liệu cho các nhà máy điện tại Trung tâm Điện lực Ô Môn, Trà Nóc của Cần Thơ
(tổng công suất 3.000MW), một phần khí được cung cấp bổ sung cho Khu công
nghiệp Khí Điện Đạm tại tỉnh Cà Mau và các hộ tiêu thụ khác ở miền Tây Nam Bộ

Học viên: Hồ Quang Phổ

Trang 19


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Lê Minh Thắng

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN KHÍ
Khí tự nhiên và khí đồng hành là những nguyên liệu rất có giá trị để sản xuất
nhiên liệu và nguyên liệu cho tổng hợp hóa dầu. Khí sau khi khai thác ngoài các cấu tử
chính là các hydrocacbon parafin còn chứa các tạp chất như: bụi, hơi nước, khí trơ,
CO2, H2Svà các hợp chất hữu cơ của S.
Trước khi đưa vào chế biến, khí cần phải qua công đoạn chuẩn bị, tại đó tiến
hành bỏ các tạp chất kể trên bằng các quá trình tách bụi, tách hơi nước và các khí axit.
2.1. Các quá trình chuẩn bị khí để chế biến
2.1.1. Làm sạch khí khỏi các tạp chất cơ học
Sự có mặt các hợp chất cơ học trong khí, nó gây ảnh hưởng xấu tới quá trình hoạt
động của các thiết bị, phức tạp trong quá trình vận chuyển, không an toàn trong sử
dụng và ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm. Do vậy, nguyên liệu vào phải được
tách các hợp chất cơ học ra khỏi khí. Quá trình làm sạch được phân thành hai phương
pháp: Phương pháp làm sạch khô và phương pháp sạch ướt [2].
Làm sạch khô là phương pháp làm sạch khí dựa vào lực ly tâm, lực trọng trường
hoặc lực hút tĩnh điện.



Phương pháp làm lạnh với sự có mặt của chất ức chế



Phương pháp hấp thụ



Phương pháp hấp phụ



Phương pháp thẩm thấu

Trong số các phương pháp trên, hiện nay hai kỹ thuật tách loại nước thường được
sử dụng là khử nước bằng phương pháp hấp phụ và khử nước bằng phương pháp hấp
thụ [9].
2.1.2.1. Phương pháp làm lạnh với sự có mặt của chất ức chế
Về nguyên tắc người ta bơm các chất ức chế vào để ngăn cản quá trình tạo thành
hyđrat. Bản chất của phương pháp này là đưa chất ức chế vào dòng khí ẩm, nó sẽ hoà
tan trong nước tự do, làm giảm áp suất riêng phần của nước trong khí và làm giảm
nhiệt độ hình thành hyđrat. Chất ức chế thường sử dụng là glycol hoặc methanol.
Glycol thường dùng là DEG (dietylen glycol), TEG (trietylen glycol), EG (etylen
glycol) với nồng độ khoảng 60 - 80% khối lượng.
Sự lựa chọn glycol nào phụ thuộc nhiều yếu tố:
- Nhiệt độ đông đặc của dung dịch glycol
- Độ nhớt dung dịch glycol
- Độ hạ nhiệt độ điểm sương đối với nồng độ glycol đã cho

4
Glycol giàu nước

5

6
7

Glycol sạch

9

Hình 2.1. Sơ đồ tách nước làm lạnh ngưng tụ với Glycol [11]
1. Thiết bị trao đổi nhiệt khí khí
2. Thiết bị làm lạnh khí
3. Bình tách ba pha
4. Bình tách
5. Trao đổi nhiệt giữa Glycol tái sinh và Glycol giàu nước
6. Thiết bị lọc
7. Bồn chứa
8. Reboiler
9. Bơm
2.1.2.2. Phương pháp hấp thụ
Trong trường hợp này, khí tự nhiên được làm khô bởi trao đổi ngược chiều với
dung môi có ái lực mạnh với nước. Dung môi thường sử dụng là glycol. Khí đã tách
nước ra khỏi đỉnh tháp hấp thụ, glycol đi ra ở đáy được chưng cất và tái sử dụng [12].

Học viên: Hồ Quang Phổ

Trang 22


Reboiler

Aerorefrigerant
Làm
mát

Gaz stripping
d'entrainement
Khí
BểStockage
chứa
TEG
99,6%
TEGaì99,6%

TEG aì

TEG
99,6%
99,6%

1,0 MPa

Filtre
Bộ
lọc

Tháp
hấp thụ

Condensat

Hình 2.2. Sơ đồ tách nước bằng dầu hấp thụ với dung môi TEG [13]
2.1.2.3. 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
[14].
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
thể làm việc ở nhiệt độ cao.
-

Nhược điểm: Giá thành tương đối cao do đó chỉ áp dụng khi yêu cầu

nhiệt độ điểm sương thấp.

Học viên: Hồ Quang Phổ

Trang 23


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Lê Minh Thắng


Để loại bỏ khí Axit ra khỏi khí tự nhiên và khí đồng hành có thể sử dụng các phương
pháp sau:


Phương pháp hấp thụ



Phương pháp hấp phụ.



Phương pháp thẩm thấu.



Phương pháp chưng ở nhiệt độ thấp.

2.1.3.1. Phương pháp hấp phụ
Phương pháp này được sử dụng khi yêu cầu độ sạch của khí sản phẩm rất cao.
Tác nhân hấp phụ thường sử dụng nhất là Zeolithe. Nếu dùng loại Zeolithe 4A, 5A thì
có thể thực hiện đồng thời quá trình dehyđrat hóa và quá trình khử Axit. Khí sản phẩm
khi sử dụng Zeolithe 4A, 5A đạt yêu cầu kỹ thuật rất cao hàm lượng nước còn 0,1ppm,
nồng độ H2S còn 20 -40 mg/m3. Do đó có thể tiến hành đồng thời để khử nước và
Axit. Ngoài ra, người ta còn dùng phổ biến zeolithe 13A vì loại Zeolithe này có thể
tách được cả Mercaptan. Tuy nhiên, khi có mặt CO2, rây phân tử sẽ xúc tác cho phản
ứng giữa CO2 và H2S tạo thành COS [16].
Học viên: Hồ Quang Phổ

Trang 24