Hình 3.1. Sơ đồ tổng quát cách mô phỏng trong hysys
3.3.2. Các bước cơ bản để vào trường mô phỏng của Hysys a. Chọn nút New Case trên thanh toolbar hay chọ biểu tượng a. Chọn nút New Case trên thanh toolbar hay chọ biểu tượng
Hình 3.2. Tạo mới một case mô phỏng
b. Chọn View… để khai báo cấu tử
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuChuyên ngành Hoá dầu 19 SVTH: Hoàng Trung Kiên
c. Chọn cấu tử trong thư viện, rồi nhấn tab Add Pure. Nếu trong hộp Selected Components nhập sai cấu tử thì chọn cấu tử cần xóa và nhấn tab Remove để xóa đi. Khi chọn cấu tử xong ta đóng hộp thoại Component List View lại.
Hình 3.4. Lựa chọn cấu tử trong môi trường
d. Lựa chọn phương trình toán học: Chọn tab Fluid Pkgs và sau đó nhấn nút Add.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuChuyên ngành Hoá dầu 20 SVTH: Hoàng Trung Kiên
Và tiếp tục chọn phương trình trạng thái Peng-Robinson, rồi đóng hộp thoại đó lại.
Hình 3.6. Lựa chọn phương trình cho hệ mô phỏng
e. Cuối cùng là chọn tab Enter Simulation Enviroment… để vào môi trường mô phỏng của Hysys.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuChuyên ngành Hoá dầu 21 SVTH: Hoàng Trung Kiên
3.3.3. Mô phỏng dòng và thiết bị trong mô hình hóa tĩnh
Cách tạo dòng và thiết bị trong trường mô phỏng:
Bảng 3.1. Cách vào dòng và thiết bị nhanh
Dòng Thiết bị
Phím nóng F11 F12
Object Palette
Double click vào biểu tượng dòng vật chất hay dòng năng lượng.
Double click vào biểu tượng thiết bị.
Summary View
Nhấn Add Material hay
Add Energy button.
Nhấn Add button để mở the
UnitOps Selection Dialog.
Workbook
Trong ô ”New” của một dòng vật chất hay dòng năng lượng trên Workbook page, nhập tên mới cho dòng.
Trong ô ”New” của một thiết bị trên Workbook page, nhập tên mới của thiết bị. Trên UnitOps
page, chọn Add UnitOp.
a. Tạo dòng và thiết bị bằng Summary View thực hiện như sau: vào tools/Summaries/View (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tạo dòng công nghệ thì chọn trong Flowsheet Stream
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuChuyên ngành Hoá dầu 22 SVTH: Hoàng Trung Kiên
Tạo thiết bị công nghệ thì chọn trong Unit Operatons
Hình 3.9. Cách tạo thiết bị
b. Tạo dòng và thiết bị công nghệ bằng Object Palette
Object Palette có thể được dùng để thiết đặt trực tiếp dòng và thiết bị vào trong Hysys. Để mở hay đóng Object Palette dùng phím nóng “F4”.
Thiết đặt một dòng và thiết bị riêng biệt
+ Cách 1. Double click vào nút thích hợp or click vào biểu tượng với chuột trái, rồi đưa vào trường mô phỏng.
+ Cách 2. Chọn thiết bị rồi click vào nút Add thì thiết bị cũng vào trường mô phỏng.
Thiết đặt nhiều dòng hay thiết bị của cùng một loại dòng hay thiết bị
+ Bước 1. Click “Lock Create Mode” trên đỉnh của Object Palette.
+ Bước 2. Bằng chuột trái, click vào biểu tượng của dòng và thiết bị mà bạn muốn thiết đặt.
+ Bước 3. Chọn “Add” để thiết đặt dòng hay thiết bị.
+ Bước 4. Lặp lại bước 3 khi ta muốn thiết lập nhiều thiết bị.
