Tải bản đầy đủ

làm ngot khí mea từ nam con son

LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên e xin chân thành cảm ơn tới các thầy cô trong khoa Hóa Học & Công
nghệ thực phẩm đã bồi dưỡng kiến thức chuyên ngành cùng kỹ năng cho em trong
những năm vừa qua giúp em có kiếm thức để hoàn thành đồ án công nghê.
Trong thời gian làm đồ án công nghệ, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thấy
Nguyễn Văn Toàn là giáo viên hướng dẫn đã tận tình chỉ bảo, và nhiệt tình giúp đỡ để
em hoàn thành đúng tiến độ và học hỏi được nhiều kỹ năng cần thiết, cung cấp kiến
thức còn thiếu soát của bản thân em. Để từ đó e có thêm những kiến thức, những kỹ
năng cần thiết để làm tiếp những nghiên cứu đồ án sau này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Vũng tàu, ngày 03 tháng 01 năm 2017
Sinh viên thực hiện.


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU.................................................................5
1.1.
Đặc điểm thành phần các nguồn khí Việt Nam...........................................5
1.1.1. Khí tự nhiên..................................................................................................5
1.1.2. Khí đồng hành..............................................................................................6

1.2.
Các phương pháp làm ngọt khí....................................................................7
1.2.1. Phương pháp hấp thụ hóa học......................................................................8
a. Hấp thụ bằng MEA..........................................................................................10
b. Hấp thụ bằng DEA...........................................................................................12
c. Hấp thụ bằng DIPA..........................................................................................14
d. Hấp thụ bằng DGA..........................................................................................14
e. Hấp thụ bằng K2CO3......................................................................................15
f. Hấp thụ bằng dung môi tổ hợp........................................................................18
1.2.2. Phương pháp hấp thụ vậy lý.......................................................................19
a. Quá trình flour..................................................................................................19
b. Quá trình selecson............................................................................................22
c. Quá trình Sunlfinol..........................................................................................23
d. Quá trình Purizol..............................................................................................23
1.3.
So sánh chọn phương pháp và quy trình....................................................25

CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH.................................................26
2.1. Giới thiệu đề tài .............................................................................................27
2.2. Tính thông số tháp hấp thụ.............................................................................27
2.2.1. Sơ đồ công nghệ..........................................................................................28
2.2.2. Công thức tính toán.....................................................................................29
KẾT LUẬN...........................................................................................................37
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................38

2


MỞ ĐẦU
Trong các mỏ dầu- khí được khai thác lên từ các vỉa, ngoài các thành phần có
chưa trong dầu và khí thì còn tồn tại các hợp chất của lưu huỳnh, oxy, nito hữu cơ,… là
ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm dầu khí, gây ăn mòn thiết bị, ngoài ra các hợp chất
này cờn gây ngộ độc xúc tác trong các quá trình chế biến sản phẩm dầu khí quan trọng
trong các nhà máy lọc, chế biến. Nhu cầu sản phẩn, năng lượng dầu mỏ và khí đốt ngày
một tăng đòi hỏi chất lượng và tính kinh tế cũng cao hơn, nhằm mục đích có được sản
phẩm, nhiên liệu, năng lượng có chất lượng tốt nhất đòi hỏi phần nguyên liệu chung cấp
cho các quá trình lọc và chế biến phải được loại bỏ các hợp chất có hại ra khỏi thành
phần nguyên liệu. để làm được điều này thì quá trình làm ngọt khí là quá trình quan
trọng và bắt buộc phải có. Hiện tại có rất nhiều công nghệ làm ngọt khí chủ yếu dựa
vào các nguyên tắc của quá trình hấp phụ hóa học và hấp thụ vật lý ngoài ra còn có

phương pháp khác như sử dụng xút, trong số đó tiêu biểu một số công nghệ làm ngọt
khí hiện đại có nhiều ưu việt ngày nay các công ty cung cấp quy trình công nghệ nâng
cấp dựa vào phương pháp hấp thụ hóa học bằng các loại dung môi ( MEA, DEA, DGA,
…), ưu điểm của công nghệ này là đảm bảo loại triệt để khí chua, công nghệ thết bị
đơn giản và bền.
Với công nghệ làm ngọt bằng phương pháp hấp thụ sử dụng các dung môi đã kể
trên, thì việc lựa chọn dung môi cũng vô cùng quan trọng, dung môi được dùng phải
đảm bảo các yếu tố môi trường, cho hiệu suất cao nhất có thể, chi phí đầu tư ban đầu là
ít nhất,… Trong phạm vi đồ án với đề tài “ Công nghệ làm ngọt khí dầu mỏ bằng dung
môi MEA” sẽ giải thích vì sao dung môi MEA ( mono etanol amin) là dung môi đáp
ứng được tốt nhất những yêu cầu trên. Với đề tài này nội dung chủ yếu gồm hai chương
chính: chương một nói về tổng quan tài liệu và lựa chọn công nghệ, chương hai là
chương thiết kế tính toán thiết bị chính và tài liệu tham khảo.

3


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Đặc điểm thành phần các nguồn khí ở Việt Nam
1.1.1 Khí tự nhiên
Khí tự nhiên là ập hợp những hydrocacbon ở dạng khí CH 4, C2H6, C3H8, C4H10,…
Có rong lòng đất. Chúng thường tồn tại thành những mỏ khí riêng lẻ hoặc cũng có thể
tồn tại bên trên của lớp dầu mỏ trong các vỉa ở thềm lục địa và ngoài khơi. Ngoài các
thành phần hydrocacbon thì khí dầu mỏ còn chứa các khí vô cơ H 2S, CO2, N2, các khí
hiếm, khí trơ và có cả hơi nước. Tùy theo hàm lượng các khí không mong muốn có
trong các mỏ mà người ta có những phương pháp khác nhau để thu hồi.
Theo số liệu của trung tâm nghiên cứu và phát triển chế biến dầu khí, thì tiềm năng
và trữ lượng khí thiên nhiên ở nước ta là 3000 tỷ m 3. Nguồn khí ở Việt Nam chủ yếu
tập trung ở các thềm lục địa phía nam. Các bể khí tiêu biểu: Bể Sông Hồng, Bể Cửu
Long, Bể Nam Côn Sơn, Bể Malay-Thổ Chu. Cụ thể trữ lượng và diện tích và các loại
khí có trong bể như sau: ( ‘thống kê trữ lượng dầu mỏ và khí ở Việt Nam”-viện nghiên
cứu trung ương). [8]
Bể Cửu Long: diện tích 60,000 km2 với trữ lượng 50 tỷ m3, sản phẩm chủ yếu là
dầu và khí đồng hành.[8]
Bể Nam Côn Sơn: diện tích 160,000 km 2 với trữ lượng160 tỷ m3 và sản phẩm chủ
yếu là khí và condensat.[8]
Bể Malay-Thổ Chu: nằm ở phía đông vịnh Thái Lan, trữ lượng 140 tỷ m 3 chủ yếu
là sản phẩm dầu và khí.[8]
Bể Sông Hồng: đây là có trữ lượng lớn nhất được tìm thấy ở Việt Nam cho tới
nay, với diện tích 120,000 km 2, trữ lượng trên 2000 tỷ m 3 khí thiên nhiên ( ‘thống kê
trữ lượng dầu mỏ và khí ở Việt Nam”-viện nghiên cứu trung ương), tuy nhiên bể này lại
chứa nhiều CO2 trong thành phần nên việc khai thác và đưa vào sử dụng còn đang xem
xét.Những mỏ chứa khí của nước ta đa số đều chứa nguồn khí có chất lượng tốt, hàm
lượng hợp chất H2S rất thấp không đáng kể, hàm lượng kí Methane, ethane, propane rất
4


