1- Mở một chương trình mơ phỏng mới (Opening a New Simulation)
• TừFileMenu⇒New
• Nếu bạn muốn PRO/II luơn luơn được mở với một chương trình mơ phỏng mới ⇒
Options Menu⇒New File on Startup
2- Mở một chương trình mơ phỏng đê cĩ (Opening an Existing Simulation)
Bạn cĩ thể mở bất kỳ một chương trình mơ phỏng năo đê được ghi trước đĩ để chỉnh sửa, xem hoặc in. Qui trình :
• TừFileMenu⇒Open ⇒ hiển thị cửa sổOpen Simulation .
• Đânh tín chương trình văo hoặc chọn tín file mơ phỏng
• OK hoặc Enter ⇒ hiển thị file Simulation cần thiết
3- Ghi một file mơ phỏng đang hiện hănh (Saving the Current Simulation) a- Ghi một file mơ phỏng đang hiện hănh a- Ghi một file mơ phỏng đang hiện hănh
• TừFileMenu⇒Save ⇒ nếu bạn chưa ghi chương trình mơ phỏng năy lần năo thì sẽ hiển thị cửa sổ Save as ⇒ nhập tín ⇒ Chọn OK hoặc nhắp Enter. Cịn sau lần ghi đầu tiín, muốn ghi lại file đang hiện hănh ⇒ nhắp văo biểu tượng Save
• Chương trình PRO/II sẽ tự động nĩn 3 file dữ liệu (*.pr1, .pr2, .pr3) vă 1 file flowsheet biểu đồ câc dịng (*.sfd) thănh một file đơn *.prz. Vì vậy, bín cạnh việc giảm kích thước của câc file lưu trữ cịn đảm bảo rằng việc căi đặt file đê hoăn thănh mỗi khi chúng ta ghi câc chương trình mơ phỏng
• Chức năng Autosave của PRO/II sẽ tựđộng tạo một file sao chĩp dự phịng (backup file). Nếu bạn đĩng hoặc thơt ra chương trình mơ phỏng mă khơng ghi thì file năy sẽ bị xĩa. Hêy chọn Options / simulation Defaults / Autosave từ menu bar ⇒ hiển thị
cửa sổ Autosave Options ⇒ nhắp chọn Automatic Save File every ⇒ nhập chu kỳ
save (phút) ⇒ OK
b- Ghi một file mơ phỏng với một tín khâc
TừFile Menu ⇒ chọn Save as ⇒ hiển thị cửa sổ Save as ⇒ Nhập tín mới cho chương trình mơ phỏng ⇒ Chọn OK hoặc nhắp Enter
4- Xĩa một chương trình mơ phỏng (Deleting a Simulation)
• TừFile Menu⇒ chọn Delete⇒PRO/II sẽ hiển thị một danh sâch câc file mơ phỏng đê cĩ
• Nhập hoặc chọn tín của flie muốn xĩa (Bạn khơng thể xĩa một chương trình mơ phỏng đang hiện hănh)
• Chọn OK hoặc nhắp Enter⇒ PRO/II sẽ xĩa tất cả câc file liín kết với chương trình mơ phỏng năy
5- Sao chĩp một chương trình mơ phỏng (Copy a Simulation)
• PRO/II cĩ thể copy tất cả câc file liín kết với chương trình mơ phỏng (3 file dữ liệu vă 1 flowsheet) văo một file mơ phỏng mới hoặc đang hiện hănh. Nếu bạn muốn copy văo một file mơ phỏng đang hiện hănh ⇒PRO/II sẽ hỏi bạn cĩ muốn viết đỉ lín file hiện hănh năy khơng ?
