49
MODULE 5 THIẾT KẾ Mヤ PHỎNG THIẾT BỊ TRUYỀN KHỐI

Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

MODULE 5THIẾT KẾ MÔ PHỎNG

THIẾT BỊ TRUYỀN KHỐI

Page 2: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

Cung cấp cho học SV cáchthức sử dụng hysys để tínhtoán mô phỏng các loại thiếtbị truyến khối như: thápchưng cất, tháp hấp thụ…..

Cách cài đặt các thông số khimô phỏng tháp.

Tính toán Shorcut tháp Xác định vị trí đĩa nhạy cảm

để kiểm soát nhiệt độ….

MỤC TIÊU

Cung cấp cho học SV cáchthức sử dụng hysys để tínhtoán mô phỏng các loại thiếtbị truyến khối như: thápchưng cất, tháp hấp thụ…..

Cách cài đặt các thông số khimô phỏng tháp.

Tính toán Shorcut tháp Xác định vị trí đĩa nhạy cảm

để kiểm soát nhiệt độ….

Page 3: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

Phương pháp McCabe – Thiele:

L

Qc

D

LR= L/D

V

Q

• Xác định số đĩa thực tế: Số đĩathực tế = Số đĩa lý thuyết/Hiệusuất đĩa.

• Hiệu suất đĩa phụ thuộc vào loạiđĩa và nằm trong khoảng từ 0.5– 0.7

Page 4: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

Phương pháp McCabe – Thiele:

L

Qc

D

LR= L/D

V

Q

• Xác định số đĩa thực tế: Số đĩathực tế = Số đĩa lý thuyết/Hiệusuất đĩa.

• Hiệu suất đĩa phụ thuộc vào loạiđĩa và nằm trong khoảng từ 0.5– 0.7

Page 5: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

TÍNH TOÁN SHORT CUT CHO THÁP1. Tính toán Shortcut cho tháp là tính toán số lượng đĩa lý

thuyết tối thiểu của tháp chưng cất đề đạt được độ tinhkhiết của sản phẩm đỉnh và đáy tháp.

2. Ngoài ra mô hình Short cut trong Hysys còn cho phép tínhtỷ số hồi lưu tối thiểu, vị trí đĩa nhập liệu tối ưu….

3. Để tính toán được Short Cut cần phải có các thông sốsau:

Dòng nhập liệu được cho trước. Độ tinh khiết (nồng độ cấu tử chính của sản phẩm đỉnh và

đáy). Áp suất làm việc của tháp. Tỷ số hồi lưu đỉnh tháp.

1. Tính toán Shortcut cho tháp là tính toán số lượng đĩa lýthuyết tối thiểu của tháp chưng cất đề đạt được độ tinhkhiết của sản phẩm đỉnh và đáy tháp.

2. Ngoài ra mô hình Short cut trong Hysys còn cho phép tínhtỷ số hồi lưu tối thiểu, vị trí đĩa nhập liệu tối ưu….

3. Để tính toán được Short Cut cần phải có các thông sốsau:

Dòng nhập liệu được cho trước. Độ tinh khiết (nồng độ cấu tử chính của sản phẩm đỉnh và

đáy). Áp suất làm việc của tháp. Tỷ số hồi lưu đỉnh tháp.

Page 6: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

CÁCH TÍNH SHORT CUT CHO THÁP

1. Truy cập vào mô hìnhShort cut Distillation.

2. Chọn Sản phẩm đỉnh làpha lỏng/hơi tại mụcTop Product Phase.

3. Đặt tên cho dòng nhậpliệu Inlet, dòng sảnphẩm đỉnh, dòng sảnphẩm đáy, dòng nănglượng của condenser vàreboiler.

4. Xác định cấu tử chínhcủa sản phẩm đỉnh vàđáy.

1. Truy cập vào mô hìnhShort cut Distillation.

2. Chọn Sản phẩm đỉnh làpha lỏng/hơi tại mụcTop Product Phase.

3. Đặt tên cho dòng nhậpliệu Inlet, dòng sảnphẩm đỉnh, dòng sảnphẩm đáy, dòng nănglượng của condenser vàreboiler.

4. Xác định cấu tử chínhcủa sản phẩm đỉnh vàđáy.

Page 7: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

CÁCH TÍNH SHORT CUT CHO THÁP

Nếu hệ chưng cất gồm 02 cấu tử thì: Cấu tử chính của sản phẩm đỉnh => Cấu tử có

nhiệt độ sôi cao nhất trong 02 cấu tử. Cấu tử chính của sản đáy => Cấu tử có nhiệt độ

sội thấp nhất trong 02 cấu tử. Ví dụ: Khi chưng cất hỗn hợp glycol và nước => Cấu tử chính của sản phẩm đỉnh và đáy sẽ

là???

Nếu hệ chưng cất gồm 02 cấu tử thì: Cấu tử chính của sản phẩm đỉnh => Cấu tử có

nhiệt độ sôi cao nhất trong 02 cấu tử. Cấu tử chính của sản đáy => Cấu tử có nhiệt độ

sội thấp nhất trong 02 cấu tử. Ví dụ: Khi chưng cất hỗn hợp glycol và nước => Cấu tử chính của sản phẩm đỉnh và đáy sẽ

là???

Page 8: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

CÁCH TÍNH SHORT CUT CHO THÁP Đối với việc chưng cất hệ đa cấu tử (VD: chưng cất dầu thô…)

thì qui hệ đa cấu tử về hệ 02 cấu tử chính – Key component. Heavy Key Component (Top): Cấu tử chính của sản phẩm đỉnh -

là cấu tử có độ bay hơi thấp nhất (nhiệt độ sôi cao nhất) trongsố các cấu tử đỉnh.

Light Key Component (Bottom): Cấu tử chính của sản phẩm đáy– Là cấu tử có độ bay hơi thấp nhất trong số cấu tử đáy.

Ví dụ: Cho hỗn hợp gồm Ethane, Propan, Iso –Butane, N-Butane, Iso-Pentane, N-Pentane và Hexane.

Giả sử dùng tháp Demethanizer để tách CH4 ra khỏi hỗn hợptrên thì các cấu tử chính của hệ là???

Nếu tách cả CH4 và C2H6 ra khỏi hỗn hợp bằng thápDeethanizer => Xác định cấu tử chính của hệ.

Nếu tách C4- ra khỏi C5+ bằng tháp Debutanizer => cấu tửchính của hệ sẽ là.

Đối với việc chưng cất hệ đa cấu tử (VD: chưng cất dầu thô…)thì qui hệ đa cấu tử về hệ 02 cấu tử chính – Key component.

Heavy Key Component (Top): Cấu tử chính của sản phẩm đỉnh -là cấu tử có độ bay hơi thấp nhất (nhiệt độ sôi cao nhất) trongsố các cấu tử đỉnh.

