Báo Cáo Chế biến khí

Phương pháp làm sạch khí
2011
PHƯƠNG PHÁP LÀM (NGỌT) SẠCH KHÍ
TỰ NHIÊN.
07CDHH Trang 1
Phương pháp làm sạch khí
2011
PHƯƠNG PHÁP LÀM (NGỌT) SẠCH
KHÍ TỰ NHIÊN.
I. GIỚI THIỆU VỀ KHÍ TỰ NHIÊN.
Gồm 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
(CO
2
), hydrosunfua (H
2
S) và các hợp chất chứa lưu huỳnh khác như oxyt lưu
huỳnh cacbon (COS), disunfua cacbon (CS
2
), 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 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 CO
2
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.
Cộng hòa liên bang Nga quy định hàm lượng H
2
S không được vượt quá
22mg/m3 còn Mỹ quy định khắt khe hơn: hàm lượng H
2
S không được vượt
quá 5,7mg/m3; nồng độ CO
2
trong khoảng 1~2% thể tích; ∑[S] <=22-228
mg/m
3
,…
Trên thế giới đã có rất nhiều nghiên cứu nhằm làm sạch khí tự nhiên và
khí đồng hành khỏi các cấu tử axit bằng các phương pháp hấp phụ và
phương pháp hấp thụ. Việc lựa chọn các phương pháp làm ngọt khí cần chú ý
đánh giá thành phần của nguyên liệu bao gồm cả tạp chất mà trong khí
thành phẩm yêu cầu phải loại bỏ. Một số tạp chất khi tác dụng với các dung
môi có thể hình thành các hợp chất hóa học mà trong giai đoạn tái sinh sẽ
không bị phân hủy (phản ứng không thuận nghịch trong điều kiện quá trình).
Điều này dẫn đến giảm hoạt tính dung môi và kết quả là dung môi mất hoàn
toàn hoạt tính.
Thực tế cho có những lượng tạp chất nhỏ đôi khi lại gây những ảnh
hưởng rất lớn đến việc lựa chọn dung môi hoặc công nghệ làm sạch khí. Ví dụ
như tỷ lệ H
2
S/CO
2
trong khí nguyên liệu cần phải được các nhà công nghệ xem

xét thận trọng do nồng độ H
2
S trong các khí axit là yếu tố quyết định lựa chọn
công nghệ, phương pháp làm sạch khí, phương pháp xử lý và thu hồi chất
thải của công nghệ
07CDHH Trang 2
Phương pháp làm sạch khí
2011
Khí thiên nhiên không kể từ nguồn nào khi tách ra khỏi dầu thô (nếu có)
thường tồn tại trong các hỗn hợp với các hydrocacbon khác, chủ yếu là C
2
H
6
,
C
3
H
8
, C
4
H
10
, và C
5
H
11
. Ngoài ra, khí thiên nhiên thô còn chứa hơi nước, H
2
S,
CO

2
, He, N
2
và các hợp chất khác.
Một số quá trình làm sạch khí
Hấp thụ hóa học Hấp thụ vật lý
Quá trình Dung môi Quá trình Dung môi
Làm bằng sạch
alkanamine:
- MEA
- DEA
- DPA
- DGA
Econamin
Làm sạch bằng carbonat
kali:
-Thông thường
-Họat hóa, nóng
- Monoethanolamin,
- Diethanolamine,
- Diizopropanolamine
,
- Diglycolamine
- Dd K
2
CO
3
nóng
- Dd K
2

CO
3
nóng +
1,8% DEG
- Vetrocoke
- Stretford
- Fluor
- Selexol
- Purizon
- Sunfinol
- Rektizon
- Dd muối arsenat kiềm
nóng (K
2
AsO
3
)
- Dd muối natri(2,6-2,7 acid
antrikhinolsunfon)
- Propylene carbonate
- Dd DMEPEG
- N-methylpyrolidon (NMP)
- Hỗn hợp dd
diisopropanolamine và
sunfolan
- Methanol
Trong thành phần của khí tự nhiên và khí đồng hành, ngoài các cấu tử
chính là các hydrocacbon no còn có một lượng đáng kể các tạp chất có tính
axit như CO
2

