Thiết kế phân xưởng sản xuất LPG từ khí đồng hành

Đồ án tốt nghiệp Mô phỏng và thiết kế phân xưởng sản xuất LPG từ khí đồng hành
MỤC LỤC

SVTH:Nguyễn Tiến Hưng SHSV:20091382
1
Đồ án tốt nghiệp Mô phỏng và thiết kế phân xưởng sản xuất LPG từ khí đồng hành
MỞ ĐẦU
Việt Nam có một tiềm năng về khí khá phong phú. Nhà máy chế biến khí ở Dinh
Cố (Bà Rịa Vũng Tàu) hàng năm cung cấp 300.000 tấn khí hoá lỏng (LPG) chứa propan
và butan. Do đặc điểm khí của Việt Nam chứa rất ít H
2
S (0,02g/m
3
) nên đây là loại khí rất
sạch, rất thuận tiện cho chế biến và sử dụng, điều này cho phép thu được sản phẩm LPG
đạt chất lượng cao. Nếu từ LPG có thể chuyển sang các nguyên liệu cho tổng hợp Hữu cơ
- Hoá dầu thì giá trị kinh tế sẽ cao hơn nhiều sơ với việc sử dụng làm nhiên liệu. Mặc dù
hiện nay ở Việt Nam, LPG chủ yếu chỉ được sử dụng làm nhiên liệu đốt dân dụng nhưng
trong tương lai các công nghệ chuyển hoá LPG thành các nguyên liệu cho tổng hợp Hữu
cơ - Hoá dầu sẽ phát triển rất mạnh mẽ.
Trong những năm gần đây, khí hơi đốt dầu mỏ hoá lỏng (Liquefied petroleum
Gases - LPG) là một nguồn cung cấp hơi đốt rất quan trọng đối với nước ta, cả trong dân
dụng và công nghiệp. Nó đóng một phần không nhỏ vào sự phát triển của nền kinh tế
quốc dân. Từ thực tiễn quí báu này, dần dần từ chỗ chúng ta nhập khẩu khí dầu mỏ hoá
lỏng chủ yếu, sang chủ động sản xuất được nhờ có nhà máy xử lý khí Dinh Cố, chế biến
và xử lý một lượng lớn khí đồng hành từ các mỏ dầu của nước ta như: Bạch hổ, Đại
Hùng, Rồng, Gần đây, chúng ta còn phát hiện và có những hướng phát triển mới đối với
những mỏ khí lớn như: Lan Tây, Lan Đỏ, với qui mô lớn hơn, không chỉ dừng lại ở việc
cung cấp LPG cho mục đích hơi đốt thông thường.
Ngày nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam, nhu cầu sử dụng khí đốt ngày càng
tăng. Chính vì thế mà nền công nghiệp khai thác và chế biến khí ngày càng phát triển để

có thể đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ. Ở Việt Nam trữ lượng khí phát hiện được rất nhiều
hứa hẹn cho một tiềm năng to lớn của đất nước. Trong khi lượng dầu thô ngày càng giảm,
cạn kiệt thì nguồn nguyên liệu khí mới coi như bắt đầu. Do đó trong những năm tới nhu
cầu tiêu thụ khí sẽ tăng lên, đặc biệt là LPG và LPG có rất nhiều ưu điểm như: dễ vận
chuyển, sạch, không độc hại, không ô nhiễm nhiệt năng cũng như năng lượng cung cấp
cho các quá trình lớn
SVTH:Nguyễn Tiến Hưng SHSV:20091382
2
Đồ án tốt nghiệp Mô phỏng và thiết kế phân xưởng sản xuất LPG từ khí đồng hành
Trong tương lai không xa, LPG sẽ thay thế xăng cho các động cơ. Vì sử dụng
nhiên liệu này có rất nhiều ưu điểm trong đó đặc biệt là không gây ô nhiễm môi trường và
rất an toàn và lại rất rẻ. Hiện nay LPG chủ yếu được sư dụng trong lĩnh vực đun nấu, sinh
hoạt, các lò công nghiệp. Ngoài ra trong vài năm tới LPG sẽ được sử dụng trong hầu hết
các lĩnh vực của toàn xã hội. Chính vì thế những thập kỷ tới sẽ là thập kỷ của ngành công
nghiệp hoá dầu - khí hoá lỏng LPG.
Do đó, việc nghiên cứu thiết kế phân xưởng sản xuất LPG là rất cần thiết nhằm đáp
ứng nhu cầu sử dụng trong nước, giảm thiểu chi phí nhập khẩu từ nước ngoài.
SVTH:Nguyễn Tiến Hưng SHSV:20091382
3
Đồ án tốt nghiệp Mô phỏng và thiết kế phân xưởng sản xuất LPG từ khí đồng hành
PHẦN 1: TỔNG QUAN
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU KHÍ DẦU MỎ VÀ SẢN PHẨM
KHÍ HOÁ LỎNG (LPG)
1. KHÁI NIỆM VỀ KHÍ DẦU MỎ
Khí nắp và khí đồng hành ở điều kiện nhiệt độ và áp suất trong vỉa dầu, các
hydrocacbon có khối lượng phân tử lớn thì ở trạng thái lỏng, các hydrocacbon khối lượng
phân tử thấp thì ở trạng thái khí.
Trong điều kiện cân bằng khí - lỏng, phần khí hoà tan trong lỏng, phần khác nằm ở
không gian phía trên lớp lỏng.
Khí nằm trong không gian phía trên của tầng dầu thô như cái nắp bằng khí thì gọi

là khí nắp.
Khí khai thác dầu mỏ từ lòng đất ra, do giảm áp suất và nhiệt độ khí hoà tan trong
dầu mỏ sẽ thoát ra. Kết quả là từ chất lỏng một pha chuyển thành dòng hai pha: pha lỏng
là dầu mỏ đã nhả khí, pha khí là khí dầu mỏ. Khí này thu được đồng thời với khai thác
dầu, nó đi cùng với dầu từ mỏ lên khi khai thác nên gọi là khí đồng hành (KĐH).
Các hydrocacbon thu được khi khai thác dầu mỏ gọi là khí dầu mỏ. [5]
1.1. Thành phần và đặc tính của khí dầu mỏ
Những cấu tử cơ bản của khí dầu mỏ (KDM) là: Metan, etan, propan, butan (nonal
và iso). Khí dầu mỏ khai thác được từ các mỏ dầu, đồng thời với quá trình khai thác dầu
mỏ.
Khí dầu mỏ chứa một lượng lớn propan, butan và các khí hydrocacbon nặng hơn
với hàm lượng đáng kể thành phần những cấu tử cơ bản trong khí thay đổi trong một
phạm vi khá rộng tuỳ theo mỏ dầu khai thác. Ngoài ra còn có H
2
O, H
2
S và các hợp chất
chứa S, CO
2
, N
2
và Heli [1]
SVTH:Nguyễn Tiến Hưng SHSV:20091382
4
Đồ án tốt nghiệp Mô phỏng và thiết kế phân xưởng sản xuất LPG từ khí đồng hành
Bảng 1: Thành phần các hydrocacbon trong khí đồng hành
Thành phần
Khí đồng hành
% thể tích % khối lượng
CH

