1 Mục đích quá trình sấy khí Sấy khí là quá trình tách nước ra khỏi khí. Đây là quá trình rất quan trọng vì khí tự nhiên và khí đồng hành khai thác từ lòng đất thường bão hoà hơi nước. Vì vậy quá trình vận chuyển và chế biến khí hơi nước có thể bị ngưng tụ tạo thành các tinh thể rắn (gọi là các tinh thể hydrat) chúng dễ bị đóng cục chiếm các khoảng không trong ống hay thiết bị, phá vỡ điều kiện làm việc bình thường đối với các dây chuyền khai thác, vận chuyển và chế biến khí. Ngoài ra sự có mặt của hơi nước và các hợp chất chứa lưu huỳnh( H2S và các chất CO2 …) sẽ là nguyên nhân thúc đẩy sự ăn mòn kim loại, làm giảm tuổi thọ của thiết bị. 1.1.2 Phương pháp sấy khô khí Có nhiều phương pháp khác nhau để sấy khí (ngăn ngừa sự hình thành các hydrat): phương pháp hấp thụ, hấp phụ, ngưng tụ, sử dụng chất ức chế với mục đích nhằm hạ nhiệt độ điểm sương theo nước thấp hơn nhiệt độ cực tiểu mà tại đó khí được vận chuyển hay chế biến. Mặc dù có những phương pháp đơn giản nhất là làm lạnh khí ẩm đến dưới nhiệt độ điểm sương của hỗn hợp khí nhưng nếu chỉ làm lạnh không thì sẽ không đủ và khó điều khiển quá trình. Hiện nay các phương pháp sử dụng phổ biến nhất là hấp thụ và hấp phụ. 1.1.3.Nguyên tắc của quá trình sấy khí Qúa trình hấp thụ dựa trên nguyên tắc của quá trình vật lý trong đó sử dụng chất lỏng làm dung môi để hút ẩm nhờ sự khác nhau về áp suất riêng của hơi nước trong khí và trong chất hấp phụ ( lượng ẩm trong hỗn hợp khí giảm sao cho áp suất riêng phần của hơi nước nhỏ hơn áp suất hơi bão hoà của hydrat).
Tự động hóa trình sấy khí phương pháp hấp thụ MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU Error: Reference source not found Chương Mô tả trình công nghệ .3 1.1 Giới thiệu trình sấy khí .3 1.1.1 Mục đích trình sấy khí 1.1.2 Phương pháp sấy khô khí .3 1.1.3 Nguyên tắc trình sấy khô khí 1.2 Nguyên liệu dung môi cho trình hấp thụ 1.2.1 Nguyên liệu 1.2.2 Dung môi hấp thụ 1.2.3 Thiết bị 1.3 Sơ đồ công nghệ sấy khí phương pháp hấp thụ với tái sinh chân không 1.3.1 Sơ đồ công nghệ 1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến mức độ hấp thụ nước 1.3.3 Các thông số trình Chương Phân tích trình công nghệ với tư cách đối tượng tự động điều chỉnh 10 2.1 Sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển tự động .10 2.1.1 Sơ đồ thông số trình hấp thụ khí ẩm .10 2.1.2 Sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển tự động 11 2.2 Phân tích mối quan hệ tương quan thông số điều chỉnh với tác động điều chỉnh để đưa tác động điều chỉnh phù hợp .12 2.2.1 Nhiệt độ 12 2.2.2 Áp suất 13 2.2.3 Lưu lượng 13 2.2.4 Mức chất lỏng .14 Chương Thiết lập hệ thống tự động điều khiển trình sấy khí glycol 15 3.1 Thiết lập sơ đồ chức đo điều khiển tự động .15 3.1.1 Đo điều khiển nhiệt độ 15 3.1.2 Đo điều khiển áp suất 17 3.1.3 Đo điều chỉnh mức chất lỏng 19 3.1.4 Đo điều chỉnh lưu lượng 20 Tự động hóa trình sấy khí phương pháp hấp thụ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ nguyên tắc công nghệ sấy hấp thụ khí với tái sinh chân không glycol o6 Hình 2.1 Sơ đồ thông số trình hấp thụ khí ẩm .10 Hình 2.2 Sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển tự động 11 Hình 3.1 Sơ đồ chức đo điều khiển nhiệt độ tháp hấp thụ 15 Hình 3.2 Sơ đồ đo điều khiển nhiệt độ đáy tháp tái sinh glycol 16 Hình 3.3 Sơ đồ đo điều khiển áp suất tháp hấp thụ .17 Hình 3.4 Sơ đồ đo điều khiển áp suất tháp tái sinh .18 Hính 3.5 Sơ đồ đo điều khiển mức chất lỏng tháp hấp thụ 19 Hình 3.6 Sơ đồ đo diều khiển lưu lượng 20 Hình 3.7 Sơ đồ chức đo điều khiển tụ động cho oàn dây chuyền công nghệ sấy khí phương pháp hấp thụ 21 Tự động hóa trình sấy khí phương pháp hấp thụ MỞ ĐẦU Khí tự nhiên khí dầu mỏ sản phẩm có nhiều ứng dụng công nghiệp đời sống, nguồn nguyên liệu ban đầu cho trình sản xuất LPG, CNG, sản phẩm hóa dầu … Khí khai thác lên chứa lượng ẩm định, mà khâu tách ẩm chuẩn bị trước đưa khí vào trình sản xuất khác quan trọng Trong trình để tạo khí khô phải đảm bảo nồng độ dung môi hấp thụ, mà phải lắp điều chỉnh tự động để theo dõi nồng độ dung môi không đảm bảo Trong tiểu luận em tìm hiểu “ Tự động hóa trình sấy khí phương pháp hấp thụ” Tuy nhiên công nghệ em chưa tiếp xúc trực tiếp với thiết bi - dây chuyền công nghệ, kiến thức tự động hóa chưa chuyên sâu nên trình làm phần thiết lập hệ thống tự động điều khiển cho trình, nên có sai xót- Kính mong Thầy hướng dẫn, giúp đỡ để em hiểu kỹ hơn, hoàn thiện kiến thức Tự động hóa trình sấy khí phương pháp hấp thụ CHƯƠNG MÔ TẢ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ 1.1.Giới thiệu trình sấy khí:[2,3] 1.1.1 Mục đích trình sấy khí Sấy khí trình tách nước khỏi khí Đây trình quan trọng khí tự nhiên khí đồng hành khai thác từ lòng đất thường bão hoà nước Vì trình vận chuyển chế biến khí nước bị ngưng tụ tạo thành tinh thể rắn (gọi tinh thể hydrat) chúng dễ bị đóng cục chiếm khoảng không ống hay thiết bị, phá vỡ điều kiện làm việc bình thường dây chuyền khai thác, vận chuyển chế biến khí Ngoài có mặt nước hợp chất chứa lưu huỳnh( H2S chất CO2 …) nguyên nhân thúc đẩy ăn mòn kim loại, làm giảm tuổi thọ thiết bị 1.1.2 Phương pháp sấy khô khí Có nhiều phương pháp khác để sấy khí (ngăn ngừa hình thành hydrat): phương pháp hấp thụ, hấp phụ, ngưng tụ, sử dụng chất ức chế với mục đích nhằm hạ nhiệt độ điểm sương theo nước thấp nhiệt độ cực tiểu mà khí vận chuyển hay chế biến Mặc dù có phương pháp đơn giản làm lạnh khí ẩm đến nhiệt độ điểm sương hỗn hợp khí làm lạnh không không đủ khó điều khiển trình Hiện phương pháp sử dụng phổ biến hấp thụ hấp phụ 1.1.3.Nguyên tắc trình sấy khí Qúa trình hấp thụ dựa nguyên tắc trình vật lý sử dụng chất lỏng làm dung môi để hút ẩm nhờ khác áp suất riêng Tự động hóa trình sấy khí phương pháp hấp thụ nước khí chất hấp phụ ( lượng ẩm hỗn hợp khí giảm cho áp suất riêng phần nước nhỏ áp suất bão hoà hydrat) 1.2 Nguyên liệu dung môi cho trình hấp thụ: 1.2.1 Nguyên liệu: