1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

LUẬN văn tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG TRAO đổi NHIỆT CHO QUY TRÌNH sản XUẤT BENZENE từ TOLUENE

85 9 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 85
Dung lượng 0,93 MB

Nội dung

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BỘ MƠN KỸ THUẬT CHẾ BIẾN DẦU KHÍ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRAO ĐỔI NHIỆT CHO QUY TRÌNH SẢN XUẤT BENZENE TỪ TOLUENE GVHD: ThS NGUYỄN KIM TRUNG SVTH: TRƯƠNG TIẾN ANH MSSV: 1710534 TP HỒ CHÍ MINH – THÁNG 08 NĂM 2021 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC BỘ MƠN KỸ THUẬT CHẾ BIẾN DẦU KHÍ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRAO ĐỔI NHIỆT CHO QUY TRÌNH SẢN XUẤT BENZENE TỪ TOLUENE GVHD: ThS NGUYỄN KIM TRUNG SVTH: TRƯƠNG TIẾN ANH MSSV: 1710534 TP HỒ CHÍ MINH – THÁNG 08 NĂM 2021 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA: KỸ THUẬT HÓA HỌC Số:……./BKDT NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP MSSV: 1710534 Họ tên: TRƯƠNG TIẾN ANH Lớp: HC17DK Ngành: Kỹ Thuật Chế Biến Dầu Khí I TÊN ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRAO ĐỔI NHIỆT CHO QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT BENZENE TỪ TOLUENE II NHIỆM VỤ: - Tìm hiểu quy trình sản xuất Benzene sở lý thuyết q trình hydrodealkyl hóa nhiệt - Mơ quy trình sản xuất mơi trường tĩnh phần mềm Aspen Hysys - Thiết kế hệ thống trao đổi nhiệt phần mềm Aspen Energy Analyzer TP Hồ Chí Minh, Ngày…tháng…năm 2021 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN Người duyệt: Đơn vị: Ngày bảo vệ: Điểm tổng kết: Nơi lưu trữ: NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Ngày…tháng…năm 2021 (GV ký ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆN Ngày…tháng…năm 2021 (GV ký ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN LỜI CẢM ƠN Bằng tất lòng biết ơn, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy hướng dẫn thầy Nguyễn Kim Trung Mặc dù luận văn em chưa đến cuối thầy trị kì vọng, nhiên hướng dẫn nhiệt tình thầy mà đề tài em hoàn thành Cảm ơn thầy quan tâm hỗ trợ mặt tinh thần, với lời khuyên q giá giúp em hồn thành khóa luận tốt nghiệp Tiếp theo, em xin gửi lời cảm ơn đến tập thể thầy cô mộ Kỹ thuật hóa học nói riêng thầy trường Đại học Bách Khoa nói chung trang bị cho em hành trang kiến thức vững chắc, học kinh nghiệm thực tế thầy cô Cảm ơn thầy cô tâm huyết với nghề, cống hiến cho cơng giảng dạy đào tạo nên người thành công Cảm ơn người bạn suốt năm học vừa qua, học tập, ôn thi trưởng thành Cảm ơn người bạn, người anh, từ người không quen biết giúp đỡ tơi q trình thực luận văn tốt nghiệp Cảm ơn người cho kỷ niệm dấu ấn thời sinh viên Có ngày hơm nay, tất nhờ chăm sóc, ni nấng bố mẹ Dù có lớn, mắt bố mẹ, đứa trẻ, luôn bố mẹ quan tâm Con cảm ơn bố mẹ! người hy sinh nhiều ngày hôm nay, cảm ơn bố - người bố lắng nghe hồn cảnh nào, ln ln tin tưởng kỳ vọng vào con, cảm ơn mẹ - người hay nói nhiều nói điều “con biết rồi!” lời quan tâm chân thành người mẹ Cảm ơn người đặc biệt tôi, người bên suốt năm qua, trải qua chuyện thăng trầm, luôn tin tưởng, quan tâm bên đến tận sau Cuối cùng, cảm ơn mái trường Bách Khoa, nơi mơ ước, nguyện vọng ngày cấp ba cho tri thức, mà cịn tình cảm, kỉ niệm đáng nhớ Để sau trường, ln tự hào: Mình sinh viên Bách Khoa! Thành phố Hồ Chí Minh, Ngày…tháng…năm 2021 i TĨM TẮT LUẬN VĂN TÓM TẮT LUẬN VĂN Trong giới hạn luận văn, phần mềm Aspen Hysys sử dụng để mô quy trình sản xuất benzene từ toluene với hệ thống trao đổi nhiệt giúp tiết kiệm lượng tiện ích, giảm chi phí vận hành Luận văn thực qua nội dung sau: ● Trình bày tổng quan đề tài với vấn đề xung