công nghệ chế biến khí tại nhà máy dinh cố

Đồ án công nghệ Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN KHÍ DINH CỐ 2
1.1. Mục đích 2
1.3. Sản phẩm [1] 6
1.4. Quy trình công nghệ 10
CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 20
2.1. Biện luận lựa chọn công nghệ, thiết bị cho nhà máy Dinh Cố 20
Hình 2.1. Sơ đồ khối công nghệ chế biến khí Dinh Cố 20
2.2. Lựa chọn thiết bị tách lỏng dầu khí đầu vào 20
2.2.1. Mục đích 20
2.3. Lựa chọn thiết bị tách nước [2] 22
2.3.1. Mục đích 22
2.4. Lựa chọn thiết bị loại các tạp chất cơ học trong khí 24
2.4.1. Mục đích 24
Hình 2.6. Thiết bị tách tạp chất cơ học Filter Separator 25
2.5. Lựa chọn phương pháp làm lạnh khí 25
2.5.1. Mục đích 25
2.6. Lựa chọn sơ đồ chưng cất phân đoạn các sản phẩm 27
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN CHO THÁP TÁCH LPG (C-02) 31
3.1. Nguyên liệu và yêu cầu phân tách 31
3.1.1. Nguyên liệu 31
3.2. Tính toán các thông số hoạt động của tháp chưng cất 33
3.3. Tính số đĩa lý thuyết theo phương pháp FUG (Fenske-Underwood-Gillian) 36
3.4. Tính hiệu suất tháp và số đĩa thực tế 39
3.4.1. Tính cân bằng lỏng hơi của nguyên liệu 39
3.5. Xác định vị trí nạp liệu 43
3.6. Tính tải nhiệt của bình ngưng và nồi tái đun 43
3.7. Tính đường kính tháp 51
3.7.1. Khối lượng riêng 51
3.8. Chiều cao tháp H 53

3.9. Đường kính các ống dẫn trong tháp 54
3.11. Tính toán thiết kế mâm van 56
3.12. Tính toán lựa chọn chân đỡ 57
3.13. Tổng kết các thông số kĩ thuật cơ bản của tháp tách LPG 58
(C-02) theo tính toán 58
KẾT LUẬN 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO 60
DH10H1 Khoa hóa học và CNTP
1
Đồ án công nghệ Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN KHÍ DINH CỐ
1.1. Mục đích
Tiếp nhận và xử lý nguồn khí đồng hành tứ mỏ Bạch Hổ,Rạng Đông và các
mỏ khác trong bể Cửu Long. Phân phối sản phẩm khí khô đến các nhà máy
điện,đạm và các hộ tiêu thụ công nghiệp.
Bơm sản phẩm LPG,condensat sau chế biến đến cảng PV Gas Vũng Tàu để
tăng chứa và xuất xuống tàu nội địa. Xuất LPG cho các nhà phân phối nội địa bằng
xe bồn.
Khí đồng hành thu gom được từ mỏ Bạch Hổ được dẫn về nhà máy GPP theo
đường ống ngầm đường kính 16 inch để xử lý nhằm thu hồi LPG, Condensat và khí
khô. Các sản phẩm lỏng sau khi ra khỏi nhà máy được dẫn về kho cảng Thị Vải
theo ba đường ống đường kính 16 inch, khí khô được đưa về các nhà máy điện
thông qua hệ thống đường kính 16 inch để dùng làm nguyên liệu. Nhà máy chế biến
khí được xây dựng theo thiết kế bước sử dụng nguyên liệu với lưu lượng là 4,3 triệu
m3 khí/ngày đêm. Hiện nay, do mỏ Rạng Đông đã đi vào khai thác dầu và Tập đoàn
Dầu Khí Việt Nam đã đầu tư xây dựng đường ống dẫn khí từ mỏ Rạng Đông về mỏ
Bạch Hổ. Do đó, hiện nay toàn bộ lượng khí của mỏ Rạng Đông và mỏ Bạch Hổ
được nén và dẫn vào bờ, do đó hiện tại tổng lưu lượng khí cung cấp cho nhà máy
khí Dinh Cố là khoảng 5,7 triệu m
3

khí/ngày.
Sản phẩm của nhà máy hiện nay bao gồm :
+ Khí khô thương phẩm với thành phần chủ yếu là metan và etan, được cung
cấp cho nhà máy điện Bà Rịa, nhà máy điện Phú Mỹ.
+ Condensat hay còn gọi là khí ngưng tụ, là một hỗn hợp hydrocacbon ở
dạng lỏng trong điều kiện thường (1atm, 25
o
C), thành phần chủ yếu là C
5
+
. Dòng
condensat được dẫn đến nhà máy chế biến condensat để pha chế thành xăng.
DH10H1 Khoa hóa học và CNTP
2
Đồ án công nghệ Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu
+ Bupro là hỗn hợp của butan và propan, hỗn hợp lỏng này được dẫn về kho
cảng Thị Vải, tại đây nó được đưa ra thị trường.
1.2. Nguyên liệu và đặc tính kỹ thuật [1]
1.2.1. Nguyên liệu
Khí đồng hành từ mỏ Bạch Hổ từ ngoài khơi Vũng Tàu được vận chuyển
bằng đường ống dẫn 16inch tới Long Hải và được xử lý tại Nhà máy xử lý khí Dinh
Cố.
Từ năm 2002, nhà máy tiếp nhận thêm nguồn khí từ mỏ Rạng Đông được
đưa vào thì lưu lượng tăng lên khoảng 5,7 triệu m
3
/ngày.
+ Áp suất 10900 kPa
+ Nhiệt độ 25,6
o
C

+ Lưu lượng 5,7 triệu m
3
/ngày
+ Thành phần khí :
Bảng 1.1. Thành phần khí đồng hành từ mỏ Bạch Hổ và Rạng Đông thuộc bể Cửu
Long – Việt Nam( % theo thể tích)
DH10H1 Khoa hóa học và CNTP
3
Đồ án công nghệ Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu
1.2.2. Đặc tính kỹ thuật của nguyên liệu
Bảng 1.2. Đặc điểm của khí đồng hành dẫn từ mỏ Rạng Đông
( Theo biểu mẫu kiểm tra đặc tính nguyên liệu NCPT.CAM007.05/F1 )
STT TÊN CHỈ TIÊU ĐƠN VỊ
ĐẶC TÍNH KỸ
THUẬT
1 Chất lỏng tự do nhỏ hơn % 1
2
Nhiệt độ điểm sương của HC ở áp suất
giao và chế độ vận hành bình thưởng nhỏ
hơn
o
C 30.5
3
Nhiệt độ điểm sương của HC ở áp suất
giao và chế độ vận hành không qua máy
nén,nhỏ hơn
o
C 54
DH10H1 Khoa hóa học và CNTP
Công thức

Rạng Đông
(chưa xử lý)
Bạch Hổ
(chưa xử lý)
Cửu Long
(đã xử lý)
CO
2
0,130 0,109 0,042
N
2
0,180 0,327 0,386
CH
4
78,042 74,672 83,573
C
2
H
6
11,109 12,218 12,757
C
3
H
8
6,947 7,176 2,438
i-C
4
H
10
1,208 1,548 0,301

n-C
4
H
10
1,648 2,221 0,371
i-C
5
H
12
0,258 0,548 0,061
n-C
5
H
12
0,207 0,589 0,059
C
6
H
14
0,112 0,390 0,012
C
7
H
16
0,134 0,165 0,000
C
8
H
18
0,025 0,036 0,000

