doko.vn thiet ke day chuyen cong nghe

7/30/2019 Doko.vn Thiet Ke Day Chuyen Cong Nghe

1/67

n Mn hc Thit k dy chuyn cng ngh ch bin kh bng ngngt nhit thp

M U

Ngnh du kh nc tuy l mt ngnh mi hnh thnh v pht trinc hn 20 nm nhng c nhng ng gp ngy cng to ln v nhiu

mt cho s pht trin ca t nc. c bit l s ra i ca ngnh cng

nghip ch bin du kh. y l mt trong nhng tin quan trong hng

u v l ngun nguyn liu ch yu pht trin nhiu ngnh cng nghip

mi.

Cng vi qu trnh khai thc du th, th nghnh cng nghip du kh hnh thnh t nm 1995 v hin ang pht trin mt cch mnh m. Trn

t nc ta hin nay trin khai xy dng nhiu chng trnh v khai thc

v ch bin kh vo nm 2002 cung ng kp thi chho sn xut cng

nghip v tiu dng gn 147 000 tn condensate v 349 000 tn PLG thay

th cho hng nhp khu.

Cng vi s pht trin ca khoa hc k thut t kh t nhin v kh

ng hnh ngi ta sn xut ra nhiu sn phm khc nhau nh: ru,

axeton, andehyt, NH3, cht do si, phn bn, du nhn, cht ty ra tng

hp v l ngun nguyn liu cho cc ngnh nh: m phm, cng nghip,

in, dt mayphc v nhiu cho cng nghip v i sng ca nhn dn.

Chnh v nhng li ch to ln m nghnh du kh ni chung v ngnh

ch bin kh ni ring em li th vic u t v pht trin cng nghip

ngnh cng nghip mi nhn ny l mt i ng hng ca ng v nhnc ta nhm thc y kinh t v ci thin i sng nhn dn.

Trong phm vi n ny ta ch nghin cu phng php ch bin kh

bng phng php ngng t nhit thp v phng php ny va n gin

m cho hiu qu cao, v c tnh kh thi nht.

Sinh vin: Nguyn Nam Thng i Hc Bch khoa H Ni1


2/67


n ny gm 5 phn:

Phn I: M u.

Phn II: Tng quan.

- C s ha l ca qu trnh ngng t nhit thp.

- Tng quan v cng ngh.

Phn III: Tnh ton thit k.

- Cn bng vt cht.

- Cn bng nhit lng.

Phn IV: Thit k cng ngh.

Phn V: Kt lun.



3/67


CHNG I: GII THIU CHUNG V KH T NHIN V KH

NG HNH.

I.1. Thnh phn v tnh cht ca kh t nhin v kh nghnh.

Nhng cu t c bn ca kh t nhin v kh ng hnh l: metan,

etan, propan, butan (n- v zo). Kh t nhin c khai thc t cc m kh vi

thnh phn ch yu l metan (chim 98% th tch). Nhng m kh t nhin

l nhng ti kh nm su di mt t. Kh ng hnh c khai thc t cc

m du ng thi vi qu trnh khai thc du th .Trong thnh phn ca kh

ng hnh ngoi cu t chnh l metan cn c etan, propan, butan, v cc

hydrocacbon nng chim mt hm lng ng k v phm vi thay i thnh

phn ca cc cu t ny trong mt khong kh rng. Ngoi ra trong thnh

phn kh t nhin v kh ng hnh cn c H2O, H2S v cc hp cht cha

lu hunh CO2, N2, v Heli.

Ngi ta cn tin hnh phn loi kh da vo hm lng cc

hydrocacbon t propan tr ln. Trong kh cha trn 150g/m 3 cc cu t

propanbutan v cc hydrocacbon nng c gi l kh bo. Kh ny c

ng dng ch to xng kh, kh ha lng (LPG) v ngun hydrocacbon cho

cng ngh tng hp hu c. Cn kh cha di mc 50g/m3 cc

hydrocacbon nng c gi l kh gy. V ng dng lm nhin liu cho

cng nghip v i sng, lm nguyn liu cho cng ngh tng hp hu c ,

sn xut phn m. Vit Nam hin nay ngi ta pht hin c rt nhiu m kh v

tr lng kh hng nm t c khong 1300 t m3 kh .Di y l mt s

m kh ca Vit Nam.



4/67


ng1: Thnh phn kh b Cu Long.

M

Thnh

phn

Bch H

(l 09)

Rng(l 09) Rng ng

(l 09)

Ruby

(l 01)kh t do ng hnh

Metan(C1) 76,82 84,77 76,54 77,62 78,02Etan (C2) 11,87 7,220 6,890 10,04 10,67Propan(C3) 5,980 3,460 8,250 5,940 6,700Butan(C4) 1,040 1,700 0,780 2,830 1,740

Condensat 0,320 1,300 0,500 0,970 0,380N2 0,500 - - 0,330 0,600CO2 1,000 - - 0,420 0,070H2S - - - - -

Bng2: Thnh phn kh B Nam Cn Sn(% theo th tch)

M

Thnh

phn

i

Hng

(05-!a)

Lan Ty

(06-1)

Lan

(06-1)

Rng

i

(11-2)

Hi

Thch

(05-2)

Mc

Tinh

(05-3)Metan(C1) 77,25 88,5 93,9 81,41 81,00 89,44Etan(C2) 9,490 4,30 2,30 5,250 5.200 3,800Propan(C3) 3,380 2,40 0,50 3,060 2,800 1,480Butan(C4) 1,340 0,60 0,10 1,470 1,500 0,710Condensat 0,480 1,40 0,20 0,550 4,700 0,540

N2 4,500 0,30 1,60 0,080 0,110 0,150CO2 - 1,90 1,2 5,640 4,400 3,880H2S - 10,0 Cha o 0,000 - -

I.2.Tnh hnh ch bin v sn xut kh t nhin v kh ng

hnh trn th gii v Vit Nam



5/67


Trc y trn th gii ngun kh thu c thng b t b hoc ch

c s dng nh l mt nhin liu t .iu ny gy ra s lng ph va

lm nh hng nghim trng n mi trng xung quanh bi l trong kh t

nhin v kh ng hnh ngoi vic l mt nhin liu tt th t kh t nhin

v kh ng hnh ta cn thu c cc cht hydrocacbon v phi hydrocacbon

lm nguyn liu cho cc ngnh cng nghip khc . Do vy trong nhng nm

gn y rt nhiu nc trn th gii c bit l nhng nc pht trin

u t v pht trin ngnh cng nghip ch bin kh c th

Nga v cc nc cng nghip pht trin s dng hp l ngun

hydrocacbon mang li ngun li to ln bi v metan l thnh phn chnh c

trong kh t nhin c dng lm nhin liu cho l nung v ni hi. Ngoi

ra etan , propan ,butan v cc hydrocacbon nng cn c dng cho cng

nghip tng hp hu c.

M, t etan ch bin 40% etylen phc v cho sn xut nha tng hp,

oxit etylen, cht hot ng b mt , nhiu sn phm v bn sn phm ha

hc khc. Ngoi ra t kh t nhin v kh ng hnh , sau khi lm sch vch bin kh ngi ta cn nhn c mt lng ln lu hunh ,heli v mt

s sn phm v c khc phc v cho nhiu ngnh kinh t quc dn. M v

Canada l mt trong hai nc ng u v sn xut heli, mt trong nhng

sn phm quan trng nht trong cng ngh nghin cu v tr, nghin cu k

thut thm lnh , sc k...

cc nc Ty u, sau khi tm ra cc m kh t nhin ln tng cng

s quan tm n cc nguyn liu nhit phn nh .

Trong nhng nm gn y cc nc Trung ng (Iran, Arapxeut,

Beren...) d nh hon thnh chng trnh v khai thc , ch bin v vn



6/67


chuyn kh ng hnh vi tng gi tr khong 33 t USD . Ngi ta ngh

rng iu ny cho php xut khu khong 46 triu tn PLG mi nm.

Ring Vit Nam ngnh du kh nc ta tuy mi hnh thnh v pht

trin nhng vi tim nng v kh kh phong ph th y l mt tin quan

trng ngnh cng nghip ny pht trin hn. Cho n nay Vit Nam ang

khai thc 6 m du v 1 m du kh, hnh thnh 4 cm khai thc du quan

trng:

Cm m th nht : nm vng ng bng Bc B gm nhiu m

kh nh , trong c Tin Hi C, tr lng khong 250 m3/kh , bt u

khai thc t thng 12 nm 1981vi trn 450 triu m3/kh phc v cho cng

nghip a phng v l ngun nguyn liu cho cng nghip kh cc tnh

pha Bc.

Cm m th hai: thuc vng bin Cu Long, gm cha 4 m du :

Bch H, Rng, Rng ng, Rubi l cm quan trng nht hin nay , cung

cp trn 96% sn lng du ton quc.

Cm m th ba: vng bin Nam Cn Sn gm m du i Hngang khai thc v cc m kh pht hin khu vc xung quanh l Lan Ty,

Lan , Hi Thch, Mc Tinh v m du kh Rng i Ty ang chun

b a vo khai thc .

. Cm m th t : ti thm lc a Ty Nam bao gm m Bungakclwa

-Cc nc ang khai thc du m BungaOrkid, Bunga parkma, Bunga Ry

ti khu vc tha thun thng mi Vit Nam Malaysia l khu khai thc v

cung cp kh ln th hai v s l c s m bo s pht trin khu cng

nghip du kh C Mau Cn Th .



7/67


Vi tim nng v kh kh phong ph nh vy , Vit Nam c nhiu

iu kin pht trin cng nghip khai thc v ch bin kh thc y mnh

hn nn kinh t v a t nc ta ln mt tm cao mi.

CHNG II: CC PHNG PHP CH BIN KH T NHIN

V KH NG HNH

II.1.Phng php ch bin kh bng phng php ngng t

Tin hnh ch bin kh bng phng php ngng t nhit thp t

-25oC - -35oC p sut cao 3,0 4,0 Mpa. y c coi l phng php c

hiu qu v kinh t hn c ch bin kh t nhin v kh ng hnh.

Kh ng hnh t x nghip khai thc du c nn bng my nn kh

sau c lm lnh v a vo thit b sy kh tch m ri c a

qua thit b trao i nhit v lm ngui sau kh c a n thit b

ngng t nhit thp. Ti , kh c nn v lm lnh ti nhit m

cn thit tip theo hn hp kh c a sang b phn tch kh lc ny mt

phn hydrocacbon ngng t c tch ra.

Sau khi c nn v lm lnh th hn hp kh bng hai phn:

+ Phn ngng t (gi l condesat) ca bc nn v lm lnh.Kh ng

hnh c bm t thng cha qua b phn trao i nhit sang ct tch etan.

Ti phn on cha metan v etan c tch ra. Sau benzin l phn

ngng t tch metan v etan qua thit b trao i nhit vo bnh cha, t

n c a ch bin tip.Phng php ngng t nhit thp tch bezin t kh ng hnh l

phng php rt tn km, thc hin c cn c thit b lm lnh phc

tp. Tuy nhin do s cng ngh tng i n gin, m hiu qu tch



8/67


benzin ra khi hn hp kh kh cao, trit nn phng php ny c ng

dng rng ri trong cng nghip ch bin kh.