quanh đề tài, ý nghĩa đề tài ● Trình bày sở lý thuyết, nguyên vật liệu, sản phẩm, mô tả lý thuyết trình sản xuất lý thuyết thiết kế Pinch; sơ lược phần mềm Aspen Hysys Aspen Energy Analyzer ● Thiết lập Case mô hội tụ việc chọn cấu tử, hệ nhiệt động, thực phản ứng hóa học; thiết lập dòng vật chất, dòng lượng; thiết lập thiết bị, đồng thời liên kết thiết bị với để Case mô hội tụ ● Sử dụng phần mềm Aspen Energy Analyzer để thiết kế hệ thống trao đổi nhiệt (HEN), sau thiết kế lại quy trình Aspen Hysys để quy trình tiệm kiệm lượng tiện ích sử dụng, giảm chi phí vận hành Đồng thời khảo sát khía cạnh vốn đầu tư, giá vận hành thời gian hoàn vốn thiết kế so với thiết kế khác, để người kỹ sư, chủ đầu tư cân nhắc chọn lựa Case mơ hội tụ, cho lượng benzene có độ tinh khiết cao (99,99%) với sản lượng 75,76 tấn/h so với đầu vào 92,14 tấn/h toluene 10,08 tấn/h hydrogen Khả thu hồi nhiệt quy trình đáng kể, lên đến 3.169E+008 kJ/h, 96,027% mục tiêu ban đầu Đề tài khảo sát vấn đề kinh tế tính khả thi quy trình ii LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT LUẬN VĂN DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG CHƯƠNG 1: 1.1.ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2.MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU C 1.3.Ý NGHĨA CHƯƠNG 2:CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1.TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN 2.1.2.Sản phẩm benzene [4] 2.2.QUÁ TRÌNH HYDRODEALKYL HĨA TOL 2.2.1.Hydrodealkyl hóa có xúc tác 2.2.2.Hydrodealkyl hóa nhiệt [6] 2.2.3.Sơ đồ quy trình cơng nghệ [7] 2.3.TỔNG QUAN VỀ KĨ THUẬT PINCH 2.3.1.Khái niệm Pinch [8] 2.3.2.Xây dựng đường cong tổng hợp cho dịng nóng nguội [9] 2.3.3.Đường cong tổng hợp lớn (Grand Composite Curve) [10] 2.3.4.Nguyên tắc Pinch [11] 2.3.5.Thiết kế hệ thống trao đổi nhiệt phương pháp Pinch [12] 2.3.6.Aspen Energy Analyzer (AEA) [13] MỤC LỤC CHƯƠNG 3:PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 3.1.MÔ PHỎNG QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 3.1.1.Cấu tử - Hệ nhiệt độ 3.1.2.Xây dựng cụm quy t 3.2.TỐI ƯU HÓA HỆ THỐNG TRAO ĐỔI NHIỆ 3.2.1.Trích xuất phân tí 3.2.2.Thiết kế HEN [22] 3.2.3.Lựa chọn phương án 3.2.4.Thiết kế quy trình cu CHƯƠNG 4:KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 4.1.KẾT QUẢ CÁC DÒNG VẬT CHẤT 4.2.KẾT QUẢ CÁC DÒNG NĂNG LƯỢNG 4.3.ĐÁNH GIÁ THIẾT KẾ HEN 4.3.1.Khả thu hồi nh 4.3.2.Đánh giá kinh tế CHƯƠNG 5:KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1.KẾT LUẬN 5.2.KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC iv DANH MỤC HÌNH DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Nhu cầu benzene thị trường trung quốc năm qua từ 2016-2020 [5] Hình 2.2: Sơ đồ quy trình cơng nghệ THDA nhà máy Axens sử dụng [7] 10 Hình 2.3: Xây dựng đường gộp 12 Hình 2.4: Giản đồ (T-ΔH) với đường gộp 12 Hình 2.5: Xây dựng đường cong tổ hợp lớn [10] 13 Hình 2.6: Sử dụng đường cong tổng hợp lớn cho mục tiêu nhiều tiện ích [10] 14 Hình 2.7: Các bước tiến hành thiết kế hệ thống trao đổi nhiệt phương pháp Pinch 15 Hình 3.1: Case mơ quy trình sản xuất benzene từ toluene chưa tối ưu nhiệt 22 Hình 3.2: Các dịng nóng, lạnh tiện ích AEA trích xuất từ quy trình 24 Hình 3.3: Ảnh hưởng DTmin đến tổng chi phí quy trình 26 Hình 3.4: Thiết lập mục tiêu lượng giản đồ đường tổng hợp nóng, lạnh 27 Hình 3.5: Sử dụng đường cong tổ hợp lớn quy trình để lựa chọn dịng tiện ích tối ưu o ứng với DTmin = 12 C 29 Hình 3.6: Sơ đồ lưới thiết kế HEN 33 Hình 3.7: Thiết kế HEN đề xuất từ AEA 34 Hình 3.8: Cấu tạo thiết bị truyền nhiệt kiểu vỏ ống 38 Hình 3.9: Case mơ quy trình sản xuất Benzene từ Toluene có tận dụng nhiệt 41 Hình 3.10: Trao