Giáo trình thiết kế mô phỏng

Mô phỏng là một công cụ chp phép người kỹ sư tiến hành công việc một cách hiệu quả hơn ki thiết kế một quá trình mới hoặc phân tích, nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến một quá trình.

MỤC LỤC

1 Giới thiệu tổng quan 3

1.1 Mục đích, vai trò của thiết kế mô phỏng 3

1.2 Các phần mềm mô phỏng trong công nghệ hóa học 4

2 Phần mềm PRO/II 4

2.1 Lĩnh vực sử dụng 4

2.2 Quá trình mô phỏng bằng phần mềm PRO/II 5

3 Các khái niệm cơ bản về chưng cất 5

3.1 Thiết bị ngưng tụ đỉnh tháp 5

3.2 Thiết bị đun sôi đáy tháp 6

4 Lý thuyết nhiệt động học 8

4.1 Phương pháp phương trình trạng thái 8

4.1.1 Phương trình bậc ba tổng quát 9

4.1.2 Phương trình Soave-Redlich-Kwong 9

5 Lựa chọn mô hình nhiệt động 10

5.1 Cơ sở lựa chọn 10

5.2 Các ứng dụng cụ thể 13

5.2.1 Các quá trình lọc dầu và chế biến khí 13

5.2.2 Các quá trình hóa dầu 13

6 Các phần cơ bản của PROII 14

6.1 Giao diện của PROII 14

6.1.1 Qui ước ban đầu 14

6.1.2 Cửa sổ PRO/II 15

7 Các thao tác thường dùng trong mô phỏng bằng PRO/II 16

7.1 Mở một chương trình mô phỏng mới (Opening a New Simulation) 16

7.2 Mở một chương trình mô phỏng đã có (Opening an Existing Simulation) 16

7.3 Ghi một file mô phỏng đang hiện hành (Saving the Current Simulation) 16

7.3.1 Ghi một file mô phỏng đang hiện hành 16

7.3.2 Ghi một file mô phỏng với một tên khác 17

7.4 Xóa một chương trình mô phỏng (Deleting a Simulation) 17

7.5 Sao chép một chương trình mô phỏng (Copy a Simulation) 17

7.6 Thay đổi dạng đường viền các dòng (Modifying the Flowsheet Stream Border Style) 17

7.7 Hiển thị tính chất của dòng trên sơ đồ mô phỏng 18

7.8 Sử dụng Flash Hot-Key Tool 19

7.9 Xuất một sơ đồ mô phỏng ra cửa sổ lưu trữ tạm (Exporting the PFD to the Windows Clipboard) 19

7.10 Nhập một file PRO/II có sẳn (Importing a PRO/II Keyword Input File) 20

7.11 Xác định các tính chất về cân bằng lỏng - hơi của các hệ 2 cấu tử (Display BVLE) 20 8 BÀI TẬP ÁP DỤNG 22

8.1 Bài toán 1: Mô phỏng sơ đồ công nghệ của phân xưởng tách Méthane 22

8.1.1 Phương pháp tiến hành 23

8.1.2 Mô phỏng vùng 1 23

8.2 Bài toán 2: Mô phỏng thiết bị tách khí - lỏng 61

8.2.1 Bài toán 61

8.2.2 Kết quả: 62

8.3 Bài toán 3: Tính nhiệt độ sôi của một hỗn hợp hai pha ở một áp suất nhất định 70 8.3.1 Bài toán 70

8.3.2 Giải quyết bài toán 70

8.3.3 Sơ đồ bài toán 70

8.3.4 Kết quả: 71

8.4 Bài toán 4: Mô phỏng tháp tách propane 78

8.4.1 Bài toán 78

8.4.2 Sơ đồ bài toán 79

8.4.3 Các bước mô phỏng 79

8.5 Bài toán 5: Xác định đĩa nạp liệu tối ưu cho tháp tách propane bằng công cụ Optimiser 92

8.5.1 Bài toán 92

8.5.2 Sử dụng công cụ Optimiser 93

8.5.3 Giải quyết bài toán 94

8.5.4 Tiến hành mô phỏng và xem kết quả 95

8.6 Bài toán 6: Xác định số đĩa lý thuyết tối thiểu và chỉ số hồi lưu tối thiểu cho tháp tách propane bằng phương pháp shortcut 95

8.6.1 Bài toán 95

8.6.2 Tiến hành mô phỏng và xem kết quả 97

1 Giới thiệu tổng quan

1.1 Mục đích, vai trò của thiết kế mô phỏng

• Thiết kế mô phỏng là quá trình thiết kế với sự trợ giúp của máy tính với các phần

mềm chuyên nghiệp

• Các từ khoá thường được sử dụng trong thiết kế mô phỏng là :

- Simulation, process simulation : mô phỏng, quá trình mô phỏng

- Dynamic simulation : mô phỏng động

- Simulator : thiết bị mô phỏng

- Equation of state (EOS) : phương trình trạng thái

- Steady-state simulation : mô phỏng trạng thái bền vững

- To proceed by trial and error : Tiến hành bằng cách mò mẫm

- Model : mô hình

- Modelling : mô hình hóa

• Mô phỏng là một công cụ cho phép người kỹ sư tiến hành công việc một cách hiệu

quả hơn khi thiết kế một quá trình mới hoặc phân tích, nghiên cứu các yếu tố ảnh

hưởng dến một quá trình đang hoạt động trong thực tế

• Tốc độ của công cụ mô phỏng cho phép khảo sát nhiều trường hợp hơn trong cùng

thời gian với độ chính xác cao hơn nếu so với tính toán bằng tay Hơn nữa, chúng ta

có thể tự động hóa quá trình tính toán các sơ đồ công nghệ để tránh việc phải thực

hiện các phép tính lặp không có cơ sở hoặc mò mẫm Ví dụ, chúng ta có thể sử

dụng một mô hình mẫu để nghiên cứu sự vận hành của một phân xưởng khi thay

đổi nguồn nguyên liệu hoặc các điều kiện vận hành của các thiết bị ảnh hưởng đến

hiệu suất thu và chất lượng sản phẩm như thế nào ? Điều này sẽ đơn giản, nhanh

chóng và tiết kiệm hơn nhiều so với thử trên phân xưởng thực tế Vì rằng cơ sở tính

toán các công cụ mô phỏng thường dựa trên các bộ cơ sở dữ liệu chuẩn hóa, nên

một khi đã xây dựng một mô hình hợp lý thì bất kỳ một kỹ sư nào cũng có thể sử

dụng nó để tính toán và cho các kết quả chính xác

• Thiết kế mô phỏng thường được sử dụng để :

- Thiết kế (Designing) một quá trình mới

- Thử lại, kiểm tra lại (Retrofitting) các quá trình đang tồn tại

- Hiệu chỉnh (Troubleshooting) các quá trình đang vận hành

- Tối ưu hóa (Optimizing) các quá trình vận hành

• Để xây dựng một mô hình mô phỏng hiệu quả, chúng ta phải xác định đúng mục

tiêu Bước đầu tiên trong bất cứ một quá trình mô phỏng nào là lượng hóa các mục

tiêu càng nhiều càng tốt Các kết quả đạt được thường phụ thuộc vào các yêu cầu

đặt ra Như vậy, trước khi mô phỏng một quá trình nên đặt ra các câu hỏi sau :

- Mục đích sử dụng công cụ mô phỏng trong trường hợp này để làm gì ?

