ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 ĐỀ TÀI: MÔ PHỎNG CÔNG NGHỆ CỦA NHÀ MÁY CHẾ BIẾN KHÍ DINH CỐ HOẠT ĐỘNG Ở CHẾ ĐỘ MGPP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG
KHOA HÓA
NGÀNH KỸ THUẬT DẦU KHÍ


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2
ĐỀ TÀI: MÔ PHỎNG CÔNG NGHỆ CỦA NHÀ MÁY CHẾ
BIẾN KHÍ DINH CỐ HOẠT ĐỘNG Ở CHẾ ĐỘ MGPP

SVTH: MAI THANH PHƯƠNG - 107140207
NGUYỄN THỊ MINH HUỆ - 107150218
LỚP: 15H5
GVHD: PGS.TS. TRƯƠNG HỮU TRÌ

Năm học: 2018-2019


Đồ án công nghệ 2

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
Khoa Hóa
Bộ môn Kỹ thuật Dầu Khí
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ II
Nhóm sinh viên thực hiện: Mai Thanh Phương – Nguyễn Thị Minh Huệ
Lớp:
15H5
I. Đề tài
Mô phỏng công nghệ của nhà máy chế biến khí Dinh Cố hoạt động ở chế độ MGPP
II. Số liệu ban đầu

- Nguồn nguyên liệu: Khí từ mỏ Bạch Hổ và Rạng Đông
- Năng suất phân xưởng và số liệu vận hành: tham khảo sô liệu thực tế
- Các chỉ tiêu chất lượng, hiệu suất thu sản phẩm: tham khảo số liệu thực tế
III. Yêu cầu và nội dung đồ án
- Tổng quan về phân xưởng của nhà máy chế biến khí Dinh Cố và các cụm công
nghệ đi kèm
-Khai thác số liệu để thiết lập sơ đồ công nghệ của phân xưởng và phân chia các
cụm công nghệ trong phân xưởng.
- Thiết lập cân bằng vật chất và sơ đồ công nghệ của phân xưởng chưng cất dầu thô
của nhà máy chế biến khí Dinh Cố.
- Giới thiệu sơ bộ về phần mềm Hysys.
- Ứng dụng Hysys để mô phỏng công nghệ phân xưởng.
- Kết luận.
IV. Thời gian tiến hành
Ngày giao đồ án:
16/02/2019
Ngày hoàn thành và nộp: 11/05/2019
Thông qua bộ môn
Ngày … tháng … năm 2019
TỔ TRƯỞNG BỘ MÔN
Giáo viên hướng dẫn

TS. Đặng Kim Hoàng

SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ

PGS.Ts Trương Hữu Trì

Trang 1

Đồ án công nghệ 2

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

LỜI NÓI ĐẦU
Đối với một sinh viên chuyên ngành Kỹ Thuật Dầu Khí, việc nắm vững các kiến
thức về công nghệ là thực sự cần thiết. Việc lĩnh hội các kiến thức này sẽ giúp cho các
kỹ sư trong tương lai không những có thể thiết kế, vận hành tốt một quá trình sản xuất
và chế biến, mà còn biết cách tối ưu hóa các quá trình . Vì vậy, với yêu cầu trên, đồ án
công nghệ 2 thực sự mang đến cho tất cả sinh viên cơ hội để vận dụng kiến thức đã học
vào thực tiễn sản xuất, chế biến. Sinh viên cần phải nắm vững tổng quát các kiến thức
về các quá trình truyền nhiệt, chuyển khối, chuyển hóa hóa học cũng như thiết bị hoạt
động trong lĩnh vực dầu khí.
Bên cạnh công nghệ Lọc dầu, các quá trình chế biến khí là một trong những lĩnh vực
quan trọng mang đến năng lượng cho sự phát triển đất nước, tiết kiệm năng lượng và
giảm ô nhiễm môi trường. Nhà máy chế biến khí Dinh Cố ra đời với mục đích thực tiễn
đó. Trong đồ án này, nhóm sẽ mô phỏng chế độ hoạt động MGPP, là chế độ hoạt động
hiện nay của nhà máy. Nội dung của đồ án bao gồm các phần sau:
 Tổng quan về nhà máy chế biến khí Dinh Cố.
 Tổng quan về phần mềm Hysys.
 Khai thác số liệu từ sơ đồ công nghệ, xây dựng sơ đồ mô phỏng nhà máy.
 Mô phỏng, trích xuất dữ liệu, phân tích và thảo luận kết quả.
Rất mong nhận được sự góp ý, chia sẻ của quý thầy cô, anh chị và bạn bè!

SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ

Trang 2

Đồ án công nghệ 2

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

MỤC LỤC
Chương 1:
GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN KHÍ DINH CỐ .... 5
1.1. Tổng quan về nhà máy chế biến khí Dinh Cố .................................................. 5
1.1.1. Sơ lược về nhà máy ....................................................................................... 5
1.1.2. Mục đích xây dựng nhà máy ......................................................................... 6
1.1.3. Cơ cấu tổ chức nhà máy ................................................................................ 7
1.1.4. Giới thiệu sơ lược về các chế độ vận hành của nhà máy .............................. 7
1.2. Các thiết bị chính trong nhà máy ...................................................................... 8
1.2.1. Slug Catcher (SC-01/02) ............................................................................... 8
1.2.2. Bình tách ba pha (V-03) ................................................................................ 9
1.2.3. Bình tách V-101 .......................................................................................... 11
1.2.4. Hệ thống máy nén khí đầu vào K-101A/B/C/D .......................................... 12
1.2.5. Thiết bị tách nước sơ bộ (V-08) .................................................................. 13
1.2.6. Thiết bị khử Hydrat bằng hấp phụ (V-06A/B)............................................ 14
1.2.7. Thiết bị trao đổi nhiệt (E-14) ...................................................................... 18
1.2.8. Thiết bị Turbo-Expander (CC-01) .............................................................. 18
1.2.9. Tháp tách tinh (C-05) .................................................................................. 19
1.2.10.Tháp Deethanizer (C-01) ............................................................................ 20
1.2.11.Tháp ổn định Stabilizer (C-02) ................................................................... 21
1.2.12.Thiết bị trao đổi nhiệt (E-04) ...................................................................... 22
1.2.13.Thiết bị đun sôi lại kiểu Kettle .................................................................... 22
1.3. Nguyên liệu, các chế độ hoạt động và sản phẩm của nhà máy ...................... 23
1.3.1. Nguyên liệu vào nhà máy............................................................................ 23
1.3.2. Mô tả các chế độ hoạt động của nhà máy ................................................... 23
1.3.3. Các sản phẩm của nhà máy ......................................................................... 30

1.3.4. Các tiêu chuẩn kỹ thuật của sản phẩm ........................................................ 31
Chương 2:
GIỚI THIỆU PHẦN MỀM HYSYS .......................... 34
2.1. Giới thiệu sơ lược về Hysys ........................................................................... 34
2.1.1. Các ứng dụng của Hysys ............................................................................. 34
2.1.2. Những ưu điểm của phần mềm Hysys ........................................................ 35
2.2. Thao tác mô phỏng trong Hysys ..................................................................... 36
Chương 3: ............................................................................................................... 39
SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ

