XỬ LÝ KHÍ

Dòng khí dầu sau thiết bị tách pha hoặc dòng khí tự nhiên sâu miệng

giếng cón chứa các thành phần nặng, hơi nước, nước tự do, các loại khí chua và

các thành phần làm giảm chất lượng. Để tạo ñiều kiện cho việc vận chuyển ñược

thuận lợi và tăng giá trị về thương phẩm ta phải tách các thành phần trên ñây ra

khỏi dòng khí.

Đ1 Nhiệm vụ xử lý

Nhiệm vụ ñầu tiên của việc xử lý là phải tách các thành phần nặng trong

khí thường ñược gọi là ngưng tụ xuất phát từ yêu cầu vận chuyển một cách có

hiệu quả vì nếu chúng ngưng tụ trên ñường ống, công suất vận chuyển cần phải

lớn vì phải khắc phục các giảm áp cao. Mặt khác, khả năng toả nhiệt của khí

ñược ghi nhận trong các hợp ñồng mua bán, cần phải tách thành phần nặng ñể

thoả mãn các ñiều khoản ñã thoả thuận. Một ñiều nữa khi xem xét thu hồi ngưng

tụ ñó là phần thu hồi phụ từ chất lỏng khi bán khí vì trong nhiều trường hợp, thu

hồi này ñủ bù ñắp cho việc mua sắm, lắp ñặt thiết bị cần thiết cho quá trình sản

xuất khí thương mại.

Khí trong ñiều kiện vỉa hoặc miệng giếng có chứa một số lượng nhất ñịnh

các tạp chất khí hydrocacbon, trong ñó một số gây bất lợi cho sự vận hành hiệu

quả của ñường ống, một số khác là vô hại nhưng làm giảm nhiệt lượng của khí.

Hầu như khí bao giờ cũng chứa nước với hàm lượng nào ñó tuỳ theo ñặc tính

của ñá mẹ. Nếu như khí ñã qua bão hoà thì nước tự do sẽ tồn tại. Trường hợp

nếu khí trong ñiều kiện mỏ là bão hoà thì trong ñiều kiện khai thác cũng trở lên

quá bão hoà. Ta cũng gặp trường hợp hàm lượng nước thấp hơn nhiều giá trị bão

hoà song lại cao hơn giá trị ñịnh mức cho vận chuyển. Sự hình thành nước tự do

do áp suất và nhiệt ñộ giảm có thể dẫn tói sự hình thành hydrat nếu nhiệt ñộ thấp

hơn nhiệt ñộ hình thành hydrat. Hiện tượng này ñã ñược ñề cập trong chương3

phần 2. Ngoài việc hình thành hydrát, sự xuất hiện nước tự do bởi hiện tượng

ngưng tụ cũng làm tăng công suất thiết bị vận chuyển do tăng áp suất và khi

nước tích tụ tại các phần thấp sẽ làm giảm tiết diện lưu thông cho khí và gây ăn

mòn ñường ống.

Thành phần khí chua H2S sẽ gây sự ăn mòn nghiêm trọng khi trong ống

có mặt của nước tự do. Khí cháy sẽ tạo ra Sulphua dioxít và một chất ñộc, tạo ra

những vấn ñề nghiêm trọng tại các ñiểm cuối của tuyến ống.

Một thành phần ñồng hành với H2S chính là CO2. Ta có thể gặp thường

xuyên hơn nhưng không gây hại nhiều như H2S. Một khó khăn cơ bản khi có

CO2 ñó là sự ăn mòn nếu gặp nước. Mặc dù không cháy nhưng làm giảm hàm

lượng nhiệt của khí và trở nên cần quan tâm ñặc biệt nếu thể tích CO2 lớn. Ta có

thể dùng một hệ thống xử lý chung ñể tách cả H2S lẫn CO2.

Các tạp chất khác có thể gặp song không thường xuyên. Mecáptan có

thành phần tương tự như alcohol, nhưng ta thường gặp trường hợp Sulphua thay

thế oxy (RSH thay cho ROH). Vì rằng Mecáptan có chứa lưu huỳnh nên khi

cháy sẽ tạo ra sulphuañioxít. Mặt khác Mecáptan toả mùi hôi khó chịu. Điều thú

vị là mặc dầu nó cần ñược tách bỏ ñể dễ bán, song một phần nhỏ lại ñược cho

vào trước khi bán ñể phát hiện các rò rỉ trên ñường ống nhờ vào mùi ñặc trưng.

Ta cũng thường gặp nitơ, nó ít gây hại song giảm nhiệt lượng. Trong khí ñôi khi

cũng có oxy nhưng số lượng ít, không ñáng kể. Riêng Hely thì ít gặp hơn, bản

thân nó có nhiều ứng dụng trong công nghiệp song hầu như không thể sản xuất

ñược, vì vậy ở Mỹ ñã lắp ñặt các cơ sở thu hồi Hely theo công nghệ ñặc biệt

nhiệt ñộ thấp.

Việc tách thành phần nặng, nước tự do và hơi nước cũng như các khí chua

tuỳ theo tính chất khí ñược thực hiện theo hai kỹ thuật ñó là tách nhờ chất hấp

phụ và tách ở nhiệt ñộ thấp.

Đ2 Kỹ thuật hấp phụ lỏng

Trong hệ thống thiết bị, ta sử dụng các chất hấp phụ bằng các hoá chất dễ

hấp thụ những thành phần cần tách bỏ và quá trình tái sinh làm cho các chất hấp

phụ ñã bão hoà trở lại dạng tinh khiết ñể tái sử dụng, giảm mức hao hụt chất hấp

phụ tới mức thấp nhất.

Các hoá chất hấp phụ ở dạng lỏng dùng cho quá trình thu hồi thành phần

nặng của khí dầu, ñể loại bỏ nước hoặc khí chua. Còn các chất hấp phụ rắn dùng

thu hồi thành phần nặng của khí thiên nhiên là chủ yếu và cũng có thể dùng ñể

tách nước.

1. Phương pháp hấp phụ thành phần nặng của khí dầu bằng dầu nhẹ

Được dùng ñể tách thành phần nặng của khí dầu. Như chúng ta biết, khí

dầu có hàm lượng thành phần nặng như propan-butan rất cao từ 30 ñến 50%,

còn khí thiên nhiên thì hàm lượng này không vượt 10% vì thế, kỹ thuật dùng hấp

phụ dầu là phổ biến nhất. Chẳng hạn, ở Mỹ tỷ lệ sử dụng phương pháp này là

khoảng 95% và ở Canada là 80% số lượng khí cần xử lý. Ở Nga ñã xây dựng

các nhà máy xử lý hấp phụ dầu cỡ 10tỷ m3/năm, ưu ñiểm cơ bản của chúng là

phép tiến hành quá trình không phải thực hiện tái tuần hoàn như trong hấp phụ

lạnh làm cho sơ ñồ thiết bị ñơn giản hơn, giảm thiểu tiêu phí năng lượng. Ngoài

ra, hiệu quả hấp thụ thành phần nặng một cách dễ dàng nếu chúng ta giảm ñáng

kể nhiệt ñộ và tăng áp suất. Các nhà máy hấp phụ dầu làm việc trong hệ thống

bơm ngược khí ñã tách dầu vào vỉa ñể duy trì áp suất và ngăn thành tạo lắng

ñọng ngưng tụ trong vỉa cũng ñược ứng dụng rộng rãi.

Thiết bị cũng có thể dùng cho khí thiên nhiên, khi hàm lượng propan và

butan thấp thì có thể tách ñược cả hơi nước

Chất hấp thụ thành phần nặng thường dùng là dầu nhẹ và Keroxin có khối

lượng phần tử 100 – 140. Lượng tiêu hao càng cao nếu nhiệt ñộ ñốt nóng cao và

trọng lượng phân tử thấp. Tuy nhiên, với chất có trọng lượng phân tử thấp tức là

có mật ñộ bé thì hiệu quả hấp thụ càng cao, chẳng hạn khi dùng chất có khối

lượng phân tử 100 thay cho 140 thì số lượng cần thiết sẽ giảm khoảng 2 lần từ

0,95 tới 0,5 lít cho mỗi mét khối khí. Khoảng tiêu phí chung tuỳ thuộc vào thành

phần khí, mức ñộ tách, áp suất, nhiệt ñộ là từ 0,5 – 2,5 lít/m3 khí.

Sơ ñồ công nghệ ñơn giản của thiết bị hấp thụ dầu chỉ ra trên hình 1.4.

Khí dầu từ bình tách bậc 1, bậc 2 và từ thiết bị xử lý dầu theo ñường 1 qua máy

lạnh 2 ñi vào phía thấp của cột hấp phụ rồi ñi ngược lên phía trên, còn chất hấp

thụ chảy ngược chiều từ phía trên xuống sẽ tóm bắt các thành phần nặng của khí

sẽ chảy tiếp xuống phần thấp của tháp. Còn khí gầy sau khi qua bộ chiết sương u

sẽ chảy qua tới thiết bị sấy khô. Chất hấp thụ sau khi bão hoà thành phần nặng ở

phía dưới nhờ bộ chỉnh mức sẽ chảy vào bình làm thoáng 5 ở ñây có áp suất

thấp hơn so với trong cột hấp thụ nên phần lớn khí nhệ như mêtan, etan sẽ ñược

tách ra. Chất hấp phụ béo tiếp tục qua bộ trao ñổi nhiệt 6, ñược ñốt nóng sơ bộ

rồi tiếp tục qua lò nung với nhiệt ñộ 2500C sau ñó chảy vào phần giữa của tháp

tái sinh 8, tại ñây chúng ñược tách khí một cách triệt ñể nhờ nhiệt ñộ cao và áp

suất thấp. Để tăng cường quá trình tái sinh, khí nhẹ ñi ra từ bình làm thoáng 5

cũng ñược ñốt nóng sơ bộ nhờ bộ trao ñổi nhiệt 7 và chảy vào phần thấp của cột

tái sinh 8

Hydrocacbon nặng cùng với khí nhẹ qua phần cao của tháp tái sinh vào

máy lạnh 9, xẩy ra ngưng tụ và chảy vào bình tách pha 10. Từ ñây, một phần

chất lỏng chảy vào bể thu ngưng tụ chua ổn ñịnh và một phần ñược máy bơm 11

bơm vào bể tái sinh.

1

2

1716

6

5

7

4

15

1413

89

10

11

3

12

Hình 4-1: Thiết bị hấp phụ dầu

1. ống khí vào 2. Máy lạnh 3. Tháp hấp phụ 4. Bộ chiết sương

5. Tách khí nhẹ 6,7. Trao ñổi nhiệt 8. Cột tái sinh 9,16. Máy lạnh

10. Tách pha 11,14,17.Máy bơm 13. Bể chứa ngưng tụ chưa ổn ñịnh

13. Làm nguội

nước

15.Lò nung

Chất hấp phụ nóng sau khi ñược tái sinh ñi qua bộ trao ñổi nhiệt 6 và 7,

16 nhiệt ñộ còn 200C ñược máy bơm 17 bơm vào phần cao của cột hấp phụ.

Việc tăng nhiệt ñộ cho quá trình tái sinh nhờ vào nguồn nhiệt của bếp lò

15, còn việc giảm nhiệt ñộ cho quá trình hấp phụ cũng như tách pha thực hiện

bởi chu trình kín của nước nhờ máy lạnh 13 và bơm 14.

Bản chất của quá trình là sự trao ñổi dầu, nghĩa là chuyển vật chất từ các

pha dạng khí vào pha lỏng (vào chất hấp thụ) theo cơ chế hoà tan. Khả năng hoà

tan trong cột hấp phụ phụ thuộc vào áp suất, nhiệt ñộ và khối lượng phân tử của

chất hấp phụ.

