Mô phỏng - simulation là phƣơng pháp m hình hóa dựa trên việc thiết lập mô hình số và sử dụng phƣơng pháp số để tìm ra lời giải với sự trợ giúp của máy vi tính. Để mô phỏng một quá trình trong thực tế đòi hỏi:
- Mô hình nguyên lí: nguyên lí của quá trình và mối liên hệ giữa các thông số liên quan.
- Mô tả toán học: dùng các công cụ toán học để mô tả mô hình nguyên lí - Xử lý các biểu thức và các ràng buộc.
Tất nhiên một quá trình trong thực tế là một tập hợp gồm rất nhiều yếu tố phức tạp mà không thể có một mô tả toán học nào có thể cho kết quả chính xác tuyệt đối. Độ phức tạp của quá trình tăng lên, đồng nghĩa với số lƣợng các thông số liên quan, biến số, phƣơng trình, ràng buộc tăng lên. Giải quyết cùng lúc cả 3 bƣớc trên đòi hỏi một khối lƣơng tính toán cực kì lớn, và nhƣ vậy mô phỏng với sự trợ giúp của máy vi tính là tất yếu. Trong ngành công nghệ hóa học nói chung và công nghệ lọc hóa dầu nói riêng, mô phỏng đóng vai trò v cùng quan trọng trong việc thiết kế, phân tích, vận hành và tối ƣu hoá hệ thống.
Aspen One là một gói phần mềm mô phỏng các quá trình công nghệ hóa học do hãng AspenTech của Mỹ phát triển, đƣợc sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu và
HVTH: Đỗ Phú Khánh Trang 76
ứng dụng để tối ƣu quá trình sản xuất trong công nghiệp. Aspen sử dụng các mô hình toán học để mô phỏng quá trình. Với nguồn cơ sở dữ liệu khổng lồ, Aspen có thể xử lý các quá trình rất phức tạp, bao gồm cả hệ thống phân tách nhiều cột, thiết bị phản ứng, chƣng cất các hợp chất phản ứng hóa học. Aspen Adsorption là một modul trong bộ phần mềm mô phỏng Aspen One.
Modul Aspen Adsorption có thể ứng dụng để thiết kế, mô phỏng và tối ƣu hóa các quá trình hấp phụ để phân tách khí, chẳng hạn nhƣ chu trình hấp phụ thay đổi áp suất (PSA), chu trình hấp phụ thay đổi nhiệt độ (TSA), chu trình hấp phụ thay đổi độ chân không (VSA). Aspen Adsorption có một công cụ mạnh là Cyclic Steady State (CSS) cho phép một quá trình hấp phụ có chu kỳ ở trạng thái ổn định. Mô hình Aspen hấp phụ CSS cung cấp một công cụ thiết kế rất hiệu quả có thể dễ dàng sử dụng nhƣ là một gói phần mềm tối ƣu hóa để xác định thiết kế và điều hành các điều kiện tối ƣu cho quá trình tính toán và thiết kế các hệ thống hấp phụ. Trong nghiên cứu này, Aspen Adsorption đƣợc sử dụng để thiết lập mô hình và mô phỏng hệ thống thiết bị tạo Oxy bằng chu trình thay đổi độ chân không (VSA).