4
51,06 35,7
C
2
H
6
18,52 24,3
C
3
H
8
11,53 22,2
C
4
H
10
4,37 11,1
C
4
H
12
2,14 6,7
Phi hydrocacbon 12,38 -
Người ta còn phân loại khí theo hàm lượng hydrocacbon từ propan trở lên. Các khí
giàu propan, butan và cacbon hydro nặng (trên 150g/cm
3
), được gọi là khí "béo" hoặc khí
"ướt". Các khí hầu như chỉ gồm toàn metan và etan gọi là khí "khổ" hay khí "gầy" (từ
propan trở lên, dưới mức 50g/cm
3

).
Thành phần khí gồm các cấu tử tính bằng phần trăm theo thể tích. Trong bảng 2
đưa ra thành phần KDM khai thác từ một vài mỏ của CHLB Nga.
Bảng 2: Thành phần KDM khai thác từ một vai mỏ của CHLB Nga (% theo thể tích). [1]
Các cấu tử
Khí dầu mỏ
Quibisep Volgagrat
CH
4
39,91 76,25
C
2
H
6
23,31 8,13
C
3
H
8
17,72 8,96
C
4
H
10
(n và iso) 5,78 3,54
C
5
H
12
(và cao hơn) 1,1 3,33

CO
2
0,46 0,83
H
2
S 0,35 0,83
N
2
và khí trơ 11,36 1,25
Bảng 3 dưới đây cho biết thành phần khí dầu mỏ khai thác được ở một vài mỏ của
Việt Nam.
Bảng 3: Thành phần hoá học trung bình của KDM ở Việt Nam
(theo % thể tích) [1]
Các cấu tử
Khí dầu mỏ
Bạch hổ Đại hùng Rồng
CH
4
73 77 78
SVTH:Nguyễn Tiến Hưng SHSV:20091382
5
Đồ án tốt nghiệp Mô phỏng và thiết kế phân xưởng sản xuất LPG từ khí đồng hành
C
2
H
6
13 10 3,0
C
3
H

8
7,0 5,0 2,8
C
4
H
10
2,9 3,3 1,0
C
5
H
12
2,5 1,2 1,0
N
2
0,5 0,5 13,0
CO
2
0,7 3,0 2,0
Từ các số liệu nêu trên thấy rằng các cấu tử cơ bản của KDM là các hydrocacbon
no, các parapin, dãy đồng đẳng của metan. Do đó trong khí dầu mỏ thành phần thay đổi
trong khoảng khá rộng, các cấu tử từ C
2
trở lên đã chiếm phần lớn đáng kể trong thành
phần khí. Điều đó rất quan trọng trong việc chọn công nghệ chế biến thích hợp, sử dụng
hợp lý nguồn nguyên liệu và sản phẩm nhận được.
1.2. Tiềm năng, trữ lượng và việc chế biến, sử dụng khí dầu mỏ trên thế giới và ở
Việt Nam
Khí dầu mỏ (KDM) là nguồn chính cung cấp các nguyên liệu quan trọng nhất cho
công nghệ hoá học và dầu khí. Thực tế nhiều nước trên thế giới đã cho thấy rằng với trữ
lượng dầu lớn, có thể tổ chức sản xuất ở qui mô lớn có lợi nhuận cao các sản phẩm etan,

khí hoá lỏng (LPG), các hydrocacbon khác, và nhiên liệu cho động cơ. Do hiệu quả cao
của nhiên liệu khí và sự quan tâm ngày càng tăng đến các sản phẩm của nó trên thị trường
thế giới, nhiều nước khai thác dầu khí đã xây dựng, mở rộng, và trang bị các nhà máy chế
biến khí.
Trong những năm gần đây ở các nước Trung Đông (Iran, Arập - Xêút, Baran, ) dự
định hoàn thành và khai thác chế biến và vận chuyển khí đồng hành với tổng giá thành
khoảng 33 tỷ đô la. [15]
Trong những năm gần đây, nhiều nước trên thế giới có xu hướng tăng công suất
các nhà máy chế biến khí.
Tại hội nghị khí thế giới lần thứ 20 ở copenhagen (Đan Mạch) tháng 6 năm 1997,
người ta đã đưa ra dự báo về nhu cầu khí trên thế giới đến năm 2030, chủ yếu dựa vào dự
báo về nhu cầu khí cho sản xuất điện như sau. [16]
Bảng 4: Dự báo về nhu cầu khí trên thế giới
Năm 2000 2010 2020 2030
SVTH:Nguyễn Tiến Hưng SHSV:20091382
6
Đồ án tốt nghiệp Mô phỏng và thiết kế phân xưởng sản xuất LPG từ khí đồng hành
Khu vực
Đông nam á và Châu Đại Dương 103 132 157 185
Toàn thế giới 2547 3190 3650 4088
(Đơn vị: tỷ m
3
khí)
Khí dầu mỏ của Việt Nam nói chung chứa rất ít H
2
S (0,02 g/m
3
) nên là loại khí
sạch rất thuận lợi cho việc chế biến, sử dụng, an toàn với thiết bị và không gây ô nhiễm
môi trường. [5]

Với tiềm năng về khí khá phong phú, nước ta có điều kiện phát triển công nghiệp
dầu khí trên toàn lãnh thổ. Việc khai thác và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên
quí giá này trong tương lai ngành công nghiệp này sẽ là một ngành công nghiệp phát triển
mạnh, đóng góp đáng kể vào sự phát triển của đất nước.
2. GIỚI THIỆU VỀ LPG
2.1. LPG và sử dụng LPG
Hoá lỏng khí dầu mỏ là quá trình tách đơn giản, vốn đầu tư ít hơn so với các quá
trình tách triệt để. Thông thường người ta chỉ tách riêng metan thuần độ cao làm nguyên
liệu sản xuất metanol, còn metan lẫn etan làm khí đốt công nghiệp, gia dụng phát điện
hoặc xuất khẩu theo đường ống dẫn khí, hoặc tách metan + etan cho sản xuất amoniac,
urê, còn lại phần hoá lỏng LPG (Liquefied petroleum Gases). [5]
Thành phần hoá học chủ yếu của LPG là hydro hoá dạng parafin, có công thức
chung là: CnH
2n+2
như:
Propan (C
3
H
8
)
Propylen (C
3
H
6
)
Butan (C
4
H
10
)

Butylen (C
4
H
8
)
Tuy nhiên vẫn có khả năng xuất hiện dấu vết của Etan (C
2
H
6
), Etylen (C
2
H
4
) hoặc
pentan (C
5
H
12
), Butadien - 1,3 (C
4
H
6
) có thể xuất hiện nhưng không đạt tới tỷ lệ đo được.
SVTH:Nguyễn Tiến Hưng SHSV:20091382
7
Đồ án tốt nghiệp Mô phỏng và thiết kế phân xưởng sản xuất LPG từ khí đồng hành
LPG được sản xuất từ nguồn nguyên liệu chính là khí đồng hành (KĐH) và từ các
quá trình chế biến dầu mỏ như: Alkyl hoá, cracking xúc tác, polyme hoá, isome hoá
Nhưng hiện nay tổng sản lượng LPG thu được từ quá trình chế biến KĐH chiếm 62%
khối lượng.