2. Sấy khô khí bằng chất sấy khô dạng lỏng

Phương pháp dùng chất sấy khô hữu cơ dạng lỏng ñược phổ biến từ năm

1949 chất hấp thụ hơi nước dạng lỏng phổ biến là Etylen glycol. Các chất etylen

glycol (EG) C2H6O2, dietylen glycol (DEG) C4H10O3, trietylen glycol (TEG)

C6H14O4,và tetraetylen glycol (TRG) C8H18O5, ñều thoả mãn yêu cầu sấy khô

khí. Tuy vậy TEG ñược dùng phồ biến hơn sau ñó là DEG

Glycol nói chung là một trong số ít các chất hút ẩm thoả mãn ñược các

yêu cầu ñặt ra. Khả năng hút ẩm cao, ở nồng ñộ ñậm ñặc không bị hoá rắn,

không xâm thực, không phản ứng với khí dầu ñể tạo chất kết tủa, dễ cô ñặc

không hoà tan trong hydrocacbua lỏng, không phản ứng với H2S và CO2 ở ñiều

kiện thường. Glycol là rượu ña chức nên có ñầy ñủ các tính chất của rượu như

phản ứng với kiềm, axít halogenhicdic, cháy trong oxy, ở nhiệt ñộ cao có thể bị

khử nước, chẳng hạn với EG

C2H4(OH)2 + 2Na → C2H4(ONa)2 + H2↑

C2H4(OH)2 + 2HBr(ñậm ñặc)→ Ch2 Br

← + 2H2O

CH2 Br

C2H6O2 + 5/2 02 → 2CO2 + 3 H2O

Các tính chất vât lý cơ bản cho trong bảng

Loại glycal

Các tính chất

EG

DEG TEG

Khối lượng phân tử

Nhiệt ñộ sôi 0C ở 760,mm Hg

áp suất hơi ở 250C, mm Hg

Khối lượng riêng ở 250C

Nhiệt ñộ hoá rắn, 0C

Nhiệt ñộ ñiểm chảy, 0C

Độ nhớt ở 250C, CP

Sức căng bề mặt ở 250C, dyn/cm

Nhiệt dung riêng ở 250C

Nhiệt ñộ hoá hơi, 0C

Nhiệt ñộ cháy, 0C

Nhiệt ñộ phân huỷ, 0C

Giảm ñiểm sương khi nồng ñộ

98%

62,1

197,3

0,12

1,110

-13

16,5

47

0,56

116

119

165

106,1

244,8

0,01

1,117

-54

-8

28,2

44

0,55

138

143

164

Từ -25→-350C

150,17

287,4

0,01

1,125

-58

-7

37,3

45

0,53

160

166

206

Từ-40→-500C

cả DEG và TEG ñều hoà tan tất trong nước, không xâm thực, giá rẻ lượng tiêu

hao thấp, từ 5-35g cho 1000m 3 khí vì có áp suất hơi bão hoà thấp. Mức ñộ

ñường ống vận chuyển từ 3-50C. Từ ñó xác ñịnh hàm lượng cần thiết, chế ñộ

làm việc của chu trình, nhiệt ñộ khí.

Tuỳ theo hệ thống thiết bị, glycol có thể tách ñược từ 75-95% hơi nước.

Sở dĩ TED chiếm vị trí hàng ñầu trong các glycol là vì chúng có một số tính chất

vượt trội. Trước hết nó tạo ra sự suy giảm ñiểm sương lớn hơn cùng với sự tổn

hao thấp hơn so với các loại khác. Về mặt lý thuyết, khi cùng hàm lượng thì

DEG có thể tạo ra sự giảm ñiểm sương lớn hơn so với TED. Tuy nhiên, nhiệt

ñộ cần thiết ñể tách TED khỏi dung dịch glycol thấp hơn.

Với TEG khi nhiệt ñộ tiếp xúc càng cao thì ñiểm sương cân bằng càng

cao. Nhiệt ñộ tiếp xúc hiệu quả của tháp hấp thụ sẽ là nhiệt ñộ của khí ñầu vào.

Một số nhiệt sẽ mất ñi khi nước ñược hấp phụ, nhưng khối lượng nước và glycol

hoà tan là bé so với khối lượng khí, vì vậy có thể xem nhiệt ñộ bộ tiếp xúc bằng

nhiệt ñộ của khí.

Một yếu tố quan trọng khi chọn glycol ñể sấy khí là tổn hao dung dịch,

gây ra do bay hơi, rò rỉ cơ học và thất thoát qua ñầu thoát chưng cất. Đối với

TEG ñiều này cũng thuận lợi vì tổn hao hơi ít hơn nhiều so với DEG hoặc EG

trong cùng một ñiều kiện công nghệ. Tổn thất do bay hơi tỷ lệ thuận với áp suất

hơi của chất lỏng mà áp suất hơi của TEG lại thấp hơn nhiều so với các glycol

khác. Tiêu hao glycol có thể giữ ở mức 0,1 galông/103 phút khối khí ở áp suất

14 atm, nhiệt ñộ ≤ 1000F

Về hiệu suất tách nước và giá thành vận hành thì TEG cũng có những hạn

chế thực tế, ñó là ñộ nhớt giảm theo nhiệt ñộ. Nhiệt ñộ trong tháp tiếp xúc càng

thấp thì ñộ nhớt của dung dịch glycol càng cao, làm cho hiệu quả tiếp xúc giảm,

số lượng tách ở một phần cũng giảm theo. Khi nhiệt ñộ thấp hơn 500F hiệu quả

sẽ giảm rất mạnh. Ngược lại khi nhiệt ñộ tăng thì áp suất hơi cũng tăng theo làm

cho tổn hao bay hơi glycol và hàm lượng nước trong khí cũng sẽ nhiều lên. Khi

nhiệt ñộ tăng tới 1200F thì áp suất hơi của dung dịch DEG 99% sec tăng hai lần

so với ñiều kiện nhiệt ñộ 1000F.

Khi sử dụng DEG, chưa tìm thấy giá trị áp suất giới hạn. Sự suy giảm

ñiểm sương sẽ gia tăng cùng với áp suất cho tới giá trị 51at, sau ñó giữ nguyên

không thay ñổi và các thiết bị ñược thiết kế ñể làm việc thoả mãn tới áp suất 360

at

KhÝ vµo

1

2

5

4

7

8

10

9

6

11

2

16

3

KhÝ kh«

12

II

Nuíc lµm m¸t

13

1415

v

III

IV

KhÝ ch¸y

−

Tỷ lệ glycol trong hơi nước tách ra càng cao thì sự pha loãng trên các

khay riêng biệt càng bé và sự suy giảm ñiểm sương về mặt lý thuyết sẽ tăng lên.

Tuy vậy sự pha loãng ở khay trên cũng là kém nên hiệu quả chung việc tăng tốc

ñộ tuần hoàn cũng không ñáng kể. Hiệu quả chung chỉ có thể ñược nâng cao khi

tăng số ñĩa tiếp xúc. Về phương diện kinh tế, tốc ñộ tuần hoàn từ 3-5 galông cho

1 bm nước cần tách là hợp lý

Hình 4-2: Sơ ñồ sấy khô bằng glycol

1. Tách pha ñầu vào 2. Đường tháo khô 3. Chiết sương 4. Tháp hấp phụ

5. Đo mức 6,7. Trao ñổi nhiệt 8. Tách khí nhẹ 9. Bầu lọc

10. Vòi phun 11. Tách pha 12. Máy lạnh 13. Tháp chưng

cất

14. Đệm 15. Bếp 16. Bơm

Số lượng khay tiếp xúc thay ñổi theo mức ñộ giảm ñiểm sương. Với tuyến

ống khí chất lượng bình thường trên thiết bị miệng giếng ñiển hình thì số lượng

4 khay là ñủ còn nếu ñòi hỏi ñộ giảm ñiểm sương cao, hàm lượng TEG cao thì

trong 1 tháp tiếp xúc, số lượng khay phải tăng lên, có thể tới 10-12 hoặc lớn

hơn.

Các chất bẩn ñi vào tháp hấp thụ trong ñièu kiện làm việc có thể gây ra

các trở ngại. Một lượng nước tự do ít xâm nhập vào sẽ không có vấn ñề gì, song

nếu nước có chứa muối thì nó sẽ lắng ñọng trong các bể tái phôi, giảm hiệu suất

truyền nhiệt và ngay cả hỏng ống. Với lượng nước tự do lớn thì thiết bị tái sinh

sẽ quá tải làm cho quá trình này kém hiệu quả. Còn ñối với các hydrocacbon

lỏng thì ñược xem như tiềm ẩn một nguồn rắc rối và cột chưng cất, có thể gây

cháy. Hydrocacbon lỏng có thể tạo ra bọt glycol trong cột tiếp xúc, giảm hiệu

quả và tăng tổn hao glycol. Các dầu nặng hơn có thể tích luỹ trong glycol không

thể phân tách ñược. Hydrocacbon lỏng còn có thể phân huỷ bám dính lên ống

dẫn nhiệt cùng với các glycol bị phân huỷ làm cho glycol biến màu và mất ñi

tính hiệu quả.

Khắc phục dùng bình tách dầu vào TEG không gây ăn mòn thiết bị sấy

khô nếu không có mặt CO2 và H2S

Trên hình 4-2 chỉ ra sơ ñồ nguyên tắc sấy khô khí dầu bằng TED. Khí sau

khi ñược khử thành phần nặng ñi theo ñường I vào bình tách số 1 ñể lắng các hạt

lỏng rồi dẫn vào phía dưới ñĩa tiếp xúc thấp nhất của tháp hấp thụ 4. Khi nâng

lên qua các ñĩa sẽ tiếp xúc với dung dịch glycol ñược tưới từ trên xuống. Dung

dịch glycol ñậm ñặc từng bước sẽ bão hoà hơi nước và chiếm phần thấp nhất của

tháp. Từ ñó không qua bộ ñiều khiển mức 5 sẽ tự chảy qua bộ trao ñổi nhiệt 6,

bình làm thoáng 8 và bầu lọc 9 hướng vào cột hoá hơi (tái sinh) 13. Cột bay hơi

gồm hai phần: Bản thân cột 14 phía dưới lấp ñầy vật liệu thấm ñể tăng diện tích

tiếp xúc và bếp lò 15, ñốt cháy khí ñể nung dung dịch glycol tới nhiệt ñộ 1500C

- 1800C làm cho nước bay hơi lên phía trên của tháp có nhiệt ñộ từ 1050C -

1070C. Sau khi nước bay hơi hết, glycol tái sinh ñược máy bơm 16 bơm qua bộ

trao ñổi nhiệt 6, máy lạnh 7 rồi rót vào ñĩa trên cùng của cột hấp phụ.

Khi ñược sấy khô trồng cột hấp phụ 4 sẽ bay lên phần trên, qua bộ chiết

sương 3 ñể giữ lại các giọt glycol rồi theo ñường II nhập vào ống dẫn. Còn các

dọt glycol thu giữ trong bộ chiết sương sẽ theo ñường 2, nhập với glycol bão

hoà ñến cột tái sinh

Để giảm các tổn hao khi tái sinh, phần trên của cột này lắp thêm máy lạnh

12 với nhiệt ñộ khoảng 800C, tách pha 11 có bộ chiết sương. Chất lỏng tích luỹ

trong bộ tách pha 11 theo ñường 17 chảy về phía bình tái 15.

Nếu cần có hàm lượng glycol cao cỡ 98-99% ñể ñạt tới ñiểm sương thấp

khoảng -500C thì việc tái sinh phải thực hiện dưới áp suất chân không, khi ñó

bình tách pha 11 ñược nối với vòi phun 10 hoặc là máy ép chân không.

Để bếp lò hoạt ñộng, khí nhiên liệu cấp theo ñường III và khói thải thoát

theo ñường V.

Số lượng glycol tinh khiết rót vào ñĩa trên cùng của tháp tiếp xúc ñược

xác ñịnh theo công thức

))1()1(( 12

12 q

q

qq

WG

−−−= ; (4-1)

G: Tấn/ ngày ñêm

W: Lượng hơi ẩm ñược tách, Tấn/ ngày ñêm

6

21

10

)( WWVW

−= ; (4-2)

q2,q1: hàm lượng khối của glycol ñã bão hoà và tinh khiết

V: Lượng khí ñược sấy khô,m3/ ngày ñêm

W1,W2: Hàm lượng ẩm của khí trước và sau khi sấy, g/m3

3. Khử khí chua H2S, CO2 bằng etanolamin

Đây là phương pháp rộng rãi nhất ñể làm ngọt khí, có thể dùng nhiều loại

etanolamin cho quá trình xử lý này. Monoetanolamin (MEA), di etanolamin

(DEA), diglycolamin (DGA) và Metyldietanolamin (MDEA) có thể xem là

những chất thông dụng nhất. Tuy vậy, việc lựa chọn etanolamin ñể sử dụng cho

một hệ thống cụ thể sẽ bị chi phối bởi nhiều yếu tố. MEA là một bazơ mạnh

nhất và có trọng lượng phân tử thấp nhất, việc làm ngọt có thể ñạt hiệu quả cao,

có ñộ ổn ñịnh và dễ tái sinh từ các dung dịch nhiễm bẩn. Các thông số cơ bản

của etanolamin bao gồm: mật ñộ 1,02 g/cm3, nhiệt ñộ sôi 1710C, khối lượng

phân tử 61,1 hoà tan hoàn toàn trong nước, không hoà tan trong dầu, hàm lượng

sử dụng không vượt quá 15%.

Nhược ñiểm cơ bản của MEA là áp hơi tương ñối cao, ở nhệt ñộ 380C là

1,55 mmHg.

Trong số các amin còn lại, người ta nhận thấy DGA cũng là một amin sơ

cấp, có khả năng làm ngọt tốt nhưng cũng có trọng lượng phân tử như DEA.

