mục lục
Lời mở đầu ............................................................................................3
I. Quá trình công nghệ sấy khô khí.......................................................4
I.1. Mục đích của việc sấy khô khí........................................................4
I.2. Phơng pháp sấy khô khí..................................................................4
I.2.1. Sơ đồ nguyên lí sấy khô khí bằng phơng pháp hấp thụ..............5
I.2.2. Các yếu tố ảnh hởng đến mức độ hấp thụ hơi nớc ...................5
.................................................................................................................
I.2.3. Các thông số của quá trình..........................................................6
II. Phân tích quá trình công nghệ với t cách là đối tợng của
quá trình điều chỉnh tự động .................................................................7
II.1. Sơ đồ thông số của quá trình công nghệ.......................................7
II.2. Mô hình toán học của sự điều chỉnh hàm ẩm của khí khô............8
II.3. Mô hình toán học của sự điều chỉnh mức chất lỏng trong
tháp hấp thụ.........................................................................................11
III. Đo và điều chỉnh tự động qúa trình công nghệ sấy khô khí..........14
III.1. Điều chỉnh hàm ẩm của khí khô..................................................15
III.2. Điều chỉnh mức chất lỏng trong tháp hấp thụ.............................15
III.3. Điều chỉnh nhiệt độ làm việc của tháp hấp thụ..........................16
III.4. Điều chỉnh áp suất làm việc của tháp hấp thụ...........................16
III.5. Điều chỉnh nhiệt độ nạp liệu.......................................................16
III.6. Điều chỉnh bằng máy tính...........................................................17
IV. Thiết lập hệ tự động điều chỉnh quá trình công nghệ....................18
1
V. Các thiết bị đo lờng.........................................................................20
V.1. Dụng cụ đo nhiệt độ.....................................................................20
V.2. Dụng cụ đo mức...........................................................................20
V.3. Dụng cụ đo lu lợng.......................................................................21
V.4. Dụng cụ đo hàm ẩm....................................................................21
V.5. Dụng cụ đo áp suất.....................................................................21
Kết luận................................................................................................23

trọng trong lĩnh vực chế biến dầu khí.
Tiểu luận này thực hiện việc tự động hóa quá trình sấy khô khí.
Đây là một công đoạn đầu tiên, không thể thiếu trong việc chế biến
khí thiên nhiên và khí dầu mỏ.
3
Em xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Minh Hệ, ngời thầy đã tận
tình truyền đạt cho chúng em những kiến thức cơ sở cần thiết của
môn học tự động hóa các quá trình công nghệ hóa học-thực phẩm.
I. Quá trình công nghệ sấy khô khí:
I.1. Mục đích của sấy khô khí:
Khí đồng hành và khí thiên nhiên khai thác từ lòng đất thờng bão
hoà hơi nớc và hàm lợng hơi nớc phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ và
thành phần hoá học của khí. Mỗi một giá trị nhiệt độ, áp suất sẽ tơng
ứng với một hàm lợng hơi nớc cực đại có thể có nhất định. Hàm lợng
ẩm tơng ứng với hơi nớc bão hoà tối đa đợc gọi là hàm lợng ẩm cân
bằng.
Hàm lợng hơi nớc trong khí đồng hành và khí thiên nhiên cần phải
biết vì hơi nớc có thể bị ngng tụ trong các hệ thống công nghệ xử lí
khí sau này, kết quả sẽ tạo các điều kiện hình thành các hiđrat (các
tinh thể rắn) dễ đóng cục chiếm các khoảng không trong các ống dẫn
hay các thiết bị, phá vỡ điều kiện làm việc bình thờng đối với các dây
chuyền khai thác, vận chuyển và chế biến khí. Ngoài ra, sự có mặt
của hơi nớc và các hợp chất chứa lu huỳnh (H
2
S và các chất khác) sẽ
là tiền đề thúc đẩy sự ăn mòn kim loại, làm giảm tuổi thọ và thời gian
sử dụng của các thiết bị, công trình.
I.2. Phơng pháp sấy khô khí:
Khí đợc sấy khô với mục đích tách hơi nớc và tạo ra cho khí có
nhiệt độ điểm sơng theo nớc thấp hơn so với nhiệt độ cực tiểu mà tại

ẩm; II- Khí đã sấy khô; III- Khí thổi ra; IV- Hơi nớc đi vào khí quyển; V-
DEG bổ sung; VI- DEG tái sinh.
Trong sơ đồ trên, khí ẩm (I) đợc đa vào phần dới của thiết bị hấp
thụ 1, còn glycol đậm đặc thì đợc đa vào đĩa trên cùng của thiết bị
này. Khí sấy khô (II) sẽ đi ra từ phía trên của thiết bị, còn glycol đã
hấp thụ nớc thì đi ra ở phía dới. Khí đã sấy khô, sau đó, đợc đa đi sử
dụng, còn glycol tiếp tục đợc đun nóng trong thiết bị trao đổi nhiệt 2
và đi vào hệ thống thổi khí 3, tại đây sẽ tách phần hyđrocacbon đã bị
hấp thụ. Tiếp theo glycol đợc đun nóng trong thiết bị trao đổi nhiệt 4
và thiết bị giải hấp 5. Từ phía trên của thiết bị 5, sẽ lấy ra hơi nớc (IV),
phần còn lại ở phía dới chính là glycol tái sinh đợc làm nguội trong
thiết bị trao đổi nhiệt 4, 2 và sinh hàn 7, đi vào bồn chứa 8, từ đây sẽ
đi vào thiết bị hấp thụ 1 (bồn chứa 8 sẽ đợc bổ sung một lợng glycol
mới khi cần thiết).

