Công nghệ sản xuất CNG: Trạm Hiệp Phước 50 triệu m3 /năm Sử dụng Pipesys

Công nghệ sản xuất CNGTrạm Hiệp Phước 50 triệu m3 /nămSử dụng PipesysCNG Hiệp PhướcTính toán kích thước đường ống phù hợp cho mỗi cụmLựa chọn: Máy nén ValveSử dụng PipeSys để mô phỏng hệ thống:Cum đo đếm khí đầu vàoCụm máy nén khí CNGCụm dẫn CNG ra họng nạp2Tính kích thước đường ốngTheo tiêu chuẩn ASME B31.8 vận tốc lưu chất đi trong ống lớn nhất là 30.5 m/sTheo tiêu chuẩn NORSOK, tổn thất áp suất cho phép qua 100m ống: Đối với lưu chất có P 138 barg → Delta P = P/5003Tính kích thước đường ống 4Tính kích thước đường ống 5Lựa chọn máy nénLoại máy nén: Pittiong đa cấp (3 cấp)Công suất: 1800 Sm3/h/1 máySố lượng máy nén: 4 máy ( 3làm việc, 1 dự phòng)Áp suất đầu vào: 14 20 barg Áp suất đầu ra: 250 bargNhiệt độ đầu vào: -10 65°CCông suất điện: 250 KW6Lựa chọn vanLựa chọn van an toàn theo các tiêu chuẩn:APIRP 520: sizing, selection, and Installation of Pressure- Relieving Devices in RefineriesAPIRP 521: Guide for Pressure – Relieving Depressuring SystemsAPI Std 526: Flanged Steel Pressure Relief ValesLựa chọn van điều áp theo các tiêu chuẩn:ISA-S75.01: Flow Equation for Sizing Control ValveGas Conditioning & Processing BookEngineering Data Book7PFD Công nghệ CNG8FP: Peng-RobinsonComponents: CO2, N2, C1- C6, Benzen, Cyclohexan, C7, Toluen, S-Rhombic, H2SHệ nhiệt động PR9Tên dòngGas InNhiệt độ (C)25Áp suất (bar)23Molar Flow (m3/h)720010Nguyên liệuComponentMolefractionComponentMolefractionCO20.0188n-C50.0012Nitơ0.0034n-C60.0023C10.8943Benzen0.0001C20.0426Cyclohexan0.0001C30.0238n-C70.0001i-C40.0058Toluen0.0001n-C40.0054S-Rhombic0i-C50.002H2S0Nguyên liệu11Nguyên liệu12Dùng PIPESYS để mô phỏng hệ thống đường ống của công nghệ CNGMở PIPESYS:Flowsheet tab → Add Operation (hoặc bấm phím F12) → Chọn Pipesys Extension trong Extensions Categories13PIPESYSPIPESYS1415PIPESYSPIPESYSChú ý: Trước khi thực hiện các bước tiếp theo nên check vào Ignore this UnitOp During CaculationsChuyển sang Elevation Profile tab1617PIPESYS18PIPESYSPipeline Origin → Distance: 0 → Elevation: 0 Từ danh sách drop-down trong ô empty của cột Pipeline Unit → chọn Pipe19PIPESYS20PIPESYSGiao diện của Pipe Unit sẽ xuất hiện: 21PIPESYSDimensions tab nhập các thông số cho ống:Nominal Diameter: 6 inches Pipe Schedule: 4022Cụm dẫn khí đầu vàoCụm dẫn khí đầu vàoHeat Tranfer tab → Heat Tranfer Enviroment →chọn Above Ground Nhập các thông số:Air Density1.217 kg/m3Air Viscosity0.018 cPAir Conductivity0.026 W/m-KAir Velocity2.134 m/s23Pipe Coatings tab 24Cụm dẫn khí đầu vàoCụm dẫn khí đầu vàoKhi nhập xong tất cả các thông số cho 3 tab → Close để hoàn tất và trở về Elevation ProfileNhập giá trị:Distance: 20 m Elevation: 0 m25Cụm dẫn khí đầu vào26Temperature