Công nghệ Chế biến khí Vũ Thanh Huyền – 20190879
Nguyễn Văn Tú - 20191157
1
ĐỀ CƯƠNG CHẾ BIẾN KHÍ
Ni dung
Câu 1: Khí tự nhiên là gì? Khí đồng hành là gì? ............................................................................................ 3
Câu 2: Các phương trìn trạng thái hệ hydrocacbon ........................................................................................ 3
Câu 3: Ý nghĩa các thừa số hiệu chỉnh (z, ꞷ)? Phương pháp xác định thừa số hiệu chỉnh? ................................... 4
Câu 4: Cân bằng pha hệ hydrocacbon? .......................................................................................................... 5
Câu 5: NhiÖt ®é s«i vµ ¸p suÊt h¬i b·o hoµ cña c¸c hydrocacbon riªng biÖt. Ph-¬ng ph¸p x¸c ®Þnh nhiÖt ®é
s«i vµ ¸p suÊt h¬i b·o hoµ cña c¸c hydrocacbon. ........................................................................................... 6
Câu 6: §Þnh luËt hçn hîp (§Þnh luËt Katz). Ph-¬ng ph¸p x¸c ®Þnh khèi l-îng ph©n tö trung b×nh cña hçn
hîp khÝ. ........................................................................................................................................................... 7
Câu 7: C¸c ®¹i l-îng tíi h¹n cña c¸c cÊu tö. C¸c ph-¬ng ph¸p x¸c ®Þnh c¸c ®¹i l-îng gi¶ tíi h¹n cña hçn
hîp khÝ. ........................................................................................................................................................... 7
Câu 8: Ph-¬ng ph¸p x¸c ®Þnh tû träng cña hçn hîp khÝ ngät, hçn hîp khÝ chua. .......................................... 8
Câu 9: X¸c ®Þnh tû träng cña hçn hîp khÝ khi biÕt tû träng t-¬ng ®èi cña hçn hîp khÝ (so víi kh«ng khÝ). . 9
Câu 10: Hµm Èm lµ g×? NhiÖt ®é ®iÓm s-¬ng lµ g×? ....................................................................................... 9
Câu 11 và Câu 12: Ph-¬ng ph¸p x¸c ®Þnh hµm Èm cña hçn hîp khÝ ngät và khí chua. ..............................10
Câu 13 và Câu 14: Ph-¬ng ph¸p Katz dù ®o¸n ®iÒu kiÖn t¹o hydrat cña hçn hîp khÝ. Ph-¬ng ph¸p
Treckell-Campbell dù ®o¸n ®iÒu kiÖn t¹o hydrat cña hçn hîp khÝ. ..............................................................11
Câu 15: Ph-¬ng ph¸p tÝnh to¸n x¸c ®Þnh l-îng chÊt øc chÕ t¹o hydrat. .......................................................12
Câu 16: Môc ®Ých c«ng ®o¹n t¸ch bôi. C¸c ph-¬ng ph¸p t¸ch bôi. .............................................................13
Câu 17: Môc ®Ých c«ng ®o¹n t¸ch Èm. C¸c ph-¬ng ph¸p sÊy khÝ. ...............................................................14
Câu 18: Môc ®Ých c«ng ®o¹n lµm ngät khÝ. C¸c ph-¬ng ph¸p lµm ngät khÝ. ...............................................15
Câu 19: Ph©n tÝch ®Æc ®iÓm c«ng nghÖ tæ hîp sÊy vµ lµm ngät khÝ ®ång thêi .............................................16
Câu 20: So s¸nh chu tr×nh lµm l¹nh ngoµi sö dông 1 vµ nhiÒu t¸c nh©n lµm l¹nh ........................................16
Câu 21: ThÕ nµo lµ chu tr×nh lµm l¹nh ngoµi vµ chu tr×nh lµm l¹nh trong. ..................................................17
Câu 22: So s¸nh c¸c s¬ ®å lµm l¹nh ngoµi ®Ó t¸ch C 3 cã t¸ch s¬ bé etan vµ kh«ng t¸ch s¬ bé etan.........18
Câu 23: Ph©n tÝch c¸c ®Æc ®iÓm cña s¬ ®å lµm l¹nh dïng tuèc bin gi·n në khÝ. ..........................................19
Câu 24: ThÕ nµo lµ chu tr×nh lµm l¹nh tæ hîp? Ph©n tÝch c¸c -u ®iÓm.........................................................20
Câu 25. So sánh các sơ đồ dùng chu trình lạnh tổ hợp nhận C3+. .................................................................21
Câu 26. Phân tích đánh giá 3 sơ đồ HTN hiện đại. ......................................................................................22
Câu 27: Thế nào là chưng bốc hơi, ngưng tụ bốc hơi và chưng cất có hai đường đưa nguyên liệu vào tháp?
