BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN KHÍ

CÄNG NGHÃÛ CHÃÚ BIÃN
Ú KHÊ
(45 tiết)

Giao
ï viãn phuû trach
ï ch: LÃ THË NHỈ


TI LIÃU
Û THAM KHAO
Í
1.

Alexandre ROJEY, Traitement de gaz naturel, Technip,
1998.

2.

John M. CAMPBELL, Gas conditioning and processing,
Volume 1 and 2, John M. Campbell and Company, 1998.

3.

Donald L. Katz & Robert L. Lee, Natural gas engineering Production and Storage, McGraw-Hill, 1990.

4.

MA. BERLIN - VG. GORTRENCOP - HP. VOLCOP, Dịch:
Hoaìng Minh Nam, Nguyãùn Vn Phổồùc, Nguyóựn ỗnh Soa,
Phan Minh Tỏn; Cọng nghóỷ chóỳ biãún khê thiãn nhiãn v

khê dáưu mỏ, Trỉåìng Đại Học Kỹ thuật TP HCM.

5.

Âäù Vàn Âaìi - Nguyễn Trọng Khuän - Trần Quang Thảo - V
Thë Ngc Tỉåi - Trần Xoa; Cồ sồớ caùc quaù trỗnh vaỡ thióỳt bở
cọng nghóỷ họa hc, Tập 1 & 2, Nh xuất bản Đại Học vaì
Trung hoüc chuyãn nghiệp.


NÄÜI DUNG
Gäưm 8 chỉång
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Giới thiệu về khí thiên nhiên và khí dầu mỏ
Các q trình cơng nghệ cơ bản chế biến khí
Làm sạch khí khỏi các tạp chất cơ học
Tách condensat
Khử nước
Khử acide
Tách các phân đoạn hydrocarbon
Tách nitơ, thuỷ ngân, Hêli

GIÅÏI THIÃU
Û VÃƯ KHÊ THIÃN
NHIÃN V KHÊ DÁƯU M
1.
2.
3.
4.
5.

Ngưn gäúc
Phán loaiỷ
Thanh
ỡ nh phỏửn
ỷc tờnh
Tỗnh hỗnh chóỳ bión
ỳ vaỡ sổớ dung
ỷ ng
khê thiãn nhiãn v khê dáưu m


1- Ngưn gäúc cua
í khê thiãn
nhiãn
9 Cọ cung
ì ng ngưn gäúc våïi dáưu m
9 Cọ ngưn gäúc tỉì nhỉỵng
ng váût liãûu hỉỵu cå ban
âáưu
9 Cac

ï giai âoan
û tao
û thanh
ì nh dáưu khê: 4
ƒ
ƒ

ƒ
ƒ

Têch âong
ü ng cacï váût liãu
û hỉỵu cå ban âáưu
Biãn
ú âäøi cacï cháút hỉỵu cå bãn
ư vỉỵng
ì nh cacï
ng thanh
hydrocacbon ban âáưu cua
í dáưu khê
Di cỉ cua
í dáưu khê âãn
ú cacï bäưn chỉïa thiãn nhiãn
Dáưu khê biãn
ú âäøi tiãp
ú tucû trong cacï báùy chæïa


2- Phán loaiû
„ Theo

ngưn gäúc
ì lỉåüng
„ Theo ham
ng khê acide
ì nh pháưn khê C3+
„ Theo thanh
ì nh pháưn khê C2+
„ Theo thanh


a- Phán loaiû khê theo ngưn
gäúc

„

„

„

Khê tỉû nhiãn → khai thac
ï âỉåüc tỉì cac
ï m khê riãng
biãût. Khi khai thac
ï chè thu âỉåüc khê ;
Khê âäưng
ì ng våïi
ng hnh
nh (khê dỏửu mo)ớ thu õổồỹc cung
quaù trỗnh khai thac

ù dỏửu. Khê nàịm trong m dáưu cọ ạp
sút cao nãn chụng
ng ha tan mäüt pháưn trong dáưu.
Khi khai thacï lãn do ạp sút gim nãn chung
ï ng âỉåüc
tach
ï ch ra thnh
nh khê âäưng
ng hnh
nh
Ngoaiì hai loaiû khê trãn con
ì cọ dảng
ng trung gian giỉỵa
dáưu v khê → Condensate : thỉûc cháút l pháưn âi
cua
í khê v cng
ng l pháưn âáưu ca dáưu. ÅÍ âiãưu kiãûn
thỉåìng
û ng long
í ng nãn âỉåüc goiü l khê
ng Condensate åí dang
ngỉng våïi nhiãût cúi khoang
í ng 2000C