Light Key Component (Bottom): Cấu tử chính của sản phẩm đáy– Là cấu tử có độ bay hơi thấp nhất trong số cấu tử đáy.

Ví dụ: Cho hỗn hợp gồm Ethane, Propan, Iso –Butane, N-Butane, Iso-Pentane, N-Pentane và Hexane.

Giả sử dùng tháp Demethanizer để tách CH4 ra khỏi hỗn hợptrên thì các cấu tử chính của hệ là???

Nếu tách cả CH4 và C2H6 ra khỏi hỗn hợp bằng thápDeethanizer => Xác định cấu tử chính của hệ.

Nếu tách C4- ra khỏi C5+ bằng tháp Debutanizer => cấu tửchính của hệ sẽ là.

Page 9: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

CÁCH TÍNH SHORT CUT CHO THÁP Chuyển đến mục Parameter

trong Tab Design và nhập cácthông tin sau:

Nhập nồng độ của cấu tử chínhLight Key in Bottom và HeavyKey in Distilate tại mụcComponent.

Nhập áp suất của condenser vàReboiler: Nhập bằng cách nào???

Nhập tỷ số hồi lưu cho thápchưng cất => không được nhậpthấp hớn giá trị Minimum RefluxRatio.

Vào thư mục Performance xemkết quả tính toán.

Chuyển đến mục Parametertrong Tab Design và nhập cácthông tin sau:

Nhập nồng độ của cấu tử chínhLight Key in Bottom và HeavyKey in Distilate tại mụcComponent.

Nhập áp suất của condenser vàReboiler: Nhập bằng cách nào???

Nhập tỷ số hồi lưu cho thápchưng cất => không được nhậpthấp hớn giá trị Minimum RefluxRatio.

Vào thư mục Performance xemkết quả tính toán.

Page 10: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

BÀI TẬP THỰC HÀNH• Cho thành phần khí như hình bên, biết tháp Debutanizer

làm việc ở áp suất đỉnh tháp là 1150 Kpa.• Chênh áp qua Reboiler là 30 Kpa, Chênh áp qua

condenser 20 Kpa.• Tỷ số hồi lưu lạnh – 1.• % mole cấu tử chính sản phẩm đỉnh và đáy 2%.• Dòng nhập liệu có P=1150 kpa, T=70 oC, Flow=115

m3/h1. Tính short cut để tìm số đĩa lý thuyết và vị trí đĩa nạp liệu

tối ưu.2. Khảo sát sự phụ thuộc số đĩa lý thuyết, số đĩa thực tế khi

tỷ lệ hồi lưu thay đổi từ 1 lên 2 (dùng công cụ Databook). Có nhận xét gì về sự thay đổi trên.

• Cho thành phần khí như hình bên, biết tháp Debutanizerlàm việc ở áp suất đỉnh tháp là 1150 Kpa.

• Chênh áp qua Reboiler là 30 Kpa, Chênh áp quacondenser 20 Kpa.

• Tỷ số hồi lưu lạnh – 1.• % mole cấu tử chính sản phẩm đỉnh và đáy 2%.• Dòng nhập liệu có P=1150 kpa, T=70 oC, Flow=115

m3/h1. Tính short cut để tìm số đĩa lý thuyết và vị trí đĩa nạp liệu

tối ưu.2. Khảo sát sự phụ thuộc số đĩa lý thuyết, số đĩa thực tế khi

tỷ lệ hồi lưu thay đổi từ 1 lên 2 (dùng công cụ Databook). Có nhận xét gì về sự thay đổi trên.

Page 11: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

BÀI TẬP THỰC HÀNH• Cho thành phần khí như hình bên, biết

tháp Debutanizer làm việc ở áp suấtđỉnh tháp là 1150 Kpa.

• Chênh áp qua Reboiler là 30 Kpa, Chênháp qua condenser 20 Kpa.

• Tỷ số hồi lưu lạnh – 1.• % mole cấu tử chính sản phẩm đỉnh và

đáy 2%.• Dòng nhập liệu có P=1150 kpa, T=70

oC, Flow=115 m3/h1. Tính short cut để tìm số đĩa lý thuyết và

vị trí đĩa nạp liệu tối ưu.2. Khảo sát sự phụ thuộc số đĩa lý thuyết

khi tỷ lệ hồi lưu thay đổi từ 1 lên 2(dùng công cụ Data book). Có nhận xétgì về sự thay đổi trên.

• Cho thành phần khí như hình bên, biếttháp Debutanizer làm việc ở áp suấtđỉnh tháp là 1150 Kpa.

• Chênh áp qua Reboiler là 30 Kpa, Chênháp qua condenser 20 Kpa.

• Tỷ số hồi lưu lạnh – 1.• % mole cấu tử chính sản phẩm đỉnh và

đáy 2%.• Dòng nhập liệu có P=1150 kpa, T=70

oC, Flow=115 m3/h1. Tính short cut để tìm số đĩa lý thuyết và

vị trí đĩa nạp liệu tối ưu.2. Khảo sát sự phụ thuộc số đĩa lý thuyết

khi tỷ lệ hồi lưu thay đổi từ 1 lên 2(dùng công cụ Data book). Có nhận xétgì về sự thay đổi trên.

Page 12: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

BÀI TẬP THỰC HÀNH1. Tính short cut để tìm số đĩa lý thuyết và vị trí đĩa nạp liệu

tối ưu.

Truy cập mô hình Short Cut calculation. Khai báo tên: SP đỉnh/đáy, dòng năng lượng

cond., reboiler. Tại mục Parameter khai báo hệ cấu tử chính

(2%). Nhập áp suất reoboiler và condenser. Nhập tỷ số hồi lưu. Vào Tab Performance xem kết quả.

1. Tính short cut để tìm số đĩa lý thuyết và vị trí đĩa nạp liệutối ưu.

Truy cập mô hình Short Cut calculation. Khai báo tên: SP đỉnh/đáy, dòng năng lượng

cond., reboiler. Tại mục Parameter khai báo hệ cấu tử chính

(2%). Nhập áp suất reoboiler và condenser. Nhập tỷ số hồi lưu. Vào Tab Performance xem kết quả.

Page 13: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

BÀI TẬP THỰC HÀNH1. Khảo sát sự phụ thuộc số đĩa lý thuyết, đĩa thực tế khi tỷ lệ hồi lưu

thay đổi từ 1 lên 2 (dùng công cụ Data book). Có nhận xét gì về sựthay đổi trên.

Dung công cụ Databook: Vào Tool => Databook Tại mục Variables =>Insert => Object chọn thiết bị short Cut => add

các thông số sau: Tỷ lệ hồi lưu (External reflux), Minimum Trays,Actual Trays.

