duong ngoc diep

8/7/2019 duong ngoc diep

1/16

cng chi tit SV: Dng Ngc ip

ti xut cng ngh tch Etan t ngun kh thng phm cho nh my

GPP Dinh C

I. L do chn ti

Vit Nam l mt trong nhng nc may mn c s hu ngun ti nguyn v

nng lng v cng qu gi l ngun ti nguyn du kh vic khai thc v s dng

ngun ti nguyn ny gp phn gip nn kinh t vit nam ngy cng pht trin

Mc d nn cng nghip khai thc v ch bin kh ca vit nam cn kh non tr,

song cng i vo hot ng n nh. Sn phm ca cc nh my ch bin kh ca

vit nam hin nay l kh kh thng phm, LPG v condensate. Trong c hai loi

sn phm LPG v Condensat c tn dng trit mang li hiu qu kinh t mang

li hiu qu kinh t cho quc gia. Sn phm kh kh thng phm m thnh phn ch

yu l kh metan v Etan ch dng lm nhin liu cho cc nh my in vi gi tr kinh

t thp. trong khi , trn th gii ngi ta tn thu Etan s dng lm nguyn liu

cho ngnh cng nghip ha du d sn xut ra hng lot sn phm mang li hiu qu

kinh t cao. V vy nh hng cho ngnh cng nghip ha du l mt hng i ng,

ph hp vi xu hng th gii v tim nng kh Vit Nam.

Hin nay kh kh c ch bin ti nh my GPP Dinh C c cung cp ch yu

cho cc nh my in v mt phn cung cp cho nh my m Ph M sn xutphn Ur. Lng kh kh cung cp cho nh my m Ph M sn xut Ur chim

1/3 tng lng kh kh Cu Long. Trong thnh phn ca kh kh Cu Long c cha 1

lng ln Etan (khong 12-13% mol). y l ngun nguyn liu c gi tr sn xut

Ethylene lm nguyn liu cho tng hp ha du m ti Vit Nam vn ang nhp t

nc ngoi v. Tuy nhin cng ngh v x l kh ti nh my kh Dinh C khng cho

php tch c lng C2 nu trn ra khi ngun kh kh tng gi tr s dng cho

ngun kh.

V vy vic a ra 1 quy trnh cng ngh tch C2 da trn ngun kh kh

thng phm ca nh my l iu cn thit.

Kh t nhin Vit Nam ang khai thc l kh ngt (kh c hm lng lu hunh

tng, H2S, CO2, Hg ) di cc tiu chun cho php l yu t quan trng ch bin

trc tip t kh thin nhin ra cc sn phm khc m khng cn phi u t cc khu

cng nghip ph tr x l kh (loi b lu hunh , N2, CO2,) gim ng k chi phu t xy dng nh my

Lc ha du K51 1


2/16


Etan l ngun nguyn liu v cng quan trng cho ngnh cng nghip ha du v trn

th gii hin nay. Cng ngh ch bin kh ch trng vic tch Etan tn thu trit

ngun ti nguyn v gi ny. Tuy nhin, Vit Nam hin nay Etan hu nh ch s

dng lm nguyn liu gy nn s lng ph rt ln so vi vic s dng Etan lm nguyn

liu. Nn vi tim nng kh Vit Nam th ngnh cng nghip ch bin kh c cng

ngh tch Etan l v cng quan trng v cn thit.

V vy em quyt nh chn ti xut cng ngh tch etan t ngun kh

thng phm cho nh my GPP Dinh C lm n tt nghip

Trong , Etan l mt trong nhng ngun nguyn liu sn xut Etylen v cc olefin

khc cho hiu sut cao.