II.2. Ch bin kh bng phng php hp th

Ngoi ch bin kh bng phng php ngng t th ngi ta cn p

dng phng php hp th ch bin kh. Trong hp th v gii hp th

l hai qu trnh chuyn bin khi c bn c s dng tch kh thin

nhin v kh ng hnh.

Qu trnh ny c thc hin l nh s hnh thnh cn bng pha gia

hai pha kh lng do s khuych tn ca cc cht t pha n sang pha kia,

ng lc ca qu trnh khuych tn l s chnh lch p sut ring phn gia

cc cu t trong pha lng v pha kh. Nu p sut ring phn ca cc cu t

trong pha kh ln hn pha lng th s xy ra qu trnh hp th (tc cht lng

hp th cht kh).

Nu ngc li th s xy ra qu trnh hp th v nh hp th c thc

hin trong cc thp hp th v cc thp chng luyn c cu to kiu thp ahoc thp m, cht hp th c dng y l cc phn on benzin

kerosene, hoc hn hp ca chng.

(Hnh1 S nguyn l thit b hp th /156)



9/67


*Nguyn tc hot ng ca s :

Kh nguyn liu sau khi c lm sch kh cc git lng v cc tp

cht c hc , c nn , sy n im sng cn thit, v a vo a

cui cng ca thp hp th 1 . Cht hp th c ti sinh c ti ln

a trn cng.Trong thit b ny cu t theo yu cu nh trc (C 3)

c tch ra khi kh vo, ngoi ra cn c mt lng cc hydrocacbon

nh(metan v etan).

Kh kh thot ta t nh thp hp th 1, cn cht hp th bo ha

hydrocacbon c thot ra t y thp. Kh kh a i s dng, cn cht

hp th bo ha c avo thp hp th bc hi 2. Ngi ta ti cht

hp th tI sinh vo a trn cng ca thp 2 cn y thp th c gianhit khi kh c s dng lm nhin liu. Cn cht hp th bo ha

tch etan c gia nhit trong thit b trao i nhit 3 v 4. T nh thp

3 ta thu c hn hp propan v hydrocacbon nng. Phn on

hydrocacbon nng c ngng t trong thit b 7 v i vo hi lu 9 phn

hydrocacbon nng c quay tr li thp nh hp th 3. Phn cn li

c a i sn xut.

Nhit cung cp cho phn di thp nh hp th do s tun han cc cht

hp th chy t a cui sang thit b un si y thp 10. Cht hp th

ti sinh t y thp 3 lm ngui qua thit b 4,5 sau lm lnh 6,8

vo thp hp th 1 v thp hp th bc hi 2.



10/67


II.3.Ch bin kh bng phng php chng ct

S chng ct nhit thp c thc hin qu trnh tch cc cu t

nh trc hiu qu hn s hp th nhit thp (HNI) v thit b ch

to cng n gin hn. Khc nhau v mt nguyn l gia hai s CNT

v NTT l ch nguyn liu i vo thit b sau khi lm lnh (khng c

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

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

phn on hydrocacbon nng .

Ph thuc vo s nguyn l ca qu trnh chng ct nhit thp,

thit b c bn ca s l thp chng c chia thnh chng bc hi v

thp ngng t bc hi (Hnh 2, hnh 3 -177)

Vi 3 s cng ngh ch bin kh ni trn th ta c mt vi nhn xt

sau: T nhng u nhc im v phm vi cng dng ca mi cng ngh

th phng php ch bin kh bng NNT em li hiu qu cao nht.



11/67


Phng php ny ph hp vi iu kin ch bin kh ng hnh vi nng

sut cng ngh l 5 triu m3/ngy, h s tch cu t chnh l =75%

propan .Mt khc vi phng php ny mang li hiu qu cao c bit

trong tnh hnh kinh t ca t nc ta hin nay th y l mt cng ngh

ch bin kh n gin , v kh thi nht.

CHNG III:C S HA L CA QU TRNH NGNG T

NHIT THP

III.1.Khi nim v qu trnh ngng t

Ngng t l qu trnh chuyn kh hoc hi sang trng thi lng bng

cch lm lnh kh hoc nn lm lnh kh ng thi.

C hai phng php tin hnh qu trnh ngng t :

+ Qu trnh ngng t gin tip: (hay cn gi l ngng t b mt )

tc l qu trnh tin hnh trong thit b trao i nhit c tng ngn cchgia kh v tc nhn lm lnh i ngc chiu nhau . Tc nhn lm lnh

cho i t di ln trnh dng i lu t nhin cn tr qu trnh chuyn

ng ca lu th. Kh i t trn xung cht lng ngng t chy dc

xung t do v d dng.

+Qu trnh ngng t trc tip (hay cn gi l ngng t hn hp) Qu

ttrnh ny tin hnh bng cch cho kh v tc nhn lm lnh tip xc trctip vi nhau. Tc nhn lm lnh c phun trc tip vo trong kh sau

ngng t li thnh lng do vy thit b ngng t trc tip thng

khng t gi tr phn chia cao . Nn cht lng ngng t s trn ln vi

tc nhn lm lnh.



12/67


III.2.c im ca qu trnh ngng t

Qu trnh ngng t nhit thp c th c coi l qu trnh lm

lnh ng p (nu ta b qua mt vi tn tht p sut khi kh chuyn ngtrong ng v thit b cng ngh) cho ti nhit tng ng v p sut

th xut hin pha lng.

Kh ng hnh v kh t nhin l mt hn hp bao gm nhiu cu t

do qa trnh chuyn pha v cc vng ti hn ca chng khc nhau nhiu

so vi qa trnh tng ng vi im l nhit v p sut ti hn. Khi

nhit cao hn so vi nhit ti hn th cht s tn ti trng thi

mt pha. Khi d c thay i ca bt k t hp cc thng s no th cng

khng th a cht v trng thi hai pha c v vy mun ha lng kh

ta ch c php tin hnh nhit ti hn.

V d :

Nhit ti hn ca CH4 l Tc = 190,55K nhng vi nhit mi trng

l Tmt = 298K th Tc < Tmt. Do nu nn kh nhit mi trng th

cho d c tng p sut ti 500 atm th CH 4 cng khng ha lng, khi ta ch thu c kh CH4 nn. Vy ha lng CH4ta phi h nhit ca

CH4 xung khong 111K (di nhit si ca CH4 TsCH4 = 111,6 K vi

p sut kh quyn .

iu ny c ngha l qu trnh ha lng mt phn hay ton b kh bng

phng php nn ch thc hin c khi h nhit kh xung di nhit

ti hn.III.3.Qu trnh chun pha ca kh ng hnh.

III.3.1 Qu trnh chuyn pha i vi kh mt cu t.

Qu trnh chuyn pha i vi h kh mt cu t ta c th biu din trn

trc ta P-T trong trc tung l p sut v trc honh l nhit .



13/67


Hnh 4 gin pha h mt cu t

- ng HD, HC v FH l cc ng cn bng bao gm tp hp cc

ga tr p sut, nhit ti c cn bng pha.

- im H l im duy nht ti nhit v p sut xc nh ng thi

tn ti ba pha nm cn bng vi nhau. Ti ng cn bng nhit

v p sut khng i h c th chuyn pha bng cch thm vo hoc

bt nng lng ca h.

- Dc theo ng FH khng tn ti pha lng, v pha rn thng hoa

thnh hi.- ng HC l ng bo ha hoc cn bng gia hai pha lng v hi.

- im C l im ti hn ng vi nhit ti hn T c v p sut ti hn

Pc th ti cc tnh cht ca pha lng v pha hi tr thnh ng nht.

i vi n cht im ti hn c nh ngha: l im m pha trn

n pha lng khng th tn ti nh mt pha c lp. Hay ni cch khc

pha trn im ti hn kh khng th b ha lng bng cch nn p sut

cao.

- ng HC thng gi l ng p sut hi hay ng cong im

sng v ng cong im bt ca n cht.

* Xt qu trnh pha ng p ca h mt cu t trn hnh 4.



14/67


Tm>nh trng thi rn.

T o n b: h trng thi lng ti b h trng thi lng bo

ha. Bt k s cung cp nng lng no cng lm cho lng ha thnh

hi nhit v p sut khng i.

- Ti d: h trng thi hi bo ha, tip tc tng nhit s nhn

c hi qa nhit .

III.3.2 Gin pha h nhiu cu t

i vi h nhiu cu t, v tr ca cc ng cong trn gin

pha ph thuc vo thnh phn ca hn hp v cc ng bao pha to

thnh khng phi l mt mt phng, m c chiu dy nh hnh ci li

vi thnh phn l bin s phn nh chiu dy ca ng bao pha. Trn

hnh 5 th hin gin pha h nhiu cu t trong trc tung l p sut

v trc honh l nhit .

(Hnh 5/24 )

* im C l im ti hn, ti hai pha tr thnh mt pha.

* im M l im tng ng vi p sut ln nht m ti hn hp nhiu

cu t tn ti trng thi hai pha.

* im N: l im tng ng vi p sut ln nht m ti hn hp nhiu

cu t tn ti trng thi hai pha.



15/67


Bn tri ng cong im bt h tn ti trng thi lng khi bt u chm

ti ng cong im bt th h kh bt u xut hin nhng bt kh. Khi

sang ng cong im sng th ton b hn hp kh tr thnh hi t ng

cong im bt v ng cong im sng l min m tn ti cn bng gia

hai pha lng v hi.

+ng ABDE: biu din qu trnh ngng t ng nhit suy bin in

hnh trong cc m kh condensate. im A biu din pha lng cht nm bn

ngoi ng bao pha khi gim p sut ti im B bt u qu trnh ngng t.

Tip tc gim p sut lng lng hnh thnh nhiu hn t im A n D

nm trong min suy bin c to bi cc im thay i dc ca cc

ng pha.

+ Khi tip tc gim p sut ra khi min suy bin i t D ti E th

lng lng gim dn cho ti khi t im sng (E) pha di im E h

khng tn ti trng thi lng ch tn ti trng thi hi.

im ti hn C ca hn hp kh hydrocacbon lun lun pha bn tri

ca im M v v tr m l rt quan trng v n nh hng n s thay ihng ca cc ng lng hi bn trong ng bao pha. im ti hn C c

th nm bn phi im N th hin trn hnh 6 v 7.

(Hnh 6 v 7 /25)



16/67


Trn hnh 7 l gin ca h bc hai metan propan cho thy nh hng

ca thnh phn n hnh dng v tr ca ng bao pha th ng cong

ngoi cng l cc ng p sut hi ca metan propan bt u t im

ti hn ba ng bao pha cn li l ca ba hn hp c t l thnh phn

metan propan khc nhau c gi l qu tch ti hn .

Nh vy v tr ti hn trn mi ng bao pha thay i theo thnh

phn ca hn hp cc hydrocacbon.

Ngoi ra cc tp cht nh phi hydrocacbon nh: H 2O, CO2,H2S,N2

cng c nhng nh hng ng k n ng bao pha ca hn hp kh

trong iu kin nhit cao v p sut thp .

+ H2S, CO2 lm gim im p sut cc i tn ti lng hi ca hn hp

kh.

+ N2: Lm tng im p sut cc tr , tn ti lng hI hn hp kh v

gim kh nng trn ln.