Ngày nay, LPG được sử dụng trong sinh hoạt, công nghiệp hoá dầu, nhiên liệu đặc
biệt, do nhu cầu ngày càng cao về việc bảo vệ môi trường nên LPG được đặc biệt quan
tâm. [21]
2.2. Một số đặc tính hoá lý thương mại
2.2.1. Trạng thái tồn tại
Ở điều kiện nhiệt độ và áp suất thường, LPG tồn tại ở trạng thái hơi. Do LPG có tỷ
số giãn nở lớn: một đơn vị thể tích gas lỏng tạo ra 270 đơn vị thể tích gas hơi, vì vậy để
thuận tiện và kinh tế trong tồn chứa, vận chuyển, LPG được hoá lỏng bằng cách nén vào
các bình chứa chịu áp lực ở nhiệt độ thường hoặc làm sạch hoá lỏng để tồn chứa ở áp suất
thường.
Khi chuyển từ pha lỏng sang pha hơi, LPG thu nhiệt. Năng lượng cần thiết lấy từ
bản thân LPG và từ môi trường xung quanh, vì vậy nhiệt độ LPG và bình chứa giảm
xuống. Đặc biệt khi quá trình hoá hơi xảy ra dữ dội gây giảm áp đến áp suất khí quyển,
LPG làm lạnh không khí, bình chứa gây nên hiện tượng tạo tuyết hoặc sương (khi này
nhiệt độ đạt đến nhiệt độ điểm sương). Ngược lại khi hơi LPG ngưng tụ chuyển sang pha
lỏng thì LPG toả nhiệt dẫn đến làm tăng nhiệt độ LPG và thiết bị công nghệ tồn chứa đẫn
đến tăng áp suất của LPG.
2.2.2. Nhiệt độ sôi
Ở áp suất khí quyển: propan sôi ở -42
0
C và Butan sôi ở -0,5
0
C. Chính vì vậy, ở
nhiệt độ và áp suất thường LPG bay hơi dữ dội và nếu LPG tiếp xúc với da có thể gây ra
bỏng lạnh nặng khi nhiệt độ giảm sút lớn.
Bảng 5: Đặc tính của propan và butan thương phẩm. [4]
TT Các đặc tính ĐV đo Propan Butan
SVTH:Nguyễn Tiến Hưng SHSV:20091382
8
Đồ án tốt nghiệp Mô phỏng và thiết kế phân xưởng sản xuất LPG từ khí đồng hành

1 Nhiệt độ tới hạn
0
C 95 150
2 Điểm sôi
0
C -45 0
3 Tỷ trọng thể lỏng (d15/4) - 0,51 0,575
4 Tỷ trọng thể hơi (d
KK
= 1) - 1,52 2,01
5 Thể tích riêng thể hơi ở 0
0
C và 760 mmHg m
3
/kg 0,51 0,385
6 Thể tích riêng thể hơi/lỏng ở 0
0
C m
3
/kg 274 233
7
Áp suất hơi ở 0
0
C;
50
0
C
Kg/cm
2
47,57÷57

17÷21,5
1,03 ÷ 2,0
5÷ 6,25
8 Ẩn nhiệt bay hơi ở 15
0
C Kcal/kg 85,5 89
9
Năng suất toả nhiệt thực tế (nét)
Năng suất toả nhiệt thực tế 9 (nét)
Kcal/kg
Kcal/Nm
3
11000
21000
10900
28400
10
Năng suất toả nhiệt chung (gross)
Năng suất toả nhiệt chung (gross)
Kcal/kg
Kcal/Nm
3
11900
23400
11800
30700
11
Không khí cần để đốt cháy
Không khí cần để đốt cháy
Kg/kg LPG

M
3
/m
3
LPG
15,6
23,5
15,3
30,0
12 Khí CO
2
trên lý thuyết % SP đốt cháy 13,9 14,1
2.2.3. Tỷ trọng
Tỷ trọng thể lỏng: ở điều kiện 15
0
C, 760mmHg, tỷ trọng của propan bằng 0,51 và
của butan bằng 0,575. Như vậy ở thể lỏng tỷ trọng của LPG xấp xỉ bằng một nửa tỷ trọng
của nước.
Tỷ trọng thể khí: ở điều kiện thường 15
0
C, 760mmHg, tỷ trọng của propan hơi
bằng 1,52 và của Butan hơi bằng 2,01. Như vậy ở thể hơi tỷ trọng của LPG gần gấp hai
lần tỷ trọng không khí. [17]
2.2.4. Áp suất hơi bão hoà
Áp suất hơi bão hoà của LPG phụ thuộc vào nhiệt độ bên ngoài của thiết bị và tỷ lệ
thành phần Butan/propan. LPG với thành phần 70% propan và 30% butan có áp suất hơi
bão hoà 6kg/cm
2
, ở cùng điều kiện nhiệt độ 20
0

