Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh Trường Đại Học Bách Khoa Khoa Kỹ Thuật Hóa Học BỘ MÔN KỸ THUẬT CHẾ BIẾN DẦU KHÍ BÀI TẬP LỚN ĐÁNH GIÁ GIỮA KỲ Môn Thiết kế P&ID GVHD TS Nguyễn Thành Duy Quang Sinh viên[.]
Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh Trường Đại Học Bách Khoa Khoa Kỹ Thuật Hóa Học BỘ MƠN KỸ THUẬT CHẾ BIẾN DẦU KHÍ BÀI TẬP LỚN ĐÁNH GIÁ GIỮA KỲ Môn: Thiết kế P&ID GVHD: TS Nguyễn Thành Duy Quang Sinh viên: Trần Huyền Trân MSSV: 1910630 Năm học: 2021 - 2022 Câu 1: Hình phần vẻ P & ID thể phần đáy cột chưng cất benzenetoluene: Sử dụng tiêu chuẩn ISA (Bảng 2.2) để nhận dạng tính / nhiệm vụ instruments (ví dụ TI, LY,…) hình (2 đ) ? Bài làm Tính năng/nhiệm vụ instruments: TI: hiển thị nhiệt độ (T: temperature; I: indicate) PI: hiển thị áp suất (P: pressure; I: indicate) FI: hiển thị lưu lượng (F: flow; I: indicate) LY: chuyển tín hiệu mực chất lỏng từ tín hiệu điện sang mức áp suất (L: level; Y: convert) => định độ mở van TY: chuyển tín hiệu nhiệt độ từ tín hiệu điện sang mức áp suất (T: temperature; Y: convert) => định độ mở van LE: cảm biến đo mực chất lỏng (L: level; E: sensor) TE: cảm biến đo nhiệt độ (T: temperature; E: sensor) BAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetoluene LAH: báo động nguy hiểm mực chất lỏng cao (L: level; A: alarm; H: high) Có gạch ngang: báo động hình hiển thị phịng điều khiển trung tâm LAL: báo động nguy hiểm mực chất lỏng thấp (L: level; A: alarm; L: low) Có gạch ngang: báo động hình hiển thị phòng điều khiển trung tâm TAH: báo động nguy hiểm nhiệt độ cao (T: temperature; A: alarm; H: high) Có gạch ngang: báo động hình hiển thị phịng điều khiển trung tâm TAL: báo động nguy hiểm nhiệt độ thấp (T: temperature; A: alarm; L: low) Có gạch ngang: báo động hình hiển thị phòng điều khiển trung tâm LIC: điều khiển kèm hiển thị mực chất lỏng (L: level; I: indicate; C: control) Có gạch ngang: báo động hình hiển thị phịng điều khiển trung tâm LT: truyền tín hiệu đo mực chất lỏng (ở dạng cường độ dòng điện) (L: level; T: transmit) TT: truyền tín hiệu đo nhiệt độ (ở dạng cường độ dòng điện) (T: temperature; T: transmit) TRC: điều khiển, lưu lại liệu nhiệt độ khoảng thời gian (T: temperature; R: record; C: control) Có gạch ngang: báo động hình hiển thị phòng điều khiển trung tâm TCV: van điều khiển nhiệt độ (T: temperature; C: control; V: valve) LCV: van điều khiển mực chất lỏng (L: level; C: control; V: valve) BAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetoluene BAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetoluene Câu 2: Phần đỉnh cột chưng cất thể hình Thiết kế vẻ P & ID cho hệ thống thiết bị dẫn dòng hồi lưu cột chưng cất (the reflux line, từ điểm A đến điểm B hình 2) Cụ thể hơn, vẻ vẻ Piping & Instrumentation Diagram, sau liệt kê tất thiết bị, pipe fittings đường hồi lưu Ghi chú: bơm sử dụng bơm ly tâm, có hai bơm: bơm hoạt động bơm dự phòng Bài làm (I) (I) Do sử dụng bơm ly tâm, bơm hoạt động bơm dự phòng nên ta bố trí bơm song song hình vẽ, nhánh tương tự nên thích cho nhánh: Equipment: (6): bơm ly tâm BAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetoluene BAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetoluene Pipe fitting: (I): three-way connections (nối ống chữ T) (1), (11): isolation valves with blinds (van cô lập bơm trường hợp cần bảo trì, sửa chữa) (2): permanent strainer (bộ lọc dài hạn: loại bỏ chất rắn lẫn dòng lỏng ngăn ngừa gây tổn hại đến