Còn DEA là amin thứ cấp, tính bazơ kém hơn cho nên không có hiệu quả làm

ngọt ở áp suất thấp như MEA hoặc DGA. MDEA có thể lựa chọn khi chỉ cần

tách H2S, các hợp chất Sunphua khác chẳng hạn như Cacbonyl Sulphít (COS)

cũng có thể ảnh hưởng ñến sự lựa chọn , COS phản ứng không thuận nghịch với

MEA và lúc ñó thiết bị cần phải kiểm soát sự tổn hao MEA.

Trên hình 4-3 cho thấy sơ ñồ nguyên tắc ñể loại bỏ khí H2S và CO2. Khí

chua có áp suất khoảng 14atm ñi vào phần thấp của cột hấp phụ, tại ñó xẩy ra

tách lỏng sơ bộ và bay lên phía trên qua 16 khay, ñược tiếp xúc với dòng MEA

tưới từ trên xuống và ngọt dần rồi qua bộ chiết sương chảy vào ñường ống.

MEA bão hoà khí chua chảy xuống phần thấp rồi qua bộ trao ñổi nhiệt 4 ñể ñốt

nóng sơ bộ rồi qua bộ ñốt nóng bằng hơi 6 ñể tăng nhiệt ñộ tới 1250C, sau cùng

2

1

ChiÕt su¬ng

KhÝ s¹ch

KhÝ chua

Nuíc lµm m¸t

3

4

5

6

7

9 10

Nåi h¬i

8

§èt hoÆc thu

håi Sulfua

Nuíc lµm m¸t

−

−

−

chúng ñược tưới lên phần trên của các ñĩa trong tháp khử hấp phụ dưới áp suất

bình thường. Hơi nước khí chua từ phía trên của tháp ñi vào máy lạnh 8 tại ñây

hơi MEA ñược ngưng tụ và ñược tách ở bình tách 10, rồi ñược bơm 9 trả lại

tháp tái sinh ñể giảm tổn hao. Khí chua từ bình tách 10 ñược dẫn tới ñuôi hoặc

tới thiết bị chuyên dụng ñể sản xuất lưu huỳnh.

MEA tinh khiết tụ ở phần thấp của tháp tái sinh ñược bơm 5 ñẩy qua bộ

trao ñổi nhiệt 4, máy lạnh 3 rồi vào phần cao của tháp hấp phụ, thực hiện một

chu trình khác.

Hình 4-3: Sơ ñồ khử khí chua bằng Amin

1.Tháp hấp phụ 2. Đĩa tiếp xúc 3,8. Máy lạnh 4. Trao ñổi nhiệt

5.Bơm amin tái sinh 6.Nồi hơi quá

nhiệt

7. Cột tái sinh 9. Bơm khí ngưng

tụ

10. Tách pha

Để dễ hình dung chúng tôi nêu sau ñây tính năng một cụm thiết bị xử lý

khí chua dùng trong công nghiệp của Nga

Các cột hấp phụ: Số lượng 3, ñường kính 2,1m, cao 20,7m, số ñĩa tiếp xúc

là 16, áp suất làm việc 14atm, lưu lượng khí cho một cột 1,4 triệu m3/ngày ñêm.

Hàm lượng H2S = 3,7g/ m3, hàm lượng CO2 = 0,3g/ m3, khí sạch chứa 0,0005g/

m3 H2S; MEA sử dụng có nồng ñộ 17% (83% nước) tiêu hao dung dịch 0,5lít

cho 1 m3 khí.

Các cột tái sinh: Số lượng 2, ñường kính 2,1m, cao 15m, số ñĩa 20, nhiệt

ñộ 1250C ở chân tháp và 1150C ở ñỉnh tháp, nhiệt ñộ MEA bão hoà 930C, tiêu

hao khí ñốt 51KG cho 1000m3 khí cần xử lý.

Trong các thiết bị làm ngọt khí bằng etanolmin thì ăn mòn là một vấn ñề

ñáng quan tâm nhất, nó có thẻ xảy ra ở nồi hơi, bể chứa hoá chất ñã ñược tái

sịnh, cột tái sinh, các bộ trao ñổi nhiệt và các ñĩa tiếp xúc. Để giảm sự ăn mòn

này khi thiết kế phải hạn chế dòng nhiệt trong nồi hơi và bình ngưng tụ, duy trì

áp suất của dung dịch khí chua cho tới lúc ñi qua bộ trao ñổi nhiệt ( bằng hơi

nóng) và tới ñiểm chảy vào cột tái sinh, hạn chế số lượng khí cần hấp thụ bởi

một ñơn vị dung dịch, hạn chế nhiệt ñộ dòng ñi vào ở phần cao của cột tái sinh,

duy trì áp suất thấp nhất có thể trọng cột tái sinh ñể hạ thấp ñộ sôi của dung

dịch.

Một vấn ñề quan trọng khác có thể xẩy ra ñó là sự tạo bọt, xẩy ra thường

xuyên trong các ñĩa tiếp xúc và ñẩy múc tổn hao amin lên cao. Nguyên nhân thì

có nhiều, nhưng một trong những ñiều kiện là sự có mặt của hydrocacbon lỏng

trên ñĩa tiếp xúc và sự có mặt của các chất ổn ñịnh bọt. Để ngăn ngừa cần phải

trang bị các phin lọc tốt ñể loại bỏ hết Sulphit sắt và các vật liệu rắn

Sự có mặt của ôxy cũng là một vấn ñề vì nó có thể giúp ñược thành tạo

tiosulphat và làm giảm chất lượng của dung dịch amin

Đ3 Kỹ thuật dùng chất hấp phụ rắn

Hệ thống thiết bị bao gồm từ 2 tới một số tháp hấp thụ phía trong có ñệm

chứa ñầy chất rắn có khả năng hấp phụ chất mà ta cần loại bỏ. các tháp ñược

khống chế bởi chu trình thời gian cho quá trình hấp phụ hoặc khử hấp (tái sinh)

và làm lạnh. Các ñệm hấp phụ một số lượng chất lỏng vào ñấy từ dòng khí tới

khi ñệm bão hoà thì kết thúc giai ñoạn hấp phụ và chuyển qua giai ñoạn khử

hấp.

Kỹ thuật này ñược dùng ñể thu hồi thành phần nặng, khử hơi nước loại bỏ

khí H2S. Sự khác nhau cơ bản giữa hệ thống hấp phụ lựa chọn ñể thu hồi

hydrocacbon và sấy khô khí là thời gian cho phép cho chu trình hấp phụ. Các

tháp khử nước thường làm việc trong 6 giờ hoặc còn gọi là chu trình dài. Trong

khi tháp hấp thụ hydrocacbon làm việc với chu trình ngắn hơn nên thường ñược

gọi là thiết bị có chu trình nhanh hoăc ngắn. Mặt khác, thiết bị chu trình ngắn có

thể tách cả nước lẫn dầu nếu trong khí có hơi nước.

1. Thu hồi thành phần nặng từ khí thiên nhiên

Với dòng khí thiên nhiên gầy, ít thành phần nặng thì việc dùng kỹ thuật

lạnh hoặc lạnh cơ học( xem Đ4 chương này) là không kinh tế. Lúc ñó kỹ thuật

hấp phụ lực chọn bằng vật liệu rắn sẽ có tính cạnh tranh cao hơn. Nói chung, khí

tự nhiên có hàm lượng Propan-Butan không vượt quá 10% thì tính hợp lý thuộc

về các thiết bị dùng chất rắn chẳng hạn như silicagel, Alumogel, Hryolit, các rãy

phân tử… Khi khí ñi qua ñệm chế tạo từ các chất này, chúng sẽ hấp thụ các

thành phần nặng cho tới khi bão hoà và việc tái sinh thực hiện bởi dòng khí nóng

xuyên qua ñệm. Khí nóng sẽ làm bay hơi hydrocacbon ñã bị hấp thụ và ñẩy

chúng ra khỏi ñệm. Khí nóng này làm cho ñệm và các chi tiết của tháp nóng lên

do ñó cần phải làm nguội chúng trước khi bắt ñầu chu trình mới.

Khí tự nhiên vốn là một hỗn hợp nhiều thành phần, khi bị hấp phụ các cấu

tử nhẹ nhất sẽ bão hoà trước rồi chúng ñược thay thế dần từng bước bởi các

thành phần nặng hơn và cuối cùng hydrocacbon sẽ ñược nước có trong khí thay

thế. Vì vậy, bí quyết trong việc vận hành thiết bị là phải xác ñịnh thời ñiểm khi

lượng hydrocacbon lỏng ñược hấp phụ nhiều nhất ñể xác ñịnh thời gian cho chu

trình

Sơ ñồ thiết bị hấp phụ lựa chọn ñiểm hình ñược minh hoạ trên hình 4-4,

có số tháp tối thiểu là 2, tháp A và B, khi ñó tháp A ñang thực hiện chu trình hấp

phụ ở tháp B ñang xẩy ra quá trình nghịch ñể khử hấp phụ nhằm tái sinh lại ñệm

hấp phụ. Dòng khí khai thác lên ñược hướng tới bình tách 3 pha (thường gọi là

bình tách ñầu vào) ñể loại bỏ chất lỏng tự do và các cặn bụi có thể nhiễm bẩn

các ñệm hấp phụ. Người ta sử dụng bình tách 3 pha. Dầu, nước, cặn và khí. Từ

ñó khí ñi qua van giảm áp 1 ñể kiểm soát dòng khí chính, dòng khí dùng cho chu

trình tái sinh và dòng khởi ñộng qua bộ kiểm soát thời gian chu trình 2 khi dòng

khí chính ñi qua ñệm ở tháp A, các hydrocacbon nặng và hơi nước sẽ ñược giữ

lại. Còn khí khô ñã ñược lọc sẽ qua bộ trao ñổi nhiệt khí. Khí 3 rồi nhập vào

ñường khí thành phẩm. Khí ñệm ñã bão hoà bởi dòng khí chính ta chuyển qua

chu trình khử hấp ñế. Dòng khí dùng cho mục ñích tái sinh B Hydrocacbon nặng

và hơi nước lại ñược khí nóng hấp phụ lại rồi qua bộ làm lạnh bằng không khí

ñể hạ thấp nhiệt ñộ và ngưng tụ một phần chất lỏng. Việc ngưng tụ ñược tiếp tục

khi ñi qua bộ trao ñổ nhiệt khí– khí. Hỗn hợp qua bình tách hệ thống tái sinh khí

nhập vào ñường khí chính, dầu thông thường ñược ñưa tới thiết bị ổn ñịnh còn

nước tới thiết bị xử lý nước ñể thải

Nung khÝ t i sinh

T¸ch lßng khái khÝ ®Çu vµo

T ch lßng khÝ t i sinh

Nuíc DÇuKhÝ vµo

FC

Tíi lß lung khÝ t i sinh

§uêng khÝ chÝnh

§uêng khÝ nãng vµo th¸p t i sinh

KiÓm so¸t

nhiÖt ®é

HÊp phô

T¸i sinh (khu hÊp phô)

−

−

−

Hình 4-4: Hệ thống hấp phụ lựa chọn Hydrocacbon 2 tháp chu trình

mở

Như vậy là dòng khí tái sinh liên tục chảy ra và vào dòng khí chính tại các

ñiểm trước và sau van giảm áp, do ñó trên ñường khí chính bắt buộc phải tạo ra

sự giảm áp suất cần thiết. Trường hợp không thể tạo ra sự giảm áp này thì phải

sử dụng hệ thống khác gọi là hệ thống tái sinh ñóng.Trên hình 4-5 chỉ ra một sơ

ñồ như vậy ( không thể hiện các tháp vì sơ ñồ tháp có thể từ hai cái trở lên).

Điều khác biệt là có trang bị thêm một quạt gió (chi tiết 1) ñể tạo ra dòng khí tái

sinh qua bếp lò và các chu trình làm lạnh. Quạt gió sẽ tăng tốc dòng khí ở ñầu ra

của thiết bị tách tái sinh và nâng áp suất ñủ ñể tạo ra tốc ñộ cần thiết cho dòng

khí tái sinh. Đầu ra của quạt gió ñược nối với bếp lò thông qua một ñồng hồ

ño.Trên hệ thống này người ta cũng lắp van giảm áp trên ñường khí chính ñể

ñảm bảo vận hành cả khi quạt gió phải dùng ñể bảo dưỡng, lúc ñó nó làm việc

như một hệ thống hở. Để bù trừ sự thay ñổi áp suất do thay ñổi nhiệt ñộ của hệ

thống khí tái sinh, người ta dùng các ống cân bằng với các van khống chế.

Trường hợp cần thiết có thể lấy khí khô từ dầu mới của ñường khí thương mại,

còn ngược lại khí tái sinh ñược thoát trước tháp hấp phụ cho khí ẩm ñược xử lý

trước khi vào ñường khí thương phẩm.

ưu ñiểm cơ bản của hệ thống ñóng là khí ñã tái sinh không bao giờ nhập

vào chu trình hấp phụ tức là không dùng trở lại. Điều ñó sẽ làm tăng thu hồi.

