Ổn định dầu thô (sử dụng công cụ Optimazation)

Tài Liệu học mô phỏng hysys mô phỏng thiết bị

Ổn định dầu thô (sử dụng công cụ Optimazation) Nội dung Trong bài này, sơ đồ công nghệ đơn giản được sử dụng  để phân tách một hỗn hợp dầu khí thành sản phẩm dầu ổn định và khí thương phẩm. Sơ đồ công nghệ này đã được sử dụng tại nhiều nhà nhà máy khí xung quanh vùng Alberta có ít sản phẩm lỏng và không được phép chứa đầy trong tháp chưng cất. Trong công nghệ sử dụng một sơ đồ tách ba cấp đơn giản có gia nhiệt giữa mỗi cấp và mục tiêu của bài tập là lựa chọn áp suất và nhiệt độ giảm dần sao cho chi phí cho sản phẩm ít và đạt được lợi nhuận tối đa. Một công cụ đặc biệt trong HYSYS, Optimzer sẽ được sử dụng để tìm điều kiện vận hành tối ưu nhất. Mục tiêu Sau khi hoàn thành bài này bạn có thể : • Sử dụng công cụ Optimizer trong HYSYS để tối ưu quy trình sản xuất. • Sử dụng bảng tính Spreadsheet để thực hiện các tính toán Yêu cầu • Nhập dòng và các thiết bị mô phỏng • Biết cách sử dụng bảng tính Spreadsheet 1 2 Sơ đồ công nghệ Xây dựng mô phỏng Tạo lập cơ sở mô phỏng Trong case này sử dụng phương trình trạng thái Peng Robinson với các cấu tử sau: C 1 , C 2 , C 3 , n-C 4 , i-C 4 , n-C 5 , i-C 5 , C 6 , C 7 , C 8 và C 9 Biến đổi hệ đơn vị tính Trong bài này chọn đơn vị của dòng khí là m 3 /d_gas thay cho đơn vị tính mặc định là kgmole/h và đơn vị tính thể tích dòng lỏng là m 3 /d không sử dụng đơn vị mặc định là m 3 /h. 1. Từ Tool menu chọn Preferences và vào Units tab 2. Chọn đơn vị SI làm đơn vị mặc định Không thể sửa cài đặt mặc định nhưng bạn có thể copy bằng cách bấm phím Clone Units Set. 3. Đổi tên đơn vị Clone Units Set thành Optimzer 4. Di chuyển con trỏ tới ô Flow 5. Chọn m 3 /d_gas từ danh sách kéo thả trong Edit Bar 6. Di chuyển chuột tới các ô Liq . Vol .flow 7. Chọn lựa m 3 /d từ bảng dưới của menu trong Edit Bar 3 Bắt đầu quá trình mô phỏng 1. Nhập các dòng vật chất với các giá trị sau: Quá trình bao mô phỏng bao gồm ba thiết bị phân tách hơi và lỏng . Tại thiết bị phân tách thứ nhất áp suất sẽ được cố định bằng áp suất đầu vào của dòng khí. Áp suất của thiết bị phân tách cuối sẽ được cài đặt theo áp suất dòng hơi ra khỏi thiết bị. Giá trị mặc định độ giảm áp trong thiết bị bằng 0, vì thế bạn phải xóa giá trị mặc định này trong Parameter tab của stage 2 và stage 3 trước khi có thể xác định áp suất dòng ra Mỗi tháp tách có gia nhiệt sơ bộ (preheater) 4 2. Nhập 3 thiết bị trao đổi nhiệt với các tham số sau: 5 3. Nhập 3 tháp tách với các tham số sau: 6 4. Nhập 2 máy nén với các tham số sau: 5. Nhập thiết bị trộn với các tham số sau: 7 8 6. Nhập các tham số cần thiết như trong bảng sau đây; Kiểm tra áp suất hơi bão hòa RVP Áp suất hơi bão hòa RVP của dòng sản phẩm lỏng khoảng 96.5kPa thỏa mãn các tiêu chuẩn của đường ống Áp suất hơi bão hòa RVP của một dòng đã được xác định trong Cold Properties Utility. Có thể chọn Utilities từ Tools menu hoặc từ Utilities page của Attachments tab của Liquid Product trong Steam Property view. Công cụ Optimizer Trong HYSYS có công cụ Optimizer đa biến cho mô phỏng tĩnh. Trong một sơ đồ công nghệ đã được xây dựng và đã thu được giải pháp hội tụ, bạn có thể sử dụng Optimizer để tìm điều kiện hoạt động tối ưu cho những giá trị nhỏ nhất hay lớn nhất của hàm mục tiêu. Chính optimizer đã sử dụng Spreadsheet của mình để xác định hàm mục tiêu cũng giống như bất kỳ biểu thức toán học khác đã sử dụng. Điều này cho phép bạn xây dựng hàm mục tiêu nhằm thu được lợi nhuận tối đa, giảm thiểu những phần phụ trợ hoặc hệ số trao đổi nhiệt UA tối thiểu. 9 Mở Optional10.hsc, trả lời các câu hỏi,và sau đó tiếp tục module Lưu lượng thể tích dòng sản phẩm lỏng là bao nhiêu? Lưu lượng mol dòng sản phẩm khí là bao nhiêu? • Các biến sơ cấp (Primary variables): đây là các biến nhập từ bảng tính mà giá trị của nó được thiết lập để tối giản hoặc tối đa hàm mục tiêu. Bạn phải thiết lập cận trên và cận dưới cho biến cơ sở, sử dụng để thiết lập khoảng tìm kiếm • Hàm mục tiêu (Objecive Function): Đây là hàm sẽ được tối thiểu hoặc tối đa. Hàm mục tiêu phải được xác định thông qua Spreadsheet. Điều đó cho phép người thiết kế định nghĩa hàm một cách linh hoạt. • Các hàm tương quan (Constraint function): Các đẳng thức và bất đẳng thức của hàm được xác định thông qua Spreadsheet. Trong trong trình tính toán Hàm mục tiêu, Optimizer cũng cần phải có các hàm tương quan do người thiết kế thiết lập. Trong bài này, mục đích tối đa hóa tổng lợi nhuận trong khi mà áp suất hơi bão hòa (RVP) nhận được nhỏ hơn 96.5 kPa. Thu nhập từ nhà máy là sản phẩm khí và sản phẩm lỏng. Các chi phí toàn bộ bao gồm giá của các dòng vào mỗi heater cộng giá nén khí cho mỗi máy nén. Lợi nhuận = doanh thu - chi phí Lợi nhuận = sản phẩm khí + sản phẩm lỏng – chi phí các dòng – chi phí máy nén 10 Các biến nào có thể thay đổi ảnh hưởng đến chi phí các dòng? Chi phí nén khí đo được là bao nhiêu? Các biến nào có thể thay đổi ảnh hưởng đến chi phí nén khí (nhớ rằng áp suất nén khí đầu ra là cố định)? Các biến nào Proccess (Adjusted)Variables sẽ được tối đa? . Ổn định dầu thô (sử dụng công cụ Optimazation) Nội dung Trong bài này, sơ đồ công nghệ đơn giản được sử dụng  để phân tách một hỗn hợp dầu khí. phân tách một hỗn hợp dầu khí thành sản phẩm dầu ổn định và khí thương phẩm. Sơ đồ công nghệ này đã được sử dụng tại nhiều nhà nhà máy khí xung quanh vùng