đổi nhiệt với dòng To Reboiler tháp T-100 (a) To Reboiler tháp T-101 (b) 42 v KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Dòng Q-100: Dòng HP Steam cung cấp nhiệt lượng cho dòng toluene (T2.3), o o gia nhiệt từ 147 C đến 250,1 C Dòng Q-101: Dòng HP Steam cung cấp nhiệt lượng cho dòng hydrogen (H2.3), o o gia nhiệt từ 147 C đến 248,9 C Dòng Q9: Dòng Cooling Water giải nhiệt cho dòng sau phản ứng trao đổi o o nhiệt với dòng khác, từ 91,73 C xuống 30 C Dòng QC1: Dòng Refrigerant làm ngưng tụ sản phẩm đỉnh condenser o o tháp chưng T-100, từ 28,18 C xuống -6,731 C Dòng QC2: Dòng Air làm ngưng tụ sản phẩm đỉnh condenser tháp chưng o o T-101, từ 117,6 C xuống 117,0 C Dòng QR2: Dòng HP Steam cấp nhiệt cho Reboiler tháp chưng T-101, từ 182,4 o o C lên 248,5 C Dòng QC3: Dòng Cooling Water giải nhiệt cho dòng sản phẩm benzene, từ o o 79,72 C xuống 30 C Bảng 4.6: Kết dòng lượng thiết kế tận dụng nhiệt STT 4.3 ĐÁNH GIÁ THIẾT KẾ HEN 4.3.1 Khả thu hồi nhiệt Để đánh giá khả thu hồi nhiệt thiết kế HEN, ta dựa vào mục tiêu thu hồi nhiệt xác định phần 3.2.1.3 Mục tiêu thu hồi nhiệt, dòng 48 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN lượng sử dụng quy trình, kết thu bảng 4.6 Năng lượng tiện ích nóng sử dụng tổng lượng dịng HP Steam, lượng cho tiện ích lạnh tổng lượng dòng Cooling Water (Q9, QC3), Refrigerant (QC1) Air (QC2) Để xác định lượng nhiệt thu hồi thiết kế HEN, ta lấy tổng lượng dịng tiện ích nóng trước thiết kế HEN (bảng 3.6) trừ tổng lượng dịng tiện ích nóng sau thiết kế HEN (bảng 4.6) Ta kết lượng nhiệt thu hồi là: 3.169E+008 kJ/h Bảng 4.7: Đánh giá khả thu hồi nhiệt HEN STT 4.3.2 Đánh giá kinh tế ● Chi phí vận hành [28] ▪ Năng lượng điện (Electricity): Nhu cầu điện q trình chủ yếu xác định cơng việc cần thiết cho hoạt động bơm, nén, làm mát khơng khí xử lý chất rắn, bao gồm lượng cần thiết cho thiết bị, đèn chiếu sáng vài thiết bị nhỏ khác Giá bán buôn điện thay đổi theo khu vực, thời rơi vào khoảng 0,06 – 0,08 USD/kWh Bắc Mỹ ▪ Dịng tiện ích Cooling Water: Chi phí cung cấp nước làm mát chủ yếu xác định chi phí lượng điện Hệ thống nước làm mát sử dụng lượng để bơm nước làm mát qua hệ thống để chạy quạt tháp giải nhiệt, bao gồm chi phí bù nước xử lý hóa chất Điện sử dụng cho hệ thống nước làm mát tuần hoàn thường từ – 49 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN kWh/1000 gal nước tuần hoàn Chi phí bổ sung nước xử lý hóa chất thường khoảng 0,02 USD/1000 gal ▪ Dịng tiện ích Refrigerant 1: Nhiều loại nguyên liệu phát triển để sử dụng làm chất làm lạnh, hầu hết số hydrocarbon halogen hóa Trong số trường hợp, ammonia, nitrogen and carbon dioxide sử dụng Hệ thống lạnh sử dụng nguồn điện để nén chất làm lạnh Công thức ước tính cách sử dụng nhiệt lượng làm mát hệ số hiệu suất máy lạnh (COP) Chi phí vận hành hệ thống lạnh xác định từ mức tiêu thụ điện COP = Trong đó: Te: nhiệt độ tuyệt đối thiết bị bay hơi, K Tc: Nhiệt độ tuyệt đối bình ngưng, K o Thiết bị bay làm việc -25 C (248 K), nhiệt độ dòng quy trình cần làm o nguội từ 28 C (301 K), COP = 4,679 Với hiệu suất 0,8 cơng kW suất làm việc máy lạnh là: ▪ Dịng tiện ích Air: Khơng khí áp suất atm có sẵn khí quyển, chi phí hoạt động dịng tiện ích từ cơng suất quạt làm mát Trung bình khoảng 0,13 – 0,14 USD/h sử dụng ▪ Dòng tiện ích HP Steam: Ta có giá HP Steam khoảng USD/klb = 0,0066 USD/kg Giá HP ước tính từ chi phí xử lý nước cấp cho lò hơi, giá nhiên liệu hiệu suất lò hơi: PHPS = PF dHb + PBFW B Trong đó: PHPS: giá nước áp suất cao, USD/1000lb PF: giá nhiên liệu, USD/MMBtu dHb: tổng nhiệt, MMBtu/Mlb steam ηB: hiệu suất lò đốt 50 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN PBFW: giá nước cấp cho lò, USD/Mlb (nếu nước ngưng tụ nước ngưng tụ quay trở lại nồi phần bỏ qua) Bảng 4.8: Mức sử dụng chi phí vận hành dịng tiện ích STT ● Chi phí đầu tư cho thiết bị trao đổi nhiệt: Chi phí đầu tư thiết bị trao đổi nhiệt ước tính đơn giản dựa diện tích trao đổi nhiệt Diện tích trao đổi nhiệt liên hệ theo công thức sau [29]: Q = U.A.