Phương pháp xứ lí khí acid bằng dung môi vật lí

Trường Đại Học Bà Ria-Vũng Tàu
Khoa Hóa Và Công Nghệ Thực Phẩm
THUYẾT TRÌNH MÔN HỌC CHẾ BIẾN KHÍ
Đề tài: Phương Pháp Xứ Lí Khí Acid Bằng Dung Môi Vật Lí
GVHD:TS.NGUYỄN HỒNG CHÂU
SVTH: NGUYỄN HOÀNG TÂN
NGUYỄN THANH SANG
TRẦN ĐOÀN QUỐC VIỆT
NGUYỄN VĂN TRUNG
LÊ THANH THẮNG
NGUYỄN ĐỊNH GIANG
PHAN XUÂN DƯƠNG
VÕ TRUNG HIẾU
NỘI DUNG
1. Sơ lược các tạp chất acid
2. các phương pháp hấp thụ
3.hấp thụ vật lí
*quy trình DEG
*quy trình flour
*quy trình selecsol
*quy trình purisol
*quy trình sulfusol
1. SƠ LƯỢC VỀ CÁC TẠP CHẤT ACID
Khí khi khai thác ngoài 2 thành phần chính: hydrocacbon và
không hydrocacbon.
-Hydrocacbon: chủ yếu từ C1-C4,C4 - C7 ít hơn.
- Hdrocacbon không no: H2O (hơi, lỏng), N2, CO2, H2S, COS,
CS2, RSH, H2, He…còn có chứa một lượng đáng kể các tạp
chất có tính axit như cacbonic (CO2), hydrosunfua (H2S) và
các hợp chất chứa lưu huỳnh khác như oxyt lưu huỳnh
cacbon (COS), disunfua cacbon (CS2), mecaptan (RSH) Các

tạp chất kể trên là các tạp chất không mong muốn trong quá
trình khai thác, chế biến, vận chuyển, sử dụng và bảo quản khí
cho mục đích làm nguyên liệu đốt, tổng hợp hữu cơ-hóa
dầu
Tác hại của hc khí acid

Sự tồn tại của các khí axit gây nên sự ăn mòn kim loại,
giảm hiệu quả của các quá trình xúc tác, làm ngộ độc
xúc tác, gây ô nhiễm môi trường, độc hại cho người
sử dụng Bên cạnh đó sự có mặt ở hàm lượng cao
CO2 trong khí cũng làm giảm nhiệt cháy của khí, giảm
hiệu quả của quá trình vận chuyển khí.Sự có mặt của
các cấu tử mang tính axit trong khí cần phải được
khống chế ở một hàm lượng đủ nhỏ nhằm giảm thiểu
những tác hại mà các khí axit này gây ra cho thiết bị,
máy móc, môi trường và sinh vật.
3.Hấp thụ Vật Lý

Ngoài các phương pháp làm ngọt bằng phương pháp
hấp thụ hóa học sử dụng dung môi ankanolamin cũng
hay thấy sử dụng phương pháp hấp thụ vật lý như
quá trình Flour, Selecsol, Purizol

Nguyên lí chung pp hấp thụ vật lí: dùng dung môi vật
lí có khả năng hấp thụ cao khí acid phun trực tiếp từ
trên tháp xuống dòng khí
2.Các phương pháp làm ngọt
Có 5 phương pháp làm sạch khí:

Phương pháp hấp thụ: Hấp thụ Hóa Học và hấp thụ

Vật Lý

Phương pháp hấp phụ

Dùng chất xúc tác (oxi hóa-khử)

Phương pháp thẩm thấu

Phương pháp chưng cất
Khả năng hấp thụ phụ thuộc áp suất riêng phần của khí chua trong
điều kiện làm việc:
Áp suất riêng phần thấp thì khả năng hấp thụ thấp. Để quá trình hấp
thụ vật lý diễn ra hiệu quả, cần thực hiện quá trình ở nhiệt độ thấp
Áp suất riêng phần >= 5MPa: dung môi vật lý có ưu thế hơn hẳn dung
môi hóa học, áp suất càng cao, hiệu quả quá trình càng tăng.
Khả năng hấp thụ CO2 và H2S của mỗi chất hấp thụ khác
nhau  có thể dùng để hấp thụ chọn lọc.
Dung môi hấp thụ: propylene carbonate,
dimethylertepolyethyleneglycol (DMEPEG), N-N-
methylpyrolidone,…
Ưu điểm:

Có thể làm sạch hoàntoàn H2S, CO2, RSH, COS, CS2.

Không tạo bọt, không ăn mòn thiết bị.

Nhiệt độ đóng băng thấp.