Khí tự nhiên khí đồng hành khai thác từ mỏ khí mỏ dầu có chứa lượng ẩm 1.2.2 Dung môi hấp thụ: Dung môi sử dụng cho trình sấy khí thường dùng etylen glycol (EG), dietylen glycol (DEG), trietylen glycol (TEG)… rượu đa chức hòa tan hoàn toàn nước với tỉ lệ nào, dung dịch không ăn mòn, cho phép dùng kim loại rẻ tiền để chế tạo thiết bị Khả tách ẩm đánh giá qua nồng độ glycol, nồng độ glycol cao mức độ sấy khí cao (điểm sương thấp) Ngoài phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ, tiếp xúc khí với chất hấp thụ, khối lượng chất hấp thụ tuần hoàn độ nhớt Nhiệt độ giới hạn trình sấy hấp thụ xác định tiêu hao cho phép glycol bay thực tế nhiệt độ vào khoảng 38 0C Còn giới hạn phụ thuộc vào giảm khả hút ẩm chất hấp thụ gây tăng độ nhớt glycol Nhiệt độ tiếp xúc cực tiểu glycol vào khoảng 100C Trong số yếu tố nồng độ glycol xem yếu tố ảnh hưởng mạnh đến điểm sương khí Mà nồng độ glycol xác định nhiệt độ tái sinh Vấn đề lựa chọn nhiệt độ áp suất tái sinh quan trọng nhiệt độ áp suất lựa chọn phải đảm bảo cho nồng độ glycol cao (98-99% kl) mà không bị phân hủy Quá trình tái sinh glycol chủ yếu dùng phương pháp chưng cất, áp suất khí thực tế không thu Tự động hóa trình sấy khí phương pháp hấp thụ dung dịch glycol cao 97%kl chưng nhiệt độ cao 164,4 0C DEG, 206,70C TEG phần glycol bị phân huỷ không đảm bảo chất lượng dung môi hấp thụ Do glycol thường tái sinh phương pháp chưng chân không Để thu glycol với nồng độ lớn 99%kl phương pháp chưng chân không sử dụng phương pháp thổi khí (dùng khí không chứa xăng chất hữu cơ) mục đích làm giảm áp suất nước bề mặt dung dịch, thúc đẩy bốc nước từ dung dịch Nồng độ glycol điều chế phương pháp chưng đẳng phí (các tác nhân đẳng phí kết hợp với nước tạo thành hỗn hợp đẳng phí) Điểm sôi tác nhân đẳng phí cần phải thấp nhiệt độ phân huỷ glylcol Thường sử dụng Benzen,Toluen Xylen để làm tác nhân đẳng phí 1.2.3 Thiết bị: Thiết bị sử dụng trình hấp thụ thường tháp đệm, khí ẩm từ lên tiếp xúc với dung môi glycol từ xuống, bố trí lớp đệm làm tăng khả thời gian tiếp xúc, mà khả hấp thụ tăng lên Quá trình chưng để thu hồi glycol tiến hành tháp chưng sử dụng loại tháp khác tháp đĩa, thấp đệm, tháp mâm lỗ,… Trong glycol bão hòa đưa vào từ tháp nhiệt độ sôi, tiếp xúc hai dòng lỏng hồi lưu lên từ đỉnh tháp đĩa lớp đệm làm cho trình truyền chất xảy Kết ta thu glycol đậm đặc đáy tháp với nồng độ đạt theo yêu cầu Tự động hóa trình sấy khí phương pháp hấp thụ Thiết bị làm tháp, với khí ẩm thành phần nguyên liệu chứa lượng khí H2S CO2 ăn mòn thiết bị vật liệu làm tháp hấp thụ phải thép không gỉ 1.3.Sơ đồ công nghệ sấy khí phương pháp hấp thụ với tái sinh chân không: 1.3.1 Sơ đồ công nghệ • Hình 1.1: Sơ đồ nguyên tắc công nghệ sấy hấp thụ khí với tái sinh chân không glycol (Tác nhân sấy: TEG) 1.Thiết bị hấp thụ I.Khí ẩm 2.Thiết bị thổi khí II.Khí sau sấy 3.Thiết bị nhả hấp thụ III.Dung dịch glylcol tái sinh Tự động hóa trình sấy khí phương pháp hấp thụ 4.Bồn