tìm hiểu và tính toán tháp tách loại nước bằng teg trên tàu fpso lam sơn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT

LOGO

KHOA DẦU KHÍ
BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU VÀ TÍNH TOÁN THÁP TÁCH LOẠI NƯỚC BẰNG TEG TRÊN TÀU FPSO LAM SƠN

Giáo viên hướng dẫn:

Sinh viên: LÊ XUÂN MINH

TS. NGUYỄN THỊ LINH

Lớp : Lọc – Hóa dầu A K54 HD

HÀ NỘI, 11/2014

1


NỘI DUNG

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

TỔNG QUAN VỀ KHÍ TỰ NHIÊN

TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ TÁCH NƯỚC TẠI TÀU FPSO LAM SƠN

TÍNH TOÁN MỘT SỐ THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA THÁP HẤP THỤ NƯỚC BẰNG TEG TẠI
TÀU FPSO LAM SƠN

KẾT LUẬN

2

LOGO


TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

 Nước có trong khí gây ra các tác hại sau:
+ Kết hợp với các Hydrocacbon
nhẹ hình thành các hydrat

+ Gây ra ăn mòn đường ống
và các thiết bị

Do vậy chúng ta phải loại bỏ nước ra khỏi khí trong quá trình chế biến và sử dụng

3

LOGO


TỔNG QUAN VỀ KHÍ TỰ NHIÊN

 Khái niệm về khí tự nhiên và khí đồng hành

+ Khái niệm về khí tự nhiên
+ Khái niệm về khí đồng hành

 Nguồn gốc dầu mỏ và nguồn gốc của khí tự nhiên, khí đồng hành
 Phân loại khí
 Một số tính chất quan trọng của khí Hydrocacbon
+ Nhiệt độ sôi và áp suất hơi bão hòa
+ Khối lượng trung bình và tỷ khối
+ Nhiệt độ tới hạn và áp suất tới hạn
+ Giới hạn cháy nổ
+ Nhiệt trị
+ Độ ẩm, điểm sương của khí
+ Nhiệt dung, nhiệt bay hơi, Entalpy, Entrolpy

4

LOGO


TỔNG QUAN VỀ KHÍ TỰ NHIÊN

 Các phương pháp loại bỏ nước
+ Phương pháp hấp thụ

5

LOGO


TỔNG QUAN VỀ KHÍ TỰ NHIÊN

+ Phương pháp hấp phụ

6

LOGO


TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ TÁCH NƯỚC TẠI TÀU FPSO LAM SƠN

 Giới thiệu về tàu FPSO Lam Sơn

7

LOGO


TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ TÁCH NƯỚC TẠI TÀU FPSO LAM SƠN

 Tìm hiểu công nghệ tách loại nước trên tàu FPSO Lam Sơn

8

LOGO


TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ TÁCH NƯỚC TẠI TÀU FPSO LAM SƠN



Sơ đồ công nghệ P&ID của tháp tách loại nước trên tàu FPSO Lam Sơn

9

LOGO


TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ TÁCH NƯỚC TẠI TÀU FPSO LAM SƠN



Sơ đồ P & ID thiết bị trao đổi nhiệt và bình chứa Glycol

10

LOGO


TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ TÁCH NƯỚC TẠI TÀU FPSO LAM SƠN



Sơ đồ P & ID bình tách nhanh (Glycol Flash vessel) và 3 thiết bị lọc

11

LOGO


TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ TÁCH NƯỚC TẠI TÀU FPSO LAM SƠN



Sơ đồ P & ID thiết bị Stripping Gas và Reboiler trong phân xưởng hấp thụ nước

12

LOGO


TÍNH TOÁN MỘT SỐ THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA THÁP HẤP THỤ NƯỚC BẰNG TEG TẠI TÀU
FPSO LAM SƠN