- Quá trình mô phỏng sẽ thực hiện những việc gì ?

- Sự phức tạp có cần thiết không ?

- Cần thiết phải tìm ra các kết quả nào từ quá trình mô phỏng ?

• Cần nhớ rằng các giá trị thu được từ kết quả mô phỏng phụ thuộc rất nhiều vào

những lựa chọn ban đầu mà chúng ta đã nhập vào

1.2 Các phần mềm mô phỏng trong công nghệ hóa học

• Trong công nghệ hóa học, người ta sử dụng rất nhiều các phần mềm mô phỏng :

- DESIGN II (WINSIM) : sử dụng trong công nghiệp hóa học nói chung

- PRO/II (SIMSCI) : sử dụng trong công nghiệp hóa học, công nghiệp lọc -

hóa dầu

- PROSIM : sử dụng trong công nghiệp hóa học

- HYSIM (HYSYS) : sử dụng trong công nghiệp chế biến khí

• Trong các phần mềm kể trên, phần mềm PRO/II là phần mềm nổi tiếng nhất, được

sử dụng rộng rãi nhất trong nhiều lĩnh vực công nghiệp

2 Phần mềm PRO/II

2.1 Lĩnh vực sử dụng

• Phần mềm PRO/II là phần mềm tính toán chuyên dụng trong các lĩnh vực công

nghệ hóa học nói chung, đặc biệt trong lĩnh vực lọc dầu, hóa dầu, polymer, hóa

dược, Đây là phần mềm tính toán rất chính xác các quá trình chưng cất Là sản

phẩm của SIMSCI, hình thành từ năm 1967 và được chính thức sử dụng vào năm

1988 sau nhiều lần được cải tiến Hiện nay, chúng ta đang sử dụng phiên bản

PRO/II 7.0

• PRO/II vận hành theo các modul liên tiếp, mỗi thiết bị được tính riêng lẽ và lần lượt

tính cho từng thiết bị

• PRO/II bao gồm các nguồn dữ liệu phong phú : thư viện các cấu tử hóa học, các

phương pháp xác định các tính chất nhiệt động, các kỹ xảo vận hành các thiết bị

hiện đại để cung cấp cho các kỹ sư công nghệ các kỹ năng để biểu diễn tất cả các

tính toán cân bằng vật chất và năng lượng cần thiết khi mô phỏng các trạng thái

dừng của các sơ đồ công nghệ

• Phần mềm PRO/II được sử dụng theo nhằm 2 mục đích :

- Thiết kế một phân xưởng mới (Sizing)

- Mô phỏng một phân xưởng đã được xây dựng trong thực tế để nghiên cứu

các yếu tố ảnh hưởng đến sự vận hành của nó (Rating) như : thay đổi nguồn

nguyên liệu, điều kiện vận hành hoặc tiêu chuẩn kỹ thuật của sản phẩm,

2.2 Quá trình mô phỏng bằng phần mềm PRO/II

• Trước khi tiến hành mô phỏng, chúng ta phải diễn đạt các dữ liệu từ sơ đồ thực tế

thành mô hình mô phỏng Quá trình này bao gồm các bước sau :

- Xác định hệ đơn vị đo : có 3 hệ đơn vị đo : hệ Anh, hệ Mét và hệ SI Tuỳ

trường hợp, chúng ta chọn hệ đơn vị đo cho thích hợp, thông thường chọn hệ

Mét;

- Xác định thành phần cấu tử có trong hệ : được chọn từ nguồn dữ liệu phong

phú các cấu tử của PROII;

- Lựa chọn các phương trình nhiệt động thích hợp : trên cơ sở thành phần hóa

học của nguyên liệu và điều kiện vận hành của thiết bị ;

- Lựa chọn các dòng nguyên liệu và sản phẩm : xác định thành phần, trạng thái

nhiệt của các dòng;

- Xác định các dữ liệu về thiết bị và điều kiện vận hành cho các thiết bị

• Hơn nữa, trong nhiều trường hợp chúng ta phải thay đổi sơ đồ công nghệ thực tế

sang mục đích mô phỏng Mặc dù có sự tương ứng giữa sơ đồ công nghệ thực tế và

sơ đồ mô phỏng nhưng vẫn có những sự khác biệt cần chú ý

• Vì công cụ mô phỏng chỉ mô tả trạng thái dừng nên trong sơ đồ mô phỏng không

nên bố trí các thiết bị điều khiển, kiểm tra

3 Các khái niệm cơ bản về chưng cất

3.1 Thiết bị ngưng tụ đỉnh tháp

PRO/II mặc định Condenser được xem là một bậc thay đổi nồng độ (một đĩa lý

thuyết) và có 4 dạng Condenser :

• Partial : Lỏng ở đĩa 2 được làm lạnh và chỉ ngưng tụ một phần Loại Condenser

này thực sự là một bậc thay đổi nồng độ Nhiệt độ trong Condenser chính là nhiệt

độ điểm sương của hỗn hợp hơi cân bằng Gồm 2 loại :

- loại Distillat vapor : lỏng ngưng tụ chỉ để hồi lưu về đỉnh tháp, còn sản

phẩm lấy ra ở thể hơi được gọi là Overhead

- Loại Distillat mixe : lỏng ngưng tụ một phần để hồi lưu về đỉnh tháp, còn lại

lấy ra làm sản phẩm ⇒ sản phẩm đỉnh gồm 2 loại là sản phẩm hơi và sản

phẩm lỏng

• Bubble Temperature : Lỏng ở đĩa 2 được được làm lạnh đến nhiệt độ điểm sôi của

hỗn hợp và ngưng tụ hoàn toàn, một phần cho hồi lưu về đĩa 2 ở đỉnh tháp, phần

còn lại lấy ra dạng sản phẩm lỏng, được gọi là Fixe Rate Draw Nhiệt độ trong

Condenser chính là nhiệt độ điểm sôi của hỗn hợp lỏng cân bằng

- Subcooled, Fixe Temperature : Lỏng ở đĩa 2 được được làm lạnh dưới nhiệt

độ điểm sôi của hỗn hợp lỏng Lỏng này gọi là lỏng quá lạnh

- Subcooled, Fixe Temperature Drop : Loại Condenser này cũng giống như

loại trên nhưng độ quá lạnh của hỗn hợp lỏng được xác định bởi một giá trị

nào đó

Lỏng Lỏng

Hơi Hơi

a- Dạng Partial

Distillate vapor Distillate mixe

b- Dạng Bubble

3.2 Thiết bị đun sôi đáy tháp

PRO/II mặc định Reboiler được xem là một bậc thay đổi nồng độ và có 3 dạng

Reboiler :

- Dạng Kettle : được mặc định (qui chuẩn)