Cỏỳu truc
ù õởa hỗnh cac
ù moớ khờ thión nhión,
condensat, khờ âäưng
ì nh v dáưu m

ng hanh
Khê
Khê tỉû nhiãn
d=0,1 ÷0,2
Nỉåïc

Dáưu

Condensat
d ≈ 0,4
Nỉåïc

Khê âäưng hnh
Dáưu m
Nỉåïc

Dáưu m
d = 0,8 ÷ 1
Nỉåïc


b- Phán loaiû khê theo ham
ì
lỉåüng
ng khê acide chỉïa trong khê
„

Khê chua : lỉåüng
ng H2S > 1 % thãø têch

„

v
CO2 > 2 % thãø têch ;
Khê ngotü : læåüng
ng H2S ≤ 1 % thãø têch
vaì
CO2 ≤ 2 % thãø têch


c- Phán loaiû khê theo thanh
ì nh
pháưn khê C3+
„

Khê bẹo → khê giau
ì propane, butane vaì cacï
hydrocarbure nàûng
ng (ρ > 150 g/cm3).
Tỉì khê na → chãú tao
û âỉåüc xàng (LGN), khê
dáưu m hoạ long
í ng (GPL) v cacï hydrocarbure
riãng biãtû cho cäng nghãû täøng
ng håüp hỉỵu cå.

„

Khê gáưy → khê chỉïa êt hydrocarbure nàûng
ng

û ng ch u
ú lam
ì
(ρ < 50 g/cm3) → âỉåüc sỉí dung
nhiãn liãu
û cho cäng nghiãp
û v âåìi säúng
ng


d- Phán loaiû khê theo thanh
ì nh
pháưn khê C2+
„

Khê khä : C2+ ≤ 10 % ;

„

Khê áøm : C2+ > 10 %


Phán loaiû khê tỉû nhiãn v khê âäưng
ng
hanh
ì nh theo thanh
ì nh pháưn % thãø têch v trỉỵ
lỉåüng
ï cua
í tỉìng

ng dỉû âoan
ng loaiû trãn thãú
giåïi (109 m3)
Loải

1

2

3

4

C2+
H2S
CO2

<10
<1
<2

<10
>1
>2

>10
<1
<2

>10

>1
>2

Tãn
gi

Khê khä
ngt
(khê
thiãn
nhiãn)

Khê khä
chua
(khê
thiãn
nhiãn)

Khê áøm ngt
(khê âäưng
hnh hay
Condensat)

Khê áøm chua
(khê âäưng
hnh hay
Condensat)

Trỉỵ
lỉåüng

25370

8410

12435

7880


3- Thanh
ì nh pháưn khê
„

Nhỉỵng
í : methane
ï thane, ethane
ï thane,
ng cáúu tỉí cå ban
propane, n-butane v iso-butane.

„

Con
ì pentane v cacï hydrocarbure no mach
û ch
thàóng
ú mäüt
ng cọ phán tỉí lỉåüng
ng låïn hồn thỗ chióm

lổồỹng
ù ng kó.ứ
ng khọng õang



Tuy nhión do nguọửn gäúc cua
í khê tỉû nhiãn v
khê dáưu m khacï nhau nãn thanh
ì nh pháưn cua
í
chung
ï ng cung
ỵ ng khacï nhau.


a. Khê thiãn nhiãn
„

Khê tỉû nhiãn cọ thanh
ì nh pháưn ch u
ú l
methane
ï thane (80 ÷ 99% thãø têch).

„

Cacï m khê thiãn nhiãn l cacï tuiï khê nàịm
sáu dỉåïi màût âáút v thanh
ì nh pháưn khê åí báút cỉï

vë trê nao
ì cua
í tuiï khê cung
ỵ ng giäúng
ng nhau (trong
pha khê, cacï cáúu tỉí khê âỉåüc khuch
ú ch tạn
trong nhau ráút âãu
ư ) → Thnh
nh pháưn khê
khäng phủ thüc vao
ì vë trê khai thacï


b. Khê dáưu m
„

Ngỉåüc lải, ngoaiì thnh
ư nháút l mẹthane
nh pháưn nhiãu
thane
con
ì cọ chỉïa ẹthane
thane, propane, butane v cạc
hydrocarbure nàûng
ì lỉåüng
ng våïi ham
ng låïn hån âạng
ng kãø
so våïi khê thiãn nhiãn