Thực hiện khảo sát theo một trong 02 cách: Sử dụng Data Recorder. Sử dụng Case study: Vào Tab Case study nhấn add để tạo ra một case study mới. Chọn thông số Independent là External reflux. Chọn các thông số còn lại dependent. Nhấn chọn view => Khai báo giới hạn trên/dưới và bước nhảy của

thông số Independent. Nhấn Start để chạy => Nhấn Tab Results để xem kết quả.

1. Khảo sát sự phụ thuộc số đĩa lý thuyết, đĩa thực tế khi tỷ lệ hồi lưuthay đổi từ 1 lên 2 (dùng công cụ Data book). Có nhận xét gì về sựthay đổi trên.

Dung công cụ Databook: Vào Tool => Databook Tại mục Variables =>Insert => Object chọn thiết bị short Cut => add

các thông số sau: Tỷ lệ hồi lưu (External reflux), Minimum Trays,Actual Trays.

Thực hiện khảo sát theo một trong 02 cách: Sử dụng Data Recorder. Sử dụng Case study: Vào Tab Case study nhấn add để tạo ra một case study mới. Chọn thông số Independent là External reflux. Chọn các thông số còn lại dependent. Nhấn chọn view => Khai báo giới hạn trên/dưới và bước nhảy của

thông số Independent. Nhấn Start để chạy => Nhấn Tab Results để xem kết quả.

Page 14: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

Hysys cung cấp các mô hình chuẩn sau đây của quá trìnhtruyền khối: Absorber: Tháp hấp thụ => Nguyên lý làm việc??? Reboiler Absorber: Tháp hấp phụ có thiết bị gia nhiệt đáy

tháp. Refluxed Absorber: Tháp Hấp thụ có hồi lưu đỉnh tháp. Distillation: Tháp chưng cất Liquid – Liquid Extractor: Tháp trích ly. Three Phase Distillation: Tháp chưng cất 3 pha

CÁC MÔ HÌNH THIẾT BỊ TRUYỀN KHỐI TRONG HYSYS

Hysys cung cấp các mô hình chuẩn sau đây của quá trìnhtruyền khối: Absorber: Tháp hấp thụ => Nguyên lý làm việc??? Reboiler Absorber: Tháp hấp phụ có thiết bị gia nhiệt đáy

tháp. Refluxed Absorber: Tháp Hấp thụ có hồi lưu đỉnh tháp. Distillation: Tháp chưng cất Liquid – Liquid Extractor: Tháp trích ly. Three Phase Distillation: Tháp chưng cất 3 pha

Page 15: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

MÔ PHỎNG THÁP HẤP THỤ

Absorber: Tháp hấp thụ sốbậc tự do = 0

Khi mô phỏng nếu biết trướcthành phần, Nhiệt độ, ápsuất dòng nhập liệu và ápsuất đỉnh/đáy tháp => Hysyssẽ tự tính toán các thông sốcòn lại như: Nhiệt độđỉnh/đáy, Thành phần/lưulượng dòng đỉnh/đáy.

Độ tinh khiến sản phẩmđỉnh/đáy không điều chỉnhđược.

Absorber: Tháp hấp thụ sốbậc tự do = 0

Khi mô phỏng nếu biết trướcthành phần, Nhiệt độ, ápsuất dòng nhập liệu và ápsuất đỉnh/đáy tháp => Hysyssẽ tự tính toán các thông sốcòn lại như: Nhiệt độđỉnh/đáy, Thành phần/lưulượng dòng đỉnh/đáy.

Độ tinh khiến sản phẩmđỉnh/đáy không điều chỉnhđược.

Page 16: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

MÔ PHỎNG THÁP HẤP THỤTruy cập mô hình Absorber. Tại màn hình Column Input Expert khai báo cáothông tin sau:1. Đặt tên cho thiết bị2. Đặt tên cho dòng Top stage Inlet, Botton stage Inlet và dòng OVHD

vapor Outlet, Bottom Liquid Outlet. Dòng vào thân tháp (Optional InletStream) có thể có hoặc không có.

3. Nhập số đĩa tháp.4. Khai báo xong nhấn Next5. Khai báo Top Pressure và Bottom Pressure với điều kiện chênh áp qua

mỗi đĩa tháp < 5 kpa.6. Nhấn Next => Khai báo nhiệt độ đỉnh/đáy tháp nếu biết.7. Nhấn Done để vào màn hình chính của tháp.8. Tại màn hình chính của tháp có thể thay đổi áp suất, số đĩa,…9. Vào mục Parameter mục Efficency để khai báo hiệu suất làm việc của đĩa

nếu biết => Efficency là gì, xác định như thế nào???10. Sau khi thực hiện các mục 8,9nếu nhấn Run để hysys tính toán lại kết

quả.

Truy cập mô hình Absorber. Tại màn hình Column Input Expert khai báo cáothông tin sau:1. Đặt tên cho thiết bị2. Đặt tên cho dòng Top stage Inlet, Botton stage Inlet và dòng OVHD

vapor Outlet, Bottom Liquid Outlet. Dòng vào thân tháp (Optional InletStream) có thể có hoặc không có.

3. Nhập số đĩa tháp.4. Khai báo xong nhấn Next5. Khai báo Top Pressure và Bottom Pressure với điều kiện chênh áp qua

mỗi đĩa tháp < 5 kpa.6. Nhấn Next => Khai báo nhiệt độ đỉnh/đáy tháp nếu biết.7. Nhấn Done để vào màn hình chính của tháp.8. Tại màn hình chính của tháp có thể thay đổi áp suất, số đĩa,…9. Vào mục Parameter mục Efficency để khai báo hiệu suất làm việc của đĩa

nếu biết => Efficency là gì, xác định như thế nào???10. Sau khi thực hiện các mục 8,9nếu nhấn Run để hysys tính toán lại kết

quả.