Trang 3


Đồ án công nghệ 2

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

MÔ PHỎNG TĨNH NHÀ MÁY CHẾ BIẾN KHÍ DINH CỐ Ở CHẾ ĐỘ
MGPP BẰNG HYSYS ........................................................................................... 39
3.1. Nhập các thông số ban đầu ............................................................................. 39
3.2. Thiết lập sơ đồ dòng và thiết bị ................................................................... 41
3.2.1. Slug Catcher ................................................................................................ 41
3.2.2. Thiết bị chia dòng TEE-01 .......................................................................... 42
3.2.3. Valve PV-106 .............................................................................................. 42
3.2.4. Máy nén K-101A/B/C/D ............................................................................. 42
3.2.5. Thiết bị làm mát bằng không khí E-1015 ................................................... 42
3.2.6. Thiết bị tách V-08 ....................................................................................... 43
3.2.7. Thiết bị tách 3 pha V-03 ............................................................................. 43
3.2.8. Cụm thiết bị hấp phụ-giải hấp V-06A/B ..................................................... 44
3.2.9. Thiết bị trao đổi nhiệt E14 .......................................................................... 45

3.2.10.Turbo-Expander .......................................................................................... 46
3.2.11.Van FV-1001............................................................................................... 46
3.2.12.Tháp Rectifier C-05 .................................................................................... 47
3.2.13.Thiết bị trộn MIX-100................................................................................. 50
3.2.14.Thiết bị trao đổi nhiệt E-04 ......................................................................... 51
3.2.15.Các van giảm áp nguyên liệu trước khi vào tháp C-01 ............................... 53
3.2.16.Tháp Deethanizer C-01 ............................................................................... 53
3.2.17.Hệ thống nén 3 cấp và làm mát dòng Top C-01 ......................................... 55
3.2.18.Tháp C-02 ................................................................................................... 56
3.3. So sánh kết quả với số liệu thực tế ................................................................. 61
KẾT LUẬN ............................................................................................................. 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 67

SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ

Trang 4


Đồ án công nghệ 2

Chương 1:
1.1.

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN KHÍ DINH CỐ

Tổng quan về nhà máy chế biến khí Dinh Cố

1.1.1. Sơ lược về nhà máy

Hình 1.1: Nhà máy chế biến khí Dinh Cố.
Nhà máy chế biến khí Dinh Cố được khởi công xây dựng ngày 4/10/1997, đây là
nhà máy khí hóa lỏng đầu tiên của Việt Nam. Nhà thầu là tổ hợp Samsung Enginerring
Company LTĐ (Hàn Quốc), cùng công ty NKK (Nhật Bản). Tổng số vốn đầu tư là 79
triệu USD, 100% vốn đầu tư của Tổng Công Ty Dầu Khí Việt Nam, nhà máy được xây
dựng tại xã An Ngãi, huyện Long Điền, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu với diện tích 89600 m2
(dài 320m, rộng 280m), cách Long Hải 6 km về phía Bắc, cách điểm tiếp bờ của đường
ống dẫn khí từ Bạch Hổ khoảng 10 km.
Khí đồng hành được thu gom từ mỏ Bạch Hổ và mỏ Rạng Đông và các mỏ khí
khác, được dẫn vào bờ theo đường ống 16" và được xử lý tại nhà máy xử lý khí Dinh
Cố nhằm thu hồi khí khô, LPG và các sản phẩm nặng hơn. Phần khí khô được làm nhiên
liệu cho nhà máy điện Bà Rịa, nhà máy điện đạm Phú Mỹ.
Nhà máy chuyển từ chế độ GPP sang MGPP để tăng năng suất nhà máy từ 4,8 đến
5,7 triệu m3/ngày. Các thiết bị được thiết kế vận hành liên tục 24h trong ngày (hoạt động
350 ngày/năm), sản phẩm hóa lỏng sau khi ra khỏi nhà máy được dẫn theo 3 đường ống
6" đến kho cảng Thị Vải.
Sự ưu tiên hàng đầu của nhà máy là duy trì dòng khí khô cung cấp cho nhà máy
điện, việc thu hồi các sản phẩm lỏng từ khí thì ít được ưu tiên hơn.
SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ

Trang 5


Đồ án công nghệ 2

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

- Ưu tiên đối với việc cung cấp khí khô cho nhà máy điện: Trong trường hợp nhu
cầu khí của nhà máy điện cao thì việc thu hồi các thành phần lỏng sẽ được giảm tối thiểu

nhằm bù đắp cho thành phần khí.
- Ưu tiên cho sản xuất các sản phẩm lỏng: Trong trường hợp nhu cầu khí của nhà
máy điện thấp thì việc thu hồi các thành phần lỏng sẽ được ưu tiên.
Thực tế trong quá trình vận hành nhà máy, nhà máy đã tìm cách thu hồi sản phẩm
lỏng càng nhiều càng tốt vì sản phẩm lỏng có giá trị cao hơn so với khí.
1.1.2. Mục đích xây dựng nhà máy
Trong những năm đầu khai thác dầu , khí đồng hành được đốt bỏ, điều này không
chỉ làm lãng phí một lượng lớn nguồn tài nguyên thiên nhiên của đất nước mà còn gây
ô nhiễm môi trường. Bên cạnh đó cùng với sự phát triển hàng loạt các mỏ khí thiên
nhiên ở thềm lục địa phía Nam, đã thôi thúc chúng ta phải tìm những giải pháp thích
hợp cho việc khai thác, sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên quý giá này.
Tháng 5/1995 hệ thống thu gom khí đồng hành ở mỏ Bạch Hổ đã hoàn thành, điều
này đánh dấu một bước phát triển quan trọng cho ngành chế biến khí ở Việt Nam. Chỉ
tính riêng việc đưa khí vào sử dụng cho các nhà máy điện Bà Rịa với công suất 1 triệu
m3khí/ngày đã tiết kiệm lượng tiền lớn cho đất nước, chưa kể đến những lợi ích khác
kèm theo như ổn định sản xuất, giải quyết vấn đề việc làm, tránh lãng phí và giải quyết
vấn đề ô nhiễm môi trường,...
Tuy nhiên trong khi chỉ sử dụng khí làm nhiên liệu cho các nhà máy điện ta lại phải
nhập LPG làm nhiên liệu và Condensate để pha chế xăng, điều này cũng làm thất thu
một lượng ngoại tệ đáng kể của đất nước. Thêm vào đó để từng bước khép kín quy trình
sản xuất từ việc khai thác, vận chuyển, xử lý, chế biến dầu khí, tận dụng triệt để nguồn
năng lượng góp phần công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước, vào tháng 10/1999
PetroViệt Nam Gas đã vận hành nhà máy xử lý khí đầu tiên với năng suất mỗi năm
khoảng 250 nghìn tấn LPG và 100 nghìn tấn Condensate. Nhà máy xử lý khí Dinh Cố
ra đời với mục đích sau:
-

Xử lý, chế biến khí đồng hành thu gom được trong quá trình khai thác dầu tại mỏ

Bạch Hổ và các mỏ khác ở ngoài khơi Việt Nam.