Để chấm dứt hoạt động, lựa chọn nút đối tượng khi trong chế độ “lock”, nhấn “Cancel”.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuChuyên ngành Hoá dầu 23 SVTH: Hoàng Trung Kiên
3.3.4. Tìm hiểu về PFD
Ta có thể mở PFD bằng cách nhấn nút PFD trên Button Bar , hay mở
PFD cho bất kỳ Flowsheet (từ bất kỳ nơi nào) sử dụng “CTRL P”.
Hình 3.10. Kết nối dòng và thiết bị trên PFD
Để truy cập đến danh sách đối tượng khảo sát đặt con trỏ chuột lên đối tượng (biểu tượng hay khoảng trắng trên PFD) và nhấn chuột phải.
Các nút sử dụng trên PFD
Move/Attach: Move (không được nhấn) cho phép bạn chuyển dời thiết bị và dòng. Attach (nhấn) cho phép bạn liên kết dòng và thiết bị.
Size Mode: Cho phép thay đổi kích thước của đối tượng được lựa chọn.
Break Connection: Phá vỡ liên kết giữa một dòng và một thiết bị.
Swap Connections: Di chuyển điểm liên kết của hai dòng được gắn vào cùng một thiết bị.
Drag Zoom: Giữ chuột trái và kéo xung quanh vùng chọn để phóng to khu vực thể hiện PFD.
Add Text Annotation: Cho phép bạn thêm đề mục vào PFD.
Quick Route Mode: Cho phép thao tác các biểu tượng nhanh chóng trên PFD không đặt vị trí lại của các dòng/biểu tượng khác.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuChuyên ngành Hoá dầu 24 SVTH: Hoàng Trung Kiên (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Zoom In: Thu nhỏ khung hiển thị 25%
Zoom All: Hiển thị toàn bộ sơ đồ quy trình trong cửa sổ hiện thời.
Zoom Out: Phóng lớn khung hiển thị 25%
Thiết đặt dòng và thiết bị
Bước 1. Lựa chọn thiết bị bằng chuột trái từ Object Palette.
Bước 2. Click chuột trái trên PFD nơi đối tượng mới được thiết đặt.
Liên kết hai thiết bị
Hình 3.11. Kết nối thiết bị
- Bước 1. Chuyển sang chế độ Attach.
- Bước 2. Điểm liên kết sẵn có sẽ bật sáng trên biểu tượng khi con trỏ chuột chạy qua nó. Đặt con trỏ chuột vào ví trí mong muốn.
- Bước 3. Giữ chuột trái, con trỏ chuột thay đổi thành công cụ kết nối dòng. Kiểu kết nối (Feed, Product, etc.) được thể hiện.
- Bước 4. Kéo chuột hướng về điểm liên kết khác.
- Bước 5. Khi bạn chấp nhận điểm liên kết, công cụ kết nối xuất hiện. - Bước 6. Thả chuột để hoàn tất liên kết.
Tạo một dòng mới từ một thiết bị
Hình 3.12. Kết nối dòng
- Bước 1. Chuyển sang chế độ Attach.
- Bước 2. Đặt con trỏ vào điểm liên kết theo yêu cầu. - Bước 3. Con trỏ sẽ thay đổi đến công cụ kết nối dòng. - Bước 4. Giữ chuột trái và kéo dòng đến chỗ trống trên PFD. - Bước 5. Thả chuột để đặt biểu tượng dòng mới.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuChuyên ngành Hoá dầu 25 SVTH: Hoàng Trung Kiên
Liên kết một thiết bị đến dòng hiện hành (hay ngược lại)
Hình 3.13. Kết nối dòng hiện hành
Từ bước 1 đến bước 4 giống như phần trên (Tạo một dòng mới từ một thiết bị).
- Bước 5. Khi bạn chấp nhận điểm kết nối thì công cụ kết nối xuất hiện. - Bước 6. Thả chuột để hoàn tất sự kết nối.