chứa chất lỏng ngưng tụ IV.Glycol bão hoà nước 5.Thiết bị đun sôi đáy tháp V.Hơi nước khí 6.Thùng chứa glycol VI.Hồi lưu 7.Bơm chân không VII.Khí thổi Bơm VIII.Khí thải khí 9.Thiết bị trao đổi nhiệt 1,2 10.Thiết bị làm lạnh Thuyết minh sơ đồ dây chuyền công nghệ: Khí ẩm từ tháp hấp thụ 1, TEG đậm đặc bơm vào mâm tháp Sự tiếp xúc khí-lỏng xảy hấp thụ, khí khô lấy đỉnh tháp đưa sử dụng, phía tháp dung dịch glycol(TEG) bão hoà nước Để tái sinh, dung dịch glycol đun nóng thiết bị trao đổi nhiệt (đun nóng nhiệt dung dịch glycol sau tái sinh), sau vào thiết bị thổi khí để tách khí hydrocacbon tan glycol Tiếp theo qua thiết bị trao đổi nhiệt bơm đưa vào phần thiết bị nhả hấp có áp suất 10-13 kPa tạo nhờ bơm chân không Nhờ nước thiết bị đun sôi đáy tháp mà nhiệt độ phần đáy thiết bị trì khoảng 190-204 0C Dưới điều kiện TEG bốc nồng độ đạt đến 99,5% khối lượng Glycol tái sinh lấy từ phía thiết bị nhả hấp bơm 8, sau qua thiết bị trao đổi nhiệt làm lạnh thiết bị 10 vào thùng chứa Từ bơm đưa vào phía tháp hấp thụ Ở nhiệt độ tháp hấp thụ 30 0C nồng độ TEG 99 - 99,5% khối lượng điểm sương khí giảm từ -180C đến -250C 1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến mức độ hấp thụ nước: Tự động hóa trình sấy khí phương pháp hấp thụ Để đặc trưng cho lượng nước hấp thụ lượng nước có khí ẩm, người ta đưa đại lượng hệ số tách hay gọi hiệu hấp thụ Người ta nhận thấy tăng nhiệt độ giảm áp suất trình hấp thụ làm giảm hiệu hấp thụ Còn tăng lưu lượng riêng dung môi làm tăng hiệu hấp thụ ảnh hưởng lớn đến hiệu hấp thụ số đĩa lí thuyết tháp hấp thụ: Khi tăng số đĩa lí thuyết lên 6-8 đĩa (tương ứng với khoảng 30 đĩa thực) lưu lượng riêng dung môi giảm điều kiện khác không đổi, điều dẫn đến việc giảm chi phí vận hành Nhưng số đĩa lí thuyết tăng lên ảnh hưởng đến hiệu trình không rõ rệt Hiệu hấp thụ phụ thuộc vào tỉ trọng khối lượng phân tử dung môi; tỉ trọng khối lượng riêng dung môi thay đổi, tỉ số chúng không đổi hệ số hấp thụ không đổi Sử dụng dung môi có khối lượng phân tử nhỏ làm tăng khả hấp thụ nước, đồng thời làm tăng hiệu trình 1.3.3 Các thông số trình: Ở thiết bị công nghiệp, sấy khô khí đến điểm sương cân không thực khí tiếp xúc với chất hấp thụ (glycol) có nồng độ tính toán đĩa cùng, mâm nồng độ glycol giảm hấp thụ nước Do đó, thiết bị công nghiệp, điểm sương thực tế khí sấy cao từ đến 11 0C so với điểm sương cân Thông thường sấy khí glycol thực đến điểm sương không thấp –250C đến –300C Muốn sấy triệt để cần phải dùng dung dịch glycol có nồng độ đậm đặc Khi đó, phát sinh thêm khó khăn có gia tăng tiêu hao glycol với khí khô Nhiệt độ giới hạn trình sấy hấp thụ xác định tiêu hao cho phép bay thực tế, nhiệt độ vào khoảng Tự động hóa trình sấy khí phương pháp hấp thụ 380C Còn nhiệt độ giới hạn phụ thuộc vào giảm khả hút ẩm chất hấp thụ gây tăng độ nhớt glycol Nhiệt độ cực tiểu tiếp xúc với glycol vào khoảng 100C Khi hàm lượng nước chất hấp thụ tăng ảnh hưởng tiêu hao chất hấp thụ đến độ hạ điểm sương giảm ảnh hưởng tiêu hao chất hấp thụ đến mức độ sấy khí giảm đạt đến giá trị định Nồng độ glycol yếu tố ảnh hưởng mạnh đến điểm sương khí Khi tăng nồng độ glycol độ hạ điểm sương mạnh so với tăng tiêu hao tác nhân sấy Nồng độ glycol chất hấp thụ xác định nhiệt độ tái sinh nhiệt độ 164,40C, DEG bị phân huỷ phần, 206,7 0C, TEG phân huỷ Nếu tái sinh glycol áp suất khí thực tế không thu dung dịch có nồng độ lớn 97- 98% khối lượng, nhiệt độ phía thiết bị giải hấp lớn nhiệt độ nêu nên chúng bị phân hủy Do vậy, glycol thường tái sinh chân không * Tại tháp hấp thụ 1: - Nhiệt độ tiến hành: 200C - áp suất tiến hành: 2- MPa - Lưu lượng riêng chất hấp thụ: 30- 35 lít TEG/1 kg nước - Nồng độ chất hấp thụ tái sinh: 99,0-99,5% kl (TEG) - Điểm sương khí: -180C đến -250C * Tại tháp giải hấp 5: - Nhiệt độ đáy tháp giải hấp: 190- 2040C - áp suất tiến hành: 10- 13 kPa 10 Tự động hóa trình sấy khí phương pháp hấp thụ CHƯƠNG PHÂN TÍCH QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ VỚI TƯ CÁCH LÀ ĐỐI TƯỢNG TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH 2.1 Sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển tự động: 2.1.1 Sơ đồ thông số trình hấp thụ khí ẩm: w1 V w2 L G H W Hình 2.1: Sơ đồ thông số trình hấp thụ khí ẩm Ở sơ đồ trên: - Các tác động điều chỉnh : V , L, W , G - Các tác động nhiễu : w1 - Các thông số đặc trưng trình: w2 , H Trong đó: V : Thể tích khí ẩm vào tháp hấp thụ(m3/h) L : Lưu lượng chất hấp thụ (glycol) tái sinh (m3/h) G : Thể tích khí khô đỉnh tháp hấp thụ (m3/h) W : Dung dịch glycol bão hoà nước (m3/h) w1 : Hàm ẩm khí cần sấy khô (kg/m3) w2 : Hàm ẩm khí khô (kg/m3) H : Mức chất lỏng tháp hấp thụ (m) 11 Tự động hóa trình sấy khí phương pháp hấp thụ 2.1.2 Sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển tự động Z ÐT Y CB YPV YSV SS BÐ e X CCCH µ BÐK N Hình 2.2 Sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển tự động ĐT: Đối tượng tự động hóa; CB: Cảm biến; SS: So sánh; BĐ: Bộ đặt; N: Nguồn; BĐK: Bộ điều khiển; CCCH: Cơ cấu chấp hành; X: Tác động điều chỉnh; Y: Thông số điều chỉnh; Z: Các thông số nhiễu; Y PV: Giá trị thực tế thông số Y; YSV: Giá trị đặt thông số Y Dưới tác động nhiễu Z tác động đầu vào X thay đổi, làm cho thông số công nghệ Y thay đổi, hay giá trị đo Y PV thay đổi, dẫn đến giá trị sai lệch ε thay đổi, kéo theo giá trị tác động điều chỉnh µ thay đổi, thiết bị chấp hành đưa tác động điều chỉnh yếu tố đầu vào để bù vào sai lệch làm cho thông số công nghệ Y trở lại bình thường Trong dây chuyền công nghệ sấy khí nêu chương đối tượng điều chỉnh tự động cần quan tâm tháp hấp thụ tháp nhả hấp Yêu cầu điều khiển: + Đảm bảo thông số kỹ thuật trình nhiệt độ, áp suất để thu sản phẩm mong muốn, với chất lượng đạt yêu cầu + Đảm bảo tính an toàn cho trình sản xuất Các tác động điều chỉnh tháp hấp thụ thường dùng lưu lượng nguyên liệu, lượng dung môi hấp thụ, nhiệt độ tháp hấp thụ, tháp nhả hấp thụ điều chỉnh áp