CƠ sở TÍNH TOÁN CHO QUÁ TRÌNH ổn ĐỊNH (TIN học ỨNG DỤNG) (chữ biến dạng do slide dùng font VNI times, tải về xem bình thường)

Chương CƠ SỞ TÍNH TỐN CHO Q TRÌNH ỔN ĐỊNH (Steady State) Mục lục I Tiếp cận tổng quát - Thí dụ dẫn nhập A Mô tả trình B Phân tích toán: Các dòng đầu vào/đầu ra; Phân tích thiết bị phản ứng; Hệ thống TBPU-Phân tách-Hoàn lưu; Hệ thống phân tách; Điều khiển thông số sơ đồ flowsheet; Chuyển đổi thiết bị thực sang thiết bị mô phỏng; Phân tích bậc tự do; Các vấn đề nhiệt động học; Tiến trình tính toán C Qui trình mô II Các thiết bị: Thiết bị trộn dòng phân dòng; Thiết bị phân tách cân pha Flash; Thiết bị trao đổi nhiệt (a Biến đổi lượng; b Thiết bị trao đổi nhiệt dạng vỏ-ống; c Thiết bị trao đổi nhiệt đa dòng); Thiết bị chưng cất tính toán nhanh (shortcut); Thiết bị chưng cất chi tiết (a Tháp phân tách đa mục đích; b Tháp kết nối toàn thể Inter-linked; c Tháp lọc dầu; Chưng cất gián đoạn); Thiết bị trích ly; Thiết bị phản ứng (a TBPU tỉ lượng; b TBPU cân bằng; c Các mô hình động học; d TBPU hoạt động gián đoạn); Thay đổi áp suất (a Bơm; b Thiết bị nén khí/giãn khí; c Van); Module giảm áp III Nhiệt động học: Các cấu tử; Các phương án nhiệt động học; Các thông số tương tác hỗn hợp IV Tóm tắt I Tiếp cận tổng quát - Thí dụ dẫn nhập Mô tả trình Quá trình tách nhóm alkyl hydrogen HDA (hydro-dealkylation alkyl-benzenes alkylnaphtalenes thành hợp chất vòng thơm tương ứng chúng, benzene hay naphtalene) chuyển đổi toluene thành benzene với diện lượng dư dồi hydrogen Cách tiếp cận đơn giản xem xét hai phản ứng: - Phản ứng : dealkylation để toluene thaønh benzene vaø methane: C6H5CH3 + H2  C6H6 + CH4 (1) - Phản ứng thứ cấp: tạo thành naphtalene sản phẩm phụ: 2C6H6  C12H10 + H2 (2) Phản ứng này, nói chung tỏa nhiệt, xảy thiết bị phản ứng dạng ống (PFR) đoạn nhiệt áp suất 25 đến 35 bar nhiệt độ 620 720 oC Một lượng dư dồi hydrogen, điển hình tỉ lệ mol 5:1,ngăn ngừa tạo thành than cốc Độ chuyển hoá phản ứng điển hình 60-80%, giá trị cao độ chọn lọc giảm nhanh chóng A Mô tả trình Hình 1: Quá trình HDA để sản xuất benzene công nghệ UOP (Mowry, 1986) FEHE: thiết bị trao đổi nhiệt cho dòng nhập liệu (feed effluent heat exchanger) A Mô tả trình Toluene nhập liệu (Fresh Toluene) toluene hoàn lưu (Recycled Toluene) trộn với hydrogen áp suất nhánh phản ứng Sau bay gia nhiệt thiết bị trao đổi nhiệt cho dòng nhập liệu (FEHE), hỗn hợp đun nóng buồng đốt (Furnace) nhiệt độ đủ cao để khởi phát phản ứng, cấp vào thiết bị phản ứng (Reactor) Dòng nhúng (quench) với chất lỏng hoàn lưu (không thể hình) đề ngăn ngừa phân huỷ nhiệt Sau hỗn hợp phản ứng vào nhánh thu hồi nhiệt, mà TBTĐN, nhánh có thiết bị sinh nước (Steam Generation) Sau qua thiết bị làm nguội (Cooler), hỗn hợp phản ứng đưa phân tách bồn chứa phân tách cân pha flash Pha khí bao gồm hỗn hợp hydrogen/methane với lượng nhỏ benzene toluene Pha lỏng bao gồm benzene toluene, nghư cấu tử nặng thành phần nhẹ hoà tan Phần khí hoàn lưu TBPU thông qua máy nén (Compressor) sau trộn lẫn