Điểm sương của
hyđrocabon
30
0
C
Tại 45 bar
44
0
C
Tại 45 bar
-28
0
C
Tại 45 bar
Điểm sương của
nước
-
-30,10
0
C
Tại 57 bar
-1,10
0
C
Tại 45 bar
Hàm lượng nước
(g/m
3
)
- 0,102 Vết

Tổng hàm lượng
lưu huỳnh
17 (ppmv) 10 (ppmv)
16,2 (ppmv)
H
2
S
17 (ppmv) 10 (ppmv) 8,7 (ppmv)
RHS - - 7,5 (ppmv)
4
Đồ án công nghệ Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu
4
Nhiệt độ điểm sương của nước ở áp suất
giao,nhỏ hơn
o
C 5
5
Nhiệt độ vận hành trong điều kiện bình
thường
o
C 15<
o
t<85
6 Nhiệt trị toàn phần (GHV),không nhỏ hơn Btu/Scf 950<GHV<1350
7 Hàm lượng CO
2
nhỏ hơn %V 1
8
Tổng hàm lượng chất trơ kể cả CO
2

nhỏ
hơn
%V 2
9 Hàm lượng H
2
S,nhỏ hơn ppm 10
10 Hàm lượng lưu huỳnh tổng ppm 30
11 Hàm lượng O
2
%V 0.1
12 Hàm lượng metan không ít hơn %V 0.7
Bảng 1.3. Đặc điểm khí đồng hành từ mỏ Bạch Hổ
( Theo biểu mẫu kiểm tra đặc tính nguyên liệu NCPT.CAM007.05/F2 )
STT Chỉ tiêu Đơn vi Đặc tính kỹ thuật
1
Áp suất ban đầu tại giàn ống đứng
không nhỏ
bar 125
2
Nhiệt độ khí đồng hành tại giàn ống
đứng
o
C -
3
Điểm sương của nước ở nhiệt độ 125
bar nhỏ hơn
o
C 5
4 Hàm lượng CO
2

và N
2
nhỏ hơn %mole 2
5 Hàm lượng oxy %V 0.1
6 Hàm lượng H
2
S ppm 10
7 Hàm lượng lưu huỳnh tổng ppm 30
8 Nhiệt trị của khí vào bờ MJ/m
3
-
9 Trọng lượng phân tử của khí vào bờ g/mole -
12
Khối lượng riêng của condensate vào
bình tách ở 28
o
C,10bar
-
13
Trọng lượng phân tử của condensate
trắng
g/mole -
Bảng 1.4. Đặc tính kỹ thuật khí và condensate đầu vào nhà máy Dinh Cố
( Theo biểu mẫu kiểm tra đặc tính nguyên liệu NCPT.CAM007.05/F3 )
STT Tên chỉ tiêu Đơn vị Đặc tính
1
Điểm sương của nước ở 125 bar nhỏ
hơn
o
C 5

2 Hàm lượng CO
2
và N
2
nhỏ hơn %mole 2
3 Hàm lượng lưu huỳnh tổng nhỏ hơn Ppm 30
DH10H1 Khoa hóa học và CNTP
5
Đồ án công nghệ Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu
1.3. Sản phẩm [1]
Sản phẩm của nhà máy gồm có :
+ Khí khô thương phẩm
+ LPG
+ Condensate
1.3.1. Khí khô thương phẩm
Khí khô thương phẩm thu được từ khí tự nhiên và khí đồng hành sau khi xử
lý loại nước và tạp chất cơ học, tách khí hóa lỏng LPG và condensate. Thành phần
chính của etane và metane ngoài ra còn có một phần nhỏ khí propane, butane và các
khí vô cơ khác như cacbondioxit, nitơ với hàm lượng cho phép.
Bảng 1.5. Hàm lượng cho phép trong khí khô thương phẩm
Chỉ tiêu
Chế độ vận hành
AMF MF GPP
GPP hiện
tại
Lưu lượng( triệu m
3
/ngày ) 3,8 3,5 3,34 4,7
Nhiệt độ (
o

c) 20,3 30,4 60,8 55
Áp suất ( bar) 45,5 49.5 48,0 52
Nhiệt trị toàn phần(MJ/m
3
) 49,9 45,2 42,7 46,2
Thành phần mole ( % mole)
C
1
73,36 79.30 82.85 84,8107
C
2
13,88 14,88 15,41 13,33
C
3
7,77 4,33 1,23 1,3184
i- C
4
1,70 0,48 0,88 0,0732
n- C
4
2,40 0,54 0,08 0,0671
i- C
5
0,23 0,06 0,006 0,0031
n- C
5
0,24 0,06 0,006 0,0031
C
6
+

0,09 0,01 0,00 0,00
N
2
0,22 0,24 0,25 0,3571
CO
2
0,06 0,07 0,07 0,0244
H
2
O 0,05 0,03 0,03 -
1.3.2. LPG ( Liquefied Petroleum Gas )
Khí hóa lỏng LPG là hỗn hợp các HC nhẹ chủ yếu là propane và butane có
thể bảo quản và vận chuyển dưới dạng lỏng ở điều kiện áp suất trung bình ở nhiệt
độ môi trường.
LPG chủ yếu được sử dụng làm chất đốt trong dân dụng và công nghiệp,
ngoài ra LPG còn được sử dụng làm nhiên liệu cho động cơ trong giao thông vận tải
DH10H1 Khoa hóa học và CNTP
6
Đồ án công nghệ Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu
và còn là một nguồn nguyên liệu trong hóa dầu. Hiện nay LPG do nhà máy Dinh Cố
sản xuất đáp ứng được khoảng 30-40% như cầu thị trường LPG trong nước.
Lưu lượng từ 750-850 tấn/ ngày
Bảng 1.6. Chỉ tiêu kỹ thuật cần đạt được của LPG
( Theo biểu mẫu đặc tính kiểm tra sản phẩm NCPT.CAM007.003/F1 )
STT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Propane Butane Bupro
Phương
pháp phân
tích
1
Áp suất hơi ở

37,8
o
C, max
kPa 1430 485 1430
ASTM
D1267-95
2
Hàm lượng lưu
huỳnh tổng, max
ppm 185 140 140
ASTM
D2784-98
3
Hàm lượng
nước tự do
%kl - - -
Quan sát
bằng mắt
thường
4
Độ ăn mòn tấm
đồng trong 1 giờ
ở 37,8
o
C
- - - -
ASTM
D1838-91
5 Tỷ trọng ở 15
o

C Kg/l - - -
ASTM
D1657-91
6
Thành phần
Hàm lượng
etane
%mole - - -
ASTM
D2163-91
7
Hàm lượng
butane và các
hợp chất nặng
hơn,max
%mol
2,5 - -
Hàm lượng
pentane và các
hợp chất nặng
hơn,max
- 2 2
HC không bão
hòa
- - 0,05
8 Thành phần cặn ml 0,05 0,05 0,05 ASTM
DH10H1 Khoa hóa học và CNTP
7
Đồ án công nghệ Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu
nặng sau khi bộc

hơi 100ml,max
D2158-97
Bảng 1.7. Chỉ tiêu kỹ thuật cần đạt được của LPG
STT Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả Phương pháp
1
Áp suất hơi bão
hòa ở 37,8
o
C
KPa 900
ASTM
D2158-95
2 Hàm lượng S ppm 12
ASTM
D2784-98
3 Nước tự do %wt Nil BY VISUAL
4
Độ ăn mòn tấm
đồng ở 37,8
o
C /Hrs
- 1A
ASTM 1838-
91
5 Tỷ trọng ở 15
o
C Kg/l 0,5377
ASTM
D1657-91
6