III.4. Hng s cn bng pha.Cn bng pha ca hn hp kh khng phi l trng thi tnh m l cn

bng ng , vn lun tn ti s chuyn ng ca cc phn t t pha lng

sang pha hi v ngc li, tc bay v tc ngng t l bng nhau.

i lng c trng cho s phn b ca cc cu t gia cc pha

iu kin cn bng l hng s cn bng pha K c xc nh bng

phng trnh :

iii

yk

x=

Trong : iy : l phn mol ca cu t i trong pha hi.

ix : l phn mol ca cu t I trong pha lng.



17/67


Xt cn bng vt liu ca thp:

G: l phn mol ca cu t i trong nguyn liu vo thp tch.

iy : l phn mol cu t i trong pha hi.

ix : l phn mol cu t i trong pha lng.

ik: hng s cn bng pha lng hi .

F : l tng s mol nguyn liu.

V: l tng s mol hi.

L: l tng s mol lng .

Ta c: phng trnh cn bng vt liu ca thp :

F= V+L

Vi cu t mt no : F.G=V. iy +L. ix

III.5. Qu trnh ngng t nhit thp trong ch bin kh ng hnh

Trong hn hp kh ng hnh c thnh phn cc hydrocacbon khc

nhau nh:CH4, C2H6Do vy tng ng s c cc nhit ngng t khc

nhau, do qu trnh lm lnh s xy ra nh saucoi lai)

+ Khi gim nhit ca hn hp kh th n mt lc no ca hn hp

kh s bt u ngng t(tng ng vi p sut ring phn trong hn hp kh)

ln nht. Nu nh cc cu t c phn b u trong hn hp ban u. Th

cc cu t c nhit ngng t ln nht s ngng t u tin. Kh

hydrocacbon c c im quan trng l: chng ha tan trong cc

hydrocacbon lng, do khi chuyn sang pha lng khng ch c cc cu t

khc c nhit ti hn thp hn c nhit ca hn hp ti thi im .V d:

Hn hp c 10% mol CH 4 c 90%mol C6H14 trong ng dn kh c th

ngng t hon ton khi lm lnh n 10 oC vi P = 2MPa. Mc d nhit



18/67


ti hn ca CH4 l Tc = -82,6oC. Nhng khi c mt propan n vn chuyn

sang pha kh.

Trong qu trnh ngng t nhit thp , qu trnh lm lnh kh ch din

ra ti khi t c mc ngng t nh mc ca pha hi (trong hn hp

kh ban u) c xc nh bng mc tch cn thit cc cu t ch yu ra

khi hn hp . iu ny t c nh nhit lm lnh cui cng hon

ton xc nh ( tc ph thuc vo thnh phn ca hn hp, p sut ca h).

Nhit ny to c bng cch cung cp cho qu trnh mt lng nhit

lnh cn thit.

-Cng mt mc ngng t ( ca hn hp kh ban u ) c th t

c bng nhng t hp cc gi tr nhit v p sut khc nhau . Khi tng

p sut trong h tc l tng p sut ring phn ca tng cu t, mc

ngng t nhit khng i s tng ln v qu trnh ny cng s xy ra

tng t lm lnh ng p .

- Mc ngng t cc hydrocacbon khi tin hnh trong qu trnh ng p v

trong qu trnh ng nhit. Tuy nhin, qa trnh ngng t ca hai trng hpny li khc nhau. C th trng hp ng nhit th mc ngng t tng

nhng s phn tch cc cu t hydrocacbon km. Ngc li i vi qu

trnh ng p.

Vy: Vic la chn cc thng s ti u cho qu trnh ngng t nhit

thp ph thuc vo thnh phn ban u ca hn hp kh nguyn liu, mc

phn tch cu t chnh nh trc l rt quan trng.



19/67


CHNG IV: TNG QUAN V CNG NGH CH BIN BNG

PHNG PHP NGNG T NHIT THP.

IV.1.Cc thit b chnh c trong qa trnh ch bin bng phng

hip ngng t nhit thp.

Nhn chung s cng ngh trong cc qu trnh ch bin kh theo phng

php ngng t nhit thp rt a dng v phong ph. Theo mi mt

phng php th ta c cc thit b khc nhau. Tuy nhin , trn c bn th tt

c cc quy trnh u c nhng cm thit b chnh nh sau:

+ B phn lc kh n c tc dng: tch cc git lng v nhng tp cht

c hc. Trc khi kh c a vo ch bin, thit b ny hot ng theo

nguyn tc nh: c hc , ha hc hay in trng.

+ Thit b sy kh v tch m: thit b ny c tc dng tch lng m c

trong kh. Nguyn nhn hi nc c th b ngng t li trong cc h thng

thit b cng ngh ch bin kh sau ny.Thit b ny c th hot ng theo

nguyn tc nh: hp th, hp ph

+ H thng thit b trao i nhit tun hon: Thit b ny c tc dng tndng c cc ngun nhit lnh, nhit nng ca cc dng sn phm. Thit b

ny c th hot ng theo: loi gin tip, trc tip hay loi m.

+Thit b phn ly hn hp hai pha.

+ Thp tch etan.

Nu nh s Ngng t nhit thp (NNT) c dng vi mc ch thu

c C2 v phn on cao th sau thp kh metan ta c thm thp tch etan(C2H6) thng phm. Trong s NNT c cm thit b gm: ngun nhit

lnh, my phn ly to nn mt bc phn ly.

IV.2 Phn loi cc s cng ngh.



20/67


ch bin kh theo phng php ngng t nhit thp (NNT) c rt

nhiu s cng ngh khc nhau. V ta c th phn chia chng da vo mt

s c im sau y:

+Theo s loi phn ly c bn

+ Theo loi ngun nhit lnh

+Theo loi sn phm cui.

Theo ta c s phn loi cng ngh ch bin kh sau y:

Phn Loi

Bc tch Kiu ngun lnh

Cch a SP ra

Bc1

Bc2

Bc3

Chu trnhLL ngoi

Chu trnhLL trong



21/67


Chu trnh LLT hp

Mt tcnhn lmLnh

Tc nhnLm lnht hp

Nhiu tcnhn lmlnh

Nhm I:c s kthp viTL lng

Nhm II: cS kt hpvi gin nkh



22/67


Theo mi kiu phn chia th ta c 13 s tiu biu sau:

+S NNT mt bc

+S NNT c tch s b etan

+S NNT c chu trnh lm lnh dng tc nhn lnh hn hp

+S NNT mt bc c chu trnh lm lnh ngoi bng propan v etan

nhn C>2



23/67


+S cng ngh nh my ch bin kh Ty Virginia (M)

+S Thit b NNT 3 giai on

+S nh my ch bin kh s dng tubin gin n kh

+S ch bin kh nh my San Antonio (bang Texas, M)

+S nguyn l thit b NNT c tuabin gin n kh.

+S NNT mt bc nhn C3c chu trnh lm lnh t hp.

+S NNT hai bc nhn C>3 c chu trnh lm lnh t hp.

+S ngng t nhit thp nhn C>3 c chu trng lm lnh t hp.

+S cng ngh nh my ch bin kh Siligson (M).

IV. 3. Phn tch la chn thit b tnh ton thit k

IV.3.1. nh gi cng ngh ch bin kh bng phng php ngng t

nhit thp.

Trong cng ngh ch bin kh bng phng php ngng t nhit

thp.Da vo s bc tch, kiu ngun lnh v cch a sn phm ra th ta c

cc s cng ngh ch bin kh khc nhau. Theo mi mt loi cng

ngh ta u c nhng u, nhc im v phm vi ng dng khc nhau. hiu hn ta i xt mt s s cng ngh ch bin kh bng phng

php ngng t nhit thp.

IV.3.1.a S ngng t nhit thp (NNT) c chu trnh lm lnh ngoi

*c im s cng ngh:

V s cng ngh ny s dng chu trnh lm lnh ngoi nn khng

ph thuc vo s cng ngh c tc nhn lm lnh c bit. Ty thuc vodng tc nhn lm lnh m chu trnh lm lnh ngoi c th c chia thnh

hai nhm:

Nhm mt tc nhn lm lnh v nhm nhiu tc nhn lm lnh v chu trnh

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



24/67


lm lnh bc thang. y l s cng ngh c ng dng mt cch rng

ri.

a)S NNT mt bc nhn 3C c chu trnh lm lnh vi tc nhn lm

lnh hn hp

Hnh 8- S NNT c chu trnh lm lnh hn hp

*Nguyn tc hot ng:

Kh ng hnh c nn ti p sut 3,7 MPa i vo thit b lm mt

bng khng kh qua thit b trao i nhit 3, thit b bay hi tc nhn lm

lnh hn hp 7 v c lm lnh n nhit -60C. Hn hp 2 pha to

thnh c tch thp tch 10. Kh kh sau khi truyn nhit lnh thit b 6

v c dn vo gia thp tch etan 11. Sau khi tch t thp tch etan 11

kh sau khi truyn lnh trong thit b 3 c a i s dng, phn on cha



25/67


cc hydrocacbon c tho ra y thp 11 sau khi truyn nhit trong thit

b 9.

Mt phn condesat t thp phn tch 10 c th c a i to hn

hp tc nhn lm lnh. N c gia nhit trong thit b 9 bng sn phm ca

thp 11 n 20oC 45oC Mt phn c bay hi v tch kh trong thp tch

8 qua van tit lu 14 gim p sut ti 0,118- 0,125 MPa, han ton c bay

hi v a my nn 4 c chu trnh lnh v t n tr thnh tc nhn lm

lnh.

b) S NNT mt bc nhn 2C c chu trnh lm lnh bng propan v

etan

(Hnh 9: S NNT mt bc c chu trnh lm lnh bng propan v etan

nhn >)

*Nguyn tc hot ng:

c im ca s ny l c hai ngun lnh: Chu trnh lm lnh bng

propan v chu trnh lm lnh bng etan.



26/67


Theo s cng ngh ny th kh c lm lnh lin tc v mt phn

c ngng t trong thit b lm mt bng khng kh 3, thit b trao i

nhit

6 B phn bay hi propan 7, thit b trao i nhit v b phn bay hi 9 cha

c s tch pha lng. iu cho php thc hin tt hn nhng iu kin cn

thit tch etan, bi v etan trong pha lng ca cc hydrocacbon nng tt

hn. Do tng tng s etan tch ra c bc sau.

c im th hai ca s c thp tch etan v thp tch metan c

sn phm 2C . Nhim v ca thp tch metan l tch ton b metan ra khi

phn on cha hydrocacbon 2C .Thp tch metan lm vic trong iu kin

p =3,5 - 4,0MPa; Nhit T = 3,5oC 4,0oC. Nhit y thp tch metan

thng c duy tr : T = 20 60 oC ; s a trong thp tch metan t 20 -

25 a

c)S NNT ba bc nhn 3C vi chu trnh lm lnh bng propan

(Hnh 10-S thit b NNT ba giai on)



27/67


*Nguyn tc hot ng: Vi s ba bc c chu trnh lm lnh ngoI bng

propan ; trong propan c bay hi trn mi bc theo cc ng ng

nhit khc nhau.

bc ngng t th nht, kh a vo c lm lnh n nhit trunggian no cao hn nhit bc ngng t tip theo. Sau hn hp hai

pha to thnh c tch ring pha lng v pha hi. Pha hi a vo ngng t

nhit thp bc th hai . y kh c lm lnh thp hn bc u tin

nhng cao hn nhit ngng t bc th ba.Sau pha lng v pha hi

ln na li c tch ring. Pha hi a vo ngng t nhit thp bc

th ba, hi ngng t n nhit chn v tr thnh hai pha lng v

hi. Pha lng tch ra sau mi bc ngng t c a vo thp tch etan.

