Khí thiên nhiên được đưa vào xử lý là một hỗn hợp của các hydrocarbons. Hỗn hợp này cần thiết phải được xửlý trước khi phân phối vào thịtrường bởi nó chứa các chất gây ô nhiễm như CO2 và H S2 . Áp suất, nhiệt độ, thành phần và lưu lượng của dòng khí thiên
nhiên luôn luôn biến đổi. Do đó chức năng của một nhà máy chế biến khí là tạo ra các sản phẩm cuối cùng có chất lượng ổn định để thỏa mãn các tiêu chuẩn cần thiết bất kể
sự biến đổi trên. Những đặc điểm cơ bản của một phân xưởng khí được minh họa ở
Hình 7.3.
Khí thiên nhiên được làm lạnh xuống khoảng 10oC bằng một thiết bịtrao đổi nhiệt E và sau đó được đưa vào thiết bị phân tách pha lỏng và khí U1.
Dòng khí đi ra ở đỉnh thiết bị U1 sẽ đi vào thiết bị tuabin giãn nỡ
(turboexpander – TE). Khoảng giảm áp suất của dòng khí kéo theo sự giảm nhiệt độ, kéo theo sự hóa lỏng của các cấu tử nặng nhất.
Pha lỏng từ thiết bị TE sẽ được đưa vào thiết bị U2. Tại đây, các khí không ngưng sẽ được tách ra và đi ra ở đỉnh thiết bị. Dòng khí ở pha lỏng đi ra ở đáy của thiết bị.
Pha khí đi ra ở đỉnh của thiết bị U2 được gọi là SG. Khí này được gia nhiệt ở
thiết bị trao đổi nhiệt E và được nén bằng máy nén C1. Một máy nén phụ trợ
khác là Ca có thểđược sử dụng nếu áp suất đầu ra ở C1 quá thấp.
Các lỏng từ các thiết bị U1 và U2 tiếp tục được đưa qua một thiết ổn định U3 để trích ly phần khí hóa lỏng ổn định (LNG). SG từđỉnh thiết bị U3 sẽđược thu hồi và nạp trở lại hệ thống.
Mô phỏng toán học được sử dụng để tính toán những tính chất của SG và LNG
như là một hàm của khí thiên nhiên đi vào và các bước xử lý. Các phân tích máy tính thì dài và có chi phí cao. Chúng ta sẽ sử dụng phương pháp QHTN để cắt giảm những tính toán này.