2011

PHƯƠNG PHÁP LÀM (NGỌT) SẠCH KHÍ
TỰ NHIÊN.

07CDHH

Trang 1


2011

PHƯƠNG PHÁP LÀM (NGỌT) SẠCH
KHÍ TỰ NHIÊN.
I.

GIỚI THIỆU VỀ KHÍ TỰ NHIÊN.
Gồm 2 thành phần chính: hydrocacbon và không hydrocacbon.
- Hydrocacbon: chủ yếu từ C1- C4, C4 - C7 ít h ơn.
- Hdrocacbon không no: H2O (hơi, lỏng), N2, CO2, H2S, COS, CS2, RSH, H2,
He… còn có chứa một lượng đáng kể các tạp chất có tính axit nh ư cacbonic
(CO2), hydrosunfua (H2S) và các hợp chất chứa lưu huỳnh khác như oxyt
lưu huỳnh cacbon (COS), disunfua cacbon (CS2), mecaptan (RSH)... Các tạp
chất kể trên là các tạp chất không mong muốn trong quá trình khai thác,
chế biến, vận chuyển, sử dụng và bảo quản khí cho mục đích làm nguyên
liệu đốt, tổng hợp hữu cơ-hóa dầu... Sự tồn tại của các khí axit gây nên s ự
ăn mòn kim loại, giảm hiệu quả của các quá trình xúc tác, làm ngộ đ ộc xúc
tác, gây ô nhiễm môi trường, độc hại cho người sử dụng... Bên c ạnh đó s ự
có mặt ở hàm lượng cao CO2 trong khí cũng làm giảm nhiệt cháy của khí,
giảm hiệu quả của quá trình vận chuyển khí. Sự có mặt của các cấu t ử
mang tính axit trong khí cần phải được khống chế ở một hàm lượng đ ủ

nhỏ nhằm giảm thiểu những tác hại mà các khí axit này gây ra cho thiết b ị,
máy móc, môi trường và sinh vật.
Cộng hòa liên bang Nga quy định hàm lượng H 2S không được vượt quá
22mg/m3 còn Mỹ quy định khắt khe hơn: hàm lượng H 2S không được vượt
quá 5,7mg/m3; nồng độ CO2 trong khoảng 1~2% thể tích; [S] <=22-228
mg/m3,…
Trên thế giới đã có rất nhiều nghiên cứu nhằm làm sạch khí tự nhiên
và khí đồng hành khỏi các cấu tử axit bằng các ph ương pháp h ấp ph ụ và
phương pháp hấp thụ. Việc lựa chọn các phương pháp làm ngọt khí c ần
chú ý đánh giá thành phần của nguyên liệu bao gồm cả tạp ch ất mà trong
khí thành phẩm yêu cầu phải loại bỏ. Một số tạp chất khi tác dụng v ới các
dung môi có thể hình thành các hợp chất hóa học mà trong giai đo ạn tái
sinh sẽ không bị phân hủy (phản ứng không thuận nghịch trong đi ều ki ện
quá trình). Điều này dẫn đến giảm hoạt tính dung môi và kết quả là dung
môi mất hoàn toàn hoạt tính.
Thực tế cho có những lượng tạp chất nhỏ đôi khi lại gây nh ững ảnh
hưởng rất lớn đến việc lựa chọn dung môi hoặc công ngh ệ làm s ạch khí.
07CDHH

Trang 2


2011
Ví dụ như tỷ lệ H2S/CO2 trong khí nguyên liệu cần phải được các nhà công
nghệ xem xét thận trọng do nồng độ H 2S trong các khí axit là yếu tố quyết
định lựa chọn công nghệ, phương pháp làm sạch khí, ph ương pháp x ử lý và
thu hồi chất thải của công nghệ...
Khí thiên nhiên không kể từ nguồn nào khi tách ra khỏi dầu thô (n ếu
có) thường tồn tại trong các hỗn hợp với các hydrocacbon khác, chủ yếu là
C2H6, C3H8, C4H10, và C5H11. Ngoài ra, khí thiên nhiên thô còn chứa hơi nước,