• Từ File Menu ⇒ chọn Copy ⇒ PRO/II sẽ hiển thị cửa sổ Select File to Copy ⇒
Hêy chọn tín file cần copy (Bạn khơng thể copy một chương trình mơ phỏng đang hiện hănh) ⇒ Nhập tín file đích (target) ⇒ OK
6- Thay đổi dạng đường viền câc dịng (Modifying the Flowsheet Stream Border Style)
• Thơng thường đường viền câc dịng thường cĩ dạng hình chữ nhật ⇒ Chúng ta cĩ thể thay đổi thănh đường viền dạng trịn. Qui trình như sau :
- Right-click văo dịng được chọn ⇒ hiển thị cửa sổ lựa chọn - Chọn Display⇒ xuất hiện cửa sổStream Style
- Chọn Circle từ drop-down list box của Stream Label Border
- click OK ⇒ đường viền dịng được chọn từ dạng hình chữ nhật chuyển thănh đường viền dạng trịn
• Với câch như trín, bạn cĩ thể thay đổi dạng đường viền cho từng dịng riíng lẽ. Cịn nếu muốn, bạn cĩ thể click chuột trâi vă quĩt chọn một hình chữ nhật bao xung quanh câc dịng muốn thay đổi dạng đường viền rồi tiến hănh qui trình như trín. Hoặc bạn cĩ thể mặc định dạng đường viền cho tất cả câc dịng ngay từđầu theo qui trình sau : (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- TừOptions Menu ⇒Drawing Defauts ⇒ Stream Display ⇒ hiển thị cửa sổ
Stream Style
- Chọn Circle từ drop-down list box của Stream Label Border. Vă lựa chọn năy chỉ cĩ giâ trị khi chúng ta chọn Nameở mục Stream Label Type⇒ OK
7- Hiển thị tính chất của dịng trín sơđồ mơ phỏng
• Qui trình như sau :
- Right-click văo dịng được chọn ⇒ hiển thị cửa sổ lựa chọn - Chọn Display⇒ xuất hiện cửa sổStream Style
- Chọn Properties từ drop-down list box ở mục Stream Label Type
- Mặc định ở mục Property List lă Property Label List ⇒ sẽ hiển thị tín, nhiệt độ, âp suất vă lưu lượng dịng ⇒ OK
8- Sử dụng Flash Hot-Key Tool
• PRO/II cĩ một cơng cụ hữu ích cho phĩp hiển thị nhanh chĩng câc tính tơn flash của bất kỳ dịng năo được chọn ⇒ Đĩ lă cơng cụ Flash Hot-Key, cung cấp một phương tiện nhanh chĩng, dễ dăng để xâc định hăm lượng vă thănh phần của pha lỏng vă pha hơi của bất kỳ dịng năo
9- Xuất một sơ đồ mơ phỏng ra cửa sổ lưu trữ tạm (Exporting the PFD to the Windows Clipboard) Windows Clipboard)
Từ Clipboard, bạn cĩ thể dân một câch đơn giản hình vẽ lín bất kỳ một chương trình soạn thảo năo như trong Microsoft Word. Qui trình như sau :
• TừMenu⇒File⇒Export
• Chọn Flowsheet Drawing
• Click OK ⇒ PRO/II sẽ hiển thị một hộp hội thoại để khẳng định rằng flowsheet đê được xuất ra cửa sổ lưu trữ tạm
10- Nhập một file PRO/II cĩ sẳn (Importing a PRO/II Keyword Input File)
Bạn cĩ thể nhập một file keyword Input của PRO/II dạng *.inp cĩ sẳn văo giao diện
PRO/IIđang hiện hănh. PRO/II sẽ tựđộng chuyển đổi file năy thănh một sơđồ tính tơn vă chúng ta cĩ thể tiến hănh mơ phỏng như mơ phỏng trín một sơ đồ PFD, từđĩ chúng ta cĩ thể chỉnh sửa theo ý mình
• TừMenu⇒File⇒Import
• Nhập hoặc chọn tín của flie muốn nhập
• Chọn OK hoặc nhắp Enter
11- Xâc định câc tính chất về cđn bằng lỏng - hơi của câc hệ 2 cấu tử (Display BVLE)
Để xâc định câc tính chất về bằng lỏng - hơi của câc hệ 2 cấu tử năy ở âp suất thường (1 atm) hay ở một âp suất bất kỳ năo đĩ, ta sử dụng cơng cụDisplay BVLE.