Page 17: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

Hiệu suất làm việc của tháp.COLUMN TYPE TYPICAL ACTUAL

TRAYS TYPICAL EFFICIENCY,

ABSORBER/STRIPPERSIDE STRIPPER(STEAM)SIDE STRIPPER(REB)REBOILED ABSORBERDEETHANIZERDEPROPANIZERDEBUTANIZERNAPHTHA SPLITTER

(STABILIZER)C2 SPLITTERC3 SPLITTERC4 SPLITTERAMINE CONTACTORAMINE ABSORBERCRUDE COLUMN

15 – 254 – 66 – 825 – 4030 – 3535 – 4038 – 4530 – 35110 – 130200 – 25070 – 8020 – 2420 – 2435 – 45

20 – 30( 2)(3 – 4)45 – 5565 – 7070 – 8085 – 9070 – 7595 – 10095 – 10085 – 90( 4 – 5)( 9 – 12 )ABOUT 50 – 55

ABSORBER/STRIPPERSIDE STRIPPER(STEAM)SIDE STRIPPER(REB)REBOILED ABSORBERDEETHANIZERDEPROPANIZERDEBUTANIZERNAPHTHA SPLITTER

(STABILIZER)C2 SPLITTERC3 SPLITTERC4 SPLITTERAMINE CONTACTORAMINE ABSORBERCRUDE COLUMN

15 – 254 – 66 – 825 – 4030 – 3535 – 4038 – 4530 – 35110 – 130200 – 25070 – 8020 – 2420 – 2435 – 45

20 – 30( 2)(3 – 4)45 – 5565 – 7070 – 8085 – 9070 – 7595 – 10095 – 10085 – 90( 4 – 5)( 9 – 12 )ABOUT 50 – 55

Page 18: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

BÀI TẬP THỰC HÀNHMô phỏng tháp hấp phụ với cácthông tin sau:Áp suất đỉnh tháp 3350 kpaChênh áp qua tháp 50 Kpa.Số lượng đĩa tháp: 12 đĩa.Hiệu suất làm việc của tháp85%.Dòng vào đỉnh: P=3350 kpa,T=-60 oC, Flow = 3344kgmol/h.Dòng vào đáy: P=3400 kpa, T=-10 oC, Flow = 140.000 Nm3/h.Thành phần dòng nhập liệuđỉnh/đáy như nhau.Khảo sát sự thay đổi thành phầnPropane trong sản phẩm đỉnhtháp vào nhiệt độ dòng vào đỉnhtháp trong khoảng từ -70 đến –35 0C

Mô phỏng tháp hấp phụ với cácthông tin sau:Áp suất đỉnh tháp 3350 kpaChênh áp qua tháp 50 Kpa.Số lượng đĩa tháp: 12 đĩa.Hiệu suất làm việc của tháp85%.Dòng vào đỉnh: P=3350 kpa,T=-60 oC, Flow = 3344kgmol/h.Dòng vào đáy: P=3400 kpa, T=-10 oC, Flow = 140.000 Nm3/h.Thành phần dòng nhập liệuđỉnh/đáy như nhau.Khảo sát sự thay đổi thành phầnPropane trong sản phẩm đỉnhtháp vào nhiệt độ dòng vào đỉnhtháp trong khoảng từ -70 đến –35 0C

Page 19: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

MÔ PHỎNG THÁP HẤP THỤ CÓ THIẾT BỊ GIA NHIỆT ĐÁY THÁP

Reboiler Absorber: Tháp hấpthụ có thiết bị gia nhiệt đáytháp, Reboiler phân táchdòng nhập liệu thành 02phần khí và lỏng => số bậctự do = 1.

Các thông số cài đặt:Qr.Boilup ratio V/B.Rates of B or D.Xd hoặc Xb.

Reboiler Absorber: Tháp hấpthụ có thiết bị gia nhiệt đáytháp, Reboiler phân táchdòng nhập liệu thành 02phần khí và lỏng => số bậctự do = 1.

Các thông số cài đặt:Qr.Boilup ratio V/B.Rates of B or D.Xd hoặc Xb.

Page 20: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

MÔ PHỎNG THÁP HẤP THỤ CÓ THIẾT BỊ GIA NHIỆT ĐÁY THÁP

Truy cập mô hình Reboiler Absorber. Tại màn hình ColumnInput Expert khai báo cáo thông tin sau:1. Đặt tên cho thiết bị2. Đặt tên cho dòng Top stage Inlet, dòng OVHD vapor

Outlet, Bottom Liquid Outlet. Dòng vào thân tháp (OptionalInlet Stream) có thể có hoặc không có. Nếu có cần chọn vịtrí đĩa nạp liệu. Sau đó đặt tên dòng năng lượng.

3. Tại mục Top Stag Reflux chọn Liquid Inlet hoặc Pump-around

4. Nhập số đĩa tháp.5. Khai báo xong nhấn Next6. Khai báo Top Pressure và Reboiler Pressure với điều kiện

chênh áp qua mỗi đĩa tháp < 5 kpa, chênh áp qua reboiler< 10 Kpa.

Truy cập mô hình Reboiler Absorber. Tại màn hình ColumnInput Expert khai báo cáo thông tin sau:1. Đặt tên cho thiết bị2. Đặt tên cho dòng Top stage Inlet, dòng OVHD vapor

Outlet, Bottom Liquid Outlet. Dòng vào thân tháp (OptionalInlet Stream) có thể có hoặc không có. Nếu có cần chọn vịtrí đĩa nạp liệu. Sau đó đặt tên dòng năng lượng.

3. Tại mục Top Stag Reflux chọn Liquid Inlet hoặc Pump-around

4. Nhập số đĩa tháp.5. Khai báo xong nhấn Next6. Khai báo Top Pressure và Reboiler Pressure với điều kiện

chênh áp qua mỗi đĩa tháp < 5 kpa, chênh áp qua reboiler< 10 Kpa.

Page 21: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

MÔ PHỎNG THÁP HẤP THỤ CÓ THIẾT BỊ GIA NHIỆT ĐÁY THÁP

8. Nhấn Next => Khai báo tỷ số hồi lưu nóng Boilup Ratio nếubiết..

9. Nhấn Done để vào màn hình chính của tháp.10.Tại màn hình chính của tháp có thể thay đổi áp suất, số

đĩa,…11.Vào mục Parameter mục Efficency để khai báo hiệu suất

làm việc của đĩa nếu biết12.Vào Tab Spec mục Design để cài đặt một trong 04 thông

số vừa nêu13.Sau khi thực hiện xong nhấn Run để hysys tính toán lại kết

quả.

8. Nhấn Next => Khai báo tỷ số hồi lưu nóng Boilup Ratio nếubiết..

9. Nhấn Done để vào màn hình chính của tháp.10.Tại màn hình chính của tháp có thể thay đổi áp suất, số

đĩa,…11.Vào mục Parameter mục Efficency để khai báo hiệu suất

làm việc của đĩa nếu biết12.Vào Tab Spec mục Design để cài đặt một trong 04 thông

số vừa nêu13.Sau khi thực hiện xong nhấn Run để hysys tính toán lại kết

quả.