Ethylene c dnh gi l vua ca ngnh cng nghip ha du, v t ngi ta

c th sn xut ra hang lot cc sn phm cc cht trung gian c gi tr kinh t cao v

thc tin trong cuc sng nh: propylenoxit, etylenoxit, vinylclorua, vinylaxetat,

styrene, etylcloruangi ta nh gi mt nc pht trin v cng nghip ha du

qua kh nng sn xut Etylene. Mt trong nhng ngun nguyn liu sn xut

Ethylene v cc olefin khc l t kh thin nhin c th hin trong cc s sau:

Tnh cht l hc EtanSTT Tnh cht Gi tr

1 Khi lng ring v pha 0,548 g/m3 , gas

2 Nhit si -88.6 0C ( 184.5 K)

3 p sut ti hn 707.8 psia

4 Nhit ti hn 90.1 F

5 Nhit chp la -1350C

6 Nhit t bc chy 4720C

7 Gii hn chy n 3.0 12.5%

Lc ha du K51 2


3/16


4/16


V vy em quyt nh chn ti xut cng ngh tch etan t ngun kh

thng phm cho nh my GPP Dinh C lm n tt nghip.

II. Mc tiu

- xy dng s cng ngh v xc lp cc thng s nhm thu hi 85% Etan

- ti u ha cc thng s tng sn lng Etan ng thi vn phi m bo cc

yu cu v ch tiu cht lng

III. Gii thiu Qu trnh c bn ca cng ngh ch bin kh

kh thng phm

nguyn

liu

sn phm

kh nhin liu

Cm thit b 1 : x l s b ngun nguyn liu bao gm

- Loi bi ( tch cc hp cht rn )

- Loi tng phn hoc ton b hi nc trong khng kh- Loi b tng phn hoc ton b : H2S, CO2, RS2, COS, CS2, RHS

- Loi kh N2

Cm thit b 2 : cm tch lng ra khi kh ( ch yu l C3+ hoc C2+ ra khi kh

Cm thit b 3 : cm n nh ( loi C2- ra )

Cm thit b 4 : x l sn phm

Cc phng php tch phn on kh

Sau khi loi tp cht c hc v tch m th c a i ch bin theo phng php

sau:

- Ch bin bng phng php hp ph

- Ch bin kh bng phng php chng ct

- Ch bin kh bng phng php ngng t

Lc ha du K51 4

1 2 3 4


5/16


1. Phuong php hp th nhit thp

Mc ch ca qu trnh hp th l dng dung mi hp th cc cu t nng mong

mun, phn ra khi nh thp hp th l phn on nh, phn ra khi y thp hp th

l dung mi bo ha c a sang thp gii hp ti sinh dung mi v tch cc cu

t hydrocacbon ra khi dung mi tip tc i ch bin.

Bn cht ca qu trnh l s cn bng gia dng kh v dng lng do s khuch tn

cht t pha ny sang pha khc. Khi t cn bng bn ng lc s khuch tn c xc

nh bng hiu s p sut ring phn ca cu t b tch ra trong pha kh v pha lng.

Nu p sut ring phn ca cu t trong pha kh ln hn trong pha lng th xy ra qu

trnh hp th ( hp th kh bi cht lng ) ngc li nu p sut ring phn ca cu t

b tch ra trong pha khi nh hn trong pha lng th xy ra qua trnh nh hp th ( kh

thot ra khi cht long).

Trong tnh ton thc t, ng lc ca qu trnh hp th c biu th chnh xc hn

thng qua p sut ring phn m cn thng qua nng ca cc cu t tng ng.

nguyn l ca qu trnh h th l tch kh propan v cc hydrocacbon nng hn

khi kh ng hnh v kh t nhin.

Trong cc nh my ch bin kh qu trnh hp th v gii hp c tin hnh trong ccthit b v chng ct loi mm hoc m. Thng thng 2 thit b c kt hp vi

nhau to thnh chu trnh kn: dung mi sau khi hp th kh (ti thp hp th) s i qua

thp chng ct. Ti y xy ra qu trnh gii hp. phn kh thu c nh thp c

em i ch bin hay s dng, phn dung mi ti sinh thu hi y thp c a

ngc li thp hp th hp th kh (trong cc nh my ch bin kh dung mi hp

th thng thng c s dng l cc phn on xng, kerosene hoc hn hp ca

chng).