C, khi thay đổi thành phần hổn hợp, áp
suất hơi bão hoà cũng thay đổi. Áp suất hơi của gas phụ thuộc rất lớn vào môi trường
xung quanh. Nhiệt độ môi trường càng cao, áp suất hơi trong bồn chứa càng lớn.
Bảng 6: Áp suất hơi bão hoà của hỗn hợp Butan/Propan theo tỷ lệ %, theo nhiệt độ,
kg/cm
2
Propan (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 -
Butan (%) - 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
SVTH:Nguyễn Tiến Hưng SHSV:20091382
9
Đồ án tốt nghiệp Mô phỏng và thiết kế phân xưởng sản xuất LPG từ khí đồng hành
0
C
-10 2,4 2,2 2,0 1,8 1,5 1,2 0,9 0,7 0,3 - -
0 3,3 3,55 3,2 2,9 2,5 2,2 1,8 1,3 1,3 0,5 -
10 6,6 5,2 4,7 4,3 3,8 3,4 2,8 2,4 1,7 1,1 0,5
20 7,6 7,1 6,5 6,0 5,4 4,8 4,1 3,4 2,8 1,9 1,1
30 10,1 9,45 8,7 8,0 7,3 6,7 5,7 4,8 3,8 2,8 1,3
40 13,1 12,3 11,5 10,5 9,7 8,7 7,7 6,6 5,4 4,2 2,3
50 17,0 15,9 14,3 13,7 12,6 11,3 10 8,7 7,3 6,7 4,1
60 21,0 19,8 18,5 17,2 16,0 14,3 12,8 11,2 8,3 7,6 5,5
2.2.5. Tính giãn nở
Tỷ lệ giãn nở của propan và butan (hai thành phần chính trong LPG) như sau:
Bảng 7: Tỷ lệ giản nở của LPG
Propan 1 thể tích chất lỏng cao 270 thể tích hơi ở 1 at
Butan 1 thể tích chất lỏng cao 238 thể tích hơi ở 1 at
Điều này mang một ý nghĩa kinh tế rất lớn so với các loại khí nén khác, vì chỉ cần
ít không gian, tức là thiết bị công nghệ nhỏ cho tồn chứa vận chuyển. Gas có tốc độ bốc
hơi nhanh và toả lan trong không khí với một thể tích bằng 270 lần lớn hơn một đơn vị
thể tích ở trạng thái lỏng. Do đó, trong mọi trường hợp không được để gas xì thoát ra

ngoài khi khu vực xung quanh do có nguồn lửa hở, vì dễ bị bắt cháy.
2.2.6. Giới hạn cháy nổ
Giới hạn cháy nổ của LPG trong hỗn hợp không khí - gas được trình bày trong bảng 8.
Bảng 8: Giới hạn cháy của LPG trong hỗn hợp không khí - gas.[4]
TT Nhiên liệu
Giới hạn cháy nổ dưới
(%) thể tích
Giới hạn cháy nổ trên
(% thể tích)
1 Propan 2,2 10,0
2 Butan 1,8 9,0
3 Khí than 4,0 29,0
4 Khí than ướt 5,0 46,0
5 Hydro 4,0 75,0
6 Axetylen 2,5 80,0
7 Xăng 0,5 7,0
2.2.7. Nhiệt trị
SVTH:Nguyễn Tiến Hưng SHSV:20091382
10
Đồ án tốt nghiệp Mô phỏng và thiết kế phân xưởng sản xuất LPG từ khí đồng hành
Chỉ tiêu đáng lưu ý nhất là thành phần hoá học của LPG mà chủ yếu là propan và
butan. Hàm lượng propan càng nhiều thì áp suất hơi càng cao, nhiệt trị càng lớn.
Nhiệt trị của LPG so với một số loại nhiên liệu, năng lượng khác được trình bày
trong bảng 9.
Bảng 9: Nhiệt trị của LPG của một số loại nhiên liệu, năng lượng [4]
TT
Nhiên liệu, năng
lượng
Nhiệt lượng có ích
(Kcal/kg)

Nhiệt lượng toàn phần
(Kcal/kg)
1 Propan 11000 11900
2 Butan 10900 11800
3 Axetylen 11530 11950
4 Hydro 2880 34000
5 Dầu Go 9880 10500
6 Dầu Do 10250 10900
7 Dầu hoả 10400 11100
8 Xăng 10500 11300
9 Than củi 7900 8050
10 Than 4200 - 8100 4400 - 8300
11 Than cốc 5800 5850
12 Củi 1800 - 400 2200 - 4700
13 Điện năng 860 Kcal/Kw.h
Một cách tương đối có thể so sánh: nhiệt lượng do 1kg LPG cung cấp bằng 14
kw.h điện năng, bằng 1,5 lít dầu hoả
2.2.8. Nhiệt độ tự bắt cháy
Nhiệt độ tự bắt cháy là nhiệt độ mà ở đó có phản ứng cháy tự xảy ra đối với hỗn
hợp không khí - nhiên liệu (hoặc oxy - nhiên liệu). Nhiệt độ tự bắt cháy tối thiểu phụ
thuộc vào thiết bị thử, tỷ lệ không khí/ nhiên liệu, áp suất hổn hợp. Một số giá trị đặc
trưng nhiệt độ tự bắt cháy của một số loại nhiên liệu tại áp suất khí quyển (trong không
khí hoặc trong oxy) được trình bày ở bảng 10.
SVTH:Nguyễn Tiến Hưng SHSV:20091382
11
Đồ án tốt nghiệp Mô phỏng và thiết kế phân xưởng sản xuất LPG từ khí đồng hành
Bảng 10: Nhiệt độ tự bắt cháy của một số loại nhiên liệu tại áp suất khí quyển.[4]
TT Nhiên liệu
Nhiệt độ tự bắt cháy tối thiểu (
0

C)
Trong không khí Trong oxy
1 Propan 400-580 470-575
2 Butan 410-550 280-550
3 Axetylen 305-500 295-440
4 Hydro 550-590 560
5 Dầu Do 250-340 >240
6 Xăng 280-430 >240
7 Dầu hoả >250 >240
8 Than 370-500 >240
9 Than cốc 425-650 >240
10 Metan 630-750
2.2.9. Trị số octan
Trị số octan của LPG rất cao. Trị số octan của propan và butan theo tiêu chuẩn
ASTM được trình bày trong bảng 11.
Bảng 11: Trị số octan của propan và butan.[4]
Thành
phần LPG
Trị số octan ASTM
Phương pháp động cơ D.357 Phương pháp nghiên cứu D-908
Propan 99,5 111,4
Butan 89,1 94,0
2.2.10. Thể tích phân tử gam
Ở điều kiện tiêu chuẩn (0
0
C, 1atm): 1mol hơi propan có thể tích 21, 98 lít, 1mol
butan có thể tính 21,58 lít.
2.2.11. Độ nhớt
LPG có độ nhớt rất thấp, ở 20
0