H2S, CO2, He, N2 và các hợp chất khác.
Trong thành phần của khí tự nhiên và khí đồng hành, ngoài các cấu t ử
chính là các hydrocacbon no còn có một lượng đáng k ể các tạp ch ất có tính
axit như CO2, H2S và các hợp chất chứa lưu huỳnh khác như COS, CS2 ,
mercaptan RSH, thiophen... gây độc hại cho người sử dụng, ô nhiễm môi
trường, ngộ độc
Một số quá trình làm sạch khí
Hấp thụ hóa học
Quá trình

Làm bằng sạch
alkanamine:
-

MEA

-

DEA

-

DPA

-

DGA

Econamin


Hấp thụ vật lý
Dung
môi

-Họat hóa, nóng

- Monoethanola

oke

min,

- Diethanolami

ne,

amine,

- Diglycolamine

Dd muối natri(2,62,7 acid
antrikhinolsunfon
)

-

Propylene
carbonate

-


Dd DMEPEG

- Purizo

-

N-methylpyrolidon
(NMP)

- Sunfin

-

Hỗn hợp dd
diisopropanolami
ne và sunfolan

-

Methanol

ord

- Fluor
- Selexo

l

- Dd K2CO3 nóng

- Dd K2CO3 nóng

Trang 3

Dd muối arsenat
kiềm nóng
(K2AsO3)

-

- Stretf

- Diizopropanol

+ 1,8% DEG

07CDHH

Dung môi

- Vetroc -

Làm sạch bằng
carbonat kali:
-Thông thường

Quá
trình

n


ol

- Rektiz

on


2011
xúc tác,và gây nhiều khó khăn cho quá trình vận chuy ển và sử d ụng.
II.

CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM SẠCH KHÍ H2S VÀ CO2 (làm ngọt khí)
Có 4 phương pháp làm sạch khí:
- Phương pháp hấp thụ: Hấp thụ Hóa Học và hấp thụ Vật Lý
- Phương pháp hấp phụ
- Phương pháp thẩm thấu
- Phương pháp chưng cất
1. Phương pháp hấp thụ:

• Các quá trình họat động dựa trên sự hấp thụ hóa học hoặc vật lý
giữa dung môi và tạp chất, sau đó giải hấp để hòan nguyên dung môi
và chuyển khí chua chứa H2S sang thiết bị sản xuất S theo quy trình
Clause.
• Riêng 2 quá trình Vetrocoke-H2S và Stretford họat động dựa trên việc
hấp thụ H2S bằng dung môi hóa học và oxy hóa chúng trong thi ết b ị
hòan nguyên thành S.
• Quá trình Vetrocoke-H2S và Stretford được ứng dụng để làm sạch khí
có hàm lượng H2S thấp (áp suất riêng phần đầu vào của H 2S là 0,07
MPa và đầu ra là 0,002 MPa).

• Tiêu chuẩn để lựa chọn quá trình và dung môi h ấp th ụ:
Hàm lượng trước và sau khi làm sạch của tạp chất trong khí;
hoặc áp suất riêng phần trước và sau khi làm sạch của tạp chất
trong khí.
-

Áp suất riêng phần ban đầu quyết định số vòng tuần
hòan chất hấp thụ.

-

Áp suất riêng phần sau khi làm sạch phụ thuộc mức
tuần hòan chất hấp thụ, áp suất cân bằng và nhiệt độ c ủa khí khi
ra khỏi dung dịch.

07CDHH

Trang 4


2011
 Yêu cầu đối với dung môi hấp thụ:
•

Rẻ.

•

Không độc.


•

Dễ phân hủy khi thải ra môi trường.

•

Bền nhiệt và bền hóa học, dễ hòan nguyên.

•

Khả năng hấp thụ cao, ít phụ thuộc vào thành phần nguyên
liệu.