Lc ha du K51 5


6/16


S nguyn l thit b hp th

S nguyn l thit b hp th

1:Thp hp th 6,7: Thit b lm mt bng khng kh

2: Thp hp th bc hi 8: Thit b lm lnh bng hi nc

3: Thp nh hp th 9: Hi lu

4,5: Thit b trao i nhit 10: Thit b un si y thp

I: Kh nguyn liu II: Kh kh

III: Cht hp th bo ha IV: Cht hp th bo ha tch Etan

V: Kh kh VI: Cc hydrocacbon nng

VII: Cht hp th ti sinh

2. ch bin bng phng php chng ct nhit thpQu trnh phn tch kh c thc hin khi dn hn hp kh cn phn tch ln lt qua

bnh tch v thp chng ct lm vic nhit v p sut thch hp thu c phn

on: phn on ra khi nh thp l hidrocacbon nh, phn on ra khi y thp l

hidrocacbon nng.

S chng ct nhit thp thc hin qu trnh tch cc cu t nh trc hiu qua

hn s hp th nhit thp v thit b ch to cng n gin hn.

Khc nhau v mt nguyn l gia s chng ct nhit thp v s hp th nhit

thp l ch nguyn liu i vo sau thit b lm lnh (ton b hay mt phn dng

Lc ha du K51 6


7/16


kh nguyn liu) khng c s tch s b m a thng vo thp chng, ti xy ra s

tch ring bit kh nguyn liu thnh kh kh (thot ra t nh thp) v phn on cc

hydrocacbon nng (ly ra t y thp)

Ph thuc vo s nguyn l ca qu trnh chng ct nhit thp , thit b c bn

ca s l cc thp chng c chia lm 2 loai

- Thp chng-bc hi

- Thp ngng t-bc hi

Thp chng-bc hi lm vic nh thp chng lin tc, dng kh nguyn liu c

lm lnh s b ti thit b trao i nhit thu hi nh dng kh tch benzin c a

vo phn giu ca thp. Trn nh thp c lm lnh bng chu trnh lm lnh ngoi,

hn hp kh ngng t hi lu tr v a trn cng ca thp chng, kh sn phm

tch benzin c dn theo ng II sau khi truyn lnh cho kh nguyn liu ti thit

b trao i nhit thu hi.

Thp ngng-bc hi khc vi thp chng bc hi ch hn hp kh nguyn liu c

trn vi sn phm nh thp, sau khi lm lnh nh chi trnh lm lnh ngoi bng

propan c a vo a trn cng ca thp chng. Sn phm nh thp c trn vi

kh nguyn liu, qua chu trnh lm lnh ngoi c nhit m cn thit, hn hp a

qua thit b tch 2, phn kh sn phm a ra theo ng VI, cn phn cn li ca vo a trn cng ca thp ngng t-bc hi

Thp chng-bc hi v thp ngng t-bc hi

Lc ha du K51 7


8/16


Thp chng-bc hi Thp ngng t-bc hi

1: Thit b trao i nhit 1: Chu trnh lm lnh ngoi

2: Thp chng bc hi 2: Thp tch

3: Chu trnh lm lnh ngoi 3: Thp ngng t bc hi

4: Thit b tch I: Kh nguyn liu

I: Kh nguyn liu II: Kh tch benzin

II: Kh tch benzin III: ng truyn nhit

III: ng truyn nhit IV: Hydrocacbon nng

IV: Hydrocacbon nng V: Hi lu

3. Phng php ngng t kh nhit thp

Kh ng hnh c tch t cc m kh khai thc du c nn bng my nn kh, sau

c lm lnh v a vo thit b sy kh. Kh sau khi c sy a qua thit b

trao i nhit lm ngui v a vo thit b ngng t nhit thp. Ti kh nn

c lm lnh ti nhit m cn thit, sau a sang b phn tch kh , mt

phn hydrocacbon ngng t c tch ra.

Phn ngng t (gi l condensate) cu bc nn v lm lnh kh ng hnh, c bm

t thng cha v qua b phn trao i nhit sang thp tch Etan, ti phn on chaMetan v Etan c tch ra. Sau benzin (phn ngng t c tch Metan v

Etan) qua thit b trao i nhit vo bnh cha, t c a i ch bin tip.