cao. Đều này được thể hiện ở các bảng bên dưới, bảng thành phần tính theo (%V) của
các bể tiêu biểu đang được khai thác nhiều ở Việt Nam.[4]
Bảng I.1 Thành phần của khí thiên nhiên (%V) trong các mỏ ở Bể Nam Côn Sơn
Mỏ
Cấu tử
CO2
N2
Methane
Ethane
Propane
i-Butane
n-Butane
i-Pentane
n-Pentane
Hexane
Tổng

Lan tây
Lan đỏ
1.92
0.36
89.65
4.30
2.39
0.56
0.49
0.14
0.08
0.10
100

Hải Thạch

Mộc Tinh

Rồng Đôi

4.5
0.12
84.13
5.80
3.36
0.68
0.83
0.24
0.17
0.17
100

2.72
0.10
89.02
4.04
1.71
0.37
0.48
0.20
0.16
0.12
100

5.64
0.08
81.41
5.25
3.06
0.71
0.76
0.32
0.23
2.54
100

Bảng I.2 Thành phần khí đồng hành (%V) ở Bể Cửu Long
Mỏ
Cấu tử
CO2
N2
Methane
Ethane
Propane
i-Butane
n-Butane
i-Pentane
n-Pentane
Hexane
Tổng

Bạch Hổ
0.07
0.25
74.00
12.35
13.33
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
100

Sư tử đen
0.05
1.69
75.08
11.24
6.75
1.87
1.85
0.51
0.45
0.69
100

Rạng Đông
0.04
0.26
79.20
10.87
6.14
1.04
1.46
0.35
0.35
0.29
100

Ruby
0.08
0.64
78.23
10.68
6.71
1.31
1.74
0.31
0.38
0.14
100

1.1.2 Khí đồng hành
Khí đồng hành là khí tồn tại chung với dầu thô, hay nằm bên trê lớp dầu trong các
mỏ, sau khi được tách ra khỏi dầu thô, khí đồng hành bao gồm các thành phần chính là
5


CH4, C2H6, C3H8, C4H10. Ở Việt nam trước năm 1997 khí đồng hành khi được khai thác
lên cùng với dầu thô bị đốt bỏ do không có mục đích sử dụng, mãi cho đến sau năm
1997 công nghệ chế biến tách khí đồng hành đầu tiên ở Việt Nam được vận hành, hằng
năm đưa khoảng hơn 1 tỷ m 3 khí vào bờ cung cấp cho các các nhà máy chế biến, khí
hóa lỏng, dung môi pha xăng, condensat,… và còn cung cấp cho các nhà máy khí điện
đạm. Hiện nay nguồn khí khai thác lên được cung cấp cho các nhà máy chế biến khí, và
các nhà máy đạm lớn như Đạm Phú Mỹ, Đạm Cà Mau,… Nguồn khí đồng hành cũng
được khai thác ở các mỏ của Bể Cửu Long, Bể Malay-Thổ Chu.[8]
1.2 Các phương pháp làm ngọt khí
Tác hại của khí axit và sự cần thiết phải loại bỏ khí axit:
Trong hỗn hợp khí tự nhiên, khí đồng hành ngoài các thành phần hydrocacbon thì
trong thành phần khí còn tồn tại một số hợp chất có tính axit khác như: khí chua (H 2S,
CO2) ngoài ra chúng còn chứa một lượng nhỏ các khí có hại khác như COS, CS 2,
Mecaptan,… sự tồn tại của chúng có hại, gây ăn mòn thiết bị như tuyến ống, thiết bị,
gây ngộ độc xúc tác trong quá trình chế biến. Đối với con người sự có mặt của chúng
gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe, đối với môi trường chúng làm ô nhiễm trầm trậm.
Việc loại bỏ các thành phần khí chua trong hỗn hợp khí nhằm đảm bảo an toàn thiết bị,
tránh hiện tượng rò rỉ khí, gây ảnh hưởng đến sức khỏe và môi trường thì các thành
phần khí sau khi được loại bỏ có thể được sử dụng làm nguyên liệu cho một số ngành
công nghiệp chế biến khác như:
H2S là nguồn nguyên liệu quan trọng cho ngành công nghiệp sản xuất S nguyên
chất để sản xuất H2SO4 đây là chất rất quan trong sử dụng nhiều trong ngành công
nghiệp hóa chất.
CO2 cũng là nguyên liệu trong ngành chế biến thực phẩm, nước giả khát.
Việc lựa chọn quy trình công nghệ làm ngọt khí cần phải tính đến việc loại bỏ các
cấu tử không mong muốn làm sao có thể tận dụng mức tối đa các hợp chất đó, nhằm
tránh việc thải ra môi trường và có thêm lợi nhuận. sau đây là một số quy định, tiêu
chuẩn cho phép làm lượng khí chua tối đa trong nguyên liệu:[2]
Ở Mỹ: hàm lượng H2S cho phép ≤ 5.7 mg/m3 khí
6