, H
2
S và các hợp chất chứa lưu huỳnh khác như COS, CS
2
,
mercaptan RSH, thiophen gây độc hại cho người sử dụng, ô nhiễm môi
trường, ngộ độc
xúc tác,và gây nhiều khó khăn cho quá trình vận chuyển và sử dụng.
II. CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM SẠCH KHÍ H
2
S VÀ CO
2
(làm ngọt khí)
Có 4 phương pháp làm sạch khí:
- Phương pháp hấp thụ: Hấp thụ Hóa Học và hấp thụ Vật Lý
- Phương pháp hấp phụ
- Phương pháp thẩm thấu
- Phương pháp chưng cất
1. Phương pháp hấp thụ:
07CDHH Trang 3
Phương pháp làm sạch khí
2011
• Các quá trình họat động dựa trên sự hấp thụ hóa học hoặc vật lý giữa
dung môi và tạp chất, sau đó giải hấp để hòan nguyên dung môi và
chuyển khí chua chứa H
2
S sang thiết bị sản xuất S theo quy trình
Clause.
• Riêng 2 quá trình Vetrocoke-H
2

S và Stretford họat động dựa trên việc
hấp thụ H
2
S bằng dung môi hóa học và oxy hóa chúng trong thiết bị
hòan nguyên thành S.
• Quá trình Vetrocoke-H
2
S và Stretford được ứng dụng để làm sạch khí
có hàm lượng H
2
S thấp (áp suất riêng phần đầu vào của H
2
S là 0,07
MPa và đầu ra là 0,002 MPa).
• Tiêu chuẩn để lựa chọn quá trình và dung môi hấp thụ:
Hàm lượng trước và sau khi làm sạch của tạp chất trong khí;
hoặc áp suất riêng phần trước và sau khi làm sạch của tạp chất trong
khí.
- Áp suất riêng phần ban đầu quyết định số vòng tuần hòan
chất hấp thụ.
- Áp suất riêng phần sau khi làm sạch phụ thuộc mức tuần
hòan chất hấp thụ, áp suất cân bằng và nhiệt độ của khí khi ra khỏi
dung dịch.
 Yêu cầu đối với dung môi hấp thụ:
• Rẻ.
• Không độc.
• Dễ phân hủy khi thải ra môi trường.
• Bền nhiệt và bền hóa học, dễ hòan nguyên.
• Khả năng hấp thụ cao, ít phụ thuộc vào thành phần nguyên liệu.
• Có khả năng kết hợp với quá trình làm khô

• Có khả năng hấp thụ chọn lọc.
• Không gây ăn mòn.
• Độ mất mát thấp.
• Có thể thay thế bằng một dung môi khác.
• Khả năng tạo bọt thấp.
• Khả năng hòa tan hydrocarbon thấp.
• Nhiệt độ đông đặc thấp.
A. Phương pháp hấp thụ hóa học:
- Dung môi hấp thụ: dung dịch monoethanolamine (MEA),
diethanolamine (DEA), diglycolamine (DGA).
- Ưu điểm:
o Cho phép làm sạch đến mức tinh H
2
S và CO
2
.
07CDHH Trang 4
Phương pháp làm sạch khí
2011
o Độ hòa tan hydrocarbon trong chất hấp thụ không cao.
o Công nghệ và thiết bị đơn giản.
- Khuyết điểm:
o Không làm sạch hòan tòan H
2
S, CO
2
, RSH, COS và CS
2
.
o Mức độ lọai mercaptan và các hợp chất lưu hùynh thấp.