- Thermosiphon without baffles

- Thermosiphon with baffles

ThS Lã Thë Nhỉ YÏ Âải Hoüc Bạch Khoa

4 Lý thuyết nhiệt động học

Các tính chất nhiệt động là cơ sở dữ liệu quan trọng nhất cho việc tính toán quá

trình phân tách toàn hệ thống

Có nhiều phương pháp tính toán các tính chất này, trong đó, quan trọng nhất là 2

phương pháp :

- Phương pháp tương quan : API và Rackett

- Phương pháp phương trình trạng thái : phương trình bậc ba tổng quát, công

thức Alpha, các qui luật hỗn hợp, phương trình SRK, phương trình PR, phương trình SRKP, SRKM, SRKS,

Phương pháp API và Rackett tính toán khá chính xác tỉ trọng của pha lỏng, còn các

tính chất nhiệt động khác như : enthalpie, entropie lỏng và hơi, tỉ trọng pha hơi, thì

được tính toán rất chính xác bằng các phương trình trạng thái như : SRK, SRKM,

4.1 Phương pháp phương trình trạng thái

Phương pháp tính cân bằng pha này có thể áp dụng trong một khoảng rộng nhiệt

độ và áp suất Ngoài ra, còn để tính toán các tính chất nhiệt động như Enthalpie và

Entropie Trạng thái tham khảo cho cả hai pha lỏng-hơi là khí lý tưởng, các chênh lệch

của hệ thực so với hệ lý tưởng được xác định bằng cách tính hệ số hoạt áp cho cả hai

pha

Cụ thể đối với các phương trình trạng thái bậc ba, các điều kiện tới hạn và quá tới

hạn được tính toán khá chính xác Bằng cách sử dụng một hàm theo nhiệt độ biểu diễn

lực hấp dẫn giữa các phân tử, hàm thể tích, quy luật hỗn hợp, các phương trình trạng

thái bậc ba đã được vận dụng khá thành công để tính cân bằng lỏng - hơi các hệ phi lý

v

RT P

+ +

−

−

Trong đó : P : áp suất

T : nhiệt độ tuyệt đối

v : thể tích mol

u, w : hằng số, dạng số nguyên Các giá trị của u và w sẽ xác định dạng của phương trình trạng thái bậc ba như bảng

Van der Waals (vdW) Redlich-Kwrong (RK) Peng-Robinson (PR)

4.1.2 Phương trình Soave-Redlich-Kwong

Đến năm 1972, để cải thiện tính chính xác khi tính áp suất hơi của cấu tử tinh khiết và

tính cân bằng lỏng - hơi của hệ đa cấu tử, Soave đã xác định :

( ) T ( ) ( ) T a Tc

( ) [ ( 1 2) ]2

rT 1 M 1

α

2176 0 574 1 48 0

Trong đó :

a (T) : hệ số phụ thuộc vào nhiệt độ

α (T) : hàm phụ thuộc vào nhiệt độ, đặc trưng cho lực hầp dẫn giữa các phân tử

Tc : nhiệt độ tới hạn

Acentric số

hằng

:

gọn rút độ nhiệt : ω

=

c r

• Lựa chọn mô hình nhiệt động thích hợp cho một ứng dụng cụ thể đóng một vai trò

rất quan trọng, ảnh hưởng lớn đến độ chính xác của kết quả mô phỏng

• Mỗi phương pháp nhiệt động cho phép tính các thông số sau :

- Hằng số cân bằng pha K : thể hiện sự phân bố cấu tử giữa các pha ở điều kiện

cân bằng

- Enthapie của các pha lỏng và pha hơi : xác định năng lượng cần thiết để

chuyển một hệ từ trạng thái nhiệt động này sang trạng thái khác

- Enthapie của các pha lỏng và pha hơi : nhằm phục vụ việc tính toán các máy

nén, thiết bị giản nở và năng lượng tự do tối thiểu ở các thiết bị phản ứng

- Tỉ trọng của pha lỏng và pha hơi : để tính toán quá trình truyền nhiệt, trở lực

và xác định kích thước tháp chưng cất

• Để lựa chọn mô hình nhiệt động thích hợp, nên dựa vào các yếu tố sau :

- Bản chất của các đặc trưng nhiệt động của hệ như : Hằng số cân bằng

lỏng-hơi (VLE : Vapor Liquid Equilibrium) của các quá trình chưng cất, cô đặc

hoặc bốc hơi, quá trình trích ly,

- Thành phần của hỗn hợp

- Phạm vi nhiệt độ và áp suất

- Tính sẳn có của các thông số hoạt động của các thiết bị

• Cụ thể, ta có thể dựa vào sơ đồ sau :

ThS Lã Thë Nhỉ YÏ Âải Hoüc Bạch Khoa

5.2 Các ứng dụng cụ thể

5.2.1 Các quá trình lọc dầu và chế biến khí

• Hệ thống áp suất thấp (tháp chưng cất áp suất khí quyển và chân không) : Trong

nguyên liệu của các hệ thống này nói chung có khoảng ≥ 3 % thể tích phần nhẹ ⇒

có thể chọn mô hình BK10 hoặc GS và các biến thể của nó Khi hàm lượng phần

nhẹ lớn (nhất là thành phần C1) ⇒ nên chọn EOS: SRK, PR

• Hệ thống áp suất cao (tháp chưng phân đoạn sản phẩm của phân xưởng cracking,

cốc hóa, ) Trong hệ thống này, hàm lượng phần nhẹ nói chung lớn hơn ⇒ Các mô

hình nên chọn : GS, SRK, PR

• Các quá trình chế biến khí thiên nhiên : trong thành phần thường có chứa N2, khí

acide (CO2, H2S) và các hydrocarbon nhẹ :

- Với loại khí chứa ít hơn 5% N2, CO2, H2S và không có cấu tử phân cực nào

khác ⇒ nên chọn SRK, PR hoặc Benedict - Webb - Rubin - Starling (BWRS)

- Với loại khí chứa nhiều hơn 5% N2, CO2, H2S nhưng không có cấu tử phân

cực nào khác ⇒ nên chọn SRK, PR và người sử dụng nên đưa vào các thông

số tương tác để thu được kết quả tốt hơn

- Với hệ thống xử lý khí thiên nhiên có lẫn nước làm việc ở áp suất cao (trong

trường hợp này độ hoà tan của hydrocarbon trong nướcsẽ tăng lên) ⇒ nên

chọn các biến thể của các phương trình trạng thái như : SRKM, PRM hay

SRKS, SRKKD (Kabadi - Danner Modification to SRK)

- Khi khí thiên nhiên chứa các cấu tử phân cực như méthanol ⇒ SRKM, PRM

hay SRKS

5.2.2 Các quá trình hóa dầu

• Quá trình xử lý hydrocarbon nhẹ :

6 Các phần cơ bản của PROII

6.1 Giao diện của PROII

6.1.1 Qui ước ban đầu

Khi khởi động PROII, đầu tiên sẽ xuất hiện một cửa sổ giao diện qui ước ban đầu như

sau:

