Công nghệ xử lý khí - Phần 5

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:15

Thêm vào BST

Báo xấu

89
lượt xem 23
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khái niệm và điều kiện tạo gas hydrate Hydrate những tập hợp chất có thể tồn tại bền vững dưới dạng tinh thể, chúng là một dạng dung dịch rắn, trong đó các phân tử nước dung môi nhờ các liên kết hydro tạo thành khung hydrate, trong các khoang của khung này các phân tử có khả năng tạo hydrate như mêtan, etan, propane, isobutan, nitơ, H2S, CO2, sẽ chiếm chỗ. Các hydrocacbon có phân tử lớn hơn sẽ không có khả năng tạo hydrate. Gas hydrate có các đặc tính (biểu hiện) bên ngoài giống như nước đá,...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Công nghệ xử lý khí - Phần 5

PHAÀN 5 GAS HYDRATE Khaùi nieäm vaø ñieàu kieän taïo gas hydrate Hydrate nhöõng taäp hôïp chaát coù theå toàn taïi beàn vöõng döôùi daïng tinh theå, chuùng laø moät daïng dung dòch raén, trong ñoù caùc phaân töû nöôùc dung moâi nhôø caùc lieân keát hydro taïo thaønh khung hydrate, trong caùc khoang cuûa khung naøy caùc phaân töû coù khaû naêng taïo hydrate nhö meâtan, etan, propane, isobutan, nitô, H2S, CO2, seõ chieám choã. Caùc hydrocacbon coù phaân töû lôùn hôn seõ khoâng coù khaû naêng taïo hydrate. Gas hydrate coù caùc ñaëc tính (bieåu hieän) beân ngoaøi gioáng nhö nöôùc ñaù, do ñoù coù theå laøm taéc ngeõn ñöôøng oáng vaø caùc thieát bò. ñieàu kieän thaønh taïo hydrate chæ khi hoäi ñuû caùc sau: − Coù nöôùc ôû töï do, vaø coù söï tieáp xuùc giöõa khí vaø nöôùc. − Ñieàu kieän nhieät ñoä nhoû hôn nhieät ñoä taïo hydrate. − Coù thaønh phaàn nhö meâtan, etan, propane, isobutan, nitô, H2S, CO2. − Coù söï thay ñoåi aùp suaát nhö qua van giaûm aùp. − Coù moâi tröôøng vaø ñuû thôøi gian. Xaùc ñònh ñieàu kieän aùp suaát nhieät ñoä taïo hydrate Phöông phaùp ñoà thò: Ñaây laø phöông phaùp thöôøng duøng ñeå öôùc ñoaùn sô boä ban ñaàu. neáu bieát ñöôïc tyû troïng khí γ cuûa hoãn hôïp khí ta coù theå xaùc ñònh ñöôïc ñieàu kieän P, T taïo hydtare. Hình 5.1 Ñoà thò tra nhanh ñieàu kieän taïo hydrate cuûa khí hydrocacbon theo aùp suaát vaø nhieät ñoä Phöông phaùp haèng soá caân baèng: do Katz phaùt trieån, phöông phaùp naøy söû duïng cho ñieàu kieän aùp suaát töø 0 – 70 bar. Ngöôøi ta thieát laäp heä soá caân baèng khí – raén Kv-s cho caùc ñôn chaát coù theå taïo hydrate (C1-C4, N2, CO2, H2S), Kv-s phuï thuoäc vaøo aùp suaát vaø nhieät ñoä xaùc ñònh baèng tra ñoà thò taát caû caùc caáu töû khoâng hình thaønh hydrate coù Kv-s=∞ taïi ñieàu kieän P, T baét ñaàu taïo hydrate : ∑(yi/Kv-s) = 1 yi :thaønh phaàn mole cuûa caáu töû i Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 78
Hình 5.2 : Ñoà thò tra haèng soá caân baèng khí raén cuûa Methane Hình 5.3: Ñoà thò tra haèng soá caân baèng khí raén cuûa Ethane Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 79
Hình 5.4 Ñoà thò tra haèng soá caân baèng khí raén cuûa Propane Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 80