Ở Nga hàm lượng cho phép là ≤ 20mg/m3 khí
Để loại bỏ S, và các hợp chất của lưu huỳnh, CO2 ra khỏi khí thiên nhiên, người ta
sử dụng chủ yếu các phương pháp hấp thụ, tùy thuộc vào đặc điểm tương tác của dung
môi với chất hấp thụ mà có các phương pháp như hấp thụ hóa học, hấp thụ vật lý, và
phương pháp kết hợp giữa vật lý và hóa học, cụ thể các phương pháp có ưu và nhược
điểm như sau:
1.2.1.Làm ngọt khí bằng phương pháp hấp thụ hóa học
Làm ngọt khí bằng phương pháp hóa học là:sử dụng dung dich alkanol amin
(MEA, DEA, DGA, TEA, di-isopropanol amin DIPA,…) sau khi có sự tiếp xúc giữa
dung môi và các chất cần hấp thụ tại các đĩa của tháp hấp thụ, tại đó dung môi và các
hợp chất khí chua sẽ xảy ra phản ứng hóa học. Qúa trình này giúp cho khí chua trong
nguyên liệu sẽ được hấp thụ triệt để, hiệu suất trên 93% mà phần hydrocacbon cũng
không bị hòa tan trong dung môi, thiết bị công nghệ đơ giản và bền.
Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp này không tách được toàn bộ lượng khí
chua nều chúng có hàm lượng lớn trong khí. Vì vậy hàm lượng các hợp chất lưu huỳnh
còn lại có thể tương tác với dung môi tạo thành các hợp chất bền khó tái sinh ở điều
kiện làm việc của quá trình. Chất hấp thụ và sản phẩm tương tác của chúng với các tạp
chất chứa trong khí nhiên liệu nhiều khi có hoạt tính ăn mòn cao.
Cùng với sự gia tăng nồng độ amin và mức bão hòa dung môi bỡi khí chua các tạp
chất không mong muốn thì hoạt tính ăn mòn hóa học của các chất hấp thụ Alkanol amin
cũng tăng. Vì vậy, khả năng hấp thụ của chúng thường bị hạn chế không phải bởi điều
kiện cân bằng nhiệt động mà là bởi độ bão hòa giới hạn của các chất hấp thụ bằng các
khí axit.
Các alkanol amin luôn được sử dụng để làm dung môi cho quá trình làm ngọt khí
bằng phương pháp hấp thụ hóa học là: MEA, DEA, DIPA, DGA,…Nghiên cứu cấu
trúc phân tử của các dung môi này cho thấy chúng có cấu trúc tương tự với NH 3. Điều
này cho thấy về lý thuyết cũng có thể sử dụng NH 3 để làm ngọt, nhưng NH3 lại bay hơi
rất nhanh nên thực tế cách này không dùng được. Tính chất của các dung môi kể trên

7


được tóm tắt bằng bảng I.3. (“IPS-E-PR-551” Dec1997_Engineering standard for
desing of gas treating units)
Bảng I.3 Một số tính chất cơ bản của các dung môi Alkanol amin
MEA

DEA

DIPA

DGA

Khối lượng phân tử

61

105.1

133.2

105.1

Khối lượng riêng kg/m3

1018

1090

989

1055

248.7

221

T sôi (0C), P Pa
110 Pa

171

660 Pa

100

187

167

1320 Pa

69

150

133

Áp suất hơi bão hòa ở
200C
48
(Pa)

1.33

1.33

1.33

Nhiệt độ đông đặc 0C

10.5

28

42

9.5

Độ nhớ tuyệt đối Pa.s

0.24 (200C) 0.38 (300C) 0.19(450C)

Độhòa tan trong nước
100
200C ( % KL)
Nhiệt hóa hơi 1.105
1486.4
Pa.j/kg

0.026(240C)

96.4

87

100

1205.9

722.5

917.4

Ta có thể thấy dung môi MEA là dung môi có tính bazo mạnh nhất trong các dung
môi kể trên, mặc dù ở nhiệt độ thấp nó cũng có thể xảy ra phản ứng với các khí axit
trong nguyên liệu. Đồng thời MEA là dung môi có khối lượng phân tử nhỏ nhất nhưng
nhiệt tỏa ra trong các phản ứng hấp thụ là lớn nhất so với các Alkanol amin khác, đồng
thời MEA là hợp chất bền về mặt hóa học, dung dịch MEA ít bị phân hủy, điều này làm
cho hiệu suất của quá trình cao hơn so với các Alkanol amin khác.
DEA (di etanol amin) là một bazo yếu hơn MEA, cũng bền về mặt hóa học, nhưng
khả năng phản ứng với các khí axit trong nhiên liệu lại yếu hơn MEA. Duoiwd đây là
các quá trình làm ngọt bằng các phương pháp phổ biến hay sử dụng:
8


Quá trình làm ngọt bằng MEA, quá trình này được sử dụng rộng rãi để làm sạch
khí thiên nhiên và khí đồng hành
Quá trình làm ngọt bằng dung môi DEA, đây là quá trình được sử dụng phổ biến
trước đây ở các nhà máy lọc dầu nhưng hiện nay nó cũng được sử dụng để làm ngọt khí
tự nhiên.
Quá trình làm ngọt bằng DGA, quá trình này được dùng để loại bỏ triệt để các khí
axit, nếu so sánh với dung môi MEA thì dung môi DGA cho phép giảm lưu lượng riêng
của chất hấp thụ, và chi phí năng lượng là 25%- 40%.
Quá trình làm ngọt khí bằng dung môi TEA, quá trình này được đánh giá không
hiệu quả cao.
Quá trình làm ngọt bằng dung dịch DIPA để làm ngọt khí tự nhiên và khí dầu mỏ,
vì chi phí vận hành thấp hơn so với MEA.
Ngoài ra còn có một loại dung môi đang được chú ý tới là Metyl isopropanol amin
do tính chọn lọc của nó cao khi phản ứng với H2S trong CO2.
a. Quy trình làm ngọt khí bằng dung môi MEA
Sự tương tác giữa MEA và H2S, CO2 diễn ra dựa vào cơ sở của phản ứng sau:
 Với H2S

2RNH + H2S ⇌ (RNH3)2S

(II.1)

(RNH3)2S +H2S ⇌ 2RNH3HS

(II.2)

 Với CO2

CO2 + 2RNH +H2O ⇌ (RNH3)2CO3

(II.3)

CO2 + (RNH3)2CO3 +H2O ⇌ 2RNH3HCO3

(II.4)

( Với R- nhóm HOCH2CH2-)