Đầu tư và chi phí sản xuất thấp.
Khuyết điểm:


Độ hòa tan tan hydrocarbon trong dung môi hấp thụ
cao.
Một số tính chất của dung môi vật lý
3.1.Dung môi: Nước và metanol
Nước:

- Nhiệt độ hấp thụ 30 – 350C

- Áp suất hấp thụ 1,5 – 2,5 MPa

- Trung bình 100kg nước hấp thụ được 8kg khí axit.
Metanol:

- Nhiệt độ hấp thụ-600C

- Áp suất hấp thụ 0,4 MPa

- Trung bình 1g metanol hấp thụ được 600cm3 khí axit.
3.2Dung môi Glicol

Dung dịch DEG:

- Nhiệt độ : 35-400C

- Áp suất : 7-8 Mpa
Sơ đồ công nghệ làm sạch và sấy khí bằng DEG
3.3 Quá trình FLOUR

Chất hấp thụ: propylene carbonate

Hình sơ đồ quy trình công nghệ Fluor
1. Tháp hấp thụ 2. Thiết bị phân li3. Tuốc bin
4. Máy nén 5. Tuốc bin thủy lực 6. Bộ phận truyền động
I. Khí ẩm II. Khí acid III.Khí sạch IV. Dung môi tái sinh
V. Dung môi bão hòa VI. Dung môi tuần hoàn
Ưu-Nhược điểm

Khả năng hòa tan tốt H2S, CO2, COS, CS2, RSH và hydrocarbon.

Có tác dụng ăn mòn yếu đối với thép carbon thường.

Bền hóa học, áp súât hơi bão hòa thấp.

Được áp dụng thuận lợi nhất khi khí có áp suất riêng phần tổng
của khí chua > 0,4 MPa.

Hấp thụ ở nhiệt độ thấp: 0÷-60C.

Quá trình hòan nguyên chất hấp thụ được thực hiện bằng giảm
từng bước áp súât.

Độ mất mát chất hấp thụ: 16 g/1000 m3 khí nguyên liệu.
3.4.Quá trình SELEXOL

Chất hấp thụ: dimethylether polyethyleneglycol
(DMEPEG).
Sơ đồ quy trình công nghệ
Ưu –nhược điểm

Không độc, bền hóa học.


Không gây ăn mòn.

Dễ phân hủy khi làm sạch sinh học nước thải.

Có độ chọn lọc cao đối với H2S: ở 200C và 0,1 MPa, độ hòa tan
H2S cao gấp 10 lần CO2.

Được áp dụng để làm sạch khí có nồng độ H2S và CO2 trung bình
và cao.

Có thể làm sạch đến 97% H2S và 85% CO2.

Được ứng dụng để làm sạch và sản xuất đồng thời S và CO2
thương phẩm.

Khả năng hòa tan hydrocarbon cao nên chỉ ứng dụng để làm sạch
khí khô.

Khả năng hòa tan của DMEPEG tăng dần:
C2H6 < CO2 < C3H8 < C4H10 < COS < C5H12<
< H2S < CH3SH < CS2 < C7H16 < H2O

Hiệu quả quá trình tăng khi tăng áp suất và hàm lượng H2S, CO2 trong nguyên
liệu.

Hàm lượng khí chua trong nguyên liệu có thể thay đổi rộng.

Lọai được <50% CS2.


Chi phí chất hấp thụ ~ 1 m3/1000 m3 khí.

Điều kiện quá trình hấp thụ: 10 ÷ -150C; 6,8-7 MPa.

Hòan nguyên chất hấp thụ bằng giảm áp từng bước.

Chi phí sản xuất giảm 30%, chi phí đầu tư giảm 70% so với quá trình dùng MEA.
3.5. Quá trình PURIZOL

Chất hấp thụ: N-methylpyrolidon (NMP).
Sơ đồ quy trình công nghệ
Ưu –nhược điểm

Không độc, bền hóa học.

Hòa tan tốt H2S, CO2, RSH và hydrocarbon.

Không gây ăn mòn.

Dễ phân hủy khi làm sạch sinh học nước thải.

Có độ chọn lọc cao đối với H2S: ở 200C và 0,1 MPa, độ hòa tan H2S cao gấp 10
lần CO2.

Có thể tạo bọt nếu trong hệ có hydrocarbon lỏng.

Khả năng mất mát cao do có áp suất hơi bão hòa cao.

Được sử dụng để làm sạch sâu và tinh H2S và CO2, tỷ lệ H2S:CO2 cao.


Điều kiện hấp thụ: 0-150C, 5-7,5 MPa.

Hòan nguyên chất hấp thụ bằng giảm áp từng bước.
2.5. Quá trình Sulfinol (Dung môi tổhợp)
Các dung môi tổ hợp được dùng là:

Dung dịch ankanolamin kết hợp với dd metanol,
sulfonan, rượu thơm. metanol, sulfonan, rượu thơm.

Trong quá trình Sulfonol dd tổ hợp gồm: 60 - 65%
sulfonan, 28 - 32%DIPA, 6% nước, và chất giảm nhiệt
độ đông đặc
Sơ đồ công nghệ
Ưu –nhược điểm

Sulfonol hòa tan tốt H2S, CO2, RSH,COS, CS2

Bền với nhiệt, áp suất hơi bão hòa thấp

Khả năng hấp thụ lớn hơn MEA gấp 2 lần và hấp thụ
tốt khí axít ngay cả khi áp suất riêng phần của chúng
nhỏ.

Sự phân hủy ít hơn MEA từ 4-8 lần