S NNT mt bc v nhiu bc c nhng u im v nhc im ring.

Vi qu trnh ngng t mt bc th lng lng to ra nhiu hn so vi nhiu

bc nhng trong phn lng ca mt bc cha nhiu cu t nh, tc l



28/67


chn lc ca qu trnh ngng t mt bc thp hn. iu dn n tng

lng nhit mt mt do cc sn phm nh metan v etan. Tuy nhin vi s

nhiu bc vn, kinh ph b ra nhiu.

* u im cng ngh: do cng ngh s dng chu trnh lm lnh ngoi nn

khng ph thuc vo s cng ngh v thit b n gin , vn u t t, d

dng trin khai.

* Nhc im cng ngh: cng ngh ny c chn lc khng cao do

nng lng tiu tn nhiu ngng t cc cu t nh d si, khc phc

nhc im ny ta c cc cng ngh NNT c chu trnh lm lnh ngoi nhiu

bc cho phn chia cao.

* Phm vi ng dng ca s cng ngh: cng ngh ny ng dng i vi

hn hp kh c phn tch cc cu t chnh khng ln,nng sut cng

ngh cao.

IV.3.1.2 S cng ngh NNT c chu trnh lm lnh trong.

*c im ca s cng ngh:Trong qu trnh ch bin kh t nhin th thit b lm lnh bng

tucbin s dng nng lng cc va khai thc kh.Cn khi ch bin kh

ng hnh th kh c nn s b to mt p sut nht nh trc thit b

lm lnh tucbin.

Thng thng trong s s dng chu trnh lm lnh trong . Ngoi vic

lm lnh kh tch xng cn s dng c tit lu dng lng. iu ny cho

php thu c mt lng nhit lnh cn thit.

a)S in hnh ca mt nh my ch bin kh c tuabin gin n kh.

Hnh 11- S nh my ch bin kh s dng tuabin gin n kh/145)



29/67


*S nh my loi ny gm cc cng on chnh sau:

- Cng on nn kh ban u khi ch bin kh ng hnh.

- Sy kh.

- Cng on ti sinh lnh v nhit ca cc dng kh ngc chiu nhau.

- Cng on tch kh p sut cao.- Cng on gin n kh bng tuabin c tch kh p sut thp.

- Tch metan ra cc hydrocacbon nng C 2,tch etan ca condensate nu

nhn etan v cc hydrocacbon nng C 3.

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

b) S NNT hai bc tch C> 3 c tuabin gin n kh , tit lu dng

cht lng:Hnh 12-S ch bin kh nh my San Antinio/145



30/67


* Nguyn tc hot ng:

Kh c p sut 5,2 MPa vo thp tch 1, ti y nhng git cht lng

c tch ra khi kh . Sau khi ra khi thp tch, kh va c lm lnh s

c dn n thp tch 5. Trc khi vo cc thit b trao i nhit, ngi ta

bm metanol vo kh. Trong thp tch 3 pha 5, methanol bo ha cchydrocacbon ngng t v kh c tch ring. Dung dch metanol trong

nc c ti sinh trong thp 7 cc hydrocacbon ngng t c a t thp

tch 5 vo b phn thi gi 8 y p sut gim xung 1,8 MPa , nhit

condensat gim xung -84oC. Kh to thnh nh s tit lu ny t thp 8

c dn vo ng ng dn kh kh, cn condensate qua thit b trao i

nhit vo phn gia ca thp tch etan 10, gim n 1,8 MPa , sau c

dn vo thp tch 9 trn nh ca thp 10.Kh t thp 9 sau khi truyn

nhit 3 va 4 c my nn n p sut 2,1 MPa , my nn ni vi mt trc

ca tuabin 6, phn on cha cc hydrocacbon nng c tho ra t y

thp tch etan 10 .



31/67


* u im cng ngh:

- cng ngh ny ch c mt ngun lnh duy nht l tuabin gin n kh.

iu ny m bo tch trit hn cc cu t theo yu cu nh trc nh:

etan, propan hay hydrocacbon nng .

- Ngoi ra vic s dng tuabin gin n : c kh nng t ng ha hon

ton c th xy dung s ch bin kh thch hp cho nhng m khai thc

khc nhau. Do vy gim nh c khi lng cng vic xy lp trc tip h

thng thit b .

_ Vi cng ngh ny th tng hp c cc u im ca hai qu trnh cng

ngh l: NNT c chu trnh lm lnh ngoi nhiu lm lnh t hp c th :

cng ngh c chu trnh lm lnh trong va cho phn tch cao v cho php

lm vic nhit lm lnh su.

* Nhc im: Thit b cng ngh vi chu trnh lm lnh trong thng cng

knh, phc tp, vn u t ln.

* Phm vi ng dng:

p dng i vi hn hp kh c thnh phn cha 3C tr ln khng qu70 75 g/m3. Vi h s tch cu t chnh l 85% propan v hu ht cc cu

t cacbon nng.Kh kh sau khi ch bin c a thng i tiu th vi p

sut 2,1MPa.

IV3.1.3 S cng ngh NNT c chu trnh lm lnh t hp:

*c im s cng ngh :

Ngun lnh c s dng trong cng ngh bao gm nhiu chu trnh lmlnh .Trong c chu trnh lm lnh ngoi bng propan, tit lu dng lng

v tuabin gin n vi c im ny cho php s cng ngh lm vic

nhit lm lnh su hn, v thit k cng ngh n gin, v c th d dng



32/67


tch ring cho tng cu t ca hn hp kh ban u nh: etan, metan,

propan

a)S NNT mt bc nhn 3C c chu trnh lm lnh t hp ( chu

trnh lm lnh ngoi bng propan v tit lu dng cht lng)

Hnh 13 S NNT mt bc nhn 3C c chu trnh lm lnh t hp /148)

*Nguyn tc hot ng:

Kh ng hnh c nn n thp p sut 2,0MPa i qua b phn gia

nhit 13 ca thp tch etan 12 , trao i nhit bng khng kh 3, sau qua

cc thit b trao i nhit 4,6,7,9 v b phn bay hi 5,8 ca chu trnh lm

lnh ngoi, mt phn kh c ngng t, kh c nhit -10 oCc a vo

thp tch 1 tch phn ngng t. Kh kh t nh thp tch sau khi trao i

nhit vi dng kh nguyn liu c dn ra khi h thng a i s dng



33/67


Condensat t y thp tch 11 i qua thit b tit lu 10 ti y p sut

condensate gim xung 1,0 MPa, Nhit -15oC.

Dng condensate lnh i qua thit b trao i nhit 9 t ngay pha trc

thp 11, sau l thit b trao i nhit 7 v i vo nh thp tch bc hi

12, ti y p sut 1MPa xy ra s tch etan, cc hydrocacbon nh bay hi

t nh thp 12 qua thit b trao i nhit 4, c a nn trong my nn 2

n p sut ca dng kh nguyn liu, c lm lnh trong thit b trao i

nhit bng khng kh 1 v c trn ln vi dng kh vo.

b)S NNT hai bc nhnc 3C chu trnh lm lnh t hp (chu trnh

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

kh)

Hnh 14-S ngng t nhit thp nhn 3C c chu trnh lm lnh t

hp



34/67


*Nguyn tc hot ng:

Khi nguyn liu c nn n 4,0MPa sau khi lm sch khi CO 2v

sy bng cht hp ph rn, c a vo cng on ngng t nhit thp .

Mt phn kh i vo cc thit b bay hi 1,3,5 v cc thit b trao i nhit

2,4 ti y kh c lm lnh n -30oC, c trn ln vi mt phn kh

c lm lnh n -30oC nhit bng condensate t thp tch 10.

Condensat t thp tch 10 c tit lu n p sut 1,7 MPa v sau khi

truyn lnh c nhit 20oC c dn ti thp tch etan 16.T thp tch 10 kh sau khi c lm lnh bi kh kh i ra t nh thp

tch etan 16 t nhit -51oCc dn vo thp tch nhit thp 11, ti

y kh c tch ra khi condensate v c nhit thp 11 c dn qua

van tit lu 15, p sut ca kh gim n 18MPa, khi mt phn kh b



35/67


ngng t, c lm lnh n-78oC. Kh cng vi condensate t tuabin 13

c dn n phn trn ca thp tch etan 16.

* Nhc im ca s cng ngh : Vi chu trnh lm lnh t hp ch

cho php nhit lm lnh ca qu trnh l gii hn nhit -65?

* Phm vi ng dng ca s cng ngh:

Vi vic s dng tucbin lm lnh trong s ngng t nhit thp

ch bin kh v thu c sn phm c phn on t 3C tr ln .Vi hm

lng 3C trong kh ng hnh 300g/m 3v h s tch cu t chnh 90%

propan

Vy : Nhn chung sau khi phn tch u nhc im, phm vi ng dng

ca cc s cng ngh. Ta thy rng ch bin ng hnh vi nng sut

cng ngh ln 5 triu m3/ngy, phn tch cc cu t chnh khng cao vo

khong 75% cu t chnh l propan, th ta la chn cng ngh NNT vi chu

trnh lm lnh ngoi tc nhn lm lnh propan c thp tch s b etan l ti

u nht, v cng ngh ca thit b n gin , cng nhg p ng rng ri,

va khc phc c nhc im ca cng ngh cu thit b khng c tch s

b etan. Do vy n c phn tch cu t chnh cao hn.

IV.4.La chn s cng ngh ch bin kh bng phng php NNT.

Vi vic l chn cng ngh l bng s cng ngh NNT vi chu trnh

lm lnh c tch s b etan c th hn ta i so snh gia hai s NNT

c tch s b etan v khng tch s b etan

V s Hnh 15:Khng tch s b etan

Hnh 16: C tch s b etan



36/67


* Ngng t nhit thp mt bc

khng tch s b etan:

-S cng ngh ny c chn lc

khng cao do vy phi chi ph nhiu

nng lng cho qu trnh kh etan,

trong nng lng phi tiu tn

cho qu trnh ngng t cc cu t

nh , Do vy vic lp thm thit b

kh s b cho php s cng ngh

lm vic vi ch cao hn.

* Ngng t NNT mt bc c tch

s b etan:

_ Ngoi s ging nh mt bc th

thit b c thm thp tch s b

etan .Ti th etan c tch ra mt

phn do nhit ca kh nguyn liu

a vo v iu ny cho php tng

nhit nh thp 9 v gim lng

tc nhn lm lnh ca qu trnh v

tit kim c nng lng.

C th: Nguyn liu i vo thp kh

etan so vi s NNT thng thng

s c lng t hn v nng hn. iu

ny cho php tng nhit nh thp



37/67


* u im : Vn u t t ,n gin.

