ỨNG DỤNG PHẦN MỀM HYSYS MÔ PHỎNG CÁC CÔNG NGHỆ TÁCH NƯỚC ĐỂ SẢN XUẤT ETHANOL TUYỆT ĐỐ
4.4.1.2 Mô phỏng thiết bị hấp phụ V-1601 và các thiết bị tách, phối trộn
Mô phỏng thiết bị hấp phụ V-1601:
Thành phần nguyên liệu: sản phẩm đỉnh 91oC, 1.7 kg/cm2 của C-1601 sau khi qua thiết bị trao đổi nhiệt H-1602 để nâng nhiệt độ lên 122oC, áp suất 1.65 kg/cm2 rồi đưa vào thiết bị hấp phụ bằng rây phân tử V-1601.
Hình 4.39 – Sơ đồ mô phỏng khu vực khử nước bằng rây phân tử
Do trong phần mềm Hysys không có thiết bị hấp phụ nên ở đây ta thay thế thiết bị hấp phụ bằng một Component Splitter để mô phỏng.
Giả sử trong quá trình hấp phụ chỉ có nước bị Zeolite giữ lại, và nồng độ ethanol đầu ra đạt 99.8% về thể tích ở đáy tháp (dòng 5-1), còn nước bị giữ lại trong tháp ở quá trình mô phỏng được ra đỉnh ở 122oC, 0.145 kg/cm2.
Bảng 4.18 – Thành phần vào ra của thiết bị hấp phụ V-1601
3 4 Top V-1601 5-1
Trạng thái pha Hơi Hơi Hơi Hơi
Nhiệt độ, oC 91.3 122 122 122
Áp suất, kg/cm2
1.7 1.65 0.145 1.5
Lưu lượng, tấn/ngày 417.8 417.8 29.33 388.5
% thể tích ethanol, % 94.13 94.13 0 99.8
% thể tích nước, % 5.87 5.87 100 0.2
Khối lượng riêng,
kg/m3 2.277 2.039 --- 2.055
Mô phỏng thiết bị giải hấp:
Trong phần mềm Hysys không có thiết bị hấp phụ hay khử hấp phụ nên ở đây thiết bị giải hấp là các thiết bị tách dòng và phối trộn Mixer, TEE.
Dòng sản phẩm ra từ đỉnh thiết bị V-1601 được xem là lượng nước bị hấp phụ, còn dòng 5-1 là sản phẩm ethanol tinh khiết 99.8 % thể tích được tách thành 2 phần: 40% để dùng làm khử hấp phụ, 60% được làm nguội ngưng tụ thành sản phẩm. Với 40% đó, trộn chung với dòng nước trong tháp hấp phụ → nồng độ ethanol giảm xuống còn 86.73% về thể tích, rồi được làm nguội và đưa vào tháp bốc hơi C-1601 để tăng nồng độ ethanol lên 94.13% thể tích trước khi đưa lại vào tháp hấp phụ V-1601.
Hình 4.41 – Sơ đồ mô phỏng thiết bị hấp phụ và giải hấp V-1601
Mô phỏng được kết quả như sau:
Top V-1601 5-1 5-2 5-3 5
Trạng thái pha
Hơi Hơi Hơi Hơi Hơi
Nhiệt độ, oC
122 122 122 122 122
Áp suất, kg/cm2
0.145 1.5 1.5 0.145 1.5
Lưu lượng, tấn/ngày 29.33 388.5 155.4 184.7 233.1
% thể tích ethanol, % 0 99.8 99.8 86.73 99.8
% thể tích nước, % 100 0.2 0.2 13.27 0.2
Khối lượng riêng,
kg/m3 --- 2.055 2.055 0.1595 2.055