 Tính toán lượng TEG sử dụng cho tháp tách loại nước khi dòng khí tiếp nhận là 7 triệu ft3/ ngày
3
+ Lưa lượng khí cần làm khô 7 triệu ft / ngày (MMSCFD)
3
3
= 291666.67 ft /h = 8166.67 m /h
o
+ Nhiệt độ khí vào 43 C
+ Áp suất khí vào 24 bar
+ Áp suất khí ra 22.5 bar
o
+ Điểm sương yêu cầu +10 C
+ Lưu lượng riêng TEG nghèo 25 kg/ 1kg H2O

13

LOGO

TÍNH TOÁN MỘT SỐ THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA THÁP HẤP THỤ NƯỚC BẰNG TEG TẠI TÀU
LOGO

FPSO LAM SƠN



Tính toán các thông số

+ Nồng độ tối thiểu của TEG
+ Lượng dung dịch tuần hoàn.

 Qua quá trình tính toán thu được kết quả như sau:
+ Nồng độ tối thiểu của TEG vào tháp hấp thụ là αmin = 97%
6
3
+ Hàm lượng ẩm của khí nguyên liệu W1 = 3201.1 kg/ 10 std m
6
3
+ Hàm lượng ẩm của khí đầu ra W2 = 510.5 kg/ 10 std m
+ Lưu lượng dung môi tuần hoàn ( Lưu lượng TEG nghèo) = 549.33 (kg/h)

14


TÍNH TOÁN MỘT SỐ THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA THÁP HẤP THỤ NƯỚC BẰNG TEG TẠI TÀU
LOGO

FPSO LAM SƠN
+ Nồng độ dung dịch TEG giàu (bão hòa) ra ở đáy tháp α2 = 93.27 %
+ Lưu lượng dung dịch TEG ra khỏi đáy tháp L2 = 571.3 (kg/h)

3
+ Như vậy với lưu lượng khí hiện tại là 7 triệu ft / ngày thì cần dùng hết lượng dung môi TEG là 549.33 (kg/h) và nồng
độ TEG tối thiểu dùng là 97%.
Kết quả tính toán:

Các thông số

Kết quả

Hàm lượng ẩm của khí nguyên liệu W1

6
3
3201.1 kg/ 10 std m

Hàm lượng ẩm của khí đầu ra W2

510.5 kg/ 106 std m

Lưu lượng TEG nghèo

549.33 (kg/h)

Lưu lượng dung dịch TEG ra khỏi đáy tháp

571.3 (kg/h)

Nồng độ tối thiểu của TEG

97%

15

3


TÍNH TOÁN MỘT SỐ THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA THÁP HẤP THỤ NƯỚC BẰNG TEG TẠI TÀU
FPSO LAM SƠN



3
Tính toán tháp tách loại nước với lưa lượng khí cần làm khô 42 triệu ft / ngày (MMSCFD)

o
+ Nhiệt độ khí vào 85 C.
+ Áp suất khí vào 43.5 bar.
+ Áp suất khí ra 42 bar.
o
+ Điểm sương yêu cầu +10 C.
+ Lưu lượng riêng TEG nghèo 25 kg/ 1kg H2O.
+ Tính toán các thông số.
+ Nồng độ tối thiểu của TEG.
+ Lượng dung dịch tuần hoàn.
+ Số đĩa lý thuyết.
+ Số đĩa thực tế.

+ Đường kính tháp.
+ Chiều cao tháp.

