Công nghệ xử lý khí - Phần 6

Nhằm ngăn ngừa sự hình thành các hydrate tốt nhất là phải làm khô khí thật tốt trước khi qua các thiết bị công nghệ, tuy nhiên điều này khó thực hiện được. Một phương pháp khác là đưa vào dòng khí các chất ức chế như methanol, glycol…để chủ động hạ nhiệt độ tạo hydrate. Khi sử dụng các chất ức chế người ta lắp các đầu phun vào dòng khí. Methanol có áp suất hơi bão hoà cao, do vậy rất khó tách nó ra khỏi dòng khí, việc tái sinh nó rất khó khăn nên sự tiêu...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Công nghệ xử lý khí - Phần 6 PHAÀN 6 DEHYDRATE-CHOÁNG HYDRATE HOAÙChoáng taïo hydrate baèng caùc chaát öùc cheá Nhaèm ngaên ngöøa söï hình thaønh caùc hydrate toát nhaát laø phaûi laøm khoâ khí thaät toát tröôùc khiqua caùc thieát bò coâng ngheä, tuy nhieân ñieàu naøy khoù thöïc hieän ñöôïc. Moät phöông phaùp khaùc laø ñöavaøo doøng khí caùc chaát öùc cheá nhö methanol, glycol…ñeå chuû ñoäng haï nhieät ñoä taïo hydrate. Khi söûduïng caùc chaát öùc cheá ngöôøi ta laép caùc ñaàu phun vaøo doøng khí. Methanol coù aùp suaát hôi baõo hoaøcao, do vaäy raát khoù taùch noù ra khoûi doøng khí, vieäc taùi sinh noù raát khoù khaên neân söï tieâu hao chaát naøylaø khaù lôùn, methanol chuû yeáu duøng trong caùc oáng vaän chuyeån nhaèm phaù vôõ caùc hydrate taïo thaønh,ngoaøi ra noù coøn duøng trong coâng ngheä phaân ly nhieät ñoä thaáp ñeå ngaên ngöøa söï taïo thaønh hydratetrong khi laøm laïnh khí nhaèm taùch caùc hydrocacbon naëng, vaø hôi nöôùc. Glycol coù aùp suaát hôi baõohoaø raát thaáp neân khaû naêng thu hoài laø raát cao baèng phöông phaùp coâ ñaëc dung dòch chöùa glycolPhöông phaùp tính toaùn chaát öùc cheá metanol1. Tính mW (kg) : khoái löôïng nöôùc töï do trong heä thoáng WH2O taïi PSAT, TSAT = A WH2O taïi PCOLT, TCOLT = B mW = F(A-B)2. Tính d : nhieät ñoä caàn haï d = HFT - TCOLT HFT nhieät ñoä taïo hydrate ôû taïi PCOLT3. Tính noàng ñoä chaát öùc cheá ngöôøi ta ñaõ xaây döïng coâng thöùc thöïc nghieäm sau: XR = d.Mw/(Ki + d.Mw) (100)Coâng thöùc naøy chæ toát khi XR < 26% XR (%): % khoái löôïng chaát öùc cheá trong hoãn hôïp nöôùc. Mw : Khoái löôïng phaân töû chaát öùc cheá. d (oC) : Nhieät ñoä caàn haï (Xaùc ñònh baèng nhieät ñoä taïo hydrate HFT - nhieät ñoä thaáp nhaát trong heä thoáng TCOLT) Ki : Heä soá, Ki = 1297 Khi XR > 25% ta aùp duïng coâng thöùc d=-72ln(xH2O) xH2O laø phaàn mol cuûa nöôùc trong hoãn hôïp nöôùc – methanol sau ñoù qui ñoåi ra XR qua ñoà thò 6.1:4. Tính khoái löông chaát öùc cheá ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc sau: mI = mWXR/(XL-XR) mI (kg): khoái löôïng chaát öùc cheá caàn phaûi bôm. mW (kg): khoái löôïng nöôùc töï do trong heä thoáng. XR (%): % khoái löôïng chaát öùc cheá trong hoãn hôïp nöôùc XL (%) : % khoái löôïng nguyeân chaát cuûa chaát öùc cheá5. Phaàn Methanol boác hôi bò maát theo pha khí vaø loûng ñöôïc xaùc ñònh theomaát trong pha loûng HCLIQ = 0,4kgMeOH/m3 chaát loûngmaát trong pha khí HCVAP = C*F*XRC tra hình 6.26. mI_TOTAL =( mI WATER + mI HC LIQUID + mI VAPOR) SFPrepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 93SF heä soá an toaøn 1,1 ñeán 1,2Thoâng soá cô baûn cuûa moät soá chaát öùc cheá thoâng duïng: Methanol EG DEG Ethylene glycol Diethylene glycol Khoái löôïng phaân töû, Mw 32 62 106 Tyû troïng kg/m3 800 1110 1120Ví duï:Hoãn hôïp khí töï nhieân löu löôïng 3.5x106 std m3/ngaøy, ra khoûi maùy neùn ôû P=8000kpa, T= 40 oC, sauñoù ñöôïc giaûm aùp vaø laøm laïnh taïi P=6500kpa, T= 5oC ñeå taùch hydrocarbon loûng ñöôïc 60m3/106 stdm3. Tính löôïng Methanol noàng ñoä XL =100% caàn thieát ñeå traùnh taïo hydrate taïi P=40bar, T= 5oCGiaûi:3. Tính mW (kg) : khoái löôïng nöôùc töï do trong heä thoáng WH2O taïi P= 8000kpa, T = 40oC = 1000kg/106 std m3 WH2O taïi PCOLT = 6500kpa, TCOLT = 5oC mW = F(A-B) = 3,5x(1000 – 160) = 2940kg H2O/d4. Tính d d = HFT - TCOLT = 17-5=12 HFT nhieät ñoä taïo hydrate = 17oC3. Tính noàng ñoä chaát öùc cheá ngöôøi ta ñaõ xaây döïng coâng thöùc thöïc nghieäm sau: XR = d.Mw/(Ki + d.Mw) (100) = 12x32x100/(1297+12x32) = 23%4. Tính khoái löông chaát öùc cheá ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc sau: mI = mWXR/(XL-XR) = 2940x23/(100-23)=880kg/d5. Phaàn Methanol boác hôi bò maát theo pha khí vaø loûng ñöôïc xaùc ñònh theo:maát trong pha loûng HCLIQ = 0,4x60x3,5=80kg/dmaát trong pha khí HCVAP = C*F*XR = 17x3,5x23 = 1370 kg/dC = 17 tra hình 6.26.mI_TOTAL =( mI WATER + mI HC LIQUID + mI VAPOR) SF =(880+1370+80)1,1 = 2563kg/dPrepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 94 Hình 6.1 Ñoà thò qui ñoåi phaàn mole cuûa nöôùc ra phaàn traêm khoái löôïng methanol trong dung dòch Hình 6.2 ñoà thò tra heä soá CPrepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 95