suất nhiệt độ đáy tháp Các thông số nhiễu chủ yếu chất lượng nguyên liệu khí ẩm, cố đường ống dẫn liệu, cố thiết bị làm lạnh,… Các thông số điều chỉnh chọn nhiệt độ tháp hấp thụ tháp nhả, áp suất thiết bị nhả hấp thụ, lưu lượng dung môi, nguyên liệu 12 Tự động hóa trình sấy khí phương pháp hấp thụ 2.2 Phân tích mối quan hệ tương quan thông số điều chỉnh với tác động điều chỉnh để đưa tác động điều chỉnh phù hợp 2.2.1.Nhiệt độ: Đây thông số quan trọng trình sấy khí đặc biệt tháp nhả hấp thụ ảnh hưởng đến nồng độ dung môi hấp thụ, ảnh hưởng gián tiếp đến hiệu trình sấy Ở tháp hấp thụ nồng độ glycol bị ảnh hưởng nhiệt độ tháp Nhiệt độ cao (> 38 0C) làm bay glycol, nhiệt độ thấp (< 100C) không đảm bảo khả hút ẩm glycol Vì thiết bị hấp thụ phải lắp độ đo nhiệt độ đặt thân tháp Để điều chỉnh nhiệt độ tháp ta lắp điều chỉnh nhiệt độ tác động lên độ đóng mở van đưa dòng khí nóng nguội vào tháp Miền giá trị đặt để so sánh (Ysv) 10-300C) Nếu giá trị thực đo thấp ngưỡng giá trị đặt (Ysvd = 10 0C) phải đưa tác động điều chỉnh mở van dẫn khí nóng vào để nâng nhiệt độ tháp Ngược lại giá trị thực đo cao ngưỡng giá trị đặt (Ysvd = 30 0C) phải đưa tác động điều chỉnh độ mở van dẫn khí lạnh để giảm nhiệt độ tháp xuống Ngoài ta dung dịch glycol bão hoà trước đưa vào tháp chưng phải đạt đến nhiệt độ cần thiết, để điều chỉnh nhiệt độ ta tận dụng nhiệt độ cao dung dịch đáy tháp chưng cách lắp điều chỉnh nhiệt độ với nguyên tắc thay đổi độ mở van thu sản phẩm đáy tháp chưng Trong trình tái sinh dung môi glycol thường sử dụng phương pháp chưng, mà nhiệt độ đáy tháp cần phải biết để đảm bảo glycol đạt đến nồng độ cần mà không bị phân hủy Vì cần lắp đo nhiệt độ đáy tháp Và để điều chỉnh nhiệt độ ta lắp độ điều chỉnh lưu lưọng dòng nóng vào để đun sôi đáy tháp cách tác động lên độ mở van 13 Tự động hóa trình sấy khí phương pháp hấp thụ 2.2.2.Áp suất: Đây thông số ảnh hưởng đến trình Ở tháp hấp thụ tiến hành áp suất - 6MPa mà thân thiết bị có lắp dụng cụ đo áp, để điều chỉnh áp suất ta lắp thêm phận chỉnh áp suất (van xả áp) Quan trọng áp suất thiết bị nhả hấp thụ, áp suất làm việc tháp 10-13kPa (áp suất thấp) để tháp làm việc nhiệt độ thấp cần lắp đo áp suất đặt thân tháp Để điều chỉnh áp suất ta sử dụng bơm chân không với điều chỉnh tự động Khi áp suất tháp không đảm bảo thực tác động điều chỉnh lượng nước bổ sung cho bơm chân không cách thay đổi độ mở van Khí áp suất tháp cao vượt giá trị ngưỡng giá trị đặt điều có nghĩa áp suất tháp cao cho phép, phải hút bớt khí tháp cách tác động vào van để bổ sung thêm nước vào bơm xả 2.2.3 Lưu lượng: Để chỉnh lượng glycol tưới vào tháp ta sử dụng điều chỉnh lưu lượng điều chỉnh độ mở van Lượng glycol (mật độ) tưới vào tháp có ảnh hưởng đến độ hạ điểm sương Khi mật độ tưới tăng độ hạ điểm sương khí tăng, cao ( > 45lít /kg nước) thay đổi đến độ hạ điểm sương nhỏ Trong công nghiệp thường tính toán mật độ tưới nằm miền từ 10 - 35lít TEG /1kg nước lấy từ khí