„

Thnh
í khê thay âäøi trong mäüt pham
û vi khạ
nh pháưn cua
räüng
ï , vë trê khai thạc v
ng tu theo m dáưu khai thac
thåìi gian khai thac
ï . Cac
ï m dáưu thỉåìng
ng täưn taiû dỉåïi
ï hydrocarbure åí trảng
ap
ï sút cao nãn mäüt pháưn cac
ng
thaiï khê ho tan trong pha lng
ï
ng ; Khi âỉåüc khai thac
lãn màût âáút, ap
ï sút trãn bãư màût cháút lng
í
ng giam
xúng
ng nãn lỉåüng
ng khê ho tan trong lng
ng s thoạt ra

„

⇒ thåìi gian khai thạc cng
í khê trãn bãư
ng di ⇒ P cua
ì ng nàûng
màût pha long
í ng cang
ì ng gim dáưn ⇒ khê cang
ng.


„

Ngoaiì ra, trong thnh
í khê thiãn nhiãn v
nh pháưn cua
khê dáưu m con
ì cọ chỉïa mäüt êt cac
ï khê tap
û nhỉ :
H2S, CO2, N2, He, ... v mäüt lỉåüng
ng nh Hg.

„

H2S : Thỉûc tãú, trong thnh
ï khê
nh pháưn âa säú cac
thiãn nhiãn hm lỉåüng

ng H2S << (< 1 % thãø têch), chè
cọ mäüt säú m khê åí Âỉïc v CEI l cọ H2S ≥ 10%
thãø têch nhỉng ráút hiãm
ú .

„

CO2, N2 : Ngỉåüc lải, âáy l hai loaiû khê tảp cọ màût
thỉåìng
í khê thiãn nhiãn
ng xun trong thnh
nh pháưn cua
v khê dáưu m.

„

- CO2

:

0,5 - 10% (cọ thãø âảt âãún 70%)

„

- N2

:

0,5 - 5% (cọ thãø âảt âãún hån 25%)

Bng 1.2 : Thnh pháưn ca khê thiãn
nhiãn v khê dáưu m khai thạc tỉì mäüt vi
m ca mäüt vi nỉåïc trãn thãú giåïi
Loải
khê

CH4

Khê
thiãn
nhiãn
Khê
dáưu
m

C2 H C3 H

C4H10
v
âäưng
phán

C5H12
v
âäưng
phán

CO2

H 2S

N2 v
khê
hiãúm

PCIv
(kcal/m3)

6

8

98.8
81.8
90

0.3
5.5
2

0.2
1.6
1

0.1
0.5
1.7

0.8

4.8

0.2
0.2
0.3

0.2
-

0.4
9.4
0.2

7980
8050
9560

32
69.2
91

14
10
3

12
10
2.3

7.5

5
1.3

5.5
5
1.8

0.7
0.7
0.5

0.8
-

27.5
0.1
0.1

10830
12040
8130


n-Pentane
36,074
i-Pentane
27,852
0

Cac

ï
phán âoản
long
í ng khacï
nhau
âỉåüc bäú trê theo
mäüt thang nhiãtû
âäü tỉång æïng
ø
ng biãu
diãn
ù nhiãût âäü säi
cua
í
cacï
hydrocarbure åí ap
ï
suáút khê quyãn
ø

-30

-80

Gazoline
(Gasoline)
Liquides de gaz
naturel (LGN)

n-Butane

-0,5
i-Butane
-11,73

Gaz de peïtrole Natural gas
liqueïfieïs (GPL) liquids (NGL)

Propane
-42,07

(LPG)

Liquefied
petroleum gas

Eïthane
-88,63
Gaz naturel
liqueïfieï (GNL)

-100

Liquefied
natural gas
(LNG)
Meïthane
-160 -161,49

Thang nhiãût
âäü (oC)

Nhiãût âäü
säi (oC)


4- Tênh cháút váût lyï
„

„

„

Khê hydrocacbon khäng mau
ì , khäng
muiì , khäng vë do váûy khi sỉí dung
û ng ngỉåìi
ta thãm vao
ì cháút tao
û muiì tuy
ì theo mỉïc
âäü an toan
ì .
Tênh tan cua
í chung
ï ng khäng giäúng
ng nhau,
khäng träün láùn våïi nỉåïc v cọ thãø tan dãù
dang
ì ng trong cac
ï cháút måỵ, cháút hỉỵu cå.

Âiãøm säi cua
í n-paraffine tàng dáưn theo
säú ngun tỉí Cacbon cọ trong mach
û ch.