Mặt khác ta có thể giảm ñược tổn hao áp suất trên dòng khí chính và giá trị áp

suất trên ñường này có thể giảm tới mức tối thiểu. Tuy vậy, khi sử dụng cần phải

có sự cân ñối giữa sự gia tăng thu hồi và chi phí quạt gió cũng như chi phí vận

hành.

Kích thước của các ñệm hấp phụ bị chi phối bởi số lượng chất lỏng cần

tách. Số lượng này thu ñược từ một thể tích nhỏ khí béo hoặc một thể tích lớn

khí gầy. Về ñường kính của tháp, tương tự như ở thiết bị tách pha thông thường

phải căn cứ vào tốc ñộ cho phép của dòng khí qua ñệm. Với áp suất làm việc

thấp, ñể ñáp ứng khả năng tách ñã thiết kế, ta cần có ñường kính lớn. Riêng vế

chiều sâu tháp, phải xác ñịnh theo số lượng chất hấp phụ, giảm áp cần thiết hoặc

chiều sâu tối thiểu. Với khả năng tách yêu cầu, chiều dài của chu trình cũng chi

phối ñến kích thước bể. Nếu thời gian chu trình ngắn thì số lượng chất hấp phụ

cần ít, song yêu cầu về ñốt nóng và làm mát lại tăng lên. Thực chất tốc ñộ làm

mát và ñốt nóng tỷ lệ nghịch với thời gian của một chu trình.

Hình 4-5: Hệ thống hấp phụ lựa chọn, chu trình ñóng

Để tách lỏng một cách có hiệu quả cho một dòng khí nhất ñịnh nào ñó,

việc thiết kế hệ thống, chế ñộ vận hành và việc kiểm soát là vô cùng quan trọng.

Với một chu trình ñã thiết kế, khi dòng khí trở nên béo thêm thì thời gian trở nên

quá dài và toàn bộ chất lỏng sẽ không ñược tách hết. Ngược lại nếu dòng khí trở

nên gầy thêm thì chu trình trở nên quá ngắn và chất hấp phụ sẽ không ñược tận

dụng với khả năng cao nhất

Chất lượng làm lạnh cũng chi phối ñến hiệu suất, vì rằng khi làm lạnh

không ñầy ñủ sự ngưng tụ hydrocabon lỏng cũng sẽ không tuần hoàn và trong

một hệ thống hở, khí tái sinh sẽ mang hơi ngược trở lại và ñược hấp phụ.

Sự có mặt của các thành phần phi Hydrocacbon trong khí tự nhiên cũng

gây ra những hậu quả nhất ñịnh, ñặc biệt là hơi nước vì thành phần này thường

ñược hấp thụ thay cho Hydrocacbon. Thông thường, một thiết bị chu trình ngắn

thì khả năng sấy khô cũng tốt như tách lỏng. Vì các thành phần khác, ta thấy nếu

như không có oxy thì H2S có ít tách hại, CO2, nitơ không ảnh hưởng nhiều ñến

quá trình làm việc.

2. Khử nước và khí chua

Ta cũng có thể dùng chất hấp phụ rắn như một môi trường hấp phụ hơi

nước. Đây là một hiện tượng phức tạp kèm theo sự biến ñổi các thành phần ñược

hấp phụ từ pha khí tiếp xúc ñược với pha rắn. Vì vậy, các chất hấp phụ tốt nhất

phải có bề mặt riêng rất lớn. Bề mặt của chúng phải có lỗ dạng tổ ong ñể tạo hệ

thống mao dẫn ñảm bảo diện tích cần thiết.

Các vật liệu hấp phụ có thể dùng như là Alumin hoạt tính hạt silicagel

sấy phân tử. Việc lựa chọn trước hết phụ thuộc vào mức ñộ có sẵn và cuối cùng

là ñiểm sương của nước ở ñầu ra và tính kinh tế. Khả năng hấp phụ của các chất

sấy có khác nhau. Tuy vậy nói chung khả năng sấy khô ban ñầu cao hơn nhiều

so với khả năng làm việc lâu dài, khả năng của chúng sẽ giảm nhanh cho tới lúc

không còn hiệu quả và cần phải thay thế. Khả năng và tuổi thọ của chất sấy phụ

thuộc rất nhiều vào ñiều kiện sử dụng. Trong ñiều kiện lý tưởng, thời gian làm

việc có thể kéo dài một vài năm, trường hợp xấu thời gian này không quá một

năm. Khi thiết kế cho một hệ thống cần phải thay ñổi giữa giá thành ban ñầu của

thiết bị và chi phí cho việc thay thế ñột xuất chất sấy khô.

Về nguyên tắc, thiết bị sấy khô tương tự như trường hợp tách lỏng, bao

gồm tối thiểu hai tháp ñể ñảm bảo làm việc liên tục. Dòng khí ẩm (dòng chính)

trước hết qua bình tách dầu vào ñể loại hết các chất lỏng tự do vì bất kỳ một chất

lỏng nào cũng có thể gây hại cho quá trình khử nước. Nước tự do sẽ giảm khả

năng thiết bị còn dầu sẽ làm hỏng các ñệm sấy. Sau ñó dòng khí chính sẽ qua

van giảm áp ñể khống chế dòng khí tái sinh. Tiếp theo, khí sẽ ñi qua một trong

hai thấp hấp thụ ñể tách hơi nước, qua bộ trao ñổi nhiệt khí. Khí ñể giảm nhiệt

cho dòng tái sinh và nhập vào ñường khí thương mại. Trong quá trình này, tháp

thứ hai sẽ thực hiện nhiệm vụ tái sinh. Khí tái sinh lấy từ dòng khí chính ( cỡ 10

– 15%) qua bếp lò ñể nâng nhiệt ñộ lên( khoảng 4500F), ñi qua ñệm sấy làm cho

nước trong ñệm bay hơi, rồi vào bộ trao ñổi nhiệt khí. Khí ñể giảm nhiệt ñộ,

nước ngưng tụ trong khí ñược tách nhờ bộ lọc, còn dònh khí tái sinh trở lại

ñường khí chính ở phía sau van giảm áp. Do cần thiết phải duy trì dòng khí tái

sinh nếu giảm áp qua thiết bị hấp phụ rắn cao hơn thiết bị hấp phụ lỏng ( nhờ

TEG) khoảng 25 psi. Thời gian mối chu trình (cả hấp phụ và tái sinh) cỡ 8 giờ

ñược ñiều khiển tự ñộng van 3 chiều lắp trên mỗi tháp.

Các yếu tố cần phải quan tâm khi thiết kế thiết bị là áp suất và nhiệt ñộ

khí, tốc ñộ khí, hàm lượng nước ñầu ra, khả năng của chất sấy khô, chất lỏng tự

do cần phải tách khỏi ñường khí chính. Để thiết bị làm việc tốt, các bộ ngắt dòng

trên ñường gom phải ñược tháo khô kịp thời. Các van phải làm việc sao cho

không có các dị thường áp suất và dòng xoáy ngược xẩy ra như không có khí ẩm

ñi vào ñường khí thương mại. Điều quan trọng nhất là không ñể nhiệt ñộ cao xẩy

ra trên ñường khí chính.

Nhiệt lượng cần thiết cho chu trình tái sinh là tổng lượng nhiệt bay hơi

nước,nhiệt ñể chất sấy, nước và hơi nước ñạt tới nhiệt ñộ tái sinh nhiệt ñể nung

nóng ñường ống, thiết bị tới nhiệt ñộ tái sinh. Nhiên liệu cần thiết sẽ tỷ lệ thuận

với nhiệt cần thiết. Việc thiết kế cần hạn chế tiêu hao nhiệt tới mức tối thiểu.

Cặn nước và cặn dầu giảm khả năng của ñệm và xấu nhất có thể làm hao

hụt chất sấy. Ngoài ra, cặn dầu còn có thể gây tắc nghẽn ñệm sấy. Các

Hydrocacbon cao phân tử có thể lấp kín lỗ hổng của ñệm và ảnh hưởng nặng lề

tới khả năng hấp phụ nước. Để bảo vệ ñệm nhất thiết phải có bình tách dầu vào.

Ngoài ra, phía trên cùng của tháp hấp phụ chính hoặc lớp trên cùng của ñệm

phải có mặt lớp bảo vệ như một lá chắn ñể bảo vệ ñệm. Việc ăn mòn các thiết bị

sấy tuy không quan trọng lắm nhưng khi có số lượng lớn CO2 hoặc H2S, sự ăn

mòn có thể xảy ra trong bộ trao ñổi nhiệt của khí tái sinh. Tại ñây, nước tự do sẽ

ngưng tụ và kết hợp với CO2 hoặc H2S sẽ gây ăn mòn mãnh liệt.

Chất hấp phụ rắn cũng có thể dùng tách chọn lọc khí chua. Chẳng hạn,

người ta trường dùng Hydroxít sắt ñể tách H2S với số lượng ít. Sơ ñồ chảy tương

tự như hệ thống khử nước chỉ khác là không có dòng khí tái sinh. Ôxy sắt hoặc

bọt biển lơ lửng trong phoi bào gỗ ñể phân tán chúng và hạn chế giải phóng

nhiệt sinh ra từ phản ứng H2S với ôxít sắt. Ôxít sắt cần ñược giữ trong môi

trường kiềm, có PH ≥8 nên bật xôña hoặc dung dịch xôña côtic ñược phun vào

ñệm cùng với khí. Khử rồi ñệm cơ bản ñã ñược tách hết H2S. Bột sắt sẽ bị tiêu

hao nên cần phải thay thế thường xuyên nên ñệm ñược kết cấu thuận tiện cho

việc thay thế. Sulphit sắt sẽ tự cháy khi gặp không khí nên khi thay thế ñệm phải

hết sức thận trọng. Việc lưu giữ cũng là một vấn ñề vì khi cháy sẽ hình thành

dioxit Sulphua

Đ4 Kỹ thuật tách ở nhiệt ñộ thấp:

Dựa vào sự ngưng tụ của chất lỏng và sau ñó tách chất lỏng thông qua

việc tách các chất ngưng tụ, thường áp dụng cho khí tụ

1. Các hiện tượng vật lý hình tháp ngưng tụ: Bao gồm sự ngưng tụ thuận nghịch

ngưng tụ khi ñược làm lạnh và sự thành tạo hydrát

Ngưng tụ thuận nghịch là hiện tượng xảy ra trong mỏ khí ở ñiều kiện áp

suất và nhiệt ñộ cao. Trong vùng ngưng tụ thuận nghịch của mỏ, sự giảm áp

§iÓm tíi h¹n

§uêng bät

§uêng su¬ng

Vïng ngung tô thuËn nghÞch

¸p suÊt

(a)

AC

D

B

00

A

Láng

Hai pha

KhÝ

NhiÖt ®é

¸p suÊt

0

(b)

0% chÊt láng

§uêng ngung tô

§iÒu kiÖn b×nh t¸ch pha

−

−

−

−

−−

ñẳng nhiệt sẽ xẩy ra trước hết là ngưng tụ và sau ñó là bay hơi. Cá biệt cũng xẩy

ra với ñiều kiện ñẳng áp và nhiệt ñộ thay ñổi

Hiện tượng này cũng có thể gặp ở ñiều kiện nhiệt ñộ và áp suất thấp hơn

ñiều kiện mỏ cụ thể có trong ñiều kiện bình thường của thiết bị xử lý khí. Khí

ñược tách từ các thiết bị áp suất cao ( 1000F và 1000psa) sẽ tăng nhiệt ñộ ñiểm

sương khi áp suất giảm. Sự gia tăng này có thể ñạt tới 200F hoặc lớn hơn (hình4-

6) ñủ gây ra một sự xáo trộn trên ñường giảm áp ñẳng nhiệt

Hiện tượng thứ hai là sự ngưng tụ do ñược làm lạnh khi áp suất giảm. Sự

suy giảm nhiệt ñộ xảy ra do một trong hai nguyên nhân. nếu sự giãn nở của khí

khi áp suất không có sự truyền nhiệt hoặc công cơ học thường gọi là giãn nở

entampi không ñổi sẽ xảy ra hiệu ứng giảm nhiệt ñộ hoặc làm lạnh ñược gọi là

hiệu ứng Jun-Tomson. Mặt khác khi giãn nở mà công ñược tách ra chẳng hạn

như giãn nở xảy ra trong tuốcbin thì quá trình làm lạnh cũng xảy ra. Người ta

tận dụng hiện tượng này bằng cách giảm trị số áp suất hiện có của khí ñể hạ thấp

nhiệt ñộ tách của hỗn hợp hydrocacbon ñể thu ñược nhiều chất lỏng hơn.

