GIÁO TRÌNH mô PHỎNG HYSYS

Một trong những công việc hằng ngày của một Process engineer là nghiên cứu công nghệ tại nhàmáy bên cạnh việc lập báo cáo, phân tích thông kê số liệu. Quá trình nghiên cứu để đánh giá các thiếtbị trong hệ thống công nghệ như: separators, heat exchanger, reboiler, tower, piping, pump,compressor, valves...sẽ đánh giá nhà máy có thể nâng công suất được bao nhiêu phần trăm, có tậndụng được thu hồi nhiệt của các dòng ra tối đa hay không, việc thay đổi và lựa chọn một nguồn nguyênliệu mới có ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế, chất lượng sản phẩm và tính an toàn của nhà máy không?Đánh giá lợi nhuận hằng năm (annual profit) để quyết định đầu tư thêm thiết bị mới, một dự án mớicho việc mở rộng nhà máy...v...v. Tất cả các yếu tố này đòi hỏi một Process engineer phải có kinhnghiệm thực tế và kinh nghiệm mô phỏng

LỜI NĨI ĐẦU KỸ SƯ CƠNG NGHỆ TẠI NHÀ MÁY (PLANT PROCESS ENGINEER) Một công việc ngày Process engineer nghiên cứu công nghệ nhà máy bên cạnh việc lập báo cáo, phân tích thơng kê số liệu Q trình nghiên cứu để đánh giá thiết bị hệ thống công nghệ như: separators, heat exchanger, reboiler, tower, piping, pump, compressor, valves…sẽ đánh giá nhà máy nâng cơng suất phần trăm, có tận dụng thu hồi nhiệt dòng tối đa hay khơng, việc thay đổi lựa chọn nguồn nguyên liệu có ảnh hưởng đến hiệu kinh tế, chất lượng sản phẩm tính an tồn nhà máy khơng? Đánh giá lợi nhuận năm (annual profit) để định đầu tư thêm thiết bị mới, dự án cho việc mở rộng nhà máy…v…v Tất yếu tố đòi hỏi Process engineer phải có kinh nghiệm thực tế kinh nghiệm mô phần mềm Hysys, Aspen plus, Chemcad, Aspen Exchanger Design and Rating… Bài viết có tham khảo tài liệu nước ngồi, đặc biệt tài liệu hướng dẫn tự học AspenOne, UniSim Một số nội dung giáo trình tập hy vọng giúp ích cho:  Các kỹ sư trường, kỹ sư có năm kinh nghiệm sử dụng aspen Hysys/ Aspen plus công việc hàng ngày  Các kỹ sư công nghệ cần kỹ nâng cao để mô cụm phức tạp  Các kỹ sư R&D sử dụng Hysys/Aspen plus để nghiên cứu công nghệ, nâng cấp thay đổi hệ thống dự án  Các kỹ sư nhà máy kiểm tra điều kiện hoạt động nhà máy thông qua việc đánh giá thiết bị Ở nội dung tập 2, chúng tơi cố gắng đưa số ví dụ thực tế nhà máy lĩnh vực lọc dầu, hóa dầu, nhà máy hóa chất Việt Nam để người học có ý tưởng từ gợi ý thông qua học Với ý tưởng này, hy vọng giúp cho kỹ sư giải vấn đề kỹ thuật tồn nhà máy hay dự án thiết kế MỤC LỤC BÀI 1: MỞ ĐẦU NHÀ MÁY XỬ LÝ KHÍ ĐƠN GIẢN BÀI 2: THÁP CHƯNG CẤT - ADVANCED COLUMNS 17 BÀI 3: TEMPLATES AND SUB-FLOWSHEETS 32 BÀI 4: LỆNH RECYLE 42 BÀI 5: XỬ LÝ CÁC LỖI THƯỜNG GẶP - TROUBLESHOOTING 47 BÀI 6: MÔ PHỎNG MÁY NÉN VÀ BƠM THỰC TẾ - MODELLING REAL COMPRESSOR AND PUMP 54 BÀI 7: THIẾT BỊ PHẢN ỨNG – CỤM SẢN XUẤT KHÍ TỔNG HỢP 65 BÀI 8: THIẾT BỊ PHẢN ỨNG – MƠ PHỎNG LỊ HƠI 76 BÀI 9: MÔ PHỎNG THIẾT BỊ TÁCH PHA THỰC TẾ - MODELING REAL SEPARATORS 91 BÀI 10: THIẾT KẾ VÀ ĐÁNH GIÁ THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT 102 BÀI 1: MỞ ĐẦU NHÀ MÁY XỬ LÝ KHÍ ĐƠN GIẢN I GIỚI THIỆU Bài mở đầu xây dựng nhà máy xử lý khí tự nhiên với dòng sản phẩm thu LPG Khí Methane Các sản phẩm thu nguyên liệu cho nhà máy điện, nhà