Phng php ngng t nhit thp -250C,-350C, p sut cao 3,0 4,0Mpa c coi

l phng php c hiu qu kinh t hn c ch bin kh t nhin v ng hnh

S ch bin kh bng phng php ngng t nhit thp c th c phn loi

theo s bc tch 1 bc, 2 bc, 3 bc ti mi bc phi tho lng ra

Theo kiu ngun lnh c th c : chu trnh lm lnh ngoi, chu trnh lm lnh trong,

chu trnh lm lnh t hp ( trong ngun lnh bao gm lm lnh trong v lm lnh

ngoi)

Chu trnh lm lnh ngoi: chu trnh lm lnh ngoi khng ph thuc vo s

cng ngh lm lnh c bit, ty thuc vo tc nhn lm lnh m c th c chia lm

2 nhm: nhm 1 tc nhn lm lnh v nhm nhiu tc nhn lm lnh. Chu trnh lm

lnh ngoi c ng dng hai hay nhiu tc nhn lm lnh c gi l chu trnh lm lnhbc thang.

Lc ha du K51 8


9/16


S ngng t nhit thp c chu trnh lm lnh dng tc nhn hn hp

1,4: My nn 8,10: B phn tch lc

3,6,9: Thit b trao i nhit 11: Thp tch Etan

2,5: Trao i nhit khng kh 12: Hi lu

7: Thit b bay hi tc nhn lm lnh t hp 13,14: Van tit lu

I: Kh nguyn liu

II: Kh khIII: Hydrocacbon nng

Chu trnh lm lnh trong: c tc nhn lm lnh chnh l dng kh a vo ch

bin. Chu trnh ny c chia lm 2 nhm.

Nhm 1: c s kt hp vi tit lu dng cht lng, mt cht longgr c nhn

do s tit lu condensat ca bc 1 v bc 2 hoc tit lu phn lng cn li ca

thp tch Metan hoc Etan.

Nhm 2: c s kt hp vi gin n kh. Mt phn lnh v nhit thp nhn

c do qu trnh gin n kh bng tua bin.

Lc ha du K51 9


10/16


V mt nguyn tc c th s dng s trong ton b lng lnh cn thit cho qu

trnh nhn c do tit lu dng lng condensate. Tuy nhin s c b

- Cng on tch kh p sut cao

- Cng on gin n khi bng tua bin c tch kh p sut thp

- Tch Metan ca cc cht lng ngng t nu yu cu nh trc l nhn Etan v

cc hydrocacbon nng C2+, tch Etan ca condensate nu yu nhn propan v

cc hydrocacbon nng C3+.

- Nn kh kh ti p sut cn thit a vo ng ng dn.

Chu trnh lm lnh t hp: s ny c nhiu loi s ty theo yu cu sn

phm ta c th thy loi s sau:

- S ngng t nhit thp mt bc nhn C3+ c chu trnh lm lnh t hp

trong lm lnh ngoi bng propan v tit lu dng cht lng.

- S ngng t nhit thp hai bc nhn C3+ c chu trnh lm lnh t hp

trong lm lnh ngoi bng propan v tit lu dng cht lng.

- S ngng t nhit thp hai bc nhn C3+ c chu trnh lm lnh t hp

trong lm lnh ngoi bng propan v tit lu dng cht lng v tuabin gin

n kh.

- S ngng t nhit thp ba bc nhn C2+ c chu trnh lm lnh t hptrong lm lnh ngoi bng propan v tit lu dng cht lng v tuabin gin

n kh. Trong s ny cng on gin n kh c s dng kt hp vi chu

trnh lm lnh bng Etan hoc Etylen

IV. La chn s cng ngh tch C2

IVa. Ch bin bng phng php hp th

Mc thu hi C3 ca qu trnh ch bin kh bng hp th ch t 40-45% nn

qu trnh ny khng ph hp cho qu trnh ch bin kh thu hi Etan. Ngi ta cho

rng cng ngh hp th nhit thp ch c hiu qu i vi kh c hm lng C 3 + ln

hn 350g/m3

IVb. Ch bin bng phng php chng ct nhit thp

S khc nhau gia s chng ct nhit thp v ngng t nhit thp l

ch nguyn liu i vo thit b sau khi lm lnh (ton b hay mt phn kh nguyn

liu) khng c s tch s b m a thng vo thp chng. Ti xy ra s phn tch

Lc ha du K51 10


11/16


ring bit kh nguyn liu thnh kh kh (thot ra t nh thp) v phn on cc

hydrocacbon nng (ly ra t y thp) phn ra 2 nhm

- Chng ct bay hi

- Ngng t - bay hi

S chng ct nhit thp c ng dng phn tch kh bo , hm lng C3+ ln

hn 600g/m3.