Hiện tượng thứ 3 là khả năng hình thành hydrát khi nhiệt ñộ và áp suất

của dòng khí giảm ( xem chương 3 phần 2). Là vật thể rắn tương tự như tuyết và

hình thành ở nhiệt ñộ trên giới hạn ñóng băng của nước. Hydrát thường bao gồm

một số phần tử nước kết hợp với một phần tử hydrocacbon sự có mặt của nước

dạng lỏng ñược xem là cần thiết ñể hình thành hydrát với số lượng ñủ gây tắc

nghẽn ñường ống, van, cút… chuyển ñộng vốn sẽ ñầy nhanh quá trình hình

thành hydrát cho nên hiện tượng thường xuất hiện phía sau các van, vòi, tấm ñục

lỗ…

Hình 4-6: Ngưng tụ thuận nghịch trong ñiều kiện mỏ (a)

và ñiều kiện rời thi ết bị tách cao áp

2. Các hệ thống tách thành phần nặng nhờ giãn nở Entampy hằng số

Người ta thực hiện sự giảm áp của dòng khí giếng cao áp thông qua một

vòi phun tạo ra hiệu ứng làm lạnh với mức ñộ khác nhau phụ thuộc vào nhiệt ñộ

của khí ñầu vào, chênh lệch áp suất giữa hai ñầu và số lượng chất lỏng ñược

tách. Để thu số lượng hydrocacbon lỏng cực ñại, nhiệt ñộ trong thiết bị tách phải

giữ ở mức thấp nhất có thể ñược trong giới hạn cho phép. Điều ñó cũng có nghĩa

là nhiệt ñộ thấp nhất của khí ñầu vào

Hệ thống dựa trên hai phương pháp cơ bản là có hoặc không dùng chất ức

chế hydrát

a) Hệ thống có dùng chất ức chế hydrát

Để ngăn ngừa sự hình thành hydrát, người ta thay ñổi tính chất của nước

làm cho nó không thể hydrat hoá các khí tự nhiên bằng cách sử dụng chất ức chế

thông dụng như glycol và ancohol

Trên hình chỉ ra sơ ñồ dòng của hệ thống tách nhiệt ñộ thấp có dùng chất

ức chế với bộ ổn ñịnh nhiệt ñộ thấp

Dòng khí giếng ñầu tiên qua thiết bị tách dầu vào ñể loại nước tự do sau

ñó ñược bổ sung glycol, qua bộ trao ñổi nhiệt khí- khí ñể giảm nhiệt ñộ rồi qua

vòi phun với giảm áp cần thiết ñể ñược làm lạnh và ñi vào bình tách nhiệt ñộ

thấp ñể ñược tách hành hai pha khí, lỏng. Khí sẽ qua bộ trao ñổi nhiệt khí – khí

ñể nhập vào ống gom khí thương mại. Chất lỏng gồm dạng dung dịch glycol và

ngưng tụ hydrocacbon sẽ qua tháp ngưng tụ có bộ phận gia nhiệt ñể tách bớt các

thành phần nhẹ rồi vào thiết bị tách 3 pha ñể tách khí- glycol – ngưng tụ. Ngưng

tụ ñi về bể chứa còn dung dịch glycol về nồi tái sôi ñẻ tách bớt nước-glycol lại

ñược bơm ñịnh lượng ép vào ñường ra của bình tách dầu vào.

Vai trò của bình tách lỏng cao áp ñầu vào là hết sức quan trọng. tại ñây,

nước khai thác cần ñược tách ñể tránh nhiễm bẩn glycol và bảo vệ cho thiết bị

tách chính không bị quá tải vì bay hơi. Sự nhiễm bẩn có thể dẫn ñến các tác hại

như làm cho glycol bị pha loãng quá mức, giảm tách dụng ức chế, muối trong

nước có thể làm hỏng hệ thống tái sinh, còn chất rắn có thể tạo bọt hoặc gây trở

ngại cho sự vận hành của hệ thống tái sinh cũng như tách pha.

Dòng glycol gây sau tái sinh ñược bơm từ bể chứa vào dòng ra của bình

tách cao áp. Lưu lượng glycol ñược kiểm soát bởi tốc ñộ máy bơm ñịnh lượng.

Tốc ñộ này xác ñịnh theo số lượng nước cần hãm từ ñiều kiện bão hoà của ñầu

ra bình tách cao áp và dầu vào của bình tách nhiệt ñộ thấp. Về hàm lượng glycol

xuất phát từ ñộ pha loãng với nước cần phải giữ trên ñiểm ñóng băng của dung

dịch ñể phòng ngừa sự ñóng băng trong bình tách nhiệt ñộ thấp hoặc trong bộ

trao ñổi nhiệt tái sinh.

Dòng khí thương mại từ bình tách nhiệt ñộ thấp ñi qua bộ trao ñổi nhiệt.

Nhờ bộ khống chế ở van 3 chiều ta có thể ñiều chỉnh nhiệt lượng ñể duy trì nhiệt

ñộ cần thiết cho bình tách nhiệt ñộ thấp, do ñó ñược ñiều bởi bộ khống chế nhiệt

lắp trên bình tách này.Nhiệt ñộ dòng khí sau khi ñược làm lạnh không quá cao

nhưng phải ñảm bảo cao hơn nhiệt ñộ hình thành hydrát trước vòi phun.

Chất lỏng từ bình tách nhiệt ñộ thấp gồm ngưng tụ và dung dịch glycol

việc tách chúng rất khó khăn vì nhiệt ñộ thấp và ñộ nhớt cao. Để thực hiện quá

trình tách, giải pháp ñơn giản nhất là cho chất lỏng ñi qua bộ gia nhiệt ñể nâng

nhiệt ñộ tới mức có thể tách ñược. Điều ñó sẽ làm giảm tiềm năng thu hồi lỏng

do hydrocacbon ñược ñốt nóng. Bởi vì ngưng tụ từ hệ thống có ép glycol thường

ñược ổn ñịnh ñể có thu hồi cao nên hỗn hợp lỏng thường qua tháp ổn ñịnh trước

khi tách.

Nếu như khí có chứa hydrocacbon thơm, chúng sẽ hoà tan vào glycol gây

biến chất và phân huỷ trong hệ thống tái sinh glycol

Glycol trước khi tái nhập vào dòng khí giếng có nhiều nước nên cần ñược

chưng cất với DEG, nhiệt ñộ nồi chưng cất từ 240 – 2500F sẽ thu ñược ñộ ñậm

ñặc cỡ 80-85% vì glycol ñắt nên phải giảm sự tổn hao tới mức tối thiểu. Sự tổn

hao một phần do glycol hoà tan vào ngưng tụ và sự bay hơi trong hệ thống tái

sinh và tổn hao cơ học. Vì vậy sự bay hơi và ñộ hoà tan của glycol cũng là các

chỉ tiêu ñể lựa chọn. EG có ñộ hoà tan thấp nhất trong khí ngưng tụ nhưng lại có

tính bay hơi cao nhất làm cho giá thành hệ thống bị ñẩy lên cao. TEG có ñộ bay

hơi thấp nhưng hoà tan lại thấp. DEG là chất ñược xem la tốt nhất. một dung

dịch 70-80% thì lượng hoà tan chỉ chiếm 0,4% nồng ñộ càng cao thì tỷ lệ hoà

tan càng nhiều hơn nhưng rất ít dùng cho hệ thống có ép glycol. Các

hydrocacbon sẽ làm tăng ñộ hoà tan và tạo ra tổn hao lớn. Một hệ thống có

khống chế tốt các tổn hao cơ học, tiêu hao glycol vào khoảng 0,2 galong/105sef

KhÝ l¹nh

T¸ch láng ®Çu vµo

NuícKhÝ thu¬ng m¹i

LC

TC

T¸ch pha nhiÖt ®é thÊp

LC

Nuíc

KhÝ ngung tô

KhÝ giÕng vµo

−−

−

−

Hình 4.7: Sơ ñồ tách nhiệt ñộ thấp có ép glycol và tháp ổn ñịnh

Hydrocacbon tách từ thiết bị áp suất cao có thể ñược nhập vào chất lỏng

tách ở thiết bị thấp nếu như không có parafin thì tốt nhất là ñưa vào tháp hấp

phụ.

Hệ thống tách nhiệt ñộ thấp có chất ức chế hydrát loại trừ ñược sự hình

thành hydrát cho phép khí ñược làm lạnh tới nhiệt ñộ thấp hơn nhiệt ñộ hydrát

hoá trước khi giãn nở. Tăng số lượng ngưng tụ vượt chi phí vận hành, hệ thống

tỏ ra có hiệu quả cho các giếng có giảm áp thấp hơn hệ thống giãn nở trực tiếp.

Tương ứng là các giá trị 1000 và 5000psi

b) Hệ thống tách nhiệt ñộ thấp không dùng chất ức chế

Hệ thống ñược dùng cho dòng khí giếng có số lượng tối thiểu nước tự do

và nhiệt ñộ ñủ lớn ñể không xẩy ra hiện tượng hydrát tại ñầu vào của vòi phun.

Thành phần cơ bản của hệ thống bao gồm vòi phun, bình tách pha và bộ trao ñổi

nhiệt

Hình 4.8: Sơ ñồ tách nhiệt ñộ thấp không dùng chất ức chế Hydrát

Dòng khí giếng vào thiết bị như trên hình 4.8 trước hết qua bộ cuộn trao

ñổi nhiệt, ñược làm lạnh sơ bộ nhờ chất lỏng trong bình phái ngoài cuộn, sau ñó

vào thiết bị tách cao áp ñấu vào ñể tách các chất lỏng tự do ra khỏi khí. Khí sau

ñó qua bộ trao ñổi nhiệt kiểu khí-khí ñể giảm nhiệt ñộ trước khi qua vòi phun ñể

thực hiện một giảm áp. Dòng chảy rối qua vòi và sự giảm nhiệt ñộ nhờ giãn nở

tạo ñiều kiện hình thành hydrát và ngưng tụ của chất hydrocacbon. Khi vào bình

tách nhiệt ñộ thấp, hydrát và ngưng tụ ñược tách ra trước hết là nhờ lực ly tâm

bằng cách bố trí dòng vào theo phương tiếp tuyến và nhờ phân ly trọng lực.

Hydrát và ngưng tụ ñược gom xuống ñáy, hấp thụ nhiệt từ dòng khí giếng qua

cuộn trao ñổi nhiệt làm tan hydrát. Mực chất lỏng ñược duy trì sao cho cuộn trao

ñổi nhiệt luôn ngập trong chất lỏng nhờ vào bộ kiểm soát mức. Nếu như nhiệt ñộ

của khí giếng thấp cùng với sự làm lạnh tiếp theo có thể tạo hydrát trong dòng

vào vòi phun hoặc mức chất lỏng không ñủ có thể tạo hydrat trong bình tách thì

khả năng làm việc sẽ kém. Mặt khác ñể thiết bị làm việc có hiệu quả áp suất ñầu

vào vòi phun thông thường gấp 2 lần áp suất trong bình tách nhiệt ñộ thấp. Rõ

ràng là áp suất ñầu vào vòi phun càng cao thì nhiệt ñộ trong bình tách càng thấp.

Để khắc phục hiện tượng trên, người ta khống chế nhiệt ñộ dòng cao áp phải lớn

hơn nhiệt ñộ hydrát ñể ngăn ngừa hiện tượng ñóng băng dòng vào vòi phun. Một

giải pháp chung là lắp một thiết bị gia nhiệt trên dòng vào thiết bị lúc ñó nhiệt

ñộ ñược kiểm soát nhờ thiết bị này còn bộ trao ñổi nhiệt khí- khí không cần ñến.

Trường hợp nhiệt ñộ dòng khí giếng cao hơn thì sự kiểm soát nhiệt ñộ thông qua

bộ trao ñổi nhiệt khí – khí và van 3 chiều như trên hình vẽ.

Dòng khí lạnh từ bình tách nhiệt ñộ thấp sẽ ñi qua bộ trao nhiệt và nhập

vào ñường khí thương mại, còn chất lỏng từ ñáy bình ñược ñiều kiển vào thiết bị

ổn ñịnh. Nếu như dòng khí giếng có ít nước tự do, ít paraphin hoà tan, hoặc ít

ngưng tụ thì có thể không cần trang bị tách cao áp ñấu vào.