C độ nhớt của LPG là 0,3 cst. Chính vì vậy, LPG có
tính linh động cao, có thể rò rỉ, thẩm thấu ở những nơi mà nước và xăng dầu không rò rỉ
nên dễ làm hỏng dầu mở bôi trơn tại các vị trí làm kín không tốt.[4]
2.2.12. Tính độc
SVTH:Nguyễn Tiến Hưng SHSV:20091382
12
Đồ án tốt nghiệp Mô phỏng và thiết kế phân xưởng sản xuất LPG từ khí đồng hành
LPG hoàn toàn không gây độc cho người, không gây ô nhiễm môi trường. Tuy
nhiên, do hơi gas nặng hơn không khí, vì vậy nếu rò rì ra ngoài môi trường kín sẽ chiếm
chỗ của không khí và có thể gây ngạt. LPG còn là nhiên liệu rất sạch: hàm lượng lưu
huỳnh thấp (<0,02%), khi cháy chỉ tạo ra khí CO
2
và hơi nước, lượng khí độc SO
2
, H
2
S,
CO của quá trình cháy là rất nhỏ, không gây ảnh hưởng tới môi trường. [10]
2.2.13. Màu sắc, mùi vị
LPG ở thể lỏng và hơi đều không mùi, không màu. Vì lý do an toàn nên LPG được
pha thêm chất tạo mùi để dễ phát hiện khi có sự rò rỉ. Các nhà sản xuất trộn vào gas
những chất tạo mùi đặc trưng. Theo đa số các tiêu chuẩn an toàn, chất tạo mùi và nồng độ
pha chế phải thích hợp sao cho có thể phát hiện được trước khi hơi gas rò rỉ đạt nồng độ
bằng 1/5 giới hạn nổ dưới khi trong không khí có độ 0,5% gas là ta đã có thể ngửi thấy
mùi. [4]
LPG thương mại thường được pha thêm chất tạo mùi Etyl mecaptan và khí này có
mùi đặc trưng, hoà tan tốt trong LPG, không độc, không gây ăn mòn kim loại và tốc độ
bay hơi gần với LPG nên nồng độ trong LPG không đổi khi bình chứa được sử dụng cho
đến hết.
SVTH:Nguyễn Tiến Hưng SHSV:20091382

13
Đồ án tốt nghiệp Mô phỏng và thiết kế phân xưởng sản xuất LPG từ khí đồng hành
2.2.14. Yêu cầu kỹ thuật đối với khí đốt hoá lỏng
Bảng 12:Yêu cầu kĩ thuật đối với khí hóa lỏng [4]
Đặc tính
Phương pháp
thử
Propan
thương mại
Butan
thương mại
Hỗn hợp Butan
và
Propan thương
mại
Thành phần
ASTM
D-2163
Chủ yếu là C
3
H
8

và/ hoặc C
3
H
6
Chủ yếu là
C
4

H
10
và/
hoặc C
4
H
8
Hỗn hợp chủ yếu
gồm C
4
H
10
và/
hoặc C
4
H
8
với
C
3
H
8
và /hoặc
C
3
H
6
Áp suất hơi ở
37,8
0

C, Kpa, max
ASTM D-1267
hoặc ASTM D-
2598
1430 1485 1430
Nhiệt độ bốc hơi
95% thể tích,
0
C max
ASTM D-1837 -38,3 2,2 2,2
Thành phần cặn sau
khi bốc hơi 100ml.
ml, max
ASTM
D-2158-89
0,05 0,05 0,05
Hàm lượng lưu
huỳnh, mgk/kg max
ASTM
D-2784-89
185 140 140
2.3. Các ứng dụng quan trọng của LPG trong các lĩnh vực khác nhau
Thành phần chủ yếu của LPG là propan và butan, được sản xuất bằng cách nén khí
đồng hành hoặc khí từ các quá trình chế biến dầu mỏ ở các nhà máy lọc dầu. Việc ứng
dụng LPG thương phẩm thường phân chia thành 4 loại chính: [4]
Propan thương phẩm: làm nhiên liệu cho động cơ hoạt động ở những điều kiện
khắc nghiệt của môi trường (áp suất cao, nhiệt độ thấp).
Butan thương phẩm: sử dụng làm nhiên liệu đòi hỏi sự bay hơi trung bình.
Propan chuyên dùng: là sản phẩm có chất lượng cao sử dụng trong các động cơ đốt
trong, đòi hỏi nhiên liệu có khả năng chống kích nổ cao.

Hỗn hợp propan - butan: sử dụng làm nhiên liệu đòi hỏi sự bay hơi trung bình.
SVTH:Nguyễn Tiến Hưng SHSV:20091382
14
Đồ án tốt nghiệp Mô phỏng và thiết kế phân xưởng sản xuất LPG từ khí đồng hành
Hỗn hợp propan - butan là thích hợp cho việc chế biến thành sản phẩm khí đốt gia
dụng vì chúng có áp suất hơi bão hoà và nhiệt độ bay hơi thích hợp trong các điều kiện
sinh hoạt cụ thể.
LPG có nhiệt cháy cao mặc dù tỷ trọng butan lớn hơn tỷ trọng propan nhưng nhiệt
trị tương tự nhau và nằm trong khoảng 1130 ÷ 1200 Kcal/kg, tương đương nhiệt trị của
1,5 ÷ 2kg than củi, 1,3 lít dầu mazut, 1,35 xăng. [17]
Với những đặc tính như trên LPG trở thành sản phẩm có tính năng đa dạng rất cao
và được chia theo các lĩnh vực khác nhau để sử dụng.
a) Sử dụng làm nhiên liệu đốt trong sinh hoạt như: đun nấu, sưởi ấm. Đây là loại
nhiên liệu tương đối sạch, rẻ tiền, tiện nghi, được dùng phổ biến trong gia đình ở các nước
có nền công nghiệp chế biến khí phát triển và khí hậu lạnh. Với nước ta thì vấn đề mở
rộng thị trường tiêu thụ LPG là hết sức cần thiết, góp phần rất lớn vào việc bảo vệ môi
trường sinh thái, tránh chặt phá rừng. [18]
b) Trong công nghiệp: các ngành công nghiệp sử dụng LPG làm nhiên liệu trong lò
đốt, nung gốm, thuỷ tinh, sành sứ, hàn cắt kim loại, lò hơi nước trong công nghiệp dệt
nhuộm, chế biến, sấy nông sản, thực phẩm [23]
c) Trong nông nghiệp: các cơ sở sản xuất nông nghiệp dùng LPG làm nhiên liệu
trong sản xuất thức ăn gia súc, chế biến, sấy nông sản, thực phẩm. [23]
d) Trong giao thông vận tải: là nhiên liệu hấp dẫn vì làm giảm đáng kể sự thoát khí
của xe tải, làm nhiên liệu đốt trong thay xăng cho các xe du lịch, xe taxi. Ở một số nước
tiên tiến dùng LPG hoá lỏng thay xăng pha chế vừa hạn chế độc hại trong sử dụng đối với
con người, vừa kinh tế. [23]
e) Trong công nghiệp hoá dầu: LPG được sử dụng trong tinh chế và công nghiệp
hoá dầu.
f) Sử dụng cho nhà máy phát điện: dùng LPG chạy các tuocbin để sản xuất ra điện
phục vụ cho các ngành công nghiệp khác đem lại hiệu quả kinh tế cao và vốn đầu tư xây