I.2.2. Các yếu tố ảnh hởng đến mức độ hấp thụ hơi nớc:
5
Để đặc trng cho lợng hơi nớc đợc hấp thụ trên lợng hơi nớc có trong
khí ẩm, ngời ta đa ra đại lợng hệ số tách hay còn gọi là hiệu quả hấp
thụ. Ngời ta nhận thấy rằng khi tăng nhiệt độ và giảm áp suất của quá
trình hấp thụ sẽ làm giảm hiệu quả hấp thụ. Còn khi tăng lu lợng riêng
của dung môi sẽ làm tăng hiệu quả hấp thụ.
ảnh hởng lớn nhất đến hiệu quả hấp thụ là số đĩa lí thuyết của tháp
hấp thụ: Khi tăng số đĩa lí thuyết lên 6-8 đĩa (tơng ứng với khoảng 30
đĩa thực) thì lu lợng riêng của dung môi sẽ giảm khi các điều kiện
khác không đổi, điều này dẫn đến việc giảm chi phí vận hành. Nhng
nếu số đĩa lí thuyết tăng lên nữa thì ảnh hởng của nó đến hiệu quả
quá trình là không rõ rệt.
Hiệu quả hấp thụ còn phụ thuộc vào tỉ trọng và khối lợng phân tử
của dung môi; nếu tỉ trọng và khối lợng riêng của dung môi thay đổi,

Khi hàm lợng nớc trong chất hấp thụ tăng thì ảnh hởng của sự tiêu
hao chất hấp thụ đến độ hạ điểm sơng sẽ giảm. ảnh hởng của sự tiêu
hao chất hấp thụ đến mức độ sấy khí giảm khi đạt đến giá trị nhất
định nào đó. Nồng độ glycol là yếu tố ảnh hởng mạnh nhất đến điểm
sơng của khí. Khi tăng nồng độ của glycol thì độ hạ điểm sơng sẽ
mạnh hơn so với tăng tiêu hao tác nhân sấy.
6
Nồng độ glycol trong chất hấp thụ đợc xác định bằng nhiệt độ tái
sinh nó. ở nhiệt độ 164,4
0
C, DEG bị phân huỷ một phần, còn ở
206,7
0
C, TEG cũng sẽ phân huỷ. Nếu tái sinh glycol ở áp suất khí
quyển thì thực tế sẽ không thu đợc dung dịch có nồng độ lớn hơn 97-
98% khối lợng, vì nhiệt độ ở phía dới thiết bị giải hấp lớn hơn các nhiệt
độ nêu trên nên chúng sẽ bị phân hủy. Do vậy, glycol thờng đợc tái
sinh trong chân không.
* Tại tháp hấp thụ 1:
- Nhiệt độ tiến hành: 20
0
C.
- áp suất tiến hành: 2- 6 MPa.
- Lu lợng riêng chất hấp thụ: 30- 35 lít TEG/1 kg nớc.
- Nồng độ chất hấp thụ tái sinh: 99,0-99,5% kl (TEG).
- Điểm sơng của khí: -18
0
C đến -25
0
C.
Hình 2: Sơ đồ thông số của quá trình hấp thụ khí ẩm
ở sơ đồ trên:
- Các tác động điều chỉnh :
.,,, GWLV
- Các tác động nhiễu :
.
1
w
7
- Các thông số đặc trng của quá trình:
.,
2
Hw
Trong đó:
V
: Thể tích khí ẩm đi vào tháp hấp thụ(m
3
/h).
L
: Lu lợng chất hấp thụ (glycol) tái sinh (m
3
/h).
G
: Thể tích khí khô đi ra ở đỉnh tháp hấp thụ (m
3
/h).
W
: Dung dịch glycol đã bão hoà hơi nớc (m

tốc khí rất bé. Với sự tăng vận tốc khí, do lực ma sát phần của phim
giữa hai pha bị giảm đi và một lớp bọt xuất hiện. Nếu tăng vận tốc
tiếp, chất lỏng sẽ bị kéo lên. Trạng thái này đợc gọi là điểm sặc và nó
biểu diễn giới hạn phụ tải trên. Tuỳ thuộc vào tỷ số của vận tốc pha
khí
)(v
với vận tốc điểm sặc
)(
s
v
, có thể chia ra các phạm vi sau:
-
45,0/ <
s
vv
: phạm vi màng. Bề mặt tiếp xúc pha trong phạm vi này
có thể coi bằng bề mặt của đệm đem dùng.
-
45,0/ =
s
vv
: điểm phanh. ở trên bề mặt phim, có xoáy tạo thành do
ma sát và đó là nguyên nhân dẫn tới kéo một phần chất lỏng.
-
:5,045,0/ ữ=
s
vv
pham vi quá độ.
-
:85,0/ =

xW ,
Hình 3: Sơ đồ dòng ra và dòng vào tháp hấp thụ
Các giả thiết:
- Quá trình xảy ra trong điều kiện đẳng nhiệt.
- Thể tích của hơi nớc bị tách ra khỏi khí ẩm là không đáng kể.
- Chất hấp thụ (glycol) chỉ hấp thụ hơi nớc.
- Hệ số khuếch tán không thay đổi trong toàn bộ không gian tháp.
- Vận tốc dòng không đổi đối với tất cả các tiết diện vuông góc với
trục.
Khi đó, áp dụng phơng trình bảo toàn vật chất cho đối tợng trong
thời gian

d
, ta có:
9