Hệ thống này chỉ làm việc một cách kinh tế ñối với các dòng có hàm

lượng chất lỏng từ vài ba thùng ñến 100 thùng trong 105 sef khí. áp suất thu hồi

tối ưu thay ñổi tuỳ theo dòng khí giếng nhưng có thể thấp cỡ 350 psi. Khi giảm

nhiệt ñộ thêm 10 thì lượng thu hồi gia tăng 0,05thùng/106 sef khí song ở nhiệt ñộ

thấp hơn 200F sự gia tăng thu hồi trở nên kém ñi

3. Hệ thống tách bằng làm lạnh cơ học

Khác với hệ thống ñã nêu trên trong hệ thống này không sử dụng hiệu ứng

dãn nở qua vồi phun việc làm lạnh thực hiện trực tiếp bằng máy lạnh, cho phép

giảm nhiệt ñộ tới giá trị bé. Nhiệt ñộ này ñạt ñược nhờ vào chất làm lạnh có áp

suất thấp. Nhiệt ñộ cao của dòng khí vào sẽ làm sôi ( hoặc bay hơi) chất làm

lạnh ở áp suất thấp, quá trình này sẽ hấp thụ nhiệt làm cho khí lạnh ñi

Các chất làm lạnh phổ biến là amonia,Propylen, Freon12… sẽ bay hơi (

hấp thụ nhiệt) với giá trị áp suất và nhiệt ñộ như trong bảng 4-1

Bảng 4-1: Giới han áp suất bay hơi của một số chất làm lạnh (nhiệt ñộ 0F)

Nhiệt ñộ

Chất

-60 -50 -40 -30 -10 0 10 20 30 40

Amonia 5,55 7,67 10,4 13,9 30,7 30,4 38,5 48,0 59,7 73,0

Propylen 12,5 16,1 20,7 26,0 39,0 48,0 58,0 70,0 82,5 96,0

Propan 9,87 12,6 16,2 20,5 31,3 38,1 46,4 56,0 67,3 80,0

Freon12 5,36 7,12 9,3 12,0 19,2 23,8 29,3 37,5 43,1 51,7

Trên hình 4-9 nêu ra một sơ ñồ của hệ thống làm lạnh cơ học. Khí giếng

ñầu tiên qua bình tách cao áp ñầu vào ñể tách các chất lỏng, tiếp theo ñược cung

cấp chất ức chế hydrtát nhiệt ñộ khí sẽ giảm dần qua hai bộ trao ñổi nhiết khí-

KhÝ giÕng T ch pha ®Çu vµo

NuícH¬i chÊt lµm l¹nh

ChÊt lµm l¹nh láng

NC

BÓ chóaNgung tô

M y nÐn

Nuíc lµm l¹nh tï th p æn ®Þnh

Nuíc lµm l¹nh vµo th p

KhÝ thu¬ng m¹i

Ngung tô l¹nh tíi th p æn ®Þnh

ChÊt óc chÕ tíi bé t i sinh

LC

B×nh t ch l¹nhNgung tô l¹nh

KhÝ thu¬ng m¹i

Trao ®æi nhiÖt PC

M y l¹nh

ChÊt óc chÕ Hydr¸t

−−

−

−

−

−

−

−

−

− −

khí và khí- ngưng tụ lạnh. Trước khi váo thiết bị tách lạnh, khí ñược làm lạnh cơ

học

Mặc dù chất ức chế ñắt song nhiều hệ thống kiểu này vẫn dùng ñể hạ

ñiểm sương của khí tới giá trị thấp hơn nhiệt ñộ làm việc của máy lạnh. Do

glycol không tiếp xúc với ngưng tụ nên lượng hao hụt rất thấp. Ta có thẻ dùng

chất sấy khô dạng lỏng hoặc dạng hạt.

Hình 4.9: Hệ thống thu hồi lỏng theo nguyên tắc làm lạnh cơ học

Chất làm lạnh vào máy ở dạng lỏng và ñi ra ở dạng hơi. Để hoá lỏng trở

lại cần phải tăng áp suất. Việc tăng áp suất có thể thực hiện theo hai cách thức

hoặc là nén hoặc là hấp phụ chúng trong chất chất lỏng nhưng biện pháp nén

phổ biến hơn. Trên hình chỉ ra sơ ñồ một máy lạnh, với các hệ thống lớn có thể

dùng hai hoặc 3 cái, mỗi cái làm việc ở các áp suất khác nhau tương ứng với bậc

áp suất của máy nén. Chất làm lạnh dạng hơi sau khi rời máy sẽ ñược nén. Sau

khi nén, chúng ñược lưu giữ trong bể chứa ñể cung cấp lại cho máy lạnh

Công suất làm lạnh cho một dòng khí là một hàm số của thành phần khí,

áp suất và nhiệt ñộ ñầu vào của máy.Hai yếu tố có ảnh hưởng nhiều ñến công

suất làm lạnh là nhiệt lượng cần thiết ñể giảm từ nhiệt dộ của dòng tới nhiệt ñộ

của máy lạnh và nhiệt ẩm cần thiết ñể ngưng tụ hydrocacbon. Một ñiều hiển

nhiên là dòng khí càng béo thì công suất làm lạnh càng cao.

Máy lạnh và hệ thống làm lạnh ñược thiết kế theo yêu cầu riêng của từng

thiết bị, ñặt cơ sở trên việc phân tích thành phần dòng khí giá trị áp suất và nhiệt

ñộ. hiệu quả kinh tế sẽ ñạt cao hơn nếu mức ñộ làm lạnh càng lớn và trước hết là

chất lượng của bộ trao ñổi nhiệt

4. Sử dụng máy nén và giãn nở Tuabin

Trong công nghiệp khí, máy lạnh (trạm nén) khí ñược dùng phổ biến nhất

là các mỏ có lượng khí dầu lớn. Trước hết người ta có thể dùng máy nén ñể tách

lỏng một phần rồi vận chuyển ñến thiết bị hấp phụ dầu hoặc các thiết bị xử lý

một cách triệt ñể hơn. Nếu khí ñã ñược sấy khô và tách thành phần nặng thì máy

sẽ truyền khí ñến ñường thương mại hoặc cho các giềng gaslift

Phương pháp nén ñể tách hydrocacbon lỏng ra khỏi khí dầu dựa trên

nguyên tắc nén khí sau ñó làm lạnh, thường dùng cho các loại khí có chứa thành

phần nặng với hàm lượng cao và chỉ có thể tách ñược 40%. Vì vậy, sau ñó cần

phải tách bằng phương pháp khác chẳng hạn như hấp phụ dầu ở nhiệt ñộ thấp

hoặc là hấp phụ rắn.

Trên hình 4-10 chỉ ra một sơ ñồ nén khí nhiều bậc. Sau mối loại nén cần

làm sạch dầu máy sau ñó làm lạnh rồi tách pha. Khí ñược nén ở bậc cao hơn còn

ngưng tụ ñược ổn ñịnh ở thiết bị phân. Khí sau bậc nén cuối cùng ñược dẫn tới

thiết bị hấp phụ

Thời gian giãn dầu, trong công nghiệp khí người ta sử dụng nhiều kỹ thuật

giãn nở tuabin vì nó là một kỹ thuật ñơn giản và dễ vận hành. Đặc tính vận hành

NÐn bËc I

NÐn bËc II

NÐn bËc III

KhÝ dÇu vµo

Nuíc

Lµm l¹nh

condens¸t(A)

condens¸t(A)

condens¸t(A)

KhÝ

KhÝ

T¸ch dÇu m¸y

M¸y l¹nh

Nuíc lµm l¹nh

Khi tíi thiÕt bÞ hÊp phô

Tíi th¸p æn ®Þnh

−−

thụân lợi cho phép thiết bị làm việc lâu dài, cùng như mức ñầu tư ít ñã cuốn hút

sự chú ý ñặc biệt. Hệ thống thu hồi lỏng ở nhiệt ñộ thấp bằng giãn nở tuabin

khác với giãn nở antanpy hằng số qua vòi ở chỗ công giãn nở sẽ quay trục

tuabin khớp với trục của máy nén.

Sơ ñồ hệ thống giãn nở Tuabin chỉ ra trên hình 4-11. Khí dầu ñầu tiên qua

bình tách dầu vào ñể tách hết chất lỏng tự do, sau ñó ñược làm lạnh sơ bộ ở bộ

trao ñổi nhiệt nhờ dòng khí lạnh ñi ra từ tháp hấp phụ ngưng tụ xảy ra và ñược

tách ở bình tách ngưng tụ. Từ ñây khí vào bộ phận giãn nở ñược làm lạnh mạnh

mẽ hơn rồi vào phần trên của tháp hấp thụ. khí ñó ñi ra từ tháp sau khi nhường

nhiệt ñộ cho dòng khí vào sẽ ñược nén trước khi vào tuyến ống tới thiết bị xử lý

tiếp theo. Máy nén hoạt ñộng nhờ công của quá trình giãn nở trong tuabin, khí

ñược nén tới áp suất từ 30-40% giá trị ban ñầu. Chất lỏng ở các thiết bị tách vào

phần thấp của tháp hấp phụ. tháp ổn ñịnh thực chất là thiết bị tách metan hoặc

etan. Vì quá trình giãn nở tạo ra nhệt ñộ rất thấp nên ở một số hệ thống, việc ñầu

tiên là phải bổ sung chất ức chế hydrát sau khi tách dầu vào.

Hình 4.10: Sơ ñồ nén và làm lạnh

Hình 4.11: Sơ ñồ thu hồi nhiệt ñộ thấp băng giãn nở tua bin

áp suất trong tuabin thường giảm tới sát nên công sinh ra thường lớn hơn

hiệu ứng Jonson 30 lần. Sự suy giảm nhiệt ñộ khí tuần hoàn theo ñịnh luật nhiệt

ñộng thứ nhất

∆Q = ∆E + A (a)

Trong ñó A là công giãn nở của khí thực hiện bởi số nhiẹt lượng nào ñó

tính từ biến ñổi nội năng ∆E

∆E = Gg.Cv. ∆T

Gg: Khối lượng khí

Cv: Nhiệt dung riêng của khí

∆T: Biến thiên nhiệt ñộ

Trong ñiều kiện ñẳng áp, ta có tương quan

∆Q = Gg.Cp. ∆T (b)

Cp: Nhiệt dung ñẳng áp

Từ (a) + (b) ta có

∆Q = Gg.Cv - ∆T + A = Gg.Cp. ∆T

và công giãn nở sẽ là

A = Gg. ∆T (Cp – Cv)

Đ5 Kỹ thuật ổn ñịnh Hydrocacbon

Kỹ thuật ổn ñịnh hydrocacbon thường ñược sử dụng ñể tăng thu hồi chất

lỏng, giảm các tổn hao chất lỏng khi lưu giữ chúng ở ñiều kiện khí quyển. Đặc

biệt với các hydrocacbon hoá lỏng thu ñược từ quá trình tách thành phần nặng

từ pha khí, ñể có thêm lợi nhuận từ thành phần này thì hầu như nhất thiết phải

thực hiện kỹ thuật ổn ñịnh. Việc thu hồi cực ñại hydrocacbon lỏng từ pha khí

ngoài mục ñích tạo thuận lợi cho việc vận chuyển còn phải chú ý ñến lưọi

nhuận. Nếu như hydrocacbon lỏng sau khi tách khỏi ñường khí chính không

ñược xử lý ñúng ñắn thì không thu ñược lợi nhuận tối ña.Điều ñó chỉ có thể thực

hiện ñược khi thể tích chất lỏng lưu giữ ở ñiều kiện khí quyển ñạt cực ñại và tận

dụng tới mức tối ña số lượng hơi nhẹ thoát ra từ pha lỏng ñược tách.

Trong ñiều kiện khí quyển ñể tổn hao do bay hơi không xảy ra thì áp suất

hoá hơi phải bé hơn áp suất khí quyển song việc xác ñịnh nó rất khó nên phải

thông qua áp suất khí quyển tương ứng với nhiệt ñộ lưu giữ. áp suất này thương

gọi là áp suất hoá hơi thực tế song việc xác ñịnh nó rất khó nên phải thông qua

áp suất hoá hơi qui chuẩn thường ñược gọ là áp suất hoá hơi Reid (RVP)

Khí hydrocacbon lỏng thoát ra từ bình tách cao áp, chất lỏng tồn tại ở

ñiểm sôi với áp suất tương ứng. Mỗi nấc giảm áp suất thì một số hơi nào ñó vẫn

bị sôi. Nếu chất lỏng cháy trực tiếp vào bể chứa, hiện tượng sôi sẽ xẩy ra mãnh

liệt và sự mất mát không chỉ với thành phần nhẹ mà cả với thành phần nặng

Để giảm các tổn hao này, có thể thực hiện giảm áp theo nhiều bậc. Khi

tăng số bậc thì thu hồi ở bể chứa càng tăng. Tuy vậy, dù số bậc có lớn bao nhiêu

KhÝ l¹nh

ChÊt láng tï b×nh t¸ch nhiÖt ®é thÊp

KhÝ tï b×nh t¸ch nhiÖt ®é thÊp KhÝ thu¬ng phÈm

PC

TC

Ngung tô

dßng nguîc

Gom dßng

nguîc

M¸y l¹nh

Kh«ng

khÝ

Th¸p æn ®Þnh

thì một số chất lỏng vẫn bị mất mát cùng với hơi hoà tan ở mỗi bậc tách. Sự thu

hồi cực ñại chất lỏng hydrocacbon ổn ñịnh trong ñiều kiện bể chứa cùng với thể

tích cực tiểu của hơi hoà tan chỉ có thể thu ñược nhờ sự phân ñoạn chất lỏng sau

bình tách bậc 1 và ñược gọi là quá trình ổn ñịnh. Quá trình này ñược thực hiện

trong các hệ thống khác nhau tuỳ thuộc vào vị trí và các trang thiết bị ñã ñực lắp

ñặt trước ñó. Nếu như các thiết bị có sẵn có chỉ bảo ñảm thu hồi thông thường

thì bộ làm lạnh bằng nước hoặc không khí sẽ thay thế cho bộ làm lạnh bằng khí

gas. Một trong các sơ ñồ công nghệ ñó ñược miêu tả trên hình 4-12, thuộc loại

hệ thống tách nhiệt ñộ thấp các chất lỏng ñã ñược nung nóng. Dòng ngưng tụ

thoát từ bình tách nhiệt ñộ thấp với nhiệt ñộ 80-900F ñược nung nóng sơ bộ ở

trao ñổi nhiệt với dòng ra từ ñáy tháp ổn ñịnh ñể nhạt tới nhiệt ñộ ñầu vào thấp.