Thành phần
C
2
H
6
C
3
H
8
i-C
4
H
10
n-C
4
H
10
Neo –C
5
H
12
i-C
5
H
12
n-C
5
H
12
C

4
H
8
%mole
-
-
-
-
-
-
-
-
2,27
61,17
14,29
20,53
0,07
1,30
0,37
0,00
ASTM
D2163-91
7 Hàm lượng cặn <0,05
8
Phân tử lượng
trung bình
Ml 49,15
9
Tỷ lệ C
3

/C
4
C
3
C
4
57,13
42,87
1.3.3. Condensate
Condensate là hỗn hợp đồng thể ở dạng lỏng có màu vàng rơm gồm HC có
phân tử lượng lớn hơn propane và butane, hợp chất vòng, nhân thơm , được ngưng
tụ và thu hồi sau khi qua các bước xử lý, tách khí bằng các phương pháp ngưng tụ,
chưng cất nhiệt độ thấp, hấp thụ, hấp phụ…
DH10H1 Khoa hóa học và CNTP
8
Đồ án công nghệ Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu
Thành phần chính của condensate là các HC no như pentane, hexan, pentane,
( C
5
+
) ngoài ra còn có các HC mạch vòng nhân thơm và một số hợp chất khác.
Lưu lượng 150.000 tấn/năm
Bảng 1.7 Chỉ tiêu cần đạt được của condensate
( Chứng thư giám định phẩm chất ASI No:08638A/GDAC )
Chỉ tiêu giám định Đơn vị Kết quả Phương pháp
Màu sắc Trong VISUAL
Tỷ trọng 0,6700 D-1298
Chưng cất
IBP
10%

50%
90%
FBP
o
C
36
45
56
107
149
D-86
Cặn và hao hụt
Áp suất hơi bão hòa
Hàm lượng lưu huỳnh
%VOL
KPa
%W
2,0
75,5
0,01
D-323
D-1266
Ăn mòn lá đồng 3Hrs/50
o
C 1 a D-130
Hàm lượng nhựa thực tế mg/100ml 1 D-381
Trị số octane RON 64 D-2699
Hàm lượng nước %VOL 0 D-130
Hàm lượng cặn %W 0 D-473
Hiện nay LPG do nhà máy cung cấp khoảng 150.000 tấn/năm . Condensat

thu được từ nhà máy sẽ được chuyển đến condensate Thị Vải để tiếp tục được xử lý.
Condensate chủ yếu để pha chế xăng, dung pha sơn, dung môi trong công
nghiệp DO, FO.
Bảng 1.8. Yêu cầu kỹ thuật đối với condensate
( Theo biểu mẫu kiểm tra đặc tính sản phẩm NCPT.CAM007.003/F1)
STT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính
Mức chất
lượng đăng
ký
Phượng pháp
phân tích
1 Tỷ trọng ở 15
o
C Kg/l -
ASTM D1288-
99
2 Áp suất hơi bão hòa ở psi 12,1 ASTM D3223-
DH10H1 Khoa hóa học và CNTP
9
Đồ án công nghệ Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu
37,8
o
C, max 99
3 Hàm lượng nước tự do %kl - ASTM D95-99
4 Hàm lượng lưu huỳnh max %kl 0,15
ASTM D1266-
98
5
Độ ăn mòn tấm đồng trong
3 giờ ở 50

o
C
Kg/l -
ASTM D130-
94
6 Tổng hàm lượng axit max mgKOH/mg 0,033
ASTM D974-
95
7 Trị số octane RON(min) 55
ASTM D2699-
95a
8 Chưng cất ASTM D86-96
IBP,max
o
C 45
FBP,max
o
C 180
Hàm lượng cặn và hao hụt %Vol 2,5
1.4. Quy trình công nghệ
Để đảm bảo cho việc vận hành nhà máy linh hoạt đề phòng một số thiết bị
chình của nhà máy bị sự cố, và hoạt dộng liên tục khi thực hiện bảo dưỡng, sửa
chữa các thiết bị gây ảnh hưởng đến ciệc cung cấp khí cho nhà máy điện, đạm, nhà
máy được lắp đặt và hoạt dộng theo các chế độ chính.
• Chế độ AMF ( Ablolute Minium Facility) : Cụm thiết bị tối thiểu tuyệt đối
• Chế độ MF (Minimum Facility): Cụm thiết bị tối thiểu
• Chế độ vận hành GPP (Gas Processing Plant): Cụm thiết bị hoàn thiện
• Chế độ vận hành MGPP( Modified Gas Processing Plant): Chế độ GPP
chuyển đổi.
1.4.1. Quy trình công nghệ chế độ AMF

Đây là chế độ hoạt động của nhà máy ở trạng thái cụm thiết bị hoạt động là
tối thiểu tuyệt đối. Giai đoạn này được hoạt động với mục đích cung cấp khí thương
phẩm gia dụng cho các nhà máy điện, đồng thời cũng thu hồi một lượng tối thiểu
condensat với sản lượng 340 tấn/ngày. Chế độ AMF là chế độ dự phòng cho chế độ
MF trong trường hợp chế độ MF, GPP và GPP chuyển đổi không hoạt động được
như: xảy ra sự cố, sửa chữa, bảo dưỡng.
● Chế độ vận hành AMF
Dòng khí nguyên liệu từ ngoài khơi được vận chuyển theo đường ống đường
kính 16 inch vào nhà máy với áp suất 109 bar, nhiệt độ 25,6
0
C đi qua thiết bị Slug-
DH10H1 Khoa hóa học và CNTP
10
Đồ án công nghệ Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu
Catcher, dòng khí và dòng lỏng được tách ra theo các đường riêng biệt, phần lớn
nước lẫn trong hydrocacbon được tách và thải ra từ thiết bị này.
Dòng hydrocacbon từ Slug-Catcher được giảm áp và đưa vào bình tách V-03
hoạt động ở áp suất 75 bar, nhiệt độ 20
0
C để tách thêm phần nước vẫn còn lẫn lại
trong hydrocacbon lỏng. Khi giảm áp suất từ 109 bar xuống còn 75 bar một phần
hydrocacbon nhẹ hấp thụ trong lỏng được tách ra nhưng do hiệu ứng Joule-
Thomson đồng thời với việc giảm áp suất, nhiệt độ sẽ giảm xuống thấp hơn nhiệt độ
tạo thành hydrat nên để tránh hiện tượng tạo hydrat này bình được gia nhiệt đến
20
0
C bằng dầu nóng ra từ thiết bị E-07. Dòng hydrocacbon lỏng ra khỏi V-03 được
gia nhiệt tại thiết bị trao đổi nhiệt E-04A/B trước khi đưa vào tháp C-01.
Dòng khí thoát ra từ Slug-Catcher được dẫn vào bình tách lọc V-08 để tách
triệt để các hạt lỏng nhỏ bị cuốn theo dòng khí, Khí thoát ra ở đầu V-08 được dùng