o Mercaptan, COS, CS
2
có thể tương tác với dung môi và không thể hòan
nguyên trong điều kiện phản ứng.
o Yêu cầu hệ số hồi lưu cao, chi phí nhiệt năng lớn.
o Có khả năng tạo chất gây ăn mòn cao.
1) Quá trình làm ngọt khí bằng monoetanol amin (MEA) :
 Trong quá trình hấp thụ hoá học : Người ta sử dụng dung dịch
nước củacác alkanol amin như: Quá trình làm ngọt khí bằng dietanol amin
(DEA), dizopropanol amin (ADIP), diglycolamin (DGA) và monoetanolamin
(MEA)… Trong đó đáng chú ý nhất là monoetanolamin (MEA).Phương pháp
này được sử dụng từ năm 1930, hiện nay được ứng dụng rấtrộng rãi. Để làm
sạch khí tự nhiên người ta dùng dung dịch MEA nồng độ 15 20% trong
nước. Dung môi hấp thụ: dung dịch monoethanolamine (MEA),
diethanolamine (DEA), diglycolamine (DGA).
 Ưu điểm:
 Độ biến thiên áp suất riêng phần của khí chua ban đầu rộng.
 MEA dễ phản ứng, có độ bền hóa học cao, dễ hòan nguyên.
 Công nghệ và thiết kế đơn giản.
 Độ hòa tan hydrocarbon trong MEA thấp.
 Khuyết điểm:
 Mức bão hòa của dung dịch thấp.
 Chi phí riêng chất hấp thụ và chi phí sản xuất cao.
 Dung môi đã hấp thụ CO
2
, COS, CS
2
, HCN, SO
2
, SO

3
khó hòan nguyên
 nếu trong khí có chứa COS và CS
2
thì không sử dụng quá trình này.
 Khả năng thu hồi mercaptan và các hợp chất lưu hùynh hữu cơ kém.
 Nếu trong hệ có hydrocarbon béo, sulfua sắt, thiosunfit, khả năng tạo
bọt của chất hấp thụ tăng  cần đưa thêm vào hệ chất chống tạo
bọt.
• Quá trình tương tác hóa học giữa CO
2
và H
2
S với MEA:
07CDHH Trang 5
Phương pháp làm sạch khí
2011
2RNH
2
+ H
2
S  (RNH
3
)
2
S
(RNH
3
)
2

S

+ H
2
S  2RNH
3
HS
CO
2
+ 2RNH
2
+ H
2
O  (RNH
3
)
2
CO
3
CO
2
+ (RNH
3
)
2
CO
3
+ H
2
O  2RNH

3
HCO
3
 R = -CH
2
-CH
2
-OH
 Ở nhiệt độ thấp, phản ứng xảy ra theo chiều thuận; ở nhiệt độ
cao, phản ứng xảy ra theo chiều ngược lại.
• Quá trình làm sạch khí bằng dung môi MEA
• Nồng độ dung dịch MEA thường <= 15-20%tt.
• Mức bão hòa khí chua trong dung dịch ~ 0,3-0,4 mol/molMEA.
Được ứng dụng làm sạch dòng khí có áp suất riêng phần của khí chua <= 0,6-
0,7 MPa.
Quá trình hấp thụ H
2
S và CO
2
bằng MEA xảy ra ở áp suất cao và nhiệt độ 25
40
o
C, còn tái sinh chất hấp thụ MEA thực hiện ở áp suất gần áp suất khí
quyển và nhiệt độ trên 150
o
C. Sơ đồ nguyên lý công nghệ hấp thụ làm sạch khí
khỏi H
2
S và CO
2

bằng MEA xem ở hình 1
07CDHH Trang 6
Phương pháp làm sạch khí
2011
Hình 1. Sơ đồ nguyên lý công nghệ hấp thụ bằng MEA
1. Tháp hấp thụ; 2,3,4. Thiết bị phân ly; 5,6. Thiết bị làm nguội bằng không
khí; 7,8. Thiết bị làm lạnh bằng nước; 9. Thiết bị trao đổi nhiệt; 10. Tháp nhả
hấp thụ; 11. Bộ phận đun nóng;
I. Khí nguyên liệu; II. Khí sạch (khí ngọt); III. Dung môi bão hòa; IV. Khí phân
ly;
V. Dung môi đã nhả hấp thụ một phần; VI. Khí axit; VII. Dung môi đã tái sinh
tuần hoàn trở lại tháp hấp thụ.
 Thuyết minh quy trình:
Khí nguyên liệu đựơc cho vào phần dưới của tháp hấp thụ 1, còn dung
dịch làm sạch monoetanolamin (MEA) đựơc tưới ngược chiều từ trên xuống.
Khí và 1 ít dung dich MEA có lẫn 1 ít H
2
S và CO
2
bay ra khỏi đỉnh tháp và đi
vào thiết bị phân li 2. Khí ra khỏi đỉnh thiết bị phân li là khí sạch, còn dung
dịch MEA có lẫn 1 ít H
2
S và CO
2
sẽ hoàn lưu lại vào tháp hấp thụ 1. Dung dịch
MEA hấp thụ H
2
S và CO
2