SVTH:Nguyễn Tiến Hưng SHSV:20091382
15
Đồ án tốt nghiệp Mô phỏng và thiết kế phân xưởng sản xuất LPG từ khí đồng hành
dựng ban đầu đối với công nghệ này là thấp hơn so với công nghiệp thuỷ điện và nhiệt
điện.
2.4. Cơ sở hóa lý của quá trình.
Phương pháp chế biến khí bằng phương pháp chưng cất thực hiện quá trình tách
các cấu tử định trước hiệu quả hơn so với các phương pháp hấp thụ nhiệt độ thấp, ngưng
tụ nhiệt độ thấp, và thiết bị chế tạo cũng đơn giản hơn nên ta xét hóa lý của quá trình này.
2.4.1. Khái niệm về quá trình chưng cất.
Chưng cất là quá trình dùng nhiệt để tách các cấu tử của một hỗn hợp lỏng, cũng
như hỗn hợp khí thành các cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay hơi khác nhau của các cấu tử
trong hỗn hợp ở cùng một nhiệt độ.
Khi chưng → thu được nhiều sản phẩm và thường có bao nhiêu cấu tử ta sẽ được
bấy nhiêu sản phẩm.
Đối với trường hợp 2 cấu tử:
Sản phẩm đỉnh gồm cấu tử có độ bay hơi lớn và ít cấu tử có độ bay hơi bé.
Sản phẩm đáy gồm cấu tử có độ bay hơi bé và ít cấu tử có độ bay hơi lớn.
Thay vì đưa vào hỗn hợp 1 pha mới để tạo nên sự tiếp xúc giữa 2 pha như trong
quá trình hấp thụ hoặc nhả khí, trong quá trình chưng cất pha mới được tạo nên bằng sự
bốc hơi hoặc ngưng tụ.
Nguyên lý của quá trình chưng cất:
Chưng cất là quá trình tách 1 dung dịch bằng cách đun sôi nó, rồi ngưng tụ hơi bay
ra để được 2 phần: phần nhẹ là distillat có nhiệt độ sôi thấp, chứa nhiều chất dễ sôi, còn
phần nặng là cặn chưng cất (reduce).
Chưng cất có hồi lưu: Để nâng cao khả năng phân chia hỗn hợp lỏng, người ta
tiến hành cho hồi lưu một phần sản phẩm đỉnh. Nhờ sự tiếp xúc thêm một lần giữa pha
lỏng (hồi lưu) và pha hơi trong tháp được làm giàu thêm cấu tử nhẹ nhờ đó mà độ phân
chia cao hơn.
SVTH:Nguyễn Tiến Hưng SHSV:20091382

16
Đồ án tốt nghiệp Mô phỏng và thiết kế phân xưởng sản xuất LPG từ khí đồng hành
Chưng luyện:
• Là phương pháp phổ biến nhất dùng để tách hoàn toàn hỗn hợp các cấu tử dễ bay
hơi có tính chất hòa tan một phần hoặc hòa tan hoàn toàn vào nhau.
• Chưng luyện ở áp suất thấp dùng cho các hỗn hợp dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao.
• Chưng luyện ở áp suất cao dùng cho các hỗn hợp không hóa lỏng ở áp suất thường.
2.4.2. Đặc điểm quá trình chưng luyện.
Tháp chưng luyện gồm 2 đoạn: [33]
• Đoạn luyện: Là phần trên, gồm từ đĩa tiếp
liệu trở lên đỉnh.
• Đoạn chưng: Là phần dưới, gồm từ đĩa
tiếp liệu trở xuống dưới.
Tháp chưng luyện gồm có nhiều đĩa →
Trên mỗi đĩa xảy ra quá trình chuyển khối giữa
pha lỏng và pha hơi. Pha hơi đi từ dưới lên qua
các lỗ của đĩa, xuyên qua pha lỏng đi từ trên
xuống theo các ống chảy truyền.
Vì nhiệt độ trong tháp càng lên cao càng giảm nên khi hơi đi qua các đĩa từ dưới
lên, các cấu tử có nhiệt độ sôi cao sẽ ngưng tụ lại và cuối cùng ở trên đỉnh tháp, ta sẽ thu
được hỗn hợp sản phầm gồm hầu hết là các cấu tử nhẹ (dễ bay hơi). Hơi này sẽ đi vào
thiết bị ngưng tụ (condenser) (một phần hoặc hoàn toàn) ở đỉnh tháp để hồi lưu. Lỏng
ngưng tụ được về lại tháp và lấy ra làm sản phẩm đỉnh.
Ngược lại, pha lỏng đi từ trên xuống gặp hơi có nhiệt độ cao hơn, một phần cấu tử
có nhiệt độ sôi thấp sẽ bốc hơi → nồng độ của cấu tử nặng (khó bay hơi) trong pha lỏng
sẽ càng tăng và cuối cùng ở đáy tháp, ta sẽ thu được hỗn hợp sản phẩm gồm hầu hết là
các cầu tử nặng, Một phần sản phẩm đáy sẽ đi vào thiết bị đung sôi lại (reboiler) ở đáy
SVTH:Nguyễn Tiến Hưng SHSV:20091382
17
Đồ án tốt nghiệp Mô phỏng và thiết kế phân xưởng sản xuất LPG từ khí đồng hành

tháp để tạo một lượng hơi đưa vào từ đáy tháp, đảm bảo trong tháp luôn luôn có sự tiếp
xúc giữa 2 pha lỏng và hơi.
Quá trình bốc hơi và ngưng tụ lặp lại nhiều lần ở các đĩa. Pha hơi đi lên càng giàu
cấu tử nhẹ. Pha lỏng đi xuống càng giàu cấu tử nặng.
2.4.3. Quá trình chuyển pha của KĐH.
a) Quá trình chuyển pha đối với khí một cấu tử.
Quá trình chuyển pha đối với hệ khí một cấu tử ta có thể biểu diễn trên hệ trục tọa
độ P−V−T. [1]
Các miền tồn tại hai pha: BDHG – lỏng và rắn, FGIJ – rắn và hơi, HCI – lỏng và
hơi.
Các miền này vuông góc với trục nhiệt độ. Miền chỉ có pha lỏng là miền vách phía
bên trái miền HCI và liền kề miền BDHG. Miền chỉ có pha hơi là sườn dốc phía bên phải
của miền HCI. Tất cả các miền đều đáng chú ý, nhưng đặc biệt quan trọng là miền HCI.
Người ta có thể biểu diễn trên hệ 2 trục tọa độ P – T hoặc P – V.
Giản đồ pha P-V-T của hệ 1 cấu tử
SVTH:Nguyễn Tiến Hưng SHSV:20091382
18
Đồ án tốt nghiệp Mô phỏng và thiết kế phân xưởng sản xuất LPG từ khí đồng hành
Tất cả các miền hai pha đều vuông gó với trục nhiệt độ nên sẽ là các đường cong
trong tọa độ P – V như trên hình 5.
• Đường HD, HC, FH là các đường cân bằng bao gồm tập hợp các giá trị áp suất, nhiệt độ,
tại đó có cân bằng pha.
• Điểm H là điểm duy nhất tại nhiệt độ và áp suất xác định đồng thời tồn tại 3 pha nằm cân
bằng với nhau. Tại đường cân bằng ở nhiệt độ và áp suất không đổi hệ có thể chuyển pha
bằng cách thêm vào hoặc lấy bớt năng lượng của hệ.
• Dọc theo đường FH không tồn tại pha lỏng, và pha rắn thăng hoa thành hơi.
• Đường HC là đường bão hòa hoặc cân bằng giữa hai pha lỏng và hơi.
• Điểm C là điểm tới hạn ứng với nhiệt độ tới hạn T
C
và áp suất tới hạn P