9


Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ của quá trình làm ngọt khí bằng MEA[3]
Diễn biến xảy ra trong quá trình:
Khí nguyên liệu được đưa vào từ bên dưới của tháp hấp thụ 1, dung môi làm sạch
MEA được tưới ngược chiều từ trên xuống. Khí và một ít dụng dịch MEA có lẫn H2S
và CO2 sẽ bay ra khỏi đỉnh tháp và đi vào thiết bị phân ly 2, khí ra khỏi thiết bị phân ly
là khí đã được làm sạch , còn dung môi có lẫn H2S và CO2 sẽ hồi lưu lại tháp hấp thụ
1. Dung môi MEA có lẫn 1 ít H2S , CO2 ( và một ít hydrocacbon) đi ra ở đáy tháp hấp
thụ 1 vào thiết bị phan ly 3, một phần nhỏ khí của hydrocacbon nặng được thu hổi tại
đây. Dung môi tiếp tục qua thiết bị trao đổi nhiệt số 9 (để gia nhiệt) rồ qua tháp nhả hấp
10


thụ 10, tại đây dung môi sẽ được tái sinh , H 2S, CO2 có lẫn một ít dung môi sẽ thoát ra
từ đỉnh tháp , rồi được làm lạnh đến thiết bị phân ly 4. H 2S và CO2 sẽ ra từ đỉnh tháp,
còn dung môi sẽ được hồi lưu lại tháp nhả hấp thụ 10 để hiệu suất quá trình được cao
hơn. Một phần dung môi hồi lưu ở đáy tháp sẽ qua bộ phận gia nhiệt đáy tháp 11 quay
lại tháp nhả hấp thụ 10 để truyền nhiệt. Phần còn lại qua thiết bị trao đổi nhiệt để hồi
lưu lại tháp hấp thụ 1.
Quy trình công nghệ này có những ưu và nhược điểm sau:
 Ưu điểm:

-

Độ biến thiên áp suất riêng phần của khí chua ban đầu rộng
MEA dễ phản ứng, có độ bền hoad học cao, dễ tái sinh
Công nghệ thiết bị đơn giản
Độ hòa tan hydrocacbon trong dung môi thấp
 Nhược điểm:
Mức bão hóa axit của dung môi thấp, chi phí sản xuất cao
Nếu trong thành phần khí nguyên liệu có tòn tại COS, CS2 thì quá trình nỳ

-

không sử dụng được
Cần thêm chất chống tạo bọt nếu trong thành phần nguyên liệu có thêm các

-

hydrocacbon béo, sunfua sắt, thiosunfit.
b. Quy trình làm ngọt khí bằng dung môi DEA
Những phản ứng xảy ra trong quá trình
 Với H2S:

2R2NH + H2S ⇌ (R2NH2)2S

(II.5)

(R2NH2)2S + H2S ⇌ 2R2NH2HS

(II.6)

 Với CO2:

CO2 + 2R2NH + H2O ⇌ (R2NH2)2CO3

(II.7)

CO2 + 2(R2NH2)2CO3 + H2O ⇌ 2R2NH2HCO3
(Trong đó R- nhóm C2H4OH-)

11


Hình 1.2 Sơ đồ công nghệ quá trình làm ngọt bằng dung môi DEA.[5]
Tương tự quá trình làm ngọt bằng dung môi MEA , sơ đồ công nghệ của quá trình
làm ngọt này cũng không khác nhiều. Ngoài ra trong quá trình này có sử dụng thêm
môi chất là H2O, nồng độ của nó trong dung dịch dùng làm dung môi hấp thụ phụ
thuộc và nồng độ khí axit trong nguyên liệu ban đầu thường thay đổi từ 20-30 %kl.
Cụ thể:

+ Nồng độ khí chua 0.05-0.08 m3/l  DEA 20-25%kl
+ Nồng độ khí chua 0.14-0.15 m3/l  DEA 25-27 %kl
+Nồng độ khí chua 0.15-0.17 m3/l DEA 27-30%kl

Được ứng dụng làm sạch dòng khí có áp suất riêng phần của khí chua ≥ 0.2 Mpa
(DEA 25-27 %kl) hoặc ≥ 0.4 Mpa (DEA 27-30%kl).
Độ bão hòa của dung dịch DEA trong qua trình nằm trong khoảng 1-3 mol/mol
DEA.
 Ưu điểm của quá trình:
-

Cho phép làm sạch đến mức tinh H2S và CO2 và cả khi có mặt COS, CS2
DEA bền hóa học và dể tái sinh
Áp suất bão hòa thấp nên độ mất mát thấp
Công nghệ đơn giản
Tiến hành ở nhiệt độ cao hơn quá trình dùng dung môi MEA 10-200C
Khả năng tạo bọt thấp với các dòng khí có hydrocacbon nặng cao.
12


 Nhược điểm của quá trình:
-

Khả năng hấp thụ dung môi thấp
Lưu lượng riêng của chất hấp thụ và chi phí sản xuất cao
Có sự tương tác giữa CO 2 với dung môi tạo thành hợp chất không thể tái

-

sinh được
Khả năng làm sạch các hợp chất mecaptan và các hợp chất lưu huỳnh hữu cơ
thấp.

c. Quá trình làm ngọt khí bằng DIPA

Dung môi hấp thụ là dung dịch DIPA, hàm lượng chất hoạt động trong đó có thể
đạt 40%, sơ đồ công nghệ của quá trình sử dụng dung môi này cũng không khác với hai
quá trình sử dung MEA vì vậy có thể chuyển đổi qua lại giữa hai quá trình.
 Ưu điểm của quá trình:
-

Cho phép làm sạch H2S đến 1.5mg/m3, đồng thời làm sạch CO2,COS, RSR,

-

có thể loại bỏ 40 -50% COS và RSR.
DIPA tương tác với các hợp chất như COS, CO 2, RSR tạo thành những hợp

-

chất dễ tái sinh.
 Nhược điểm:
Hoạt độ của dung dịch DIPA đối với CO2 thấp hơn của MEA.
Sự phân hủy DIPA do tương tác với các hợp chất chứa S, O thấp hơn so với

quá trình dùng MEA.
d. Làm ngọt khí Ekoamin bằng dung môi DGA
Cơ sở của phương pháp này được áp dụng khi nồng độ khí chua trong nguyên liệu
khoảng 1.5÷8%, dung môi hấp thụ dung dịch nước diglycolamin với nồng đôh 60÷
65% khối lượng.
 Ưu điểm quá trình:
-

Có thể làm sạch H2S đến 5.7mg/m3
Hoạt độ của DGA với CO2 cao hơn của MEAvới CO2
Khả năng loại CO2, COS, CS2, mecaptan cao, dể hoàn nguyên.
Mức bão hòa khí chua cao 40÷50 l lít khí chua/ l dung dịch.
Chi phí chất hấp thụ và chi phí sản xuất thấp.
 Nhược điểm: tuy có nhiều ưu điểm nhưng công nghệ làm ngọt khí bằng
DGA chỉ được làm ngọt cho khí nguyên liệu có độ chua lớn, vì dây

chuyền công nghệ phức tạp.
e. Quy trình làm ngọt khí bằng Kalicacbonat
Dùng Kalicacbonat làm dung môi hấp thụ hóa học để loại bỏ CO 2, H2S ra khỏi hỗn
hợp khí tự nhiên được thể hiện qua các phản ứng sau:
13