IVc. Ch bin kh bng phng php ngng t

S ngng t nhit thp vi chu trnh lm lnh bng propan tch C 3+ nn

dng quy trnh mt bc. S nhiu bc dng tch trit cc phn on C 2, C3 tr

ln. Trong cc s ny thng s dng chu trnh lm lnh trong nhiu bc hay t

hp. V vy phng php ngng t nhit thp s dng chu trnh lm lnh c tubin

gin n kh l hiu qu nht. S dng quy trnh dng tit lu tuabin to ngun lnh

ch c dng vi kh bo v kh c m thch hp. Do cng ngh ny ch s

dng ch bin kh thin nhin trong trng hp ngun kh thin nhin c p lc va

cao hay vng c kh ngng t

- Tuabin lnh ch nn s dng trong quy trnh ch bin kh c nhit khong (-450

C,750C) nn trong qu trnh tch Etan iu kin khc nhit hn ta ch s dng tuabin

lnh th s khng nhit lnh m b xung nhit lnh. Do vy cc s ch bin khthu hi Etan thng s dng chu trnh lm lnh t hp

- Nu ch s dng qu trnh lm lnh ngoi th d s dng chu trnh lm lnh nhiu

bc tch C2 th vn phi c thit b bay hi propan v Etan. Vic s dng Etan

lm tc nhn lm lnh khng nhng i hi nhu cu nng lng cao m vic nn

Etan v dng lng rt kh khn

- Nu ch s dng Tuabin gin n kh Tubor Expander th t hiu qu thu hi

nh mong mun phi to ra c s chnh p ln c hiu qu lm lnh cn

thit th s cng tng i phc tp i hi nhiu dng hi lu i vo thp tch

Etan.

ch bin kh nhng iu kin khc nhit nh thu hi Etan th phng php

ngng t nhit thp s dng chu trnh lm lnh t hp 3 bc vi tc nhn lm

lnh ngoi bng Propan, tuabin gin n kh (Tubor Expander) v tit lu dng

lng tch lng Etan t kh thin nhin c ti a v ch tiu kinh t k thutca nh my ch bin kh

Lc ha du K51 11


12/16


IVd. Xy dng s cng ngh

Etan thng phm

STT Cu t Yu cu k thut

Gi tr n v

1 Etan 90 Wt% min

2 Metan 2 Wt% max

3 Propan v cc cu t nng 2 Wt% max

xy dng nn quy trnh ch bin v a ra cc thng s thch hp ta dng phn

mm m phng HYSYS phn mm ca cng ty Hyprotech ca CanadaThng s kh kh thng phm

STT Cc thng s AMF MF GPP

1 Lu lng ( triu m3/ngy ) 395 3,67 3,44

2 p sut ( kPaG) 4700 4700 4700

3 Nhit ( 0C) 20,9 27,2 56,4

4 Nhit ddiemr sng (

0

C) 15 4,5 6,65 im sng HC ( 0C) 20,3 -10,7 -38,7

Yu t cng ngh: Kh Bch H vo nh my GPP l kh ngt do tch C2 t

ngun kh thng phm cua nh my GPP th thnh phn ca C2 c trong kh Bch H

phi chim t nht 8%

Lc ha du K51 12


13/16


Thng s kh u vo: kh nguyn liu cho qu trnh tch C2 c ly t ngun kh kh

thng phm nh my GPP Dinh C vi cng sut ca nh my 5,7 triu m3/ngy

STT Cc thng s Gia tri1 Thnh phn kh

Metan 81,9161Etan 14,1101Propan 2,8596i-Butan 0,2543n-Butan 0,2756i-Pentan 0.04n-Pentan 0,0361n- Hexan 0,0114n- Heptan 0,002

n- Octan 0,0002Nitrogen 0,0541

Cacbondioxit 0,4413H2O 0,0001

2 p sut dng kh (bar) 453 Nhit dng kh (OC) 40,284 Lu lng dng kh (triu m3/ngy) 3,44

