Quá trình mô phỏng được chia làm 5 cụm thiết bị: Make-up Gas, Feed Driers, Thiết bị phản ứng, Stabilizer, Net Gas Scrubber, Tháp Deisohexanizer.
3.2.2.2.1 Cụm Feed Driers (DR-2303/2304)
Ta tiến hành nhập các thông số cho dòng nguyên liệu Naphtha (201) và dòng hồi lưu 549 từ tháp DIH về cụm Feed Driers.
Hình 3.7: Nhập các thông số cho dòng Feed Naphtha (201)
Cả hai dòng này được hợp lại với nhau tại thiết bị MIX-1 thành dòng 304 đi đến thiết bị hấp phụ bằng rây phân tử DR-2303/2304.
Phần mềm Aspen Hysys không cho phép mô phỏng thiết bị hấp phụ rây phân tử này nên để ta mô phỏng thay thế bằng thiết bị Component Splitter. Sản phẩm ra gồm có dòng nguyên liệu đã tách triệt để nước và nước bị hấp phụ.
Hình 3.9: Biểu diển thiết bị hấp phụ DR-2303
Mô phỏng thiết bị giải hấp DR-2304 với tác nhân giải hấp là sản phẩm đỉnh của tháp DIH:
Dòng 309 đi ra từ DR-2303 được tách triệt để hơi tại D-2301, sau đó được bơm P-2301A/B nâng áp lên 36.8 kg/cm2g.
Hình 3.11: Thiết bị tách D-2301
Hình 3.12: Bơm nâng áp P-2301A/B
Dòng đi ra từ P-2301 A/B sẽ đến thiết bị MIX-2 để kết hợp với dòng 115 đến từ cụm Make-up gas.
3.2.2.2.2. Cụm Make-up Gas
Nhập các thông số cho dòng Make-up Gas 113 đi vào thiết bị hấp phụ DR-2301/2302:
Hình 3.13: Nhập thông số cho dòng Make-up Gas(113)
Thiết bị hấp phụ DR-2301/2302 cũng được mô phỏng tương tự thiết bị hấp phụ DR-2303/2304 :
Hình 3.15: Mô phỏng thiết bị DR-2302
Sau đó dòng 115 này sẽ được trộn với dòng ra khỏi bơm P-2301A/B nhờ thiết bị MIX 2.
Hình 3.16: Mô phỏng thiết bị MIX-2
Dòng 327 đi ra từ MIX-2 lần lượt qua 2 thiết bị trao đổi nhiệt E-2306, E-2307 để tận dụng nhiệt của dòng sản phẩm đi ra từ hai thiết bị phản ứng: R-2302 và R-2303.
Hình 3.17: Mô phỏng thiết bị trao đổi nhiệt E-2306
Hình 3.19: Mô phỏng thiết bị trao đổi nhiệt E-2307
Hình 3.20: Thông số của thiết bị trao đổi nhiệt E-2307
Dòng 329 đi ra từ E-2307 sẽ kết hợp với dòng C2Cl4, sau đó qua thiết bị gia nhiệt E-2308 để nâng nhiệt độ lên 1330C trước khi vào thiết bị phản ứng R-2302.
Hình 3.21: Mô phỏng thiết bị MIX-3
Hình 3.23: Thông số của thiết bị trao đổi nhiệt E-2308
3.2.2.2.3. Cụm thiết bị phản ứng *Khai báo phản ứng:
Phản ứng isome hóa là phản ứng cân bằng. Do đó ta chọn thiết bị phản ứng dạng cân bằng:
Hình 3.24: Chọn phản ứng dạng cân bằng
Sau đó ta tiến hành khai báo các phản ứng chính và phản ứng phụ xảy ra trong thiết bị phản ứng. Các phản ứng này được khai báo như trong mục 1.6 đã trình bày.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
*Điều chỉnh Approach của các phản ứng:
Phản ứng isomer hóa xảy ra dưới tác dụng của xúc tác Pt/Al2O3 clo hóa. Phần mềm Aspen Hysys mặc định các phản ứng cân bằng xảy ra là như nhau. Do đó ta sẽ thay đổi hệ số Approach của các phản ứng phụ để quá trình gần đúng với thực tế, đảm bảo thành phần và nhiệt độ của sản phẩm sau khi ra khỏi thiết bị phản ứng.
Tại thiết bị phản ứng isomer hóa, các phản ứng chuyển hóa Naphthene thành paraffin xảy ra từ 20-40% (Chương II mục 1.4.1 sổ tay vận hành phân xưởng Isome của nhà máy lọc dầu Dung Quất). Do đó ta sẽ hiệu chỉnh aproach của các phản ứng chuyển hóa từ CycloPentan thành n-Pentan và phản ứng chuyển hóa Cyclohexan thành n-Hexan lần lượt là 40 và 30.