K2CO3 + CO2 + H2O ⇌ 2KHCO3

(II.9)

K2CO3 + H2S ⇌ KHS + KHCO3

(II.10)

Theo Ruziska (Lavoslav Ružička là nhà hóa học người Thụy Sĩ gốc Croatia) thì hai
phản ứng (II.9) và (II.10) thực tế xảy ra theo hai bước:
-

Bước 1: H2O + K2CO3 ⇌ KOH +KHCO3
(II.11)
Bước 2: KOH tạo thành phản ứng với CO2 tạo thành KHCO3

KOH + CO2 ⇌ KHCO3

(II.12)

Với H2S:
KOH + H2S ⇌ KHS + KHCO3

(II.13)

Quá trình sử dụng khí tự nhiên có áp suất khí riêng phần khí acid tương đối cao, do
vậy hiện nay quá trình làm ngọt khí bằng K 2CO3 nóng chảy dùng dể làm ngọt khí có
hàm lượng khí acid trung bình và cao.
Sơ đồ công nghệ của phương pháp này gần giống với sơ đồ công nghệ của quá
trình làm ngọt khí bằng DEA. Tuy nhiên trong tháp hấp thụ của làm ngọt khí bằng
K2CO3 làm việc ở nhiệt độ cao hơn nhiều vì đảm bảo K 2CO3 ở trạng thái nóng chảy,
điều này tiết kiệm được một lượng nhiệt đáng kể cho quá rình rao đổi nhiệt làm nóng
thiết bị, nhiệt độ cao cũng làm tăng khả năng hòa tan của Kalicacbonat trong dung dịch.
Điều này cho phép sử dụng dung dịch kalicacbonat nóng chảy có nồng độ caovà cho
phép ăng khả năng hấp thụ khí acid trong dung môi hấp thụ.
Từ các phản ứng (II.9) và (II.10) cho ta thấy nguyên nhân vì sao tháp hấp thụ làm
vệc ở nhiệt độ cao: sản phẩm của hai phản ứng có nồng độ muối cao hơn so với dung
dịch kalicacbonat ban đầu, phản ứng giữa K2CO3 với CO2, thì cứ một phân tử K2CO3
cho hai phân tử KHCO3. Còn phản ứng với H2S thì tỷ lệ này là 1:1. Vì ly do này mà hầu
hết các quá trình vận hành thiết bị làm ngọt khí tự nhiên được điều khiển bằng khả
năng hòa tan của Kalicacbonat ở điều kiện nhiệt độ cao hơn là Kalibisunfua.
Quá trình này được ứng dụng để loại một lượng lớn CO 2 trong hỗn hợp khí một
cách hiệu quả. Nó được ứng dụng để làm ngọt khí tự nhiên có chứa hàm lượng H 2S và

14


CO2, nếu không có CO2 thì Kalibisunfua rất khó tái sinh. Vậy quá trình này chỉ phù hợp
khi hàm lượng CO2 trong khí nguyên liệu cao.
 Ưu điểm của quá trình là:Loại được CO 2, COS, CS mà không làm mất

hoạt tính của dung môi hấp thụ. COS được ạo thành sẽ được phân hủy
theo phản ứng
COS + H2O ⇌ CO2 +H2S

(II.14)

Sau đó sản phẩm của phản ứng thủ phân (II.14) sẽ phản ứng với K 2CO3 như các
phản ứng (II.9),(II.10) ở phía trên. Tuy nhiên trong thực nghiệm thì lại cho thấy vấn đề
là COS không bị thủy phân hoàn toàn.
Trong dung dịch kalicacbonat nóng chảy CS2 bị thủy phân tạo thành COS và H2S
theo phản ứng
CS2 + H2O ⇌ COS +H2S

(II.15)

H2S tạo thành trong phản ứng (II.15)

sẽ phản ứng trực tiếp với dung môi

kalicacbonat nóng chảy theo như phản ứng (II.10), COS thì sẽ thủy phân theo phản ứng
(II.14) để tạo thành CO2 và H2S, rồi CO2 và H2S lại tiếp tục các phản ứng với dung môi
K2CO3 theo phản ứng (II.9), (II.10) như trên. Do thủy phân hai lần nên tốc độ phản ứng
của CS2 với dung môi chậm hơn so với COS.
Đối với chất mecaptan phản ứng với dung dich kalicacbonat nóng chảy sẽ tạo thành
mecaptua theo phường trình hóa học:
K2CO2 + RSH ⇌ RSK + KHCO3

(II.16)

Từ phản ứng (II.16) cho thấy tính acid của mecaptan sẽ giảm dần theo chiều dài
của hydrocacbon tăng dần, nên khả năng phản ứng của chúng với dung dịch
kalicacbonat nóng chảy giảm dần theo chiều dài của hydrocacbon tăng dần.
Hai nhà khoa học Parrich và Neilson đã đưa ra kết quả thực nghiệm cho thấy khả
năng hấp thụ và tốc độ phản ứng tương đối của khí acid và các cấu tử không mong
muốn có trong thành phần khí nguyên liệu, số liệu được thống kê theo bảng sau:
Bảng I.4 Khả năng hấp thụ và tốc độ phản ứng của các cấu tử không mong muốn trong
thành phần khí ở 2300F và 2psi.[7]
15


Cấu tử
CO2
H2S
COS
CS2
CH3SH
NH3

Khả năng hấp thụ
1.00
1.41
Thủy phân
Thủy phân
0.03
0.10

Tốc độ phản ứng
1.00
3.60
0.36
0.01
1.20
3.50

Hình 1.3 Sơ đồ công nghệ qua trình làm ngọt khí bằng K2CO3
Khí nguyên liệu ban đầu có chứa khí chua, qua thiết bị trao đổi nhiệt với dòng khí
đã được làm ngọt để tận dụng nhiệt sau đó đi vào thấp hấp thụ 1 từ phía dưới đáy tháp
sẽ được tiếp xúc với dung môi K2CO3 đi từ đỉnh tháp xuống, dung môi và nguyên liệu
tiếp xúc với nhau tại các đĩa. Tháp hấp thụ 1 làm việc ở nhiệt độ khoảng 2300F. Sau khi
hấp thụ thì dòng khí ngọt sẽ đi a từ đỉnh tháp, dung dịch kalicacbonat giàu sẽ đi ra từ
đáy tháp 1 rồi qua tháp số 2 ( tháp stripping) từ trên tháp, tháp 2 làm việc ở điều kiện 210 psia. Điều này cho thấy có sự giảm áp suất đôt ngột ở tháp 2 nên một lượng lớn khí
acid sẽ thoát ra từ đỉnh tháp. Dung môi được tái sinh và hồi lưu lại quá trình. Dòng khí
acid cùng với hơi nước đi qua thiết bị ngưng tụ làm lạnh tách nước số 4, dòng khí sau
khí tách nước sẽ đưa qua bình hồi lưu số 3 để hồi lưu ở tháp 2. Nhiệt độ đáy tháp 2
khoảng 240 – 2500F.
16


f.

