CẤU TỬ TÁCH RIÊNG LPG VÀ CONDENSATE
Trong chương trình này, ta sẽ xét hệ thống chưng cất nhằm tách riêng LPG (Liquidfied Petroleum Gas) bao gồm chủ yếu các cấu tử C3H8, i-C4H10, n-C4H10 và Condensate (chứa các hydrocacbon nặng từ C5H12 trở lên) được mô tả như Hình … (hệ thống ngưng tụ hoàn toàn – total condenser, làm lạnh bằng không khí)
Chọn cấu tử khoá nhẹ (light key component) là n-C4H10, cấu tử khoá nặng (heavy key component) là i-C5H12.
Để thuận tiện cho việc tính toán ban đầu, chương trình sẽ thực hiện với các mục tiêu chất lượng là :
- Hiệu suất thu hồi của i-C5 tại sản phẩm đáy (b %)
Các số liệu khác cần phải có là i) áp suất vận hành của tháp, ii) nguyên liệu vào tháp.
Sau khi xây dựng xong chương trình theo 2 mục tiêu chất lượng trên, ta có thể chuyển đổi sang các mục tiêu khác như : chất lượng sản phẩm (hàm lượng C5+ trong LPG, RVP của Condensate, … ), hoặc thông số vận hành (nhiệt độ đáy, chỉ số hồi lưu …) bằng cách dùng thêm các vòng lặp ngoài tìm ra hiệu suất thu hồi cần thiết của các cấu tử khoá nhằm đáp ứng các mục tiêu này.
1. Sơ đồ quá trình thực hiện
lỏng hơi và mô phỏng quá trình chưng cất của hệ nhiều cấu tử
2. Thuật toán
Việc tính nhiệt độ đỉnh tháp, nhiệt độ reboiler, nhiệt độ sản phẩm đỉnh sau condenser được thực hiện theo các chương trình con tính điểm sương, điểm sôi đã đề cập ở trên.
Quá trình xác định số đĩa lý thuyết tối thiểu liên quan đến xác định hệ số φ của phương trình Underwood thực hiện theo phương pháp chia đôi như sau :
Tính cân bằng vật chất
Tính nhiệt độ đỉnh
tháp
Tính nhiệt độ reboiler
Tính số đĩa lý thuyết
tối thiểu
Tính phân bố của các cấu tử không khoá
Tính lại cân bằng vật chất Tính lại nhiệt độ đỉnh tháp Tính lại nhiệt độ reboiler Tính nhiệt độ sản phẩm đỉnh sau condenser Tính lại số đĩa lý thuyết tối thiểu
Tính chỉ số hồi lưu tối thiểu Tính chỉ số hồi lưu thực tế Xácđịnh đĩa nạp liệu tối ưu Xácđịnh các chỉ tiêu chất lượng của SP
Xét hàm số ) f F(1 q) ( H i i i
Coi nguyên liệu vào tháp ở trạng thái sôi thì q = 1, nghĩa là H(φ) = 0
Do giá trị của φ thường nằm trong khoảng từ 1.0 đến độ bay hơi tương đối trung bình của cấu tử khoá nhẹ (so với cấu tử khoá nặng) - α, vì vậy ta sẽ lấy khoảng cách ly nghiệm là (1; α).
Thuật toán xác định hệ số φ như sau :
Sau n vòng lặp (n phép chia đôi) thì khoảng cách ly nghiệm đã đuợc rút ngắn 2n lần, nghiệm có thể lấy giá trị tại 2 đầu mút hoặc trung bình của khoảng nghiệm cuối cùng.
3. Giao diện
Đối với chương trình mô phỏng hệ thống Debutanizer, giao diện gồm có 2 phần : i) giao diện chính trong đó thể hiện các thông số cơ bản nhưáp suất, nhiệt độ, lưu lượng; ii) Từ giao diện chính có thể truy cập tới các giao diện con trong đó hiển thị các thông số về chất lượng sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy, nguyên liệu như : áp suất hơi bão hoà; tỷ trọng, hàm lượng C5+ trong LPG … Xácđịnh α; a = 1; b = α H(a)*H(c) < 0 c = (a+b)/2 b = c a = c φ = (a + b)/2 n vòng lặp
lỏng hơi và mô phỏng quá trình chưng cất của hệ nhiều cấu tử