......................................................................................................................................................................23
Câu 28: Phân tích ưu điểm của sơ đồ chưng cất có hai đường đưa nguyên liệu vào tháp ...........................23
Câu 29: So sánh các sơ đồ CNT và NNT .....................................................................................................24
Công nghệ Chế biến khí Vũ Thanh Huyền – 20190879
Nguyễn Văn Tú - 20191157
2
Câu 30: So sánh các sơ đồ CNT và HTN .....................................................................................................24
Câu 31: Đánh giá về mặt kinh tế các công nghiệp chế biến khí ...................................................................24
Câu 32: Phân tích phạm vi ứng dụng của các quá trình Công nghệ chế biến khí ........................................25
Câu 33: Cơ chế và xúc tác cho quá trình Oxy hóa ghép đôi metan..............................................................25
Câu 34: Các công nghệ cơ bản chuyển hóa khí tự nhiên thành khí tổng hợp, so sánh và phân tích nhưng ưu
điểm cơ bản của công nghệ tổng hợp ...........................................................................................................28
Câu 35: Phân tích các đặc điểm và ưu điểm của công nghệ hiện đại chuyển hóa khí tự nhiên thành khí tổng
hợp ................................................................................................................................................................29
Câu 36: Cơ sở nhiệt động và công nghệ tổng hợp methanol. So sánh ưu nhược điểm của các công nghệ áp
suất thấp và áp suất cao. ...............................................................................................................................30
Câu 37: Cơ sở nhiệt động và công nghệ tổng hợp ammoniac. So sánh ưu nhược điểm của công nghệ áp
suất cao và áp suất thấp. ...............................................................................................................................32
Câu 38: Hãy nếu các đặc tính cơ bản của LPG. ...........................................................................................33
Câu 39: Đặc tính và các thông số kĩ thuật của các loai bồn chứa LPG ........................................................35
Câu 40: So sánh sự khác nhau giữa bồn chứa LPG và bồn chưa xăng dầu. Tại sao có sự khác nhau đó? ..36
Câu 41: Các đặc tính và thông số kĩ thuật của các bình chứa LPG. Phương pháp kiểm định và quy trình
kiểm định bình chứa LPG. ...........................................................................................................................36
Câu 42: Các loại van sử dụng trong công nghệ LPG. Giải thích cấu tạo và nguyên lí làm việc ..................37
Câu 43: Bảo quản và tồn chứa LPG. ............................................................................................................39
Câu 44: Hãy nêu các đặc tính cơ bản của LNG ...........................................................................................40
Câu 45: Hãy nêu các đặc tính cơ bản của CNG ...........................................................................................41
Câu 46: Phân tích so sánh sự khác nhau giữa bồn chứa LNG. CNG và LPG ..............................................41
Câu 47: Phạm vi ứng dụng của LNG, CNG, LPG .......................................................................................42
Câu 48: Các công nghệ sản xuất LPG, LNG, CNG .....................................................................................43
Câu 49: Các đặc điểm của công nghệ sản xuất LPG của nhà máy chế biến Dinh Cố ..................................44
Công nghệ Chế biến khí Vũ Thanh Huyền – 20190879
Nguyễn Văn Tú - 20191157
3
Câu 1: Khí tự nhiên là gì? Khí đồng hành là gì?
1. Khí tự nhiên
Nguồn gốc: là khí được khai thác từ dầu mỏ
Thành phần: chủ yếu là hydrocacbon no thuộc dãy đồng đẳng của CnH2n+2, trong đó CH4 chiếm
thành phần chủ yếu. Ngoài ra còn có các khí phi hydrocacbon như: CO2, H2S, N2,…
2. Khí đồng hành
Nguồn gốc: khí đồng hành nhận được từ các mỏ dầu cùng quá trình khai thác dầu mỏ.
Thành phần: chủ yếu là hydrocacbon no thuộc dãy đồng đẳng của metan CnH2n+2 trong đó metan
chiếm ít hơn so với ở trong khí tự nhiên, đặc biệt C2+ chiếm một phần rất đáng kể hơn rất nhiều so
với khí tự nhiên => đây là nguyên liệu để sản xuất LPG (vì thành phần chủ yếu LPG là C3,C4).