với makeup hydrogen Để ý make-up hydrogen hoàn lưu qua phần làm giàu hydrogen (Hydrogen Enrichment) Pha lỏng vào phần tách lỏng Sau giảm áp, khí hoà tan tách tháp ổn định (Stabilisation Column) Các cấu tử có phân tử lượng cao làm tắc phần bên tháp chưng cất tách tháp đất sét (Clay Tower) Cuối cùng, thiết bị chưng cất chi tiết tên tháp hoàn lưu tiến hành phân tách cấu tử nhẹ đỉnh thành phần nhẹ (Lights), benzene tinh chế toluene không bị chuyển đổi dòng sản phẩm trung gian (side-streams), cấu tử nặng khác đáy thành phần nặng (Heavies) B Phân tích toán Các dòng đầu vào/đầu Các dòng nhập liệu gồm toluene tinh khiết 100% hydrogen có 5% CH4 Phân tích đầu vào/đầu phải khẳng định cân vật chất phù hợp Qui tắc vàng tính toán flowsheeting trạng thái ổn định phát biểu rằng, vật chất vào tạo TBPU phải khỏi trình, không xảy tích lũy hệ thống Khi kiểm tra hệ thống Hình ta thấy dòng đầu sau: benzene sản phẩm, khí nhẹ từ tháp ổn định, thành phần nặng từ tháp chưng cất Toluen trung gian dòng hoàn lưu không cần tính đến Tuy nhiên thiếu chất hình nói trên! Một xét đoán cân vật chất định tính đơn giản cho thấy đầu cho methane tạo thành phản ứng, mà cấp vào tạp chất với hydrogen nhập liệu Như vậy, ta phải xem xét dòng khí làm purge Cuối cùng, cấu trúc đầu vào/đầu trình HDA trình bày H Để ý có hai đầu vào, dòng nhập liệu Hydrogen Toluene, bốn đầu ra, Purge, Benzene, Các thành phần nhẹ (Lights) Các thành phần nặng (Heavies) B Phân tích toán Phân tích TBPU Việc mô hình hóa TBPU tính toán flowsheeting phải cung cấp mô tả tin cậy việc chuyển đổi chất tham gia phản ứng thành sản phẩm chính, sản phẩm phụ, tạp chất Cách tiếp cận theo kiểu tỉ lượng đơn giản đủ cho mục đích cân vật chất Trong thí dụ này, mô hình hóa theo kiểu tỉ lượng cần biết (1) độ chuyển hóa phản ứng (2) độ chọn lựa phản ứng phụ Như vậy, lần thử đầu tiên, ta mô hình TBPU mô hình TBPU tỉ lượng Nếu có sẵn liệu động học xác, có tương tác đáng kể hệ thống phản ứng phần lại flowsheet xem xét mô hình động học Dạng TBPU, TBPU với cánh khuấy liên tục (CSTR) hay TBPU dạng ống (PFR), cần thiết lập Tuy nhiên TBPU công nghiệp phức tạp nhiều so với mô hình lý tưởng Vì lý này, không nên sử dụng mô hình động học tính toán flowsheeting trạng thái ổn định, giai đoạn đầu, trừ mục tiêu cao cấp hơn, vận hành hay điều khiển toàn phân xưởng Trong trường hợp này, việc kết hợp mô hình động học tỉ lượng hợp lý Mô hình động học xét đến trình sản xuất xác định tốc độ phản ứng chính, mà phụ thuộc vào thể tích TBPU lưu lượng thành phần dòng hoàn lưu Mô hình tỉ lượng mô tả tạo thành sản phẩm phụ tạp chất cần thiết để mô xác thiết bị phân tách B Phân tích toán Hệ thống TBPU-TBPT-Hoàn lưu Việc mô flowsheet phức tạp nên bắt đầu cách nhận diện cấu trúc Một cấu trúc hệ thống TBPU-TBPT-Hoàn lưu, minh họa H 3, trình HDA Các chất phản ứng nhập liệu hoàn lưu vào thiết bị trộn Mix Để ý dòng lạnh TBTĐN buồng đốt gộp lại thành TBTĐN tên HX1 Tương tự, dòng nóng TBTĐN, thiết bị sinh nước thiết bị làm nguội gộp lại thành TBTĐN tên