* Nhc im : do vic tch cc cu

t nh khng trit nn cu t nh

trong nghuyn liu a vo ln dn

n lm tng ch ca cng ngh.

kh etan , gim lng nhit lnh cn

thit bay hi cc cu t nh y

thp . Mt khc lng tc nhn lnh

dng lm lnh kh trc khi tun

han t thit b phn ly th hai .Tuy

nhin do nhit ca tc nhn lnh

nh thp kh etan tng ln do vy

c li v nhit hn s d 1.

* u im:

- Ly c nhit t nguyn liu a

vo.

- Tng hiu qu ca chu trnh lnh

v pha lng s II c t trng ln

hn(v t cu t nh)

- Thp tch etan c th lm vic

nhit cao hn do vy tit kimc nhin liu lm lnh.

* Nhc im: Vn u t ca s

II ln hn so vi I do c thm thp

tch s b etan nn thit k phc tp

hn.

Vy: Vic la chn cng ngh ch bin kh theo phng php ngng t

nhit thp vi chu trnh lm lnh vi tc nhn l propan cho hiu qu

kinh t v ph hp vi yu cu phn tch v nng sut cng ngh.



38/67


PHN II: TNH TON THIT K S CNG NGH

NGNG T NHIT THP.

CHNG VI: CN BNG VT CHT.VI:1. Tnh ton cn bng vt cht cho cc thp khi chu trnh bt

u lm vic ln th nht.

Hn hp kh sau khi lm sch, nn, trao i nhit qua thit b bay hI

propan sau vo thp tch(7) vi thnh phn hn hp kh cho trong

bng di y.

- Nng sut cng ngh : 5.106 m3 kh/ ngy.

p sut hn hp kh: P = 10 Mpa.

- Nhit trung bnh ca thp(7) : -30oC.

Gi s lc u va khi ng dy chuyn cha c kh ra nh thp

( 8) nn cha c kh hi lu vo dng nguyn liu, thnh phn kh vo thp

7 ng bng thnh phn hn hp kh nguyn liu u vo.

Ta c bng sau:

Bng3:Cn bng vt cht cho cc thp khi chu trnh bt u lm vic

Cu t Thnh phn Khi lng

phn t

Hng s cn

bng

Khi lng

phn t

trung bnhCH4 0.7700 16.043 1.470 12.353C2H6 0.1474 30.070 0.415 4.432C3H6 0.0650 44.097 0.195 2.866C4H8 0.0144 58.124 0.098 0.836C6H12 0.0032 72.104 0.042 0.2307Tng 1.0000 20.717



39/67


S dng d th j. Cambell cho tng cu t vi trc honh l trc tung l gi

tr cc hng s cn bng. Cc ng cong l nhit trung bnh ca thp .

Hng s cn bng ca tng cu t thu c trong bng.

Vy lu lng khi lng nguyn liu l:

)/(43,19268010

717,20.

24.4,22

10.10.53

361

7 hkgGF ===

Lu lng khi lng ca tng cu t i vo thp 7 khi cha c hi

lu kh:1

7

1

7

1

7

.GCGii

=

Xt 1 mol kh nguyn liu, F = 1

Ta c cn bng vt cht i vi tng cu t l:

iii xLyVCF ... +=

Trong : F: s mol nguynliu vo thp

Ci: phn mol cu t i trong dng nguyn liu

V: s mol pha kh nhn c t F mol nguyn liu

L: s mol pha lng nhn c t F mol nguyn liu

xi: phn mol cu t i trong dng lng L

yi: : phn mol cu t i trong dng khi V

Ta c: =iK i

i

x

y

nn: iiii xLXCyVC ... 1 +=

HocLK

Cx

i

ii

+= (1) v

i

ii

K

LV

Cy

+

=(2)

Tng phn mol ca cc cu t phi bng 1:



40/67


+

=i

ii

KVL

Cx

.(3) v +

=

i

ii

K

LV

Cy

(4)

Nn: ( )( )

=+

= 011

10i

ii

iiKV

KCxy (5)

M L = 1-V nn( )

( )0

11

1=

+

i

ii

KV

KC(6)

tm gi tr V tho mn biu thc 5 th ta phi s dng php tnh lp

vi p sut P=10Mpa v T=-30C l iu kin thun li cho qu trnh ngng

t. Tuy nhin hn hp cha nhiu cu t CH4 v C2H6, l nhng cu t

kh ngng t. V vy lng lng thu c khng nhiu.

Chn V=0,6 thay vo biu thc 5 ta c:

( )

( )0013,0

11

1>

+

i

ii

KV

KC

Vy tng trn gim dn n 0 th ta phi tng V :

+ Chn V=0,63 ta c( )

( )0001,0

11

1=

+

i

ii

KV

KC

+ Chn V=0,6278 ta c( )

( )00000,0

11

1=

+

i

ii

KV

KC

Vy vi gi tr V=0,6278 tho mn yu cu

Ta c: 3722,06278,016278,0 1717 === ii LV



41/67


M phn mol pha lng xi v pha hi yi tnh c bng cch thay cc gi tr1

7V v 17L va chn c (1) v (2) ta thu c kt qu cho bng (4) sau:

Lng cu t i trong pha lng: Xi = xi .LLng cu t i trong pha hi: yi = xi .V

Ta c cn bng vt cht cu thp ln (1) F=V+L= + ii xy

Bng 4: Cn bng vt cht ca thp 7 ln 1.

Cu t TP Ci Ki 17iC xi7 yi7 Xi7(kg/h) Yi7(kg/h)CH4 0,77000 1,47 148363,93 0,5945 0,747 42639,25 105723

C2H6 O,1474 0,415 28401,09 0,2395 0,09667 16706,16 11693,6C3H8 0,06500 0,195 12524,2 0,1314 0,0256 9423,4 3096,7C4H10 0,0144 0,098 2774,6 0,0332 0,0033 2350,96 399,18

C5H12 0,0032 0,042 616,58 0,008 0,0003 573,73 41,128Tng 1,0000 192680,4 1,0001 0,9999 71723,5 120953,67

Trong 192680,4 th c :120953,67 kg/h kh v c 71723,5kg/h lng

Vy 6278,017 =V ; 3722,017 =L

b.Thp 8:Lu lng ivo thp 8 cng chnh l lng lng tch ra t y

thp 7. )/(5,717231

8 hkgG =

ta chn nhit trung bnh ca thp 8 l : T=-20 Mpa; P=10Mpa thnh phn

hn hp kh v hng s cn bng ca tng cu t cho bng 5 ti thp 7 mt

lng CH4 c tch ra do vy trong thp 8 phn lng tch c l

tng i nhiu tnh ton tng t bng cch s dng phng php lp nh

trn ta c: V=0,2 v L=0,8

Bng5: Cn bng vt cht thp 8 ln 11 1

8 7i iG X= 1

8iC 1

7iK 1

8ix X 1

8iy Y

CH4 42639,2

5

0,594

6

1,59

0

0,5318

4

30516,

3

0,845

6

12129,8

C2H6 16706,1 0,232 0.44 0,2620 15033, 0,116 1672,59



42/67


6 9 5 0 2 6C3H8 9423,40

0

0,131

4

0.21

2

0,1559

8

8949,9

0

0,033

0

474,350

C4H10 2380,960

0.0332

0.106

0,04040

2318,10

0,0043

61,3950

C5H12 573,730

0

0.008 0,04

6

0,0098

0

562,30

0

0,000

5

6,4550

Tng 71723,5

0

1,000

1

1,000 57379,

8

0,999

9

14344,5

V.2 Tnh cn bng vt cht cho cc thp chu trnh ln 2(bt u c hi

lu)Kh ly ra nh thp 8 em trn ln vi dng kh nguyn liu

I vo thp 7. Nh vy ln th 2 ny bt u c s hi lu kh.

Lu lng khi lng ca tng cu t I vo thp 7khi c hi lu kh

trong chu trnh lnn th n c tnh theo cng thc sau:1

81717

+=

nii

n YGG

Thnh phn cu t i lc ny l: =n

i

n

i

i G

G

C 7

71

7

Cng s dng php tnh lp cho biu thc( )

( )0

11

1=

+

i

ii

KV

KCta tm c

phn mol kh tch ra t nh thp 7 v phn mol lng tch ra t y thp

trong chu trnh ln 2 l: L=0,3553 ; V=0,6467

Bng6: Cn bng vt cht thp 7 ln 2.

Cu t 27iG2

7iC2

7iK2

7ix2

7iX2

7iy2

7iY

CH4 160493,

7

0,775

2

1,470 0,594

5

43482,

8

0,873

9

117000,3



43/67


C2H6 30073,6

8

0,145

3

0,415 0,233

7

17093,

0

0,097

0

12985,30

C3H8 12998,5

0

0,062

7

0,195 0,130

9

9577,9

0

0,025

5

3414,010

C4H10 2835,99

5

0,013

7

0,098 0,033

0

2413,6

0

0,003

2

431,1000

C5H12 623,035

0

0,003

0

0,042 0,008 587,10

0

0,000

3

44,18000

Tng 207024,

9

0,999

9

1,000 73154,

0

0,999

9

133874,0

Lu lng khi lng kh I vo thp 8 )/(84,7195728 hkgG = . Tip tc

s dng php lp theo cng thc( )

( )0

11

1=

+

i

ii

KV

KC

Ta c kt qu sau:V=0,2 ;L=0,8

Bng7: Cn bng vt cht thp 8 ln 2.2 2

8 7i iG X=2

8iC2

8iK2

8ix X2

8iy YCH4 43482,8 0,594

5

1,59

0

0,531

8

31119 0,845

5

12368,87

C2H6 17093,0 0,233

7

0.44

5

0,262

8

15378 0,116

9

1710,140

C3H8 9577,90 0,130

9

0.21

2

0,155

4

9093,4 0,032

9

481,3000

C4H10 2413,60 0.033

0

0.10

6

0,040

2

2352,3 0,004

2

61,44000

C5H12 578,000 0.008

0

0,04

6

0,009

8

573,46 0,000

5

6,580000

Tng 73145,3 1,000

0

1,000 58516,

2

0,999

9

14344,5



44/67


Kt qu tnh ton cho thy rng lng kh v thnh phn kh ra

nh thp 8 trong ln 2 l gn vi kt qu trong ln 1. Nh vy cng ngh

hot ng tng i n nh. Vy ta thy lng lng tch ra y thp 8

s c a sang lm nguyn liu u vo ca thp 9.

V.3 Tnh cn bng vt cht cho thp 9.

Nguyn liu sau khi ra khi thp 9 c sn phm nh cha 2,6%

propan v sn phm y c 0,6% etan. Gi s lng hibay ra nh thit

b ngng t hon ton nhit np liu l Ts cn chng ct tch nguyn

liu vo thp 9 thnh sn phm nh cha 2,6% propan v 0,6% etan.