•

Có khả năng kết hợp với quá trình làm khô

• Có khả năng hấp thụ chọn lọc.
•

Không gây ăn mòn.

•

Độ mất mát thấp.

•

Có thể thay thế bằng một dung môi khác.


•

Khả năng tạo bọt thấp.

•

Khả năng hòa tan hydrocarbon thấp.

•

Nhiệt độ đông đặc thấp.

A. Phương pháp hấp thụ hóa học:
-

Dung môi hấp thụ: dung dịch monoethanolamine (MEA),
diethanolamine (DEA), diglycolamine (DGA).
Ưu điểm:

-

o Cho phép làm sạch đến mức tinh H2S và CO2.
o Độ hòa tan hydrocarbon trong chất hấp thụ không cao.
o Công nghệ và thiết bị đơn giản.
- Khuyết điểm:
oKhông làm sạch hòan tòan H2S, CO2, RSH, COS và CS2.
07CDHH

Trang 5



2011
oMức độ lọai mercaptan và các hợp chất lưu hùynh thấp.
oMercaptan, COS, CS2 có thể tương tác với dung môi và không thể
hòan nguyên trong điều kiện phản ứng.
oYêu cầu hệ số hồi lưu cao, chi phí nhiệt năng lớn.
oCó khả năng tạo chất gây ăn mòn cao.

1)Quá trình làm ngọt khí bằng monoetanol amin (MEA) :

Trong quá trình hấp thụ hoá học : Người ta sử dụng dung dịch
nước củacác alkanol amin như: Quá trình làm ngọt khí bằng dietanol amin
(DEA), dizopropanol amin (ADIP), diglycolamin (DGA) và monoetanolamin
(MEA)… Trong đó đáng chú ý nhất là monoetanolamin (MEA).Ph ương
pháp này được sử dụng từ năm 1930, hiện nay được ứng d ụng r ấtr ộng rãi.
Để làm sạch khí tự nhiên người ta dùng dung dịch MEA nồng đ ộ 15... 20%
trong nước. Dung môi hấp thụ: dung dịch monoethanolamine (MEA),
diethanolamine (DEA), diglycolamine (DGA).
Ưu điểm:



 Độ biến thiên áp suất riêng phần của khí chua ban đầu rộng.
 MEA dễ phản ứng, có độ bền hóa học cao, dễ hòan nguyên.
 Công nghệ và thiết kế đơn giản.
 Độ hòa tan hydrocarbon trong MEA thấp.
 Khuyết điểm:
 Mức bão hòa của dung dịch thấp.
 Chi phí riêng chất hấp thụ và chi phí sản xuất cao.
 Dung môi đã hấp thụ CO2, COS, CS2, HCN, SO2, SO3 khó hòan nguyên

 nếu trong khí có chứa COS và CS2 thì không sử dụng quá trình
này.
 Khả năng thu hồi mercaptan và các hợp chất lưu hùynh h ữu c ơ
kém.
07CDHH

Trang 6


2011
 Nếu trong hệ có hydrocarbon béo, sulfua sắt, thiosunfit, khả năng
tạo bọt của chất hấp thụ tăng  cần đưa thêm vào hệ chất chống
tạo bọt.
Quá trình tương tác hóa học giữa CO2 và H2S với MEA:
2RNH2 + H2S

 (RNH3)2S

(RNH3)2S + H2S

 2RNH3HS

CO2 + 2RNH2 + H2O

 (RNH3)2CO3

CO2 + (RNH3)2CO3 + H2O  2RNH3HCO3
 R = -CH2-CH2-OH
 Ở nhiệt độ thấp, phản ứng xảy ra theo chiều thuận; ở nhiệt
độ cao, phản ứng xảy ra theo chiều ngược lại.

Quá trình làm sạch khí bằng dung môi MEA
• Nồng độ dung dịch MEA thường <= 15-20%tt.
• Mức bão hòa khí chua trong dung dịch ~ 0,3-0,4 mol/molMEA.
Được ứng dụng làm sạch dòng khí có áp suất riêng ph ần c ủa khí chua <=
0,6-0,7 MPa.
Quá trình hấp thụ H2S và CO2 bằng MEA xảy ra ở áp suất cao và nhiệt độ
25 ... 40oC, còn tái sinh chất hấp thụ MEA thực hiện ở áp suất gần áp suất
khí quyển và nhiệt độ trên 150oC. Sơ đồ nguyên lý công nghệ hấp thụ làm
sạch khí khỏi H2S và CO2 bằng MEA xem ở hình 1

07CDHH

Trang 7


2011

Hình 1. Sơ đồ nguyên lý công nghệ hấp thụ bằng MEA
1. Tháp hấp thụ; 2,3,4. Thiết bị phân ly; 5,6. Thi ết b ị làm nguội b ằng không
khí; 7,8. Thiết bị làm lạnh bằng nước; 9. Thiết bị trao đổi nhi ệt; 10. Tháp
nhả hấp thụ; 11. Bộ phận đun nóng;
I. Khí nguyên liệu; II. Khí sạch (khí ngọt); III. Dung môi bão hòa; IV. Khí phân
ly;
V. Dung môi đã nhả hấp thụ một phần; VI. Khí axit; VII. Dung môi đã tái sinh
tuần hoàn trở lại tháp hấp thụ.
 Thuyết minh quy trình:
Khí nguyên liệu đựơc cho vào phần dưới của tháp hấp thụ 1, còn
dung dịch làm sạch monoetanolamin (MEA) đựơc tưới ngược chiều từ trên
xuống. Khí và 1 ít dung dich MEA có lẫn 1 ít H 2S và CO2 bay ra khỏi đỉnh
tháp và đi vào thiết bị phân li 2. Khí ra kh ỏi đ ỉnh thiết b ị phân li là khí s ạch,

còn dung dịch MEA có lẫn 1 ít H 2S và CO2 sẽ hoàn lưu lại vào tháp hấp thụ
1. Dung dịch MEA hấp thụ H2S và CO2 ( có lẫn khí của hirocacbon như etan,
propan..) được tháo ra ở đáy tháp đi vào thiết bị phân li 3, m ột ph ần nh ỏ
07CDHH

Trang 8


2011
khí của Hirocacbon nặng được thu hồi ở thiết bị phân ly 3. Còn dung d ịch
MEA sẽ cho qua thiết bị trao đổi nhiệt 9 ( làm nóng ), rồi qua tháp nh ả h ấp
thụ 10, H2S và CO2 có lẫn 1 ít duch dich MEA sẽ thoát ra ra kh ỏi đ ỉnh tháp,
rồi làm lạnh và cho qua thiết bị phân ly 4, H 2S và CO2 sẽ bay ra khỏi đỉnh,
còn dung dich MEA hoàn lưu trở tháp nh ả hấp thụ 10. Dung dich MEA sẽ
được tái sinh và lấy ra ở phía dưới tháp 10. Một phần dung dịch thu h ồi ở
đáy tháp sẽ được cho qua bộ phận đun nóng 11 quay l ại tháp nh ả h ấp th ụ
10 để truyền nhiệt. Phần còn lại cho qua thiết bị TĐN và làm lạnh rồi
hoàn lưu quay lại tháp hấp thụ 1.