Các nút hoặc các biểu tượng trong một vài trường hợp được viền quanh bởi 1 trong 6

màu sau : đỏ, xanh lục, xanh dương, vàng, nâu và đen Ý nghĩa của mỗi màu như sau :

• Đỏ : dữ liệu yêu cầu cần phải nhập

• Xanh lục : dữ liệu mặc định hoặc lựa chọn

• Xanh dương : dữ liệu bạn vừa cung cấp thoả mãn yêu cầu

• Vàng : báo rằng số liệu bạn vừa nhập ngoài khoảng cho phép

• Nâu : dữ liệu không có giá trị

• Đen : dữ liệu không yêu cầu nhập vào

6.1.2 Cửa sổ PRO/II

Từ File menu ⇒ Chọn New : một cửa sổ View1 sẽ xuất hiện cho chúng ta một

flowsheet mới như sau:

Màn hình bao gồm :

• Dòng trên cùng gọi là Application Title Bar (Thanh tiêu đề ứng dụng), ở đó có tên

của ứng dụng là PRO/II with PROVISION, kèm theo là Document Title Bar

(Thanh tiêu đề tài liệu) ở đó có tên của chương trình mô phỏng đang thực hiện

(chẳng hạn là View 1 - là tên nguyên của tài liệu khi mới khởi động PRO/II)

• Dòng thứ hai gọi là Menu Bar (Thanh trình đơn) gồm 10 mục từ File đến Help ;

• Dòng thứ ba gọi là Standard Tool Bar (Thanh công cụ chuẩn) chứa biểu tượng

của các lệnh thường dùng

• Bên phải và phía dưới màn hình là thanh trượt dọc và thanh trượt ngang

• Bên phải màn hình, bên ngoài thanh trượt dọc là thanh công cụ floating PFD (Pipe

Flow Diagram) Nếu thanh công cụ PFD không hiển thị thì ta có thể gọi nó như

sau :

- click vào biểu tượng Show or Hide PFD Palette trên Standard Tool Bar

- hoặc từ View ⇒ Palettes ⇒ nhắp chọn (hoặc không) PFD

• Ngoài ra còn có thanh công cụ Run Để làm xuất hiện hoặc biến mất thanh công cụ

này cũng từ View ⇒ Palettes ⇒ nhắp chọn (hoặc không) Run

7 Các thao tác thường dùng trong mô phỏng bằng

PRO/II

7.1 Mở một chương trình mô phỏng mới (Opening a New

Simulation)

• Từ File Menu ⇒ New

• Nếu bạn muốn PRO/II luôn luôn được mở với một chương trình mô phỏng mới ⇒

Options Menu ⇒ New File on Startup

7.2 Mở một chương trình mô phỏng đã có (Opening an

Existing Simulation)

Bạn có thể mở bất kỳ một chương trình mô phỏng nào đã được ghi trước đó để chỉnh

sửa, xem hoặc in Qui trình :

• Từ File Menu ⇒ Open ⇒ hiển thị cửa sổ Open Simulation

• Đánh tên chương trình vào hoặc chọn tên file mô phỏng

• OK hoặc Enter ⇒ hiển thị file Simulation cần thiết

7.3 Ghi một file mô phỏng đang hiện hành (Saving the

Current Simulation)

7.3.1 Ghi một file mô phỏng đang hiện hành

• Từ File Menu ⇒ Save ⇒ nếu bạn chưa ghi chương trình mô phỏng này lần nào

thì sẽ hiển thị cửa sổ Save as ⇒ nhập tên ⇒ Chọn OK hoặc nhắp Enter Còn sau

lần ghi đầu tiên, muốn ghi lại file đang hiện hành ⇒ nhắp vào biểu tượng Save

• Chương trình PRO/II sẽ tự động nén 3 file dữ liệu (*.pr1, pr2, pr3) và 1 file

flowsheet biểu đồ các dòng (*.sfd) thành một file đơn *.prz Vì vậy, bên cạnh việc

giảm kích thước của các file lưu trữ còn đảm bảo rằng việc cài đặt file đã hoàn

thành mỗi khi chúng ta ghi các chương trình mô phỏng

• Chức năng Autosave của PRO/II sẽ tự động tạo một file sao chép dự phòng

(backup file) Nếu bạn đóng hoặc thoát ra chương trình mô phỏng mà không ghi

thì file này sẽ bị xóa Hãy chọn Options / simulation Defaults / Autosave từ menu

bar ⇒ hiển thị cửa sổ Autosave Options ⇒ nhắp chọn Automatic Save File

every ⇒ nhập chu kỳ save (phút) ⇒ OK

7.3.2 Ghi một file mô phỏng với một tên khác

Từ File Menu ⇒ chọn Save as ⇒ hiển thị cửa sổ Save as ⇒ Nhập tên mới cho

chương trình mô phỏng ⇒ Chọn OK hoặc nhắp Enter

7.4 Xóa một chương trình mô phỏng (Deleting a

Simulation)

• Từ File Menu ⇒ chọn Delete ⇒ PRO/II sẽ hiển thị một danh sách các file mô

phỏng đã có

• Nhập hoặc chọn tên của flie muốn xóa (Bạn không thể xóa một chương trình mô

phỏng đang hiện hành)

• Chọn OK hoặc nhắp Enter ⇒ PRO/II sẽ xóa tất cả các file liên kết với chương

trình mô phỏng này

7.5 Sao chép một chương trình mô phỏng (Copy a

Simulation)

• PRO/II có thể copy tất cả các file liên kết với chương trình mô phỏng (3 file dữ

liệu và 1 flowsheet) vào một file mô phỏng mới hoặc đang hiện hành Nếu bạn

muốn copy vào một file mô phỏng đang hiện hành ⇒ PRO/II sẽ hỏi bạn có muốn

viết đè lên file hiện hành này không ?

• Từ File Menu ⇒ chọn Copy ⇒ PRO/II sẽ hiển thị cửa sổ Select File to Copy ⇒

Hãy chọn tên file cần copy (Bạn không thể copy một chương trình mô phỏng đang

hiện hành) ⇒ Nhập tên file đích (target) ⇒ OK

7.6 Thay đổi dạng đường viền các dòng (Modifying the

Flowsheet Stream Border Style)

• Thông thường đường viền các dòng thường có dạng hình chữ nhật ⇒ Chúng ta có

thể thay đổi thành đường viền dạng tròn Qui trình như sau :

- Right-click vào dòng được chọn ⇒ hiển thị cửa sổ lựa chọn

- Chọn Display ⇒ xuất hiện cửa sổ Stream Style

- Chọn Circle từ drop-down list box của Stream Label Border

- click OK ⇒ đường viền dòng được chọn từ dạng hình chữ nhật chuyển thành

đường viền dạng tròn

• Với cách như trên, bạn có thể thay đổi dạng đường viền cho từng dòng riêng lẽ

Còn nếu muốn, bạn có thể click chuột trái và quét chọn một hình chữ nhật bao

xung quanh các dòng muốn thay đổi dạng đường viền rồi tiến hành qui trình như

trên Hoặc bạn có thể mặc định dạng đường viền cho tất cả các dòng ngay từ đầu

theo qui trình sau :

