C6a hysys gas processing steady state vn 61

Computer-Aided Chemical Engineering An Introduction to Process Simulation - HYSYS - C6a Thí dụ xử lý khí Mục lục Thí dụ Xử lý khí: bước Tạo lập tập thứ nguyên Khởi đầu Mô Tạo lập Gói môi chất Chọn lựa cấu tử Hiển thò tính chất cấu tử Môi trường mô & PFD Lưu trữ trường hợp mô Mô tả trình 10 Sử dụng sổ Workbook PFD 11 Cài đặt dòng nhập liệu: Nhiệt độ, áp suất, lưu lượng dòng; 12 Nhập liệu thành phần 13 Tạo dòng với tên mặc đònh 14 Xác đònh dòng nhập liệu thứ hai 15 Hiển thò giản đồ pha 16 Cài đặt thiết bò: thiết bò trộn dòng; thiết bò phân tách đầu vào; thiết bò trao đổi nhiệt 17 Các tính sổ Workbook 18 Thêm thẻ tab vào sổ Workbook Thí dụ Xử lý khí Một dòng khí thiên nhiên gồm N2, CO2 C1 đến nC4 xử lý hệ thống lạnh để loại bỏ hydrocarbon nặng Khí khô (nghèo hydrocarbon nặng hoá lỏng) sản xuất phải đáp ứng thông số điểm sương hydrocarbon đường ống Phần lỏng loại từ khí giàu hydrocarbon nặng xử lý tháp khử propan (depropanizer column), cho sản phẩm lỏng với hàm lượng propan qui đònh Mô xây dựng với bước sau: Tạo lập tập thứ nguyên; Chọn gói tính chất; Chọn cấu tử; Tạo dựng thiết lập dòng nhập liệu; Cài đặt xác đònh thiết bò phía trước tháp; Cài đặt xác đònh tháp H 1: Flowsheet xử lý khí a Xây dựng trường hợp mô Tại thời điểm này, cửa sổ Session Preferences phải mởû Nếu chưa, chọn Preferences từ Tools menu Sau di chuyển đến thẻ tab Variables cách click vào thẻ Chọn trang Units thẻ tab Variable File Preference (ưu tiên) đặt tên mặc đònh HYSYS.prf Khi ta chỉnh sửa mục preferences, ta lưu trữ thay đổi vào file preference cách nhấn nút Save Preference Set HYSYS nhắc cung cấp tên cho file preference mới, mà sau ta gọi file cho trường hợp mô cách nhấn nút Load Preference Set Tạo lập tập thứ nguyên HYSYS không cho phép thay đổi điều ba tập thứ nguyên mặc đònh liệt kê hình Tuy nhiên, ta tạo tập thứ nguyên cách nhân (cloning) tập hữu Trong thí dụ này, tập thứ nguyên tạo dựng dựa tập Field HYSYS, sau chỉnh sửa tùy ý tập này: Click vào Field danh mục Available Unit Set để chắn tập hoạt động Lưu ý thứ nguyên mặc đònh dòng chảy Flow theo mol lbmole/hr Một thứ nguyên thích hợp thí dụ MMSCFD Nhấn nút Clone Một tập thứ nguyên tên New User xuất tự động đánh dấu sáng, trở thành tập Available Unit Set Nếu muốn, ta nhập tên vào ô Unit Set Name Bây ta thay đổi thứ nguyên biến số có tập Tạo lập tập thứ nguyên Di chuyển đến ô Flow cách click vào lbmole/hr Mở danh mục rơi thứ nguyên có Edit Bar cách click vào (H 3) Click vào MMSCFD (H 4) Bây tập thứ nguyên xác đònh Nhấn nút Close để bắt đầu thực công việc mô Khởi đầu Mô Để khởi đầu trường hợp mô mới, thực mục sau: (a) Chọn New Case từ File menu (b) Nhấn nút New Case Cửa sổ Simulation Basis Manager xuất (H 5) Lưu ý HYSYS hiển thò Environment Mode hành góc phía bên phải hình Cửa sổ Simulation Basis Manager cho phép tạo dựng, sửa đổi, không xử lý Fluid Packages trường hợp mô xét Tạo lập Gói môi chất Nhấn nút Add, cửa sổ property gói Fluid Package xuất (H 6) HYSYS tạo gói Fluid Package với tên mặc đònh Basis-1 Ta thay đổi tên gói fluid