( có lẫn khí của hirocacbon như etan, propan ) được
tháo ra ở đáy tháp đi vào thiết bị phân li 3, một phần nhỏ khí của Hirocacbon
nặng được thu hồi ở thiết bị phân ly 3. Còn dung dịch MEA sẽ cho qua thiết bị
trao đổi nhiệt 9 ( làm nóng ), rồi qua tháp nhả hấp thụ 10, H
2
S và CO
2
có lẫn 1
ít duch dich MEA sẽ thoát ra ra khỏi đỉnh tháp, rồi làm lạnh và cho qua thiết
bị phân ly 4, H
2
S và CO
2
sẽ bay ra khỏi đỉnh, còn dung dich MEA hoàn lưu trở
tháp nhả hấp thụ 10. Dung dich MEA sẽ được tái sinh và lấy ra ở phía dưới
tháp 10. Một phần dung dịch thu hồi ở đáy tháp sẽ được cho qua bộ phận đun
nóng 11 quay lại tháp nhả hấp thụ 10 để truyền nhiệt. Phần còn lại cho qua
thiết bị TĐN và làm lạnh rồi hoàn lưu quay lại tháp hấp thụ 1.
2) Quá trình làm sạch khí bằng dung môi DEA
 Nồng độ dung dịch DEA phụ thuộc hàm lượng khí chua trong khí và
mức bão hòa khí chua trong dung dịch, ~ 20-30%kl:
- Nồng độ khí chua 0,05-0,08 m
3
/l  DEA 20-25%.
- Nồng độ khí chua 0,14-0,15 m
3
/l  DEA 25-27%.
- Nồng độ khí chua 0,15-0,17 m
3
/l  DEA 27-30%.

 Được ứng dụng làm sạch dòng khí có áp suất riêng phần của khí
chua >= 0,2 MPa (DEA 25-27%) hoặc >=0,4 MPa (DEA 27-30%).
 Mức bão hòa dung dịch: 1-1,3 mol/mol DEA.
 Ưu điểm:
07CDHH Trang 7
Phương pháp làm sạch khí
2011
o Cho phép làm sạch đến mức tinh H
2
S và CO
2
với sự hiện diện COS
và CS
2
.
o Dung dịch DEA bền hóa học, dễ hòan nguyên,
o Áp suất hơi bão hòa thấp nên độ mất mát thấp
o Công nghệ và thiết kế đơn giản.
o Tiến hành ở nhiệt độ cao hơn quá trình dùng MEA 10-20
0
C.
o Khả năng tạo bọt thấp đối với dòng khí có chứa thành phần
hydrocarbon nặng cao.
 Khuyết điểm:
o Khả năng hấp thụ của dung môi thấp.
o Chi phí riêng chất hấp thụ và chi phí sản xuất cao.
o Có sự tương tác giữa CO
2
(một phần) và HCN (hòan tòan) với chất
hấp thụ tạo tàhnh hỗn hợp không hòan nguyên được.

o Khả năng làm sạch mercaptan và hợp chất lưu hùynh hữu cơ
thấp.
3) Quá trình làm sạch khí ADIP
 Dung môi hấp thụ: dung dịch nước diisopropanolamine (DIPA), nồng
độ có thể lên đến 40%.
 Cho phép làm sạch tinh H
2
S đến 1,5 mg/m
3
; đồng thời làm sạch CO
2
,
COS, RSR (có thể lọai bỏ 40-50% COS và RSR).
 Họat độ dung dịch DIPA đối với CO
2
thấp hơn so với MEA.
 Khả năng tạo hợp chất gây ăn mòn thấp.
 Sự phân hủy DIPA do tương tác với các hợp chất chứa S và O thấp
hơn so với quá trình dùng MEA.
4) Quá trình làm sạch khí Econamin
07CDHH Trang 8
Phương pháp làm sạch khí
2011
 Được áp dụng khi nồng độ khí chua trong khí nguyên liệu ~ 1,5-8%.
 Dung môi hấp thụ: dung dịch nước diglycolamine (DGA), với nồng độ
~ 60-65%kl.
 Có thể làm sạch tinh H
2
S đến 5,7 mg/m
3

