Toluen được sản xuất từ n-heptan bằng phản ứng dehydro hoá trên xúc tác Cr2O3 theo phản ứng sau:
CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3 C6H5CH3 + 4H2
Ban đầu n-heptan được gia nhiệt từ 65 lên 800oF trong thiết bị gia nhiệt. Sau đó được đưa vào tháp phản ứng có xúc tác vận hành trong điều kiện đẳng nhiệt và độ chuyển hoá 15% mol n-heptan thành toluen.
Sản phẩm ra khỏi thiết bị phản ứng được làm mát xuống 65oF và dẫn vào tháp tách pha. Toàn bộ dây chuyền công nghệ làm việc ở áp suất khí quyển, xác định lưu lượng của các dòng.
Trình tự mô phỏng
1. Khởi động HYSYS và mở File/New/Case
2. Giao diện Simulation Basis Manager xuất hiện. Mở Fluid Package tab. Bấm phím Add. Chọn Peng-Robinson. Đóng cửa sổ.
3. Mở Component page và Add: toluene, n-heptane, và hydrogene. Đóng cửa sổ. 4. Bấm phím Enter Simulation Environment ở bên dưới giao diện Simulation
Basis Manager.
5. Bấm vào biểu tượng Heater trong Object Palette và sau đó bấm vào
Process Flow Diagram (PFD). Bấm vào biểu tượng General Reactor, sẽ xuất hiện bốn loại Reactor khác nhau, chọn Conversion Reactor và bấm vào
PFD. Tương tự với Cooler và Separator.
6. Đặt tên các dòng vào và các dòng ra và các thiết bị của toàn bộ quá trình như trong hình 14.1.
142
Hình 14.1. Sơ đồ PFD ban đầu
7. Lưu ý rằng Reactor có màu đỏ với dòng thông báo “Need Reaction Set”. Bấm vào Flowsheet trên thanh công cụ, chọn Reaction Package trong danh sách thả xuống. Add Global Rxn Set. Sau đó bấm Add Rxn và chọn
Conversion. Add components (n-heptane, toluene, hydrogen) và hệ số tỷ lượng tương ứng (-1, 1, 4). Chuyển sang Basis tab và nhập giá trị 15 vào ô
Co (đây là độ chuyển hoá). Đóng cửa sổ, trở về màn hình PFD.
8. Nhắp đúp vào Reactor. Mở Reaction tab trong giao diện thuộc tính của
Reactor. Chọn Global Reaction Set vào ô Reaction Set. Đóng cửa sổ.
9. Mở Worksheet, nhập các điều kiện đã biết cho các dòng. Lưu ý rằng chữ và số có màu xanh là các giá trị được người sử dụng khai báo. Nếu cung cấp nhiều hơn tham số yêu cầu, thì sẽ xuất hiện thông báo lỗi.