Quy trình làm ngọt khí ằng dung môi tổ hợp etanolamin và etylen glycol
Để làm sạch khí nguyên liệu khỏi CO2 và H2S và nước, người ta úng dụng một lại

dung môi tổ hợp là etanolamin với etylen glycol. Việc làm ngọt này kết hợp đồng thời
làm khan hóa nguyên liệu, loại nước khỏi nguyên liệu, nhằm giảm hàm lượng nước cần
để taí sinh dung môi

Trên đây là sơ đồ công nghệ làm sạch khí tự nhiên bằng hỗn hợp etanol amin với
etylen glycol. Quá trình làm sạch được thực hiện trong tháp hấp thụ và các thiết bị phụ
trợ.Tháp hấp thụ và nhả hấp thụ cũng có cấu tạo như tháp sấy khí bằng glycol. Khi
được dẫn vào từ phần dưới của tháp,dòng khí chuyển động từ dưới lên, còn dung dịch
làm sạch gồm có etylen glycol và etanol amin được tưới ngược chiều từ trên xuống.
Khí đã được làm sạch được dẫn ra từ đỉnh tháp, còn dung dịch được hấp thụ H 2S và
CO2được tháo ra ở đáy tháp. Dung dịch này được dẫn qua bộ phận trao đổi nhiệt đốt
nóng bằng hơi nướcvà đưa vàogiữa tháp nhả hấp thụ, H 2S và CO2 giải phóng ra ở phía
đỉnh tháp, còn dung dịch hấp thụ đã tái sinh được lấy ra ở phía dưới.Một phần dung
17


dịch đó được đun nóng bằng hơi nướcvà quay lại tháp nhả hấp thụ để truyềnnhiệt, phần
còn lại đượclàm nguội vàtưới từ đỉnh tháp hấp thụ .
Khi nồng độ các tạp chất H 2S và CO2 cao hơn 2÷2,5% mol thì trướckhi dùng
etanolamin hấp thụ, người ta dùng các chất hấp thụ rẻ tiền nhưnước hoặc dung dịch
nước của Na2CO3, K2CO3 làm sạch khí sơ bộ, giảmnồng độ tạp chất tới 2÷2,5% mol,
sau đó mới dùng etanolamin làm sạchtiếp tới độ sạch yêu cầu nhỏ hơn 0,5%.
1.2.2 Làm ngọt khí bằng phương pháp hấp thụ vật lý
Cơ sở của quá trình:
Ngoài các phương pháp làm ngọt bằng phương pháp hấp thụ hóa học sử dụng dung
môi ankanolamin cũng hay thấy sử dụng phương pháp hấp thụ vật lý như quá trình
Flour, Selecsol, Purizol...
Khả năng hấp thụ phụ thuộc áp suất riêng phần của khí chua trong điều kiện làm
việc: áp suất riêng phần thấp thì khả năng hấp thụ thấp. Để quá trình hấp thụ vật lý diễn
ra hiệu quả, cần thực hiện quá trình ở nhiệt độ thấp; Áp suất riêng phần ≥ 5MPa: dung
môi vật lý có ưu thế hơn hẳn dung môi hóa học, áp suất càng cao, hiệu quả quá trình
càng tăng.
Khả năng hấp thụ CO2 và H2S của mỗi chất hấp thụ khác nhau nên có thể dùng để
hấp thụ chọn lọc.
Dung môi hấp thụ: propylene carbonate, dimethyl-tert-polyethyleneglycol
(DMEPEG), N-N-methylpyrolidone,…
Ưu điểm của phương pháp này:
Có thể làm sạch hoàntoàn H2S, CO2, RSH, COS, CS2.
Không tạo bọt, không ăn mòn thiết bị.
Nhiệt độ đóng băng thấp.
Chi phí đầu tư và chi phí sản xuất thấp
Nhược điểm: Độ hòa tan tan hydrocarbon trong dung môi hấp thụ cao.
a. Quá trình flour ( chất háp thụ proylenne cacbonate)



Dung môi tổ hợp được ứng dụng có nhiệt hòa tan thấp khả năng hấp thụ cao khí
acid và các cấu tử không mong muốn khác. Khả năng hấp thụ này phụ thuộc vào áp
suất riêng phần của dung môi trong điều kiện hấp thụ. Khi áp suất riêng phần thấp dung
18


VI

môi hấp thụ thấp nhất còn khi áp suất riêng phần khoảng 5Mpa hoặc lớn hơn thì khả
năng hấp thụ tốt nhất và dung môi được sử dụng trong hấp thụ vật lý sẽ ưu việt hơn hấp
thụ hóa học.
Tất cả dung môi vật lý đều hòa tan được H 2S và CO2, tuy nhiên hiệu quả của mỗi
chất đối với H2S và CO2 lại không như nhau. Vì vậy nếu một chất hấp thụ tốt với CO 2
thì chưa chắc có thể hấp thụ được tốt H 2S, đây cũng là một nhực điểm của phương pháp
này.
Tóm lại quá trình làm ngọt khí bằng dung môi tổ hợp là quá trình kết hợp triệt để
tính ưu việt của dung môi hấp thụ vật lý và hóa học.

III

Tính chất của một loại dung môi tổ hợp thường được dùng nhất là chất hấp thụ
proylenne cacbonate
Bảng I.5 tính chất hóa lý của Propylene carbonate.[6]
Tính chất hóa lý của propylene carbonate
Nhiệt độ sôi, 0C

242

Phân tử lượng

102

Nhiệt độ nóng chảy, 0C

-49

Độ nhớt ở 180C, m2/s

6,64.10-6

Tỷ trọng ở 200C, kg/m3

1200

Áp suất hơi bão hòa ở 270C, Pa

0,666

Đặc điểm của quá trình: Dung môi hòa tan tốt H 2S, CO2, COS, CS2, RSH và
hydrocarbon, có tác dụng ăn mòn yếu đối với thép carbon thường, bền hóa học trong
điều kiện áp suất hơi bão hòa thấp. Được áp dụng thuận lợi nhất khi khí có áp suất riêng
phần tổng của khí chua lớn hơn 0,4 MPa, nồng độ CO2 cao, tỉ lệ H2S:CO2 thấp. Hấp
thụ ở nhiệt độ thấp: 0÷-60C. Quá trình tái sinh chất hấp thụ được thực hiện bằng giảm
áp suất theo từng bậc. Khí giãn nở, sau khi đi ra khỏi bình phân ly chứa đáng kể
hydrocacbon và khí axit nên không thể dùng làm nguyên liệu cho hệ thống sản xuất lưu
huỳnh hoặc làm nhiên liệu.