-

Cung cấp khí thương phẩm làm nhiên liệu cho các nhà máy điện Bà Rịa, nhà máy

điện đạm Phú Mỹ và làm nguyên liệu cho các ngành công nghiệp khác.

SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ

Trang 6


Đồ án công nghệ 2

-

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

Thu hồi sản phẩm lỏng có giá trị kinh tế cao hơn so với khí đồng hành ban đầu

như: LPG, Condensate.
-

Khi đã đáp ứng nhu cầu trong nước, các sản phẩm LPG và Condensate sẽ xuất

khẩu mang lại cho đất nước một nguồn ngoại tệ đáng kể.
1.1.3. Cơ cấu tổ chức nhà máy

Hình 1.2: Cơ cấu tổ chức nhà máy
1.1.4. Giới thiệu sơ lược về các chế độ vận hành của nhà máy
Nhà máy được thiết kế với công suất đầu vào 4,8 triệu m3 khí/ngày và có 3 giai

đoạn vận hành theo các chế độ tương ứng nhằm đáp ứng tiến độ cung cấp sản phẩm:
 Giai đoạn AMF (Absolute Minimum Facility): Cụm thiết bị tối thiểu tuyệt đối, ở
chế độ này phương thức làm lạnh bằng EJ (thiết bị hòa dòng) cho nên quá trình làm lạnh
không sâu (200C theo thiết kế), do đó sản phẩm thu được là condensate và khí khô không
tách LPG. Khí thương phẩm với lưu lượng 3,8 triệu m3 khí/ngày cung cấp cho các nhà
SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ

Trang 7


Đồ án công nghệ 2

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

máy điện và thu hồi condensate với sản lượng 342 tấn/ngày, bắt đầu đưa vào hoạt động
từ tháng 10/1998
 Giai đoạn MF (Minimum Facility): Cụm thiết bị tối thiểu để thu được ba sản
phẩm là khí khô, LPG và condensate. Trong chế độ này phương thức làm lạnh là các
thiết bị trao đổi nhiệt nên nhiệt độ xuống thấp hơn so với chế độ AMF, do đó có thể
ngưng tụ C3, C4 trong khí nên sản phẩm cho ta thêm bupro. Sản lượng condensate là 380
tấn/ngày và bupro là 630 tấn/ngày và 3,5 triệu m3 khí khô/ngày, bắt đầu hoạt động vào
tháng 12/1998.
 Giai đoạn GPP (Gas Procesing Plant): Sản xuất Condensate ổn định, khí khô,
hỗn hợp Butane và Propane được tách độc lập. Giai đoạn này công suất khí đầu vào là
1,5 tỷ m3 khí/năm, thu hồi Propane: 575 tấn/ngày; Butane 417 tấn/ngày; Condensate:
402 tấn/ngày và khí khô: 3,34 triệu m3/ngày. Giai đoạn này sử dụng công nghệ Turbo –
Expander với hiệu suất thu hồi sản phẩm lỏng cao.
 Hiện nay do việc bổ sung nguồn nguyên liệu từ mỏ khí Rạng Đông dẫn đến áp
suất đầu vào của nhà máy giảm so với thiết kế của GPP nhà máy đã và đang sử sụng chế
độ MGPP (Modified Gas Processing Plant) để đảm bảo áp suất đầu vào của nhà máy.

1.2. Các thiết bị chính trong nhà máy
1.2.1. Slug Catcher (SC-01/02)

Hình 1.3: Thiết bị Slug Catcher
Cấu tạo: Slug Catcher gồm 2 hệ, mỗi hệ 12 ống có dung tích 1400m3, thuộc dạng
ống, đường kính mỗi ống 42", nằm nghiêng góc từ 10 ÷ 150 và dài 140m nhằm tăng khả
năng tách lỏng trong quá trình di chuyển của hỗn hợp lỏng-khí.
Điều kiện vận hành: Áp suất : 75 bar.
SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ

Trang 8


Đồ án công nghệ 2

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

Nhiệt độ : 23 ÷ 280C.
Nguyên tắc hoạt động: Hỗn hợp khí và Condensate từ ngoài khơi vào, đầu tiên
được đưa đến Slug Catcher (SC-01/02) để phân tách Condensate, Khí và nước tự do,
dưới áp suất vận hành 75 bar và nhiệt độ 250C. Dòng khí vào đường ống luôn luôn
chuyển động va đập vào nhau và va đập vào thành ống, bên cạnh đó do sự thay đổi đột
ngột về đường kính ống (từ 16" vào 42") nên làm giảm tốc độ dòng khí và như vậy làm
giảm động năng dòng khí, dưới tác dụng của lực trọng trường thì những cấu tử nặng hơn
nhờ độ nghiêng của ống sẽ chảy về cổ góp ngưng tụ thành lỏng gồm Condensate và
nước tự do. Nước tự do nặng hơn Condensate nên được tách riêng ra khỏi Condensate
và góp lại tại đầu góp nước, Condensate sẽ được đưa qua bình tách V-03. Còn những
cấu tử nhẹ hơn nằm phía trên tiếp tục tồn tại ở dạng khí và được góp lại ở đầu góp 30"
sau đó phần lớn được đưa tới hệ thống máy nén đầu vào K-101A/B/C/D và một phần
nhỏ được Bypass qua bình tách V-101.

Hình 1.4: Sơ đồ PID cụm thiết bị Slug Catcher
1.2.2. Bình tách ba pha (V-03)
Cấu tạo: Là 1 bình tách ba pha, nằm ngang, có hệ thống gia nhiệt.
Điều kiện vận hành: Áp suất : 47 bar,
Nhiệt độ : 160C.
Mục đích: tách Condensate, nước và khí hydrocacbon.

SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ

Trang 9


Đồ án công nghệ 2

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

Hình 1.5: Cấu tạo của bình tách ba pha V-03
Condensate từ Slug Catcher trước khi vào V-03 sẽ qua van giảm áp và được giảm
từ áp suất 75 bar xuống đến 47 bar, đồng thời với việc giảm áp suất thì nhiệt độ sẽ giảm
thấp hơn nhiệt độ tạo hydrate, vì vậy phải đặt hai van đo mức (LV-0131A/B) một van
dự phòng đặt lối vào V-03. Trong trường hợp xuất hiện hydrate ở một trong hai van thì
Methanol có thể được phun vào hoặc chuyển dòng sang van dự phòng.
Dây chuyền nhà máy được thiết kế ở điều kiện nhập liệu bão hoà hơi nước nhưng
thực tế việc xử lý Glycol ở ngoài khơi đã hạ nhiệt độ điểm sương của dòng nguyên liệu,
vì vậy việc ngăn chặn hình thành hydrate chỉ là đề phòng.
Trong bồn V-03, được trang bị một ống xoắn ruột gà nhằm mục đích gia nhiệt cho
Condensate để nâng nhiệt độ Condensate lớn hơn 160C bằng dầu nóng để tránh hình
thành hyđrate trong bồn. Lưu lượng dòng dầu nóng được điều khiển bằng TICA0303.
Condensate trong V-03 được chuyển qua thiết bị đo lưu lượng FICA0302 nối tiếp

với thiết bị đo mức LICA0302.
Nước tập trung ở đáy bồn được chuyển đến V-52.
Việc điều chỉnh áp suất của bình tách V-03 ở 75 bar trong chế độ GPP thiết kế khác
với trong hai chế độ AMF, MF và cả trong chế độ MGPP.
-

Trong chế độ AMF: Áp suất của bình V-03 được duy trì theo lưu lượng của dòng

khí thu được từ bình này sang C-05 và van xả an toàn ra hệ thống Flare.
-

Trong chế độ MF: Áp suất của bình V-03 được duy trì theo lưu lượng của dòng

khí thu được từ bình này sang C-01 và van xả an toàn ra hệ thống Flare.

SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ

Trang 10


Đồ án công nghệ 2

-

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

Trong chế độ GPP: Áp suất của bình V-03 không được điều khiển tự động, tuy

nhiên áp suất của bình vẫn được duy trì ở 75 bar, nhờ vào van một chiều trên đường
đường ống ra của K-03 quay lại đường ống hút. Khi áp suất đầu hút thấp hơn 75 bar nhờ

chênh áp giữa hai đầu van một chiều tăng lên làm mở van, dòng khí có áp suất cao trong
ống ra sẽ tăng áp trong đường ống hút. Trong trường hợp áp suất tăng quá 75 bar van an
toàn áp suất trên đỉnh bình tách này sẽ mở ra và xả khí ra hệ thống Flare để đốt nhằm
làm hạ áp suất của bình tách.
Nguyên tắc hoạt động:

Hình 1.6: Sơ đồ thiết bị V-03
Dòng nguyên liệu (1) khi vào bình tách V-03 đầu tiên gặp tấm chắn (2) sẽ làm giảm
động năng và làm cho quá trình phân chia pha xảy ra nhanh. Do có sự giảm áp qua van
trước khi vào bình tách V-03 nên hydrocacbon nhẹ thoát ra, các hydrocacbon này di
chuyển lên, đồng thời kéo theo các phân tử chất lỏng, những phân tử lỏng này gặp tấm
chắn sương (6) sẽ rơi xuống dưới. Khí sẽ được đi ra ngoài theo đường (3). Lỏng dưới
đáy bao gồm Condensate và nước. Do sự chênh lệch về khối lượng riêng mà nước và
Condensate sẽ phân pha, nước được thu tại đường (5) và được lấy ra ngoài, Condensate
sẽ được lấy ra theo đường (4) và được gia nhiệt trước khi vào tháp C-01.
1.2.3. Bình tách V-101
Cấu tạo: Là 1 bình tách khí-lỏng trong hỗn hợp ra khỏi nhau.
Điều kiện vận hành: Áp suất : 54 bar.
Nhiệt độ : 14-150C.
SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ

Trang 11


Đồ án công nghệ 2

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

Mục đích: mục đích chính là tách Khí ra khỏi Condensate và các hạt bụi, dầu mỡ
bị kéo theo…

Nguyên tắc hoạt động: Khí từ Slug Catcher được chia làm 2 dòng:
Dòng Bypass: Khoảng 0,8 triệu m3/ngày, trước khi vào V-101 sẽ qua van PV-101
để giảm áp từ 70 ÷ 80 bar xuống còn 54 bar. Lỏng tách ra từ V-101 sẽ được đưa đến V03 để tách sâu hơn, còn khí ra ở đỉnh bình tách V-101 được sử dụng như khí thương
phẩm cung cấp cho các nhà máy điện bằng hệ thống ống dẫn có đường kính 16".
Dòng chính: Khoảng 4,9 triệu m3/ngày sẽ được đưa qua bình tách trước khi vào
máy nén K-101A/B/C/D.

Hình 1.7: Cấu tạo của bình tách V-101
1.2.4. Hệ thống máy nén khí đầu vào K-101A/B/C/D
Mục đích của việc lắp đặt
Nhà máy xử lý khí Dinh Cố được thiết kế ban đầu với lưu lượng 4,8 triệu m3
khí/ngày sử dụng khí đồng hành tại mỏ Bạch Hổ với áp suất đầu vào theo thiết kế là
109 bar, nhưng sau khi mỏ Rạng Đông đi vào khai thác thì để tận dụng khí đồng hành
từ mỏ khí, PetroVietnam đã cho xây đường ống dẫn khí từ mỏ Rạng Đông sang mỏ Bạch
Hổ sau đó cùng đưa vào nhà máy với lưu lượng lên đến khoảng 5,7 triệu m3 khí/ngày
và áp suất đầu vào giảm chỉ còn 70 ÷ 80 bar điều này dẫn đến làm sai lệch áp suất đầu
SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ

Trang 12


Đồ án công nghệ 2

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

vào so với thiết kế. Chênh lệch áp suất tại đầu vào và đầu ra là yếu tố quyết định đến
khả năng thu hồi lỏng của nhà máy (vì nó quyết định đến hiệu suất làm lạnh của thiết bị
Turbo-Expander) mà áp suất đầu ra là cố định, không thể hạ thấp do yêu cầu của nhà
máy điện. Vì vậy để tăng lưu lượng vào và tăng khả năng thu hồi lỏng cũng như để cho
chế độ hoạt động nhà máy gần với thiết kế người ta lắp đặt hệ thống máy nén đầu vào

để tăng áp suất đầu vào sau Slug Cather.
Thông số thiết kế của hệ thống máy nén khí đầu vào:
Hệ thống gồm 4 máy nén, mỗi máy nén có công suất là 1,67 triệu m3 khí/ngày trong
4 máy nén này thì chỉ có 3 máy hoạt động còn một máy dự phòng. Dòng khí trước khi
vào hệ thống này có áp suất dao động từ 70 ÷ 80 bar và yêu cầu nâng áp suất đầu ra của
hệ thống lên đến 109 bar. Hỗn hợp khí ra từ máy nén K-1011A/B/C/D sẽ được làm lạnh
đến nhiệt độ 400C tại thiết bị làm lạnh bằng không khí E-1015A/B/C/D, sau đó được
đưa vào thiết bị tách V-08.
1.2.5. Thiết bị tách nước sơ bộ (V-08)
Cấu tạo:
Hình 1.8: Cấu tạo thiết bị tách

1

V-08

4

nước sơ bộ V-08.
1. Dòng khí vào.
2. Bộ phận đỡ đường ống và

3

hướng dòng.

2

3. Lưới lọc.

5

4. Dòng khí ra.
5. Lỏng ra.

Nguyên tắc hoạt động:
Đây là thiết bị tách nước và Condensate bị kéo theo bởi dòng khí. Dòng khí vào
(1) nhờ bộ phận hướng dòng (2) mà ít bị thay đổi vận tốc, động năng của dòng ít bị thay
đổi, nhờ đó sự va đập giữa dòng khí và lớp lưới lọc tốt và quá trình tách xảy ra nhanh.
Nếu không có thiết bị hướng dòng thì vận tốc của dòng sẽ giảm do sự thay đổi đột ngột
về đường kính (ống dẫn khí so với đường kính V-08) sẽ giảm động năng và làm giảm
sự va đập.

SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ

Trang 13


Đồ án công nghệ 2

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

Dòng lỏng sẽ được lấy ra ở đáy và đưa sang thiết bị V-03 để tách triệt để, người ta
lắp đặt nhiều đường lấy lỏng ra để đảm bảo hoạt động liên tục của thiết bị. Dòng khí sau
khi được tách các hạt lỏng kéo theo sẽ đi lên phía trên và qua thiết bị tách tinh V06A/B.
1.2.6. Thiết bị khử Hydrat bằng hấp phụ (V-06A/B)
Cấu tạo:
Khí đi vào tháp hấp phụ qua 3 lớp: Lớp trên cùng là nhôm hoạt tính để loại bỏ
nước, lớp thứ hai là màng phân tử loại bỏ triệt để nước, lớp cuối cùng là lớp đệm caremic.
Khí sau khi qua tháp hấp phụ được đưa qua thiết bị lọc để loại bỏ bụi bẩn chất hấp

phụ. Chất hấp phụ bảo hòa hơi nước sau thời gian làm việc 8 giờ.
Nhôm oxyt được sử dụng vì:
-

Giá thành thấp, công suất tách nước lớn.

-

Ít bị ảnh hưởng.

-

Bảo vệ rây phân tử tốt.

-

Tái sinh dễ dàng.

Các tầng hấp phụ được đỡ trên lớp sứ hình cầu.
Nguyên tắc hoạt động
Hai tháp này hoạt động luân phiên nhau, khi thiết bị này làm nhiệm vụ hấp phụ thì
tháp kia giải hấp. Ở đây ta đang xét trường hợp cụ thể khi tháp 1 làm nhiệm vụ giải hấp
còn tháp 2 là hấp phụ
Hấp phụ và tái sinh sẽ được thực hiện theo thời gian biểu sau:

Hình 1.9: Chu kỳ hoạt động của thiết bị V-06A/B
SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ

Trang 14

Đồ án công nghệ 2

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

Sơ đồ tách nước bằng phương pháp hấp phụ của nhà máy xử lý khí Dinh Cố:
1. Thiết bị hấp phụ.
2. Thiết bị giải hấp.
3. Hệ thống máy nén.
4. Thiết bị gia nhiệt..

Hình 1.10: Sơ đồ PFD của cụm thiết bị V-06A/B
Quá trình hấp phụ:
Trong chế độ MF và GPP, khí từ Slug Cacher đầu tiên được đưa qua thiết bị tách
lọc nước V-08, được thiết kế để tách 99% hydrocacbon lỏng, nước tự do, dầu bôi trơn,
chất rắn trong khí, rồi khí tiếp tục đi đến thiết bị khử nước tinh V-06A/B. Ở đây dầu có
tác dụng xấu đến hiệu năng và thời gian sống của chất hấp phụ phân tử. Nên cần có thiết
bị tách thô để tách chúng đi nhằm bảo vệ rây phân tử.
Dòng khí ở 34-350C và áp suất 109 bar được nạp vào một trong hai thiết bị hấp phụ
làm việc song song (V-06A/B), một thiết bị làm chức năng hấp phụ thì thiết bị kia làm
chức năng giải hấp phụ. Dòng khí vào được phân phối, sau đó đi vào các tầng hấp phụ.
Tầng hấp phụ đầu tiên là nhôm oxit hoạt tính để tách phần lớn nước, tầng thứ hai làm
bằng rây phân tử để tách triệt để nước
Khí khô ra khỏi thiết bị hấp phụ được góp lại và đưa đến thiết bị lọc F-01A/B (một
thiết bị hoạt động và một thiết bị được dự phòng) để tách bụi của chất hấp phụ bị kéo
theo.

SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ

Trang 15

Đồ án công nghệ 2

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

Quá trình tái sinh:
Chất hấp phụ sau một thời gian làm việc sẽ bị bão hòa nước, hoạt tính của chất hấp
phụ giảm đi, lúc này chất hấp phụ cần được tái sinh.
Quá trình tái sinh chất hấp phụ bao gồm các giai đoạn sau:
a. Chuyển bộ lọc (Adsorber switch- over):
Thiết bị đã được tái sinh, đang ở chế độ dự phòng sẵn sàng đưa vào hoạt động song
song với thiết bị đang hoạt động. Trong thời gian ngắn thì cả hai thiết bị hoạt động song
song để:
-

Tối thiểu sự thay đổi thành phần.

-

Tối thiểu sự lôi cuốn của các giọt hydrocacbon lỏng tập hợp trên đường ống
làm việc đầu vào trong thời gian điều áp.

-

Tránh ngắt dòng khí.

Tháp hấp phụ được tái sinh cô lập.
b. Giảm áp (Depressurization):
Thiết bị hấp phụ được giảm áp sau khi cô lập cả dòng khí vào và dòng khí ra, khí

từ áp suất 109 bar giảm xuống áp suất 35 bar cho chế độ GPP và 48 bar cho chế độ MF
mới qua thiết bị tái sinh. Sự giảm áp là cho dòng đi trực tiếp đến đường ống dẫn khí tái
sinh. Tốc độ giảm áp được được giới hạn bởi một lỗ tiết lưu và có thể điều khiển bằng
van điều khiển bằng tay với thời gian tối đa cho quá trình giảm áp là 30 phút. Quá trình
này được kiểm tra nhờ việc tính toán kích thước lỗ, bằng cách dùng thiết bị đo áp suất
đặt trước và sau lỗ. Trong quá trình giảm áp thì kèm theo quá trình giảm nhiệt độ (nhiệt
độ tối thiểu -80C) và xảy ra sự ngưng tụ khí, kết quả của quá trình này làm ngưng tụ
thêm 20% khối lượng Hydrocacbon lỏng. Ngoài ra còn có một lượng nhỏ Hydrocacbon
ngưng tụ trong quá trình hấp phụ (nhỏ hơn 1% khối lượng). Để ngăn chặn quá trình tích
tụ các Hydrocacbon lỏng trong thiết bị tái sinh thì có một dòng khí tái sinh bypass sẽ
được hình thành trước khi quá trình giảm áp.
c. Làm nóng:
Nước được tách khỏi chất hấp phụ nhờ đun nóng bởi dòng khí khô tái sinh sau khi
đã được gia nhiệt tại E-18. Khí tái sinh (Lưu lượng là 12500 kg/h, áp suất 47 bar đối với
chế độ MF và 11500 kg/h, áp suất 34 bar đối với chế độ GPP) được tuần hoàn bởi máy
nén khí K-04A/B, khí được tái sinh 100%, công suất của động cơ điện 75KW và được
làm nóng trong thiết bị trao đổi nhiệt E-18 bằng Hot oil lên đến 2300C. Dòng khí tái sinh
SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ

Trang 16


Đồ án công nghệ 2

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

đi ngược chiều với dòng khí hấp phụ. Quá trình làm nóng được hiển thị bởi ba thiết bị
hiển thị nhiệt độ trên tầng hấp phụ (TI-0551A/B, 0552A/B, 0553A/B) và nhiệt độ đầu
ra khí tái sinh được điều khiển bởi TI-0512 để đảm bảo lưu lượng và nhiệt độ nhỏ nhất,
đèn báo động nhiệt độ, lưu lượng thấp nhất được cài đặt. Dòng khí tái sinh nóng có chứa

nước được làm lạnh bởi thiết bị làm lạnh bằng không khí E-15. Nước ngưng tụ được
tách ra trong bình tách nước V-07 và khí đi tới dòng Sales Gas.
d . Làm lạnh (Coolling):
Tầng chất hấp phụ được làm lạnh bằng chính dòng khí tái sinh cũng như đối với
việc làm nóng ngoại trừ bộ làm nóng khí tái sinh khử nước E-18 được bỏ qua bằng cách
Bypass. Tầng hấp phụ sẽ được làm lạnh đến nhiệt độ 250C hoặc chênh lệch 50C so với
nhiệt độ của khí nhập liệu. Giống như quá trình đốt nóng, quá trình làm lạnh cũng được
hiển thị bởi 3 chỉ thị nhiệt độ đặt trên lớp chất hấp phụ và kiểm tra nhiệt độ của khí tái
sinh bằng (TI-0512).
e. Quá trình tăng áp (Pressurization):
Thiết bị hấp phụ được tăng áp bởi dòng khí khô sản phẩm đến áp suất 109 bar.
Hiệu suất của quá trình này được giới hạn nghiêm ngặt bằng một lỗ tiết lưu, bằng cách
dùng thiết bị đo áp suất cục bộ của áp suất trước lỗ và sau lỗ và có thể được kiểm soát
bằng van tay, thời gian tăng áp hoàn toàn là 30 phút. Giống như quá trình giảm áp, ở
quá trình này sẽ có sự ngưng tụ ngược. Hydrocacbon lỏng sẽ được góp lại trong đường
ống vào của quá trình làm việc. Tốc độ nén trung bình hơi lớn hơn so với quá trình giảm
áp. Điều này sẽ được kiểm tra bởi việc tính toán kích thước của lỗ.
f. Dự phòng (Standby) :
Kết thúc quá trình tăng áp, thiết bị hấp phụ sẽ được giữ ở áp suất khí xử lý 109 bar
để sẵn sàng đưa vào hoạt động. Các máy nén khí tái sinh khử nước sẽ hoạt động trong
suốt thời gian. Trong quá trình thực hiện các pha tăng và giảm áp của bộ hấp phụ thì khí
tái sinh sẽ bỏ qua các bộ hấp phụ này bằng cách đi theo ống dẫn nhánh. Máy nén có thể
được tắt đi nếu như dự đoán sẽ không cần thiết hơn 4 giờ đồng hồ và như vậy cần có sự
tương thích giữa số lần khởi động máy nén và tiết kiệm năng lượng. Theo thiết kế quá
trình khử nước sẽ hoạt động với dòng khí bão hoà hơi nước (0,06%), tuy nhiên việc xử
lý bằng Glycol ở ngoài khơi đã giảm hàm lượng nước xuống 0,015%, vì vậy quá trình
hấp phụ có thể được kéo dài gần 4 chu kỳ. Trong trường hợp này, máy nén khí tái sinh
có thể ngừng hoạt động.
SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ

Trang 17


Đồ án công nghệ 2

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

1.2.7. Thiết bị trao đổi nhiệt (E-14)
Hỗn hợp khí sau khi ra khỏi thiết bị lọc F-01A/B sẽ được chia làm 2 dòng:
- Dòng đầu tiên khoảng 2/3 được đưa vào đáy tháp C-05. Trước khi vào tháp
C-05, dòng khí được đưa qua thiết bị giãn nở để giảm áp đến 37,5 bar.
- Dòng thứ hai khoảng 1/3 được đưa vào đĩa trên cùng của tháp C-05. Trước khi
vào tháp C-05, dòng khí được đưa qua thiết bị trao đổi nhiệt E-14 để trao đổi nhiệt với
chính dòng lạnh ra từ chính đỉnh tháp này sau đó đưa qua van giảm áp đến 37 bar, đồng
thời nhiệt độ cũng giảm đến -62oC trước khi vào tháp C-05.
Thiết bị trao đổi nhiệt này có cấu tạo dạng tấm, bên trong có nhiều khoang trao đổi
nhiệt, các khoang này được lắp đặt song song nhau. Mỗi khoang có nhiều tấm mỏng với
bề mặt gợn sóng đặt chồng lên nhau. Hai dòng lưu thể chuyển động theo những khe hở
giữa các tấm một cách xen kẽ nhau.
Quá trình làm lạnh trong thiết bị là quá trình đẳng áp. Nhờ có cấu tạo đặc biệt mà
hiệu suất trao đổi nhiệt của thiết bị khá lớn. Thiết bị có những ưu điểm vượt trội sau:
1. Vùng nhiệt độ làm việc lớn.
2. Diện tích trao đổi nhiệt lớn.
3. Kích thước nhỏ hơn so với loại ống chùm.
4. Hệ số truyền nhiệt lớn hơn loại võ ống hai đến ba lần.
Dòng khí từ đỉnh tháp C-05 sau khi qua E-14 được đưa đến hệ thống nén của
Turpo-Expander để nâng áp lên 51,85 bar hòa vào dòng khí thương phẩm (Sales Gas).
1.2.8. Thiết bị Turbo-Expander (CC-01)
Trong chế độ MGPP, thiết bị Turbo-Expander được thêm vào với mục đích giãn
nở hỗn hợp khí xuống áp suất thấp hơn trong chế độ MF nên có khả năng làm lạnh sâu

hơn hỗn hợp khí để làm tăng khả năng thu hồi lỏng. Tuy nhiên, giá thành của thiết bị
này lại rất cao.
Thiết bị bao gồm 2 phần chính: Hệ thống giãn nở (Expander) và máy nén
(Compressor).

SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ

Trang 18


Đồ án công nghệ 2

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

Bảng 1.1: Thông số của các thiết bị dãn nén
Các thông số

Đơn vị

Expander

Compressor

Áp suất làm việc


Hút

Bar

109

36,7



Xả

Bar

37,5

51,85

Nhiệt độ làm việc

-



Hút

o

40

38



Xả

o

-8

70

C
C

Phần giãn nở (Expander):

Hai phần ba lượng khí khô sau khi tách nước ở V-06 đi đến phần giãn nở của
Turbo-Expander CC-01 để giảm áp từ 109 Bar xuống còn 37,5 Bar đồng thời nhiệt độ
cũng giảm từ 400C ÷ -80C. Ở nhiệt độ này phần lớn hydrocacbon nặng (C3+) được hóa
lỏng và làm dòng nạp liệu cho tháp C-05.
-

Phần máy nén (Compressor):