Qui trình như sau :
• Chọn hệđơn vị
• Chọn cấu tử
• Nhắp chọn biểu tượng Display BVLE ⇒ Chọn câc cấu tử, chọn âp suất vă nhắp chọn Calculate ⇒ Ta sẽđược 5 loại biểu đồ:
• Biểu đồ X - Y
• Biểu đồ T - X - Y
• Biểu đồ hệ số Fugacity (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
• Biểu đồ hằng số cđn bằng K thay đổi theo thănh phần mol
VII- BĂI TẬP ÂP DỤNG
Băi tơn 1: Mơ phỏng sơ đồ cơng nghệ của phđn xưởng tâch Mĩthane
Thâp Demethanizer để tâch methane ra khỏi hỗn hợp khí trong sơ đồ sử dụng turbo- expander.
Lưu lượng dịng khí nguyín liệu : 8 m3/s Nhiệt độ : 120 oF
Aïp suất : 602,7 psia (pound per square inch absolute) (1 psi = 0,06896 bar; 602,7 psia = 588,2 psig; 1pound = 453,6 g)
Thănh phần của hỗn hợp khí ban đầu như sau :
Cấu tử % mol Cấu tử % mol N2 CH4 C2H6 C3H8 i-C4H10 7,91 73,05 7,68 5,69 0,99 n-C4H10 i-C5H12 n-C5H12 C6H14 C7H16 2,44 0,69 0,82 0,42 0,31
Trong đĩ: Hiệu suất của mây nĩn lă 75%; Hiệu suất của thiết bị giản nở: 80% Yíu cầu chất lượng của sản phẩm đây lă tỉ lệ C1/C2 = 0.015 Hêy xâc định:
1. Cơng suất thực của mây nĩn C1?
2. Thănh phần, nhiệt độ vă âp suất của câc dịng sản phẩm khí vă lỏng?
⇒ Phương phâp tiến hănh: Chúng ta sẽ chia sơđồ trín thănh 2 vùng :
• Vùng 1 : mơ phỏng 3 thiết bịđơn giản để lăm quen với phần mềm PROII
• Vùng 2 : Chúng ta sẽ mơ phỏng toăn bộ quâ trình để tìm hiểu những điểm ưu việt của phần mềm PROII
Băi tơn 2: Mơ phỏng thiết bị tâch khí - lỏng
Cho văo thiết bị tâch khí lỏng một dịng nguyín liệu với câc dữ liệu sau:
• Lưu lượng : 100 kmol/h; t = 300C ; P = 10 bar
• Thănh phần hĩa học: Mĩthane : 13 kmol/h Ethane : 22 kmol/h Propane : 38 kmol/h Butane : 22 kmol/h Pentane : 5 kmol/h Điều kiện lăm việc của thiết bị tâch: 300C vă 7 bar Hêy xâc định:
1. Phần mol bay hơi của nguyín liệu trong điều kiện của bình tâch? 2. Thănh phần của lỏng vă hơi ra khỏi thiết bị tâch?
Băi tơn 3: Tính nhiệt độ sơi của một hỗn hợp hai pha ở một âp suất nhất định
Nguyín liệu cĩ thănh phần như băi tơn 2, lưu lượng = 5500 kg/h. Hêy xâc định:
1. Nhiệt độ sơi của hỗn hợp nguyín liệu năy ở âp suất 7 bar? 2. Hằng số cđn bằng pha của câc cấu tử ?
3. Thănh phần hỗn hợp hơi cđn bằng với lỏng? 4. Năng suất nhiệt của thiết bị tâch?
⇒ Giải quyết băi tơn
Để giải quyết băi tơn trín, ta tiến hănh câc bước:
• Giả thiết cho hỗn hợp nguyín liệu năy đi văo một bình tâch lăm việc ở âp suất lă 7 bar.