package cách nhập tên vào ô Name phía cửa sổ Đối với thí dụ này, hai thẻ tab đầu tiên, Prop Pkg Components sử dụng Tạo lập Gói môi chất Việc chọn lựa Gói Property Package thực thẻ tab Prop Pkg Lưu ý vò trí đoạn đánh dấu sáng khu vực Base Property Package Selection (hiện thời vò trí ) Hãy chọn gói property package sở cần thiết, trường hợp Peng Robinson cách sử dụng đứng để di chuyển danh mục xuống phía xuất Peng Robinson, clicking vào mục (H 7) Lưu ý báo Prop Pkg phần cửa sổ hiển thò Peng Robinson gói property package hành gói Fluid Package 10 Cài đặt thiết bò trộn dòng 76 Bây thiết bò MIXER tính toán đầy đủ, đóng cửa sổ để quay lại sổ Workbook Thiết bò hiển thò bảng matrix thẻ tab Unit Ops sổ Workbook (H 38) Bảng matrix thể Name thiết bò, Object Type, dòng gắn kết (Feeds Products), trạng thái Ignored, Calculation Level Khi ta ấn nút View UnitOp button, cửa sổ property thiết bò chiếm dòng hành bảng matrix mở 47 Cài đặt thiết bò trộn dòng Chúng ta mở cửa sổ property dòng trực tiếp từ thẻ tab Unit Ops sổ Workbook Khi ô ô Name, Object Type, Ignored, hay Calculation Level chọn, hộp thông báo đáy sổ Workbook hiển thò tất dòng gắn kết với thiết bò xét Hiện thời, ô Name thiết bò MIX-100 chọn, hộp thông báo hiển thò ba dòng gắn kết với thiết bò Để mở cửa sổ property dòng gắn kết với thiết bò MIXER, lấy thí dụ Feed 1, thực mục sau: - Click đôi vào Feed hộp đối thoại đáy sổ Workbook - Click đôi vào ô Feeds thiết bò MIX-100 Cửa sổ property dòng nhập liệu liệt kê đầu tiên, trường hợp Feed 1, mở 48 Cài đặt thiết bò phân tách đầu vào Thiết bò phân tách đầu vào phân đôi dòng hai pha MixerOut thành pha pha lỏng Thẻ tab Unit Ops sổ Workbook lần cần chọn Để cài đặt xác đònh thiết bò SEPARATOR: 77 n nút Add UnitOp, cửa sổ UnitOps xuất 78 Chọn nút radio Vessels nhóm Categories 79 Chọn Separator danh mục Available Unit Operations 80 n nút Add button Cửa sổ property SEPARATOR xuất hiện, trang Connections thẻ Design chọn 81 Đổi tên mặc đònh thiết bò (V-100) cách nhập chữ InletSep vào ô Name, ấn Enter 82 Di chuyển đến danh mục Feeds cách click vào ô 83 Mở danh mục rơi dòng nhập liệu có Edit Bar 84 Chọn dòng MixerOut cách thực mục sau: - Click vào tên dòng danh mục rơi - Nhấn phím để đánh dấu sáng tên dòng, sau nhấn Enter 85 Di chuyển đến ô Vapour Outlet cách thực mục sau: - Click vào ô 49 - Nhấn Alt_V Cài đặt thiết bò phân tách đầu vào 86 Tạo lập dòng cách nhập vào ký tự SepVap, nhấn Enter 87 Lập lại bước 85 86 dòng Liquid Outlet, đặt tên dòng SepLiq Trang Connections page hoàn chỉnh thể H 39 Lưu ý dòng Energy kết nối đến phần nóng hay lạnh bồn chứa Tuy nhiên, thí dụ này, dòng lượng không cần thiết 50 Cài đặt thiết bò phân tách đầu vào 88 Chuyển sang trang Parameters page cách click vào trang Delta P (độ giảm áp) mặc đònh zero chấp nhận thí dụ Các đại lượng Volume, Liquid Volume Liquid Level, nói chung áp dụng bồn chứa vận hành chế độ không ổn đònh hay có phản ứng kèm theo, chấp nhận với giá trò mặc đònh chúng (H 40) 51 Cài đặt thiết bò phân tách đầu vào 89 Di chuyển đến trang Conditions thẻ tab Worksheet muốn, để hiển