Hình 3.26: Hiệu chỉnh Approach của phản ứng chuyển hóa CP
Tạo set và add mô hình nhiệt động cho thiết bị phản ứng :
Hình 3.28: Tạo Set và add mô hình nhiệt động
Sau khi khai báo phản ứng, tiến hành mô phỏng cho thiết bị phản ứng R-2302 :
Hình 3.30: Khai báo các thông số cho thiết bị phản ứng R-2302
Hình 3.31: Biểu diễn cách đặt hệ phản ứng vào thiết bị R-2302
Sản phẩm của R-2302 được tách thành 2 dòng 335 và 375. Dòng 335 qua thiết bị trao đổi nhiệt E-2307 để gia nhiệt cho dòng nguyên liệu. Sau đó 2 dòng này được trộn lại với nhau và tiếp tục đi vào thiết bị phản ứng R-2303.
Hình3.32: Biểu diễn cách mô phỏng đối với thiết bị phản ứng R-2303
Hình 3.33: Khai báo các thông số cho thiết bị phản ứng R-2303
Sản phẩm của R-2303 được tách thành 2 dòng 340 và 377. Dòng 340 qua thiết bị trao đổi nhiệt E-2306 để gia nhiệt cho dòng nguyên liệu. Sau đó 2 dòng này được trộn lại với nhau và tiếp tục đi vào tháp Stabilizer.
3.2.2.2.4. Tháp Stabilizer:
Số đĩa thực tế của tháp là 30 đĩa. Nhưng phần mềm Hysys mô phỏng dựa vào số đĩa lý thuyết nên ta cần tính số đĩa lý thuyết cho tháp. Để tính số đĩa lý thuyết ta áp dụng phương pháp O’Connell, tiến hành mô phỏng 1 tháp với số đĩa bất kỳ và khảo sát các thông số(KCV,KCL) trên mỗi đĩa sau đó dựa vào công thức :
CV CV CV x y K = ; CL CL CL x y K = ; µ CL CV K K A =
Trong đó : KCV : Hệ số phân tách của cấu tử khóa nhẹ
KCL : Hệ số phân tách của cấu tử khóa nặng µ : Độ nhớt của nguyên liệu
Để tìm hệ số A, từ hệ số A dựa vào giản đồ Q2 ta sẽ tra được hiệu suất sử dụng đĩa. Sau đó lấy số đĩa mà ta tiến hành mô phỏng chia cho hiệu suất sử dụng đĩa thì ta được số đĩa thực tế của tháp. Nếu đúng với số đĩa thực tế của tháp thì số đĩa lý thuyết ta mô phỏng là đúng.
Giả sử ta mô phỏng một tháp 22 đĩa. Khảo sát các thông số KCV ,KCL,µ , từ đó ta xác định được hệ số A = 0.2067 (Bảng 1 trong phụ lục).
Tra giản đồ ta có hiệu suất sử dụng đĩa : H = 74% => Số đĩa thực tế = 22 : 0.74 = 29.73
Vậy số đĩa lý thuyết của tháp là 22 đĩa
Khai báo các thông số thiết kế cho tháp Stabilizer như sau: - Số đĩa lý thuyết của tháp: 22 đĩa.
- Nạp liệu ở đĩa 12
- Áp suất đỉnh 14.8 kg/cm2g và áp suất đáy 15 kg/cm2g
Hình 3.35: Mô phỏng tháp T-2301
Ràng buộc đối với tháp Stabilizer:
Dòng sản phẩm đi ra từ Stabilizer, sau khi qua thiết bị làm nguội bằng không khi E-2310 và thiết bị làm lạnh E-2311 sẽ đến bình tách hai pha D-2303. Dòng khí đi ra từ D-2303 sẽ qua van giảm áp VLV-2 trước khi đi vào thiết bị Net Gas Scruber, còn dòng lỏng sẽ cho hồi lưu về tháp tại đĩa số 1.
Hình 3.37 : Biễu diễn cách mô phỏng bình tách hai pha D-2303 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Dòng sản phẩm đáy từ T-2301 qua thiết bị trao đổi nhiệt E-2312 sau đó vào tháp DIH (T-2303)
3.2.2.2.5. Cụm Net Gas Scrubber
Vì mục đích của thiết bị này là tách loại HCl ra khỏi thành phần dòng khí bằng nước và dòng NaOH 14%Wt nên ta chọn thiết bịComponent Splitterlà phù hợp. Dòng khí sau khi tách loại HCl sẽ đến Fuel Gas.
Hình 3.39: Biễu diễn cách mô phỏng thiết bị T-2302
3.2.2.2.6. Tháp DIH (Deisohexanizer) :
Số đĩa thực tế của tháp: 80 đĩa.
Tính toán số đĩa lý thuyết tương tự như tháp T-2301. => Số đĩa lý thuyết: 58 (Bảng 2 trong phụ lục).
Khai báo các thông số thiết kế cho tháp DIH như sau: - Số đĩa lý thuyết của tháp: 58 đĩa.
- Áp suất đỉnh 1.3 kg/cm2g và áp suất đáy 2.4 kg/cm2g - Nạp liệu tại đĩa 19
- Trích dòng từ thân tháp tại đĩa 50
Hình 3.41: Mô phỏng tháp T-2303
Ràng buộc đối với tháp DIH :