- Từ Options Menu ⇒ Drawing Defauts ⇒ Stream Display ⇒ hiển thị cửa

sổ Stream Style

- Chọn Circle từ drop-down list box của Stream Label Border Và lựa chọn

này chỉ có giá trị khi chúng ta chọn Name ở mục Stream Label Type ⇒ OK

7.7 Hiển thị tính chất của dòng trên sơ đồ mô phỏng

• Qui trình như sau :

- Right-click vào dòng được chọn ⇒ hiển thị cửa sổ lựa chọn

- Chọn Display ⇒ xuất hiện cửa sổ Stream Style

- Chọn Properties từ drop-down list box ở mục Stream Label Type

- Mặc định ở mục Property List là Property Label List ⇒ sẽ hiển thị tên,

nhiệt độ, áp suất và lưu lượng dòng ⇒ OK

7.8 Sử dụng Flash Hot-Key Tool

• PRO/II có một công cụ hữu ích cho phép hiển thị nhanh chóng các tính toán flash

của bất kỳ dòng nào được chọn ⇒ Đó là công cụ Flash Hot-Key, cung cấp một

phương tiện nhanh chóng, dễ dàng để xác định hàm lượng và thành phần của pha

lỏng và pha hơi của bất kỳ dòng nào

• Hãy thử với dòng S1 :

- click chọn dòng S1

- click vào biểu tượng Do flash ⇒ sẽ xuất hiện trên Programmer’s File

Editor : file [S1.000]

7.9 Xuất một sơ đồ mô phỏng ra cửa sổ lưu trữ tạm

(Exporting the PFD to the Windows Clipboard)

Từ Clipboard, bạn có thể dán một cách đơn giản hình vẽ lên bất kỳ một chương trình

soạn thảo nào như trong Microsoft Word Qui trình như sau :

• Từ Menu ⇒ File ⇒ Export

• Chọn Flowsheet Drawing

• Click OK ⇒ PRO/II sẽ hiển thị một hộp hội thoại để khẳng định rằng flowsheet

đã được xuất ra cửa sổ lưu trữ tạm

7.10 Nhập một file PRO/II có sẳn (Importing a PRO/II

Keyword Input File)

Bạn có thể nhập một file keyword Input của PRO/II dạng *.inp có sẳn vào giao diện

PRO/II đang hiện hành PRO/II sẽ tự động chuyển đổi file này thành một sơ đồ tính

toán và chúng ta có thể tiến hành mô phỏng như mô phỏng trên một sơ đồ PFD, từ đó

chúng ta có thể chỉnh sửa theo ý mình

• Từ Menu ⇒ File ⇒ Import

• Nhập hoặc chọn tên của flie muốn nhập

• Chọn OK hoặc nhắp Enter

7.11 Xác định các tính chất về cân bằng lỏng - hơi của các

hệ 2 cấu tử (Display BVLE)

Giả sử ta có hệ 2 cấu tử: propane và butane Để xác định các tính chất về bằng lỏng -

hơi của các hệ 2 cấu tử này ở áp suất thường (1 atm) hay ở một áp suất bất kỳ nào đó,

ta sử dụng công cụ Display BVLE

Qui trình như sau :

• Chọn hệ đơn vị

• Chọn cấu tử

• Chọn mô hình nhiệt động thích hợp

• Nhắp chọn biểu tượng Display BVLE ⇒ Chọn các cấu tử, chọn áp suất và nhắp

chọn Calculate ⇒ Ta sẽ được 5 loại biểu đồ:

• Biểu đồ X - Y

• Biểu đồ T - X - Y

• Biểu đồ hệ số Fugacity

• Biểu đồ hằng số cân bằng K thay đổi theo thành phần mol

• Biểu đồ hằng số cân bằng K thay đổi theo

ThS Lã Thë Nhỉ YÏ Âải Hoüc Bạch Khoa

8 BÀI TẬP ÁP DỤNG

8.1 Bài toán 1: Mô phỏng sơ đồ công nghệ của phân xưởng

Aïp suất : 602,7 psia ( pound per square inch absolute)

(1 psi = 0,06896 bar; 602,7 psia = 588,2 psig)

Thành phần của hỗn hợp khí ban đầu như sau :

Cấu tử % mol Cấu tử % mol

N2

CH4

C2H6

C3H8i-C4H10

7,91 73,05 7,68 5,69 0,99

n-C4H10i-C5H12n-C5H12

C6H14

C7H16

2,44 0,69 0,82 0,42 0,31

Sơ đồ như sau : (Hình I-1)

125 psia

Hãy xác định:

1 Công suất thực của máy nén C1?

2 Thành phần, nhiệt độ và áp suất của các dòng sản phẩm khí và lỏng?

8.1.1 Phương pháp tiến hành

Chúng ta sẽ chia sơ đồ trên thành 2 vùng :

• Vùng 1 : Chúng ta sẽ mô phỏng 3 thiết bị (Hình 1-1) để làm quen với phần mềm

Từ File menu ⇒ Chọn New : một cửa sổ View1 sẽ xuất hiện cho chúng ta một

flowsheet mới, trên đó, chúng ta sẽ tiến hành xây dựng các sơ đồ bằng công cụ

floating PFD

8.1.2.2 Xác định hệ đơn vị đo cho quá trình mô phỏng :

• Nhắp vào biểu tượng cái thước đo (Input UOM) trên dòng Standard Tool Bar

(hoặc từ Menu ⇒ Input ⇒ Input of Measure)

• Xuất hiện bảng Defaut Units of Measure for Problem Data Input

• Chọn Initialize from UOM library

• Chọn hệ SET1 hoặc METRIC-SET1 Giả thiết chọn hệ

ENGLISH-SET1 Tuy nhiên, chúng ta có thể thay đổi đơn vị đo cho từng đại lượng bằng cách

nhắp vào các drop-down list và chọn

• Nếu nhắp vào Standard Vapor Conditions (điều kiện tiêu chuẩn của pha hơi)

⇒ hiển thị cửa sổ Problem Standard Vapor Conditions Tuỳ theo hệ đơn vị mà

điều kiện này sẽ khác nhau Các giá trị tiêu chuẩn được mặc định trong PRO/II

379.48 ft3/lbmol 22.414 m3/kgmol

SI 273.15 K 101.32 kPa 22.414 m3/kgmol

• Nếu nhắp vào TVP and RVP Conditions (điều kiện xác định áp suất hơi bão

hòa thực và áp suất hơi bão hòa Reid ) ⇒ hiển thị cửa sổ Problem TVP and RVP

Conditions, trong đó PRO/II mặc định : TVP được xác định ở 100oF và RVP

được xác định theo các phương pháp API Naphta, API Crude, ⇒ OK

• Để hiển thị thư viện các đơn vị đo ⇒ Từ Options / Units of Measure List ⇒ xuất

hiện cửa sổ Units of Measure Library cung cấp 3 hệ đơn vị đo chính : English,

Metric và SI ⇒ ta có thể tạo mới, copy, xóa, các loại đơn vị

8.1.2.3 Thiết lập các thiết bị có trong sơ đồ :

• Công cụ floating PFD có thể dịch chuyển đến bất kỳ nơi nào trên giao diện PROII

