7 Chung Luyen

THÁP CHƯNG LUYỆN

TRONG HYSYS

THÁP CHƯNG LUYỆN

Xây dựng các loại tháp trong Hysys

Xác định kích thước tháp

Thay đổi các thiết bị trao đổi nhiệt

Kết nối dòng giữa Main & Subflowsheet

Xây dựng các loại tháp trong hysys

Hysys cung cấp 4 loại tháp chính:

Tháp hấp thụ đơn giản

Tháp hấp thụ có hồi lưu đỉnh

Tháp hấp thụ có thiết bị gia nhiệt

Tháp hấp thụ có cả thiết bị ngưng tụ và gia nhiệt

Phương pháp: thay đổi một tháp đã có trước


Các bước tiến hành:

1. Ước đoán các tham số nhờ công cụ

Shortcut Distillation

2. Xây dựng tháp

3. Xác định kích thước đĩa, vách ngăn…

4. Chuyển từ tháp đĩa sang tháp đệm

Ước đoán kích thước tháp

Sử dụng Shortcut Distillation:

Công cụ mô phỏng cho phép người dùng ước đoán một số

thông số của tháp dựa trên 5 thông số chính:

1. Chỉ tiêu phần nhẹ: là phần vật chất dễ bay hơi nhất có trong sản

phẩm ở đáy tháp.

2. Chỉ tiêu phần nặng: là phần vật chất khó bay hơi nhất có trong

sản phẩm ở đỉnh tháp.

3. Áp suất của Reboiler: có một quan hệ tuyến tính với nhiệt độ và

Hysys có thể ước đoán được.

4. Áp suất của thiết bị ngưng tụ

5. Chỉ số hồi lưu: sau khi 4 thông số trên đã được nhập vào thì

Hysys sẽ tính ra Chỉ số hồi lưu tối thiểu

Bắt đầu mô phỏng

Tạo lập cơ sở mô phỏng:

Khởi tạo new case và chọn PR EOS

Nhập thành phần hỗn hợp bao gồm các cấu tử

C1 tới n-C9

Enter Simulation Environment

Nhập các thông số

In this cell… Enter…

Name Feed

Temperature oC (oF) 10 (50)

Pressure kPa (psia) 500 (75)

Molar Flow, kgmole/hr(lbmole/hr) 28200

Component Mole Fraction Component Mole Fraction

C1 0.32 n-C5 0.05

C2 0.16 C6 0.03

C3 0.11 C7 0.03

i-C4 0.11 C8 0.02

n-C4 0.11 C9 0.01

i-C5 0.05



Feed Feed

Top Product Phase Vapour

Overhead Vapour OVHD Product

Condenser Duty Condenser Q

Bottoms Bttm Product

Reboiler Duty Reboiler Q



Light Key in Bottoms Propane 0.03

Heavy Key in Distillate i-Butane 0.001

Condenser Pressure, kPa 300

Reboiler Pressure, kPa 320

External Reflux Ratio 2

Trong Parameters của Design tab:




Điền kết quả tính toán trong table Performance vào bảng:

Minimum Number of Trays 6.845

Actual Number of Trays 9.140

Optimal Feed Stage 7.238

Condenser Temperature -53.66

Reboiler Temperature 42.28

Rectify Vapour Flow 48894.591

Rectify Liquid Flow 32596.394

Xây dựng tháp (Column)

Khởi tạo Distillation Column vào PFD

Thiết lập liên kết giữa các dòng với Column

Hoàn thành trang đầu tiên của Input Expert như sau:

Xây dựng tháp

Điền các dữ liệu sau vào trang tiếp theo của

Input Expert


Condenser Pressure, kPa (psia) 300 (43.5)

Condenser Pressure Drop, kPa (psia) 0

Reboiler Pressure, kPa (psia) 320 (46.5)

