3.4. Đánh giá kết quả mô phỏng và xác định độ tin cậy
3.4.1. Xác định các dịng cơng nghệ, tính chất của các dịng công nghệ để so sánh với số liệu của công nghệ tham khảo, so sánh và xác định sai số tươmg đối.
Chúng em lựa chọn các thơng số nhiệt độ, áp suất, lưu lượng của dịng công nghệ số 5, số 7, số 11 và lưu lượng cấu tử C6H6; C7H8 của dịng số 15 để so sánh vì các dịng số 5, số 7, số 11 là các dòng hồi lưu về làm nguyên liệu ban đầu và được nhập sẵn vào để mơ phỏng, và các dịng 5A, 7A, 11A là các dịng tính tốn được nhờ mơ phỏng, từ đó ta so sánh các dịng này thì sẽ cho biết được mơ phỏng của ta có được chấp nhận khơng. Lưu lượng cấu tử của dịng 15 sẽ cho biết sản phẩm ta tính tốn ra từ q trình mơ phỏng này có phù hợp khơng. Nếu sai số bé hơn 5% thì kết quả mơ phỏng là chấp nhận được và đáng tin cậy.
CHƯƠNG 4: KHAI THÁC KẾT QUẢ MÔ PHỎNG4.1. Xác định các thống số vận hành quan trọng cho từng thiết bị. 4.1. Xác định các thống số vận hành quan trọng cho từng thiết bị.
Bảng 11: Bảng thông số vận hành cho từng thiết bị
Biến cần điều khiển Biến điều khiển Giải thích Mức chất lỏng V101 Lưu lượng dòng nguyên
liệu 1 Đảm bảo áp suất đầu vàocủa bơm Điều kiện lưu lượng dòng 2 Công suất bơm P-101A/B Đảm bảo công suất hoạt
động của phân xưởng Lưu lượng dòng H2 sau khi
nhập dòng Lưu lượng dòng số 3
Nhiệt độ dịng số 4 Cơng suất thiết bị trao đổi nhiệt E101 (Lưu lượng dòng hơi nước áp suất cao vào thiết bị gia nhiệt) Nhiệt độ dòng số 6 Cơng suất lị đốt H101 (lưu
lượng của fuel gas và khơng khí vào)
Nhiệt độ dịng cơng nghệ
sau thiết bị E102 Công suất của thiết bị làmlạnh E102 (lưu lượng nước làm lạnh đi vào E012) Mức chất lỏng V102 Lưu lượng dịng cơng nghệ
đi ra đáy V102 Đảm bảo thời gian lưu Áp suất của V103 Trở lực của van Vì quyết định chất lượng
Mức chất lỏng V103 Lưu lượng dòng lỏng đi ra
đáy V103 Đảm bảo thời gian lưu củachất lỏng
Nhiệt độ dịng 10 Cơng suất của thiết bị gia nhiệt E103 (lưu lượng vào của dòng hơi nước áp suất thấp)
Áp suất đỉnh tháp T101 Công suất của thiết bị ngưng tụ E104 (lưu lượng nước làm mát đi vào E104) Dòng hồi lưu đỉnh tháp
T101
Độ mở của van điều khiển Điều khiển tỉ số hồi lưu của tháp rf
Mức chất lỏng ở đáy tháp Lưu lượng dòng 11 hổi lưu Để điều khiển tỷ số đun sôi lại rb
Nhiệt độ đĩa nhạy cảm 40 trong tháp
Công suất thiết bị reboiler (lưu lượng đi vào của hơi nước áp suất trung bình) Mức chất lỏng của đáy
V104
Lưu lượng dòng chất lỏng đi ra khỏi đáy V104
Đảm bảo thời gian lưu của chất lỏng
Nhiệt độ dòng 15 Cống suất của thiết bị làm lạnh E105 (lưu lượng nước làm mát)
Áp suất đầu ra của C101 Cơng suất của máy nén Lưu lượng dịng số 7 Độ mở của van điều khiển Lưu lượng của dòng fuel
gas ( đi ra ở V102) và dịng 19
Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Đình Lâm Từ q trình mơ Số đĩa Nhiệt độ ℃C Design D+5%D D-5%D 2 111.0784 113.45413 111.01973 3 111.40815 115.02783 111.30706 4 111.69072 116.43542 111.54613 5 112.00394 117.65913 111.81117 6 112.35053 118.66535 112.106 7 112.73181 119.46059 112.43394 8 113.14742 120.07456 112.79732 9 113.59495 120.54465 113.19714 10 114.06968 120.90651 113.63252 11 114.56468 121.18978 114.10026 12 115.07124 121.41737 114.59468 13 115.57987 121.60613 115.10782 14 116.08026 121.76807 115.63001 15 116.56361 121.91162 116.15076 16 117.02254 122.04259 116.65981 17 117.4517 122.16497 117.14808 18 117.84793 122.28147 117.60845 19 118.21005 122.39393 118.03609 20 118.53856 122.50358 118.42846 21 118.8352 122.61123 118.78508 22 119.09977 125.8068 119.0529 23 119.21449 129.70366 119.16645 24 119.32868 133.9588 119.27878 25 119.44384 137.9042 119.39094 26 119.56096 141.07252 119.50309 27 119.68193 143.35532 119.6155 28 119.81023 144.8896 119.72869 29 119.95209 145.88624 119.84352 30 120.11958 146.53147 119.96161 31 120.33412 146.95929 120.08598 32 120.63431 147.25678 120.22231 33 121.08763 147.47752 120.38123 34 121.80635 147.65348 120.58257 35 122.96082 147.80344 120.8677 36 124.7677 147.93831 121.2873 37 127.41019 148.06438 121.96883 38 130.87918 148.18529 123.08559 39 134.83986 148.30314 124.87726 40 138.72453 148.41913 127.56918 41 142.03176 148.53396 131.19229 42 144.54413 148.64802 135.40735
phỏng có thể xác định được đĩa nhạy cảm như bên dưới, do đó có thể khống chế được cân bằng vật chất. Đĩa nhạy cảm nhóm xác định được là đĩa số 40.