Theo thành phần có thể phân loại khí như sau:
- Khí gầy: Hàm lượng C3+ < 50g/m3
- Khí béo: Hàm lượng C3+ > 150g/m3
- Khí trung bình: 50g/m3 < C3+ < 150g/m3
Câu 2: Các phương trìn trạng thái hệ hydrocacbon
1. Đối với hệ lý tưởng P.V=nRT
Tính chất nhiệt động của khí tự nhiên, khí đồng hành và các cấu tử của chúng rất khác với tính chất
của khí lý tưởng, đặc biệt ở nhiệt độ thấp và áp suất cao. Vì vậy không thể sử dụng phương trình
khí lý tưởng để xác định các tính chất của chúng.
2. Đối với khí thực
Phương trình Van der Waals: không xét đến quá trình tương tác của các cấu tử.
Phương trình BWR: Tính toán các hydrocacbon no không chứa các tạp chất => mô tả thành phần
hỗn hợp khí.
Phương trình Redlich Kong: Tính toán các hydrocacbon có chứa tạp chất phi hydrocacbon => dùng
cho khí chua + khí ngọt.
Công nghệ Chế biến khí Vũ Thanh Huyền – 20190879
Nguyễn Văn Tú - 20191157
4
Phương trình Peng-Robinson:
Đối với phương trình trạng thái khí thực có các hệ số hiệu chỉnh để hiệu chỉnh các sai số khác với
phương trình khí lý tưởng.
Phải chọn chương trình mô tả có kết quả phù hợp (gần nhất) với điều kiện công nghệ.
3. Trạng thái tới hạn
Được đặc trưng bởi đại lượng nhiệt động tới hạn Pc, Tc, Yc
Trạng thái này khác ở chỗ: khi vượt qua trạng thái tới hạn thì không còn sự phân biệt giữa pha lỏng
và pha hơi (Fluid).
Khi ở trạng thái Fluid: không thể hóa lỏng khí bằng cách tăng áp suất
4. Trạng thái tương hợp
Pr = 𝑃
𝑃𝑐; Tr = 𝑇
𝑇
𝑐; Vr = 𝑉
𝑉
𝑐
Được đặc trưng bởi đại lượng nhiệt động rút gọn Pr, Tr, Yr.
Khi các chất có cùng đại lượng nhiệt động rút gọn thì ta gọi là các chất tương tự nhau về mặt
nhiệt động.
Các đại lượng nhiệt động rút gọn thì không có thứ nguyên.
Câu 3: Ý nghĩa các thừa số hiệu chỉnh (z, ꞷ)? Phương pháp xác định thừa số hiệu chỉnh?
1. Thừa số acentric ꞷ:
P* là áp suất hơi ở T= 0,7.Tc
Ý nghĩa: để hiệu chỉnh sự sai khác về mặt hình học khi mô tả các phân tử khí thực.
Công nghệ Chế biến khí Vũ Thanh Huyền – 20190879
Nguyễn Văn Tú - 20191157
5
2. Thừa số z
P.V = z.R.T
Ý nghĩa:
- Hiệu chỉnh khả năng chịu nén của hỗn hợp khí thực.
- Tính toán khối lượng riêng của hỗn hợp khí.
Câu 4: Cân bằng pha hệ hydrocacbon?
Cân bằng pha của hệ hydrocacbon là 1 cân bằng động tồn tại cho sự chuyển động của các phân tử
từ pha lỏng sang hơi và ngược lại. Đại lượng đặc trưng cho sự phân bố các cấu tử giữa các pha ở
điều kiện cân bằng là hằng số cân bằng pha K. Cân bằng pha của các hydrocacnon phụ thuộc các
yếu tố: nhiệt độ, áp suất, thể tích, thành phần hỗn hợp.
Đường bao pha:
Khi giảm P: lượng khí tăng còn lỏng giảm
- B => D: lượng hơi giảm lượng lỏng tăng.
- D => E: lượng khí tăng còn lỏng giảm.
- Tại điểm E: chỉ còn 1 giọt lỏng cuối cùng
- Trong miền suy biến thì ngược lại vì có sự chuyển hướng của đường cong cân bằng lỏng-
hơi. Khi giảm P thì lượng khí giảm còn lỏng tăng. Vậy miền suy biến ngược với quy luật
khí nên lựa chọn hệ số công nghệ trong miền suy biến.
Cách xác định hằng số cân bằng K tại T và P đã chọn