• Click vào biểu tượng thiết bị cần thiết trên công cụ floating PFD rồi click lại một

lần nữa vào vị trí muốn đặt thiết bị trên sơ đồ

• Sau khi đã click vào biểu tượng 1 thiết bị nào đó mà chưa đặt nó vào trong sơ đồ,

nếu không muốn chọn thiết bị này nữa ⇒ right-click

• Muốn xóa bỏ một thiết bị có trong sơ đồ ⇒ click vào thiết bị muốn xóa ⇒ xung

quanh thiết bị đó sẽ có một đường viền đứt ⇒ bấm Delete hoặc right-click ⇒ nhắp

chọn Delete

• Với vùng 1, ta click chọn 3 thiết bị : thiết bị tách F1, van giảm áp lỏng V1 và

turbo-expander EX1

8.1.2.4 Thiết lập các dòng lưu thể chuyển động ra vào các thiết bị :

• Click vào nút Streams trên công cụ floating PFD ;

• Khi đó, trên các thiết bị sẽ xuất hiện các cửa vào và ra của các dòng lưu thể Các

cửa vào và ra yêu cầu cần phải có (required) sẽ có màu đỏ, nếu không sẽ có màu

xanh ;

• Vẽ các dòng lưu thể cần thiết S1, S2, S3, S4, S5

• Xong, click lại vào nút Streams hoặc nhắp Esc để thoát khỏi việc thiết lập các

dòng lưu thể

8.1.2.5 Xác định thành phần cấu tử có trong hệ :

Nguyên liệu bao gồm các paraffine từ méthane đến heptane và nitrogen Tất cả các cấu

tử này đều được tìm thấy từ ngân hàng dữ liệu (databanks) phong phú các cấu tử của

PROII

• Click vào biểu tượng phân tử benzène được viền đỏ (dữ liệu yêu cầu phải nhập vào)

trên thanh công cụ để chọn các cấu tử (hoặc click vào Input (Menu) ⇒ chọn

Component Selection)

• Có thể nhập trực tiếp vào ô Component, hoặc có thể nhắp chọn Select from list ⇒

Hydrocarbon lightents ⇒ Chọn cấu tử cần thiết : N2 ⇒ Add component ⇒ Chọn

CH4 ⇒ Add component ⇒ C2H6, C3H8, i-C4H10, đến C7H16 ⇒ Sau khi đã chọn

xong ⇒ OK

8.1.2.6 Lựa chọn các phương trình nhiệt động thích hợp :

• Click vào biểu tượng biểu đồ pha được viền đỏ (dữ liệu yêu cầu phải nhập vào) trên

thanh công cụ để chọn các mô hình nhiệt động thích hợp (hoặc click vào Input

(Menu) ⇒ chọn Thermodynamic Data) ⇒ Chọn Most Commonly Used từ

Category ⇒ Chọn Peng-Robinson từ Primary Method để tính giá trị K và chọn

API để tính tỉ trọng lỏng

• Click Add để xác định phương pháp tính nhiệt động PR01 cho hệ ⇒ OK

8.1.2.7 Xác định thành phần, trạng thái của các dòng, xác định các dữ liệu về

thiết bị

• Dòng S1, thiết bị F1, V1 và EX1 được viền đỏ (dữ liệu yêu cầu phải nhập vào)

• Chọn thiết bị hoặc dòng bằng cách click chọn nó (hoặc click vào Input (Menu) ⇒

chọn Data Entry)

a- Dòng S1

• Double click dòng S1 ⇒ ⇒ hiển thị bảng Stream Data ⇒ Ở mục Description

bạn có thể nhập tên FEED (nguyên liệu) cho dòng này ⇒ click chọn Flowrate

and Composition ⇒ chọn Total Fluid Flowrate ⇒ nhập vào giá trị 8 Chú ý, lưu

lượng nguyên liệu được tính bằng m3/s, mà ở đây đơn vị là LB-MOL/HR ⇒ click

UOM ⇒ xuất hiện bảng Convert Unit of Measure ⇒ chọn Vap Vol ⇒ M3 ⇒

SEC ⇒ nhắp Change Units

• Nhập thành phần các cấu tử của dòng S1 : Nhập giá trị 7.91 cho cấu tử 1 ⇒ nhắp

nút TAB ⇒ nhập 73.05 cho cấu tử 2, đến 0.69 cho cấu tử cuối cùng ⇒ nhắp OK

để quay lại cửa sổ chính Stream Data

• xác định nhiệt độ và áp suất của dòng S1 ở mục Thermal Condition : Ở dòng

First Specification ⇒ chọn Temperature ⇒ nhập giá trị -84 Xong nhắp chọn

Pressure ở mục Second Specification ⇒ nhập giá trị 587.7 psia (= 602.7 - 10 - 5)

⇒ OK

b- Thiết bị F1

• Double click vào thiết bị F1 ⇒ nhập tên SEPARATOR

• Lưu ý : dữ liệu ô Pressure Drop (trở lực) được viền xanh ⇒ không yêu cầu nhập,

nếu chúng ta không nhập số liệu vào ô này, PROII sẽ mặc định nhập giá trị 0

• Click vào Unit Specification ⇒ chọn Duty (nhiệt lượng) Ở đây, giá trị này được

mặc định bằng 0

• Quan sát thấy không còn vùng nào được viền đỏ ⇒ việc nhập dữ liệu cho thiết bị

ồan thành ⇒ OK

• Để ghi lại các số liệu vừa nhập vào flowsheet đang làm việc ⇒ Từ File menu ⇒

chọn Save As ⇒ nhập tên SESSION1 cho chương trình mô phỏng vùng 1 ⇒ OK

c- Thiết bị V1

• Double click vào thiết bị F1 ⇒ nhập tên VALVE

• Chọn Outlet Pressure từ mục Operating Parameter ⇒ nhập giá trị 125 ⇒ OK

d- Thiết bị EX1

• Double click vào thiết bị F1 ⇒ nhập tên EXPANDER

• Chọn Outlet Pressure từ mục Pressure and Work Specifications ⇒ nhập giá trị

125

• Thay giá trị mặc định 100% của Adiabatic Efficiency (hiệu suất đoạn nhiệt) thành

80% ⇒ OK

⇒ Bây giờ, không có một biểu tượng nào trên dòng Toolbar, một thiết bị hoặc một

dòng nào được viền đỏ ⇒ Điều đó có nghĩa là tất cả các số liệu yêu cầu nhập vào

flowsheet đều hoàn toàn thoả mãn ⇒ Hãy ghi lại file bằng cách nhắp vào biểu tượng

Save

8.1.2.8 Chạy phần mềm mô phỏng

• Click vào biểu tượng Run trên Toolbar

• Sau vài giây, hãy sẳn sàng nhận kết quả :