3.3.5. Tùy biến của Workbook
Workbook hay sử dụng phím nóng “CTRL W”. Workbook gồm nhiều trang mà số liệu công nghệ được trình bày theo dạng bảng. Một Workbook page riêng biệt có thể chứa đựng dòng hay thiết bị, nhưng chỉ một kiểu đối tượng cho
Workbook page được phép. Mặc định là dòng vật chất (Material Streams) Workbook page
Hình 3.14. Giao diện workbook
Thêm vào hay sửa đổi một trang Workbook
Ta có thể thêm một trang mới vào Workbook như một bản soạn thảo hiện hành. Thực hiện như sau:
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuChuyên ngành Hoá dầu 26 SVTH: Hoàng Trung Kiên
-Bước 1. Chọn Workbook từ Menu Bar, và nhấp chuột phải tại tab bất kỳ sau đó chọn Setup. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 3.15. Thêm hay thay đổi trang workbook
-Bước 2. Khung Setup mở, nếu muốn thêm một trang mới thì click vào nút Add trên tab Workbook.
Hình 3.16. Chọn trang workbook mới
-Bước 3. Nếu muốn thêm một trang mới, xuất hiện khung New Object Type. Double click vào ‘+’ để truy cập tuỳ chọn thấp hơn. Lựa chọn kiểu đối tượng cho trang mới.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuChuyên ngành Hoá dầu 27 SVTH: Hoàng Trung Kiên
-Bước 4. Từ khung Setup, sử dụng Use Set (4a), Add (4b) hay nút
Delete để sữa đổi danh sách biến.
-Bước 5. Trước khi quay về Workbook hiện hành, bạn có thể chỉ rõ định dạng cho biến, thay đổi thứ tự của cấu tử trên Workbook , thay đổi tên trang hay thêm nhiều biến khác.
-Bước 6. Nhấn Close để quay về Workbook.
3.3.6. Tìm một dòng hay thiết bị
Ta có thể sử dụng Object Navigator để định vị và quan sát Flowsheet cơ sở trong Flowsheet khác, hay nhập vào môi trường xây dựng cho một Flowsheet. + Người dùng có thể truy cập tab Object Navigator bằng các cách sau đây:
Double clicking vào khoảng trống của DeskTop Nhấn nút Navigator trên Button Bar
Sử dụng phím nóng F3, hay
Chọn Flowsheet từ Menu Bar, và sau đó chọn Find Object.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuChuyên ngành Hoá dầu 28 SVTH: Hoàng Trung Kiên
+ Từ nhóm Flowsheets nổi rõ thẻ Flowsheet chứa đựng đối tượng mong muốn.
+ Chọn đối tượng trên nhóm Flowsheet Objects.
Hình 3.19. Theo nhóm Hình 3.20. Theo thiết bị
+ Nhấn nút View để mở khung thuộc tính.
Hình 3.21. Mở khung thuộc tính
3.3.7. Databook
Ta có thể truy cập vào DataBook bằng cách sử dụng tổ hợp phím
CTRL+D. DataBook cung cấp truy cập đến Process Data Tables, Strip Charts, Data Recorder và Case Studies.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuChuyên ngành Hoá dầu 29 SVTH: Hoàng Trung Kiên
Hình 3.22. Giao diện DataBook
Strip Charts Page
Strip Charts được thiết đặt cụ thể thông qua tab Strip Charts.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuChuyên ngành Hoá dầu 30 SVTH: Hoàng Trung Kiên
Process Data Tables (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Process Data Tables cho phép xem xét các biến công nghệ chính. Ta có thể mở khung hình để theo dõi liên tục giá trị của biến.