để hút khí từ C-01 thông qua các bơm hoà dòng EJ-01A/B/C. Đầu ra của các bơm
hòa dòng EJ-01A/B/C là dòng hai pha có áp suất 47 bar và nhiệt độ 21
0
C, dòng hai
pha này được nạp vào tháp C-05 cùng với dòng khí nhẹ từ tháp V-03.
Tháp tách C-05 có nhiệm vụ tách phần lỏng ngưng tụ do hệ thống bơm hòa
dòng đưa vào, dòng khí ra khỏi đỉnh tháp là dòng khí thương phẩm dùng để cung
cấp cho các nhà máy điện, hydrocacbon lỏng từ đáy C-05 được đưa sang tháp tách
etan C-01.
Như vậy trong chế độ AMF tháp tách C-01 có hai dòng nguyên liệu đi vào,
dòng thứ nhất là hydrocacbon lỏng từ bình tách V-03 được đưa vào đĩa thứ 14, dòng
thứ hai là dòng hydrocacbon lỏng từ đáy tháp C-05 được đưa vào đĩa trên cùng của
tháp C-01, tại đây hầu hết các thành phần nhẹ C
1
, C
2
được tách khỏi hỗn hợp đầu
vào. Hỗn hợp lỏng từ đáy của tháp C-01 được tận dụng để gia nhiệt cho hỗn hợp
đầu vào của chính nó đến từ tháp V-03 thông qua thiết bị trao đổi nhiệt E-04, sau đó
được làm lạnh tại E-09 trước khi đưa ra đường ống hoặc vào bồn chứa Condensat
TK-21.
DH10H1 Khoa hóa học và CNTP
11
Đồ án công nghệ Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu
1.4.2. Quy trình công nghệ chế độ MF
Đây là chế độ vận hành của nhà máy ở trạng thái cụm thiết bị hoạt động tối
thiểu, Chế độ MF được phát triển từ chế độ AMF nhằm mục đích thu hồi sản phẩm
Bupro với sản lượng 630 tấn/ngày và condensat với sản lượng 380 tấn/ngày, đây là
chế độ dự phòng trong trường hợp không thể vận hành nhà máy theo chế độ GPP.
Ngoài các thiết bị trong giai đoạn AMF, trong giai đoạn MF có thêm các

thiết bị chính sau:
- Tháp ổn định condensat (Stabilizer C-02)
- Dehydration and Regeneration V-06A/B
- Các thiết bị trao đổi nhiệt (Exchanger E-14, E-20)
- OFVHD Compressor (K-01): Là thiết bị nén dùng để tăng áp suất khí từ
đỉnh C-01 lên 45 bar để đưa vào dòng khí Sale Gas.
● Chế độ vận hành MF
Dòng khí ra từ Slug-Catcher được đưa đến bình tách lọc V-08 để tách nước,
hydrocacbon lỏng, dầu nhờn và các hạt rắn, tác dụng của V-08 là bảo vệ lớp chất
lỏng hấp phụ trong V-06A/B khỏi bị hỏng và tăng tuổi thọ của chúng. Dòng khí khô
ra khỏi V-06A/B được đưa đồng thời đến hai thiết bị trao đổi nhiệt E-14 và E-20
với mục đích làm lạnh sâu để hóa lỏng khí. Dòng khí sau khi ra khỏi E-14 và E-20
là dòng hai pha lỏng-khí được đưa vào tháp C-05 để tách lỏng.
Khí ra từ đỉnh tháp C-05 có nhiệt độ -18,5
0
C được đưa đến thiết bị trao đổi
nhiệt nhằm với hai mục đích:
- Làm tác nhân làm lạnh bậc một cho dòng nguyên liệu tại thiết bị trao đổi
nhiệt E-14.
DH10H1 Khoa hóa học và CNTP
12
Đồ án công nghệ Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu
- Nhiệt độ giảm từ 25,6
0
C xuống -17
0
C trước khi được làm lạnh bậc hai tại
van giãn nở FV-1001.
Tăng nhiệt độ cho chính dòng khí ra từ tháp C-05 lên đến nhiệt độ yêu cầu
cần cung cấp cho các nhà máy điện.

Lỏng ra từ đáy tháp C-05 có nhiệt độ -26,8
0
C đến thiết bị trao đổi nhiệt E-20
để làm lạnh dòng nguyên liệu của tháp C-05 từ nhiệt độ 25,6
0
C xuống còn 19
0
C
đồng thời cũng gia nhiệt cho chính dòng lỏng từ C-05 trước khi được nạp vào đĩa
trên cùng của tháp C-01.
Hai tháp hấp phụ V-06A và V-06B được sử dung luân phiên, khi tháp này
làm việc thì tháp kia tái sinh. Quá trình tái sinh được thực hiện nhờ sự cấp nhiệt của
dòng khí thương phẩm sau khi được gia nhiệt đến 220
0
C bằng dòng dầu nóng tại E-
18, dòng khí này sau khi ra khỏi V-06A/B được tái làm nguội tại E-14 và tách lỏng
ở V-07 trước khi ra đường khí thương phẩm.
Sơ đồ dòng lỏng trong chế độ MF tương tự như ở chế độ AMF chỉ khác ở
chỗ khí ra ở V-03 được đưa đến tháp C-01 thay vì đưa vào tháp C-05 như chế độ
AMF. Ngoài ra trong chế độ độ MF, tháp C-02 được thêm vào để thu hồi Bupro,
đồng thời tách một phần C
1
, C
2
còn sót lại. Kết quả chúng ta thu được nhiều Bupro
hơn và sản phẩm lỏng có chất lượng tốt hơn. Trong chế độ MF tháp C-01 có ba
dòng nguyên liệu được đưa vào:
- Dòng lỏng đến từ V-03 được gia nhiệt từ 20
o
C lên 80

o
C tại thiết bị trao
đổi nhiệt E-04A/B nhờ dòng lỏng nóng ra từ tháp ổn định C-02.
- Dòng lỏng đến từ đáy tháp C-05 được đưa vào đĩa trên cùng.
- Dòng khí từ đỉnh V-03 được đưa vào đĩa thứ 2 và thứ 3.
Tại tháp C-01 các hydrocacbon nhẹ C1, C2 được tách ra và đi lên đỉnh tháp,
sau đó được nén từ áp suất 25 bar lên 75 bar nhờ máy nén K-01 trước khi đưa vào
đường khí thương phẩm. Phần lỏng ra từ C-01 được đưa vào đĩa thứ 11 của tháp C-
02. Tháp C-02 làm việc ở áp suất 11 bar, nhiệt độ đỉnh 60
o
C, nhiệt độ đáy là 154
o
C,
tại đây C
5
+
được tách ra và đi ra ở đáy tháp, sau đó chúng được dẫn qua bộ trao đổi
nhiệt E-04 để gia nhiệt cho hỗn hợp đầu vào của tháp. Sau khi ra khỏi E-04 lượng
lỏng này được đưa đến thiết bị làm lạnh bằng không khí E-09 để làm lạnh trước khi
đưa ra đường ống hoặc bồn chứa condensat thương phẩm TK-21.
DH10H1 Khoa hóa học và CNTP
13
Đồ án công nghệ Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu
Hơi ra khỏi đỉnh tháp C-02 là Bupro, hơi Bupro được ngưng tụ tại thiết bị
làm mát bằng không khí E-02, một phần được hồi lưu lại tháp C-02, phần còn lại
được đưa đến bồn chứa V-21A/B hoặc đưa vào đường ống vận chuyển Bupro đến
kho cảng Thị Vải.
1.4.3. Quy trình công nghệ chế độ GPP
Đây là chế độ hoàn thiện của nhà máy xử lý khí, lúc này nhà máy được hoàn
thiện các thiết bị từ cụm thiết bị MF với mục đích thu hồi triệt để Condensat,