Gi: D l lng sn phm nh

R l lng sn phm y

G l lng nguyn liu vo

Ta tnh c thnh phn cu t i trongh sn phm nh v sn phm y

Ta c phng trnh cn bng khi lng.G0.C1 = D.y1D + R.x1R

\ G0.C2 = D.y2D + R.x2R

G0.C3 = D.y3D + R.x3R

G0.C4 = D.y4D + R.x4R

G0.C5= D.y5D + R.x5R

Thay cc gi tr v coi X1R=0(v CH4 l cu t nh)v y4D;y5D (C4H10 v C5H12

l nhng cu t rt nng)

58516,18 . 0,5318 = D.y1D + 0

58516,18 . 0,2628 = D.y2D + (58516,18 -D)0,006

58516,18 . 0,1554 = D .0,026 + (58516,18 - D)xR3



45/67


58516,18 .0,0402 = 0 + (58516,18 - D)xR4

58516,18 . 0,0098 = 0 + (58516,18 -D) xR5

Cng 3 phng trnh cui li ta c:

12019,223 = D . 0,026 + (58516,18 - D)(xR3+ xR4 + xR5)

M: (xR3 + xR4 + xR5) = 1(do sn phm nh)

(xR3 + xR4 + xR5) = 1- 0,006 = 0,994

Do vy D = 47671,34(kg/h)

Vy ta c cc gi tr xR3; xR4; xR5; y1D; y2D cho bng sau:

Bng 8: Cn bng vt cht thp 9.

Cu

t

Dng nguyn liu Dng sn phm Dng sphm y

Ci9 Gi9 yiD=xiD DxiD xiR RxiRCH4 0,5318 31119 0,6527

8

3118,897 0 0

C2H6 0,2628 15387 0,3212

2

15312,99 0 65,69

C3H8 0,1554 9093,42 0,026 1239,455 0,006 7853,94C4H10 0,0402 2352,3 0 0 0,7242

1

2352,35

C5H12 0,0098 573,46 0 0 0,2196

1

573,453

Tng 1,0000 58516,18 1,000 47671,34 0,9999

9

10844,812

V.3 Cn bng vt cht thit b hi lu.



46/67


Nhit ca thit b hi lu c tnh lp p sut 10 Mpa sao cho

biu thc : 1=i

Di

K

y

Bng 9: Cn bng vt cht thit b hi lu 11.

Cu t yiD Ki xiD=yDi/kiCH4 0,65278 1,94 0,33648

C2H6 0,32122 0,54 0,57361C3H8 0,026 0,244 0,09489Tng 1,00

Nhit y thp c tnh lp sao cho biu thc:1. = ii xK (iu kin cht lng ngng t hon ton)

P=10Mpa kt qu tnh ton thu c th hin bng 7.

Bng10: Tnh nhit y thp

Cu t xiR Ki Kixi.RC2H6 0,006 1,58 0,0095C3H8 0,72421 1,11 0,8039C4H10 0,21691 0,74 0,16053C5H12 0,052878 0,053 0,02803Tng 0,9999

Nhit trung bnh ca thp 9 l:

Nhit nh thp 22C

Nhit u vo thp 25C

Nhit y thp 185C

Vy nhit trung bnh ca thp l:



47/67


25 22 185

77,333 3

d day dvao

TB

T T TT

+ + + += = = C

p sut trung bnh ca thp l 10Mpa.

+ Trong s cc cu t cn chng, ta chn hai cu t quan trng nht l

hai cu t cha kho nh LK (light Key) v cu t cha kho nng HK (heavy

Key).Cu t cha kho nh l i din cho cc cht sn phm nh, c mt

rt t trong phn cn thc t n phI c gi tr TC ca cc cu t tronh sn

phm nh. Ngc li cu t cha kho nng ch yu nm pha trong phn

cn nng, rt t trong sn phm nh, c nhit ln hn trong cn nhit

sI ca n i din tt nht cho nhit sI ca cc cu t trong phn cn.Qua bng 6 ta chn C2H6 l cu t cha kho nh, C3H8 l cu t cha

kho nng. Phng trnh Underwood cho php tnh hi lu ti u(hmin)

[theo J.Cambel-289]

=E

Ch

i

ii

.1. 9min

Mt khc: E phi tho mn biu thc:

qE

C

i

ii = 1.

9

[ theo J.Cambele-298]

Trong : 1 l fugat ca cu t i so vi cu t cha kho

Ta c:3K

Kii =

Vi: Ki;K3 l hng s cn bng pha ca cu t i v C3H8 nhit trung bnh

v p sut trung bnh

q: t s nhit lng ca cn thit bin 1 mol nguyn liu vo trong

thp chng ti nhit si bin thnh nhit v nhit lng ho hi

ca mt mol nguyn liu



48/67


V nhit np liu l nhit ca nguyn liu nn: q=1 tin hnh

tnh lp cho biu thc: 09 =

E

CC

i

ii

ta c E=1,118

Bng 11: Kt qu tnh ton hng s E.

Cu t Ci9 Ki3K

Kii =

9.

iiC

E

Ci

9.

CH4 0,531

8

2,460 4,473 2,3787414 0,709

C2H6 0,262

8

1,020 1,85 0,48618 0,66418

C3H8 0,155

4

0,550 1 0,1554 -0,316949

C4H10 0,040

2

0,305 0,554 0,0222708 -0,0394872

C5H12 0,009

8

0,190 0,345 0,06555 -0,0847995

Tng 1,000

0

E = 1,118 vo +

=+E

yh

i

iDi

.1min

Ta c: 462,0118,11

026,0.1

118,185,1

32112,0.85,1

118,1473,4

65278,0.473,4min =

+

+

=h

hi lu thc t c xc nh gn bng (158/j.cam bell)

h = (1,2-2,5)hmin

Chn h s cn bng :1,7 th ta c : 1,7 . 0,462 = 37441,07(kg/h)

Lng hi i vo phn luyn l:

G=h . D = 0,7854 . 47671,34 = 37441,07(kg/h)

Thnh phn hi i ra trn nh trn cng:



49/67


DiDii yDg

Dx

Dg

gy ..

00

01

++

+=

Trong : g0 = g= 37441,07(kg/h)

Y1i : l thnh phn ca cu t i i ra t a trn cng

xDi : l thnh phn lng ca cu t i a vo a trn cng

Vy ta c:

1

,

1

37441,07 47671,34

37441, 07 47671,34 37441, 07 47671,34

0, 4399 0,5601

i oi Di

i oi Di

y x y

y x y

= + + +

= +

Ta c kt qu th hin trong bng sau y:

Bng 12: thnh phn kh i ra t a trn cng ca thp 9

Cu t ,oix,

0,4399 oix Diy 0,5601 Diy,

10,4399 0,5601

i oi Diy x y= +

CH4 0,33648 0,14800 0,65278 0,365620 0,513620C2H6 0,57361 0,25233 0,32122 0,179915 0,432245C3H8 0,09490 0,004174 0,02600 0,014560 0,056300Tng 1,00 1,0000 1,00

.

* Nhit nh thp c tnh lp sao cho biu thc: 1ii

y

k= kt qu

thu c th hin trong bng10.

Bng 13: kt qu tnh ton cho nhit nh thp.

Cu t yDi Ki; T= 22oC; P =10 MPa x1i

CH4 0,513620 2,150 0,23890C2H6 0,432245 0,730 0,59211C3H8 0,056300 0,333 0,16910Tng 1,000

Thnh phn lng lng hI trong thit b hi lu 11 c tnh



50/67


T = -70oC v P = 10 MPa vi V =0,32, L = 0,6Vy ta c cn bng vt cht cho thit b hi lu 11

Bng14: cn bng vt cht ca thit b hi lu 11Cut

y1i G1i Ki xi yi Xikg/h Yikg/h

CH4 0,513620

43659,2

1,763

0,413

0,278

23831,4

19827,787

C2H6 0,432245

36751,5

0,519

0,511

0,265

29534,0

7217,5320

C3H8 0,05630

0

4673,7 0,06 0,08

0

0,00

5

4630,1

1

43,577000

Tng 1,00 85084,4

1,00 0,999

5799,11

27089,000

Vy ta c cn bng vt cht cho ton b cng ngh:

Bng15: cn bng vt cht cho ton b s cng ngh.

GvoCu t Thp 7 Thp 8 Thp 9

1

7G1

8Y

2

8G 9iG

CH4 148363,93

12129,8 43482,8 311190

C2H6 28401,09 1627,59 17093,0 153780C3H8 12524,20 474,350 9577,90 9093,42C4H10 2774,600 61,3950 2413,60 2352,30C5H12 616,5800 6,45500 578,000 573,46Tng 192680,0 14344,5 73145,3 58516,1

8207025 58516,18

G ra2

7X 2

7Y 2

8X 2

2iY dG dayG



51/67


CH4 43482,8 117000,3

31119,0 12368.87

31118,89

0

C2H6 17093,0 12985,30

15378,0 1710,140

15312,99

65,069,0

C3H8 9577,90 3414,010

9093,42 481,3000

1239,455

7853,94

C4H10 2413,60 431,1000

2352,30 61,44000

0 2352,35

C5H12 587,000 44,18000

573,460 6,580000

0 573,453

Tng 73154,0 133874,0

58516,18

14628,33

47671,34

10844,812

207028 73144,51 58516,152

CHNG VII: CN BNG NHIT LNG.

Ta c s nhit lng trong ton b qu trnh l:

Qm

Q7

Q9

Q'9

QHL

Q11

Q8,7

Q5+

Q4

Q3Q

0

QD

VII.1 Mt s cng thc tnh ton.

* ( )o o C d Q G C T T = Trong : - oG : Lu lng khi lng hn hp kh vo h.

- oC : Nhit dung ring ca hn hp vo kh.



52/67


- CT , dT : Nhit hn hp kh vo v ra.

* o i iC C x=

Trong : - oC : Nhit dung ring ca hn hp kh.- iC : Nhit dung rimg ca tng cu t.- ix : thnh phn ca tng cu t.

* ii

Vi

V

y=

Trong : - iy : thnh phn ca tng cu t trong hn hp kh.

*i

i

i

mX

m=

Trong : - im : khi lng cc cu t trong hn hp kh.

VII.2. Nhit dung ring do hn hp kh mang vo.

Theo cng thc: o oQ G C T = Trong : - G : khi lng hn hp kh mang vo (Kg/h)

- oC : nhit dung ring ca hn hp kh (KJ/Kg.K)- oT : Nhit ca dng kh nguyn liu mang vo(K)

Ta c:6 3

3

5 10 10 20,717192680, 43( / )

22,4 24 10oG kg h

= =

1

7o i iC C X= Trong : 2 4C HC = 2,3(KJ/Kg.K) 2 4C HC = 2,14(KJ/Kg.K) 3 8C HC = 2,21(KJ/Kg.K) 4 10C HC = 2,25(KJ/Kg.K) 5 12C HC = 2,37(KJ/Kg.K)Vy ta c:

2, 3 0, 77 2,14 0,1474 2, 21 0, 065 2.25 0, 0144 2, 37 0, 0032oC = + + + +

2,27=

(KJ/Kg.K) Nhit do dng kh mang vo:192680,43 2,27 298 130340603,7o o oQ F C T = = = (KJ/Kg.K)

VII.3. Tnh cn bng nhit thit b trao i nhit 4.



53/67


Sau khi hn hp kh I qua thit b lm mt bng khng kh, th hnhp kh nguyn liu c chia thnh hai dng I vo thit b trao i nht 4v thit b trao i nhit 3.

Gi s lu lng dng kh vo thit b trao i nhit l:4 170753,39G = (Kg/h)

Lu lng dng kh vo tit b trao i nhit 3 l: 3 21927,033G = (Kg/h)

Nhit do dng kh ta ra thit b 4 l:

4 4 4 4 4( )c dQ C m T T = (KJ/h)

M 4 2,27oC C= = (KJ/Kg.K) 4 4 170753,39m G= = (Kg/h)

Trong : 4cT: Nhit dng kh nguyn liu sau khi qua thit bTrao i nhit 4.