Page 22: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

BÀI TẬP THỰC HÀNH1.Mô phỏng tháp hấp phụ có reboiler với các

thông số sau:Áp suất đỉnh tháp 2750 kpaChênh áp qua tháp 20 Kpa.Chênh áp qua reboiler 20 KpaSố lượng đĩa tháp: 32 đĩa.Nhiệt độ đáy tháp: 85 oC.Hiệu suất làm việc của tháp 75%.Dòng vào đỉnh: P=2800 kpa, T=-15oC, Flow =4015 kgmol/h.Dòng vào đĩa 16: P=2770kpa, T=50 oC, Flow =200 kgmol/gThành phần dòng nhập liệu đỉnh đĩa 16 nhưđính kèm.2. Xác định nhiệt độ đáy tháp để thành phầnEthane tại sản phẩm đáy là 2%mol.3. Xác định nhiệt độ đỉnh/đáy tháp, thành phầnEthane tại SP đáy nếu tăng Boilup Ratio lên1.2 lần so với thiết kế

1.Mô phỏng tháp hấp phụ có reboiler với cácthông số sau:

Áp suất đỉnh tháp 2750 kpaChênh áp qua tháp 20 Kpa.Chênh áp qua reboiler 20 KpaSố lượng đĩa tháp: 32 đĩa.Nhiệt độ đáy tháp: 85 oC.Hiệu suất làm việc của tháp 75%.Dòng vào đỉnh: P=2800 kpa, T=-15oC, Flow =4015 kgmol/h.Dòng vào đĩa 16: P=2770kpa, T=50 oC, Flow =200 kgmol/gThành phần dòng nhập liệu đỉnh đĩa 16 nhưđính kèm.2. Xác định nhiệt độ đáy tháp để thành phầnEthane tại sản phẩm đáy là 2%mol.3. Xác định nhiệt độ đỉnh/đáy tháp, thành phầnEthane tại SP đáy nếu tăng Boilup Ratio lên1.2 lần so với thiết kế

Page 23: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

MÔ PHỎNG THÁP HẬP THỤ CÓ THIẾT BỊ NGƯNG TỤ ĐỈNH THÁPRefluxed Absorber: Tháp hấp

thụ có có hồi lưu đỉnh tháp.Nếu thiết bị ngưng tụ đỉnh

tháp là loại ngưng tụ hoàntoàn – Total condenser =>số bậc tự do = 1. Các thôngsố cài đặt:

Qc. Reflux ratio L/D hoặc lưu

lượng dòng hồi lưu. Rates of B or D. Xd hoặc Xb…

Refluxed Absorber: Tháp hấpthụ có có hồi lưu đỉnh tháp.

Nếu thiết bị ngưng tụ đỉnhtháp là loại ngưng tụ hoàntoàn – Total condenser =>số bậc tự do = 1. Các thôngsố cài đặt:

Qc. Reflux ratio L/D hoặc lưu

lượng dòng hồi lưu. Rates of B or D. Xd hoặc Xb…

Page 24: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

MÔ PHỎNG THÁP HẬP THỤ CÓ THIẾT BỊ NGƯNG TỤ ĐỈNH THÁPNếu thiết bị ngưng tụ đỉnh

tháp là loại ngưng tụ mộtphần => số bậc tự do = 2.Các thông số cài đặt

=> Sản phẩm đỉnh cả khí vàlỏng => ngoài các thông sốvưa nêu cần thêm 01 thôngsố khác: Lưu lượng quahơi/lỏng đỉnh tháp.

Nế thiết bị ngưng tụ là dàngFull reflux => Số bặc tự do là01 thông số cài đặt nhưtrường hợp Total condensernhưng sản phẩm đỉnh là phakhí

Nếu thiết bị ngưng tụ đỉnhtháp là loại ngưng tụ mộtphần => số bậc tự do = 2.Các thông số cài đặt

=> Sản phẩm đỉnh cả khí vàlỏng => ngoài các thông sốvưa nêu cần thêm 01 thôngsố khác: Lưu lượng quahơi/lỏng đỉnh tháp.

Nế thiết bị ngưng tụ là dàngFull reflux => Số bặc tự do là01 thông số cài đặt nhưtrường hợp Total condensernhưng sản phẩm đỉnh là phakhí

Page 25: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

BÀI TẬP THỰC HÀNH1.Mô phỏng tháp hấp phụ có Reflux với các

thông số sau với các thông số sau:Áp suất tại condenser 2750 kpaChênh áp qua tháp 20 Kpa.Chênh áp qua condenser 20 KpaSố lượng đĩa tháp: 30 đĩa.Thành phần C3 trong sản phẩm khí đỉnh tháplà 1%.Hiệu suất làm việc của tháp 75%.Dòng vào đỉnh: P=2800 kpa, T=-15oC, Flow =4015 kgmol/h.Dòng vào đĩa 12: P=2770kpa, T=50 oC, Flow =200 kgmol/gThành phần dòng nhập liệu đỉnh và đĩa 11 nhưđính kèm.2. Khảo sát sự phụ thuộc của thành phần C3trong sản phẩm khí đỉnh tháp khi tỷ số hồi lưuthay đổi từ 1+2.

1.Mô phỏng tháp hấp phụ có Reflux với cácthông số sau với các thông số sau:

Áp suất tại condenser 2750 kpaChênh áp qua tháp 20 Kpa.Chênh áp qua condenser 20 KpaSố lượng đĩa tháp: 30 đĩa.Thành phần C3 trong sản phẩm khí đỉnh tháplà 1%.Hiệu suất làm việc của tháp 75%.Dòng vào đỉnh: P=2800 kpa, T=-15oC, Flow =4015 kgmol/h.Dòng vào đĩa 12: P=2770kpa, T=50 oC, Flow =200 kgmol/gThành phần dòng nhập liệu đỉnh và đĩa 11 nhưđính kèm.2. Khảo sát sự phụ thuộc của thành phần C3trong sản phẩm khí đỉnh tháp khi tỷ số hồi lưuthay đổi từ 1+2.

Page 26: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

MÔ PHỎNG THÁP CHƯNG CẤT PHÂN ĐOẠN

Distillation: Tháp chưng cấtphân đoạn.

Ngưng tụ hoàn toàn: Sốbậc tự do = 2. Các thôngsố thường cài đặt: Tỷ sốhồi lưu và Xd hoặc Tỷ sốhồi lưu và Xb hoặc Xd vàXb.

Ngưng tụ 1 phần: Số bậctự do = 3. Các thông sốnào cần cài đặt: Lưu lượngpha khí và 02 thông sốsau: Tỷ số hồi lưu và Xd,Tỷ số hồi lưu và XB, Xd vàXb

Distillation: Tháp chưng cấtphân đoạn.

Ngưng tụ hoàn toàn: Sốbậc tự do = 2. Các thôngsố thường cài đặt: Tỷ sốhồi lưu và Xd hoặc Tỷ sốhồi lưu và Xb hoặc Xd vàXb.