Propan và Butan. Khi hoạt động ở chế độ GPP hiệu suất thu hồi các sản phẩm lỏng
cao hơn so với các chế độ AMF và MF. Sản lượng của nhà máy trong giai đoạn
GPP như sau:
- Khí thương phẩm: 3,3 triệu m
3
/ngày.
- Propan 540 tấn/ngày, Butan 415 tấn/ngày.
- Condensat 400 tấn/ngày.
Ngoài các thiết bị chính có trong chế độ vận hành MF, ở chế độ GPP được
bổ sung thêm một số thiết bị sau:
- Turbo Expander/Compressor (CC-01)
- Splitter (C-03)
- Máy nén K-02, K-03
- Stripper C-04
● Mô tả vận hành chế độ GPP
Khí đồng hành từ ngoài khơi vào có áp suất 109 bar, nhiệt độ khoảng 25,6
0
C
được tiếp nhận tại Slug-Catcher, tại đây hai pha lỏng-khí được tách riêng ra, sau đó:
- Dòng lỏng được loại một phần nước và đưa vào thiết bị tách ba pha V-03
để xử lý tiếp. Bình này hoạt động ở áp suất 75 bar và nhiệt độ 18
o
C.
- Dòng khí được đưa qua các thiết bị tách thứ cấp hai pha lỏng-hơi V-08 để
tách phần lỏng còn lại, phần lỏng tách ra ở V-08 được đưa sang thiết bị tách ba pha
DH10H1 Khoa hóa học và CNTP
14
Đồ án công nghệ Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu
V-03 để tiếp tục xử lý tiếp, còn dòng khí tách ra khỏi V-08 được đưa vào tháp tách
V-06A/B dùng chất hấp phụ rắn để tách hydrat.

- Dòng khí khô ra khỏi tháp V-06A/B sau khi được lọc bụi ở thiết bị lọc F-
01A/B được chia làm hai phần:
- Phần thứ nhất khoảng 2/3 lượng khí được đưa vào đầu giãn của thiết bị
Turbo-Expander CC-01, tại đây khí giãn nở từ 109 bar xuống còn 33,5 bar, đồng
thời do hiệu ứng Joule-Thomson nhiệt độ cũng giảm xuống còn -18
o
C, dòng khí này
sẽ được đưa vào đáy tháp tinh lọc C-05 để tách sơ bộ các hợp phần nhẹ.
- Phần thứ hai khoảng 1/3 lượng khí ra khỏi V-06A/B được đưa sang thiết
bị trao đổi nhiệt E-14 để làm lạnh từ 260
o
C xuống -33,5
o
C nhờ dòng khí lạnh từ
đỉnh tháp C-05 có nhiệt độ -42,5
o
C, sau đó nhờ van giảm áp FV-1001 khí được giãn
nở đoạn nhiệt từ 109 bar xuống 47,5 bar đồng thời nhiệt độ cũng giảm từ -35
o
C
xuống -62
o
C sau đó được đưa vào đỉnh tháp C-05.
Tháp tinh cất C-05 làm việc ở áp suất 33,5 bar, nhiệt độ đỉnh -42,4
o
C, nhiệt
độ đáy -20
o
C. Khí ra ở đỉnh C-05 được sử dụng để làm lạnh khí đầu vào thông qua
thiết bị trao đổi nhiệt E-14, sau đó được nén tại đầu nén của thiết bị CC-01 và được

đưa ra đường khí thương phẩm, Lỏng ra khỏi đáy tháp C-05 được nạp vào đĩa thứ
nhất của tháp C-01 để tiếp tục xử lý tiếp.
Khí thoát ra khỏi đỉnh C-01 được máy nén K-01 nén từ 29 bar lên 47 bar sau
đó được làm lạnh tại thiết bị trao đổi nhiệt E-08 với tác nhân làm lạnh là dòng lỏng
đến từ V-03 có nhiệt độ 20
o
C sau đó được đưa vào tháp tách khí nhẹ C-04 để tách
nước và hydrocacbon nhẹ lẫn trong dòng lỏng đến từ bình tách V-03.
Tháp C-04 làm việc ở áp suất 47,5 bar, nhiệt độ đỉnh 40
o
C, nhiệt độ đáy 44
o
C , khí
ra ở đỉnh C-04 được máy nén K-02 nén đến áp suất 75 bar, sau đó được làm lạnh
bởi thiết bị làm lạnh bằng không khí E-19. Dòng khí thoát ra từ E-19 được trộn với
lượng khí tách ra từ bình tách V-03 và được máy nén K-03 nén đến áp suất 109 bar,
tiếp tục được làm lạnh tại E-13 và đưa vào dòng khí nguyên liệu.
Tháp tách C-01 làm việc ở áp suất 29 bar, nhiệt độ đỉnh 29
o
C, nhiệt độ đáy 109
o
C,
sản phẩm đáy của C-01 chủ yếu là C
3
+
được đưa đến tháp ổn định C-02 để tiếp tục
xử lý tiếp.
DH10H1 Khoa hóa học và CNTP
15
Đồ án công nghệ Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu

Tháp C-02 làm việc ở áp suất 29 bar, nhiệt độ đỉnh bằng 55
o
C, nhiệt độ đáy
134
o
C có nhiệm vụ tách riêng Condensat và Bupro. Hỗn hợp khí ra ở đỉnh của C-02
là hỗn hợp Bupro được ngưng tụ toàn bộ ở nhiệt độ 43
o
C tại thiết bị ngưng tụ bằng
không khí E-02 sau đó được đưa vào bình hồi lưu V-02, một phần Bupro được hồi
lưu lại tháp C-02 nhờ bơm P-01A/B (Nhiệm vụ của bơm P-01A/B là bù đắp sự
chênh áp suất giữa tháp C-01 11 bar và tháp C-02 16 bar). Phần lớn Bupro được gia
nhiệt ở thiết bị gia nhiệt E-17 với tác nhân gia nhiệt được lấy từ chính đáy tháp C-
03, sau đó được nạp lại vào tháp C-03. Sản phẩm đáy của C-02 là Condensat
thương phẩm được đưa ra bồn chứa hoặc đường ống Condensat.
Tháp C-03 có nhiệm vụ tách riêng C
3
, C
4
ra khỏi Bupro. Khí ở đỉnh C-03 là hơi của
Propan, hơi này được tụ toàn bộ ở nhiệt độ 46
o
C tại thiết bị làm mát bằng không khí
E-11, sau đó được đưa vào thiết bị chứa hồi lưu V-05 một phần được hồi lưu lại
tháp C-03, phần lớn Propan lỏng còn lại là Propan thương phẩm được đưa ra ống
dẫn Propan hoặc bồn chứa. Butan ra ở đáy tháp C-03 được thiết bị gia nhiệt bằng
dầu nóng E-10 (ở 97
o
C) đun sôi để làm tác nhân cấp nhiệt cho E-17, sau khi được
cấp nhiệt dòng này lại được làm mát tại E-12, nhiệt độ hạ xuống còn 45