ΔTm Trong đó: Q: Lượng nhiệt trao đổi đơn vị thời gian, W U: Hệ số truyền nhiệt tổng quát, W/m K A: Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt, m ΔTm: Chênh lệch nhiệt độ trung bình, K Ta thực ước tính sơ chi phí sơ theo cơng thức sau, hệ số tính tốn lấy tài liệu [30]: Ce = a + b.S Trong đó: Ce: Chi phí mua thiết bị a, b: hệ số chi phí S: Thơng số kích thước n: Hệ số mũ cho loại thiết bị 51 n KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Bảng 4.9: Các giá trị để tính chi phí mua thiết bị STT Bảng 4.10: Ước tính chi phí mua thiết bị trao đổi nhiệt STT 10 11 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 12 13 14 15 • Chi phí lắp đặt: Để ước tính chi phí lắp đặt thiết bị từ chi phí thiết bị mua, Lang đề xuất tổng chi phí lắp đặt thiết bị xấp xỉ lần tổng chi phí mua Tuy nhiên Hand nhận thấy thu ước tính xác cách sử dụng yếu tố khác cho loại thiết bị xử lý khác Ví dụ, chi phí lắp đặt cột chưng cất, bình áp suất, máy bơm gấp lần chi phí mua thiết bị; trao đổi nhiệt gấp 3,5 lần; máy nén gấp 2,5 lần; lò đốt gấp lần,…[31] 53 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN Quy trình sản xuất benzene từ toluene phương pháp dehydrodealkyl hóa nhiệt với khả thu hồi nhiệt lượng mô thành công với phần mềm Aspen Hysys Case mô hồn tồn hội tụ, thơng thiết lập phần 3.1 MƠ PHỎNG QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ thông số cho thiết bị trao đổi nhiệt thiết lập Bảng 3.14: Thông số cài đặt cho thiết bị thiết kế HEN Với điều kiện thiết lập, tỉ lệ mole hydrogen với toluene 5, lưu lượng mole o dòng toluene 1000 kgmole/h, với điều kiện phản ứng 680 C 3500 kPa cho độ chuyển hóa cao, lên đến 99,55% Qua tháp chưng cất, thu benzene có độ tinh khiết cao (99,99%) với sản lượng 75,8 tấn/h, kết liệt kê phần 4.1 KẾT QUẢ CÁC DÒNG VẬT CHẤT Thiết kế xây dựng nhiệt độ DTmin tối ưu, giúp cho hệ thống tối ưu chi phí vận hành chi phí đầu tư Các dịng tiện ích thiết lập với mục tiêu ban đầu, giúp cho quy trình sử dụng loại tiện ích phù hợp, nhằm giảm chi phí dịng tiện ích Mặc dù quy trình sử dụng 15 thiết bị trao đổi nhiệt so với 11 thiết bị trao đổi nhiệt tối thiểu, khả thu hồi nhiệt thiết kế HEN đáng kể, lên đến 3.169E+008 kJ/h, 96,027% mục tiêu ban đầu đề Các mục tiêu đề đề cập phần 3.2.1 Trích xuất phân tích liệu Đồng thời, chi phí vốn đầu tư chi phí vận hành tính tốn phần 4.3.2 Đánh giá kinh tế, giúp cho người kĩ sư hay chủ đầu tư có xem xét, lựa chọn có nên đầu tư cho thiết kế hay không? Hay hướng đến thiết kế khác 5.2 KIẾN NGHỊ Do hạn chế mặt thời gian kiến thức, mơ hình chưa khai thác cách triệt để Cụ thể, mơ hình xây dựng mơi trường ổn định, sử dụng công thức từ nên tảng lý thuyết loại bỏ yếu tố nhằm giúp hệ đạt trạng thái lý tưởng, đó, mơ hình chưa hướng đến xác gần với thực tế Kiến nghị đưa để tiếp tục mở rộng hướng nghiện cứu xây dựng mơ 54 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ hình động cho hệ thống, cách định cỡ thiết bị, thiết lập hệ thống điều khiển đưa vào số nhiễu cho hệ thống dạng tín hiệu xung để kiểm tra khả điều khiển khả phục hồi hệ thống 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] AdvanTech Jsc (8/2020) Mục đích mơ phỏng: https://www.advantech.vn/faq/viewlist?c=faqs#Muc-dich-cua-mo-phong [2] Cengage (May 2018) Toluene Available: https://www.encyclopedia.com/science- and-technology/chemistry/organic-chemistry/toluene [3] Cengage (Jun 2018 Hydrogen Available: https://www.encyclopedia.com/science- and-technology/chemistry/compounds-and-elements/hydrogen [4] Cengage (May 2018) Benzene Available: https://www.encyclopedia.com/science- and-technology/chemistry/organic-chemistry/benzene [5] Rob Peacock, Stephanie Kirby and Jenny Yi Benzene will the us find enough? ICIS [6] Stanislav Valerievich Emet B.S (May, 2003) An examination of modified hierarchical design structure for chemical proesses Graduate Faculty of Texas Tech University Pp 4-7 [7] Hydrocarbon Processing (2014) 2014 Petrochemical Processes Handbook [8] Linnhoff March (1998) Introduction to Pinch Technology Targeting House Gadbrook Park, Northwish Cheshire, CW9 7UZ, England Pp [9] Linnhoff March (1998) Introduction to Pinch Technology Targeting House Gadbrook Park, Northwish Cheshire, CW9 7UZ, England Pp 10 [10] Linnhoff March (1998) Introduction to Pinch Technology Targeting House Gadbrook Park, Northwish Cheshire, CW9 7UZ, England Pp 10-11 [11] Linnhoff March (1998) Introduction to Pinch Technology Targeting House Gadbrook Park, Northwish Cheshire, CW9 7UZ, England Pp [12] Linnhoff March (1998) Introduction to Pinch Technology Targeting House Gadbrook Park, Northwish Cheshire, CW9 7UZ, England Pp 30-31 [13] Eskild Aas (June, 2019) Optimization of Heat Exchanger Networks using Aspen Energy Analyzer and SeqHENS Norwegian University of Science and Technology Pp 19-20 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO [14] Stanislav Valerievich Emet B.S (May, 2003) An examination of modified hierarchical design structure for chemical proesses Graduate Faculty of Texas Tech University Pp 6-9 [15] Vũ Bá Minh (2014) Quá trình thiết bị cơng nghệ hóa học & thực phẩm – Tập – Kỹ thuật phản ứng Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh Trang 78 [16] James M Douglas (1988) Conceptual design of chemical processes University of Massachusetts Pp 8-9 [17] K.Nagamalleswara Rao, G Koteswara Reddy, P Rajendra Prasad, V Suajatha (2015) Pinch Analysis of Cumene Process using Aspen Energy Analyzer International Journal of Chemical Engineering and Processing Pp 26 [18] Linnhoff March (1998) Introduction to Pinch Technology, Targeting House Gadbrook Park, Northwish Cheshire CW9 7UZ, England Pp 20 [19] Gavin Towler, Ray Sinnott (2013) Chemical Engineering Design – Principles, Practice and Economics of Plan and Process Design Butterworth-Heinemann Pp 107-108 [20] Gavin Towler, Ray Sinnott (2013) Chemical Engineering Design – Principles, Practice and Economics of Plan and Process Design Butterworth-Heinemann Pp 113-114 [21] Linnhoff March (1998) Introduction to Pinch Technology, Targeting House Gadbrook Park, Northwish Cheshire CW9 7UZ, England Pp 13 [22] Aspen Technoly, Inc Aspen Energy Analyzer – Reference Guide [23] Linnhoff March (1998) Introduction to Pinch Technology Targeting House Gadbrook Park, Northwish Cheshire, CW9 7UZ, England Pp 49-50 [24] Frank (Xin X.) Zhu (2014) Energy and Process Optimization for the Process Industries American Institute of Chemical Engineers, Inc [25] K.Nagamalleswara Rao, G Koteswara Reddy, P Rajendra Prasad, V Suajatha (2015) Pinch Analysis of Cumene Process using Aspen Energy Analyzer International Journal of Chemical Engineering and Processing Pp 24 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO [26] Gavin Towler, Ray Sinnott (2013) Chemical Engineering Design – Principles, Practice and Economics of Plan and Process Design Butterworth-Heinemann Pp 70 [27] Charles E Thomas (2011) Process Technology Equipment & Systems