2) Quá trình làm sạch khí bằng dung môi DEA
 Nồng độ dung dịch DEA phụ thuộc hàm lượng khí chua trong khí
và mức bão hòa khí chua trong dung dịch, ~ 20-30%kl:
- Nồng độ khí chua 0,05-0,08 m3/l  DEA 20-25%.
- Nồng độ khí chua 0,14-0,15 m3/l  DEA 25-27%.
- Nồng độ khí chua 0,15-0,17 m3/l  DEA 27-30%.
 Được ứng dụng làm sạch dòng khí có áp suất riêng ph ần c ủa khí
chua >= 0,2 MPa (DEA 25-27%) hoặc >=0,4 MPa (DEA 27-30%).
 Mức bão hòa dung dịch: 1-1,3 mol/mol DEA.
 Ưu điểm:
o Cho phép làm sạch đến mức tinh H 2S và CO2 với sự hiện diện

COS và CS2.
o Dung dịch DEA bền hóa học, dễ hòan nguyên,
o Áp suất hơi bão hòa thấp nên độ mất mát thấp
o Công nghệ và thiết kế đơn giản.
o Tiến hành ở nhiệt độ cao hơn quá trình dùng MEA 10-200C.
o Khả năng tạo bọt thấp đối với dòng khí có chứa thành ph ần
hydrocarbon nặng cao.
 Khuyết điểm:
07CDHH

Trang 9


2011
o Khả năng hấp thụ của dung môi thấp.
o Chi phí riêng chất hấp thụ và chi phí sản xuất cao.
o Có sự tương tác giữa CO2 (một phần) và HCN (hòan tòan) với
chất hấp thụ tạo tàhnh hỗn hợp không hòan nguyên được.
o Khả năng làm sạch mercaptan và hợp chất lưu hùynh hữu cơ
thấp.

3) Quá trình làm sạch khí ADIP
Dung môi hấp thụ: dung dịch nước diisopropanolamine (DIPA),
nồng độ có thể lên đến 40%.
Cho phép làm sạch tinh H2S đến 1,5 mg/m3; đồng thời làm sạch CO2,
COS, RSR (có thể lọai bỏ 40-50% COS và RSR).
Họat độ dung dịch DIPA đối với CO2 thấp hơn so với MEA.
Khả năng tạo hợp chất gây ăn mòn thấp.
Sự phân hủy DIPA do tương tác với các hợp chất ch ứa S và O th ấp
hơn so với quá trình dùng MEA.


4) Quá trình làm sạch khí Econamin
Được áp dụng khi nồng độ khí chua trong khí nguyên liệu ~ 1,5-8%.
Dung môi hấp thụ: dung dịch nước diglycolamine (DGA), với n ồng
độ ~ 60-65%kl.
Có thể làm sạch tinh H2S đến 5,7 mg/m3.
Họat độ của DGA với CO2 cao hơn sới MEA.
Khả năng lọai CO2, COS, CS2, mercaptan cao; dễ hòan nguyên.
Mức bão hòa khí chua cao: 40-50 l khí chua/ l dung d ịch.

07CDHH

Trang 10


2011
Chi phí riêng chất hấp thụ và chí phí sản xuất thấp h ơn 25-40% so
với quá trình dùng MEA.
Khả năng mất mát dung môi thấp hơn so với MEA.
Khả năng gây ăn mòn và hòa tan hydrocarbon tương tự MEA và
DEA.

5) Quá trình làm sạch khí Stretford
Dung môi hấp thụ: dung dịch lõang Na2CO3, NaVO3, và ADA
(anthraquinone disulfonic acid).
Nguyên tắc: lọai bỏ H2S và thực hiện các phản ứng oxy hóa khử để
thu S và tái tạo chất oxy hóa.
 Ưu điểm: dung dịch không ăn mòn.
Nhược điểm: khó thu hồi lưu hùynh, dễ gây nghẹt đường ống trong
hệ thống.