110 112 114 116 118 120 122 124 126 128 130 132 134 136 138 140 142 144 146 148 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45
BIỂU ĐỒ XÁC ĐỊNH ĐĨA NHẠY CẢM
Design D+5%D D-5%D
nHIỆT độ ℃C
Số
đ
4.2. Xây dựng sơ đồ PFD có hệ thống điều khiển quá trình.
Trên cơ sở bảng số liệu ở mục 4.1, biện luận, tham khảo sơ đồ PFD được cung cấp, đề xuất sơ đồ PFD có hệ thống điều khiển q trình đối với phân xưởng sản xuất benzene từ toluene bằng cơng nghệ hydrodealkyl hóa. Trình bày bản vẽ PFD có hệ thống điều khiển q trình của tồn bộ phân xưởng.
Hình 5. Sơ đồ PFD đầy đủ cho hệ thống điều khiển q trình sản xuất benzene bằng cơng
nghệ dehydroankyl hóa.
Bảng 13: Giá trị cần điều khiển ở các thiết bị
Tên thiết bị Biến cần điều khiển Giá trị Biến điều khiển
V101 Mức chất lỏng 50% H Lưu lượng dòng toluenen
nguyên liệu P101 Lưu lượng dòng số 2 144.4 kmol/h Lưu lượng hồi lưu V101 Mixer 2 Lưu lượng dòng
hydrogen sau khi nhập lại
1059.9 kmol/h
Lưu lượng dòng hydrogen
E101 Nhiệt độ dòng số 4 225 oC Lưu lượng HPS vào E-101 H101 Nhiệt độ dòng số 6 600 oC Lưu lượng fuel gas vào H-101 E-102 Nhiệt độ dòng sau khi
ra khỏi E-102
V-102 Mức chất lỏng V-102 50%H Lưu lượng lỏng ra khỏi V-102 V-102 Áp suất chất lỏng vào
E-103
2.9 bar Trở lực của van
V-103 Mức chất lỏng V-103 50%H Lưu lượng lấy ra khỏi V-103 E-103 Nhiệt độ dòng số 10 90 oC Lưu lượng LSP vào E-103 T-101 Áp suất đỉnh tháp 2.4 bar Công suất thiết bị ngưng tụ
E-104 T-101 Lưu lượng hồi lưu vào
lại tháp
121.43 kmol/h
Độ mở của van hồi lưu
T-101 Mức chất lỏng đáy tháp 50%H Lượng sản phẩm đáy lấy ra V-104 Mức chất lỏng bình hồi
lưu V-104
50% H Lưu lượng benzene sản phẩm ra
V-104 Áp suất bình hồi lưu V-104
2.2 bar Lưu lương fuel gas
E-106 Nhiệt độ đĩa nhạy cảm (Đĩa 40)
138.74 Lượng hơi đi MPS đi vào
E-105 Nhiệt độ dòng số 15 38 oC Lưu lượng CW đi vào E-105 C-101 Áp suất dòng ra khỏi
máy nén
25.5 bar Công suất máy nén
C-101 Lưu lượng fuel gas đi vào máy nén
801,4 kmol/h Độ mở của van
R-101 Lưu lượng dịng số 7 42.560
kmol/h
Độ mở van khí đi vào thiết bị phản ứng
4.3. Kết luận
Qua quá tìm hiểu, trao đổi với nhau thơng qua bài tập lớn này, nhóm em hiểu và tiếp thu được nhiều kĩ năng và kiến thức cần thiết về hoạt động sản xuất benzene từ toluene bằng cơng nghệ hydrodeakyl hóa và khả năng đọc PFDs cũng như mơ phỏng,
trích xuất dữ liệu, xử lý số liệu và tối ưu hóa điều khiển. Việc làm bài tập lớn cũng giúp chúng em nâng cao các kĩ năng về làm việc nhóm, word, exel và khả năng viết báo cáo.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] "Analysis, Synthesis, and Design of Chemical Processes”. Richard Turton, Richard Bailie, Wallace Whiting, Joseph Shaeiwitz Prentice Hall, 1998 - King - 1999 - Chemie Ingenieur Technik - Wiley Online.
[2] "(PDF) ĐỒ ÁN Thiết kế phân xưởng sản xuất benzen bằng phương pháp hydrodealkyl toluen - NhatSinhHoang - Academia.edu".
[3] "Toluene Hydrodealkylation Process" (Revised from Senior Project of Patricia Quinones, 2002).