Ngưng tụ 1 phần: Số bậctự do = 3. Các thông sốnào cần cài đặt: Lưu lượngpha khí và 02 thông sốsau: Tỷ số hồi lưu và Xd,Tỷ số hồi lưu và XB, Xd vàXb

Page 27: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

MÔ PHỎNG THÁP CHƯNG CẤT PHÂN ĐOẠN

Truy cập mô hình Distillation column. Tại màn hình ColumnInput Expert khai báo cáo thông tin sau:1. Tên cho thiết bị2. Tên dòng nhập liệu, Số lượng đĩa tháp, vị trí đĩa nạp liệu.3. Tên Condenser và Tên Reboiler.4. Tên cho sản phẩm đáy5. Chọn một trong 03 loại Condenser sau: Total, partial hoặc

full refl. Nếu chọn Total Condenser => Tên cho sản phẩm đỉnh

(pha lỏng). Nếu chọn Partial condenser => Tên cho 02 sản phẩm đỉnh

là lỏng và khí. Nếu chọn Full Refl => Tên cho sản phẩm đỉnh (pha khí).

Truy cập mô hình Distillation column. Tại màn hình ColumnInput Expert khai báo cáo thông tin sau:1. Tên cho thiết bị2. Tên dòng nhập liệu, Số lượng đĩa tháp, vị trí đĩa nạp liệu.3. Tên Condenser và Tên Reboiler.4. Tên cho sản phẩm đáy5. Chọn một trong 03 loại Condenser sau: Total, partial hoặc

full refl. Nếu chọn Total Condenser => Tên cho sản phẩm đỉnh

(pha lỏng). Nếu chọn Partial condenser => Tên cho 02 sản phẩm đỉnh

là lỏng và khí. Nếu chọn Full Refl => Tên cho sản phẩm đỉnh (pha khí).

Page 28: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

MÔ PHỎNG THÁP CHƯNG CẤT PHÂN ĐOẠN

6. Khai báo xong nhấn Next => Nhập áp suất vận hành củaCondenser tại mục Condenser Pressure => Nhập chênh ápqua condenser tại Condenser Pressure drop => Nhập Ápsuất Reboiler.

Áp suất condenser xác định như thế nào??? Chênh áp condenser nhập bao nhiêu??? Chênh áp qua Reboiler nhập bao nhiêu???7. Nhấn Next => Nhập các nhiệt độ sau nếu biết: Condenser Temperature Estimate Top Temperature Estimate. Reboiler Temperature Estimate. Mục đích nhập để làm gì ???

6. Khai báo xong nhấn Next => Nhập áp suất vận hành củaCondenser tại mục Condenser Pressure => Nhập chênh ápqua condenser tại Condenser Pressure drop => Nhập Ápsuất Reboiler.

Áp suất condenser xác định như thế nào??? Chênh áp condenser nhập bao nhiêu??? Chênh áp qua Reboiler nhập bao nhiêu???7. Nhấn Next => Nhập các nhiệt độ sau nếu biết: Condenser Temperature Estimate Top Temperature Estimate. Reboiler Temperature Estimate. Mục đích nhập để làm gì ???

Page 29: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

MÔ PHỎNG THÁP CHƯNG CẤT PHÂN ĐOẠN

8. Tiếp tục nhấn Next.9. Nhấn Done để kết thúc.10.Vào Tab Design mục Spec nhập 02 trong số 28 thông số

cần cài đặt cho tháp để tính toán tháp. Thông thường nhập02 trong số các thông số sau:

Tỷ số hồi lưu nóng Tỷ số hồi lưu lạnh. Nhiệt độ đỉnh Nhiệt độ đáy Độ tinh khiết sản phẩm đỉnh Độ tinh khiết sản phẩm đáy

8. Tiếp tục nhấn Next.9. Nhấn Done để kết thúc.10.Vào Tab Design mục Spec nhập 02 trong số 28 thông số

cần cài đặt cho tháp để tính toán tháp. Thông thường nhập02 trong số các thông số sau:

Tỷ số hồi lưu nóng Tỷ số hồi lưu lạnh. Nhiệt độ đỉnh Nhiệt độ đáy Độ tinh khiết sản phẩm đỉnh Độ tinh khiết sản phẩm đáy

Page 30: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

COLUMN SIZING1. Hysys chứa thanh công cụ Tray Sizing Utility cho phép tính

toán nhanh các thông số về cơ học của tháp chưng cất: Đường kính tháp Chiều cao ống chảy chuyền Chiều cao tháp Flooding…2. Đối với thanh công cụ Tray Sizing có 02 chế độ tính toán:- Tính toán Sizing: Thiết kế ban đầu- Tính toán Rating: đánh giá thiết bị căn cứ trên cơ sở đường

kính tháp và cấu trúc đĩa chưng cất.

1. Hysys chứa thanh công cụ Tray Sizing Utility cho phép tínhtoán nhanh các thông số về cơ học của tháp chưng cất:

Đường kính tháp Chiều cao ống chảy chuyền Chiều cao tháp Flooding…2. Đối với thanh công cụ Tray Sizing có 02 chế độ tính toán:- Tính toán Sizing: Thiết kế ban đầu- Tính toán Rating: đánh giá thiết bị căn cứ trên cơ sở đường

kính tháp và cấu trúc đĩa chưng cất.

Page 31: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

COLUMN SIZING Hysys chứa thanh công cụ

Tray Sizing Utility chophép tính toán nhanh cácthông số về cơ học củatháp chưng cất:

Đường kính tháp Chiều cao ống chảy

chuyền Flooding… Cách truy cập vào mô

hình Tray Sizing Utility:TOOL/UTILITY/TRAY

SIZING/ADD UTILITY

Hysys chứa thanh công cụTray Sizing Utility chophép tính toán nhanh cácthông số về cơ học củatháp chưng cất:

Đường kính tháp Chiều cao ống chảy

chuyền Flooding… Cách truy cập vào mô

hình Tray Sizing Utility:TOOL/UTILITY/TRAY

SIZING/ADD UTILITY

Page 32: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

COLUMN SIZING1. Cách truy cập vào mô hình Tray Sizing Utility:

TOOL/UTILITY/TRAY SIZING/ADD UTILITY

Page 33: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

COLUMN SIZING2. Khai báo tên thiết bị cần

tính3. Nhấn chọn Add section

nếu muốn tính riêngcho từng phần chưng,phần luyện, phần cất.