United States of America Pp 170-171 [28] Gavin Towler, Ray Sinnott (2013) Chapter “Utilities and Energy Efficient Design” in the book Chemical Engineering Design – Principles, Practice and Economics of Plan and Process Design Butterworth-Heinemann [29] Gavin Towler, Ray Sinnott (2013) Chemical Engineering Design – Principles, Practice and Economics of Plan and Process Design Butterworth-Heinemann Pp 70 [30] Gavin Towler, Ray Sinnott (2013) Chemical Engineering Design – Principles, Practice and Economics of Plan and Process Design Butterworth-Heinemann Pp 321-324 [31] James M Douglas (1988) Conceptual design of chemical processes University of Massachusetts Pp 33 58 PHỤ LỤC PHỤ LỤC Phụ lục 1: Hình ảnh mơ dịng thiết bị sử dụng case mơ STT Tên Material Stream Energy Stream Set Pump Control Valve Mixer Heat Exchanger Heater Tee 10 Reactor 11 Cooler 12 Separator 13 Recycle 14 Distillation Column Phụ lục 2: Màu sắc dòng vật chất lượng Màu sắc Dòng vật chất khởi tạo chưa nhập đầy đủ thơng tin Dịng vật chất hội tụ Dịng lượng thiếu thơng số Heat Flow Dịng lượng hội tụ Phụ lục 3: Màu sắc thiết bị Màu sắc Thiết bị thiếu dòng vật chất vào lượng Thiết bị đầy đủ dòng vật chất vào, dòng lượng thiếu thông số hoạt động Thiết bị hội tụ 60 ... trường Từ vấn đề đó, đề tài luận văn ? ?Thiết kế hệ thống trao đổi nhiệt cho quy trình sản xuất Benzene từ Toluene? ?? ứng dụng phần mềm Hysys với mục đích thiết kế xây dựng quy trình cơng nghệ, đồng... KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BỘ MƠN KỸ THUẬT CHẾ BIẾN DẦU KHÍ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRAO ĐỔI NHIỆT CHO QUY TRÌNH SẢN XUẤT BENZENE TỪ TOLUENE GVHD: ThS NGUYỄN KIM TRUNG SVTH: TRƯƠNG TIẾN... VỤ: - Tìm hiểu quy trình sản xuất Benzene sở lý thuyết q trình hydrodealkyl hóa nhiệt - Mơ quy trình sản xuất mơi trường tĩnh phần mềm Aspen Hysys - Thiết kế hệ thống trao đổi nhiệt phần mềm

Ngày đăng: 07/01/2022, 09:01

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 2.1: Nhu cầu benzene tại thị trường trung quốc các năm qua từ 2016-2020 [5] 2.2. QUÁ TRÌNH HYDRODEALKYL HÓA TOLUENE - LUẬN văn tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG TRAO đổi NHIỆT CHO QUY TRÌNH sản XUẤT BENZENE từ TOLUENE
Hình 2.1 Nhu cầu benzene tại thị trường trung quốc các năm qua từ 2016-2020 [5] 2.2. QUÁ TRÌNH HYDRODEALKYL HÓA TOLUENE (Trang 20)
Hình 2.2: Sơ đồ quy trình công nghệ THDA nhà máy Axens sử dụng [7] - LUẬN văn tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG TRAO đổi NHIỆT CHO QUY TRÌNH sản XUẤT BENZENE từ TOLUENE
Hình 2.2 Sơ đồ quy trình công nghệ THDA nhà máy Axens sử dụng [7] (Trang 22)
Hình 2.3: Xây dựng đường gộp - LUẬN văn tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG TRAO đổi NHIỆT CHO QUY TRÌNH sản XUẤT BENZENE từ TOLUENE
Hình 2.3 Xây dựng đường gộp (Trang 24)
Hình 2.4: Giản đồ (T-ΔH) với các đường gộp - LUẬN văn tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG TRAO đổi NHIỆT CHO QUY TRÌNH sản XUẤT BENZENE từ TOLUENE
Hình 2.4 Giản đồ (T-ΔH) với các đường gộp (Trang 24)
(a). Bước đầu tiên là điều chỉnh nhiệt độ của các đường cong hỗn hợp như trong Hình 2.5 (b) - LUẬN văn tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG TRAO đổi NHIỆT CHO QUY TRÌNH sản XUẤT BENZENE từ TOLUENE
a . Bước đầu tiên là điều chỉnh nhiệt độ của các đường cong hỗn hợp như trong Hình 2.5 (b) (Trang 25)
Hình 2.6: Sử dụng đường cong tổng hợp lớn cho mục tiêu nhiều tiện ích [10] - LUẬN văn tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG TRAO đổi NHIỆT CHO QUY TRÌNH sản XUẤT BENZENE từ TOLUENE
Hình 2.6 Sử dụng đường cong tổng hợp lớn cho mục tiêu nhiều tiện ích [10] (Trang 26)