o
C cuối
cùng được đưa vào ống dẫn Butan.
DH10H1 Khoa hóa học và CNTP
16
Đồ án công nghệ Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu
1.4.4. Chế độ vận hành GPP chuyển đổi
Chế độ GPP chuyển đổi được phát triển dựa trên chế độ GPP thiết kế nhằm
mục đích tăng lưu lượng khí đầu vào nhà máy từ 4,3 triệu m
3
khí/ngày lên 5,7 triệu
(m
3
/ngày).Trong chế độ GPP chuyển đổi ngoài các thiết bị trong chế độ GPP ban
đầu có bổ sung thêm các thiết bị sau:
- Bình tách khí lỏng V-101.
- Trạm nén khí đầu vào gồm 04 máy nén K-1011A/B/C/D với 03 máy hoạt
động và một máy dự phòng.
• Mô tả chế độ vận hành
Khí vào nhà máy là khí đồng hành từ mỏ Bạch Hổ và mỏ Rạng Đông với lưu
lượng 5,7 triệu m
3
khí ẩm/ngày, được đưa vào hệ thống Slug-Catcher để tách
Condensat và nước trong ở áp suất 60-70 bar và nhiệt độ từ 23-28
0
C.
Hỗn hợp lỏng ra khỏi Slug-Catcher được đưa vào thiết bị tách ba pha V-03
làm việc ở nhiệt độ 20
0
C, áp suất 47 bar thấp hơn so với áp suất ở chế độ GPP thiết

kế là 75 bar nhằm mục đích xử lý thêm lượng lỏng đến từ bình tách V-101 của dòng
Bypass.
Hỗn hợp khí ra khỏi Slug-Catcher được chia thành hai dòng:
- Dòng thứ nhất khoảng 0,8 triệu m
3
khí ẩm/ngày được đưa qua van giảm
áp PV-106 giảm áp suất từ 60-70 bar đến áp suất 54 bar và đi vào thiết bị tách lỏng
V-101 để tách riêng lỏng và khí. Lỏng đi ra tại đáy bình tách V-101 được đưa vào
thiết bị tách ba pha V-03 để tách sâu hơn, còn khí ra ở đỉnh bình tách V-101 được
DH10H1 Khoa hóa học và CNTP
17
Đồ án công nghệ Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu
sử dụng như khí thương phẩm cung cấp cho các nhà máy điện bằng hệ thống ống
dẫn có đường kính 16 inch.
- Dòng khí thứ hai là dòng khí chính với lưu lượng khoảng 4,9 triệu m
3
khí
ẩm/ngày được đưa vào hệ thống 4 máy nén khí K-1011A/B/C/D để nén dòng khí từ
áp suất 60-70 bar lên áp suất theo thiết kế là 109 bar với nhiệt độ 40
0
C, dòng khí
này được đưa vào thiết bị lọc V-08 để tách tinh lượng lỏng còn lại trong khí và lọc
bụi bẩn. Dòng khí ra khỏi V-08 được đưa vào thiết bị V-06A/B để tách loại nước
trong không khí với mục đích tránh tạo hydrat trong quá trình làm lạnh sâu khí sau
này. Sau đó được đưa qua thiết bị lọc F-01A/B để tách lọc bụi bẩn có trong khí.
Phần lỏng ra khỏi thiết bị V-08 được đưa vào bình tách ba pha V-03 để tiếp tục xử
lý tiếp.
Dòng khí sau khi được tách nước ở V-06A/B và lọc bụi ở F-01A/B là khí
khô, dòng này được chia làm hai phần:
- Phần thứ nhất khoảng 1/3 lượng khí khô ở trên được đưa vào thiết bị trao

đổi nhiệt E-14 bằng cách thực hiện quá trình trao đổi nhiệt với dòng khí có nhiệt độ
-45
0
C đi ra từ đỉnh tháp tinh cất C-05, qua đây nhiệt độ của dòng khí sẽ giảm đến
-35
o
C. Sau khi thực hiện quá trình làm lạnh nhờ trao đổi nhiệt, dòng khí được đưa
qua van điều khiển FV-1001 để giảm áp suất xuống 37 bar, đồng thời với quá trình
giảm áp nhiệt độ của dòng khí sẽ giảm xuống -65
o
C. Lúc này dòng khí sẽ chứa
khoảng 56% mol lỏng và được đưa tới đĩa trên cùng của thiết bị tinh cất C-05 như
một dòng hồi lưu ngoài.
- Phần thứ hai khoảng 2/3 dòng khí còn lại được đưa vào đầu giãn nở của
thiết bị CC-01 để thực hiện việc giảm áp từ 109 bar xuống tới 37 bar và nhiệt độ
giảm xuống -12
o
C. Dòng khí lạnh này sau đó được đưa vào đáy của tháp tinh cất C-
05.
Như vậy khí khô sau khi ra khỏi thiết bị lọc F-01A/B được tách ra và đưa
sang các thiết bị E-14 và CC-01 để giảm nhiệt độ sau đó đưa vào tháp tinh cất C-05
hoạt động ở áp suất 37 bar, nhiệt độ của đỉnh tháp và đáy tháp tương đương là -45
o
C
và -15
o
C, tại đây khí (chủ yếu là Metan và Etan) được tách ra tại đỉnh tháp. Thành
phần pha lỏng (chủ yếu là Propan và các cấu tử nặng hơn) được tách ra từ đáy tháp.
DH10H1 Khoa hóa học và CNTP
18

Đồ án công nghệ Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu
Hỗn hợp khí đi ra từ đỉnh tháp C-05 thành phần chủ yếu là Metan và Etan có
nhiệt độ -45
o
C được sử dụng làm tác nhân lạnh cho thiết bị trao đổi nhiệt E-14 và
sau đó được nén tới áp suất 54 bar trong phần nén của thiết bị CC-01. Hỗn hợp khí
đi ra từ thiết bị này được đưa vào hệ thống đường ống 16 inch đến các nhà máy
điện như là khí thương phẩm.
Hỗn hợp lỏng đi ra từ đáy tháp tinh cất C-05 có thành phần là C
3
+
, chủ yếu là
Propan được đưa vào đỉnh tháp C-01 như dòng hồi lưu ngoài.
Tháp tách Etan C-01 là một tháp đĩa dạng van hoạt động như một thiết bị
chưng cất. Trong chế độ GPP chuyển đổi tháp C-01 có hai dòng nguyên liệu đi vào
là dòng lỏng từ đáy tháp C-05 đi vào đĩa trên cùng và dòng lỏng từ đáy bình tách
V-03 sau khi được gia nhiệt tại E-04 được đưa vào đĩa thứ 20. Tháp C-01 có nhiệm
vụ tách hydrocacbon nhẹ như Metan và Etan ra khỏi Condensat, khi hoạt động tháp
có áp suất 27,5 bar, nhiệt độ đỉnh 14
o
C, nhiệt độ đáy 109
o
C được duy trì nhờ thiết bị
gia nhiệt E-01A/B. Khí nhẹ ra khỏi đỉnh tháp C-01 được đưa vào bình tách V-12 để
tách lỏng có trong khí, sau đó được máy nén K-01 nén từ áp suất 27,5 bar đến áp
suất 47,5 bar rồi đưa vào bình tách V-13 được nén tiếp đến 75 bar nhờ máy nén K-
02, được làm mát nhờ thiết bị trao đổi nhiệt bằng không khí E-19. Dòng khí ra khỏi
E-19 lại được máy nén K-03 nén đến áp suất thiết kế là 109 bar, sau đó được làm
mát tại thiết bị trao đổi nhiệt E-13 và cuối cùng quay trở lại bình tách V-08 như là
nguyên liệu đầu vào.