bơm) (3) pressure gauge (quan sát áp suất cho mục đích bảo trì kiểm sốt) (4) reducer (5), (7): process flanges (mặt bích) (8): enlarger (10): check valve (ngăn dòng chảy ngược bơm) Instrument: FC: điều khiển lưu lượng (F: flow; C: control) FY: chuyển tín hiệu lưu lượng từ tín hiệu điện sang mức áp suất (F: flow; Y: convert) BAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetoluene BAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetoluene Câu 3: Hình thể sơ đồ điều khiển cho thiết bị tách flash: dòng chất lỏng nhập liệu vào thiết bị tách flash hóa phần thiết bị Hơi nước ống ruột gà truyền nhiệt (coil) để cấp nhiệt cho trình hóa phần dịng lỏng nhập liệu này, tạo thành pha thiết bị: pha (đi đỉnh) pha lỏng (đi đáy) Sơ đồ điều khiển sử dụng van điều khiển đánh số từ đến 3.a Xác định fail mode (FC, FO ?) van điều khiển này, giả sử yếu tố gây an tồn quy trình nhiệt độ áp suất thiết bị tách flash vượt giới hạn 3.b Xác định kích cở van điều khiển số (điều chỉnh lưu lượng dòng nước), cho biết thơng tin sau: Dịng lưu chất: nước Nhiệt độ = 450 ℉ = 232,2 ℃ BAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetoluene BAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetoluene Áp suất trước van điều khiển P1 = 150 psia Áp suất sau van điều khiển P2 = 65 psia Ở áp suất P1 = 150 psia nhiệt độ nước bảo hịa = 181,4 ℃ Do đó, nhiệt độ nhiệt Tsh (chênh lệch nhiệt độ thực tế nước nhiệt độ nước bảo hòa áp suất) 232,2 – 181,4 = 50,8 ℃ Lưu lượng = 15.000 pound/hr Kích cở đường ống = inch Sử dụng giá trị yo = 1,63 (“for other types of valve”) Bài làm 3.a Fail mode van điều khiển là: Van 1: Fail Close (FC) (khi thiết bị nhiệt, van đóng ngăn nước vào cấp thêm nhiệt làm an toàn) Van 2: Fail Open (FO) (khi thiết bị nhiệt, van mở để xả bớt ngoài, giảm nhiệt độ xuống cho thiết bị) Van 3: Fail Open (FO) (khi áp suất thiết bị lớn, van mở để xả bớt dịng ngồi hạ áp suất xuống) Van 4: Fail Open (FO) (áp suất vượt giới hạn dịng lỏng q nhiều làm lượng bốc lên lớn, mở van để xả bớt lỏng làm giảm áp) Van 5: Fail Close (FC) (khi áp suất thiết bị vượt giới hạn ta nên ngừng nhập liệu cách đóng van 5) 3.b Tính van điều khiển số Ta có: T h=232,2 ℃=¿ ρ h=14,6 kg /m pound = 0,4536 kg Lưu lượng khối lượng dòng nước ¿ 15.000 ×0,4536=6804 kg /h Ở lưu lượng q design= 15.000 ×0,4536 =466 m /h 14,6 Thì tổn thất áp suất qua van là: ∆ PCV =P1 −P 2=150−65=85 psia=5,976 kg / cm BAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetoluene BAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetoluene Ta có van điều khiển Single seat, globe valve, hoạt động theo chế độ Fail Close (Flow To Open) Dựa vào bảng ta có: Cf = 0,90; Cfr = 0,86; R = 0,96; Cfr/R = 0,89 Kc = 0,65 Xác định hệ số CV: P1 = 150 psia = 10,546 kg/cm2 Ta có: ∆ PCV =5,976 kg/cm >0,5 ×C f × P1=4,27 kg /cm2 Dòng nước tới hạn (critical) Hệ số CV là: CV= 83,7 × ( 1+ 0,00126T sh ) W C f P1 Trong đó, T sh =50,8 ℃ W: flow rate (1000 kg/h) CV= 83,7 × ( 1+0,00126 × 50,8 ) × 6,804 =63,84=C V , cal 0,9 ×10,546 BAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetoluene BAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetoluene BAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetoluene BAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetoluene BAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetolueneBAI.tap.lon.DANH.GIA.GIUA.ky.mon.thiet.ke.PID.hinh.1.la.mot.phan.cua.ban.ve.p.ID.the.hien.phan.day.cot.chung.cat.benzenetoluene