.
 Họat độ của DGA với CO
2
cao hơn sới MEA.
 Khả năng lọai CO
2
, COS, CS
2
, mercaptan cao; dễ hòan nguyên.
 Mức bão hòa khí chua cao: 40-50 l khí chua/ l dung dịch.
 Chi phí riêng chất hấp thụ và chí phí sản xuất thấp hơn 25-40% so với
quá trình dùng MEA.
 Khả năng mất mát dung môi thấp hơn so với MEA.
 Khả năng gây ăn mòn và hòa tan hydrocarbon tương tự MEA và DEA.
5) Quá trình làm sạch khí Stretford
 Dung môi hấp thụ: dung dịch lõang Na
2
CO
3
, NaVO
3
, và ADA
(anthraquinone disulfonic acid).
 Nguyên tắc: lọai bỏ H
2
S và thực hiện các phản ứng oxy hóa khử để thu
S và tái tạo chất oxy hóa.
 Ưu điểm: dung dịch không ăn mòn.
 Nhược điểm: khó thu hồi lưu hùynh, dễ gây nghẹt đường ống trong hệ
thống.

Phương trình phản ứng:
H
2
S + Na
2
CO
3
= NaHS + NaHCO
3
4 NaVO
3
+ 2 NaHS + H
2
O

= Na
2
V
4
O
9
+ 4 NaOH + 2 S
Na
2
V
4
O
9
+ H
2

O + 2 ADA = 4 NaVO
3
+ 2 ADA
6) Quá trình làm sạch khí bằng dung dịch K
2
CO
3
nóng
 Dung môi hấp thụ: dung dịch lõang K
2
CO
3
25-35%.
 Hấp thụ chọn lọc đối với H
2
S và CO
2
, độ hòa tan các lọai khí khác
không đáng kể.
 Có khả năng tạo bọt nếu trong hệ chứa các hydrocarbon lỏng.
 Quá trình thực hiện ở nhiệt độ cao 220-400
0
F.
K
2
CO
3
+ CO
2
+ H

2
O = 2 KHCO
3
+ Q
07CDHH Trang 9
Phương pháp làm sạch khí
2011
K
2
CO
3
+ H
2
S = KHCO
3
+ KHS + Q
7) Phương pháp hấp thụ bằng hỗn hợp etanol amin với etylen glycol
Để làm sạch khí đồng thời khỏi H
2
S, CO
2
và nước, người ta ứng dụng hỗn
hợp etanol amin với etylen glycol.Việc làm sạch kết hợp như vậy đồng thời
làm khan hoá nguyên liệu và giảm lượng hơi nước cần thiết để tái sinh dung
môi. Trên hình 2,đã ra sơ đồ công nghệ làm sạch khí tự nhiên bằng hỗn hợp
etanol amin với etylen glycol. Quá trình làm sạch được thực hiện trong tháp
hấp thụ và các thiết bị phụ trợ.Tháp hấp thụ và nhả hấp thụ cũng có cấu tạo
như tháp sấy khí bằng glycol. Khi được dẫn vào từ phần dưới của tháp,dòng
khí chuyển động từ dưới lên, còn dung dịch làm sạch gồm có etylen glycol và
etanol amin được tưới ngược chiều từ trên xuống. Khí đã được làm sạch