5- Tỗnh hỗnh chóỳ bión
ỳ vaỡ sổớ
dung
ỷ ng khờ thión nhiãn v khê
dáưu m
A- Trãn thãú giåïi
9 Khê thiãn nhiãn v khê dáưu m l ngưn
chênh cung cáúp cacï ngun liãu
û quan
trong
ü ng nháút cho cäng nghiãûp hoạ hocü v
hoạ dáưu :
9 Etane : åí My,ỵ tỉì C2 â chãú biãún 40% C2=
(nguyãn liãu
û quan trong
ü ng nháút cua
í cäng
nghiãp
û täøng
ng håüp hoạ hocü ) phucû vủ cho
ï tylene
ì ne,
san
í xút nhỉûa täøng

ng håüp, oxyde etyle
cháút hoatû âäüng
ng bãư màût, ...


Tỗnh hỗnh san
ớ xuỏỳt khờ thión nhión trón thóỳ giồùi
ỷ táún dáưu tỉång âỉång)
(Âån vë = 106 tep = Triãu
(1 táún GNL ≈ 2,2 m3 GNL ≈1350 m3(n) khê ≈ 1,2
tep)
1985

2000

2020

Bàõc M
Canâa
M
Cháu M La tinh
Táy Áu
Âäng Áu
Cháu Phi
Trung Âäng
Cháu A Ï/ Cháu Âải Dỉång
Nháût, Ục, Tán Táy Lan
Cạc nỉåïc khạc

467,0

78,5
388,5
69
150
578
50,5
63,5
94,5
16,5
78

446,5
112,5
334,0
114,5
149,5
992
106
115
191,5
30
161,5

400
130
270
181
127
1189
213

229
284
41
243

Ton thãú giåïi

1472,5

2115

2623


Tỗnh hỗnh tióu thuỷ khờ thión nhión trón thóỳ giồùi
(ồn vë = tep)
1985

2000

2020

Bàõc M
Canâa
M
Cháu M La tinh
Táy Áu
Âäng Áu
Cháu Phi
Trung Âäng

Cháu A Ï/ Cháu Âải Dỉång
Nháût
c, Tán Táy Lan
Cạc nỉåïc khạc

472
58
414
69
191
555
32
61
96
35
14
47

454,5
79,5
375,0
112,5
230,5
940,5
71,5
108
197,5
47,5
20,5
129,5

469
95
374
151
257
1136
138
174
298
61
27
210

Ton thãú giåïi

1476

2115

2623


B- ÅÍ Viãtû Nam
„

Tiãm
ư nàng khê åí Viãtû nam
9 Viãtû nam õổồỹc thóỳ giồùi nhỗn nhỏỷn laỡ mọỹt quọỳc gia dáưu khê
non tr trong cäüng

ng âäưng
ng cacï qúc gia dáưu khê trãn thãú giåïi.
9 Theo PetroVietnam Gas Company, tiãm
ö nàng ngưn khê
Viãtû nam táûp trung åí 5 vng
ỵ ng Säng Häưng
ng trng
ng chênh : trung
ng,
trng
ỵ ng Nam Cän Sån, trng
ng Cỉíu Long, trung
ng M Lai - Thäø
Chu v trng
ng miãưn Trung cọ kh nàng cung cáúp khê trong
vi tháûp k tåïi. Cacï vng
ng trng
ng na âãún nay váùn âang giai
âoản nghiãn cỉïu v âạnh
ï ch chi tiãtú ..
nh giạ mäüt cach
9 Hiãûn nay chè cọ 2 trng
ng thỉång mải l trng
ng
ng cọ trỉỵ lỉåüng
Cỉíu Long v trng
ng Nam Cän Sån thüc thãưm lucû âëa phêa
nam nỉåïc ta. Trong âọ m dáưu Bach
û ch Häø v m Räưng
ng thüc

vng
í lỉåüng
ng trng
ng Cỉíu Long â v âang cho san
ng khai thacï
khê âäưng
ng haình
nh quan troüng
ng nháút.


SONG
HONG
BASIN

MEKONG
BASIN
MALAI-THOCHU
BASIN

NAM CON
SON BASIN


Tiãm
ư nàng khê åí Viãtû nam
M khê
Säng Häưng
Cỉíu Long
Nam Cän Sån

M Lai - Thäø Chu
Cạc m nh khạc
Täøng cäüng

Trỉỵ lỉåüng thỉûc tãú
(tè m3)

Trỉỵ lỉåüng tiãưm
nàng (tè m3)

5,6 - 11,2
42 - 70
140 - 196
14 - 42

28 - 56
84 - 140
532 - 700
84 - 140
532 - 700

201,6 - 319,2

1260 - 1736