Hình 3.24. Thuộc tính Process Data Tables
Case Studies
Công cụ Case Study cho phép bạn quan sát cách trả lời của biến công nghệ trong mô hình hoá tĩnh để thay đổi trong quy trình. Ta có thể chỉ rõ phạm vi thấp và cao, cũng như bước nhảy (step sizes), Hysys thay đổi biến độc lập từng lần một, và mỗi lần thay đổi, biến phụ thuộc được tính toán và một State mới được xác định.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuChuyên ngành Hoá dầu 31 SVTH: Hoàng Trung Kiên
CHƯƠNG 4
NGUỒN KHÍ NAM CÔN SƠN2 VÀ CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN KHÍ
4.1.Nhu cầu về sản phẩm Etan và cơ sở thực hiện đồ án
Etan là 1 loại nguyên liệu đặc biệt, chủ yếu sử dụng trong ngành hóa dầu. Từ nguyên liệu đầu vào là Etan, người ta có thể thu được nhiều loại sản phẩm quan trọng khác nhau, trong đó nổi bật nhất là sản phẩm Etylen, là một trong những nguyên liệu trung gian quan trọng nhất trong công nghiệp sản xuất các sản phẩm hóa dầu. Theo đánh giá, các sản phẩm hóa dầu có nguồn gốc Etylen chiếm khoảng 40% các sản phẩm hóa dầu hiện nay, Etylen có thể được sản xuất từ phản ứng cracking nhiệt các nguyên liệu lỏng như Naphta, từ khí hóa lỏng LPG hoặc từ Etan.
Trong những năm gần đây, việc sử dụng Etan trong công nghiệp hóa dầu ngày càng tăng lên đáng kể. Một trong những nguyên nhân quan trọng nhất là giá thành cạnh tranh của Etan so với các nguyên liệu khác. Ngoài ra, một nguyên nhân khác có thể kể đến là hiệu suất của quá trình sản xuất Etylen đi từ Etan cho hiệu suất cao hơn các loại nguyên liệu khác. Theo thống kê hiệu suất thu hồi Etylen từ Etan đạt khoảng 84%, trong khi nếu sản xuất Etylen từ LPG thì hiệu suất của quá trình chỉ đạt khoảng 45%, từ Naphta chỉ đạt 38%. Từ nguyên liệu khí dầu mỏ, chỉ có Etan là nguyên liệu đầu vào lý tưởng để sản xuất Etylen nhờ vào các đặc điểm sau:
- Nguyên liệu đầu vào Etan dễ thu hồi, có sẵn trữ lượng lớn trong tự nhiên.
- Hiệu suất quá trình chuyển hóa Etan thành Etylen cao (trên 80%), ít sản phẩm phụ nhất.
- Điều kiện chuyển đổi đỡ khắc nghiệt hơn, chi phí thiết bị công nghệ, vận hành thấp hơn so với sử dụng nguyên liệu khác.
Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam đã có định hướng dành 20% nguồn khí cho chế biến hóa dầu. Hiện nay lĩnh vực hóa dầu từ khí mới chỉ có 02 nhà máy đạm tại Phú Mỹ và Cà Mau, tiêu thụ khoảng 1 tỷ m3 khí/năm (trên tổng số 10 tỷ m3/năm vào năm 2012 và tăng lên 15 tỷ m3/năm vào 2015-2016).
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuChuyên ngành Hoá dầu 32 SVTH: Hoàng Trung Kiên
Theo qui hoạch tổng thể về phát triển ngành công nghiệp lọc hóa dầu của Việt Nam giai đoạn 2010-2015 đã được Tập đoàn Dầu khí Quốc gia phê duyệt thì dự kiến sẽ xây dựng 01 tổ hợp lọc hóa dầu miền Nam đặt tại bán đảo Long Sơn thuộc tỉnh Bà rịa Vũng Tàu. Một trong những nhà máy quan trọng trong tổ hợp lọc hóa dầu Miền Nam là nhà máy sản xuất Olefin do Tập đoàn Dầu khí Việt Nam liên doanh với Tập đoàn hóa chất công nghiệp Việt Nam và đối tác SCG của Thái Lan (gọi tắt là LSP – Long Sơn Petrochemical) đầu tư xây dựng và đưa vào vận hành từ năm 2015 - 2017 với tổng mức đầu tư khoảng 4 tỷ USD.