Bộ khống chế nhiệt ñộ thông qua van 3 chiều sẽ ñiều chỉnh dòng cung cấp sao

cho nhiệt ñộ dòng vào tháp hấp thụ là không thay ñổi. trong táp hỗn hợp

hydrocacbon ñược phân ñoạn. Các thành phần nhẹ thoát ra trên ñầu tháp ở trạng

thái hơi, qua bộ trao ñổi nhiệt với dòng khí lạnh từ bình tách nhiet ñộ thấp, một

phần hơi quá nhiệt sẽ ñược ngưng tụ rồi vào bình chứa dòng ngược, khí sẽ ñược

sử dụng như nhiên liệu hoặc khí dụng cụ. Nếu số lượng khí lớn sẽ ñược nén, bổ

sung chất ức chế hydrat rồi dẫn tới ñường khí thương mại còn chất lỏng ngưng

tụ sẽ trả ngược phía trên tháp.Chất lỏng ổn ñịnh từ ñáy tháp ổn ñịnh sẽ ñược làm

lạnh sơ bộ nhờ trao ñổi nhiệt với dòng khí nhiên liệu và máy lạnh không

khí.Cuối cùng, nhờ dòng khí từ bình tách nhiệt ñộ thấp, chất lỏng ñạt tới nhiệt

ñộ khí quyển và chảy vào bể chứa.

Hình 4.12: Thiết bị ổn ñịnh ñi kèm hệ thống tách pha nhiệt ñộ thấp

Việc cung cấp nhiệt cho phân phân ñoạn của tháp hấp phụ thực hiện bởi

nồi hơi. Nhiệt sẽ gạn hơi cho chất lỏng khi rơi xuống ñáy tháp

Với các hệ thông tách lạnh có ép glycol, việc phân ñoạn tốt nhất có thể ñạt

ñược theo cách ñưa khí lạnh vào khay trên cùng tạo ra dòng ngược tự chảy, hạn

chế các chi phí cho một hệ thống dòng ngược khi khí nguyên liệu có nhiệt ñộ

cao. Việc loại bỏ nhưng tụ bộ khống chế và máy bơm dòng ngược sẽ làm cho

việc vận hành tháp ổn ñịnh thuận lợi hơn. trong nhiều trường hợp, sự làm lạnh

trong hệ thống tách nhiệt ñộ thấp ñã bảo ñảm. Tháp ổn ñịnh có thể dùng kết hợp

với hệ thống chất lỏng nóng như khi dùng hệ thống ép glycol nhiệt ñộ thấp

Nhờ phương pháp này, chất lỏng ñược tách các thành phần nặng, tồn tại ở

dạng lỏng trong ñiều kiện khí quyển chỉ một phần rất nhỏ thành phần lỏng bị

mất mát do bị cuốn theo thành phần nhẹ.

Trong các thiết bị hấp phụ chọn lọc, hydrocacbon hoá lỏng ñược thu hồi

theo từng ñợt. Vì vậy giữa bình tách và tháp ổn ñịnh cần phải lắp một bình gom

ñể ñiều chỉnh dòng chảy ñược liên tục tạo ñiều kiện cho tháp ổn ñịnh vận hành

tốt

Còn khi tách bậc, tất cả hydrocacbon lỏng không lưu giữ ở bể chứa vì một

phần của chúng sẽ biến thành hơi khi tách các thành phần nhẹ hơn. Khi ta dùng

phương pháp ổn ñịnh, hầu như tất cả chất lỏng thu ñược từ quá trình tách nhiệt

ñộ thấp sẽ ñược lưu giữ ở bể chứa với ñiều kiện ổn ñịnh. Ngoài việc sản xuất

một số lượng lớn chất lỏng từ sản phẩm tách nhiệt ñộ thấp, tháp ổn ñịnh còn cho

phép thu ñược tất cả các thành phần nhẹ hơn thoát ra ở phần cao của tháp ở áp

suất tương ñối lớn. Khí ở áp suất này có thể nén ñể nhập vào ñường dẫn song

với chi phí nén thấp hơn nhiều so với kỹ thuật tách bậc. Hơi do tháp ổn ñịnh tạo

ra nghèo thành phần nặng hơn trường hợp tách bậc nên có thể ñưa ngay vào

ñường dẫn khí thương mại. Như vậy hơi từ ñỉnh tháp và chất lỏng ổn ñịnh từ

chân tháp có thể bán, trừ phần sử dụng nội bộ (bép lò, nồi tái sôi).

Để xác ñịnh áp suất và nhiệt ñộ tồi ưu ñể có thu hồi cực ñại, ta dùng

ñường cong trên hình 4 –13, xây dựng cho áp suất bể chứa 14,5 psia, cho thiết bị

ổn ñịnh tháp áp với bộ sinh nhiệt bằng hơi nước.Với giá trị áp suất và nhiệt ñộ

cao hơn, phải dùng tháp cao áp và bộ sinh nhiệt tự rửa.

Hình 4.13: Điều kiện làm việc của tháp ổn ñịnh

Xác ñịnh ñiểm thu hồi chất lỏng cực ñại

Đ6 Công nghệ xử lý khí ñồng hành ở mỏ Bạch Hổ

Khí ñược thu hồi ở 3 tầng: móng, oligocen và miocen có thành phần cho

trong bảng. Thành phần này không phù hợp với dòng khí nguyên liệu tại các

trạm xử lý vì khí thu hồi ở các giếng có chiều sâu khác nhau, lưu lượng khác

nhau và hiệu quả tách ở các dàn không ñồng ñều, nên dòng khí nguyên liệu là

sản phẩm tổng hợp có thành phần hư bảng. Từ các bảng trên ta thấy rằng khí

ñồng hành ở Bạch Hổ có thành phần chua rất thấp, không ñáng kể nên nhiệm vụ

xử lý chủ yếu là tách cặn, tách lỏng và tách nước. Các hệ thống xử lý ñều không

có dây chuyền khử chua.

Việc xử lý có thể phân ra hai giai ñoạn: xử lý sơ bộ trên dàn công nghệ trung

tâm và xử lỹ trên dàn nén trung tâm trước khí vận chuyển vào bờ.

1. Xử lý sơ bộ trên dàn công nghệ trung tâm

Nhiệm vụ chính là tách thành phần nặng hơi nước và tạp chất cơ học, tạo

ñiều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển và xử lý tiếp theo tại dàn nén. Khí

nguyên liệu ở ñây chứa hơn 11% thành phần nặng nên trọng tâm xử lý ñược ñặt

vào khâu này. Công suất thiết kế là 2,8 – 106m3/ngày ñêm. Sơ ñồ công nghệ nêu

ở hình 4-14 có thể phân ra

Bảng: Thành phần khí ñồng hành ở mỏ Bạch Hổ (% thể tích)

Cấu tử Tầng móng Oligocen hạ Miocen hạ(vòm trung

tâm)

Metan (CH4)

Etan (C2H6)

Propan (C3H8)

n Butan (C4H10)

IZo Butan (C4H10)

n Bentan(C5H12)

IZo Pentan(C5H12)

C6+

Nitơ (N2)

Cacbonic (CO2)

Hơi nước

Nhiệt lượng cháy

KJ/m3

69,47

12,19

7,50

3,26

2,20

0,97

0,95

1,16

1,20

1,00

0,10

54300

49500

64,78

15,58

7,06

2,69

1,29

1,90

1,39

1,10

2,86

0,61

0,20

51960

47680

90,98

5,49

0,84

0,08

0,34

0,06

0,04

1,29

0,33

0,25

0,3

−

−

−

KhÝ dïng néi bé

Läc khÝ

§Õn E3

Dßng cao p

M y l¹nh kh«ng khÝ

B×nh lµm

s¹ch khÝ

LC

PC PC§Õn hÖ thèng ®iÒu khiÓn ®uèc

B×nh ph©n ly

§Õn dµn nÐn KhÝ tï c c van an

toµn §Õn ®uèc

LC

Dßng thÊp p

Tï c c van an toµn B×nh ph©n ly

Tï b×nh läc

LC

B×nh chóa condens t

PC

§Õn dµn Ðp§Õn ®uèc

KhÝ ch¾n

§Õn tµu chóa

LC

Bảng: Thành phần khí nguyên liệu ở các trạm xử lý (% thể tích)

Metan

70,96

Etan

13,07

Propan

6,34

n C4H10

2,09

i C4H10

1,79

n C5H12

0,71

i C5H12

0,54

Hexam

1.15

Nitơ

2,13

Cacbonic

0,95

Hơi nước 0,27 Hydrosulfua

Rất bé

Ba hệ thống chính bao gồm hệ thống khí cao áp, hệ thống khí thấp áp và hệ

thống thu hồi condensát

Hình4.14: Sơ ñồ xử lý khí sơ bộ ở dàn công nghệ trung tâm

Khí cao áp ñược gom từ các thiết bị tách khai thác cao áp, với áp suất 10-

16át, qua thiết bị làm lạnh băng không khí, nhiệt ñộ từ 1000C hạ xuống còn

500C, một phần hydrocacbon nặng bị ngưng tụ. Thiết bị làm lạnh về thực chất là

làm nguội cấu tạo ñơn giản và giá thành thấp. Khi nóng vào các ống tản nhiệt

ñường kính cỡ 25,4mm bố trí theo các hàng chồng xếp lên nhau nhưng không

tiếp xúc. Số hàng từ 3 ñến 6. Phí ngoài ống có ép, hàn hoặc ñúc các lá tản nhiệt,

chiều cao từ 12,7 ñến 15,8mm. Nhiệt ñược tản ñi bằng quạt gió công suất

15KW, ñảm bảo lưu lượng ngưng tụ 300ml/m3. Sau khi làm lạnh khí vào bình

làm sạch. Tại ñây condensát ñược tách khỏi khí theo guyên tắc ly tâm và trọng

lực. lượng khí sạch ñược chia theo hai ñường

Phần lớn trực tiếp ñến dàn nén và một phần nhỏ ñược trích ra ñể sử dụng nội bộ

và ñến hệ thống ñiều khiển ñuốc. Dòng khí dùng nội bộ phải qua bầu lọc gồm

các bộ lọc ñể giữ lại vật liệu cơ học và ngưng tụ nhờ sự giảm nhiệt theo hiệu

ứng

Jon-ThomSon khí này trở nên sạch bảo ñảm yêu cầu sử dụng trên dàn.

Trường hợp lượng khí quá lớn vượt công suất dàn nén thì phần còn lại

trước khi ñốt phải ñược phân ly. Nhiệm vụ của thiết bị phân ly là tách phần lỏng

còn lại sau khi gian ñoạn làm sạch, thực chất là các bình tác pha hình trụ ngang,

áp suất làm việc cỡ thấp ( cỡ 0,5 át)

Hệ thống khí áp suất thấp sau khi ñược làm sạch ( bởi quạt gió công suất

5,5KW, khả năng lưu thông 0,4-106m3/ngày ñêm, với lượng ngưng tụ

50m/m3)thì không cần làm sạch vì lượng ngưng tụ thấp, có thể dãn trực tiếp ñến

dàn nén. Tương tự như hệ thống cap áp, phần khí không ñến dàn nén, phải ñốt

tại chỗ thì trước khi ñốt phải qua bình phân ly, có cấu tạo tương tụ như ở hệ

thống cao áp, chỉ có công suất bé hơn. tất cả khi xả ra từ van an toàn cao áp và

thấp áp ñều ñược gom về bình phân ly trước khi ñốt

Hệ thống thu gom condensát gồm các ống dầu, bể chứa và máy bơm. Tất

cả ngưng tụ thu ñược từ các bình làm sạch, bình phân ly, bình lọc khí ñều dẫn về

bình chứa condensát. áp suất trong bình tương ñương áp suất của hệ thống khí

áp suất thấp. Vì có ñường khí nối trực tiếp từ bình phân ly với bể chứa. Để ngăn

ngừa cháy nổ và hạn chế quá trình ôxy hoá, giữa mặt phân cách ngưng tụ và khí

dầu có phân bố một lớp khô chắn ñể cách ly. Nhiệt ñộ trong bể duy trì 600C ñể

bảo ñảm cho máy bơm hoạt ñộng. Khả năng lưu thông 100m3/ngày ñêm

2. Công nghệ xử lý trên dàn nén trung tâm

Nhiệm vụ xử lý bao gồm tách thành phần nặng ñể thu hồi condensát và

sấy khô khí.Việc tách lỏng thực hiện theo kỹ thuật nén và làm lạnh còn việc sấy

khô thực hiện theo công nghệ hấp phụ gycol. trên dàn có 5 tổ hợp xử lý lắp song

song. Trên hình 4-15 chỉ ra sơ ñồ của một tổ hợp. Khí nguyên liệu từ các dàn cố

ñịnh và dàn công nghệ ñược ñưa tới dàn nén theo 2 ñường. Đường cao áp với áp

suất 10at ñược dẫn trực tiếp tới bình tách dầu vào. Còn khí thấp (cỡ 0,8at) phải

qua máy nén ñể tăng tới 10at trước khi vào bình tách.