Xây dựng tháp

Nhập nhiệt độ Shortcut Distillation đã tính

toán vào giao diện tiếp theo

Nhập nhiệt độ giữa tháp ước tính -40oC

Nhập chỉ số hồi lưu 2.0

Nhấn nút Done, sẽ trở về giao diện chính

Column Property View

Xây dựng tháp

Nhập vào các thông số tương tự như thông số phần nặng

và phần nhẹ như trong Shortcut Distillation:

Vào Specs (Design Tab) của Column Property View,

Bấm phím Add chọn Column Component Fraction

từ danh sách xuất hiện, bấm vào Add Specs

Nhập vào các thông tin bảng yêu cầu, chắc chắn rằng

Target Type được chọn là Stream.

Trở về màn hình chính và đảm bảo rằng 2 thông số là

chỉ số hồi lưu và phần nhẹ đã có (phần nặng không

được nhập)

Kiểm tra Specifications

Kết quả tính


Hysys có công cụ xác định kích thước tháp (Trays

Sizing) rất đơn giản cho việc thiết kế tháp chưng cất.

Có thể xác định kích thước toàn bộ tháp hay một phần

bằng các thông tin chính xác về đĩa, cấu tạo tháp, đĩa

chảy tràn và các vách ngăn.

Công cụ xác định kích thước tháp có thể xây dựng dựa

trên những tham số nhập vào.


Các bước tiến hành:

Nhập Mol Flow 300 kgmole/hr (660 lbmole/hr) còn các

thông số khác, chỉ số hồi lưu không ảnh hưởng tới tháp.

Chọn Tools/Utilities từ MainMenu, (Ctrl_U)

Chọn Tray Sizing từ danh sách và bấm Add Utility

Bấm vào Select TS...,và chọn T-101 như sơ đồ của quá

trình và Main TS.

Chọn nút Add Section. Chấp nhận các giá trị mặc định.

Hysys sẽ tính toán kích thước của tháp dựa trên các tham

số đã có về cấu tạo tháp và các số liệu đã nhập vào.


Results Page hiển thị tóm tắt kết quả:

Số lượng đường dẫn: số lần chất lỏng chảy qua đĩa, kể

cả đĩa đơn

Khả năng lớn nhất của đĩa chảy truyền: lượng chất lỏng

lớn nhất trên đĩa có thể trước khi đầy tràn

Khả năng lớn nhất của vách ngăn: lượng chất lỏng chảy

qua vách ngăn

Độ giảm áp: độ giảm áp trên từng bộ phận và trên cả đĩa

Hình dạng của đĩa có thể được xem bằng cách chọn nút

Geometry từ Trayed Section Results trên Results

Thay đổi các thiết bị trao đổi nhiệt

Cần thiết thay đổi thiết bị gia nhiệt: cho phép người dùng

cung cấp các dòng (ví dụ dòng năng lượng) và thay đổi

kích thước hay tỷ lệ, bộ phận trao đổi nhiệt

Bấm phím “Run” để tính toán lại tháp đã sửa đổi

Trong môi trường cơ sở (Basis Environment ) thêm

Water vào danh sách các cấu tử

Trở về môi trường mô phỏng (Simulation Environment)

và xóa thiết bị gia nhiệt đã có và dòng năng lượng đã có

trong PFD

SubFlowsheet

Kết nối dòng giữa Main & Subflowsheet

Mở Main PFD (dòng hơi vào và dòng hơi ra không xác

định ở đây - đó là do chúng được tạo ở trong Column

Subflowsheet, không thể kết nối được trong Main

Flowsheet)

Dòng được kết nối giữa Main và Subflowsheet trên

Connection Page.

Có 2 loại dòng: dòng bên trong và dòng bên ngoài

Dòng hơi vào và ra đều là dòng bên trong

Dòng bên trong được kết nối tới Main Flowsheet bằng

cách đánh tên vào cột dòng bên ngoài

Documents

7 Chung Luyen