thò liệu dòng đầu tính toán Bảng matrix xuất trang hiển thò H 41 Khi kết thúc, ấn nút Close để đóng cửa sổ 52 Cài đặt thiết bò trao đổi nhiệt Thiết bò cần cài đặt thiết bò trao đổi nhiệt dạng khí/khí Bảng Object Palette cần phải xuất hình; không, ấn Để cài đặt xác đònh thiết bò trao đổi nhiệt HEAT EXCHANGER: 90 Double-click vào nút Heat Exchanger button bảng Object Palette Cửa sổ property thiết bò trao đổi nhiệt HEAT EXCHANGER xuất hiện, trang Connections page cần chọn 91 Thay đổi Name thiết bò từ tên mặc đònh E-100 sang Gas/Gas 92 Kết nối dòng đầu đầu vào hình H 42, cách sử dụng phương pháp thảo luận trước Để ý phải tạo tất dòng ngoại trừ dòng SepVap, dòng hữu chọn từ danh mục rơi Tube Side Inlet Tạo lập dòng cách di chuyển đến ô nhập liệu tương ứng, 53nhập vào tên ấn Enter Cài đặt thiết bò trao đổi nhiệt 93 Di chuyển đến trang Parameters 94 Exchanger Design (End Point) cách bố trí mặc đònh chấp nhận mô hình Heat Exchanger Model thí dụ 95 Nhập độ giảm áp 10 psi hai trường hợp Tube Side Delta P Shell Side Delta P Để ý thứ nguyên mặc đònh (thể Edit Bar) psi, đơn giản cần nhập 10 vào ô, nhấn Enter 96 Bố trí Shell Passes nên để nguyên theo mặc đònh, thiết kế dạng Counter Current Trang Parameters hoàn chỉnh trình bày H 43 54 Cài đặt thiết bò trao đổi nhiệt 97 Đóng cửa sổ property thiết bò HEAT EXCHANGER để quay lại sổ Workbook 98 Di chuyển đến thẻ tab Material Streams sổ Workbook, thể H 44 Dòng CoolGas chưa tính toán cân (flashed), nhiệt độ dòng chưa biết CoolGas tính toán (flashed) độ tiếp cận nhiệt độ thiết lập thiết bò trao đổi nhiệt Gas/Gas, vào thời điểm sau Hãy để ý cách mà phần thông tin di chuyển (đối với dòng CoolGas) flowsheet HYSYS luôn tính toán nhiều tính chất theo khả dòng dựa thông tin có 55 Các tính sổ Workbook Trước cài đặt thiết bò lại, số tính sổ Workbook minh họa, chúng cho phép ta truy cập thông tin cách nhanh chóng thay đổi cách thể thông tin Truy cập thiết bò từ sổ Workbook Ngoài việc sử dụng thẻ tab Unit Ops để mở cửa sổ property thiết bò cách trực tiếp từ sổ Workbook, ta sử dụng phương pháp sau : Khi vò trí hành thẻ tab dòng sổ Workbook, tức thẻ thẻ tab Material Streams, Compositions Energy Streams, hộp đối thoại phần đáy cửa sổ Workbook hiển thò thiết bò mà dòng xét kết nối vào Thí dụ, click vào ô liên kết với dòng SepVap Hộp đối thoại hiển thò tên hai thiết bò, InletSep Gas/Gas, mà dòng kết nối vào Để truy cập cửa sổ property thiết bò này, double-click vào tên thiết bò tương ứng Bất kỳ thiết bò liên kết đến dòng chọn sổ Workbook hiển thò (và truy cập thông qua) hộp đối thoại 56 Truy cập thiết bò từ sổ Workbook a 57 Thêm thẻ tab vào sổ Workbook Để ý sổ Workbook chọn, hạng mục Workbook xuất HYSYS menu Hạng mục cho phép tùy chỉnh sổ Workbook tùy theo thông tin mà ta muốn hiển thò Giả sử ta muốn tạo thẻ tab cho sổ Workbook để hiển thò áp suất, nhiệt độ lưu lượng dòng Để thêm thẻ tab mới: 99 Thực điều sau: - Từ hạng mục Workbook menu, chọn Setup - Object inspect (click với nút chuột phụ) thẻ tab Material Streams sổ Workbook, sau chọn Setup từ menu xuất 58 Cửa sổ Setup sổ Workbook