4dT : Nhit ban u ca dng kh vi 4 25 298

d o oT C K= =

Vy: ta phi xc nh c nhit 4

cT

Ta c: Nhit do dng codensat y thp tch s b etan 8 thu vo l:

4

, ,

4 4 4 4( )cQ C m T T = (KJ/h)

Trong : 4m 2

8X= = 58516,18(Kg/h)

Vy:

,4C = 0,5318 . 2.3 + 0,2628 .2,14 + 0,1554 . 2,21 + 0,0402 .2.25+ 0,0098 . 2,37 = 2,2426(KJ/Kg.K)

,

4T =-20oC = 253oCDo: ,4 4Q Q= nn: 4 42,27 170753,39 ( 298) 2,2426 58516,18 (253 )

c cT T =

4 286,6 13,61c oT K C = =

Vy: Nhit trao i ti thit b 4 l: 4 2, 27 170753, 39 (286, 61 298) 4414880,124( / )Q KJ h= =

V.III. Tnh cn bng nhit thit b trao i nhit (5).

Nhit do dng nguyn liu ta ra thit b trao i nhit(5) l: 5 5 5 5 5( )

c dQ C m T T = (KJ/h)Ta c: 5 4 170753,39m m= = (KG/h) 5 4 2,27C C= = (KJ/Kg.K) 5 4 286,61 13,61

oT T K C = = =

Vy: Nhit do dng condensat ra y thp 7 thu vo l:



54/67


, , , ,5 5 5 5 5( )cQ C m T T = (KJ/h)

M: , 25 7 73154m X= = (Kg/h) ,5 2, 3 0, 5945 2,14 0, 2337 2, 21 0,13095 2, 37 0, 008 2, 2494C = + + + = (KJ/Kg.K)

,

5 30 243o

T C K= =Do: ,5 5Q Q= nn: 5 52, 27 170753,39( 286,61) 2, 2494 73154 (243 )

c cT T =

5 273, 6135 0, 6135c oT K C= =

Vy: Nhit trao i ti thit b trao i nhit (5) l: 5 2,27 170735,39(273,6135 286,61) 50375759,03Q = = (KJ/h)

V.4. Tnh cn bng nhit lng thit b trao i nhit (3).* Nhit dng kh nhuyn liu to ra l:

3 3 3 3 3( )c dQ C m T T = (KJ/h)Trong : 3 3 21927,033m G= = (Kg/h)

3 2,27oC C= = (KJ/Kg.h) 3 298

dT K=

* Nhit do sn phm kh ra khi thit b hi lu (10) thu vo l: , , ,3 3 3 3 3( )

cQ C m T T = (KJ/h)Trong : ,3 27089m = (Kg/h)

,3 2,3 0.23296 2,14 0, 0848 2, 21 0, 0016 0,7208C = + + = (KJ/Kg.K)

,

3 0 273o o

T C C= =Do ,3 3Q Q= nn ta c: 3 32, 27 21927,033( 298) 0,7208 27089(273 )

c cT T =

3 290,956 17,956c oT C= =

* nhit trao i tai thit b trao i nhit (3) l: 3 2,27 21927,033 (290,956 298) 350610,626Q = = (KJ/h)V.II.5. Tnh nhit trao i ti thit b bay hi propan(6).

* Dng kh vo thit b bay hi propan(6) bao gm: 5 170753,39m = (Kg/h) ; 5 286,61T = (K); 5 2,27C = (KJ/Kg.K) 3 21927,033m = (Kg/h); 3 298T = (K) 3 2,27C = (KJ/Kg.K)

8 14628,33m = (Kg/h) ; 8 253T = (K)Tac: 8 2, 3 0, 8455 2,14 0,1169 2, 21 0, 0042 2, 37 0, 00045 2, 2779C = + + + = (KJ/h)Vy: Nhit trao di ti thit b bay hI propan(6) dng kh I vo thp (7)t ti nhit : 30 243oT C K= =

6 2,27 170753,39(243 286,61) 2,27 21927,033(243 298)Q = +

2,2779(243 253) 19641293,47+ = (KJ/h)



55/67


VII,6. Tnh nhit trao i ti thit b bay hi propan(11).

Dng kh ra nh thp (9) c cc thng s:9 47671,34m = (Kg/h),

3 0,7208C = (KJ/Kg.K)

9 22 295d oT C K= =

Vy: nhit lng cn lm lnh hn hp kh xung ti nhit :70 266oT C K= =

Tac: 11 0,7208 47671,34 (295 266) 996483,55Q = = (KJ/h)

VII.7. Cn bng nhit ti thit b tch pha(7).

* Nhit do dng kh mang ra ng thp (7): 7 7 7 7

d d dQ m C T = (KJ/h)Trong : 7 133874

dm = (Kg/h) 7 2,3 0,8739 2,14 0,09699 2,21 0,0255

dC = + +

2,23 0,00322 2,37 0,00033 2,2818+ + = (KJ/Kg.K) 7 30 243

oT C K= =

Vy: Nhit do dng khi mng ra nh thp(7) l:7 133874 2,2818 243 74230107,45dQ = = (KJ/h)

* Nhit do dng kh mang ra y l: 7 7 7 7day day day day

Q m C T = (KJ/h)7

2,3 0,5945 2,14 0,2337 2,21 0,13095dayC = + +

2, 23 0, 033 2, 37 0, 008 2, 2494+ + = (KJ/Kg.K)Vy: 7 73155 2,2494 243 39986283,65

dayQ = = (KJ/h)* Tnh nhit lng dng kh mang vo thp (7): 7 2,27C = (KJ/Kg.K)Vy: 7 207024,9 2,27 243 114197005,1Q = = (KJ/h)

Bng 16: Cn bng nhit lng ti thp tch pha(7).

Nhit lng u vo(KJ/h) Nhit lng u ra(KJ/h)



56/67


114197005,1vaoQ = 7 74230107,45dQ =

7 39986283,65dayQ =

114197005,139986283,65vaoQ = 114216391,1raQ =


VII.8. Cn bng nhitlng ti thit b tch pha(8).

* Nhit do dng kh mang ra nh thp(8):

8 8 8 8d d d

Q m C T = m 8 14628,33d

m = (Kg/h) 8 0, 8455 2, 3 0.1169 2,14 0, 0329 2, 21 0, 0042 2, 25

dC = + + +

0,00045 2,37 2,278+ = (KJ/Kg.K) 8 253

dT K=

Nn: 8 14628,33 2,278 253 8430803,942dQ = = (KJ/h)

* Nhit do dng kh mang ra y: 8 8 8 8

day day dayQ m C T = (KJ/h)Trong : 8 58516,18

daym = (Kg/h)

80, 5318 2, 3 0, 2628 2,14 0,1554 2, 21 0, 0402 2, 25dayC = + + +

0,0098 2,37 2,2426+ = (KJ/Kg.K)8

253T K=

Vy: 8 58516,18 253 2,2426 33200781,47dayQ = =

* Nhit lng do dng kh mang vo thp(8): 8 73145,3 2,2494 253 41626858,57Q = = (KJ/h)

Bng 17: Cn bng nhit thp (8).


41626858,57vaoQ = 8 8430803,942

dQ =

8 33200781,47dayQ =



57/67


41626858,57vaoQ = 41631585,41raQ =

VII.9. Cn bng nhit lng ti thp(9):

* Nhit long do dng kh mang ra nh: 9 9 9 9d d d d Q m C T = (Kg/h)

9 2, 3 0, 65278 2,14 0, 32122 2.21 0, 26 2, 2260dC = + + = (KJ/Kg.K)

9 85084,406 2,246 295 56374374.38dQ = = (KJ/Kg)

*Nhit lng do dng kh mang ra y: 9 9 9 9day day day dayQ m C T = (Kg/h)

90, 5318 2, 3 0, 2628 2,14 0,1554 2, 21 0, 0402 2, 25dayC = + + +

0,0098 2,37 2.23+ = (KJ/Kg.K)9 10844,812 2,2267 458 11059849,44dayQ = = (KJ/h)

* Nhit lng do dng kh mang vo thp(9): 9 9 9 9Q m C T = (KJ/h)9

0, 5318 2, 3 0, 2628 2,14 0,1554 2, 21 0, 0402 2, 25 0, 0098 2, 37C = + + + + (KJ/Kg.K)Vy: 9 58516 2,24 298 38955644,7Q = = (Kg/h)* Nhit lng do dng kh hi lu nh mang vo thp(9): , , , ,9 9 9 9Q m C T = (Kg/h)M: ,9 57996m = (Kg/h) ,9 0 273T K= =

Ta c:

,

92, 3 0, 4128 2,14 0, 5108 2, 21 0, 08 2, 21C = + + =

(KJ/Kg.K) ,9 57996 2,21 273 34990726,68Q = = (KJ/h)

Bng 18: cn bng nhit lng ca thp (9)Nhit lng u vo(KJ/h) Nhit lng u ra(KJ/h)

9Q =,

9Q =

9

dQ =

9

day

Q =,

9Q = 9

dayQ =



58/67




59/67


V y ta c:

Ta c kt qu thhin trong bng sau y:Cu tCH4 0,33648 0,14800 0,65278 0,365620 0,513620C2H6 0,57361 0,25233 0,32122 0,179915 0,432245C3H8 0,09490 0,004174 0,02600 0,014560 0,056300

Tng 1,00 1,0000 1,00Bng 9: thnh phn khI ra t a trn c ng ca th p 9.

* Nhit nh thp c tnh lp sao cho biu thc: kt qu

thu c thhin trong bng10.

Cu t yDi Ki; T= 22oC; P =10 MPa x1iCH4 0,513620 2,150 0,23890C2H6 0,432245 0,730 0,59211C3H8 0,056300 0,333 0,16910

Tng 1,000

Bng 10: kt qu tnh to n cho nhit nh th p.Thnh phn l ng lng hI trong thit bhi lu 11 c tnh

T =-70oC v P =10 MPa v i V =0,32, L =0,6Vy ta c cn bng vt cht cho thit bhi lu 11

Cut

y1i G1i Ki xi yi Xikg/h Y ikg/h

CH4 0,513620 43659,2 1,763 0,413 0,278 23831,4 19827,787

C2H6 0,432245 36751,5 0,519 0,511 0,265 29534,0 7217,5320C3H8 0,056300 4673,7 0,06 0,080 0,005 4630,11 43,577000Tng 1,00 85084,4 1,00 0,999 5799,11 27089,000

Bng11: cn bng vt cht ca thit bhi lu 11



60/67


Vy ta c cn bng vt cht cho ton b cng ngh:

GvoCu t Thp 7 Thp 8 Thp 9

1

7G1

8Y2

8G 9iG

CH4C2H6C3H8C4H10C5H12Tng

G ra2

7X 2

7Y 2

8X 2

2iY dG dayG

CH4C2H6C3H8C4H10C5H12Tng



61/67


CHNG VII: CN BNG NHIT LNG.

Ta c s nhit lng trong ton b qu trnh l:

VII.1 Mt s cng thc tnh ton.

* ( )o o C d Q G C T T = Trong : - oG : Lu lng khi lng hn hp kh vo h.