Hỗn hợp lỏng ra khỏi đáy C-01 có thành phần chủ yếu là C
3
+
được đưa vào
bình ổn định V-15 sau đó được đưa vào đĩa thứ 11 của tháp C-02.
Tháp ổn đỉnh C-02 là một tháp đĩa dạng van bao gồm 30 đĩa, áp suất làm
việc 11 bar, nhiệt độ đỉnh 55
o
C, nhiệt độ đáy 134
o
C (được duy trì nhờ Reboiler E-
03). Tháp C-02 có nhiệm vụ tách riêng hỗn hợp Bupro gồm Propan và Butan ra
khỏi Condensat. Hỗn hợp Bupro ra khỏi đỉnh C-01 có nhiệt độ 55
o
C được làm mát
đến 43
o
C nhờ thiết bị làm mát bằng quạt E-02, sau đó được đưa sang bình ổn định
V-02, một phần nhỏ Bupro được hồi lưu lại đỉnh tháp C-01 còn phần lớn được làm
lạnh lần nữa tại E-12 sau đó được đưa vào bồn chứa để xuất ra xe bồn hoặc đưa về
kho cảng Thị Vải.
DH10H1 Khoa hóa học và CNTP
19
Đồ án công nghệ Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu
Condensat ra khỏi đáy tháp C-02 có nhiệt độ cao được tận dụng để gia nhiệt
cho dòng lỏng ra từ đáy V-03 thông qua thiết bị trao đổi nhiệt E-04, đồng thời nhiệt
độ của dòng Condensat cũng giảm xuống còn 60
o
C, sau đó được làm mát tiếp đến
45

o
C tại thiết bị làm lạnh bằng quat E-09 cuối cùng được đưa vào bồn chứa hoặc
dẫn về kho cảng Thị Vải.
CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
2.1. Biện luận lựa chọn công nghệ, thiết bị cho nhà máy Dinh Cố
Căn cứ vào các đặc điểm của khí vào nhà máy Dinh Cố nêu tại (bảng 1.1) và
yêu cầu chất lượng các sản phẩm khí khô, Etan, LPG, Condensate có thể xác định
cấu hình hệ thống các thiết bị công nghệ chính của nhà máy Dinh Cố bao gồm các
hạng mục sau:
Hình 2.1. Sơ đồ khối công nghệ chế biến khí Dinh Cố
2.2. Lựa chọn thiết bị tách lỏng dầu khí đầu vào
2.2.1. Mục đích
Do nguyên liệu đầu vào của Nhà máy là dòng khí nhiệt độ là 20
o
C đến 30
o
C,
áp suất là 65-80 bar. Tại nhiệt độ và áp suất này thì nhiệt độ điểm sương của
hydrocacbon là -20
o
C thấp hơn nhiệt độ đầu vào Nhà máy là 25
o
C, do vậy dòng khí
tại đầu vào của Nhà máy có khả năng tạo lỏng. Do đó phải có thiết bị tách khí/lỏng
đặt ngay đầu vào Nhà máy.
2.2.2. Quá trình tách lỏng khí [3]
• Có bốn loại bình tách cơ bản là: bình tách đứng, bình tách ngang, bình tách
hình cầu và Slug Catcher.
DH10H1 Khoa hóa học và CNTP
20

Đồ án công nghệ Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu
+ Bình tách đứng: Ưu điểm là dễ dàng lắp đặt, báo động và tắt hệ thống,
chiếm ít không gian hơn và tách hiệu quả hơn khi dòng nguyên liệu có tỉ lệ
khí/lỏng cao. Nhược điểm khó thích hợp cho bình tách ba pha và tỉ lệ khí/lỏng
thấp.
Hình 2.2. Bình tách hình trụ đứng 2 pha
+ Bình tách ngang: Ưu điểm là hiệu quả tách cao hơn, xử lý được lượng lỏng
trong dòng khí lớn hơn, dễ dàng hơn cho việc thiết kế thiết bị tách ba pha.
Nhược điểm là tốn không gian và gặp vấn đề về tách lỏng khi lượng lỏng cao.
Hình 2.3. Bình tách hình trụ nằm 3 pha
+ Bình tách hình cầu: Ưu điểm là tách lượng khí/lỏng cao, ổn định, khả năng
thích ứng với sự thay đổi điều kiện tốt hơn, dung tích lớn. Nhược điểm là lắp
đặt khó khăn.
DH10H1 Khoa hóa học và CNTP
21
Chú thích:
1- Cửa vào hỗn hợp
2- Bộ phận tạo va đập
3- Bộ phận chiết sương
4- Đường xả khí
5- Đường xả chất lỏng
Chú thích:
1- Cửa vào hỗn hợp
2- Bộ phận tạo va đập
3- Bộ phận chiết sương
4- Đường xả khí
5- Đường xả chất lỏng
6- Đường xả nước
Chú thích:
1- Bộ phận ly tâm

2- Màng chiết
3- Phao đo mức chất lỏng
4- Thiết bị điều khiển mức chất
lỏng trong bình
5- Van xả dầu tự động
Đồ án công nghệ Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu
Hình 2.4. Bình tách hình cầu 2 pha
+ Slugcatcher: Là hệ thống nhiều đường ống, lắp đặt dễ dàng, hoạt động với
công suất lớn. Nhược điểm hiệu quả tách thấp hơn so với các loại khác.
Hình 2.4. Slugcatcher
Do hệ thống đường ống vận chuyển nguyên liệu từ mỏ vào bờ thay đổi cao độ
liên tục theo địa hình nên trong đường ống có hiện tượng tích tụ lỏng tại những
điểm có cao độ thấp của đường ống khi lưu lượng và áp suất của khí trong đường
ống nhỏ không đủ áp lực để đẩy lỏng về bờ. Khi lưu lượng khí đầu vào lớn và áp
suất cao lượng lỏng tích tụ cuốn theo dẫn đến lượng lỏng vào Nhà máy tăng đột
ngột. Vì vậy ta phải lựa chọn thiết bị tách khí/lỏng có thể tích đủ lớn để chứa lượng
lỏng này. Căn cứ theo tài liệu Sổ tay thiết kế vận hành và xử lý khí của hiệp hội chế
biến khí Mỹ (GPSA) thì Slug Catcher là thiết bị phù hợp nhất vì có khả năng chứa
và tách lỏng lớn do cấu tạo là hệ thống các dãy ống có kích thước lớn để chứa lỏng.
2.3. Lựa chọn thiết bị tách nước [2]
2.3.1. Mục đích
Như đã đề cập ở trên, nhiệt độ điểm sương đối với nước trong khí đầu vào là
25.6
o
C. Trong khi theo yêu cầu sản phẩm khí có nhiệt độ điểm sương của nước ở áp
suất 45 bar là phải nhỏ hơn 5
o
C, do đó khí này được sắp xếp vào loại khí có hàm ẩm
cao, không đảm bảo chất lượng sản phẩm đầu ra và cần phải được tách loại nước.
Ngoài ra nước có mặt trong khí khi ở điều kiện nhiệt độ, áp suất thích hợp sẽ