được dẫn ra từ đỉnh tháp, còn dung dịch được hấp thụ H
2
S và CO
2
được tháo
ra ở đáy tháp. Dung dịch này được dẫn qua bộ phận trao đổi nhiệt đốt nóng
bằng hơi nước và đưa vào giữa tháp nhả hấp thụ, H
2
S và CO
2
giải phóng ra ở
phía đỉnh tháp, còn dung dịch hấp thụ đã tái sinh được lấy ra ở phía dưới.Một
phần dung dịch đó được đun nóng bằng hơi nước và quay lại tháp nhả hấp
thụ để truyền nhiệt, phần còn lại được làm nguội và tưới từ đỉnh tháp hấp
thụ.
 Sơ đồ quy trình công nghệ
07CDHH Trang 10
Phương pháp làm sạch khí
2011
Hình 2. Sơ đồ làm sạch khí bằng dung dịch etanolamin và etylen glycol
1. Tháp hấp thụ; 2. Tháp nhả hấp thụ; 3,4. Thiết bị đun sôi đáy tháp;
I. Khí vào; II. Khí sạch; III. Dung dịch MEA; IV. Dung dịch DEG;
V.Nước; VI. Khí axit (H
2
S, CO
2
)
Khi nồng độ các tạp chất H
2
S và CO

2
cao hơn 2 2,5% mol thì trước khi dùng
etanolamin hấp thụ, người ta dùng các chất hấp thụ rẻ tiền như nước hoặc
dung dịch nước của Na
2
CO
3
, K
2
CO
3
lμm sạch khí sơ bộ, giảm nồng độ tạp chất
tới 2 2,5% mol, sau đó mới dùng etanolamin làm sạch tiếp tới độ sạch yêu
cầu nhỏ hơn 0,5%.
B. Phương pháp hấp thụ vật lý (quy trình trình Flour, Selecsol, Purizol )
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
• 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 CO
2
và H
2

S của mỗi chất hấp thụ khác nhau  có thể
dùng để hấp thụ chọn lọc.
07CDHH Trang 11
Phương pháp làm sạch khí
2011
• Dung môi hấp thụ: propylene carbonate, dimethyl-tert-
polyethyleneglycol (DMEPEG), N-N-methylpyrolidone,…
 Ưu điểm:
o Có thể làm sạch hoàn toàn H
2
S, CO
2
, RSH, COS, CS
2
.
o Không tạo bọt, không ăn mòn thiết bị.
o Nhiệt độ đóng băng thấp.
o Đầu tư và chi phí sản xuất thấp.
 Khuyết điểm:
o Độ hòa tan tan hydrocarbon trong dung môi hấp thụ cao.
1) Quá trình FLOUR
Chất hấp thụ: propylene carbonate
Tính chất hóa lý của propylene carbonate
Nhiệt độ sôi,
0
C 242
Phân tử lượng 102
Nhiệt độ nóng chảy,
0
C -49

Độ nhớt ở 18
0
C, m
2
/s 6,64.10
-6
Tỷ trọng ở 20
0
C, kg/m
3
1200
Áp suất hơi bão hòa ở 27
0
C
,
Pa 0,666
• Khả năng hòa tan tốt H
2
S, CO
2
, COS, CS
2
, RSH và hydrocarbon.
• Có tác dụng ăn mòn yếu đối với thép carbon thường.
• Bền hóa học, áp súât hơi bão hòa thấp.
07CDHH Trang 12
Phương pháp làm sạch khí
2011
• 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÷-6
0
C.
• 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 m
3
khí nguyên liệu.
 Sơ đồ quy trình công nghệ
6
5
V
I
II
IV
3
4
(1)
07CDHH Trang 13
Phương pháp làm sạch khí
2011
THÁP
HẤP
THỤ
(2)
THÁP
PHÂN
LY
(2)
THÁP