- oC : Nhit dung ring ca hn hp vo kh.- CT , dT : Nhit hn hp kh vo v ra.

* o i iC C x= Trong : - oC : Nhit dung ring ca hn hp kh.

- iC : Nhit dung rimg ca tng cu t.- ix : thnh phn ca tng cu t.

* ii

Vi

V

y=

Trong : - iy : thnh phn ca tng cu t trong hn hp kh.

* iii

mX m= Trong : - im : khi lng cc cu t trong hn hp kh.



62/67


VII.2. Nhit dung ring do hn hp kh mang vo.

Theo cng thc: o oQ G C T = Trong : - G : khi lng hn hp kh mang vo (Kg/h)

- oC : nhit dung ring ca hn hp kh (KJ/Kg.K)- oT : Nhit ca dng kh nguyn liu mang vo(K)

Ta c:6 3

3

5 10 10 20,717192680, 43( / )

22,4 24 10oG kg h

= =

1

7o i iC C X= Trong : 2 4C HC = 2,3(KJ/Kg.K)

2 4C HC = 2,14(KJ/Kg.K)

3 8C H

C = 2,21(KJ/Kg.K)

4 10C HC = 2,25(KJ/Kg.K)

5 12C HC = 2,37(KJ/Kg.K)

Vy ta c:2, 3 0, 77 2,14 0,1474 2, 21 0, 065 2.25 0, 0144 2, 37 0, 0032oC = + + + +

2,27= (KJ/Kg.K) Nhit do dng kh mang vo:

192680,43 2,27 298 130340603,7o o o

Q F C T = = = (KJ/Kg.K)VII.3. Tnh cn bng nhit thit b trao i nhit 4.

Sau khi hn hp kh I qua thit b lm mt bng khng kh, th hnhp kh nguyn liu c chia thnh hai dng I vo thit b trao i nht 4v thit b trao i nhit 3.

Gi s lu lng dng kh vo thit b trao i nhit l:4 170753,39G = (Kg/h)

Lu lng dng kh vo tit b trao i nhit 3 l: 3 21927,033G = (Kg/h)

Nhit do dng kh ta ra thit b 4 l:

4 4 4 4 4( )c dQ C m T T = (KJ/h)M 4 2,27oC C= = (KJ/Kg.K)

4 4 170753,39m G= = (Kg/h)Trong : 4

cT : Nhit dng kh nguyn liu sau khi qua thit bTrao i nhit 4.

4dT : Nhit ban u ca dng kh vi 4 25 298

d o oT C K= =



63/67


Vy: ta phi xc nh c nhit 4

cT

Ta c: Nhit do dng codensat y thp tch s b etan 8 thu vo l:

4

, ,

4 4 4 4( )

c

Q C m T T =

(KJ/h)Trong : 4m 2

8X= = 58516,18(Kg/h)

Vy: ,4C = 0,5318 . 2.3 + 0,2628 .2,14 + 0,1554 . 2,21 + 0,0402 .2.25+ 0,0098 . 2,37 = 2,2426(KJ/Kg.K)

,

4T =-20oC = 253oCDo: ,4 4Q Q= nn: 4 42,27 170753,39 ( 298) 2,2426 58516,18 (253 )

c cT T =

4 286,6 13,61c oT K C = =

Vy: Nhit trao i ti thit b 4 l:

4 2, 27 170753, 39 (286, 61 298) 4414880,124( / )Q KJ h= =

V.III. Tnh cn bng nhit thit b trao i nhit (5).

Nhit do dng nguyn liu ta ra thit b trao i nhit(5) l: 5 5 5 5 5( )

c dQ C m T T = (KJ/h)Ta c: 5 4 170753,39m m= = (KG/h) 5 4 2,27C C= = (KJ/Kg.K) 5 4 286,61 13,61

oT T K C = = =

Vy: Nhit do dng condensat ra y thp 7 thu vo l: , , , ,5 5 5 5 5( )

cQ C m T T = (KJ/h)M: , 25 7 73154m X= = (Kg/h)

,5 2, 3 0, 5945 2,14 0, 2337 2, 21 0,13095 2, 37 0, 008 2, 2494C = + + + = (KJ/Kg.K) ,5 30 243

oT C K= =

Do: ,5 5Q Q= nn: 5 52, 27 170753,39( 286,61) 2, 2494 73154 (243 )c cT T =

5 273, 6135 0, 6135c oT K C= =

Vy: Nhit trao i ti thit b trao i nhit (5) l: 5 2,27 170735,39(273,6135 286,61) 50375759,03Q = = (KJ/h)

V.4. Tnh cn bng nhit lng thit b trao i nhit (3).* Nhit dng kh nhuyn liu to ra l:

3 3 3 3 3( )c dQ C m T T = (KJ/h)

Trong : 3 3 21927,033m G= = (Kg/h)



64/67


3 2,27oC C= = (KJ/Kg.h) 3 298

dT K=

* Nhit do sn phm kh ra khi thit b hi lu (10) thu vo l:

, , ,

3 3 3 3 3( )c

Q C m T T = (KJ/h)Trong : ,3 27089m = (Kg/h) ,3 2,3 0.23296 2,14 0, 0848 2, 21 0, 0016 0,7208C = + + = (KJ/Kg.K) ,3 0 273

o oT C C= =

Do ,3 3Q Q= nn ta c: 3 32, 27 21927,033( 298) 0,7208 27089(273 )c cT T =

3 290,956 17,956c oT C= =

* nhit trao i tai thit b trao i nhit (3) l: 3 2,27 21927,033 (290,956 298) 350610,626Q = = (KJ/h)V.II.5. Tnh nhit trao i ti thit b bay hi propan(6).

* Dng kh vo thit b bay hi propan(6) bao gm: 5 170753,39m = (Kg/h) ; 5 286,61T = (K); 5 2,27C = (KJ/Kg.K) 3 21927,033m = (Kg/h); 3 298T = (K) 3 2,27C = (KJ/Kg.K)

8 14628,33m = (Kg/h) ; 8 253T = (K)Tac: 8 2, 3 0, 8455 2,14 0,1169 2, 21 0, 0042 2, 37 0, 00045 2, 2779C = + + + = (KJ/h)Vy: Nhit trao di ti thit b bay hI propan(6) dng kh I vo thp (7)t ti nhit : 30 243oT C K= =

62,27 170753,39(243 286,61) 2,27 21927,033(243 298)Q = +

2,2779(243 253) 19641293,47+ = (KJ/h)

VII,6. Tnh nhit trao i ti thit b bay hi propan(11).

Dng kh ra nh thp (9) c cc thng s:9 47671,34m = (Kg/h),

3 0,7208C = (KJ/Kg.K)

9 22 295d oT C K= =

Vy: nhit lng cn lm lnh hn hp kh xung ti nhit :70 266oT C K= =

Tac: 11 0,7208 47671,34 (295 266) 996483,55Q = = (KJ/h)

VII.7. Cn bng nhit ti thit b tch pha(7).

* Nhit do dng kh mang ra ng thp (7): 7 7 7 7

d d dQ m C T = (KJ/h)



65/67


Trong : 7 133874dm = (Kg/h)

7 2,3 0,8739 2,14 0,09699 2,21 0,0255dC = + +

2,23 0,00322 2,37 0,00033 2,2818+ + = (KJ/Kg.K)

7 30 243o

T C K= =Vy: Nhit do dng khi mng ra nh thp(7) l:

7 133874 2,2818 243 74230107,45dQ = = (KJ/h)

* Nhit do dng kh mang ra y l: 7 7 7 7day day day dayQ m C T = (KJ/h)

7 2,3 0,5945 2,14 0,2337 2,21 0,13095dayC = + +

2, 23 0, 033 2, 37 0, 008 2, 2494+ + = (KJ/Kg.K)Vy: 7 73155 2,2494 243 39986283,65

dayQ = = (KJ/h)* Tnh nhit lng dng kh mang vo thp (7): 7 2,27C = (KJ/Kg.K)

Vy: 7 207024,9 2,27 243 114197005,1Q = = (KJ/h)



114197005,1vaoQ = 7 74230107,45dQ =

7 39986283,65dayQ =

114197005,139986283,65vaoQ = 114216391,1raQ =

VII.8. Cn bng nhitlng ti thit b tch pha(8).

* Nhit do dng kh mang ra nh thp(8):

8 8 8 8d d d

Q m C T = m 8 14628,33d

m = (Kg/h) 8 0, 8455 2, 3 0.1169 2,14 0, 0329 2, 21 0, 0042 2, 25

dC = + + +

0,00045 2,37 2,278+ = (KJ/Kg.K) 8 253

dT K=

Nn: 8 14628,33 2,278 253 8430803,942dQ = = (KJ/h)

* Nhit do dng kh mang ra y:



66/67


8 8 8 8day day dayQ m C T = (KJ/h)

Trong : 8 58516,18daym = (Kg/h)

8 0, 5318 2, 3 0, 2628 2,14 0,1554 2, 21 0, 0402 2, 25dayC = + + +

0,0098 2,37 2,2426+ = (KJ/Kg.K)8 253T K=

Vy: 8 58516,18 253 2,2426 33200781,47dayQ = =

* Nhit lng do dng kh mang vo thp(8): 8 73145,3 2,2494 253 41626858,57Q = = (KJ/h)

Bng 19: Cn bng nhit thp (8).


41626858,57vaoQ = 8 8430803,942

dQ =

8 33200781,47dayQ =

41626858,57vaoQ = 41631585,41raQ =

VII.9. Cn bng nhit lng ti thp(9):

* Nhit long do dng kh mang ra nh: 9 9 9 9d d d d Q m C T = (Kg/h)

9 2, 3 0, 65278 2,14 0, 32122 2.21 0, 26 2, 2260dC = + + = (KJ/Kg.K)

9 85084,406 2,246 295 56374374.38dQ = = (KJ/Kg)

*Nhit lng do dng kh mang ra y: 9 9 9 9day day day dayQ m C T = (Kg/h)

9 0, 5318 2, 3 0, 2628 2,14 0,1554 2, 21 0, 0402 2, 25dayC = + + +

0,0098 2,37 2.23+ = (KJ/Kg.K)9

10844,812 2,2267 458 11059849,44dayQ = = (KJ/h)

* Nhit lng do dng kh mang vo thp(9): 9 9 9 9Q m C T = (KJ/h)9 0, 5318 2, 3 0, 2628 2,14 0,1554 2, 21 0, 0402 2, 25 0, 0098 2, 37C = + + + + (KJ/Kg.K)

Vy: 9 58516 2,24 298 38955644,7Q = = (Kg/h)* Nhit lng do dng kh hi lu nh mang vo thp(9): , , , ,9 9 9 9Q m C T = (Kg/h)M: ,9 57996m = (Kg/h)



67/67


,9 0 273T K= =

Ta c: ,9 2, 3 0, 4128 2,14 0, 5108 2, 21 0, 08 2, 21C = + + = (KJ/Kg.K) ,9 57996 2,21 273 34990726,68Q = = (KJ/h)

Bng20: cn bng nhit lng ca thp (9)


9Q =,

9Q =9

dQ =

9

dayQ =

,

9Q = 9dayQ =

doko.vn thiet ke day chuyen cong nghe

Documents