máy đạm chúng sử dụng để làm nhiêu liệu đốt lò, nhiêu liệu sử dụng cho phương tiện cơng cộng Một số q trình để xử lý khí tự nhiên như: làm lạnh (Cooling), Giãn nỡ (Expanding), nén (Compressing), tách pha (Phase Separating) chưng cất (Distillation) Tùy theo tính chất, thành phần khí khai thác mà công nghệ phải sử dụng nhiều thiết bị để thực tách triệt để sản phẩm khí sản phẩm lỏng phục vụ cho cơng đoạn Nhưng lại, trình Mục tiêu học: - Sử dụng LNG Exchanger để mô multi-pass Exchangers - Thiết đặt tháp chưng cất có sử dụng Input Experts - Thêm số specs để hội tụ tháp - Sử dụng Workbook để tính tốn - Sử dụng stream property corrections Một số yêu cầu: Biết sử dụng qua thiết bị: LNG Exchanger, Column, Cooler, Expander, Separator, Pump Tuy nhiên, cố gắng hướng dẫn chi tiết để bạn bước thực II THIẾT LẬP MÔ PHỎNG: http://antdemy.vn/ Thiết lập property - Component List > Add cấu tử: Nitrogen, CO2, Methane, Ethane, Propane, i-Butane, nButane, i-Pentane, n-Pentane n-Hexane - Sử dụng phương trình trạng thái: Peng-Robinson http://antdemy.vn/ Thiết lập Simulation Thêm dòng Feed Gas Chú ý vào Flowsheet/Modify, chọn Flip Horizontal để quay ngược lại dòng hình http://antdemy.vn/ - Vào composition, nhập thành phần cấu tử bên Thành phần cấu tử Natural gas có từ phân tích sắc kí khí để xác định thành phần cụ thể - Sau nhập đầy đủ spec yêu cầu, dòng Feed Gas thị xanh: http://antdemy.vn/ Thêm Multi-pass Exchanger - Mơ hình TBTĐN LNG (Liquefied Narual Gas) tính toán cân vật chất lượng cho TBTĐN đa dòng - Vào Palette chọn LNG Exchanger http://antdemy.vn/ - Vào LNG operation > Tab Desgin > chọn Connection nhập thơng số hình đây: - Trên Tab Design > vào Parameters Mơ hình Rating Simple Weighted sử dụng để chia nhỏ đường cong nhiệt thành đoạn (intervals) Số đoạn thay đổi mục Intervals bảng Exchange Details Step Type loại đường cong thiết đặt để Hysys tách (Temperature, enthalpy auto Intervals) Nếu chọn Dew/Bub pt (điểm sương điểm bột nơi có thay đổi pha rắn lỏng khí) Hysys xác định điểm heating curves mà có diễn thay đổi pha (Ở tài liệu sau, chúng tơi nói mô loại thiết bị cụ thể hơn) - Vào tab Specs: Ở ta thấy bậc tự Cột bên phải tab specs thể biến chưa biết Chúng ta thêm spec để bậc tự giảm xuống  Đầu dòng lạnh 0oC http://antdemy.vn/  Minimum approach temperature 10oC - LNG exchanger giống thiết bị trao đổi nhiệt dạng tube&shell tháp chưng cất, cho phép nhập nhiều thông số để tính tốn Nếu chọn Est (estimate), Hysys sử dụng giá trị giá trị ban đầu để giải vòng lặp Thêm Cooler E-100 - Cooler Inlet Stream: 1A http://antdemy.vn/ ... nội dung giáo trình tập hy vọng giúp ích cho:  Các kỹ sư trường, kỹ sư có năm kinh nghiệm sử dụng aspen Hysys/ Aspen plus công việc hàng ngày  Các kỹ sư công nghệ cần kỹ nâng cao để mô cụm phức... COLUMNS I GIỚI THIỆU Để mô tháp chưng cất cách xác ngồi thực tế template Aspen Hysys chưa mơ tả đủ Mô- đun giới thiệu khái niệm Cột chưng cất tùy chỉnh (Custom column) Aspen HYSYS cho phép kỹ sư... Column Sub-Flowsheet with a reboiler and a condenser Trong mô- đun này, tháp chưng thu hồi LPG theo template Hysys sửa đổi Xây dựng mô phỏng: Tiếp tục với phần Getting Started mở đầu Sử dụng tháp