Công nghệ xử lý khí - Phần 4

LƯỢNG NƯỚC TRONG KHÍ HYDROCACBON Khí đồng hành và khí thiên nhiên khai thác từ lòng đất thường bão hoà hơi nước và hàm lượng hơi nước phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ và thành phần hỗn hợp khí. Mỗi một trạng thái của hệ sẽ tương ứng với hàm lượng hơi nước cực đại có thể có nhất định. Hàm lượng ẩm tương ứng với hơi nước bão hoà tối đa được gọi là cân bằng. Người ta phân chia độ ẩm của khí thành độ ẩm tương đối và tuyệt đối ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Công nghệ xử lý khí - Phần 4 PHAÀN 4 LÖÔÏNG NÖÔÙC TRONG KHÍ HYDROCACBON Khí ñoàng haønh vaø khí thieân nhieân khai thaùc töø loøng ñaát thöôøng baõo hoaø hôi nöôùc vaø haøm löôïng hôi nöôùc phuï thuoäc vaøo aùp suaát, nhieät ñoä vaø thaønh phaàn hoãn hôïp khí. Moãi moät traïng thaùi cuûa heä seõ töông öùng vôùi haøm löôïng hôi nöôùc cöïc ñaïi coù theå coù nhaát ñònh. Haøm löôïng aåm töông öùng vôùi hôi nöôùc baõo hoaø toái ña ñöôïc goïi laø caân baèng. Ngöôøi ta phaân chia ñoä aåm cuûa khí thaønh ñoä aåm töông ñoái vaø tuyeät ñoái - Ñoä aåm tuyeät ñoái (g/m3, kg/ trieäu m3): laø khoái löôïng hôi nöôùc thöïc teá coù trong moät ñôn vò theå tích khí hoaëc ñôn vò khoái löôïng moãi ñieàu kieän aùp suaát, nhieät ñoä. Ñôn vò laø g/m3 hoaëc g/kg khí − Ñoä aåm baõo hoøa (g/m3, kg/ trieäu m3) : laø löôïng hôi nöôùc toái ña coù theå toàn taïi trong moät theå tích khí taïi moãi ñieàu kieän cuûa heä. − Ñoä aåm töông ñoái (RH) (%) : laø tyû leä giöõa khoái löôïng hôi nöôùc thöïc teá vaø löôïng hôi nöôùc toái ña (baõo hoaø). Coù nghóa laø tyû leä giöõa ñoä aåm tuyeät ñoái treân treân ñoä aåm baõo hoaø, ñôn vò laø % hay phaàn ñôn vò. − Nhieät ñoä ñieåm söông (oC) : laø nhieät ñoä taïi aùp suaát cho tröôùc maø taïi ñoù hôi nöôùc baét ñaàu ngöng tuï. Ñeå thuaän tieän trong vieäc xaùc ñònh nhanh löôïng hôi nöôùc trong hoãn hôïp khí, thoâng thöôøng ngöøôi ta söû duïng caùc ñoà thò löôïng hôi nöôùc baõo hoøa phuï thuoäc vaøo aùp suaát, nhieät ñoä ñoái vôùi khí thieân nhieân coù haøm löôïng H2S, CO2 nhoû vaø tæ troïng laø 0,6. Khi tæ troïng cuûa khí lôùn hôn 0,6 hay khi coù caùc muoái trong nöôùc thì haøm löôïng aåm tra töø ñoà thò naøy caàn phaûi nhaân töông öùng vôùi heä soá Cg hoaëc Cs. Khi tæ troïng khí vaø haøm löôïng muoái taêng thì löôïng hôi nöôùc trong khí seõ giaûm (trong ñieàu kieän gioáng nhau). Khi hoãn hôïp khí coù maët H2S, CO2 haøm löôïng ñaùng keå thì haøm löôïng aåm thöïc teá seõ cao hôn, khi coù maët N2 thì haøm löôïng aåm thöïc teá laïi giaûm. Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 73 Hình 4.1 Ñoà thò löôïng hôi nöôùc baõo hoøa trong hoãn hôïp gas Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 74 Trong heä thoáng coâng ngheä neáu coù hieän töôïng ngöng tuï nöôùc tö do do löôïng hôi nöôùc vöôït quaù löôïng hôi nöôùc baõo hoaø thì coù theå saûy ra hieän töôïng hydrat taïo ra caùc tinh theå raén gioáng nhö ice deã ñoùng cuïc gaây taéc thieát bò, hay di chuyeån vôùi vaän toác cöïc lôùn phaù huyû thieát bò, ngoaøi ra nöôùc töï do coù theå keát hôïp vôùi H2S, CO2 taïo ra caùc axit aên moøn thieát bò. Khi hoãn hôïp khí coù maët H2S, CO2 thì haøm löôïng aåm baõo hoaø tính nhö sau: W = yWhc + yH2SWH2S + yCO2WCO2 Trong ñoù Whc laø löôïng hôi nöôùc tính ñöôïc do tra baûng y phaàn mol cuûa caùc hydrocacbon WH2S löôïng hôi nöôùc gia taêng do H2S tra ñoà thò hình 4.2 yH2S phaàn mol cuûa H2S WCO2 löôïng hôi nöôùc gia taêng do CO2 tra ñoà thò hình 4.3 yCO2 phaàn mol cuûa CO2 ñoâi khi ngöôøi ta coøn qui ñoåi %CO2 sang H2S theo coâng thöùc %H2S (qui ñoåi) = %H2S + 0,75*%CO2 sau ñoù duøng ñoà thò hình 4.4 tra ra heä soá nhaân löôïng hôi aåm r khi ñoù W = rWhc Ví duï: öôùc löôïng hôi nöôùc baõo hoaø cuûa khí hydrocacbon coù γ = 0,6 coù chöùa 5% H2S vaø 20% CO2 taïi 60oC vaø 10000kpa Giaûi: W = yWhc + yH2SWH2S + yCO2WCO2 Trong ñoù Whc laø löôïng hôi nöôùc tính ñöôïc do tra baûng laø 2050kg/106 std m3 y phaàn mol cuûa caùc hydrocacbon = 0,75 WH2S löôïng hôi nöôùc gia taêng do H2S tra ñoà thò hình 4.2 laø 3300kg/106 std m3 yH2S phaàn mol cuûa H2S = 0,05 WCO2 löôïng hôi nöôùc gia taêng do CO2 tra ñoà thò hình 4.3 laø 2800kg/106 std m3 yCO2 phaàn mol cuûa CO2 = 0,2 W = 0,75x2050 + 0,2x2800 + 0,05x3300 = 2260 kg/106 std m3 Phöông phaùp duøng qui ñoåi %CO2 sang H2S theo coâng thöùc %H2S(qui ñoåi) = %H2S + 0,75*%CO2 = 5+0,75x20= 20% sau ñoù duøng ñoà thò hình 4.4 tra ra heä soá nhaân löôïng hôi aåm r = 1,1 khi ñoù W = rWhc = 1,1x2050 = 2255kg/106 std m3 Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 75 Hình 4.2 Ñoà thò tra löôïng nöôùc do coù maët H2S Hình 4.3 Ñoà thò tra löôïng nöôùc do coù maët CO2 Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 76 Hình 4.4 Ñoà thò tra heä soá nhaân r Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 77 ...