- Nếu thành công, toàn bộ dây chuyền sẽ chuyển từ màu xanh lục nhạt sang

màu xanh dương đậm ⇒ OK

- Nếu không ⇒ toàn bộ sẽ chuyển thành màu đỏ

8.1.2.9 Xem kết quả mô phỏng

• Click vào biểu tượng Generate Report trên Toolbar

• Kết quả của quá trình mô phỏng sẽ tự động xuất hiện trong cửa sổ Programmer’s

File Editor như sau:

$ Generated by PRO/II Keyword Generation System <version 7.0>

$ Generated on: Wed Aug 10 09:05:47 2005

PROPERTY STREAM=S1, TEMPERATURE=-83.999, PRESSURE=587.7, PHASE=M, &

RATE(GV)=8, COMPOSITION(M)=1,7.91/2,73.05/3,7.68/4,5.69/ &

SIMULATION SCIENCES INC R PAGE H-1

PROJECT PRO/II VERSION 7.0 ELEC V6.6

PROBLEM CALCULATION

HISTORY 08/10/05

=========================================================================

*** PROBLEM SOLUTION BEGINS

FEED FLASH COMPLETE

UNIT 1 SOLVED - 'F1 '

UNIT 3 SOLVED - 'V1 '

UNIT 2 SOLVED - 'EX1 '

*** PROBLEM SOLUTION REACHED

RUN TIMES NO MESSAGES

INTERACTIVE 0 MIN, 0.00 SEC

CALCULATIONS 0 MIN, 0.13 SEC

TOTAL 0 MIN, 0.13 SEC

SIMULATION SCIENCES INC R PAGE I-1

PROJECT PRO/II VERSION 7.0 ELEC V6.6

2 CALCULATION SEQUENCE AND RECYCLES

3 FLASH DRUM SUMMARY

4 VALVE SUMMARY

EXPANDER SUMMARY

5 UNIT 2, 'EX1', 'EXPANDER'

6 STREAM MOLAR COMPONENT RATES

7 STREAM SUMMARY

SIMULATION SCIENCES INC R PAGE P-1

PROJECT PRO/II VERSION 7.0 ELEC V6.6

2 METHANE LIBRARY VAP/LIQ 16.043 340.167

3 ETHANE LIBRARY VAP/LIQ 30.070 265.526

4 PROPANE LIBRARY VAP/LIQ 44.097 147.208

5 IBUTANE LIBRARY VAP/LIQ 58.124 119.788

6 BUTANE LIBRARY VAP/LIQ 58.124 110.629

7 IPENTANE LIBRARY VAP/LIQ 72.151 95.727

8 PENTANE LIBRARY VAP/LIQ 72.151 92.747

9 HEXANE LIBRARY VAP/LIQ 86.178 81.602

10 HEPTANE LIBRARY VAP/LIQ 100.206 74.109

SIMULATION SCIENCES INC R PAGE P-2

PROJECT PRO/II VERSION 7.0 ELEC V6.6

SIMULATION SCIENCES INC R PAGE P-3

PROJECT PRO/II VERSION 7.0 ELEC V6.6

PRESSURE DROP, PSI 0.000

MOLE FRAC VAPOR 0.67532

MOLE FRAC LIQUID 0.32468

DUTY, MM BTU/SEC 0.00000

FLASH TYPE ADIABATIC-P

SIMULATION SCIENCES INC R PAGE P-4

PROJECT PRO/II VERSION 7.0 ELEC V6.6

PRESSURE DROP, PSI 462.700

MOLE FRAC VAPOR 0.35862

MOLE FRAC LIQUID 0.64138

SIMULATION SCIENCES INC R PAGE P-5

PROJECT PRO/II VERSION 7.0 ELEC V6.6

MOLE PERCENT VAPOR 100.0000 90.8080 93.4667

MOLE PERCENT LIQUID 0.0000 9.1920 6.5333

ACT VAP RATE, M FT3/MIN 0.1473

ADIABATIC EFF, PERCENT 80.00

WORK, HP

THEORETICAL 524.81

ACTUAL 419.85

SIMULATION SCIENCES INC R PAGE P-6

PROJECT PRO/II VERSION 7.0 ELEC V6.6

4 PROPANE 0.0424 3.1439E-03 0.0392 3.1439E-03

5 IBUTANE 7.3703E-03 1.8398E-04 7.1864E-03 1.8398E-04

6 BUTANE 0.0182 2.9577E-04 0.0179 2.9577E-04

7 IPENTANE 5.1369E-03 2.5434E-05 5.1115E-03 2.5434E-05

8 PENTANE 6.1047E-03 2.5738E-05 6.0790E-03 2.5738E-05

9 HEXANE 3.1268E-03 2.5617E-06 3.1242E-03 2.5617E-06

10 HEPTANE 2.3079E-03 4.6998E-07 2.3074E-03 4.6998E-07

MOLE FRAC VAPOR 0.6753 1.0000 0.0000 0.9347

MOLE FRAC LIQUID 0.3247 0.0000 1.0000 0.0653

MOLE FRAC VAPOR 0.3586

MOLE FRAC LIQUID 0.6414

SIMULATION SCIENCES INC R PAGE P-7

PROJECT PRO/II VERSION 7.0 ELEC V6.6

M LB/SEC 1.676E-02 9.061E-03 7.696E-03 9.061E-03

STD LIQ RATE, FT3/SEC 0.709 0.424 0.285 0.424

MOLE FRACTION LIQUID 0.3247 0.0000 1.0000 0.0653

REDUCED TEMP (KAYS RULE) 0.9533 1.1072 0.7395 0.8257

PRES (KAYS RULE) 0.9113 0.9058 0.9230 0.1927

RATE, LB-MOL/SEC 0.503 0.503 N/A 0.470

M LB/SEC 9.061E-03 9.061E-03 N/A 8.262E-03

M M3/SEC 6.953E-05 6.953E-05 N/A 2.810E-04

STD VAP RATE(1), M M3/SEC 5.403E-03 5.403E-03 N/A 5.050E-03

SPECIFIC GRAVITY (AIR=1.0) 0.622 0.622 N/A 0.607

MOLECULAR WEIGHT 18.023 18.023 N/A 17.582

ENTHALPY, BTU/LB -19.124 -19.124 N/A -41.746

RATE, LB-MOL/SEC 0.242 N/A 0.242 3.285E-02

M LB/SEC 7.696E-03 N/A 7.696E-03 7.996E-04

FT3/SEC 0.174 N/A 0.174 1.996E-02

GAL/MIN 78.017 N/A 78.017 8.958

STD LIQ RATE, FT3/SEC 0.285 N/A 0.285 3.582E-02

SPECIFIC GRAVITY (H2O=1.0) 0.4333 N/A 0.4333 0.3579

MOLECULAR WEIGHT 31.840 N/A 31.840 24.343

ENTHALPY, BTU/LB -78.436 N/A -78.436 -156.500

SIMULATION SCIENCES INC R PAGE P-8

PROJECT PRO/II VERSION 7.0 ELEC V6.6

MOLE FRACTION LIQUID 0.6414

REDUCED TEMP (KAYS RULE) 0.6365

PRES (KAYS RULE) 0.1963

STD VAP RATE(1), M M3/SEC 9.315E-04

SPECIFIC GRAVITY (AIR=1.0) 0.587

STD LIQ RATE, FT3/SEC 0.210

SPECIFIC GRAVITY (H2O=1.0) 0.4748

(1) STANDARD VAPOR VOLUME IS 379.49 FT3/LB-MOLE (60 F AND 14.696 PSIA)Mô

phỏng vùng 2

Chúng ta sẽ xây dựng một flowsheet cho toàn bộ quá trình trên cơ sở flowsheet của

vùng 1 theo các bước sau :

