Microsoft powerpoint 3 unit operation compatibility mode

Bài giảng môn Tin ứng dụng 9/22/2014 Session 3.3 Aspen Hysys Unit Operation Revise   • • Cách thiết lập q trình mơ phỏng? Thu thập liệu -> Lựa chọn sơ đồ công nghệ -> Chọn phần mềm mô -> Tiến hành mô -> Phân tích kết -> Kết luận Tiến hành mơ Aspen Hysys Basis Manager: component, FP, hypothetical, RXN, Simulation Enviroment: + Thêm dịng vật chất (tính tốn flash, sử dụng utilities, in báo cáo stream workbook) “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” BM Lọc Hóa dầu Bài giảng mơn Tin ứng dụng 9/22/2014 Unit operation Steady state Unsteady state Physical Reactors (General, CSTR, PFR) Movers (Pump, Compressor, Expander, Valve) Mixer Splitter (Tee) Exchangers (Air Cooler, Heater/Cooler, Heat Exchanger, S&T LNG) Flash Drums (2-phase (VL), 3-phase (VLL)) Separators (Component Splitter, Distiller, Absorber, CycloneCyclone, Gas filterfilter, Extractor) Pipe segment Tank FurnaceF Air Cooler Logical Set Adjust Recycle Balance Spreadsheet PID Controller “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” Cách đưa thiết bị vào PFD Phương pháp Sử dụng menu Thực Từ mục Flowsheet menu, lựa chọn “Add Operation” Hoặc ấn F12 Cửa sổ “UnitOps” xuất Sử dụng Workbook Mở Workbook chuyển đến mục “UnitOps”, sau kích vào nút “Add UnitOp” Cửa sổ “UnitOps” xuất Sử dụng bảng Từ mục FlowSheet menu, lựa chọn “Open Object Palette”, ấn F4 Kích đúp vào biểu tượng thiết bị mà muốn nhập Sử dụng bảng Sử dụng chuột phải, kéo thả biểu tượng từ bảng kết hợp với sơ đồ vào sơ đồ hình hình “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” BM Lọc Hóa dầu Bài giảng môn Tin ứng dụng 9/22/2014 Cách đưa thiết bị vào PFD Cách Object Palette (F4) Cách UnitOps (F12) “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” Kết nối dòng với thiết bị     Open unit operation window Choose stream to connect from Inlet and Outlet drop down menus Some unit operations require energy streams as well If the name of a stream that does not exist is entered manually, HYSYS will create that stream “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” BM Lọc Hóa dầu Bài giảng môn Tin ứng dụng 9/22/2014 3.3.1 Pumps   Mục đích: để tăng áp suất dịng lỏng vào Tùy thuộc vào tham số khai báo ban đầu tính tốn nhiệt độ, áp suất chưa biết, công suất bơm Mục tiêu: Thiết lập bơm Hysys để mơ q trình bơm Kết nối dòng với thiết bị Xác định cơng suất bơm nhiệt độ dịng “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” Pumps - Ngun lý tính tốn  Các tính tốn dựa phương trình chuẩn cho cơng suất, sử dụng độ tăng áp, tốc độ cường độ dòng chảy: Power Re quired ideal = Trong đó: ( Pout − Pin ) × Flow Rate Liquid Density Pout = áp suất dòng Pin = áp suất dòng vào bơm Công suất cần thiết thực tế máy bơm xác định theo hiệu suất bơm: Power Re quired ideal × 100% Power Re quired actual Khi hiệu suất nhỏ 100%, lượng dư dùng để tăng nhiệt độ dòng Efficiency (%) = “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” BM Lọc Hóa dầu Bài giảng mơn Tin ứng dụng 9/22/2014 Pumps - Ngun lý tính tốn Kết hợp phương trình trên, cơng suất cần thiết thực tế máy bơm: Power Re quired ideal = ( Pout − Pin ) × Flow Rate × 100% Liquid Density × Efficiency (%) Nếu dòng nguyên liệu xác định đầy đủ, cần cung cấp hai biến sau để Pump tính tốn tất biến chưa biết: Áp suất dòng giảm áp suất Hiệu suất Năng lượng bơm “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” Pumps - Design Pumps can be specified in two ways: ◦ If inlet and outlet streams connected to a pump are fully specified, then nothing needs to be specified in the pump unit operation ◦ If outlet pressure is not specified, then a pressure differential across the pump, or a duty must be specified “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” BM Lọc Hóa dầu Bài giảng mơn Tin ứng dụng 9/22/2014 Pumps – Example Dịng Feed: “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” Pumps – Example Thiết lập pump với thông số sau: “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” BM Lọc Hóa dầu Bài giảng mơn Tin ứng dụng 9/22/2014 Pumps – Example Kết Chú ý bạn không chọn ô On Pump Switch, trạng thái dòng Feed chuyển thẳng sang Outlet “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” 3.3.2 Compressor/Expander  • •  • • Mục đích: Máy nén (Compressor) thiết bị dùng để tăng áp suất dịng khí vào Phụ thuộc thơng tin cho trước, máy nén tính tốn tính chất khác dòng (như áp suất hay nhiệt độ) hiệu suất nén Tuốc bin giãn nở khí (Expander) thiết bị sử dụng để làm giảm áp dịng khí vào có áp suất cao để tạo dòng với áp suất thấp vận tốc nhanh Quá trình giãn nở bao gồm trình chuyển nội khí sang động cuối sang cơng có ích Mục tiêu: Sau học xong người sử dụng có thể: Thao tác với Compressor/Expander Hysys để mơ q trình chế biến khí Xác định công suất Compressor/Expander nhiệt độ đầu dòng “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” BM Lọc Hóa dầu Bài giảng môn Tin ứng dụng 9/22/2014 Compressor/Expander – Nguyên lý Đối với máy nén, hiệu suất đẳng entropy tính tỷ số lượng đẳng entropy yêu cầu cho trình nén với lượng yêu cầu thực tế Power Requiredactual = Heat Flowoutlet – Heat Flowinlet Đối với thiết bị Expander, hiệu suất cho tỷ số lượng thực tế tạo trình giãn với lượng tạo trình giãn đẳng entropy Power Producedactual = Heat Flowoutlet – Heat Flowinlet “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” Compressor/Expander – Nguyên lý Hiệu suất “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” BM Lọc Hóa dầu Bài giảng mơn Tin ứng dụng 9/22/2014 Compressor/Expander – Các hướng giải Không dùng đồ thị Biết Flow rate Inlet Pressure Khai báo Outlet Pressure Khai báo Adiabatic or Polytropic efficiency (Hiệu suất chế độ Đoạn nhiệt Đa biến)  HYSYS tính toán được: Required Energy Outlet temperature Other efficiency Biết Flow rate Inlet Pressure Khai báo Efficiency and Duty (Hiệu suất Năng suất)  HYSYS tính tốn: Outlet pressure Outlet temperature Other efficiency Dùng đồ thị Biết Flow rate Inlet pressure Khai báo Operating speed HYSYS sử dụng biểu đồ Xác lập Efficiency Xác lập Head  HYSYS tính tốn: outlet pressure, outlet temperature, applied duty Biết Flow rate efficiency HYSYS nội suy từ biểu đồ xác lập: operating speed head HYSYS tính tốn: outlet pressure outlet temperature applied duty “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” Compressor/Expander – Design   Mục Connection tương tự với máy pump Parameters Page Nếu không sử dụng đồ thị, cung cấp bốn số biến số sau, giá trị thứ tính tốn, theo cơng suất: •Nhiệt độ dịng vào •Áp suất dịng vào •Nhiệt độ dịng •Áp suất dịng •Hiệu suất “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” BM Lọc Hóa dầu Bài giảng môn Tin ứng dụng 9/22/2014 Compressor/Expander – Design Tab Rating Tab Rating bao gồm trang: Đồ thị (Curves), Giới hạn dòng (Flow Limits), Nozzles, Inertia Curves Page  Chọn hộp Enable Curves Lựa chọn hiệu suất đoạn nhiệt hay đa biến, sử dụng phím tương ứng Đây sở xác định giá trị hiệu suất dịng vào Bấm vào phím Add Curve để vào giao diện Curve Trên giao diện hiển thị Curve, bạn nhập điểm kiện Flow, Head %Efficiency, giá trị Speed cho đồ thị đơn Với đồ thị thêm vào, thao tác lại bước Loại hiệu suất phải thống với tất đồ thị đưa vào “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” Compressor/Expander – Example  Dòng nguyên liệu “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” BM Lọc Hóa dầu 10 Bài giảng mơn Tin ứng dụng 9/22/2014 Compressor/Expander – Example  Thiết lập Máy nén Trên trang Parameter, xóa giá trị Adiabatic Efficiency mặc định Cả hiệu suất đoạn nhiệt đa biến nên để trống để tránh lỗi không đồng cung cấp thừa đặc tính cho máy nén Vào tab Rating, mở trang Curves Chắc chắn phím đoạn nhiệt (Adiabatic) nhóm Efficiency chọn Chọn hộp Enable Curves, bấm vào phím Add Curve Hồn thành thiết lập đồ thị giao diện sau “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” Compressor/Expander – Example  Các điều kiện dòng xem tab Performance bảng hiển thị tính chất Compressor biểu diễn bảng đây: “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” BM Lọc Hóa dầu 11 Bài giảng môn Tin ứng dụng 9/22/2014 3.3.3 Heater and Cooler  Là thiết bị trao đổi nhiệt chiều Dòng vào làm lạnh gia nhiệt để đạt điều kiện yêu cầu dòng Dòng lượng hấp thụ (hoặc cung cấp) chênh lệch Enthalpy hai dòng Cơng cụ mơ hữu ích quan tâm tới dòng lượng yêu cầu để làm lạnh gia nhiệt dịng q trình, mà khơng quan tâm đến điều kiện khác Biểu tượng Cooler Biểu tượng Heater “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” Heater and Cooler – Nguyên lý Cooler Heater sử dụng phương trình sở Sự khác theo quy ước dấu Xác định rõ dòng lượng tuyệt đối dòng Hysys thêm giá trị sau: - Với Cooler, Enthalpy dòng nhiệt bị trừ từ dòng vào: Heat Flowinlet - Dutycooler = Heat Flowoutlet - Với Heater, dòng nhiệt cộng vào: Heat Flowinlet + Dutycooler = Heat Flowoutlet  “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” BM Lọc Hóa dầu 12 Bài giảng môn Tin ứng dụng 9/22/2014 Heater and Cooler – Design Like pumps, heaters and coolers can be specified in two ways ◦ If both the inlet and outlet streams are fully specified, then nothing needs to be specified in the pump unit operation ◦ If the outlet stream is underspecified, then the heater or cooler can be solved by specifying the pressure differential and/or the duty “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” Heater and Cooler – Example Một dịng khí cần làm lạnh từ nhiệt độ 60ºF tới –105ºF với độ giảm áp suất 15 psi Property Package Components Peng Robinson Nitrogen, Carbon Dioxide, C1, C2, C3, i-C4, nC4, i-C5, n-C5, n-C6, n-C7, n-C8 Temperature 60.0000 F Pressure 600.0000 psi Molar Flow 100.0000 lbmole/hr Nitrogen 0.0149 CO2 0.0020 Methane 0.9122 Ethane 0.0496 Propane 0.0148 i-Butane Worksheet [Composition] n-Butane 0.0026 i-Pentane 0.0010 n-Pentane 0.0006 n-Hexane 0.0001 n-Heptane 0.0001 n-Octane 0.0001 Worksheet [Conditions] “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” BM