16

LOGO


TÍNH TOÁN MỘT SỐ THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA THÁP HẤP THỤ NƯỚC BẰNG TEG TẠI TÀU
FPSO LAM SƠN

 Qua quá trình tính toán thu được kết quả như sau
+ Nồng độ tối thiểu của TEG vào tháp hấp thụ là αmin = 98%
+ Hàm lượng ẩm của khí nguyên liệu W1
6
3
W1 = yHC.WHC + yCO2.WCO2 + yH2S.WH2S = 2450.95 kg/ 10 std m
+ Hàm lượng ẩm của khí đầu ra W2
6
3
W2 = yHC.WHC + yCO2.WCO2 + yH2S.WH2S = 290.494 kg/ 10 std m
+ Lưu lượng dung môi tuần hoàn (Lưu lượng TEG nghèo)
L1 = V. (W1 – W2).l (kg/h) = 2703.27 (kg/h)

17

LOGO


TÍNH TOÁN MỘT SỐ THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA THÁP HẤP THỤ NƯỚC BẰNG TEG TẠI TÀU

LOGO

FPSO LAM SƠN

+ Nồng độ dung dịch TEG giàu (bão hòa) ra ở đáy tháp
α2 = 94.2%
+ Lưu lượng dung dịch TEG ra khỏi đáy tháp
L2 = L1 + (W1 –W2).V (kg/h) = 571.3 (kg/h)
+ Hằng số cân bằng
K = B.W.γ = 2,28.10

-3

+ Xác định yếu tố hấp thụ A
A=

L′
= 3.7 KV ′

18


TÍNH TOÁN MỘT SỐ THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA THÁP HẤP THỤ NƯỚC BẰNG TEG TẠI TÀU

LOGO

FPSO LAM SƠN

+ Hệ số tách ẩm thực tế của quá trình hấp thụ
Φt =

W1 − W2
W1

= 0.88

+ Hệ số tách lý thuyết khi tính toán có chú ý đến lượng nước trong TEG nghèo
ΦL = 0.98
+ Xác định số đĩa lý thuyết của tháp hấp thụ dựa vào phương trình Kramser (Phương trình rút gọn)
ΦL

=

+ Xác định số đĩa thực của tháp hấp thụ A − A
n +1

An +1 − 1

nthực =

= 11.05 đĩa

Vậy chọn số đĩa thực tế ta chọn là 12 đĩa nL
η

19

n = 2.76 đĩa

TÍNH TOÁN MỘT SỐ THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA THÁP HẤP THỤ NƯỚC BẰNG TEG TẠI TÀU
FPSO LAM SƠN

+ Tính đường kính tháp hấp thụ
D= (

0.5 4m
)
=π .960
G mm

+ Tính chiều cao của tháp hấp thụ
H = ntt. d + h = 8400 mm
So sánh giá trị tính toán và giá trị thực tế

20

LOGO


TÍNH TOÁN MỘT SỐ THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA THÁP HẤP THỤ NƯỚC BẰNG TEG TẠI TÀU FPSO LAM
LOGO

SƠN

Kết quả tính toán
Các thông số

Kết quả

Hàm lượng ẩm của khí nguyên liệu

6
3
2450.95 kg/ 10 std m

Hàm lượng ẩm của khí đầu ra

6
3
290.494 kg/ 10 stdm

Lưu lượng TEG nghèo

2703.27 (kg/h)

Số đĩa lý thuyết của tháp

2.76

Số đĩa thực của tháp hấp thụ

12

Đường kính tháp hấp thụ

960 mm

Chiều cao của tháp hấp thụ

8400 mm

21


KẾT LUẬN




LOGO

Đã tìm hiểu công nghệ tách loại nước bằng TEG trên tàu FPSO Lam Sơn và các điều kiện vận hành hệ thống
Đã tính toán lưu lượng dung môi cần dùng trong điều kiện thực tế khi nguồn khí tiếp nhận với lưu lượng nhỏ (7 triệu
3
ft /ngày) là 549.33 (kg/h)



3
Đã tính toán sơ bộ các thông số cơ bản của tháp hấp thụ làm khô khí với công suất 42 triệu ft /ngày. Như hằng số cân
bằng của quá trình hút ẩm K, yếu tố hấp thụ A, số đĩa lý thuyết, số đĩa thực tế, đường kính tháp hấp thụ, chiều cao
tháp hấp thụ

21


LOGO

EM XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN!

23