Thiết kế hệ thống tháp chưng cất bằng Pro/II pot

Thiết kế hệ thống tháp chưng cất bằng Pro/II Thiết kế hệ thống tháp chưng cất mâm chóp để chưng cất hỗn hợp Benzene – Toluen có năng suất nhập liệu 0,5 m 3 /h; Nồng độ nhập liệu 40% mol bezene; Nồng độ sản phẩm đỉnh: 90% mol bezene; Nồng độ sản phẩm đáy: 10% mol bezene. I/ Xác định số đĩa lý thuyết Bước 1: Nhập thông tin mô tả vấn đề Thông tin ở phần này thì mỗi người tự ghi, làm sao cho dễ nhớ và mô tả được vấn đề đang làm. Bước 2: Nhập các cấu tử trong hệ Trong bài là: bezene và toluen. Bước 3: Nhập mô hình nhiệt động Tùy thuộc vào từng bài toán cụ thể mà ta sẽ chọn mô hình nhiệt động thích hợp. Ở đây chọn mô hình NRTL để làm ví dụ. Bước 4: Vẽ lưu đồ quá trình Ta sẽ tiến hành vẽ thiết bị shortcut (để phục vụ cho việc tính tóan số đĩa lý thuyết) và bổ sung các dòng (stream) vào lưu đồ như hình vẽ. Bước 5: Nhập thông số cho dòng nhập liệu (tính chất của dòng nhập liệu) Tuần tự nhập các thông số cần thiết cho dòng nhập liệu như sau: Nhập các thông số nhiệt độ và áp suất Nhập nồng độ và lưu lượng dòng nhập liệu Bước 6: Nhập các thông số cho thiết bị shortcut Bước 7: Chạy phân tích kết quả Sau khi đã nhập đầy đủ các dữ kiện cần thiết, ta nhấn vào nút run (mũi tên tam giác) để chương trình phân tích các dữ kiện vừa đưa vào. Nếu bài tóan hội tụ thì lưu đồ sẽ tòan màu xanh dương như hình sau: Tương tự như vậy, ta thay đổi dữ kiện bài tóan để có được bảng sau: Vẽ đồ thị liên hệ giữa N(R+1) và R. Từ đó ta chọn ra tỷ số hồi lưu thích hợp ứng với N(R+1) –> min. Theo đồ thị, ta chọn R/Rmin = 2. Và số đĩa lý thuyết tương ứng là 8 đĩa, vị trí mâm nhập liệu là mâm số 4. II/ Tính tóan sơ bộ tháp chưng cất Thay thế shortcut bằng thiết bị chưng cất như hình vẽ với số đĩa lý thuyết là 8 đĩa và vị trí mâm nhập liệu là 4. Nhập ví trí đĩa nhập liệu vào và lượng sản phẩm đỉnh đi ra (dự đóan để làm giá trị khởi tạo ban đầu cho pro/ii tính tóan mà thôi) Nhập các specification tương tự như trong thiết bị shortcut Nhập đầy đủ các thông số còn thiếu của thiết bị chưng cất vào và bắt đầu chạy chương trình. Ta được các kết quả như sau: Trích dẫn ———- NET FLOW RATES ———– HEATER TRAY TEMP PRESSURE LIQUID VAPOR FEED PRODUCT DUTIES DEG C KG/CM2 KG-MOL/HR M*WATT —— ——- ——– ——– ——– ——— ——— ———— 1C 81.2 1.00 5.5 1.9L -0.0645 2 84.0 1.00 5.4 7.4 3 87.7 1.00 5.3 7.3 4 91.8 1.00 5.2 7.2 5 95.1 1.00 11.7 7.1 5.1L 6 98.5 1.00 11.6 8.5 7 102.0 1.00 11.6 8.4 8R 105.1 1.00 8.4 3.2L 0.0784 TRAY SIZING RESULTS DESIGN NUMBER —– DOWNCOMER WIDTHS ——- SECTION TRAY DIAMETER NP OF VALVES SIDE CENTER OFF- CENTER NUMBER MM OR CAPS MM MM MM ——- —— ——– – ——— —— ——- ———- 1 4 610. 1 13 69.693 N/A N/A 2 5 762. 1 22 133.212 N/A N/A TRAY SELECTION FOR TRAY RATING BUBBLE CAP DIAMETER 101.6 MM BUBBLE CAP SPACING 25.4 MM TRAY RATING AT SELECTED DESIGN TRAYS PRES WEIR DOWNCOMER TRAY VAPOR LIQUID VLOAD DIAM FF NP DROP RATE BACKUP, PCT M3/S M3/S M3/S MM KG/CM2 CM3/S/MM TRAY SPACING —- —– ——- —– —- —- – —— ——– ———— 2 0.062 0.00015 0.004 610. 17.7 1 0.002 0.387 34.09 3 0.062 0.00015 0.004 610. 17.8 1 0.002 0.391 34.13 4 0.062 0.00015 0.004 610. 17.9 1 0.002 0.397 34.18 5 0.074 0.00035 0.004 762. 16.2 1 0.002 0.609 34.05 6 0.074 0.00036 0.004 762. 16.4 1 0.002 0.619 34.13 7 0.075 0.00036 0.004 762. 