3. Khai báo vị trí của đĩabắt đầu và đĩa kết thúccủa từng phần tươngứng.

4. Chọn cấu trúc bên trongtháp tại mục Internal.

2. Khai báo tên thiết bị cầntính

3. Nhấn chọn Add sectionnếu muốn tính riêngcho từng phần chưng,phần luyện, phần cất.

3. Khai báo vị trí của đĩabắt đầu và đĩa kết thúccủa từng phần tươngứng.

4. Chọn cấu trúc bên trongtháp tại mục Internal.

Page 34: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

COLUMN SIZING4. Chọn cấu trúc bên trong

tháp tại mục Internal:- Đĩa mâm van- Đĩa lỗ- Loại Packed- Chimney tray…

4. Chọn cấu trúc bên trongtháp tại mục Internal:

- Đĩa mâm van- Đĩa lỗ- Loại Packed- Chimney tray…

Page 35: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

COLUMN SIZING5. Nếu tính toán thiết kế ban đầu thì nhập các thông tin sau tại

mục Spec (Design Mode):

Page 36: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

COLUMN SIZING6. Trên cơ sở các số liệu nhập phần mềm sẽ tính toán các thông

số như: đường kính tháp, chênh áp qua tháp, số paths, tạiTab Performance

Page 37: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

COLUMN SIZING5. Nếu tính toán Rating thì nhập các thông tin sau tại mục Spec

(Rating mode):

Page 38: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

BÀI TẬP THỰC HÀNHCho tháp chưng cất phân đoạn sau: Loại Condenser – Ngưng tụ hoàn toàn. Sản phẩm đỉnh là hỗn hợp Propane và Butane có chứa IC5 – 2%. Thành phần Iso Butane trong SP đáy 2%. Tháp có 30 đĩa, hiệu suất làm việc 82%. Áp suất làm việc tại đỉnh tháp – 1100 Kpa. Chênh áp qua Condenser – 20 Kpa. Chênh áp qua mỗi đĩa tháp là 0.05 Kpa. Chênh áp qua reboiler là 30 Kpa. Dòng nhập liệu có T=70 oC, Flow = 95 m3/h, P = 1115 kpa.

Cho tháp chưng cất phân đoạn sau: Loại Condenser – Ngưng tụ hoàn toàn. Sản phẩm đỉnh là hỗn hợp Propane và Butane có chứa IC5 – 2%. Thành phần Iso Butane trong SP đáy 2%. Tháp có 30 đĩa, hiệu suất làm việc 82%. Áp suất làm việc tại đỉnh tháp – 1100 Kpa. Chênh áp qua Condenser – 20 Kpa. Chênh áp qua mỗi đĩa tháp là 0.05 Kpa. Chênh áp qua reboiler là 30 Kpa. Dòng nhập liệu có T=70 oC, Flow = 95 m3/h, P = 1115 kpa.

Page 39: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

BÀI TẬP THỰC HÀNH1. Mô phỏng tháp chưng cất nêu

trên.2. Nếu Tỷ số hồi lưu lạnh 1.5, tính

độ nồng độ Iso-Butane trong sảnphẩm đáy và tỷ số hồi lưu nóng.

3. Xác định lượng Pentan bị mất rasản phẩm đỉnh và lượng Butanemất ra sản phẩm đáy nếu Nhiệtđộ đỉnh tháp là 60 oC và đáy là115 0C.

4. Làm thế nào để tăng được nhiệtđộ đỉnh và đáy tháp?

1. Mô phỏng tháp chưng cất nêutrên.

2. Nếu Tỷ số hồi lưu lạnh 1.5, tínhđộ nồng độ Iso-Butane trong sảnphẩm đáy và tỷ số hồi lưu nóng.

3. Xác định lượng Pentan bị mất rasản phẩm đỉnh và lượng Butanemất ra sản phẩm đáy nếu Nhiệtđộ đỉnh tháp là 60 oC và đáy là115 0C.

4. Làm thế nào để tăng được nhiệtđộ đỉnh và đáy tháp?

Page 40: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

BÀI TẬP THỰC HÀNH1. Vào trường mô phỏng: Hệ cấu tử và Phương trình PR2. Truy cập mô hình Distillation column.3. Đặc tên dòng nhập liệu, tên sản phẩm đỉnh, đáy tên dòng năng

lượng cond và Reboiler: Feed, Top Prod, Bot. Prod, Qcond, Qreb.4. Tại mục Connection của Tab design chọn: Condenser: Total Number of stages: Nhập số đĩa tháp: 30 Stage numbering: Topdown4. Nhấn Next và nhập các thông tin sau: Condenser pressure Reboiler Pressure Condenser pressure drop Reboiler pressure drop5. Tiếp tục nhấn Next => Done.

1. Vào trường mô phỏng: Hệ cấu tử và Phương trình PR2. Truy cập mô hình Distillation column.3. Đặc tên dòng nhập liệu, tên sản phẩm đỉnh, đáy tên dòng năng

lượng cond và Reboiler: Feed, Top Prod, Bot. Prod, Qcond, Qreb.4. Tại mục Connection của Tab design chọn: Condenser: Total Number of stages: Nhập số đĩa tháp: 30 Stage numbering: Topdown4. Nhấn Next và nhập các thông tin sau: Condenser pressure Reboiler Pressure Condenser pressure drop Reboiler pressure drop5. Tiếp tục nhấn Next => Done.

Page 41: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

BÀI TẬP THỰC HÀNH1. Lưu ý nhập thông tin cho dòng đầu vào.2. Cài đặt Spec cho tháp: Iso Butan trong đáy tháp: Vào mục Spec trong Tab Desing: Add => Column Component

Fraction => Name: IC4 In Bottom, Stage: Reboiler, Flow basic:Molar Fraction, Phase: Liquid, Spec Value: 2% mol, Component:Iso-Butan.

Iso Pentan trong đỉnh SP đỉnh tháp: Vào mục Spec trong Tab Desing: Add => Column Component

Fraction => Name: C5 In Top, Stage: Condenser, Flow basic: MolarFraction, Phase: Liquid, Spec Value: 2% mol, Component: Iso-Pentan.

3. Nhập hiệu suất làm việc cho tháp: Vào TabParameter/Efficiencies, chọn Hiệu suất toàn phần và nhập 0.82

1. Lưu ý nhập thông tin cho dòng đầu vào.2. Cài đặt Spec cho tháp: Iso Butan trong đáy tháp: Vào mục Spec trong Tab Desing: Add => Column Component

Fraction => Name: IC4 In Bottom, Stage: Reboiler, Flow basic:Molar Fraction, Phase: Liquid, Spec Value: 2% mol, Component:Iso-Butan.

Iso Pentan trong đỉnh SP đỉnh tháp: Vào mục Spec trong Tab Desing: Add => Column Component

Fraction => Name: C5 In Top, Stage: Condenser, Flow basic: MolarFraction, Phase: Liquid, Spec Value: 2% mol, Component: Iso-Pentan.

3. Nhập hiệu suất làm việc cho tháp: Vào TabParameter/Efficiencies, chọn Hiệu suất toàn phần và nhập 0.82

Page 42: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

BÀI TẬP THỰC HÀNH

2. Nếu Tỷ số nồi lưu lạnh là 1.5: Xóa cài đặt Iso-butan. Tỷ số hồi lưu lạnh: Vào mục Spec trong Tab

Desing: Add => Column Reflux Ratio => Name:Ty so hoi luu lanh => Stage: Condenser , Basic:Molar, Spec value: 1.5

2. Nếu Tỷ số nồi lưu lạnh là 1.5: Xóa cài đặt Iso-butan. Tỷ số hồi lưu lạnh: Vào mục Spec trong Tab

Desing: Add => Column Reflux Ratio => Name:Ty so hoi luu lanh => Stage: Condenser , Basic:Molar, Spec value: 1.5

Page 43: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

BÀI TẬP THỰC HÀNH3. Xác định lượng Pentan bị mất ra sản phẩm đỉnh và lượng Butane

mất ra sản phẩm đáy nếu Nhiệt độ đỉnh tháp là 60 oC và đáy là115 0C.