−

−−

−

T¸c

h ph

a

dÇu

vµo

T¸c

h ph

a ®Ç

u vµ

o

KhÝ

thÊ

p ¸p

M¸y

nÐn

KhÝ

cao

¸p

1.V

.2II

A

1.V

.2II

B

Lµm s¹ch 1V251

m¸y nÐn 1K235

M¸y

l¹n

h

1AC

251

M¸y

l¹n

h

1AC

252

Lµm s¹ch 1V252

m¸y nÐn 1K234

Lµm s¹ch 1V253

Khu nuíc 1T312

§Õn

giÕ

ng g

asli

ftK

hÝ v

µo b

ê

M¸y

l¹n

h

Ti sinh TEG

Thu

håi

con

dens

¸t

(T¸c

h G

,W)

§Õn

bÓ

chóa

con

dens

¸t

Khi

®Õn

®uè

c c

onde

ns¸t

vµo

bê

Con

dens

¸t v

µo b

Ó ch

óa§

Õn h

Ö th

èng

xu l

ý nu

íc

Hình 1.15: Sơ ñồ một tổ hợp xử lý tại dàn nén khí trung tâm

Hai bình tách ñầu vào lắp song song 1.V.2II A, 1V.2IIB, thay thế nhau

làm việc. Đây là cái bình tách ba pha, trục ngang, áp suất và nhiệt ñộ làm việc là

10 atm và 500C thời gian lưu trữ chất lỏng 3 phút, khả năng lưu thông 4,05-

106m3/ngày ñêm.Các chất lưu ñược tách là khí, dầu, nước ñi ra theo ñường riêng

biệt nhờ các bộ kiểm soát mức và áp suất

Khí rồi bình tách dầu vào sẽ ñi vào bình tách 1.V.215, là một bình tách trụ

ñứng (còn gọi là bình làm sạch khí) chế ñộ làm việc 10 at và 500C có trang bị bộ

chiết sương chủ yếu ñể tách condensát. Sau khi qua máy, áp suất và nhiệt ñộ khí

ñạt tới 38at và 1300C.Để có thể tiếp tục tách ta phải hạ nhiệt ñộ của khí xuống,

thông qua máy làm nguội bằng không khí 1.AC.251 (quạt gió và ống tản nhiệt)

nhiệt ñộ giảm xuống còn 450C tạo ra ngưng tụ. Nếu số lượng ngưng tụ lớn thì

dòng khí trả về trước bình tách ñể tách lại. Bình thường khí sau khi làm lạnh

ñược dẫn tới bình tách cấp 2 1.V.252, cũng là bình tách 2 pha lỏng khí kiểu trụ

ñứng, ở giai ñoạn này chất lỏng không thuần tuý là khí ngưng tụ mà còn có cả

nước tự do, vì vậy chất lỏng phải tiếp tục qua bộ phận thu hồi condecsát ñể tách

khí, nước và condecsát theo ñường riêng. Khí ñược máy nén cấp hai 1-K-254

nâng tới áp suất 127 at và nhiệt ñộ 1500C. Sau khi qua máy lạnh 1-AC-252 nhiệt

ñộ khí còn lại 450C, vào bình tách ñầu ra 1-V-253 ñể tiếp tục tách lỏng. Đến giai

ñoạn này chất lỏng còn lại chủ yếu là nước tự do nên phần lỏng ñược dẫn trực

tiếp ñến hệ thống nước xử lý. Còn khí sẽ gộp với dòng ra của các tổ hợp khác ñể

vào hệ thống sấy khô bằng glycol 1-T-311 hoặc 1-T-312 lắp song song dùng

chung cho 5 tổ hợp nén.

Chu trình khử ẩm bằng glycol ñược nêu trên hình 14-16, khí ẩm ñược dẫn

vào phần thấp của tháp hấp phụ, còn glycol khan ñược ñưa vào phần cao. Hai

chất lưu chuyển dòng ngược chiều, xẩy ra tiếp xúc tại các ñệm hoặc các khay

tiếp xúc. Sau khi hấp thụ nước, glycol ñi xuống phần thấp, trở nên bão hoà.

Ngoài nước, glycol coàn hấp thụ các hydrocacbon thơm và paraphin trong khí

do áp lực giữa glycol và HC thơm khá lớn. Từ ñáy tháp hấp thụ, glycol tới phần

cao của tháp chưng chất (tái sinh) tiếp nhận nhiệt nhờ cuộn ống ruột gà. Khí qua

bình tách nhanh, do có nhiệt ñộ cao và áp suất giảm nên khi ñược tách ra và

ñược ñốt hoặc dẫn tới thiết bị tái sinh. Phần dung dịch glycol tiếp tục qua bầu

lọc ñể loại bỏ tạp chất cơ học có thể gây lấp nhiệt, ñóng cặn trong tháp chưng

cất hoặc nồi ñun. Để tiết kiệm nhiên liệu cho nồi tái sinh ta cho dòng glycol trao

ñổi nhiệt ñể nâng nhiệt ñộ dòng vào tháp chưng cất.`

Tái tháp chưng cất, cơ bản hơi nước thoát ra ngoài làm cho glycol tăng

nồng ñộ tới gần 100% ñược máy bơm ñưa voà tháp hấp phụ thành một chu trình

kín. Hệ thống ñảm bảo an toàn khi có các thành phần ñi kèm với glycol, giảm

ñáng kể vai trò của H2S, CO2 trong nồi tái sôi. Thực tế lượng paraphin hoà tan

trong glycol rất nhỏ, song vẫn có mặt trong dòng vào bình tách nhanh. Tại ñây

paraphin và HC thơm sẽ ñược tách. Nếu chúng không ñược tách trước khi vào

tháp tái sinh sẽ gây trào ở nồi tái sôi. Cũng tại bình tách nhanh, cơ bản H2S và

CO2 cũng ñược tách, loại bỏ nguy hiểm cho hệ thống thiết bị

−

−

B×n

h t¸

ch

nha

nh

Th¸

p ch

ung

Khã

i

Th¸

p hÊ

p ph

ô

BÇu

läc

chÊt

r¾n

TEG b·o hoµKhÝ kh«

KhÝ Èm

TEG khan

Nåi t¸i s«i

BÓ chóa chèng trµn

B¬m

èng ®èt

KhÝ ®Õn ®uèc hoÆc th¸p t¸i sinh

Hình 4.16: Sơ ñồ hệ thống khử ẩm

Bộ phận chưng cất hoặc tái sinh glycol có tác dụng tăng nồng ñộ glycol

bằng cách loại bỏ nước bằng giải pháp nhiệt, khi tách hoặc bơm chân không khi

kết hợp nồi tái sôi và tháp chưng cất. Cơ sở lý thuyết của quá trình tái sinh là

ñịnh luật Raoult

wh

w YP

PX .=

Trong ñó: Xw là phần mol nước trong glycol khác

Ph: áp suất hơi nước trong nồi tái sôi

Yw: Phần mol của nước trong hơi ở nồi ñun lại

Như vậy, ñể tăng nồng ñộ dung dịch glycol nghĩa là giảm Xw ta cần phải

giảm P, Yw và tăng Ph. Để giảm áp suất P của hệ thống người ta thường dùng

bơm chân không ñể hút hơi và khí trong nồi tái sôi. Việc ñươc khí tách, khí trơ

vào nồi ñun có tác dụng làm giảm Yw và tăng nhiệt ñộ dẫn ñến tăng Ph. Trên

hình 4-17 chỉ ra một sơ ñồ tái sinh glycol có sử dụng khí tách

Tại bộ trao ñổi nhiệt qua ống xoăn ở phần trên cột chưng cất, dòng glycol

có nhiệt ñộ trên 900C, làm tan các cấu trúc như Izootan, benzen,Naften,Paraphin,

biến chúng thành thể hơi và tách khỏi chất lỏng các cấu tử này có số nguyên tử

cacbon trong phân tử từ 5–8 thường gọi là khí tách, chúng tham gia vào quá

trình tái sinh ở phần trên của tháp. Sau khi thoát ra ở phần trên chúng ñược làm

lạnh bằng hơi nước hoặc không khí. Nhờ ñó, một phần ñược chuyển qua thể

lỏng, các hydrocacbon lại không tan trong nước nên khi vào bình tách 3 pha thì

các pha bị phân ly khá dễ dàng. Từ bình tách, hydrocacbon lỏng ñược bơm vào

bình tái sôi chúng lại chuyển sang pha khí làm giảm hàm lượng hơi nước trong

thể tích hơi việc cung cấp nhiệt cho mỗi tái sôi thực hiện bằng cách ñốt trực tiếp

nhiên liệu (khí hoặc xăng) trong ñường ống cấp nhiệt. Nhiệt ñộ phía ngoài ống

giao ñộng trong khoảng 206-2200C và nhiệt ñộ của glycol trong nồi thường là

2040C. Với nhiệt ñộ ổn ñịnh ñược duy trì qua bộ khống chế nhiệt TC ñể ñiều

khiển dòng khí ñốt. Để tăng diện tích tiếp xúc glycol với phần hơi thoát lên từ

ñáy tháp ñể giải tháo hơi nước, trong tháp bố trí các ñệm gồm các hạt nhỏ mịn

−

−−

−

−

KhÝ tíi ®uèc

TCKhÝ ®èt

Nuíc

B¬m

Glycol khan tíi th¸p hÊp thô

B¬m

BÓ chóa chèng trµn

èng cÊp nhiÖt

Nåi t¸i s«i

Ra

Vµo

glycol b·o hoµ

Th¸

p ch

ung

cÊt

Ngu

ng t

ô

B×n

h t¸

ch

3 p

ha

Nuí

c ho

Æc

kh«n

g kh

Ý

S¶n

phÈm

ch¸

y

§Öm

h¹t

mÞn

Hình 1.17: Sơ ñồ tái sinh glycol có dùng khí tách

Các thiết bị phụ trợ trong hệ thống khử nước bao gồm bình lọc chất rắn,

bộ trao ñổi nhiệt và bình tách nhanh.

Bộ lọc là một thiết bị cần thiết, thường dùng các loại vải có thớ cỡ lỗ 5-10

µm và 25-50µm. Nếu như thải loại hydrocacbon thơm thay bằng than hoạt tính

khi vải lọc bị lấp bít hoặc than bị trung hoà áp suất sẽ tăng lên. Nếu lượng tăng

áp ñạt 1-1,4at thì hoặc phải thay vật liệu (vải hoặc than) hoặc phải xử lý bằng

hơi nước qua nhiệt yêu cầu về nhiệt ñộ làm việc có hiệu quả ở mỗi thiết bị khác

nhau ở tháp hấp thụ nhiệt ñộ của dòng glycol là 450C còn ở nồi tái sôi phải cao

hơn 2000C. Dòng glycol bão hoà từ chân tháp hwps thụ sẽ nhận nhiệt từ dòng

glycol khan ñã ñược tái sinh từ bể chứa chống tràn, bộ trao ñổi glycol-glycol này

ñược chế tạo theo kiểu ống lồng nhau hoặc kiểu tấm.Lượng nhiệt ñược trao ñổi

phụ thộc vào kiểu trao ñổi, tốc ñộ dòng, nhiệt ñộ dòng thông thường trị số tăng

giảm từ 15-200C

Bình tách nhau ñược sử dụng trong hệ thống khử nước chủ yếu ñể tách

khí ra khỏi dung dịch áp suất làm việc từ 3-7at cho nên hay dùng cho dòng khí

có áp suất ñầu voà cao hơn 30 át. Với trị số ñó, một số hydrocacbon nhẹ sẽ thoát

ra, tuy nhiên dung dịch vẫn còn một số hydrocacbon nặng ñể giải phóng ñược

chúng cần phải gia nhiệt.