Profile tab: Ambient Temperature 30 (C)27Cụm dẫn khí đầu vàoCụm dẫn khí đầu vàoConnection tab: bỏ check tại ô Ignore28Add Valve VLV-100Delta P = 50 KPa29Cụm dẫn khí đầu vàoĐường ống 6 inch sau đó nhập tương tựChiều dài của đoạn ống: 50m30Add Valve VLV-10131P out = 20 barAdd TEE-10032Add TEE-1004 dòng có tỷ lệ như nhau: 0.2533Cụm nén khí CNG34Cụm nén khí CNG4 nhánh của đường ống nén khí có thông số công nghệ hoàn toàn như nhau Nhập thông số cho 1 nhánh → 3 nhánh sau hoàn toàn tương tựTrên một nhánh có 5 thiết bị: Van an toànMáy nén khíCoolerĐường ốngTEE 35Add van VLV-102Delta P = 0 kPa36Add máy nén khí K-100Áp suất ra của dòng khí: 251 bar37P out = 251 barAdd Cooler E-100Nhiệt độ của dòng khí sau khi nén là: 271oC → cần làm mát dòng khí38Nhiệt độ dòng: 45 C Áp suất: 251 Bar 39Add Cooler E-10040Add Cooler E-100delta P = 0 Add PIPESYS. Nhập dòng vào và dòng ra:41Cụm nén khí CNGTrong tab Elevation Profile42Cụm nén khí CNGGiao diện của Pipe unit43Cụm nén khí CNGDimentions tab nhập các thông số của ống44Cụm nén khí CNGHeat Tranfer tab45Cụm nén khí CNGPipe Coating tab46Cụm nén khí CNGĐiền các thông số còn lại trong tab Elevation Profile47Cụm nén khí CNGTemperature Profile tab: Ambient Temp 30 C48Cụm nén khí CNGQuay lại tab Connection bỏ check ignore 49Cụm nén khí CNG50Add TEE-101Parameter tab → Splits51Add TEE-101Kết thúc nhánh thứ nhất Nhánh 2, 3, 4 của lưu trình sử dụng các thiết bị và thông số kĩ thuật hoàn toàn tương tựTương tự với các nhánh 2, 3, 452Cụm nén khí CNGSau khi khí được nén trở thành khí cao áp hay gọi là khí CNG (Compressed Natural Gas) CNG được đưa vào hệ thống nạp Gas cho xe Trailler bằng đường ốngMô phỏng giai đoạn cuối cùng của hệ thống công nghệ CNG53Cụm dẫn CNG tới TraillerSơ đồ mô phỏng: 54Cụm dẫn CNG tới TraillerCó 5 nhánh dẫn CNG tới Trailler: 4 nhánh trước Mixer1 nhánh sau MixerCác nhánh có chế độ công nghệ như nhau Trong mỗi nhánh đều có thiết bị: TEE (đã được mô phỏng phần trước) Đường ống nạp khí55Cụm dẫn CNG tới TraillerNhánh 1: add PIPESYS56Cụm dẫn CNG tới TraillerCụm dẫn CNG tới Trailler57Cụm dẫn CNG tới Trailler58Cụm dẫn CNG tới Trailler5960Cụm dẫn CNG tới Trailler61Cụm dẫn CNG tới TraillerKết thúc mô phỏng 4 nhánh xuất sản phẩm62Add Mixer MIX-100Add PIPESYS dẫn sản phẩm sau MIX-100Tương tự 4 nhánh trước Mixer.63Cụm dẫn CNG tới TraillerPFD Công nghệ CNG64Bài tập về nhàHoàn thành mô phỏng công nghệ CNGVới thiết kế đường ống, quan trọng nhất là có khả năng mở rộng sản xuất mà hệ thống đường ống cũ vẫn vận hành an toànVới hệ thống công nghệ đã mô phỏng dùng công cụ speadsheet để tính toán công suất phân phối như nhau cho cả 5 họng nạp khi công suất đến năm 2015 là 250 triệu m3/nămNhận xét, đánh giá và so sánh công nghệ CNG với công nghệ LPG đã mô phỏng65