HX2 Theo cách này, nỗ lực tập trung vào hoạt động TBPU, mà không vào vấn đề hội tụ nhánh phản ứng kết hợp nhiệt Thiết bị phân tách cân pha (Flash) nơi pha khí lỏng tách rời Mô hình cân lỏng/hơi mô hoạt động Để mô dòng purge, ta đặt thiết bị phân dòng Split mô hình Stream Splitter Sau dòng khí hoàn lưu thông qua máy nén Comp mô Compressor Việc mô hệ thống phân tách lỏng phức tạp Cách tiếp cận đơn giản gộp hạng mục vào thiết bị hộp đen (black-box unit) tên Separation, mô mô đun Separator Điều thiết lập dạng thu hồi cấu tử mong muốn Theo cách này, ta tập trung ý đến ảnh hưởng dòng hoàn lưu vào hệ phản ứng ý đến vấn đề mô thiết bị phân tách B Phân tích toán Hình 3: Cấu trúc TBPU-TBPT-Hoàn lưu trình HDA B Phân tích toán Hệ thống phân tách Việc phân tích hệ thống phân tách cần xác định mô hình mô thích ứng Việc mô chuỗi tháp chưng cất nghiên cứu flowsheet riêng rẽ (H 4) Sau giảm áp thông qua van V1, hỗn hợp lỏng vào thiết bị ổn định (stab) khí hoà tan tách Một mô hình phù hợp Rigorous Distillation với sản phẩm chưng cất Sau giảm áp lần hai thông qua van V2, việc phân tách benzene, toluene thành phần nặng xảy ta tháp thứ hai (Dist), mô hình tháp Rigorous Distillation Hình 4: Phần phân tách lỏng trình HDA 10 Thiết bị chưng cất chi tiết Thiết bị chưng cất chi tiết thiết bị phức tạp tính toán flowsheeting Mô hình hóa phân thành hai phạm trù: (a) Các mô hình dựa bậc cân bằng, (b) mô hình dựa lưu lượng (rate) Các mô hình dựa bậc cân mô hình áp dụng nhiều Chúng bao gồm việc giải phương trình bảo toàn Khối lượng, Cân bằng, Tổng, Enthalpy (MESH - Mass, Equilibrium, Summation, and Enthalpy balances) tuân theo chiến lược khác (Haas, 1992) Các bậc thực tế xem xét nhờ khái niệm hiệu suất bậc (Murphree) thực tế thiết kế người ta thấy khái niệm đưa nhiều lộn xộn giải vấn đề (Kister, 1992) Hiệu suất bậc và/hay cấu tử sử dụng để theo dõi hiệu tháp vận hành Các mô hình dựa lưu lượng (rate) hay mô hình không cân vượt qua thiếu sót khái niệm hiệu suất bậc Mô tả chi tiết tìm thấy tài liệu Taylor Krishna (1993) Tuy nhiên, chúng đòi hỏi kiến thức số lớn thông số, thông số định phụ thuộc vào việc thiết kế thiết bị tiếp xúc Khi việc tổng hợp trình nhấn mạnh, mô hình dựa lưu lượng (rate) đòi hỏi nhiều công sức, mô hình cổ điển dựa tầng cân thực tế Tuy nhiên, tình hình khác vận hành hay thiết kế hoàn thiện xác Có nhiều kinh nghiệm với mô hình dựa lưu lượng (rate) việc chúng có sẵn tùy chọn tiêu chuẩn gói phần mềm thương mại có 28 thể làm thay đổi tình trạng tương lai II Các thiết bị Một số mô hình mô tháp có hoạt động dựa trình chưng cất mô tả ngắn gọn a Tháp phân tách đa mục đích Thiết bị mô dạng trình phân tách, tháp chưng cất, hấp thụ, tách rửa (stripping), hay trích ly, mô nhóm nhiều cấp (cascade) bậc cân ngược chiều Mô hình Radfrae Aspen Plus đặc biệt hữu ích Đầu tiên mô hình xây dựng thuật toán inside-out mà thuật toán làm tăng đột ngột phát triển mô hoạt động dựa trình chưng cất (Boston, 1980) Có thể xử lý tháp với nhiều dòng nhập liệu, dòng sản phẩm