• Từ File menu ⇒ Open ⇒ Chọn file SESSION1.PRZ

• PRO/II sẽ ghi tiếp tục các dữ liệu mới vào file này ⇒ nghĩa là trong

SESSION1.PRZ chúng ta sẽ dùng công cụ floating PFD để lắp đặt thêm 2 thiết bị

trao đổi nhiệt E1 và E2, 1 máy nén C1 và 1 tháp chưng cất T1 vào sơ đồ

• Chú ý : Khi muốn lắp đặt nhiều thiết bị cùng loại vào sơ đồ (Ví dụ 2 thiết bị trao

đổi nhiệt) ⇒ click vào thiết bị mong muốn trên thanh công cụ PFD ⇒ nhấn giữ nút

Shift ⇒ click vào các vị trí muốn đặt thiết bị trong sơ đồ

• Khi chọn biểu tượng tháp chưng cất trên công cụ PFD ⇒ sẽ xuất hiện một cửa sổ

yêu cầu nhập số đĩa (lý thuyết) ⇒ Hãy chọn một tháp 10 đĩa kể cả thiết bị đun sôi

lại (là một đĩa) và không có thiết bị ngưng tụ đỉnh tháp

• Chú ý : PRO/II có thể mở nhiều viewport cho cùng một bài toán mô phỏng, cho

phép chúng ta quan sát sơ đồ ở nhiều góc độ khác nhau Muốn vậy, có nhiều cách :

- Từ Window menu ⇒ chọn New View ⇒ tạo View 2

- Click vào biểu tượng New View trên Standard Tool Bar ⇒ tạo View 2

- Từ Window menu ⇒ chọn Tile Horizontally ⇒ tạo 2 Viewport theo chiều

ngang

- Từ Window menu ⇒ chọn Tile Vertically ⇒ tạo 2 Viewport theo chiều dọc

• Biểu tượng Zoom Full : cho phép quan sát toàn bộ sơ đồ trên toàn màn hình

• Biểu tượng Zoom In : cho phép quan sát một phần sơ đồ được chọn trên toàn màn

hình

• Click vào biểu tượng Streams trên thanh công cụ PFD và xây dựng các dòng sau :

- Dòng (hơi) đi ra từ đỉnh của tháp Demethaniser và vào thiết bị trao đổi nhiệt

E1

- Dòng đi ra từ thiết bị trao đổi nhiệt E1 vào máy nén C1

- Dòng sản phẩm đi ra khỏi máy nén C1

- Dòng đi ra từ thiết bị trao đổi nhiệt E1 vào thiết bị trao đổi nhiệt E2

- Dòng sản phẩm đi ra khỏi thiết bị trao đổi nhiệt E2

- Dòng sản phẩm ra từ thiết bị đun sôi lại của tháp

• Chúng ta nhận thấy rằng : thành phần của dòng nguyên liệu vào thiết bị trao đổi

nhiệt khí - khí E1 (gas-gas heat exchanger) chính là thành phần của dòng khí

nguyên liệu vào thiết bị tách F1 Để tránh việc nhập dữ liệu lặp lại vào các dòng, ta

sẽ tiến hành nối lại các dòng theo đúng sơ đồ (I-1) như sau :

- Rê chuột đến đầu mũi tên của dòng S1 ⇒ Nhắp chuột trái và giữ nguyên, rê

đến đầu vào của thiết bị E1 ⇒ Buông chuột ra ⇒ Bây giờ dòng nguyên liệu

S1 sẽ đi vào thiết bị E1

- Tiến hành tương tự ⇒ Đưa dòng S10 đi ra từ E2 đến vào thiết bị F1

- Dòng S4 vào đĩa 1 của tháp Demethaniser, dòng S5 vào đĩa 3 của tháp

Demethaniser Chúng ta đã hoàn thành việc thiết lập toàn bộ sơ đồ như sau:

• Chú ý : Trên sơ đồ, không có dòng nào được viền đỏ ⇒ Trước khi tiến hành mô

phỏng, chỉ còn việc thay đổi nhiệt độ và áp suất của dòng S1 và nhập dữ liệu cho

các thiết bị được viền đỏ : E1, E2, C1 và T1

8.1.2.11 Thay đổi nhiệt độ và áp suất của dòng S1 (required)

Tiến hành thay đổi nhiệt độ của dòng S1 từ -84oF đến 120oF và áp suất từ 587.7 psia

thành 602.7 psia như sau :

• Double-click dòng S1 ⇒ xuất hiện cửa sổ Stream Data

• Thay đổi nhiệt độ từ -84oF thành 120oF

• Thay đổi áp suất từ 587.7 psia thành 602.7 psia

• Thiết bị này yêu cầu độ chênh nhiệt độ giữa lưu thể nóng vào và lưu thể lạnh ra là

10 oF và trở lực phía lưu thể nóng là 10 psi và trở lực phía lưu thể lạnh là 5 psi

• Double-click E1 ⇒ xuất hiện cửa sổ Heat Exchanger

• Ở mục Description nhập tên GAS-GASS HX

• Click vào mục Process Stream để xác định dòng nóng và dòng lạnh cho thiết bị ⇒

xuất hiện cửa sổ Heat Exchanger- Process Stream ⇒ click vào mục Hot hoặc

Cold tương ứng với các dòng ⇒ OK để về lại cửa sổ Heat Exchanger

• Chọn Specification ⇒ xuất hiện cửa sổ Heat Exchanger-Specifications ⇒ chọn

Hot Inlet-Cold Outlet Temperature Approach và nhập giá trị 10oF ⇒ OK để về

lại cửa sổ Heat Exchanger

• Ở mục Pressure Drop (trở lực) : nhập giá trị 10 psi cho Hot Side và 5 psi cho

Cold Side ⇒ OK ⇒ hoàn thành việc nhập dữ liệu cho E1

• Thiết bị này yêu cầu làm lạnh dòng S9 xuống nhiệt độ là -84oF và trở lực phía lưu

thể nóng là 5 psi

• Double-click E2 ⇒ xuất hiện cửa sổ Heat Exchanger

• Ở mục Description nhập tên CHILLER

• Chọn Specification ⇒ xuất hiện cửa sổ Heat Exchanger-Specifications ⇒ chọn

Hot Product Temperature và nhập giá trị -84oF ⇒ OK để về lại cửa sổ Heat

Exchanger

• Ở mục Pressure Drop (trở lực) : nhập giá trị 5 psi cho Hot Side ⇒ OK ⇒ hoàn

thành việc nhập dữ liệu cho E2

• Double-click vào C1 ⇒ xuất hiện cửa sổ Compressor

• Ở mục Description nhập tên COMPRESSOR