xuất (H 46) Thêm thẻ tab vào sổ Workbook Để ý bốn thẻ tab hữu liệt kê nhóm trang page sổ Khi ta thêm thẻ tab mới, thẻ chèn vào trước thẻ tab đánh dấu sáng (hiện thời thẻ Material Streams) Bây ta muốn thêm thẻ tab trước thẻ tab Composition 100 Click vào thẻ tab Compositions danh mục thẻ tab sổ Workbook 101 Nhấn nút Add button Cửa sổ New Object Type xuất (H 48) 102 Click vào Stream để mở rộng thành Material Stream Energy Stream Hãy chọn Material Stream ấn nút OK button, hay doubleclick vào Material Stream Ta quay lại cửa sổ Setup, thẻ tab thêm vào sau thẻ tab hữu Material Streams 103 Click vào ô Name nhóm Object, thay đổi tên cho thẻ tab từ tên mặc đònh Material 59 Streams thành P,T,Flow để diễn Thêm thẻ tab vào sổ Workbook Bước tùy chỉnh thẻ tab cách loại bỏ thông số không phù hợp 104 Click vào thông số thứ nhất, Vapour Fraction 105 Nhấn giữ phím Ctrl 106 Click vào thông số khác, Mass Flow, Heat Flow Molar Enthalpy Bây giờ, bốn thông số đánh dấu sáng 107 Buông phím Ctrl 108 n nút Delete để loại bỏ chúng khỏi thẻ tab sổ Workbook Nếu ta muốn loại bỏ thông số khỏi thẻ tab khác, ta phải chỉnh tab riêng rẽ Cửa sổ Setup hoàn chỉnh thể H 49 60 Thêm thẻ tab vào sổ Workbook 109 Đóng cửa sổ để quay lại sổ Workbook hiển thò thẻ tab Tại thời điểm này, ý tưởng tốt ta lưu trữ trường hợp mô cách thực hạng mục sau: (i) n nút Save button button bar; (ii) Chọn Save từ File menu; 61 (iii) Ấn Ctrl_S [...]... BALANCE: Sao chép thành phần của dòng thành phẩm SalesGas, để tính toán nhiệt độ đọng sương tại áp suất của đường ống ADJUST: Để xác đònh nhiệt độ cần thiết đối với LTS mà nó cho ra một điểm đọng sương đã thiết lập (specified) đối với dòng thành phẩm SalesGas HYSYS SPREADSHEET: Để tính toán giá trò nhiệt dung thực (net heating value) của dòng thành phẩm SalesGas Thiết bò BALANCE sẽ được cài đặt trong thí... Filter, tạo thành một danh mục chỉ gồm các gói property packages là phương trình trạng thái Equation of State Sau đó có thể chọn Peng Robinson từ danh mục đã được lọc này (H 8) Bình thường, ta nên giữ Component Selection Control ở cách thiết lập mặc đònh, Only Property Package Compatible Components Như vậy, HYSYS sẽ lọc các thành phần trong thư viện để chỉ bao gồm các thành phần phù hợp đối với gói Property... ý rằng khi ta ấnEnter sau khi nhập tên dòng, HYSYS tự động chuyển ô hoạt động xuống dưới một ô, tức là ô Vapour Fraction 25 Nhiệt độ của dòng 32 Di chuyển đến ô Temperature đối với Feed 1 bắng cách click vào ô này (H 18) 33 Nhập 60 vào ô Temperature, và lưu ý rằng dữ liệu nhập này được lặp lại ở thanh Edit Bar trên đỉnh của cửa sổ Trong hộp thứ nguyên, HYSYS hiển thò thứ nguyên mặc đònh đối với nhiệt... nguyên mặc đònh psia, và ta không thể truy cập nhanh hệ số chuyển đổi HYSYS sẽ chấp nhận dữ liệu nhập ở một thứ nguyên bất kỳ khác, và tự động chuyển đổi sang thứ nguyên mặc đònh Thí dụ, áp suất của Feed 1 là 41.37 bar và để nhập áp suất này: 35 Nhập 41.37 36 Nhấn (H 19) 37 Hộp thứ nguyên sẽ chuyển sang trạng thái hoạt động Bây giờ HYSYS sẽ làm phù hợp dữ liệu nhập để xác đònh thứ nguyên theo sự... nhập