PHÂN
LY
(2)
THÁP
PHÂN
LY
III
VI
07CDHH Trang 14
Phương pháp làm sạch khí
2011
Hình sơ đồ quy trình công nghệ Fluor
1. Tháp hấp thụ 2. Thiết bị phân li 3. 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
 Thuyết minh sơ đò quy trình công nghệ
Khí nguyên liệu ( I )được cho vào tháp hấp thụ ở gần đáy tháp đồng thời
dung môi ( IV ) được bơm từ đỉnh tháp xuống, quá trình hấp thụ sẽ tiến hành
trong khoảng nhiệt độ từ 0÷6
0
C. Khí đi ra từ đỉnh tháp là khí sạch (ngọt) III.
Dung môi bão hòa (V) được bơm vào thiết bị phân li thứ nhất (2) ,ở thiết bị
phân li thứ nhất một khí nguyên liệu được máy nén đẩy dòng khí hoàn
nguyên về dòng nguyên liệu ban đầu,phần tạp chất còn lại được đưa qua
thiết bị phân li thứ hai (2). Ở thiết bị này khí acid đi ra từ đỉnh tháp và được
Tuốc - Bin bơm thải ra cùng với dòng khí acid của thiết bị phân li thứ ba (2)
đi ra ngoài. Phần dung môi bão hòa tiếp tục được đua vào thiết bị phân li
thứ 3 , tại đây thì khí acid đã được phân li hoàn toàn và thải ra ngoài còn
phần dung môi sạch (dung môi tái sinh) được bơm trở lại tháp hấp thụ để

tiến hành quá trình hấp thụ.
2) Quá trình SELEXOL
 Chất hấp thụ: dimethylether polyethyleneglycol (DMEPEG).
07CDHH Trang 15
Phương pháp làm sạch khí
2011
Tính chất hóa lý của DMEPEG
Nhiệt độ sôi,
0
C 151
Phân tử lượng 280
Nhiệt độ nóng chảy,
0
C 22-29
Độ nhớt ở 25
0
C, Pa.s 5,8.10
-3
Tỷ trọng ở 25
0
C, kg/m
3
1000
Áp suất hơi bão hòa ở 25
0
C
,
Pa 1,33
Nhiệt dung ở 25
0

C, kJ/kg.K 2,43
 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 H
2
S: ở 20
0
C và 0,1 MPa, độ hòa tan H
2
S cao
gấp 10 lần CO
2
.
 Được áp dụng để làm sạch khí có nồng độ H
2
S và CO
2
trung bình và cao.
 Có thể làm sạch đến 97% H
2
S và 85% CO
2
.
 Được ứng dụng để làm sạch và sản xuất đồng thời S và CO
2
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:
 C
2
H
6
< CO
2
< C
3
H
8
< C
4
H
10
< COS < C
5
H
12
<
 < H
2
S < CH
3
SH < CS
2
< C
7
H
16

< H
2
O
 Hiệu quả quá trình tăng khi tăng áp suất và hàm lượng H
2
S, CO
2
trong
nguyên liệu.
07CDHH Trang 16
Phương pháp làm sạch khí
2011
 Hàm lượng khí chua trong nguyên liệu có thể thay đổi rộng.
 Lọai được <50% CS
2
.
 Chi phí chất hấp thụ ~ 1 m
3
/1000 m
3
khí.
 Điều kiện quá trình hấp thụ: 10 ÷ -15
0
C; 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.
 Sơ đồ quy trình công nghệ
3) Quá trình PURIZOL
 Chất hấp thụ: N-methylpyrolidon (NMP).

Tính chất hóa lý của NMP
Nhiệt độ sôi,
0
C 275
Phân tử lượng 99
Nhiệt độ nóng chảy,
0
C 24
07CDHH Trang 17
Phương pháp làm sạch khí
2011
Độ nhớt ở 20
0
C, Pa.s 1,87
Tỷ trọng ở 25
0
C, kg/m
3
1000
Áp suất hơi bão hòa ở 40
0
C
,
Pa 133,3
Nhiệt dung ở 20
0
C, kJ/kg.K 1,67
 Không độc, bền hóa học.
 Hòa tan tốt H
2

S, CO
2
, RSH và hydrocarbon.
 Không gây ăn mòn.
 Dễ phân hủy khi làm sạch sinh học nước thải.
 Có độ chọn lọc cao đối với H
2
S: ở 20
0
C và 0,1 MPa, độ hòa tan H
2
S cao
gấp 10 lần CO
2
.
 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 H
2
S và CO
2
, tỷ lệ H
2
S:CO
2
cao.
 Điều kiện hấp thụ: 0-15
0
C, 5-7,5 MPa.
 Hòan nguyên chất hấp thụ bằng giảm áp từng bước.

07CDHH Trang 18
Phương pháp làm sạch khí
2011
 Sơ đồ quy trình công nghệ
07CDHH Trang 19