C
. Tại đó các tính
chất của pha lỏng và pha hơi trở thành đồng nhất.
Đối với đơn chất, điểm tới hạn được định nghĩa: là điểm mà phía trên nó, pha lỏng
không thể tồn tại như một pha độc lập. Hay nói một cách khác, phía trên điểm tới hạn, khí
không thể hóa lỏng bằng cách nén áp suất cao.
SVTH:Nguyễn Tiến Hưng SHSV:20091382
19
Đồ án tốt nghiệp Mô phỏng và thiết kế phân xưởng sản xuất LPG từ khí đồng hành
• Đường HC thường được gọi là đường áp suất hơi hay đường cong điểm sương hay đường
cong điểm bọt của đơn chất.
*Xét quá trình chuyển pha đẳng áp hệ một cấu tử trên hình 6:
o Từ “m” > “n” hệ ở trạng thái rắn
o Từ “o” đến “b” hệ ở trạng thái lỏng, tại “b” hệ ở trạng thái lỏng bão hòa
o Bất kỳ sự cung cấp năng lượng nào cũng làm cho lỏng hóa thành hơi ở nhiệt độ và áp suất
không đổi.
o Tại “d” hệ ở trạng thái hơi bão hòa, tiếp tục tăng nhiệt độ sẽ nhận được hơi quá nhiệt.
b) Giản đồ pha hệ nhiều cấu tử.
Đối với hệ nhiều cấu tử, vị trí của các đường cong trên giản đồ pha phụ thuộc vào
thành phần của hỗn hợp và các đường bao pha tạo thành không phải là một mặt phẳng,
mà có chiều dày như hình cái lưỡi với thành phần là biến số phản ánh bề dày của đường
bao pha. Trên hình 5 thể hiện giản đồ pha hệ nhiều cấu tử với trục tung là áp suất và trục
hoành là nhiệt độ.
Giản đồ pha điển hình hệ nhiều cấu tử
 Điểm C là điểm tới hạn, tại đó hai pha trở thành một pha
SVTH:Nguyễn Tiến Hưng SHSV:20091382
20
Đồ án tốt nghiệp Mô phỏng và thiết kế phân xưởng sản xuất LPG từ khí đồng hành
 Điểm M là điểm tương ứng với áp suất lớn nhất mà tại đó hỗn hợp nhiều cấu tử tồn
tại ở trạng thái 2 pha.

 Điểm N là điểm tương ứng với áp suất lớn nhất mà tại đó hỗn hợp nhiều cấu tử tồn
tại ở trạng thái 2 pha.
Bên trái đường cong điểm bọt, hệ tồn tại ở trạng thái lỏng, khi bắt đầu chạm đường
cong điểm bọt thì hệ khí bắt đầu xuất hiện bọt khí. Khi sang đường cong điểm sương thì
toàn bộ hỗn hợp khí trở thành hơi. Từ đường cong điểm bọt đến đường cong điểm sương
là miền mà tồn tại cân bằng hỗn hợp khí ở hai pha lỏng và hơi.
 Đường ABDE: biểu diễn quá trình ngưng tụ đẳng nhiệt suy biến điển hình trong
các mỏ khí condensate. Điểm A biểu diễn pha lỏng chặt nằm bên ngoài đường bao
pha, khi giảm áp suất tới điểm B bắt đầu quá trình ngưng tụ. Tiếp tục giảm áp suất
lượng lỏng hình thành nhiều hơn từ điểm A đến D nằm trong miền suy biến được
tạo bởi các điểm thay đổi độ dốc của các đường pha.
 Khi tiếp tục giảm áp suất ra khỏi miền suy biến đi từ D tới E thì lượng lỏng giảm
dần cho tới khi đạt điểm sương E. Phía dưới điểm E, hệ không tồn tại ở trạng thái
lỏng , chỉ tồn tại ở trạng thái hơi.
Điểm tới hạn C của hỗn hợp khí hydrocacbon luôn luôn ở phía bên trái điểm M và
vị trí là rất quan trọng vì nó ảnh hướng đến sự thay đổi hướng của các đường lỏng hơi bên
trong đường bao pha. Điểm tới hạn C có thể nằm bên phải điểm N thể hiện trong hình
SVTH:Nguyễn Tiến Hưng SHSV:20091382
21
Đồ án tốt nghiệp Mô phỏng và thiết kế phân xưởng sản xuất LPG từ khí đồng hành
.
Ảnh hưởng của thành phần đến Vị trí quỹ tích giới Đường bao pha của hệ
bậc hai metan – propan hạn của một số hệ bậc hai
Trên hình là giản đồ hệ bậc hai metan propan cho thấy thành phần ảnh hưởng đến
hình dáng, vị trí của đường bao pha thì đường cong ngoài cùng là các đường áp suất hơi
của metan propan bắt đầu từ điểm tới hạn, ba đường bao pha còn lại là của 3 hỗn hợp có
tỷ lệ thành phần metan, propan khác nhau được gọi là quỹ tích tới hạn.
Như vậy vị trí tới hạn trên mỗi đường bao pha thay đổi theo thành phần của hỗn
hợp hydrocacbon.
Ngoài ra các tạp chất phi hydrocacbon như: H

2
O , CO
2
, H
2
S, N
2
cũng có nhưng ảnh
hưởng đáng kể đến đường bao pha của hỗn hợp khí trong điều kiện nhiệt độ cao và áp
suất thấp.
 H
2
S, CO
2
làm giảm điểm áp suất cực đại tồn tại lỏng hơi của hỗn hợp khí
 N
2
làm tăng điểm áp suất cực trị, tồn tại lỏng hơi hỗn hợp khí và giảm khả năng
trộn lẫn. [1]
c) Hằng số cân bằng pha Lỏng – Hơi.
SVTH:Nguyễn Tiến Hưng SHSV:20091382
22
Đồ án tốt nghiệp Mô phỏng và thiết kế phân xưởng sản xuất LPG từ khí đồng hành
Cân bằng pha của hỗn hợp khí không phải trạng thái tĩnh mà là cân bằng động, vẫn
luôn tồn tại sự chuyển động của các phân tử từ pha lỏng sang pha hơi và ngược lại, tốc độ
bay và tốc độ ngưng tụ là bằng nhau
Đại lượng đặc trưng cho sự phân bố của các cấu tử giữa các pha ở điều kiện cân
bằng là hằng số cân bằng pha K được xác định bằng phương trình:
K
i