phụ, thiết bị đun nóng hay làm nguội cho bậc, minh họa Hình 13 đích 29 Hình 13: Tháp đơn phân tách đa mục II Các thiết bị Các khả sau thường sẵn có: - Xử lý dạng hỗn hợp khác nhau: lý tưởng, không lý tưởng, đẳng phí (azeotropes) - Một số thuật toán xây dựng phù hợp nhiều tình đa dạng khác nhau, mà ta đề cập như:  Các hỗn hợp lý tưởng không lý tưởng, với điểm sôi rộng hẹp  Các hệ thống có độ không lý tưởng cao (chưng cất trích ly đẳng phí)  Chưng cất ba pha  Chưng cất chất điện ly - Phản ứng hóa học đóa giả thiết điều khiển cân động học - Sự chọn lựa rộng rãi thông số sản phẩm (tốc độ dòng chảy, tỷ lệ thu hồi, độ tinh khiết, tỉ lệ cấu tử), biến số nội (lưu lượng, nhiệt độ, tính chất vật lý hỗn hợp) - Định kích thước tháp kèm theo số dạng khay, lưới hay xú-páp (van), số dạng đệm, dạng chất đống (dumped) hay dạng có cấu trúc (structured) 30 - Lập trình trực tuyến sử dụng để tùy chỉnh thông số II Các thiết bị b Tháp kết nối toàn thể Inter-linked Khối tháp kết nối toàn thể cho phép mô tốt tổ hợp tháp chưng cất phức tạp, tháp có tích hợp nhiệt, hệ thống phân tách không khí, thiết bị hấp thụ/rửa, chưng cất trích ly có hoàn lưu dung môi, tháp phân đoạn/dội nhúng (fractionator/quench tower), v.v… Vì qui trình giải tháp kết nối toàn thể gây vấn đề hội tụ, qui trình giải thuận tiện đạt với qui trình giải đồng thời tập hợp phương trình mô hình hóa tháp khác c Tháp lọc dầu Các thiết bị chuyên dụng dùng để mô trình phân đoạn phức tạp ngành lọc dầu Cấu hình tiêu biểu bao gồm tháp với bơm tuần hoàn (pump-around) thiết bị rửa sản phẩm phụ (side strippers) (Hình 14) Trong ứng dụng, ta kể đến tháp tiền phân tách lỏng (pre-flash tower), chưng cất dầu thô áp suất khí hay thiết bị phân đoạn với trình cracking lưu chất có xúc tác (Fluid Catalytic Cracking - FCC) 31 II Các thiết bị Chưng cất gián đoạn Chưng cất gián đoạn (Hình 15) khả kèm số phần mềm tính toán flowsheeting mà sử dụng cách riêng rẽ hay kết hợp với trình liên tục Mô hình giải phương trình MESH trạng thái không ổn định ràng buộc hoạt động gián đoạn, hồi lưu biến thiên, áp suất tháp biến thiên, việc thu gom phần chưng cất (fractions) lập trình theo thời gian, hay chế độ nhiệt có điều khiển Một tính mạnh khảo sát chiến lược chưng cất mà giảm thiểu thời gian mẻ Chú ý gói phần mềm riêng biệt Batchfrac Aspen CC-ReACS ChemCad thuận tiện để mô trình bất liên tục liên quan đến phản ứng phân tách, gặp ngành hóa học chuyên ngành 32 II Các thiết bị Thiết bị trích ly Thiết bị trích ly lỏng lỏng (Hình 16) mô thiết bị trích ly ngược dòng bao gồm tầng cân Có thể xét trường hợp gồm nhiều dòng nhập liệu, sản phẩm phụ thiết bị đun nóng/làm nguội Mô hình hóa xác cân lỏng-lỏng cốt yếu, đặc biệt thiết bị có liên quan đến dòng hoàn lưu Nếu thông tin nhiệt động học không đáng tin cậy, thiết bị hộp đen đơn giản đề xuất để đóng dòng hoàn lưu Việc phân tích thiết kế dạng thiết bị chọn thực thiết bị riêng rẽ cách sử dụng mô hình chi tiết Hình 3.16: Mô hình trích ly lỏng-lỏng 33 II Các thiết bị Thiết bị phản ứng Là