Hình 5.5 : Ñoà thò tra haèng soá caân baèng khí raén cuûa i-Butane Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 81
Hình 5.6 : Ñoà thò tra haèng soá caân baèng khí - raén cuûa n-Butane vaø CO2 Hình 5.7 : Ñoà thò tra haèng soá caân baèng khí raén cuûa H2S Phöông phaùp Trekell-Campbell Phöông phaùp naøy döï ñoaùn cho ñieàu kieän thaønh taïo hydrate ôû aùp suaát cao töø 7000kpa ñeán 41400 kpa, phöông phaùp naøy cuõng tra ñoà thò öùng vôùi moãi aùp suaát thì moãi caáu töû coù khaû naêng taïo hydrate vôùi moät phaàn ∆T khaùc nhau. Rieâng ñoái vôùi C5+ thì yC5+ = 100*yC5+/(1- yC1 - yC5+) Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 82
Hình 5.8 : Ñoà thò döï ñoaùn nhieät ñoä taïo hydrate ôû 6,9 MPa Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 83
Hình 5.9 : Ñoà thò döï ñoaùn nhieät ñoä taïo hydrate ôû 13,8 MPa Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 84
Hình 5.10 : Ñoà thò döï ñoaùn nhieät ñoä taïo hydrate ôû 20,7 MPa Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 85
Hình 5.11 : Ñoà thò döï ñoaùn nhieät ñoä taïo hydrate ôû 27,6 MPa Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 86
Hình 5.12 : Ñoà thò döï ñoaùn nhieät ñoä taïo hydrate ôû 34,5 MPa Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 87
Hình 5.13 : Ñoà thò döï ñoaùn nhieät ñoä taïo hydrate ôû 41,4 MPa Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 88
Hình 5.14 : Ñoà thò döï ñoaùn nhieät ñoä taïo hydrate cuûa thaønh phaàn C5+ ôû 6,9MPa Hình 5.15 : Ñoà thò döï ñoaùn nhieät ñoä taïo hydrate cuûa thaønh phaàn C5+ ôû 13,8->41,4 Mpa Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 89
Khi khí hydrocacbon giaõn nôû ngöôøi ta cuõng xaây döïng caùc ñoà thò döï ñoaùn ñieàu kieän hình thaønh hydrate nhö sau: Hình 5.16: Döï ñoaùn ñieàu kieän hình thaønh hydrate cho khí giaõn nôû coù γ = 0,6 Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 90
Hình 5.17: Döï ñoaùn ñieàu kieän hình thaønh hydrate cho khí giaõn nôû coù γ = 0,7 Hình 5.18: Döï ñoaùn ñieàu kieän hình thaønh hydrate cho khí giaõn nôû coù γ = 0,8 Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 91
Hình 5.19: Döï ñoaùn ñieàu kieän hình thaønh hydrate cho khí giaõn nôû coù γ = 0,9 Ví duï: moät hoãn hôïp khí gas γ = 0,7 aùp suaát ban ñaàu 10000kpa (abs) qua JT van giaõn nôû coøn 3400 kpa (abs) hoûi nhieät ñoä khí tröôùc khi qua van toái thieåu laø bao nhieâu ñeå khoâng xaûy ra hydrate. Giaûi: Tra ñoà thò hình 5.17 treân (γ = 0,7) ta döï ñoaùn nhieät ñoä caàn toái thieåu laø 44oC Sau khi aùp duïng caùc phöông phaùp döï ñoaùn ñieàu kieän thaønh taïo hydrate ta coù theå veõ ñöôïc ñöôøng cong hydrate FGH phaàn beân traùi cuûa ñöôøng cong laø phaàn coù theå hình thaønh hydrate. Do ñoù khoâng neân vaän haønh cheá ñoä coâng ngheä ôû vuøng naøy maø khoâng coù caùc bieän phaùp söû lyù choáng hydrate. Hình 5.20 : Ñöôøng ñaëc tính taïo hydrate cuûa khí gas Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 92