19


Hình 1.4 Sơ đồ công nghệ quá trình flour

Thuyết minh sơ đồ công nghệ:
Khí nguyên liệu ( I )được cho vào tháp hấp thụ ở gần đáy tháp đồng thời dung môi
( IV ) được bơm từ đỉnh tháp xuống, quá trình hấp thụ sẽ tiến hành trong khoảng nhiệt
độ từ 0÷60C. Khí đi ra từ đỉnh tháp là khí sạch (ngọt) III. Dung môi bão hòa (V) được
bơm vào thiết bị phân li thứ nhất (2) ,ở thiết bị phân li thứ nhất một khí nguyên liệu
được máy nén đẩy dòng khí hoàn nguyên về dòng nguyên liệu ban đầu,phần tạp chất
còn lại được đưa qua thiết bị phân li thứ hai (2). Ở thiết bị này khí acid đi ra từ đỉnh
tháp và được Tuốc - Bin bơm thải ra cùng với dòng khí acid của thiết bị phân li thứ ba
(2) đi ra ngoài. Phần dung môi bão hòa tiếp tục được đua vào thiết bị phân li thứ 3 , tại
20


đây thì khí acid đã được phân li hoàn toàn và thải ra ngoài còn phần dung môi sạch
(dung môi tái sinh) được bơm trở lại tháp hấp thụ để tiến hành quá trình hấp thụ.
Quá trình selecson
Dung môi sử dụng trong quá trình là dung môi: di metyl etepolylen glycol
(DMEPEG).
 Ưu điểm của quá trình:

DMEPEG là hợp chất không độc, bền hóa học trong điều kiện của quy trình
Dễ phân hủy khi làm sạch nước thải bằng vi sinh, có độ chọn lọc cao và đảm bảo
hấp thụ chọn lọc H2S với sự có mặt của CO 2 ( đặc tính này có ý nghĩa quan trọng, vì
trong trường hợp sử dụng 2 bậc làm sạch, có thể thu được ở bậc thứ nhất nguyên liệu
tốt để sản xuất lưu huỳnh (khí axit có nồng độ H 2S cao) và ở bậc thứ hai- nguyên liệu
tốt để sản xuất CO2 thành phẩm).
 Nhược điểm:

Tuy quy trình này có nhiều ưu việt nhưng nếu muốn sử dụng quy trình thì khí
nguyên liệu phải được hấp thụ sơ bộ các cấu tử nặng trước khi đưa vào quá trình, điều
này làm cho quy rình công nghệ này phức tạp, tốn kém chi phí đầu tư.
Trong quy rình selecson do dung môi DMEPEG có tính chọn lọc cao và đảm bảo
hấp thụ chọn lọc H2S với sự hiện diện của CO2. Đặc tính của quá trình có ý nghĩa trong
thực tế vì chúng ta có thể tiến hành làm ngọt hai bậc. ở bậc thứ nhất lấy ra khí có hàm
lượng H2S cao có thể sử dụng cho quá rình sản xuất H 2SO4 ở bậc thứ hai có thể thu
được CO2 ứng dụng trong ngành công nghệ nước giải khát. Trước đây, vào những năm
70, quá trình được sử dụng để làm sạch triệt để khí thiên nhiên có nồng độ H 2S và CO2
cao và trung bình (quá trình này hấp thụ được đến 97% H 2S và 85% CO2). Hiệu quả
của quá trình tăng cùng với sự tăng áp suất làm việc và nồng độ khí axit trong khí ban
đầu.
Chế độ công nghệ: nhiệt độ dao động từ 10 đến -15 0C, áp suất 6.8 – 7 Mpa. Việc tái
sinh dung môi thực hiện không cấp nhiệt bằng giảm áp suất nhiều bậc trong hệ thống.

21


Để thực hiện quá trình Selecsol cần chi phí đầu tư và vận hành thấp hơn đáng kể so với
quá trình MEA: chi phí vận hành giảm 30%, đầu tư giảm 70%.[6]
b. Quá trình Sulfinol

Quy trình này được công ty SHELL (Mỹ) nghiên cứu được ứng dụng để làm sạch
toàn bộ khí khô khỏi các hợp chất H2S, CO2, COS, CS2, mecaptan,…dung môi hấp thụ
sử dụng trong quá trình là hỗn hợp dung dịch nước Di izo-propanol amin (DIPA) và
dung môi Tetra hydrocacbon 1-1 diocid, được gọi là Sunlfolan: hỗn hợp dung dịch gồm
30% Di izo-propanol amin, 64% Sunlfolan và 6% nước. thành phần này có thể thay đổi
phụ thuộc vào chất lượng khí nguyên liệu ban đầu. Dung môi này có thể hòa tan tốt các
hợp chất không mong muốn trên và nó rất bền hóa học, có nhiệt dung riêng và áp suất
hơi bão hòa thấp. Khả năng hấp thụ của dung môi Sunlfolan gấp 2 lần dung môi MEA,
độ bão hòa của dung môi này có thể đạt được trên 85%. Vì vậy khi thực hiện qua trình
này thì lượng dung môi dùng để hấp thụ ít hơn nhiều so với các quá trình khác nên chi
phí vận hành thấp hơn. Để quy trình này đạt hiệu suất cao nhất thì tỷ lệ các cấu tử khí
acid trong khí H2S/CO2 >1, áp suất riêng phần của chúng nằm trong khoảng 7-8 Mpa.
Thực tế cho thấy quy trình làm ngọt khí bằng MEA có thể được sử dung cho quá trình
Sulfinol , khi đó thì năng suất của hệ thống tăng đáng kể.
c. Quá trình purizol

Quá trình Purizol là quá rình sử dụng dung môi hấp thụ là N-methylpyrolidon
(NMP), đây là dung môi không độc, hòa tan tốt H2S, CO2, RSH và hydrocarbon, không
gây ăn mòn, dễ phân hủy khi làm sạch sinh học nước thải, có độ chọn lọc cao đối với
H2S: ở 200C và 0,1 MPa, độ hòa tan H 2S cao gấp 10 lần CO 2; có thể tạo bọt nếu trong
hệ có hydrocarbon lỏng; khả năng mất mát cao do có áp suất hơi bão hòa cao, để giảm
thất thoát người ta rửa khí đã làm sạch bằng nước.
Quá trình Purizol được sử dụng để làm sạch thô và triệt để khí khỏi H 2S và CO2.
Do tính chọn lọc cao của dung môi nên chúng có thể được sử dụng để sản xuất lưu
huỳnh. Phụ thuộc vào nồng độ H2S và CO2 cũng như mức độ làm sạch cần thiết, quá
trình có thể thực hiện trong các hệ thống một hoặc hai bậc. Việc tái sinh dung môi thực
hiện không cấp nhiệt bằng giảm áp suất nhiều bậc trong hệ thống.
22