Hình 2.7: Các bước tiến hành thiết kế hệ thống trao đổi nhiệt bằng phương pháp Pinch - LUẬN văn tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG TRAO đổi NHIỆT CHO QUY TRÌNH sản XUẤT BENZENE từ TOLUENE
Hình 2.7 Các bước tiến hành thiết kế hệ thống trao đổi nhiệt bằng phương pháp Pinch (Trang 27)
Hình 3.1: Case mô phỏng quy trình sản xuất benzene từ toluene khi chưa tối ưu nhiệt 3.2 - LUẬN văn tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG TRAO đổi NHIỆT CHO QUY TRÌNH sản XUẤT BENZENE từ TOLUENE
Hình 3.1 Case mô phỏng quy trình sản xuất benzene từ toluene khi chưa tối ưu nhiệt 3.2 (Trang 35)
Bảng 3.6: Các dòng tiện ích của thiết kế chưa được tối ưu nhiệt - LUẬN văn tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG TRAO đổi NHIỆT CHO QUY TRÌNH sản XUẤT BENZENE từ TOLUENE
Bảng 3.6 Các dòng tiện ích của thiết kế chưa được tối ưu nhiệt (Trang 36)
Hình 3.2: Các dòng nóng, lạnh và tiện ích được AEA trích xuất từ quy trình - LUẬN văn tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG TRAO đổi NHIỆT CHO QUY TRÌNH sản XUẤT BENZENE từ TOLUENE
Hình 3.2 Các dòng nóng, lạnh và tiện ích được AEA trích xuất từ quy trình (Trang 38)
Trong hình, các dòng tiện ích nóng và lạnh là các dòng tương ứng màu đỏ và xanh ở trên cùng và dưới cùng của sơ đồ lưới, ở giữa là các dòng nóng và lạnh trong quy trình, tương ứng với màu đỏ và xanh - LUẬN văn tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG TRAO đổi NHIỆT CHO QUY TRÌNH sản XUẤT BENZENE từ TOLUENE
rong hình, các dòng tiện ích nóng và lạnh là các dòng tương ứng màu đỏ và xanh ở trên cùng và dưới cùng của sơ đồ lưới, ở giữa là các dòng nóng và lạnh trong quy trình, tương ứng với màu đỏ và xanh (Trang 38)
Giá trị DTmin được xác định bởi hệ số truyền nhiệt tổng thể (U) và dạng hình học của bộ trao đổi nhiệt - LUẬN văn tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG TRAO đổi NHIỆT CHO QUY TRÌNH sản XUẤT BENZENE từ TOLUENE
i á trị DTmin được xác định bởi hệ số truyền nhiệt tổng thể (U) và dạng hình học của bộ trao đổi nhiệt (Trang 42)
Hình 3.4: Thiết lập các mục tiêu năng lượng bằng giản đồ đường tổng hợp nóng, lạnh - LUẬN văn tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG TRAO đổi NHIỆT CHO QUY TRÌNH sản XUẤT BENZENE từ TOLUENE
Hình 3.4 Thiết lập các mục tiêu năng lượng bằng giản đồ đường tổng hợp nóng, lạnh (Trang 43)
Hình 3.5: Sử dụng đường cong tổ hợp lớn của quy trình để lựa chọn dòng tiện ích tối ưu ứng với DTmin = 12oC - LUẬN văn tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG TRAO đổi NHIỆT CHO QUY TRÌNH sản XUẤT BENZENE từ TOLUENE
Hình 3.5 Sử dụng đường cong tổ hợp lớn của quy trình để lựa chọn dòng tiện ích tối ưu ứng với DTmin = 12oC (Trang 45)
Bảng 3.10: Các dòng công nghệ còn lại được giải nhiệt - LUẬN văn tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG TRAO đổi NHIỆT CHO QUY TRÌNH sản XUẤT BENZENE từ TOLUENE
Bảng 3.10 Các dòng công nghệ còn lại được giải nhiệt (Trang 48)
Sơ đồ lưới HEN được thiết kế như hình dưới đây: - LUẬN văn tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG TRAO đổi NHIỆT CHO QUY TRÌNH sản XUẤT BENZENE từ TOLUENE
Sơ đồ l ưới HEN được thiết kế như hình dưới đây: (Trang 50)
Bảng 3.13: Đánh giá chi phí và hiệu quả thiết kế AEA đề xuất - LUẬN văn tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG TRAO đổi NHIỆT CHO QUY TRÌNH sản XUẤT BENZENE từ TOLUENE
Bảng 3.13 Đánh giá chi phí và hiệu quả thiết kế AEA đề xuất (Trang 55)
Hình 3.8: Cấu tạo thiết bị truyền nhiệt kiểu vỏ và ống - LUẬN văn tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG TRAO đổi NHIỆT CHO QUY TRÌNH sản XUẤT BENZENE từ TOLUENE
