Công nghệ xử lý khí - Phần 6 potx

Prepared by
Hà quốc Việt pro Eng gas comp platform page
93

PHẦN 6
DEHYDRATE-CHỐNG HYDRATE HOÁ
Chống tạo hydrate bằng các chất ức chế
Nhằm ngăn ngừa sự hình thành các hydrate tốt nhất là phải làm khô khí thật tốt trước khi
qua các thiết bò 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 hao chất này
là khá lớn, methanol chủ yếu dùng trong các ống vận chuyển nhằm phá vỡ các hydrate tạo thành,
ngoài ra nó còn dùng trong công nghệ phân ly nhiệt độ thấp để ngăn ngừa sự tạo thành hydrate
trong khi làm lạnh khí nhằm tách các hydrocacbon nặng, và hơi nước. Glycol có áp suất hơi bão
hoà rất thấp nên khả năng thu hồi là rất cao bằng phương pháp cô đặc dung dòch chứa glycol

Phương pháp tính toán chất ức chế metanol
1. Tính m
W
(kg) : khối lượng nước tự do trong hệ thống
W
H2O
tại P
SAT
, T
SAT
= A
W
H2O

tại P
COLT
, T
COLT
= B
m
W
= F(A-B)
2. Tính d : nhiệt độ cần hạ
d = HFT - T
COLT

HFT nhiệt độ tạo hydrate ở tại P
COLT

3. Tính nồng độ chất ức chế người ta đã xây dựng công thức thực nghiệm sau:
X
R
= d.Mw/(Ki + d.Mw) (100)
Công thức này chỉ tốt khi X
R
< 26%
X
R
(%): % khối lượng chất ức chế trong hỗn hợp nước.
Mw : Khối lượng phân tử chất ức chế.
d (
o
C) : Nhiệt độ cần hạ (Xác đònh bằng nhiệt độ tạo hydrate HFT - nhiệt độ thấp nhất
trong hệ thống T

COLT
)
Ki : Hệ số, Ki = 1297
Khi X
R
> 25% ta áp dụng công thức d=-72ln(x
H2O
)
x
H2O
là phần mol của nước trong hỗn hợp nước – methanol
sau đó qui đổi ra X
R
qua đồ thò 6.1:

4. Tính khối lương chất ức chế được xác đònh theo công thức sau:
m
I
= m
W
X
R
/(X
L
-X
R
)
m
I
(kg): khối lượng chất ức chế cần phải bơm.

m
W
(kg): khối lượng nước tự do trong hệ thống.
X
R
(%): % khối lượng chất ức chế trong hỗn hợp nước
X
L
(%) : % khối lượng nguyên chất của chất ức chế

5. Phần Methanol bốc hơi bò mất theo pha khí và lỏng được xác đònh theo
mất trong pha lỏng HC
LIQ
= 0,4kgMeOH/m3 chất lỏng
mất trong pha khí HC
VAP
= C*F*X
R

C tra hình 6.2
6. m
I_TOTAL
=( m
I WATER
+ m
I HC LIQUID
+ m
I VAPOR
) SF

Prepared by
Hà quốc Việt pro Eng gas comp platform page
94

SF hệ số an toàn 1,1 đến 1,2
Thông số cơ bản của một số chất ức chế thông dụng:

Methanol

EG
Ethylene glycol
DEG
Diethylene glycol
Khối lượng phân tử, Mw 32 62 106
Tỷ trọng kg/m
3
800 1110 1120

Ví dụ:

Hỗn hợp khí tự nhiên lưu lượng 3.5x10
6
std m3/ngày, ra khỏi máy nén ở P=8000kpa, T= 40
o
C, sau
đó được giảm áp và làm lạnh tại P=6500kpa, T= 5
o
C để tách hydrocarbon lỏng được 60m3/10

6
std
m3. Tính lượng Methanol nồng độ X
L
=100% cần thiết để tránh tạo hydrate tại P=40bar, T= 5
o
C
Giải:
3. Tính m
W
(kg) : khối lượng nước tự do trong hệ thống
W
H2O
tại P= 8000kpa, T = 40
o
C = 1000kg/10
6
std m3
W
H2O
tại P
COLT
= 6500kpa, T
COLT
= 5
o
C
m
W
= F(A-B) = 3,5x(1000 – 160) = 2940kg H2O/d

4. Tính d
d = HFT - T
COLT
= 17-5=12
HFT nhiệt độ tạo hydrate = 17
o
C
3. Tính nồng độ chất ức chế người ta đã xây dựng công thức thực nghiệm sau:
X
R
= d.Mw/(Ki + d.Mw) (100)
= 12x32x100/(1297+12x32) = 23%
4. Tính khối lương chất ức chế được xác đònh theo công thức sau:
m
I
= m
W
X
R
/(X
L
-X
R
)
= 2940x23/(100-23)=880kg/d
5. Phần Methanol bốc hơi bò mất theo pha khí và lỏng được xác đònh theo:
mất trong pha lỏng HC
LIQ
= 0,4x60x3,5=80kg/d
mất trong pha khí HC

VAP
= C*F*X
R
= 17x3,5x23 = 1370 kg/d
C = 17 tra hình 6.2
6.m
I_TOTAL
=( m
I WATER
+ m
I HC LIQUID
+ m
I VAPOR
) SF


=(880+1370+80)1,1 = 2563kg/d

Prepared by
Hà quốc Việt pro Eng gas comp platform page
95

Hình 6.1 Đồ thò qui đổi phần mole của nước ra phần trăm khối lượng methanol trong dung dòch


Hình 6.2 đồ thò tra hệ số C