ẩm, miền giá trị đặt để so sánh Khi giá trị thực thấp ngưỡng giá trị đặt điều khiển thực tác động lên van (tăng độ mở van), giá trị thực đo cao ngưỡng giá trị đặt điều khiển thực tác động giảm độ mở van 14 Tự động hóa trình sấy khí phương pháp hấp thụ 2.2.4.Mức chất lỏng: Quá trình hấp thụ dung môi nằm đáy tháp với lượng định đưa tái sinh cách lắp đo mức chất lỏng lắp phía thiết bị điều chỉnh chế độ đóng, ngắt van Ngoài phận lắp thiết bị tách hydrocacbon lẫn glycol trước đưa vào tháp chưng Ta biết chế độ dòng chảy chất lỏng có nhiều chế độ khác nhau, trình hấp thụ xảy tốt dòng chất lỏng phải chảy chế độ chảy dòng Vì để hạn chế dòng chảy xoáy ta lắp điều chỉnh mức nhằm điều chỉnh chế độ dòng chảy glycol, hạn chế chế độ chảy xoáy cách thay đổi độ mở van để đảm bảo chất lỏng tháp đạt đến mức yêu cầu Từ việc tham khảo sơ đồ sấy khí dung môi hấp thụ sau [ ] Dựa lý thuyết môn tụ động hóa nguyên lý hoạt động sơ đồ công nghệ sấy khí, em đưa phương án thiết kế hệ thống tự động hóa điều khiển trình sấy khí glycol 15 Tự động hóa trình sấy khí phương pháp hấp thụ 16 Tự động hóa trình sấy khí phương pháp hấp thụ CHƯƠNG THIẾT LẬP HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH SẤY KHÍ BẰNG GLYCOL 3.1.Thiết lập sơ đồ chức đo điều khiển tự động:[4,] 3.1.1.Đo điều khiển nhiệt độ: Hình 3.1: Sơ đồ chức đo điều khiển nhiệt độ tháp hấp thụ Khí cụ đo nhiệt độ lắp tủ điều khiển thực chức thị nhiệt độ tháp hấp thụ Khí cụ đo đưa tác động điều chỉnh đóng ngắt van dẫn khí nóng, khí lạnh vào để đảm bảo nhiệt độ tháp nằm khoảng nhiệt độ cho trước (giá trị đặt) Khi giá trị nhiệt độ nằm đo lớn giá trị đặt (ε > 0) nghĩa nhiệt độ tháp cao nhiệt độ cho phép khí cụ đo đưa tác động mở van dẫn khí lạnh đồng thời đóng van dẫn khí nóng Ngược lại giá trị đo nhỏ giá trị đặt (ε < 0) đóng van dẫn khí lạnh, đồng thời mở van dẫn khí nóng Nếu ε = đóng hai van 17 Tự động hóa trình sấy khí phương pháp hấp thụ Cần ý thêm nhiệt độ đo nằm giá trị ngưỡng ngưỡng đưa phải đưa tác động cảnh báo để người vận hành có biện pháp xử lý kịp thời Hình 3.2: Sơ đồ đo điều khiển nhiệt độ đáy tháp tái sinh glycol Để điều chỉnh nhiệt độ đáy tháp thiết bị chưng chân không để tái sinh glycol ta lắp điều chỉnh tầng gồm hai điều chỉnh tự động 18 Tự động hóa trình sấy khí phương pháp hấp thụ thiết bị chấp hành Ở điều chỉnh TIC, phận phụ FIC Khi tín hiệu điều chỉnh nhiệt độ tác động lên điều chỉnh phụ lưu lượng Từ điều chỉnh thực chức hiển thị đưa tác động điều chỉnh độ mở van vào thiết bị đun sôi đáy tháp 3.1.2.