CHƯƠNG 3: QUÁ TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TRONG THÁP T-
3.2.2 Tiến hành mô phỏng động tháp T-
Việc mô phỏng động tháp T-1501 giúp ta hình dung quá trình điều khiển của tháp dễ dàng hơn. Mặt khác đánh giá lại các giá trị tính toán từ trạng thái tĩnh có phù hợp với quá trình phân tách của tháp khi chuyển sang chế độ điều khiển. Để thực hiên được quá trình mô phỏng động ta cần tiến hành tuàn tự các bước chuẩn bị cho quá trình mô phỏng động dựa trên các thông số của tháp T-1501 đã được tính toán ở trạng thái tĩnh được trình bày dưới đây:
• Xây dựng mô hình điều khiển quá trình vận hành tháp T-1501
• Sử dụng công cụ Tray sizing để tính toán kết cấu tháp T-1501, tháp Stripper HN, tháp Stripper HN, tháp Stripper LCO và tháp Sripper HCO.
– Chọn mục Tray sizing của công cụ Utilities để xác định các thông số: đường kính của tháp, chiều dày của vách chảy chuyền, chiều dài của vách chảy chuyền.
– Xác định tổn thất áp suất của toàn tháp dựa trên đĩa có tổn thất áp suất lớn nhất xác định được từ kết quả Tray sizing các tháp.
• Tính thể tích bình ngưng tụ đỉnh tháp, thể tích của Reboiler HN.
• Nhập các giá trị tính toán được và kiểm tra các giá trị có phù hợp với quá trình mô phỏng động bằng công cụ Dynamic assiastant. Sau đó chuyển sang chế độ Dynamic của tháp trong phần mềm Hysys.
• Lắp đặt hệ thống điều khiển tháp.
– Sử dụng điều khiển lưu lượng cho các dòng Wet gas, LCO, HCO các thiết bị điều khiển được cài đặt như sau:
o Dòng Wet gas được điều khiển lưu lượng thông qua giá trị công suất ngưng tụ đỉnh tháp bằng cách cài đặt độ mở van của lưu thể trao đổi nhiệt.
Hình 3.1 Thiết bị điều khiển lưu lượng FIC-Wetgas
o Dòng LCO được điều khiển lưu lượng thông qua giá trị lưu lượng của dòng LCO Stripper được rút ra từ đĩa số 12 vào Stripper LCO.
Hình 3.2 Thiết bị điều khiển lưu lượng FIC-LCO
o Dòng HCO được điều khiển lưu lượng thông qua giá trị lưu
lượng của dòng HCO Stripper được rút ra từ đĩa số 16 vào Stripper HCO.
Hình 3.3 Thiết bị điều khiển lưu lượng FIC-HCO
– Các thiết bị điều khiển mức để điều khiển lượng lỏng cố định lưu trong bình ngưng tụ đỉnh tháp và thiết bị đun sôi đáy tháp kiểu kettle. – Điều khiển mức của bình ngưng tụ đỉnh tháp bằng LIC-Cond với giá
trị set point là 50% và được khống chế qua van lưu lượng dòng Gasoline-unstab rút ra ngoài.
Hình 3.4 Thiết bị điều khiển mức LIC-Cond
o Điều khiển mức của thiết bị đun sôi kiểu nằm ngang đáy tháp Stripper HN bằng LIC-RebHN với giá trị set point là 50% được khống chế qua van lưu lượng dòng HN Stripper đi vào tháp.
Hình 3.5 Thiết bị điều khiển mức LIC-RebHN
o Thiết bị điều khiển áp suất bình ngưng tụ tháp PIC-Cond được cài đặt nhằm ổn định áp suất đỉnh tháp bằng cách khống chế độ mở van lưu lượng của một dòng khí tuần hoàn về lại bình ngưng tụ. Việc lắp đặt PIC-Cond chỉ có tác dụng ổn định áp suất trong trường hượp áp suất bình ngưng tụ giảm nhanh, trường hợp áp suất bình ngưng tụ thì PIC-Cond sẽ điều chỉnh độ mở van của dòng khí tuần hoàn về với giá trị 0% và áp suất bình sẽ được khống chế thông qua lượng khí Wet gas, công suất ngưng tụ đỉnh tháp.
Hình 3.6 Thiết bị điều khiển áp suất PIC-Cond
• Trước khi chuyển qua chế độ động để tính toán các thông số vận hành trong quá trình mô phỏng Hysys, ta cần phải cài đặt các biến lưu lượng và áp suất sao cho bậc tự do của lưu trình bằng không để phần mềm có thể tính toán các thông số liên quan khác trong lưu trinh. Với quy tắc là khi thêm một thiết thiết bị condenser, stripper vào tháp chính ta phải cài đặt thêm một một biến áp suất của một dòng có liên kết với thiết bị. Mặt khác đối với các thiết bị như pump, cooler, valve ta lại cần phải cài đặt thêm một biến lưu lượng. Ta
có thể sử dụng hỗ trợ của công cụ Dynamic assistant trong Hysys giúp xác định và thay đổi các biến này.
• Chạy quá trình động tháp T-1501 và phân tích các thông số vận hành chính.
Hình 3.7 Mô hình mô phỏng động tháp T-1501
– Các thông số vận hành tháp chính T-1501 trong chế độ động của Hysys:
Nhiệt độ:
Hình 3.8 Biểu đồ nhiệt độ vận hành của tháp T-1501 trong quá trình mô phỏng động
o Nhiệt độ tại đỉnh tháp là 103 (oC).
o Nhiệt độ tại đĩa số 6 là 151 (oC).
o Nhiệt độ tại đĩa số 12 là 212 (oC).
o Nhiệt độ tại đĩa số 16 là 303 (oC).
o Nhiệt độ tại đáy tháp là 341 (oC). Áp suất:
Hình 3.9 Biểu đồ áp suất vận hành của tháp T-1501 trong quá trình mô phỏng động
o Áp suất đỉnh tháp là 0.85 (kg/cm2).
o Áp suất đáy tháp là 0.96 (kg/cm2). − Lưu lượng các dòng sản phẩm thu được:
Hình 3.10 Biểu đồ lưu lượng các dòng sản phẩm của tháp T-1501 trong quá trình mô phỏng động
o Lưu lượng dòng Wetgas là 138900 (kg/h).
o Lưu lượng dòng Gasoline-unstab là 151500 (kg/h).
o Lưu lượng dòng HN là 296600 (kg/h).
o Lưu lượng dòng LCO là 59900 (kg/h).
o Lưu lượng dòng HCO là 169809 (kg/h).
− Quá trình mô phỏng động tháp T-1501 có kết quả sai số rất nhỏ so với giá trị tính toán của phần tĩnh, các thông số vận hành của tháp được khống chế bởi các thiết bị điều khiển đảm bảo được độ ổn định của tháp. Ở đây việc khống chế được profile nhiệt độ rất quan trọng đối với lưu lượng và chất lượng các dòng sản phẩm của tháp.
− Một số hạn chế của quá trình:
o Chưa đánh giá được dòng Slurry.
o Xem như tổn thất áp suất đỉnh bằng không.
o Chưa đánh giá được khả năng ổn định của tháp khí các thông số đặc trưng dòng nguyên liệu thay đổi.