= y
i
/ x
i
Trong đó: y
i
là phần mol của cấu tử i trong pha hơi;
x
i
là phần mol của cấu tử i trong pha lỏng. [1]
2.5. Các thiết bị chính có trong sản xuất LPG
Nhìn chung các thiết bị trong quá trình sản xuất LPG rất đa dạng và phong phú.
Trong công nghệ sản xuất LPG ở nhà máy khí Dinh Cố ta có các thiết bị chính sau:
2.5.1 Thiết bị nén khí
Trong sơ đồ công nghệ nêu trên có 3 máy nén khí. Thiết bị này thường dùng là
máy nén pittông hoặc máy nén ly tâm.
 Máy nén pittông: được sử dụng nhiều trong công nghiệp với quy mô vừa và
nhỏ.Do nó cho phép áp suất vào và ra khá linh động, tỉ số nén cao và giá thành
thấp khi năng suất thấp
 Máy nén ly tâm: được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp hóa học. Nó có ưu điểm
so với máy nén pittông là: năng suất lớn, cấu tạo đơn giản, chi phí bảo dưỡng thấp.
[33]
2.5.2 Thiết bị phân tách lỏng – hơi
Thiết bị này có nhiệm vụ phân tách lỏng – hơi sau khi ngưng tụ nguyên liệu vào.
Hoạt động của thiết bị dựa vào trọng lực, chất lỏng có khối lượng riêng lớn hơn lắng
xuống đáy thiết bị, hơi nhẹ hơn đi lên trên. Tuy nhiên trong quá trình tách hơi ra khỏi
lỏng, hơi cuốn theo những giọt lỏng có kích thước nhỏ tạo thành sương mù mà không thể
tách bằng trọng lực. Trong quá trình đi lên, những hạt này kết hợp lại thành những hạt lớn
và có thể lắng xuống dưới tác dụng của trọng lực.
SVTH:Nguyễn Tiến Hưng SHSV:20091382

23
Đồ án tốt nghiệp Mô phỏng và thiết kế phân xưởng sản xuất LPG từ khí đồng hành
Dựa và hình dạng và chế độ mà người ta phân loại thiết bị dạng đứng và dạng nằm
ngang.
Cấu tạo thiết bị gồm 4 phần cơ bản sau: đầu A có tác dụng giảm tốc độ dòng chảy
phân tách sơ bộ lỏng – hơi. Phần tách khí B được thiết kế để dùng trọng lực tách các giọt
lỏng bị lôi cuốn theo. Nó là vùng không gian trống mà khí di chuyển với vận tốc thấp,
trong thiết bị nằm ngang, còn lắp thêm cánh quạt thẳng để giảm sự rối loạn và chiều dài
của thiết bị. Vùng tách lỏng C có nhiệm vụ thu hồi các giọt lỏng rơi xuống, đồng thời
cung cấp thời gian lưu đủ lớn để tách hơi. Phần tách sương D sử dụng các tấm lưới, hệ
thống cánh quạt hoặc xyclon. Nó có tác dụng loại bỏ những hạt lỏng có kích thước nhỏ,
có thể đến 3 micromet. Để lựa chon loại thiết bị không có qui tắc cụ thể nào. Thông
thường dựa vào chỉ tiêu kinh tế để lựa chọn. Các ứng dụng và so sánh được thể hiện dưới
đây: [33]
Nằm ngang Thẳng đứng
Phạm vi ứng dụng - Thể tích hỗn hợp vào lớn.
- Tỉ lệ hơi/lỏng không quá
cao.
- Lưu lượng dòng vào nhỏ.
- Tỉ lệ hơi/lỏng cao.
- Không gian lắp đặt bị hạn
chế.
Ưu điểm - Đường kính nhỏ hơn khi
cùng lượng khí so với dạng
- Việc kiểm soát mức chất
lỏng không quá quan trọng.
SVTH:Nguyễn Tiến Hưng SHSV:20091382
24
Đồ án tốt nghiệp Mô phỏng và thiết kế phân xưởng sản xuất LPG từ khí đồng hành
thẳng đứng.

- Bề mặt bay hơi lớn.
- Dòng khí không cản trở
sự thoát nước của phân
tách sương
- Có đủ không gian thoát
khí ở trên và lỏng ở dưới
- Chiếm ít diện tích.
Nhược điểm - Chỉ có một phần không
gian nhỏ để thoát khí.
- Chiếm nhiều diện tích.
- Điều khiển mức chất
lượng đặc biệt quan trọng.
- Đường kính lớn hơn so
với thiết bị nằm ngang.
- Khó khăn trong lắp các
thiết bị kiểm tra, an toàn.
2.5.3 Tháp tách
Tháp tách thực chất là tháp chưng cất, sản phẩm đỉnh tháp là phần nhẹ, đáy tháp là
phần nặng hơn. Áp suất làm việc của tháp từ 3 – 3,5 Mpa. Áp suất quá cao gây khó khăn
và không có lợi cho việc tách khí. Ở điều kiện áp suất đó nhiệt độ đỉnh tháp từ -30
o
C đến
0
o
C, nhiệt độ đáy tháp từ 90-120
o
C.
Có 2 loại tháp chưng phổ biến là tháp đệm và tháp đĩa. Tháp đĩa có nhiều dạng
như: đĩa lỗ, van, đĩa chóp. Tháp đệm cũng có nhiều loại: đệm đổ lộn xộn và đệm cấu trúc.
Đệm đổ lộn xộn thường được dùng cho các loại tháp nhỏ, đệm cấu trúc thường được dùng

cho các loại tháp có thể tích lớn hơn.
- Tháp đệm
Các đệm trong tháp là các vòng bằng gốm. Để tăng bề tiếp xúc phía trong vòng
gốm người ta làm các tấm chắn, sắp xếp đệm trên đĩa có hai loại lỗ khác nhau. Các lỗ nhỏ
(phía dưới) để chất lỏng đi qua và lỗ lớn (phía trên) để cho hơi đi qua. Nhược điểm của
loại tháp này là: tiếp xúc giữa pha lỏng và pha hơi không tốt. Nhưng khi dùng tháp có
đường kính nhỏ hơn 1m thì hiệu quả không kém gì đĩa chóp vì vậy chúng thường dùng để
chưng luyện gián đoạn với công suất không lớn.
SVTH:Nguyễn Tiến Hưng SHSV:20091382
25