• Tiến hănh mơ phỏng như băi tơn 2
• Vì muốn xâc định nhiệt độ sơi của hỗn hợp ⇒ ở cửa sổ Flash Drum, ở mục Second Specification⇒ Chọn Bubble pointở mục Unit Specification
• Do phải xâc định hằng số cđn bằng pha của câc cấu tử ⇒ ở cửa sổ Flash Drum, ở mục Print Option⇒ Chọn Include Component K - values
Sơđồ băi tơn (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Băi tơn 4: Mơ phỏng thâp tâch propane
Tính cho thâp Depropanizer với câc dữ liệu ban đầu như sau :
• Nguyín liệu :
- năng suất : 400 tấn/ngăy - P = 18 bar
- cĩ thănh phần 40% hơi gồm : 26% khối lượng C3 vă 74 % khối lượng C4
• Thâp :
- 22 đĩa lý thuyết; nạp liệu ởđĩa 13
- âp suất đỉnh : 16,5 bar; trở lực : 10 mbar/đĩa lý thuyết - thiết bị ngưng tụ hoăn toăn ; âp suất bình tâch : 16,2 bar
• Chỉ tiíu chất lượng sau :
- sản phẩm đây : cĩ 0,5% khối lượng C3
⇒ Hêy xâc định :
- Chỉ số hồi lưu ?
- Năng suất nhiệt của thiết bịđun sơi lại vă thiết bị ngưng tụ (MkCal/ngăy) - Lưu lượng sản phẩm đỉnh vă sản phẩm đây ?
Băi tơn 5: Xâc định đĩa nạp liệu tối ưu cho thâp tâch propane bằng
cơng cụ Optimiser
Tính cho thâp Depropanizer với câc dữ liệu ban đầu như sau :
• Nguyín liệu :
- năng suất : 400 tấn/ngăy - P = 18 bar
- cĩ thănh phần 40% hơi gồm : 26% khối lượng propane vă 74 % khối lượng butane
• Thâp :
- 22 đĩa lý thuyết
- thiết bị ngưng tụ hoăn toăn - âp suất bình tâch : 16,2 bar
• Chỉ tiíu chất lượng sau :
- sản phẩm đỉnh : cĩ 0,5% khối lượng C4 - sản phẩm đây : cĩ 0,5% khối lượng C3
Băi tơn 6: Xâc định số đĩa lý thuyết tối thiểu vă chỉ số hồi lưu tối
thiểu cho thâp tâch propane bằng phương phâp shortcut
Băi tơn
Tính cho thâp Depropanizer với câc dữ liệu ban đầu như sau :
• Nguyín liệu :
- năng suất : 400 tấn/ngăy - P = 18 bar (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- cĩ thănh phần 40% hơi gồm : 26% khối lượng propane vă 74 % khối lượng butane
• Thâp :
- âp suất đỉnh : 16,5 bar
- thiết bị ngưng tụ hoăn toăn - âp suất bình tâch : 16,2 bar
• Chỉ tiíu chất lượng sau :
- sản phẩm đỉnh : cĩ 0,5% khối lượng C4 - sản phẩm đây : cĩ 0,5% khối lượng C3
⇒ Hêy xâc định :
- Sốđĩa lý thuyết tối thiểu? - Chỉ số hồi lưu tối thiểu?