Thnh phn tnh cht nguyn liu u voGiai on thu hi sn phm lng

Mc ch ca qu trnh ch bin ny l thu hi sn phm lng C 2 do vy giai on ch

bin kh nht thit phi c qu trnh lm lnh su. Do nhit tch C2 rt thp nn

cc qu trnh lm lnh thng thng khng th p ng c nhit nn s dng lm

lnh t hp, hay lm lnh ngoi. Trong phm vi ti ny em ch nh gi s

theo tiu ch v lng C2 thu hi c. Vi vic s dng phn mm Hysys kt hp

vi vic tham kho s cng ngh hin nay cc nh my ch bin kh em a ra

hai la chn cng ngh so snh mc nng lng v kh nng thu hi etan qua 2 s

lm lnh ngoi bng Propan-Etan v s lm lnh s dng Tubor-Expander vi tit

lu dng lng

Kho st yu t nng cao sn lng thu hi Etan sau nhn xt kt qu thu c

S cng ngh tch Etan vi s lm lnh ngoi bng Propan-Etan

Lc ha du K51 13


14/16


15/16


Kh nguyn liu trc khi vo thit b lm lnh c a qua my nn tng p sut

t 45bar ln 109bar. Sau c a qua thit b lm lnh bng khng kh h

nhit ca dng kh xung 250C.

Kh i ra khi E-01 i vo E-02. Ti y kh c lm lnh ngoi bng propan

Dng kh ra khi E-02 c nhit khong -270C c a ti Expander -01. My

gin c nhim v lm lnh su them cho dng kh ti nhit khong -710C, p sut

40bar, ri c a ti thp C-01. sau khi lm lnh a ti thp C-01. Thp C-01 l

thp tch Metan co c reboiler v condenser gm 25a van v lm vic p sut37bar. Thp c nhim v tch ring Metan v hn hp C 2+. Dng hi i ra t nh

thp c nhit khong 920C ch yu l Metan (99%) c a ti E-02 tn dng

nhit, sau c a ti ng ng vn chuyn n ni tiu th. Nh vy bng

vic tn dng nhit ca dng ra khi nh thp C-01 m ta c th khng cn ti s lm

lnh bng Etan do tit kim v chi ph.

Dng lng i ra t y thp C-01 c a ti a th 13 ca thp C-02. Thp C-02 l

thp tch tinh Etan gm 25a loi van, lm vic p sut 37bar. Dng i ra t nh

thp l Etan thng phm c nhit 170C c vn chuyn ti nh my ha du.

Dng lng i ra t y thp l C3+

Dng phn mm Hysys so snh tnh hiu qu ca hai s , thng s hot ng ca

thp chng ct trong hai s , so sanh mc nng lng v kh nng thu hi Etan sau

kho st nng cao sn lng thu hi Etan bng cch kho st nhit lm vic ca

thp C-01 v C-02 p sut ca C-02Sau khi kho st xong a ra thng s ti u cn thit cho s

Lc ha du K51 15


16/16


VI. Phm vi ca cng vic nghin cu

- Tm qun trng ca Etan trong cng ngip ha du

- Tm hiu cng ngh ch bin kh cc nh my ch bin kh

- Mc tiu ca qu trnh ch bin kh kh

- Hiu qu kinh t k thut s dng chu trnh lm lnh t hp 3 bc vi tc nhn lm

lnh 3 bc v tc nhn lm lnh ngoi bng propan, tuabin gin n kh, tit lu

dng lng thu hi sn phm C2 lng.

- nh gi hiu qu v so snh cc thit b cng nh sn lng, c im sn phm

ca s cng ngh tch Etan vi s lm lnh ngoi bng Propan v s cng

ngh lm lnh t hp vi tit lu dng lng

Phm vi p dng : nh my x l kh GPP Dinh CMc ch v ngha ca vic xy dng nh my x l kh Dinh C

Nguyn liu nh my

M t cc ch vn hnh ca nh my v thit b

- Ch vn hnh AMF (asolute minimum facility): ch vn hnh ti thiu tuyt

i

- MF (minimum facility): ch vn hnh ti thiu

- GPP ( gas processing plant ): ch vn hnh hon thinThng s k thut v ng dng, bo qun v vn chuyn cc sn phm kh kh, LPG,

condensate ca nh my

Lc ha du K51 16

Documents

duong ngoc diep