Hình 3.8 Cấu tạo thiết bị truyền nhiệt kiểu vỏ và ống (Trang 57)
Bảng 3.14: Thông số cài đặt cho các thiết bị trong thiết kế HEN - LUẬN văn tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG TRAO đổi NHIỆT CHO QUY TRÌNH sản XUẤT BENZENE từ TOLUENE
Bảng 3.14 Thông số cài đặt cho các thiết bị trong thiết kế HEN (Trang 58)
Hình 3.10: Trao đổi nhiệt với dòng To Reboile rở tháp T-100 (a) và To Reboile rở tháp T-101 (b) - LUẬN văn tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG TRAO đổi NHIỆT CHO QUY TRÌNH sản XUẤT BENZENE từ TOLUENE
Hình 3.10 Trao đổi nhiệt với dòng To Reboile rở tháp T-100 (a) và To Reboile rở tháp T-101 (b) (Trang 62)
Bảng 4.1: Thông số tính chất và lưu lượng mole dòng vào và ra thiết bị phản ứng - LUẬN văn tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG TRAO đổi NHIỆT CHO QUY TRÌNH sản XUẤT BENZENE từ TOLUENE
Bảng 4.1 Thông số tính chất và lưu lượng mole dòng vào và ra thiết bị phản ứng (Trang 63)
Bảng 4.3: Thông số tính chất và lưu lượng mole dòng vào và ra thiết bị chưng cất T- T-100 - LUẬN văn tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG TRAO đổi NHIỆT CHO QUY TRÌNH sản XUẤT BENZENE từ TOLUENE
Bảng 4.3 Thông số tính chất và lưu lượng mole dòng vào và ra thiết bị chưng cất T- T-100 (Trang 66)
Bảng 4.4: Thông số tính chất và lưu lượng mole dòng vào và ra thiết bị chưng cất T- T-101 - LUẬN văn tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG TRAO đổi NHIỆT CHO QUY TRÌNH sản XUẤT BENZENE từ TOLUENE
Bảng 4.4 Thông số tính chất và lưu lượng mole dòng vào và ra thiết bị chưng cất T- T-101 (Trang 68)
Bảng 4.5: Thông số tính chất và lưu lượng mole các dòng hoàn lưu và dòng khí purge - LUẬN văn tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG TRAO đổi NHIỆT CHO QUY TRÌNH sản XUẤT BENZENE từ TOLUENE
Bảng 4.5 Thông số tính chất và lưu lượng mole các dòng hoàn lưu và dòng khí purge (Trang 69)
Bảng 4.6: Kết quả các dòng năng lượng trong thiết kế tận dụng nhiệt - LUẬN văn tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG TRAO đổi NHIỆT CHO QUY TRÌNH sản XUẤT BENZENE từ TOLUENE
Bảng 4.6 Kết quả các dòng năng lượng trong thiết kế tận dụng nhiệt (Trang 71)
lượng được sử dụng trong quy trình, kết quả thu được trong bảng 4.6. Năng lượng tiện ích nóng sử dụng là tổng năng lượng của dòng HP Steam, năng lượng cho tiện ích lạnh là tổng năng lượng của các dòng Cooling Water (Q9, QC3), Refrigerant 1 (QC1) và Air (Q - LUẬN văn tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG TRAO đổi NHIỆT CHO QUY TRÌNH sản XUẤT BENZENE từ TOLUENE
l ượng được sử dụng trong quy trình, kết quả thu được trong bảng 4.6. Năng lượng tiện ích nóng sử dụng là tổng năng lượng của dòng HP Steam, năng lượng cho tiện ích lạnh là tổng năng lượng của các dòng Cooling Water (Q9, QC3), Refrigerant 1 (QC1) và Air (Q (Trang 73)
Bảng 4.8: Mức sử dụng và chi phí vận hành của các dòng tiện ích - LUẬN văn tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG TRAO đổi NHIỆT CHO QUY TRÌNH sản XUẤT BENZENE từ TOLUENE
Bảng 4.8 Mức sử dụng và chi phí vận hành của các dòng tiện ích (Trang 75)
Bảng 4.9: Các giá trị để tính chi phí mua thiết bị - LUẬN văn tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG TRAO đổi NHIỆT CHO QUY TRÌNH sản XUẤT BENZENE từ TOLUENE
Bảng 4.9 Các giá trị để tính chi phí mua thiết bị (Trang 76)
Phụ lục 1: Hình ảnh mô phỏng của các dòng và thiết bị sử dụng trong case mô phỏng - LUẬN văn tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG TRAO đổi NHIỆT CHO QUY TRÌNH sản XUẤT BENZENE từ TOLUENE
h ụ lục 1: Hình ảnh mô phỏng của các dòng và thiết bị sử dụng trong case mô phỏng (Trang 84)

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w