CHƯƠNG 3: TRÍCH LY
3.1. Nguyín tắc
- Trích ly lă quâ trình tâch hoăn toăn hay một phần chất hịa tan trong chất lỏng hay chất rắn bằng một chất lỏng khâc → Chỉ xĩt cho hỗn hợp lỏng - lỏng
- Yíu cầu của dung mơi:
- Hịa tan chọn lọc cấu tử cần tâch;
- Hệ số khuyếch tân D lớn → vận tốc chuyển khối lớn;
- Nhiệt dung riíng vă nhiệt hĩa hơi nhỏ (tiết kiệm khi hoăn nguyín dung mơi); - Độ bay hơi lớn (nhiệt độ sơi nhỏ);
- Khơng ăn mịn thiết bị, khơng tâc dụng hĩa học với câc cấu tử trong hỗn hợp; - Rẻ tiền, dễ kiếm; 3.2. Sơđồ Hỗn hợp lỏng A + B (A: cấu tử cần tâch) S: dung mơi Pha R (B + εA-S) Pha E (A-S + εB) 3.3. Ứng dụng
- Trong cơng nghiệp lọc hĩa dầu: tâch câc sản phẩm cĩ nhiệt độ sơi gần nhau; - Trong cơng nghiệp dược phẩm: tâch pĩnicilline từ hỗn hợp lín men;
- Trong cơng nghiệp luyện kim: tâch kim loại trong dung dịch ;
CHƯƠNG 4: THIẾT BỊ PHẢN ỨNG
4.1. ĐẠI CƯƠNG
4.1.1. PHĐN LOẠI THIẾT BỊ PHẢN ỨNG a- Theo pha của hệ
• Theo bản chất pha : thiết bị phản ứng pha khí, lỏng hoặc rắn ;
• Theo số pha :
- thiết bị phản ứng một pha (đồng thể) : pha khí hoặc lỏng, - thiết bị phản ứng nhiều pha (dị thể) :
- thiết bị phản ứng hai pha : khí-lỏng, lỏng-lỏng, khí-rắn, lỏng-rắn - thiết bị phản ứng ba pha : khí-lỏng-rắn.
• Theo trạng thâi pha : thiết bị phản ứng pha liín tục hoặc pha phđn tân
b- Điều kiện tiến hănh quâ trình
• Theo phương thức lăm việc: - thiết bị phản ứng giân đoạn - liín tục - bân liín tục • Theo điều kiện nhiệt - thiết bị phản ứng đẳng nhiệt - đoạn nhiệt c- Theo điều kiện thủy động
• Theo chiều chuyển động của câc pha :
- thiết bị phản ứng xuơi dịng, ngược dịng hoặc dịng chĩo nhau - thiết bị phản ứng dọc trục hoặc xuyín tđm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
• Theo chếđộ chuyển động : - thiết bị phản ứng dạng ống ;
- thiết bị phản ứng khuấy trộn hoăn toăn - thiết bị phản ứng nhiều ngăn.
• Theo trạng thâi tầng xúc tâc :
- thiết bị phản ứng tầng xúc tâc cốđịnh ; - thiết bị phản ứng tầng xúc tâc di động ; - thiết bị phản ứng tầng sơi ;
- thiết bị phản ứng tầng xúc tâc kĩo theo
4.1.2. PHĐN LOẠI CÂC THIẾT BỊ PHẢN ỨNG THEO PHƯƠNG THỨC LĂM VIỆC VIỆC
Tuỳ thuộc văo phương thức lăm việc, người ta chia thiết bị phản ứng thănh 3 loại :
a- Thiết bị phản ứng giân đoạn :
• Định nghĩa : lă thiết bị phản ứng lăm việc theo từng mẻ, nghĩa lă câc thănh phần tham gia phản ứng vă câc chất phụ gia (dung mơi, chất trơ) hoặc câc chất xúc tâc được đưa tất cả văo thiết bị ngay từ thời điểm đầu. Sau thời gian nhất định, khi phản ứng đê đạt được độ chuyển hĩa yíu cầu, người ta cho dừng thiết bị vă thâo sản phẩm ra.
• Ưu điểm :
- Tính linh động cao : cĩ thể dùng thiết bị đĩ để thực hiện câc phản ứng khâc nhau tạo ra câc sản phẩm khâc nhau
- Đạt độ chuyển hĩa cao do cĩ thể khống chế thời gian phản ứng theo yíu cầu - Chi phí đầu tư thấp do ít phải trang bị câc thiết bịđiều khiển tựđộng
• Nhược điểm :
- Năng suất thấp do thời gian một chu kỳ lăm việc dăi : địi hỏi thời gian nạp liệu, đốt nĩng, lăm nguội, thâo sản phẩm vă lăm sạch thiết bị
- Mức độ cơ giới hĩa vă tựđộng hĩa thấp
- Khĩ điều chỉnh vă khống chế quâ trình do tính bất ổn định của phương thức lăm