Xóa Spec C5 trong SP đỉnh và C4 trong SP đáy Cài đặt nhiệt độ đỉnh/đáy: Vào mục Spec trong Tab Desing: Add => Column Temperature

=> Name: Nhiệt độ đỉnh/đáy => Stage: 1/30, Spec Value:50/115 oC.

4. Câu hỏi làm thêm: Nếu đĩa nạp liệu là 20 thì nhập như thế nào Làm thế nào để tăng được nhiệt độ đỉnh và đáy tháp? Khảo sát thay đổi tỷ số hồi lưu lạnh trong khoảng từ 0.7 – 1.5 Xem profile nhiệt độ, áp suất lưu lượng Cách xem các thông số T đỉnh/đáy, Tỷ số hồi lưu, lưu lượng SP…

3. Xác định lượng Pentan bị mất ra sản phẩm đỉnh và lượng Butanemất ra sản phẩm đáy nếu Nhiệt độ đỉnh tháp là 60 oC và đáy là115 0C.

Xóa Spec C5 trong SP đỉnh và C4 trong SP đáy Cài đặt nhiệt độ đỉnh/đáy: Vào mục Spec trong Tab Desing: Add => Column Temperature

=> Name: Nhiệt độ đỉnh/đáy => Stage: 1/30, Spec Value:50/115 oC.

4. Câu hỏi làm thêm: Nếu đĩa nạp liệu là 20 thì nhập như thế nào Làm thế nào để tăng được nhiệt độ đỉnh và đáy tháp? Khảo sát thay đổi tỷ số hồi lưu lạnh trong khoảng từ 0.7 – 1.5 Xem profile nhiệt độ, áp suất lưu lượng Cách xem các thông số T đỉnh/đáy, Tỷ số hồi lưu, lưu lượng SP…

Page 44: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

CASE STUDY 4: THỰC HÀNH MÔ PHỎNG THÁP

Page 45: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

CASE STUDY 4: THỰC HÀNH MÔ PHỎNG THÁPCho sơ đồ công nghệ như hình vẽ đính kèm. Các dữ liệu đầu vào như sau:

Thông số DòngExpFeed TopFeed BotFeed

T (oC) 45 -60 -P (barg) 109 35 35

Flow(sm3/h) 160000 80000 -% theo thể tích chất lỏng

CH4 75.000% -CH4 75.000% -C2H6 12.000% -C3H8 7.000% -

I-C4H10 2.000% -N-C4H10 2.000% -I-C5H12 0.500% -N-C5H12 0.500% -C6H14 0.500% -C7+ 0.500% -

Lưu ý: C7+ Có nhiệt độ sôi trung bình là 110 oC.

Page 46: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

CASE STUDY 4: THỰC HÀNH MÔ PHỎNG THÁP

Các thông số thiết kế như sau:Công của máy nén bằng công của Turbo giãnnỡ Áp suất dòng đầu ra van V-100 là 28.0 barg.Áp suất dòng đầu ra van V-101 là 10.5 barg.

Các thông số thiết kế như sau:Công của máy nén bằng công của Turbo giãnnỡ Áp suất dòng đầu ra van V-100 là 28.0 barg.Áp suất dòng đầu ra van V-101 là 10.5 barg.Các thông số vận hành tháp Absorber:

Số đĩa P đỉnh P đáy Hiệu suất DeltaP đĩa- Barg Barg % kpa/đĩa

12 - Bằng áp suất đầura Expander 55 1

Page 47: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

CASE STUDY 4: THỰC HÀNH MÔ PHỎNG THÁP

Các thông số vận hành tháp Reboiler Absorber:

Số đĩa P đỉnh P reboiler Hiệu suất DeltaPReboiler T đáy

- Barg Barg % kpa/đĩa oC- Barg Barg % kpa/đĩa oC

32 26.7 27.0 67 20 100

Page 48: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

CASE STUDY 4: THỰC HÀNH MÔ PHỎNG THÁP

Các thông số vận hành tháp Stabilizer: Sản phẩm đỉnh tháp ngưng tụ hoàn toàn.

Thông số Đơn vị Giá trịCách đánh số đĩa Từ trên xuống dưới.Số đĩa - 30P cond Barg 10P reboiler Barg -P reboiler Barg -Hiệu suất % 70DeltaP Condensor kpa 10DeltaP Reboiler kpa 10Chênh áp qua tháp kpa 10% C5 trong SP đỉnh % mole 2%Tỷ số hồi lưu lạnh - 0.6Vị trí đĩa nạp liệu - 14

Page 49: Thiết kế mô phỏng thiết bị truyền khối

CASE STUDY 4: THỰC HÀNH MÔ PHỎNG THÁP

1. Mô phỏng sơ đồ công nghệ nêu trên, từ đó xác định cần bằngvật chất sản phẩm đầu vào ra của quá trình (thể hiện bảng tínhnhư sau):

Thông số Tên dòng TopFeed ExpFeed Sales Gas OffGas LPG NaphtaTone/day ? ? ? ? ? ? ?

2. Điều chỉnh áp suất đầu ra Expander sao cho áp suất dòng SalesGas đạt 52 barg.

3. Thành phần Etane trong sản phẩm LPG phụ thuộc vào nhiệt độvận hành đáy tháp Reboiler Absorber. Điều chỉnh nhiệt độ vậnhành đáy tháp Reboiler Absorber để hàm lượng Etan trong LPGđạt 2%.

4. Giả sử sản phẩm LPG có giá thành cao hơn sản phẩm Naphta,xác định tỷ số hồi lưu đỉnh tháp sao cho hiệu quả thu hồi LPG làtối đa.

2. Điều chỉnh áp suất đầu ra Expander sao cho áp suất dòng SalesGas đạt 52 barg.

3. Thành phần Etane trong sản phẩm LPG phụ thuộc vào nhiệt độvận hành đáy tháp Reboiler Absorber. Điều chỉnh nhiệt độ vậnhành đáy tháp Reboiler Absorber để hàm lượng Etan trong LPGđạt 2%.

4. Giả sử sản phẩm LPG có giá thành cao hơn sản phẩm Naphta,xác định tỷ số hồi lưu đỉnh tháp sao cho hiệu quả thu hồi LPG làtối đa.