Quá trình giãn nở giảm áp tại Expander xảy ra thì dòng khí sẽ sinh ra một công làm
quay quạt gió trong Expander. Công quay này được dẫn truyền động dùng để chạy phần
máy nén, nén dòng khí ra từ 36,7 bar lên đến áp suất vận chuyển 51,85 bar. Nhờ vào
việc tận dụng công của quá trình giãn nở sẽ tiết kiệm năng lượng cho nhà máy.
1.2.9. Tháp tách tinh (C-05)
Cấu tạo: Tháp C-05 được thiết kế khá đặc biệt, với hai chức năng cho các chế độ
vận hành. Nó cấu tạo gồm 2 phần.
Phần trên đỉnh tháp có cấu tạo như bình tách, phần đáy có cấu tạo như một tháp
chưng nhưng chỉ có phần cất. Tháp có 12 đĩa kiểu van, chiều cao 21m, đường kính 2,1m

và bề dày thiết kế 53mm. Tháp không có thiết bị đun sôi lại.
Điều kiện vận hành: Áp suất : 37 bar.
Nhiệt độ : - 420C ở đỉnh
- 150C ở đáy.
Mục đích: Mục đích của tháp C-05 là tách C1 và C2 ra khỏi phần lỏng.
Nguyên tắc hoạt động:
SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ

Trang 19


Đồ án công nghệ 2

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

Một phần dòng Dry Gas khoảng 2/3 được đưa vào đáy tháp C-05. Trước khi vào
tháp C-05 thì dòng khí được đưa qua hệ thống giãn nở của Turpo-Expander (CC-01) để
giảm đến áp suất 37,5 bar, đồng thời nhiệt độ cũng giảm xuống -80C. Sau đó được đưa
vào đáy tháp C-05.
Khí từ đỉnh tháp ở -350C được dùng làm tác nhân làm lạnh cho thiết bị trao đổi
nhiệt khí/khí E-14 và sau đó được nén bởi máy nén gắn đồng trục với Turbo Expander
CC-01.
Một ống dẫn nhánh cùng với van kiểm tra trên nó được lắp đặt gần máy nén. Trước
khi khởi động máy nén khí chạy theo đường ống dẫn nhánh, sau đó tự động chuyển cho
máy nén khi nó bắt đầu quay vì áp suất xả của máy nén cao hơn nên đóng van kiểm tra
lại. Khi máy nén ngắt khí lại tự động chuyển sang ống dẫn nhánh.
Tiếp đó khí được đưa đến ống dẫn khí thương phẩm, được đo lưu lượng tại
ME-13 sau đó qua van điều áp PV-1114A được lắp đặt trên đường ống kiểm soát áp
suất đầu ra của nhà máy ở 52 bar cung cấp cho nhà máy điện.
Lỏng từ đáy tháp C-05 cùng với lượng hơi ra từ V-03 sẽ được đưa vào đĩa trên

cùng của tháp C-01.
1.2.10.Tháp Deethanizer (C-01)
Cấu tạo: Tháp tách C-01 được thiết kế 32 đĩa van. Phần trên của tháp có 13 đĩa và
đường kính 2,6 m. Phần dưới của tháp có 19 đĩa và đường kính 3,05 m.
Điều kiện vận hành:
Bảng 1.2: Các thông số kỹ thuật của C-01 trong các chế độ
Chế độ

Áp suất vận hành (Bar) Nhiệt độ đỉnh(0C) Nhiệt độ đáy(0C)

AMF

20

64

194

MF

29

60

120

GPP

29

14

109

MGPP

27

14

109

Mục đích : Tách methane, ethane ra khỏi Condensate.
Trong chế độ AMF thì không có dòng hồi lưu của lưu thể lạnh. Sở dĩ áp suất hoạt
động trong MF, GPP cao hơn mà nhiệt độ hoạt động lại thấp hơn trong AMF vì trong
chế độ AMF người ta không thu hồi LPG còn trong MF, GPP người ta thu LPG nên cần
SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ

Trang 20


Đồ án công nghệ 2

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

hoạt động ở áp suất cao hơn và nhiệt độ thấp hơn để giữ cho LPG không thoát ra ở trên
đỉnh.
Tháp này có hai nguồn nhập liệu, nguồn thứ nhất là dòng lỏng từ bình tách ba pha
(V-03) sau khi làm nóng từ 160C lên 480C trong bộ trao đổi nhiệt E-04 đi vào đĩa thứ 14
trong AMF và đĩa thứ 20 trong chế độ MF, GPP. Sự khác nhau ở vị trí đĩa cũng do việc

thu hồi LPG như đã nói ở trên. Nguồn thứ hai là dòng lỏng từ đáy C-05 có nhiệt độ 180C vào đĩa trên cùng của tháp, chứa 95% mol lỏng đóng vai trò như dòng hồi lưu
ngoài.
Một thiết bị chuyển đổi vi phân áp suất (PDIA-1321) được cài đặt để tránh sự chênh
áp quá cao gây nên bởi quá trình tạo bọt, bốn thiết bị hiển thị nhiệt độ trên các đĩa 2,
3,14,20 sẽ cho biết trạng thái của tháp, hai thiết bị đun sôi lại kiểu Kettle được cài đặt
tại đáy của nó (Deethanizer Reboiler E-0A/B) mỗi thiết bị chạy 50% công suất, một
thiết bị hoạt động còn một thiết bị dự phòng. Sau khi trao đổi nhiệt Condensate chảy
xuống nhờ lực trọng trường đến V-15 trong thời gian lưu là 3 phút để ổn định mực chất
lỏng. Condensate được tách ra nhờ thiết bị điều khiển dòng FICA-1301 với thiết bị điều
khiển mức chất lỏng LICA-1302 thông qua tháp ổn định C-02.
1.2.11.Tháp ổn định Stabilizer (C-02)
Cấu tạo: Tháp C-02 gồm 21 đĩa van, đường kính 2,14 m, đĩa nạp liệu là đĩa số 7,
tháp có một thiết bị ngưng tụ ở đỉnh, một thiết bị đun sôi lại ở đáy.
Điều kiện vận hành: Áp suất đỉnh: 10 bar.
Nhiệt độ: 1470C (tại thiết bị đun sôi lại).
Mục đích : Là tháp ổn định và tách LPG ra khỏi Condensate.
Tháp C-02 được cài đặt ở chế độ ban đầu MF và GPP, nhưng nó cũng có thể chạy
sau khi hoàn thành chế độ GPP. Ở chế độ đầu tiên AMF, tháp C-01 hoạt động như một
tháp ổn định bằng cách bay hơi C4 và các hydrocacbon nhẹ hơn từ Condensate với nhiệt
độ cao ở Reboiler (1470C) nên trong trường hợp này C-02 không hoạt động. Nếu việc
thu hồi LPG là cần thiết trong chế độ AMF thì C-01 sẽ là tháp tách C2 và C-02 được vận
hành.
Tháp C-02 vận hành ở áp suất 10 bar, được điều khiển bằng cách sử dụng van
bypass PV-1501A và E-02. Công suất thiết kế của dòng bypass chiếm 30% dòng tổng.
Khi áp suất lớn hơn 10bar, khí sẽ được đưa đi đốt thông qua van PV-1501B.

SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ

Trang 21

Đồ án công nghệ 2

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

Thiết bị đun sôi lại của tháp C-02 thuộc lại Kettle (E-03) được sử dụng để đun nóng
nhờ tác nhân làm nóng là dầu nóng có nhiệt độ 1540C. Nhiệt độ được điều khiển bởi van
TV-1523 lắp trên đường dầu nóng (van điều chỉnh lưu lượng).
Condensate từ đáy tháp C-02 sẽ qua trao đổi nhiệt với dòng nhập liệu của tháp
C-01 tại E-04 để làm nguội xuống 600C và sau đó được làm nguội thêm đến 450C tại
thiết bị làm nguội bằng không khí E-09. Ngoài ra còn có thiết bị điều khiển vi áp PDIA1521, để tránh sự chênh áp trong tháp quá cao, mục đích chống hiện tượng tạo bọt, ba
thiết bị đo nhiệt độ tại các đĩa 9, 10, 30 để biết trạng thái của tháp.
1.2.12.Thiết bị trao đổi nhiệt (E-04)
Thiết bị trao đổi nhiệt có cấu tạo đơn giản, bên trong thiết bị chùm ống được giữ
chặt trên vĩ ống, một đầu cố định, một đầu tự do nhằm tránh sự biến dạng của ống do
giản nở nhiệt. Loại này có diện tích bề mặt trao đổi nhiệt bé hơn so với loại tấm mỏng.
1.2.13.Thiết bị đun sôi lại kiểu Kettle
Người ta dùng thiết bị kiểu Kettle vì nó đảm bảo một thể tích không gian lớn phía
trên của chùm ống. Có khả năng ổn định mực chất lỏng, thực hiện quá trình phân chia
lỏng-hơi ngay bên trong thiết bị, điều này cho phép đưa vào tháp một lượng hơi lớn mà
không bị lỏng cuốn theo, khả năng trao đổi nhiệt đảm bảo.
Cho phép trích ra pha lỏng (trong cân bằng với hơi sinh ra) với thiết bị điều khiển
mức chất lỏng.
Cấu tạo
1. Tháp chưng cất.

5

1

2

7

2. Thiết bị đun sôi lại kiểu
Kellte.

3

3. Vách chảy tràn.
4

6

8

4. Lỏng đáy tháp.
5. Hơi.
6. Sản phẩm đáy.

Hình 1.11: Cấu tạo Reboiler kiểu Kettle

7. Dòng dầu nóng vào.
8. Dòng dầu nóng ra.

SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ

Trang 22

Đồ án công nghệ 2

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

1.3. Nguyên liệu, các chế độ hoạt động và sản phẩm của nhà máy
1.3.1. Nguyên liệu vào nhà máy
Hiện nay nguyên liệu mà nhà máy chế biến khí Dinh Cố sử dụng là khí đồng hành
khai thác từ mỏ Bạch Hổ và mỏ Rạng Đông nên theo thời gian thì các thông số vật lý,
thành phần cấu tử cũng như lưu lượng sẽ có sự thay đổi. Vì vậy ở đây ta chỉ xét đến
nguồn nguyên liệu hiện tại.
Bảng 1.3: Thành phần nguyên liệu đi vào nhà máy hiện tại
Cấu tử

Phần trăm mol

Cấu tử

Phần trăm mol

N2

0.11

i-Pentane

0.55

CO2

0.04

n-Pentane

0.60

Methane

67.59

Hexane

0.49

Ethane

11.11

Heptane

0.25

Propane

6.48

C8+

0.09

i-Butane

1.43

H2O (g/m3)

0.10

n-Butane

2.07

H2S (ppm)

9.08

- Áp suất

: 75 bar.

- Nhiệt độ

: 250C.

- Lưu lượng

: 5,7 triệu m3 khí/ngày.

- Hàm lượng nước : bão hòa tại điều kiện nhập liệu. Hàm lượng nước được tách
sơ bộ tại giàn, sử dụng tách loại nước bằng DEG.
Ta nhận thấy khí nguyên liệu cung cấp cho nhà máy thuộc loại khí ngọt ẩm, hàm

lượng CO2 nhỏ và hầu như không chứa khí H2S, hàm lượng C2+ >10%.
1.3.2. Mô tả các chế độ hoạt động của nhà máy
Để cho việc vận hành nhà máy một cách linh hoạt, đề phòng một số thiết bị chính
của nhà máy bị sự cố cũng như thuận tiện trong việc bảo trì, sửa chữa các thiết bị mà
không ảnh hưởng đến sự cung cấp khí cho nhà máy điện và vẫn bảo đảm thu được sản
phẩm lỏng thì nhà máy được lắp đặt và vận hành theo ba chế độ khác nhau.
 Chế độ AMF
Các thiết bị chính
-

Slug catcher SC-01/02.

-

Thiết bị lọc tách nước sơ bộ V-08.

-

Hai tháp chưng cất C-01, C-05.

SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ

Trang 23


Đồ án công nghệ 2

-

Hai thiết bị trao đổi nhiệt E-01, E-04.

-

Thiết bị làm nguội bằng không khí E-09.

-

Hai bình tách V-03, V-15.

-

Máy nén Jet Compressor EJ-A/B/C.

GVHD: PGS.TS. Trương Hữu Trì

Mục đích
Chế độ AMF có khả năng đưa nhà máy sớm đi vào hoạt động. Đây là chế độ hoạt
động của nhà máy ở trạng thái cụm thiết bị hoạt động là tối thiểu, với mục đích nhằm
cung cấp khí thương phẩm với lưu lượng 3,7 triệu m3 khí/ ngày cho các nhà máy điện
và thu hồi Condensate với sản lượng 340 tấn/ngày. Đây đồng thời cũng là chế độ dự
phòng cho chế độ MF, GPP khi các thiết bị trong chế độ MF, GPP xảy ra sự cố hoặc cần
sửa chữa, bảo dưỡng mà không có thiết bị dự phòng.
 Chế độ MF
Các thiết bị chính
Tương tự như trong AMF, ngoài ra còn có thêm:
-

Thiết bị khử hydrat bằng phương pháp hấp phụ V-06A/B.

-

Thiết bị trao đổi nhiệt khí/khí dạng tấm E-14.

-

Thiết bị trao đổi nhiệt khí/lỏng E-20.

-

Máy nén K-01.

-

Tháp ổn định Stabilizer (C-02).

-

Thiết bị đun sôi lại E-03...

Mục đích:
Tăng cường khả năng thu hồi Condensate và thu hồi LPG từ quá trình AMF, đồng
thời là quá trình dự phòng cho chế độ GPP khi chế độ này bị sự cố.
 Chế độ GPP
Các thiết bị chính:
Đây là chế độ hoàn thiện của nhà máy xử lý khí. Chế độ này bao gồm các thiết bị
của chế độ MF và thêm một số các thiết bị chính sau:
-

Tháp tách C3/C4 (C-03).

-

Tháp Gas Stripper (C-04).

-

Máy nén Expanded Deethanizer OVHD Compressor (K-02); máy nén 2nd
Stage OVHD Gas Compressor (K-03): máy nén cấp hai.

-

Turbo-Expander / Compressor (CC-01).

SVTH: Mai Thanh Phương - Nguyễn Thị Minh Huệ

Trang 24