Phương trình phản ứng:
H2S + Na2CO3 = NaHS + NaHCO3
4 NaVO3 + 2 NaHS + H2O = Na2V4O9 + 4 NaOH + 2 S
Na2V4O9 + H2O + 2 ADA = 4 NaVO3 + 2 ADA

6) Quá trình làm sạch khí bằng dung dịch K 2CO3 nóng
Dung môi hấp thụ: dung dịch lõang K2CO3 25-35%.
Hấp thụ chọn lọc đối với H 2S và CO2, độ hòa tan các lọai khí khác
không đáng kể.
Có khả năng tạo bọt nếu trong hệ chứa các hydrocarbon lỏng.
Quá trình thực hiện ở nhiệt độ cao 220-4000F.
07CDHH

Trang 11


2011
K2CO3 + CO2 + H2O = 2 KHCO3 + Q
K2CO3 + H2S = KHCO3 + KHS + Q

7) Phương pháp hấp thụ bằng hỗn hợp etanol amin với etylen
glycol
Để làm sạch khí đồng thời khỏi H 2S, CO2 và nước, người ta ứng dụng
hỗn hợp etanol amin với etylen glycol.Việc làm sạch kết hợp như vậy đồng
thời làm khan hoá nguyên liệu và giảm lượng hơi nước cần thiết để tái
sinh dung môi. Trên hình 2,đã ra sơ đồ công nghệ làm sạch khí tự nhiên
bằng hỗn hợp etanol amin với etylen glycol. Quá trình làm sạch đ ược th ực
hiện trong tháp hấp thụ và các thiết bị phụ trợ.Tháp hấp th ụ và nh ả h ấp
thụ cũng có cấu tạo như tháp sấy khí bằng glycol. Khi được d ẫn vào từ
phần dưới của tháp,dòng khí chuyển động từ dưới lên, còn dung d ịch làm

sạch gồm có etylen glycol và etanol amin được tưới ngược chiều từ trên
xuống. Khí đã được làm sạch được dẫn ra từ đỉnh tháp, còn dung d ịch đ ược
hấp thụ H2S và CO2 được tháo ra ở đáy tháp. Dung dịch này được dẫn qua
bộ phận trao đổi nhiệt đốt nóng bằng hơi nước và đưa vào gi ữa tháp nh ả
hấp thụ, H2S và CO2 giải phóng ra ở phía đỉnh tháp, còn dung dịch hấp thụ
đã tái sinh được lấy ra ở phía dưới.Một phần dung dịch đó đ ược đun nóng
bằng hơi nước và quay lại tháp nhả hấp thụ để truyền nhiệt, phần còn lại
được làm nguội và tưới từ đỉnh tháp hấp thụ.
 Sơ đồ quy trình công nghệ

07CDHH

Trang 12


2011

Hình 2. Sơ đồ làm sạch khí bằng dung dịch etanolamin và etylen glycol
1. Tháp hấp thụ; 2. Tháp nhả hấp thụ; 3,4. Thiết bị đun sôi đáy tháp;
I. Khí vào; II. Khí sạch; III. Dung dịch MEA; IV. Dung d ịch DEG;
V.Nước; VI. Khí axit (H2S, CO2)

Khi nồng độ các tạp chất H2S và CO2 cao hơn 2 ... 2,5% mol thì tr ước khi
dùng etanolamin hấp thụ, người ta dùng các chất hấp thụ rẻ tiền nh ư
nước hoặc dung dịch nước của Na 2CO3, K2CO3 lμm sạch khí sơ bộ, giảm
nồng độ tạp chất tới 2 ... 2,5% mol, sau đó m ới dùng etanolamin làm s ạch
tiếp tới độ sạch yêu cầu nhỏ hơn 0,5%.

B. Phương pháp hấp thụ vật lý (quy trình trình Flour, Selecsol, Purizol )
Ngoài các phương pháp làm ngọt bằng phương pháp h ấp th ụ hóa h ọc

sử dụng dung môi ankanolamin cũng hay thấy s ử dụng ph ương pháp h ấp
thụ vật lý như quá trình Flour, Selecsol, Purizol...
• Khả năng hấp thụ phụ thuộc áp suất riêng phần của khí chua trong
điều kiện làm việc:
 Áp suất riêng phần thấp thì khả năng hấp thụ thấp. Để quá
trình hấp thụ vật lý diễn ra hiệu quả, cần thực hiện quá trình
ở nhiệt độ thấp.
 Áp suất riêng phần >= 5MPa: dung môi vật lý có ưu th ế h ơn
hẳn dung môi hóa học, áp suất càng cao, hiệu quả quá trình
càng tăng.