1. Tháp hấp thụ; 2. Tháp nhả hấp thụ; 3,4. Thiết bị đun sôi đáy tháp;
I. Khí vào; II. Khí sạch; III. Dung dịch MEA; IV. Dung dịch DEG;
V.Nước; VI. Khí axit (H2S, CO2)
Hình 1.5 sơ đồ công nghệ quy trình Purizol.[2]

23


Thuyết minh quy trình công nghệ
Khí nguyên liệu ban đầu đượ đưa ào tháp hấp thụ số 1từ phía dưới tháp để tiến
hành hấp thụ với dòng dung môi II đi từ đỉnh tháp và dòng dung dịch MEA đi vào từ
thân tháp xuống, sau khi hấp thụ xong dòng khí sạch đã được làm ngọt đi ra từ đỉnh
tháp, dòng dung môi và các cấu tử khí acid sẽ được đưa qua 2 thiết bị trao đổi nhiệt để
tận dụng nhiệt rồi đi vào tháp nhả hấp thụ số 2. Tại đây xảy ra quá trình tái sinh xúc tác
quá trình này được thực hiện ở nhiệt độ cao nhờ hai thiết bị đun sôi đá tháp số 3 và số 4
cung cấp nhiệt. Qúa trình tái sinh hoàn thành khi dòng khí acid ( H 2S, CO2) và hơi nước
đi ra từ đỉnh tháp 2 qua thiết bị làm lạnh ngưng tụ tách ra được khí acid đi ra từ đỉnh,
còn nước đã được ngưng tụ sẽ được lấy ra từ đáy thiết bị nhờ bơm quay lại tháp nhả
hấp thụ nhằm giảm áp suất riêng phần của khí acid. Dung môi sau khi đã được tái sinh
đi ra từ đáy tháp 2 qua thiế bị trao đổi nhiệt để hồi lưu lại tháp hấp thụ số 1.
1.3. So sánh đưa ra phương pháp và quy trình để tính toán
Trên đây là tất cả các phương pháp làm ngọt khí hiện nay được sử dụng phổ biến
của các nhà cung cấp lớn như SHELL, VME process, WORLEY PARSORS,… mỗi
nhà cung cấp điều cho ra những quy trình có nhiều ưu điểm cũng có những khuyết
điểm, nhưng tùy vào mỗi điều kiện làm việc, thành phần nguyên liệu, chế độ công nghệ
khác nhau mà có những công nghệ khác nhau được áp dụng. mục đích của đồ án này là
tính toán chọn được một quy trình công nghệ phù hợp nhất, đảm bảo nhiều ưu điểm
nhất để làm ngọt nguồn khí ở Việt Nam cụ thể là mỏ Bạch Hổ, mà chúng ta đã biết chất
lượng dầu và khí ở mỏ Bạch Hổ chủ yếu là khí có chất lượng cao, rất ít tạp chất và cấu
tử không mong muốn nên việc lựa chọn phương pháp và quy rình công nghệ làm ngọt
cần chú ý quy trình đơn giản, chi phí đầu tư ít và có nhiều ưu điểm phù hợp với thành
phần khí nguyên liệu của mỏ. Dựa vào các tiêu chí lụa chọn và các phương pháp quy
trình đã nêu ra ở trên, trong đồ án này tôi lựa chọn phương pháp hấp thụ hóa ọc và quy
trình được sử dụng là quy trình làm ngọ khí bằng dung môi MEA.
Trong chương tiếp theo sẽ là phần tính toán các tham số cơ bản của tháp làm ngọt
khí bằng dung môi MEA. Chương sau sẽ cho ta biết các yếu tố ảnh hưởng, những công
thức, những thông số quan trong của tháp hấp thụ.
24


CHƯƠNG 2
TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA THÁP LÀM NGỌT KHÍ
BẰNG DUNG MÔI MONOL ETANOL AMIN (MEA).

2.1 Giới thiệu về đề tài
Khí ở Việt Nam nói chung và khí ở bể Nam Côn Sơn nói riêng, có hàm lượng khí
chua nhỏ, không ảnh hưởng đến quá trình vận chuyển và chế biến, nhưng muốn khí đạt
được tiêu chuẩn cần nghiên cứu, tính toán quá trình làm ngọt phù hợp, để đạt được hiệu
quả kinh tế cao.

-

Các yếu tố cần quan tâm khi lựa chọn quy trình công nghệ
Những tạp chất acid cần loại bỏ ra khỏi dòng khí
Hàm lượng tạp chất và mức độ làm sạch mong muốn
Tính chọn lọc của qua trình
Thể tích khí cần sử lý, điều kiện nhiệt độ, áp suất của dòng khí cần sử lý
Khả năng thu hồi lưu huỳnh khi hàm lượng lưu huỳnh trong khí nguyên

liệu cao.
- Chi phí đầu tư cho quá trình
- Tỷ lệ CO2 : H2S
 Các yếu tố cần quan tâm khi lựa chọn chất hấp thụ cho quy trình làm ngọt
- Có tính hấp thụ chọn lọc
- Độ nhớt chất hấp thụ nhỏ
- Nhiệt dung riêng nhỏ, ít tiêu tốn năng lượng cho quá trình tái sinh dung
-

môi
Nhiệt độ sôi khác xa với nhiệt độ sôi của các chất bị hấp thụ
Nhiệt độ đóng rắn thấp, không bị đóng rắn ở nhiệt độ làm việc của tháp
Không ạo kết tủa khi hấp thụ
Hạn chế thấp nhất sự mất mát trong quá trình hồi lưu tuần hoàn
Không độc, không gây ô nhiễm môi trường, và đặc biệt không gây ăn


-

mòn thiết bị.
Việc sử dụng dung môi MEA có những ưu điểm sau
Làm sạch khí CO2 trong khoảng áp suất riêng phần rộng
Có độ bền oxy hóa cao
Có khả năng phản ứng cao, dể tái sinh
Ít hấp thụ các hydrocacbon nhất, nên không bị mất mát nhiều
Đã được sủ dụng nhiều trong thực tế, giá thành rẻ, dể kiếm.

25


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×