Lọc Hóa dầu 0.0020 13 Bài giảng môn Tin ứng dụng 9/22/2014 Heater and Cooler – Example  Kết “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” 3.3.4 Shortcut distillation Mục đích: xác định nhanh số đĩa lý thuyết tối ưu ứng với tỷ số hồi lưu tháp “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” BM Lọc Hóa dầu 14 Bài giảng mơn Tin ứng dụng 9/22/2014 Shortcut distillation Dòng nguyên liệu thêm vào với số liệu sau Fluid Package: Peng Robinson Tên dòng (Name) Feed Temperature (oC) 83.3 Pressure (bar) 24 Flowrate (kg/h) 24000 Cấu tử (Component) Mole Fraction Ethylene 0.0002 Ethane 0.0002 Propene 0.5734 Propane 0.0246 i-Butane 0.0051 i-Butene 0.0489 1-Butene 0.0235 13-Butadiene 0.1295 n-Butane 0.0032 cis2-Butene 0.0061 tr2-Butene 0.0072 n-Pentane 0.031 n-Hexane 0.028 n-Octane 0.0255 Toluene 0.0936 “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” Shortcut distillation Trên Connections page design tab nhập đầy đủ thơng tin cho dịng kết nối với thiết bị: “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” BM Lọc Hóa dầu 15 Bài giảng môn Tin ứng dụng 9/22/2014 Shortcut distillation Trên Parameters page design tab nhập đầy đủ thông số hoạt động tháp: “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” Shortcut distillation Sau nhập đầy đủ số liệu, Hysys tính tốn, kết tính tốn thị Performance tab “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” BM Lọc Hóa dầu 16 Bài giảng mơn Tin ứng dụng 9/22/2014 Khảo sát số liệu Sử dụng Databook (Ctrl+D) để khảo sát số liệu Thêm variable: cần khảo sát tỉ số hồi lưu (external reflux) số đĩa thực tế (actual trays) “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” Khảo sát số liệu • • • • • Chuyển sang thẻ Case Studies>Add Chọn External Reflux Ind (Independent Variable) Actual Trays Dep (Dependent Variable) View>Independent Variable Setup Low Bound: 1.1 High Bound: 2.6 Step Size: 0.05 Start “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” BM Lọc Hóa dầu 17 Bài giảng mơn Tin ứng dụng 9/22/2014 Khảo sát số liệu Số liệu khảo sát thể dạng bảng: “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” Shortcut distillation Số liệu khảo sát thể dạng đồ thị: “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” BM Lọc Hóa dầu 18 Bài giảng môn Tin ứng dụng 9/22/2014 Others Modules Mixers/Tees Recycle operations Splitters “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” Learning outcome in Session 3.3    Thành thạo thao tác với Hysys Cách thêm số Unit để phục vụ cho tốn (đưa thơng số, kết nối với dịng, ) Hiểu mục đích, cách thức hoạt động số thiết bị Ôn lại kiến thức môn thiết bị phản ứng môn Thiết bị công nghệ Lọc dầu “We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” BM Lọc Hóa dầu 19 ... Flowsheet menu, lựa chọn “Add Operation? ?? Hoặc ấn F12 Cửa sổ “UnitOps” xuất Sử dụng Workbook Mở Workbook chuyển đến mục “UnitOps”, sau kích vào nút “Add UnitOp” Cửa sổ “UnitOps” xuất Sử dụng bảng... (oC) 83. 3 Pressure (bar) 24 Flowrate (kg/h) 24000 Cấu tử (Component) Mole Fraction Ethylene 0.0002 Ethane 0.0002 Propene 0.5 734 Propane 0.0246 i-Butane 0.0051 i-Butene 0.0489 1-Butene 0.0 235 13- Butadiene... hear; 30 % of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others” BM Lọc Hóa dầu 11 Bài giảng mơn Tin ứng dụng 9/22/2014 3. 3.3