các số liệu về phần như H 21 Khi ta đã nhập các số liệu về phần mol của mỗi cấu tử, giá trò tổng nằm ở phần dưới của cửa sổ sẽ bằng 1.00000 45 Nhấn nút OK, và HYSYS sẽ chấp nhận thành phần này Bây giờ, dòng đã hoàn toàn xác đònh, do đó HYSYS sẽ tính toán cân bằng (flash) dòng theo điều kiện đã cho để xác đònh các tính chất còn lại của dòng 29 Nhập dữ liệu về thành phần Trở về thẻ tab Material Streams... button một khi ta đã nhập xong các thành phần, và HYSYS will chuyển đổi dữ liệu nhập sang phần trăm khối lượng của cấu tử (H 26) Để ý rằng đối với CO2, cấu tử mà ta để trống , phần khối lượng này sẽ tự động được biến đổi thành zero 34 Xác đònh dòng nhập liệu thứ hai 55 Nhấn nút OK button để đóng cửa sổ và quay lại cửa sổ property của dòng đang xét HYSYS đã tiến hành tính toán nhanh để xác đònh... menu (c) Nhấn Ctrl_S Vì đây là lần đầu tiên lưu trữ trường hợp mô phỏng, hộp đối thoại Save Simulation Case As sẽ xuất hiện (H 16) Theo mặc đònh, đường dẫn File Path là thư mục con Cases trong thư mục HYSYS Để mở một trường hợp mô phỏng đã có, hãy thực hiện một trong các mục sau: (a) n nút Open Case (b) Chọn Open Case trên File menu Một cửa sổ tương tự với cửa sổ trên H 16 sẽ xuất hiện 21 Mô tả quá... C3Duty) Trong thiết bò làm mát chiller, mà thiết bò này sẽ được mô phỏng đơn giản là một thiết bò làm nguội COOLER, một số lượng các hydrocarbons nặng hơn sẽ ngưng tụ vừa đủ sao cho khí thành phẩm (sales gas) sau cùng đáp ứng thông số điểm sương trong đường ống Tiếp theo, dòng lạnh được phân tách trong thiết bò phân tách nhiệt độ thấp low-temperature separator (LTS) Dòng khí lạnh, khô được đưa vào thiết... ta không biết rõ tên cấu tử trong thư viện nhưng biết công thức hóa học của cấu tử đó.12 Chọn lựa các cấu tử Tại đỉnh của mỗi cột trong ba cột này có một nút radio tương ứng Dựa trên nút radio đã chọn, HYSYS sẽ xác đònh vò trí (các) cấu tử mà chúng so khớp tốt nhất với dữ liệu chúng ta nhập vào ô Match Trong thí dụ này, N2, CO2, C1, C2, C3, iC4 và nC4 sẽ là các cấu tử Để thêm nitrogen bằng cách sử dụng... dụng tính năng so khớp : 10 Chắc chắn rằng nút FullName/Synonym đã được chọn, và hộp chọn Show Synonyms đã được chọn mở 11 Di chuyển đến ô Match bằng cách click vào ô này, hay nhấn Alt_M 12 Nhập n2 vào HYSYS sẽ lọc theo dữ liệu nhập, và chỉ hiển thò các cấu tử khớp với dữ liệu nhập (H 10) 13 Bây giờ thì Nitrogen được đánh dấu sáng, hãy thêm nó vào Current Composition List bằng cách thực hiện một trong ... thành phẩm SalesGas, để tính toán nhiệt độ đọng sương áp suất đường ống ADJUST: Để xác đònh nhiệt độ cần thiết LTS mà cho điểm đọng sương thiết lập (specified) dòng thành phẩm SalesGas HYSYS SPREADSHEET:... Equation of State Sau chọn Peng Robinson từ danh mục lọc (H 8) Bình thường, ta nên giữ Component Selection Control cách thiết lập mặc đònh, Only Property Package Compatible Components Như vậy, HYSYS. .. Preference (ưu tiên) đặt tên mặc đònh HYSYS. prf Khi ta chỉnh sửa mục preferences, ta lưu trữ thay đổi vào file preference cách nhấn nút Save Preference Set HYSYS nhắc cung cấp tên cho file preference