16.6 1 0.002 0.630 34.23 Như vậy là ta đã tính tóan lựa chọn đường kính tháp đoạn chưng và đoạn cất, số chóp trên một mâm, khỏang cách mâm, và nhiều thông số khác mà pro/ii tính tóan ra. Tuy nhiên, để xác định vị trí đĩa nhập liệu tối ưu, ta đưa thêm công cụ optimizer vào mô hình để thực hiện việc tính tóan vị trí đĩa nhập liệu thích hợp sao cho nhiệt cung cấp cho nồi đun là thấp nhất. Hình vẽ các thông số cần nhập vào cho optimizer [...]... + C2*P(2) – C3*P(3)*3600/1000 Cách thiết lập các thông số cho caculator như sau: Thiết lập các parameter Thiết lập các constant Để kết hợp với công cụ optimizer, ta làm như sau: Như vậy, ta đã thiết lập xong các thông số cần thiết cho quá trình tối ưu này Bây giờ, chỉ còn một việc cuối cùng nữa là nhấn nút Run trên thanh toolbar để chương trình phân tích và cho ra kết quả Trích dẫn UNIT 5, ‘CA1′, ‘Tinh... 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 SUM SQ ERR 0.0000E+00 0.0000E+00 OBJECTIVE 4.9302E+02 4.9289E+02 V/ Kết luận Như vậy, ta đã thực hiện qua một số bước trong công việc thiết kế tháp chưng cất Có thể nói, nhờ các công cụ mô phỏng, công việc tính tóan cũng như tra các bảng tra sẽ giảm đi rất nhiều nhờ có cơ sở dữ liệu khá lớn mà pro/ii đã cung cấp cho chúng ta Tuy nhiên, trong bài này cũng khá nhiều vấn đề chưa được... III/ Bổ sung thiết bị hồi nhiệt và thiết bị gia nhiệt vào hệ thống Trong phần trước, ta đã xác định được vị trí mâm nhập liệu là mâm thứ 5 (từ trên đếm xuống) Vì vậy, trong lưu đồ ta thay đổi lại vị trí mâm nhập liệu Dựa vào phân bố nhiệt độ trên mâm, ta có được nhiệt độ nhập liệu cần gia nhiệt là vào khoảng 95 – 96 độ C Vẽ lưu đồ quy trình công nghệ như sau: Ta xác định nhiệt độ đầu ra của thiết bị gia... khỏi nhiệt độ là 70 độ C Sau đó, chạy kết quả phân tích ta sẽ được lượng nhiệt cần thiết cung cấp cho thiết bị gia nhiệt và lượng nhiệt trao đổi trong thiết bị hồi nhiệt và các thông số khác về tính chất của dòng IV/ Tính tóan tối ưu quá trình Trong phần II, ta đã tính tóan vị trí đĩa nhập liệu dựa trên việc tối thiểu hóa chi phí nồi đun Tuy nhiên, để quá trình thiết kế ra có tính kinh tế, đạt lợi nhuận... ta có thể tham khảo trong các tài liệu đi kèm của chương trình mô phỏng hoặc các tài liệu khác có liên quan Một vấn đề mà ta không thể tính tóan được thông qua pro/ii đó là tính tóan kết cầu thiết bị (bề dày thiết bị, kết cấu ống chảy truyền, ống nhập liệu,…) và đây lại là phần khá quan trọng trong đồ án môn học của sinh viên ... shortcut để kết quả của mô phỏng phù hợp Vấn đề thứ ba là mô hình nhiệt động Việc chọn mô hình nhiệt động có thể nói là quan trọng bậc nhất trong việc tính tóan mô phỏng quá trình Để có thể lựa chọn mô hình nhiệt động phù hợp thì ta có thể tham khảo trong các tài liệu đi kèm của chương trình mô phỏng hoặc các tài liệu khác có liên quan Một vấn đề mà ta không thể tính tóan được thông qua pro/ii đó là . Thiết kế hệ thống tháp chưng cất bằng Pro/II Thiết kế hệ thống tháp chưng cất mâm chóp để chưng cất hỗn hợp Benzene – Toluen có năng suất nhập. ứng là 8 đĩa, vị trí mâm nhập liệu là mâm số 4. II/ Tính tóan sơ bộ tháp chưng cất Thay thế shortcut bằng thiết bị chưng cất như hình vẽ với số đĩa lý thuyết là 8 đĩa và vị trí mâm nhập liệu. 0.0000E+00 0.0000E+00 OBJECTIVE 4.9302E+02 4.9289E+02 V/ Kết luận Như vậy, ta đã thực hiện qua một số bước trong công việc thiết kế tháp chưng cất. Có thể nói, nhờ các công cụ mô phỏng, công việc