07CDHH

Trang 13


2011
• Khả năng hấp thụ CO2 và H2S của mỗi chất hấp thụ khác nhau  có
thể dùng để hấp thụ chọn lọc.
• Dung môi hấp thụ: propylene carbonate, dimethyl-tertpolyethyleneglycol (DMEPEG), N-N-methylpyrolidone,…
 Ưu điểm:
o Có thể làm sạch hoàn toàn H2S, CO2, RSH, COS, CS2.
o Không tạo bọt, không ăn mòn thiết bị.
o Nhiệt độ đóng băng thấp.
o Đầu tư và chi phí sản xuất thấp.
 Khuyết điểm:
o Độ hòa tan tan hydrocarbon trong dung môi hấp thụ cao.
1) Quá trình FLOUR
Chất hấp thụ: propylene carbonate


Tính chất hóa lý của propylene carbonate
Nhiệt độ sôi, 0C

242

Phân tử lượng

102

Nhiệt độ nóng chảy, 0C

-49

Độ nhớt ở 180C, m2/s

6,64.10-6

Tỷ trọng ở 200C, kg/m3

1200

Áp suất hơi bão hòa ở 270C, Pa

0,666

07CDHH

Trang 14



2011
• Khả năng hòa tan tốt H2S, CO2, COS, CS2, RSH và hydrocarbon.
• Có tác dụng ăn mòn yếu đối với thép carbon thường.
• Bền hóa học, áp súât hơi bão hòa thấp.
• Được áp dụng thuận lợi nhất khi khí có áp suất riêng phần t ổng c ủa
khí chua > 0,4 MPa.
• Hấp thụ ở nhiệt độ thấp: 0÷-60C.
• Quá trình hòan nguyên chất hấp thụ được thực hiện bằng giảm t ừng
bước áp súât.
• Độ mất mát chất hấp thụ: 16 g/1000 m3 khí nguyên liệu.

 Sơ đồ quy trình công nghệ

III

VI

II

THÁP
HẤP
THỤ

(2)
THÁP
PHÂN
LY

I
V

07CDHH

5

Trang 15

6

3

4

IV

(1)

(2)
THÁP
PHÂN
LY

(2)
THÁP
PHÂN
LY


2011

Hình sơ đồ quy trình công nghệ Fluor

1. Tháp hấp thụ 2. Thiết bị phân li 3. Tuốc bin
4. Máy nén
I. Khí ẩm

5. Tuốc bin thủy lực

6. Bộ phận truyền động

II. Khí acid III. Khí sạch IV. Dung môi tái sinh

V. Dung môi bão hòa

VI. Dung môi tuần hoàn

 Thuyết minh sơ đò quy trình công nghệ

Khí nguyên liệu ( I )được cho vào tháp hấp thụ ở gần đáy tháp đồng th ời
dung môi ( IV ) được bơm từ đỉnh tháp xuống, quá trình hấp thụ sẽ tiến
hành trong khoảng nhiệt độ từ 0÷60C. Khí đi ra từ đỉnh tháp là khí sạch
(ngọt) III. Dung môi bão hòa (V) được bơm vào thiết bị phân li th ứ nhất
(2) ,ở thiết bị phân li thứ nhất một khí nguyên liệu được máy nén đẩy
dòng khí hoàn nguyên về dòng nguyên liệu ban đầu,phần tạp chất còn l ại
được đưa qua thiết bị phân li thứ hai ( 2). Ở thiết bị này khí acid đi ra từ
đỉnh tháp và được Tuốc - Bin bơm thải ra cùng với dòng khí acid của thi ết
bị phân li thứ ba (2) đi ra ngoài. Phần dung môi bão hòa tiếp tục đ ược đua
vào thiết bị phân li thứ 3 , tại đây thì khí acid đã đ ược phân li hoàn toàn và
thải ra ngoài còn phần dung môi sạch ( dung môi tái sinh) được bơm trở lại
tháp hấp thụ để tiến hành quá trình hấp thụ.