Theo thiết kế thì LSP sẽ đầu tư công nghệ Cracking nhiệt để sản xuất Olefin từ Naphta, Propan/Butan và Etan. Trong đó Etan là nguyên liệu mà LSP ưu tiên sử dụng nhất do chi phí đầu tư và vận hành lò Cracking nhiệt thấp nhất. Theo yêu cầu ban đầu LSP mong muốn PVGAS có thể cung cấp tối thiểu khoảng 200.000 tấn Ethane/năm (tương đương khoảng gần 600 tấn/ngày). Nguyên liệu Ethane này chiếm 1/3 trong cơ cấu nguyên liệu của LSP, 2/3 còn lại là nguyên liệu Naphtha /LPG. Theo LSP sản xuất từ Ethane có chi phí thấp hơn vì vậy vẫn có thể tiếp nhận nhiều hơn (lên đến 300.000 tấn/năm) nếu PVGAS có khả năng cung cấp.
Do Nhà máy của LSP dự kiến đến 2015-2015 mới có thể vào vận hành, trong khi dự án đường ống khí NCS2 dự kiến sẽ được hoàn thành công tác đầu tư lắp đặt đường ống và đưa vào vận hành vào cuối năm 2014 đầu 2015. Vì vậy để đảm bảo có thể sẵn sàng cung cấp Etan từ Nhà máy NCS2 cần tính toán bắt đầu thực hiện dự án xây dựng nhà máy NCS2 có tính đến việc tách Etan để cung cấp cho LSP đồng bộ với việc lắp đặt hệ thống tách LPG từ khí NCS2 để kịp tiến độ của dự án và tránh phải nâng cấp cải tạo sau khi nhà máy đi vào hoạt động.
4.2.Xác định qui mô công suất hệ thống tách Etan.
Qui mô công suất của nhà máy tách Etan từ khí NCS2 được lựa chọn trên cơ sở sau:
- Dựa theo nhu cầu sử dụng Etan của Tổ hợp Lọc Hóa Dầu Long Sơn theo cam kết vào khoảng 200.000 tấn/năm và có thể tăng lên đến 300.000 tấn/nằm nếu nguồn nguyên liệu đảm bảo.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuChuyên ngành Hoá dầu 33 SVTH: Hoàng Trung Kiên
- Sản lượng khí đầu vào tối đa cho 1 nhà máy NCS2 là 10 triệu m3 khí/ngày, theo đó sản lượng Etan thu được với giả định hiệu suất tách Etan trung bình vào khoảng 80 % là khoảng 300.000 tấn/năm.
Vì vậy, để đảm bảo sản lượng Etan cung cấp cho khu liên hiệp lọc hóa dầu Long Sơn và hiệu quả kinh tế của dự án, đề xuất lựa chọn công suất Nhà máy chế biến khí NCS2 để thu hồi Etan với công suất thiết kế tối đa là 10 triệu m3 khí/ngày, tương đương với 01 Train của hệ thống khí NCS2.
4.3.Tổng quan về dự án khí NCS2 dự kiến 4.3.1. Nguyên liệu đầu vào Nhà máy NCS2
Khí đồng hành thu gom được từ các mỏ Đại Hùng, Hải Thạch, Mộc Tinh, Thiên Ưng, Mãng Cầu. Dòng này được dẫn về nhà máy Nam Côn Sơn 2 theo đường ống ngầm có đường kính 26” với chiều dài 370 km để xử lý nhằm thu hồi LPG, Condensate, Etan và khí khô (chủ yếu là methane). Hiện nay, nguồn nguyên liệu vào Nhà máy từ bể Nam Côn Sơn. Thành phần nguyên liệu vào nhà máy được thống kê trong bảng 4.1 như sau:
Bảng 4.1. Thành phần các mỏ khí về bờ Nhà máy NCS2 (%mol)
Tên mỏ Hải Thạch,
Mộc Tinh
Thiên Ưng, (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mãng Cầu Đại Hùng
Tên cấu tử % mol % mol % mol
N2 0.129 0.31 0.2 CO2 3.041 9.48 0.07 Methane 86.045 71.2 80.5 Ethane 5.463 9.53 11.91 Propane 2.932 5.23 5.08 I-Buthane 0.672 1.18 0.83 N-Buthane 0.863 1.38 1.02 I-Penthane 0.304 0.56 0.17 N-Penthane 0.214 0.36 0.15 Hexane 0.211 0.44 0.05 Hepthane (C7+) 0.124 0.26 0.01