thiết bị chịu trách nhiệm thay đổi cân vật chất, TBPU hóa học phải mô hình cách xác theo quan điểm Các TBPU tính toán flowsheeting TBPU dạng ống (PFR) TBPU với cánh khuấy liên tục (CSTR), trình bày Hình 17 Các mô hình lý tưởng không đủ để mô tả phức tạp TBPU công nghiệp Một phương án thực tế kết hợp mô hình dòng chảy lý tưởng với TBPU tỉ lượng, hay với số kỹ thuật lập trình người sử dụng Theo cách TBPU dòng tính đến ảnh hưởng dòng hoàn lưu chuyển hóa, dạng tỉ lượng dùng để mô tả cách thực tế hiệu ứng độ chọn lựa, tạo thành tạp chất, quan trọng thiết bị phân tách Một số mô hình tiêu chuẩn mô tả sau đây: 34 II Các thiết bị a TBPU tỉ lượng Mô hình tỉ lượng mô tả cân vật chất mạng phản ứng nhờ phương trình tỉ lượng cách sử dụng độ chuyển hóa hay mức độ phản ứng làm biến số phản ứng Theo cách tiếp cận này, cân nguyên tử bảo toàn Trong trường hợp mô hình gọi TBPU dạng kết (yield reactor), việc phân bố sản phẩm cho nhờ mối tương quan đại số Kết là, sử dụng TBPU dạng kết quả, không tương thích cân vật chất cấu tử xảy ra, đạt hội tụ dòng hoàn lưu b TBPU cân Trong trường hợp phản ứng hóa học xảy nhanh chóng, nhiệt độ cao hay gia tốc nhờ chất xúc tác, giả thiết cân hóa học cho ý tưởng thực tế hiệu tối đa đạt Có thể thiết lập độ lệch nhiệt độ hay độ chuyển hóa so với cân thực Có thể xử lý cân hóa học đơn pha, hay cân hóa học đồng thời hay nhiều pha Cần ý kỹ lưỡng độ xác việc tính toán hàm lượng tự Gibbs enthalpy Hai mô hình thường có sẵn là: - Các phản ứng cân Các phản ứng hóa học cho cách tường minh Có thể xem xét việc nhập biểu thức số cân - Cực tiểu hóa lượng tự Gibbs Mô hình không cần thông số tỉ lượng, mà thực thể hóa học tham gia vào phản ứng 35 Các thuật toán đáng tin cậy có sẵn nhờ công trình W Seider đồng nghiệp (1979-1981) II Các thiết bị c Các mô hình động học Có thể sử dụng mô hình động học để liên kết việc thiết kế TBPU với hoạt động chúng Tốc độ phản ứng biểu diễn theo qui luật hàm mũ, hay biểu thức phức tạp hơn, mối tương quan Langmuit-Hinselwood-Hougen-Watson (LHHW) trình có xúc tác Có hai mô hình lý tưởng, TBPU với cánh khuấy liên tục (CRTR) hay TBPU dạng ống (PFR), có sẵn chế độ đánh giá yếu tố ảnh hưởng đến vận hành (rating) (cố định thể tích phản ứng) hay chế độ thiết kế (thiết lập độ chuyển hóa) d TBPU hoạt động gián đoạn TBPU hoạt động gián đoạn hay nửa gián đoạn mô thiết bị riêng rẽ hay tương tác với trình liên tục Các đặc điểm kỹ thuật bao gồm hoạt động chu kỳ với bồn chứa đệm, phản ứng đơn pha nhiều 36 pha II Các thiết bị Thay đổi áp suất Các mô hình áp suất mô thay đổi biến số trạng thái hàm nhiệt động gây thay đổi áp suất lưu chất Việc tính toán phân tách cân pha (flash) thực cách có hệ thống Các thiết bị thường gặp mô tả a Bơm Hình 18: Mô hình thiết bị nén khí/giãn khí Mô hình mô bơm để vận chuyển lưu chất, tua-bin thủy lực Nó xử lý trường hợp nhiều pha lắng gạn nước b Thiết bị nén khí/giãn khí Mô hình thiết bị nén khí tổng quát nhiều tầng có số chức năng: thiết bị nén khí đa biến đẳng entropy, thiết bị nén khí