2) Quá trình SELEXOL

 Chất hấp thụ: dimethylether polyethyleneglycol (DMEPEG).
Tính chất hóa lý của DMEPEG
Nhiệt độ sôi, 0C

07CDHH

151

Trang 16


2011
Phân tử lượng

280

Nhiệt độ nóng chảy, 0C

22-29

Độ nhớt ở 250C, Pa.s

5,8.10-3

Tỷ trọng ở 250C, kg/m3

1000

Áp suất hơi bão hòa ở 250C, Pa


1,33

Nhiệt dung ở 250C, kJ/kg.K

2,43

 Không độc, bền hóa học.
 Không gây ăn mòn.
 Dễ phân hủy khi làm sạch sinh học nước thải.
 Có độ chọn lọc cao đối với H2S: ở 200C và 0,1 MPa, độ hòa tan H 2S cao
gấp 10 lần CO2.
 Được áp dụng để làm sạch khí có nồng độ H 2S và CO2 trung bình và
cao.
 Có thể làm sạch đến 97% H2S và 85% CO2.
 Được ứng dụng để làm sạch và sản xuất đồng thời S và CO 2 thương
phẩm.
 Khả năng hòa tan hydrocarbon cao nên chỉ ứng dụng để làm sạch khí
khô.
 Khả năng hòa tan của DMEPEG tăng dần:
 C2H6 < CO2 < C3H8 < C4H10 < COS < C5H12<
 < H2S < CH3SH < CS2 < C7H16 < H2O
 Hiệu quả quá trình tăng khi tăng áp suất và hàm l ượng H 2S, CO2
trong nguyên liệu.
07CDHH

Trang 17


2011
 Hàm lượng khí chua trong nguyên liệu có thể thay đổi rộng.

 Lọai được <50% CS2.
 Chi phí chất hấp thụ ~ 1 m3/1000 m3 khí.
 Điều kiện quá trình hấp thụ: 10 ÷ -150C; 6,8-7 MPa.
 Hòan nguyên chất hấp thụ bằng giảm áp từng bước.
 Chi phí sản xuất giảm 30%, chi phí đầu tư giảm 70% so v ới quá
trình dùng MEA.
 Sơ đồ quy trình công nghệ

3) Quá trình PURIZOL
 Chất hấp thụ: N-methylpyrolidon (NMP).
Tính chất hóa lý của NMP
Nhiệt độ sôi, 0C

275

Phân tử lượng

99

07CDHH

Trang 18


2011

Nhiệt độ nóng chảy, 0C

24


Độ nhớt ở 200C, Pa.s

1,87

Tỷ trọng ở 250C, kg/m3

1000

Áp suất hơi bão hòa ở 400C, Pa

133,3

Nhiệt dung ở 200C, kJ/kg.K

1,67

 Không độc, bền hóa học.
 Hòa tan tốt H2S, CO2, RSH và hydrocarbon.
 Không gây ăn mòn.
 Dễ phân hủy khi làm sạch sinh học nước thải.
 Có độ chọn lọc cao đối với H2S: ở 200C và 0,1 MPa, độ hòa tan H 2S cao
gấp 10 lần CO2.
 Có thể tạo bọt nếu trong hệ có hydrocarbon lỏng.
 Khả năng mất mát cao do có áp suất hơi bão hòa cao.
 Được sử dụng để làm sạch sâu và tinh H2S và CO2, tỷ lệ H2S:CO2 cao.
 Điều kiện hấp thụ: 0-150C, 5-7,5 MPa.
 Hòan nguyên chất hấp thụ bằng giảm áp từng bước.
 Sơ đồ quy trình công nghệ

07CDHH


Trang 19


2011

07CDHH

Trang 20