Bài mô phỏng Công nghệ sản xuất LNG

BÀI MÔ PHỎNG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT LNG Họ và tên: Nguyễn Trong Thái. SHSV: 20092473 Lớp: KTHH3 – K54. Mô phỏng và báo cáo kết quả mô phỏng. Một số thiết bị sử dụng. Dùng Template tạo một case làm ngọt khí để xử lý khí chua (CO2, SO2). Trong flowsheet chính sử dụng: 4 máy nén. 2 expander 6 thiết bị làm mát 1 thiết bị trao đổi nhiệt nhiều dòng LNG. Nguyên lý hoạt động. Dòng khí tự nhiên ban đầu được đưa đi làm ngọt khí khí bằng thiết bị hập thụ sử dụng DEA (dietyl amin). Tháp hấp thụ đi kèm với một thấp tái sính chất hấp thụ. Dòng khí sau khi được loại bỏ khí chua, được đưa vào chu trình làm lạnh, hóa lỏng khí. Đầu tiên hỗn hợp khí được làm mát sơ bộ xuống 50 F, sau đó tiếp tục được làm lạnh sâu xuống đến -40 F trước khi được đưa đi hóa lỏng. Dòng khí được đưa vào thiết bị trao đổi nhiệt nhiều dòng để làm lạnh hóa lỏng xuống nhiệt độ -254 F. Tác nhân lạnh được sử dụng là metan và nito theo 2 chu trình trao đổi nhiệt ngược chiều nhau. Dòng metan được làm lạnh xuống nhiệt độ -199 F, P= 200 psi là tác nhân lạnh của hệ thống. Đầu tiên dòng khí metan được nén qua 2 máy nen và àm mát bởi 2 thiết bị làm mát trước khi được làm lạnh ở áp suất cao trong thiết bị trao đổi nhiệt. Dòng metan được giãn xuống áp suất 200 psi khi đó nhiệt độ là -199 F đóng vài tró tác nhân lạnh. Dòng nito được làm lạnh xuống đến -260 F, áp suất 200 psi làm tác nhân lạnh sâu của thiết bị. Dòng nito được nén qua 2 máy nén và được làm mát. Dòng nito ở áp suất cao đi vào trong thiết bị TĐN xuống nhiệt độ -130 F, 1185 psi trước khi được giãn xuống 200 psi, -260 F làm tác nhân lạnh sau của quá trình. Dòng LNG sau khi qua trao đổi nhiệt giảm nhiệt xuống -255 F và hóa lỏng khí hoàn toàn được đưa đến bình chứa. Ưu điểm: Điều chỉnh được nhiệt độ và làm lạnh sâu khí tự nhiên nhờ 2 chu trình làm lạnh và giản nỡ độc lập, Nhược điểm: Sử dụng hai chu trình lạnh độc lập nên đòi hỏi tác nhân lạnh tinh khiết. Sản phẩm tạo thành có thể còn lẫn nito. Các câu hỏi, bài tập. Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng CO2 và H2S đến công đoạn làm ngọt khí. Case study nghiên cưu mối quan hệ giữu lưu lượng dòng DEA đưa vào với nồng độ CO2, H2S của dòng sweet gas. Thấy rằng: Khi lưu lượng dòng DEA tăng lên thì nồng độ của CO2, H2S trong dòng sweet gas có xu hướng ngược nhau. Dòng CO2 giảm nhanh trong khi đó dòng H2S lại có xu hương tăng lên. Do đó, cần phải chú ý rằng: CO2 là khí khó tách, nồng độ của CO2 có trong khí giảm dần dần. Vậy cần phải xem xét nồng độ của CO2 trong khí cẩn thận trước khi tính toán lưu lượng dòng chất hấp thụ cho quá trình, khi đảm bảo rằng cả dòng H2S là ít nhất có thể. Tại sao dùng tác nhân lạnh là metan và nito? Có thể thay thế bằng tác nhân lạnh khác được không? Tại sao? Trả lời: Tác nhân lạnh metan và nito dùng để hóa lỏng LNG với nhiệt độ chạy tác nhân lạnh của metan là -199 F và nito là -262 F. Do khả năng làm lạnh sâu của mình nên metan và nito được lựa chọn làm tác nhân lạnh cho quá trình. Để làm lạnh LNG đến hóa lỏng hoàn toàn thì ít nhất cũng phải đến nhiệt độ hóa lỏng của metan là -162 C. Như vậy hoàn toàn có thể dùng các tác nhân lạnh mà có nhiệt độ lạnh sâu hơn để làm lạnh cho quá trình như O2 (-183 C). Nhưng tùy thuộc vào yêu cầu công nghệ, khả năng chế tạo tác nhân lạnh và các vật liệu được sử sụng cho quá trình trao đổi nhiệt cùng như ảnh hưởng tới các loại máy nén và được ống thì người ta chọn tác nhân lạnh cho phù hợp. Xác định cân bằng pha, hệ số nén, khối lượng riêng của hỗn hợp khí nguyên liệu trước và sau khi làm ngọt? có gì khác nhau? Tại sao? Trả lời: Cân bằng pha của dòng sourgas: Cân bằng pha của dong sweetgas: Sour Gas Sweet Gas Khối lượng riêng (kg/m3) 63.82 54.54 Do ảnh hưởng của CO2 và H2S đế dòng khí mà các tính chất của hỗn hợp khí thay đổi. Tùy theo thành phần của H2S và CO2 có trong hỗn hợp khí mà ta xác định hệ số hiêu chỉnh trong tính toán khối lượng riêng. Hằng số cân bằng pha trong điều kiện áp suất đầu bài có tra thêm thành phần của H2S và CO2 để hiệu chỉnh đường cân bằng pha xây dựng được. Nhiệt trị của khí: Dòng Sweet gas: Nhiệt trị của khí (Kj/Kmole) 7.743e4 Nhiệt trị cao (Mj/m3) 9.057e5 Nhiệt trị thâp (Mj/m3) 8.647e5 Tính cân bằng vật chất và cân bằng nhiệt lượng. Cân bằng vât chất của Qt sai số là rất ít: 0.02% nhưng cân bằng nhiệt lượng sai số 12.09% do: Có sai số trong hai hệ nhiệt động mà ta sử dụng là PR và Amine Pkg. Do các cấu tử trong hai hệ có sự khác nhau tạo nên sự không đông nhất khi tính toán enthalpy. Do đó gây ra sai số.