dịch chuyển dương, thiết bị làm nguội trung gian tầng, tua-bin đẳng entropy Các tính toán đơn pha, hai hay ba pha thực c Van Mô hình van mô thay đổi trạng thái lưu chất gây giảm áp đáng kể, thường điều kiện đoạn nhiệt Mô hình hóa thiết bị van tương tự với thiết bị phân tách cân pha flash Để ý số gói phần mềm có khả tính toán van an toàn giảm áp (safety relief valve ), thiết bị sử dụng 37để mô động học trường hợp khẩn cấp, thời gian cần thiết để giảm áp bồn chứa II Các thiết bị Module giảm áp Thiết bị giảm áp sử dụng để mô hoạt động thủy lực, thí dụ độ giảm áp tuyến ống hay mạng phân phối Có thể xử lý hoạt động đoạn nhiệt hay trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh Trong tính toán flowsheeting, nói chung mô-đun xây dựng phù hợp để mô việc vận chuyển lưu chất phân xưởng trình Mô-đun bao trùm diện rộng điều kiện vật lý, thí dụ tính toán ba pha chế độ chảy khác Tuy nhiên, ứng dụng đặc biệt mô hình tốt nhờ phần mềm chuyên dụng, mạng lưới công trình tiện ích (nước hơi), hay hệ thống tuyến ống ngành sản xuất dầu mỏ khí 38 III Nhiệt động học Các cấu tử Các nguồn thông tin tính chất nhiệt-vật lý liệt kê đây: - Viện thiết kế nghiên cứu tính chất vật lý (Design Institute of Physical Property Research, DIPPR)/American Institute of Chemical Engineers, AIChE-USA - Hệ thống sở liệu tính chất vật lý (Physical Property Database System, PPDS2)/NEL-UK - Trung tâm nghiên cứu nhiệt động học (Thermodynamics Research Centre, TRC)/Houston-USA Các liệu chất lượng cao đòi hỏi phải kiểm tra, thử nghiệm bảo dưỡng cách tốn Người sử dụng không nên ngạc nhiên số khác biệt hệ thống khác Đề xuất nên thực việc kiểm tra thông số phạm vi có hiệu lực mô hình Khi tính chất sẵn, cần phải ước đoán cách có hệ thống Mô tả chi tiết phương pháp ước đoán tìm thấy lần xuất gần sách huyền thoại Prausnitz et al (2001) Đa số phương pháp thực phần mềm mô Người sử dụng nên ý độ xác phương pháp, biết sai sót tương đối nhỏ gây hậu nghiêm trọng, trường hợp lượng tự Gibbs cân hóa học 39 III Nhiệt động học Các phương án nhiệt động học Việc chọn lựa mô hình nhiệt động phù hợp độ xác thông số yếu tố định độ tin cậy tài liệu thiết kế có trợ giúp mô Các tùy chọn mặc định nhiệt động học thường dựa phương trình trạng thái bậc ba Lý phương trình giải phạm vi rộng ứng dụng, đặc biệt trình liên quan đến hydrocarbons, cho ta tính toán quán cân pha tính toán dựa entropy enthalpy Bình thường, phần mềm mô có sở liệu nội với thông số tương tác cho mô hình khác Khi sử dụng theo cách tường minh, thông số cho kết tốt hay xấu Khi độ xác quan trọng, người sử dụng phải kiểm tra kỹ lưỡng tính hiệu lực, nguồn liệu gốc sai số mô hình Lấy thí dụ, Aspen Plus, người sử dụng phải xác nhận tính hợp lệ cách tường minh thông số tương tác phần mềm đề xuất Độ xác cân pha tính toán dựa entropy enthalpy phải khảo sát sử dụng mô hình phương trình trạng thái Lấy thí dụ, thường phương trình trạng thái bậc ba đánh giá thấp giá trị enthalpy bốc Trong trường hợp này, phương pháp khác xác hơn, phương