Đo điều khiển áp suất: PSV Hình 3.3 : Sơ đồ đo điều khiển áp suất tháp hấp thụ Trong thiết bị hấp thụ để điều chỉnh áp suất ta lắp đo điều chỉnh áp suất Khi áp suất tháp hấp thụ vượt 5Mpa điều chỉnh tác động lên van xả áp Khi khí tháp giảm làm áp suất nhanh chóng đạt yêu cầu với giá trị đặt, ε = điều chỉnh đưa tác động đóng van lại 19 Tự động hóa trình sấy khí phương pháp hấp thụ Hình 3.4: Sơ đồ đo điều khiển áp suất tháp tái sinh Việc điều chỉnh áp suất tháp tái sinh glycol quan trọng ảnh hưởng lớn đến nồng độ độ bền glycol thu đáy tháp Nếu thấp tiến hành nhiệt độ thấp nhiệt độ phân hủy glycol mà đảm bảo nồng độ nên tiến hành chưng điều kiện áp suất chân không Để tạo áp suất chân không ta lắp bơm để hút khí từ đỉnh tháp tái sinh, để điều chỉnh áp suất đạt yêu cầu ta lắp điều chỉnh áp suất đỉnh tháp thực tác động vào van điều chỉnh dòng nước đưa vào bơm chân không Khi giá trị đo thấp giá trị đặt (ε < 0) có nghĩa áp suất đỉnh tháp thấp thực tác động lên đóng van nước Còn giá trị đo cao giá trị đặt (ε > 0) ta tác động lên mở van nước 20 Tự động hóa trình sấy khí phương pháp hấp thụ 3.1.3.Đo điều chỉnh mức chất lỏng: LC Glycol bão hòa V-5 Hình 3.5 : Sơ đồ đo điều khiển mức chất lỏng tháp hấp thụ Dòng chảy glycol từ xuống để đảm bảo cho hiệu tiếp xúc khí lỏng phải điều chỉnh dòng chảy chế độ chảy dòng, ta lắp điều chỉnh mức chất lỏng chỗ, giá trị đo vượt mức cho phép điều chỉnh mức đưa tác động mở van 21 Tự động hóa trình sấy khí phương pháp hấp thụ 3.1.4.Đo điều chỉnh lưu lượng FIC Glycol bão hòa V–6 Hình 3.6: Sơ đồ đo điều khiển lưu lượng Lưu lượng dòng glycol tưới vào tháp hấp thụ có ảnh hưởng đến độ hạ điếm sương dòng khí mà ta lắp khí cụ đo điều chỉnh lưu lượng đặt tủ điều khiển Khi giá trị đo lớn giá trị đặt (ε > 0) có nghĩa mật độ tưới lớn nên thực tác động giảm độ mở van Ngược lại giá trị đo thấp giá trị đặt (ε < 0) điều khiển tác động tăng độ mở van Sau sơ đồ đo điều khiển tự động toàn dây chuyền sấy khí 22 Tự động hóa trình sấy khí phương pháp hấp thụ Hình 3.7: Sơ đồ chức đo điều khiển tự động cho toàn dây chuyền công nghệ sấy khí phương pháp hấp thụ 23 Tự động hóa trình sấy khí phương pháp hấp thụ KẾT LUẬN Tự động hóa trình công nghệ mang lại nhiều lợi ích đáng kể, qua thời gian tìm hiểu em rút số kết luận sau: + Phần hiểu cách lập điều khiển tự động, vị trí lắp biết cần điều chỉnh thông số trình công nghệ cách đưa biện pháp xử lí có cố + Hiểu nguyên lý đo mạch điều khiển tự động, cách gá lắp cảm biến sai số phép đo tối thiểu Ngoài với việc vân dụng mô hình mô vào để thực tính toán, thiết kế, thực việc tìm hiểu sơ đồ này-em mong muốn vân dụng phần mềm mô công nghệ hóa học HYSIM, HYSYS, HTFS… để vận dụng vào thiết kế sơ đồ 24 Tự động hóa trình sấy khí phương pháp hấp thụ TÀI LIỆU THAM KHẢO 25 ... Sơ đồ chức đo điều khiển tự động cho toàn dây chuyền công nghệ sấy khí phương pháp hấp thụ 23 Tự động hóa trình sấy khí phương pháp hấp thụ KẾT LUẬN Tự động hóa trình công nghệ mang lại nhiều... trình sấy khí phương pháp hấp thụ 16 Tự động hóa trình sấy khí phương pháp hấp thụ CHƯƠNG THIẾT LẬP HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH SẤY KHÍ BẰNG GLYCOL 3.1.Thiết lập sơ đồ chức đo điều khiển. .. đo điều khiển tụ động cho oàn dây chuyền công nghệ sấy khí phương pháp hấp thụ 21 Tự động hóa trình sấy khí phương pháp hấp thụ MỞ ĐẦU Khí tự nhiên khí dầu mỏ sản phẩm có nhiều ứng dụng công