Công nghệ xử lý khí - Phần 4 ppsx

Prepared by
Hà quốc Việt pro Eng gas comp platform page
73

PHẦN 4
LƯNG NƯỚC TRONG KHÍ HYDROCACBON

Khí đồng hành và khí thiên nhiên khai thác từ lòng đất thường bão hoà hơi nước và hàm
lượng hơi nước phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ và thành phần hỗn hợp khí. Mỗi một trạng thái của
hệ sẽ tương ứng với hàm lượng hơi nước cực đại có thể có nhất đònh. Hàm lượng ẩm tương ứng với
hơi nước bão hoà tối đa được gọi là cân bằng.
Người ta phân chia độ ẩm của khí thành độ ẩm tương đối và tuyệt đối
- Độ ẩm tuyệt đối (g/m
3
, kg/ triệu m
3
): là khối lượng hơi nước thực tế có trong một đơn vò thể
tích khí hoặc đơn vò khối lượng mỗi điều kiện áp suất, nhiệt độ. Đơn vò là g/m
3
hoặc g/kg khí
−
Độ ẩm bão hòa (g/m
3
, kg/ triệu m
3
) : là lượng hơi nước tối đa có thể tồn tại trong một thể
tích khí tại mỗi điều kiện của hệ.
− Độ ẩm tương đối (RH) (%) : là tỷ lệ giữa khối lượng hơi nước thực tế và lượng hơi nước tối
đa (bão hoà). Có nghóa là tỷ lệ giữa độ ẩm tuyệt đối trên trên độ ẩm bão hoà, đơn vò là %
hay phần đơn vò.

− Nhiệt độ điểm sương (
o
C) : là nhiệt độ tại áp suất cho trước mà tại đó hơi nước bắt đầu
ngưng tụ.
Để thuận tiện trong việc xác đònh nhanh lượng hơi nước trong hỗn hợp khí, thông thường ngừơi
ta sử dụng các đồ thò lượng hơi nước bão hòa phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ đối với khí thiên
nhiên có hàm lượng H
2
S, CO
2
nhỏ và tỉ trọng là 0,6. Khi tỉ trọng của khí lớn hơn 0,6 hay khi có các
muối trong nước thì hàm lượng ẩm tra từ đồ thò này cần phải nhân tương ứng với hệ số Cg hoặc Cs.
Khi tỉ trọng khí và hàm lượng muối tăng thì lượng hơi nước trong khí sẽ giảm (trong điều kiện
giống nhau). Khi hỗn hợp khí có mặt H2S, CO2 hàm lượng đáng kể thì hàm lượng ẩm thực tế sẽ
cao hơn, khi có mặt N2 thì hàm lượng ẩm thực tế lại giảm.


Prepared by
Hà quốc Việt pro Eng gas comp platform page
74


Hình 4.1 Đồ thò lượng hơi nước bão hòa trong hỗn hợp gas

Prepared by
Hà quốc Việt pro Eng gas comp platform page
75

Trong hệ thống công nghệ nếu có hiện tượng ngưng tụ nước tư do do lượng hơi nước vượt quá
lượng hơi nước bão hoà thì có thể sảy ra hiện tượng hydrat tạo ra các tinh thể rắn giống như ice dễ

đóng cục gây tắc thiết bò, hay di chuyển với vận tốc cực lớn phá huỷ thiết bò, ngoài ra nước tự do
có thể kết hợp với H2S, CO2 tạo ra các axit ăn mòn thiết bò.
Khi hỗn hợp khí có mặt H2S, CO2 thì hàm lượng ẩm bão hoà tính như sau:
W = yW
hc
+ y
H2S
W
H2S
+ y
CO2
W
CO2

Trong đó W
hc
là lượng hơi nước tính được do tra bảng
y phần mol của các hydrocacbon
W
H2S
lượng hơi nước gia tăng do H2S tra đồ thò hình 4.2
y
H2S
phần mol của H2S
W
CO2
lượng hơi nước gia tăng do CO2 tra đồ thò hình 4.3
y
CO2
phần mol của CO2

đôi khi người ta còn qui đổi %CO2 sang H2S theo công thức %H2S (qui đổi) = %H2S +
0,75*%CO2
sau đó dùng đồ thò hình 4.4 tra ra hệ số nhân lượng hơi ẩm r
khi đó W = rW
hc

Ví dụ: ước lượng hơi nước bão hoà của khí hydrocacbon có
γ
= 0,6 có chứa 5% H2S và 20% CO2
tại 60
o
C và 10000kpa
Giải:
W = yW
hc
+ y
H2S
W
H2S
+ y
CO2
W
CO2

Trong đó W
hc
là lượng hơi nước tính được do tra bảng là 2050kg/10
6
std m3
y phần mol của các hydrocacbon = 0,75

W
H2S
lượng hơi nước gia tăng do H2S tra đồ thò hình 4.2 là 3300kg/10
6
std m3
y
H2S
phần mol của H2S = 0,05
W
CO2
lượng hơi nước gia tăng do CO2 tra đồ thò hình 4.3 là 2800kg/10
6
std m3
y
CO2
phần mol của CO2 = 0,2
W = 0,75x2050 + 0,2x2800 + 0,05x3300 = 2260 kg/10
6
std m3
Phương pháp dùng qui đổi %CO2 sang H2S theo công thức
%H2S(qui đổi) = %H2S + 0,75*%CO2 = 5+0,75x20= 20%
sau đó dùng đồ thò hình 4.4 tra ra hệ số nhân lượng hơi ẩm r = 1,1
khi đó W = rW
hc
= 1,1x2050 = 2255kg/10
6
std m3


Prepared by

Hà quốc Việt pro Eng gas comp platform page
76


Hình 4.2 Đồ thò tra lượng nước do có mặt H2S


Hình 4.3 Đồ thò tra lượng nước do có mặt CO2

Prepared by
Haứ quoỏc Vieọt pro Eng gas comp platform page
77


Hỡnh 4.4 ẹo thũ tra heọ soỏ nhaõn r