pháp dựa định luật trạng thái ứng với ba thông số (Lee-Kesler, CurlPitzer, v.v…) Các hỗn hợp giàu cấu tử với dáng điệu đặc biệt, H hay CH4, cần phương pháp đặc biệt để mô xác Khi thông số tương tác hai cấu tử mô hình độ hoạt động chất lỏng không có, sử dụng phương pháp dự báo UNIFAC Đáng ý rằng, UNIFAC phù hợp mục đích thăm dò, không phù hợp thiết kế hoàn chỉnh Khi hỗn hợp có độ không lý tưởng lớn liên quan đến áp suất cao đề xuất kết 40 hợp phương trình trạng thái với mô hình độ hoạt động chất lỏng III Nhiệt động học Các thông số tương tác hỗn hợp Các mô hình nhiệt động để xử lý hỗn hợp chứa số thông số tương tác Chúng phân thành phạm trù sau đây: Các hệ số tương tác hai cấu tử mô hình độ hoạt động chất lỏng Chú ý có giá trị phân biệt cân lỏng-hơi (VLE) cân lỏng-lỏng (LLE) Một vài tập hợp giá trị có sẵn, phụ thuộc vào phạm vi áp suất nhiệt độ Độ không lý tưởng pha nên xem xét với ứng dụng điều kiện áp suất cao hay chân không Khả kết hợp phân tử pha hay pha lỏng nên khảo sát Các thông số tương tác mô hình phương trình trạng thái Các qui luật hỗn hợp theo thông số tương tác có giá trị phải kiểm tra tính tương thích với tình hình điều kiện vật lý Các số Henry hỗn hợp hai cấu tử khí/dung môi (thường nước) Các liệu độ hòa tan hỗn hợp nước/chất hữu Các hệ thống chất điện ly: Các thông số ion thực thể hóa học khác nhau, số cân phản ứng khác nhau, thông số tương tác mô hình độ hoạt động chất lỏng Các thông số tương tác phương trình trạng thái ứng dụng cho dung dịch polymer Nếu độ xác định liệu thực nghiệm có sẵn, 41 đề xuất phải hồi qui liệu phạm vi biến thiên cần thiết ứng dụng xét IV Tóm tắt Khi sử dụng phần mềm mô trạng thái ổn định, nên ý khía cạnh sau đây: Một toán mô phải phân tích cẩn thận trước bố trí lên flowsheet Việc phân tích toán phải tính đến nguyên lý mô hình hóa tổng quát, kể ràng buộc thiết lập môi trường mô hình hóa phần mềm mô Sự hiểu biết máy phần mềm mô bắt buộc để đạt kết tin cậy Khía cạnh định công tác mô việc chọn lựa mô hình nhiệt động phù hợp Có thể sử dụng mô hình khác phần khác flowsheet, hay cho số thiết bị Lấy thí dụ, mô hình phương trình trạng thái sử dụng toàn thể flowsheet, mô hình độ hoạt động chất lỏng phù hợp thiết bị phân tách Độ xác thông số mô hình nên kiểm tra cách có hệ thống Các công cụ phân tích nhiệt động học nên sử dụng cách có hệ thống để đánh giá độ xác cân pha trước mô chi tiết thiết bị phân tách 42 ... nhiệt động học thường dựa phương trình trạng thái bậc ba Lý phương trình giải phạm vi rộng ứng dụng, đặc biệt trình liên quan đến hydrocarbons, cho ta tính toán quán cân pha tính toán dựa entropy... chưng cất tính toán nhanh (Shortcut Distillation) Thiết bị chưng cất tính toán nhanh sử dụng thiết kế sơ để xác định số bậc cần thiết phân tách cho trước (Hình 12) Việc tính toán dựa qui trình cổ... chọn (các) biến số đo (mẫu), xác định biến số điều khiển, thiết lập điểm cài đặt Cũng có khả biểu diễn biến số điều khiển hàm toán học vài biến số mẫu Tiếp theo biến số thao tác chọn, cận biến thiên