tạo ra các tinh thể hydrate làm ảnh hưởng đến quá trình vận hành của các thiết bị
trong quá trình chế biến khí (như bơm, quạt, máy nén…), ngoài ra sự có mặt của
DH10H1 Khoa hóa học và CNTP
22
Đồ án công nghệ Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu
hơi nước và các hợp chất chứa lưu huỳnh sẽ làm tiền đề thúc đẩy sự ăn mòn kim
loại, làm giảm tuổi thọ và thời gian sử dụng thiết bị.
2.3.2. Quá trình tách nước
• Lựa chọn phương pháp loại nước
Có nhiều phương pháp làm khô khí, tuy nhiên tùy thuộc vào hàm lượng nước
đầu vào, yêu cầu điểm sương theo mong muốn và cách lựa chọn công nghệ chế biến
khí mà ta lựa chọn các phương pháp khác nhau. Để đạt được nhiệt độ điểm sương
thấp ( khoảng -90 đến -100
o
C) ta phải sử dụng phương pháp hấp phụ bằng rây phân
tử vì:
- Đây là phương pháp cần sử dụng để sấy khô với độ hạ điểm sương tới
100-120
o
C và yêu cầu khí sấy phải có điểm sương thấp trong khoảng -60 đến
-90
o
C.
- Vì quá trình làm lạnh giãn nở Turbo-Expander đòi hỏi dòng khí phải có
nhiệt độ tạo thành hydrate rất thấp ( -99
o
C).
- Khả năng làm việc trong một thời gian dài, dễ tái sinh, tuổi thọ thường
2 – 3 năm.
- Hệ thống làm việc liên tục khi sử dụng 2 thiết bị làm việc song song (một

tháp hấp phụ, một tháp tái sinh).
2.3.3. Biện luận quá trình
Trong công nghiệp chế biến khí các chất hấp phụ thường dùng là silicagel,
Al
2
O
3
hoạt tính, boxit hoạt tính, zeolite 4A và 5A. Các chất hấp phụ phải có bề mặt
riêng lớn, điểm sương của khí sau công đoạn sấy phụ thuộc vào chất hấp phụ đã
chọn và công nghệ đã thiết kế. Khi tính toán thiết kế sơ đồ sử dụng giá trị điểm
sương có thể đạt được và các chất hấp phụ thường dùng như sau:
Bảng 2.1. Nhiệt độ đểm sương của các lớp hấp phụ
Chất hấp phụ Điểm sương của khí sau khi sấy
Nhôm hoạt tính -73
o
C
Rây phân tử ( Zeolite ) -90
o
C
Đệm Caremic
DH10H1 Khoa hóa học và CNTP
23
1. Thùng chứa, 2. Tháp hấp phụ, 3. Tháp nhả hấp phụ, 4. Bơm, 5. Thiết bị làm nguội, 6.
Tháp tách nước ngưng tụ, 7. Thiết bị gia nhiệt, 8. Điều khiển lưu lượng dòng, I. Khí
đưa vào sấy, II. Khí sau khi sấy, III. Khí đưa vào gia nhiệt để tái sinh
Đồ án công nghệ Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu
Hình 2.5. Công nghệ sấy khí bằng hấp phụ
Nguyên tắc hoạt động của phương pháp này: Cho dòng khí ướt qua lớp hấp
phụ, nước bị giữ lại trong các mao quản chất hấp phụ và dòng khí đi ra khỏi lớp hấp
phụ là dòng khí khô. Chất hấp phụ được tái sinh tách ẩm bằng cách đun nóng.

Đặc tính của hệ thống:
- Chất hấp phụ dạng hạt, dạng viên có kích thước 2 – 7mm.
- Nhiệt độ tháp hấp phụ thường thấp hơn 50
o
C.
- Nhiệt độ tháp tái sinh khoảng 200 - 350
o
C.
- Áp suất tháp hấp phụ: 28 – 80bar.
- Độ giảm áp suất trong lớp đệm: 0.07 – 0.1bar/m.
- Tốc độ dòng khí trong lớp đệm chất hấp phụ: 7 – 16 m/phút.
- Thời gian một chu trình hấp phụ khoảng 5 – 8 giờ.
- Lưu lượng khí tái sinh khoảng 5-15% lượng khí đi vào tháp hấp phụ.
- Lượng nước hấp phụ được:
+ 4-7 kg/100kg Nhôm oxyt hoạt tính.
+ 9-12/100 kg Zeolite.
2.4. Lựa chọn thiết bị loại các tạp chất cơ học trong khí
2.4.1. Mục đích
Khí sau Slug Catcher có một lượng tạo chất cơ học không mong muốn sinh
ra từ quá trình khai thác trong các mỏ, cặn rỉ sắt trong đường ống sih ra từ trong quá
trình vận chuyển khí. Ngoài ra tạp chất cơ học phát sinh trong khí từ quá trình
DH10H1 Khoa hóa học và CNTP
24
Đồ án công nghệ Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu
chuyển biến do sử dụng các chất hấp thụ để tách loại nước, khử chua khí… Sự có
mặt của các tạp chất cơ học này sẽ dẫn đến gây tắc nghẽn đường ống, van trong quá
trình vận chuyển và chế biến, làm nhiễm bẩn sản phẩm, gây hư hỏng thiết bị do va
đập, đặc biệt đối với các thiết bị quay có tốc độ quay cực lớn như Turbo Exppander,
máy nén, máy bơm… Do vậy các hợp chất này phải được tách loại hoàn toàn trước
khi chế biến khí.

2.4.2. Quá trình loại tạp chất cơ học
Với những ưu điểm như hiệu suất tạp chất cơ học cao (99 – 99.99%) với các
tạp chất cơ học có kích thước từ 10µ trở lên, thiết bị nên dễ dàng cho vận hành và
kiểm soát (chỉ cần kiểm soát chênh áp qua thiết bị lọc). Do đó đề xuất chọn lọc
phương pháp lọc tạp chất cơ học ra khỏi khí dùng Filter lọc.
Do Slug Catcher tách lỏng không triệt để nên đề xuất kết hợp thiết bị tách tạp
chất cơ học với tách lỏng tăng cường (Filter Separator) nhằm tách triệt để lỏng bị
cuốn theo dòng khí ra từ Slug Catcher.
Hình 2.6. Thiết bị tách tạp chất cơ học Filter Separator
2.5. Lựa chọn phương pháp làm lạnh khí
2.5.1. Mục đích
Phân tách khí khô ra khỏi thành phần nguyên liệu, sử dụng tác nhân làm lạnh
là Propan.
2.5.2. Quá trình làm lạnh khí
DH10H1 Khoa hóa học và CNTP
25
1
2
3
4
5
6
Chú thích:
1- Cửa khí ra
2- Cửa bụi và khí vào
3- Túi lọc bụi
4- Khung căng túi lọc
5- Cửa xả bụi
6- Ống Venburi
7- Vòi khí nén

7