Các yếu tố công nghệ có ảnh hưởng trực tiếp đến của quá trình chưng cất là trạng thái nhiệt động của dòng nguyên liệu, nhiệt độ và áp suất.
• Nhiệt độ của dòng nguyên liệu:
+ Tăng nhiệt độ của dòng nguyên liệu: Sẽ tác động làm tăng nhiệt độ vận hành tháp, tăng lưu lượng hơi, giảm lưu lượng lỏng trong toàn tháp, do đó sẽ làm nặng hơn các phân đoạn, cụ thể chất lượng sản phẩm đỉnh se giảm do lẫn nhiều cấu tử nặng hơn, nhưng chất lượng sản phẩm đáy sẽ tăng.
+ Gảm nhiệt độ của nguyên liệu: Sẽ tác động làm giảm nhiệt độ vận hành của tháp, giảm lưu lượng hơi, tăng lưu lượng lỏng trong toàn tháp, do đó sẽ làm nhẹ đi các phân đoạn sản phẩm, cụ thể chất lượng sản phẩm đỉnh sẽ tăng, chất lượng sản phẩm đáy sẽ giảm do chứa nhiều cấu tử nhẹ.
• Áp suất vận hành của tháp:
+ Tăng áp suất vận hành của tháp: Chênh lệch độ bay hơi giữa các cấu tử càng nhỏ, càng khó tách. Đồng thời kéo theo sự tăng nhiệt độ của toàn tháp, do đó sẽ làm nặng thêm các phân đoạn sản phẩm.
+ Giảm áp suất vận hành của tháp: Chênh lệch độ bay hơi giữa các cấu tử cần tách càng lớn, càng dễ tách. Đồng thời kéo theo sự giảm nhiệt độ của toàn tháp, do đó làm nhẹ đi các phân đoạn sản phẩm.
• Lưu lượng nguyên liệu:
+ Đối với nguyên liệu có sự bay hơi lớn:
Tăng lưu lượng sẽ làm thay đổi điểm cắt, làm tăng lưu lượng sản phẩm đỉnh, đồng thời sẽ làm nặng tất cả các sản phẩm. Trường hợp nguyên liệu vào tháp ở nhiệt độ điểm sương, tăng lưu lượng nguyên liệu sẽ tăng lưu lượng sản phẩm đỉnh còn lưu lượng sản phẩm đáy không đổi.
+ Đối với nguyên liệu ít bay hơi :
Tăng lưu lượng nguyên liệu sẽ làm thay đổi điểm cắt, tăng lưu lượng sản phẩm đáy, đồng thời sẽ làm nhẹ tất cả các sản phẩm. Trường hợp nguyên liệu vào tháp ở nhiệt độ điểm sôi, tăng lưu lượng nguyên liệu sẽ chỉ làm tăng lưu lượng sản phẩm đáy còn lưu lượng sản phẩm đỉnh hầu như không đổi.
• Sự phụ thuộc của khả năng tách vào số đĩa lý thuyết:
Khả năng tách của tháp tăng khi số đĩa lý thuyết Nlt tăng. Nlt = Ntt/ε
Với ε là hiệu suất đĩa, phụ thuộc vào loại đĩa, bản chất nguyên liệu và các điều kiện vận hành của tháp như nhiệt độ, áp suất.
Nếu số đĩa quá bé thì quá trình tách không triệt để còn nếu số đĩa quá lớn thì sẽ tăng chiều cao của tháp đồng nghĩa với việc tăng chi phí đầu tư và chi phí vận hành. Vì vậy, đối với một quá trình chưng cất cần xác định số đĩa lý thuyết tối ưu sao cho đảm bảo quá trình phân tách có hiệu quả và năng suất cao.
• Sự phụ thuộc của khả năng tách vào quá trình tiếp xúc lỏng hơi trong tháp:
Khả năng tách tăng nếu quá trình tiếp xúc lỏng hơi trong tháp tăng và đồng đều. Tác động của quá trình tiếp xúc lỏng hơi đến khả năng tách được đặc trưng bởi tỷ lệ giữa lượng lỏng và lượng hơi trong đoạn luyện L/V, và trong đoạn chưng L’/V’.
Đối với tháp chưng cất ta có tỷ lệ L/V <1 L’/V’>1
Khả năng tách của tháp tăng khi tỷ lệ L/V tăng là L’/V’ giảm nghĩa là cả hai giá trị này càng tiến gần tới 1.
Tuy nhiên việc xác định tỷ số này không thể thực hiện được một cách dễ dàng vì trong tháp các dòng luôn tồn tại ở trạng thái cân bằng động do đó không thể xác định lượng lỏng và hơi một cách chính xác. Vì vậy người ta đưa ra khái niệm tỷ số hồi lưu rf và tỷ số đun sôi lại rb.
Khả năng tách của tháp tăng khi rf và rb tăng.
• Sự phụ thuộc của khả năng tách vào vị trí đĩa tiếp liệu:
Khả năng tách của tháp tăng nếu nguyên liệu được nạp vào tháp ở vị trí đĩa tiếp liệu thích hợp. Đĩa tiếp liệu thích hợp là đĩa mà tại đó nhiệt độ và thành phần lỏng- hơi trong tháp cân bằng với nhiệt độ và thành phần lỏng- hơi trong dòng nhập liệu.
1.5 Tổng quan về phần mềm mô phỏng Unisim R400 [10]
Phần mềm Unisim là sản phẩm của tập đoàn Honeywell (USA), được xây dựng và nâng cấp dựa trên phần mềm chuyên dụng Hysys mà Honeywell đã mua lại từ Hyprotech.
Unisim cung cấp một loạt các giải pháp mô hình hoá quá trình trực quan và sinh động, từ việc thiết kế các quá trình có thể giải quyết được nhiều vấn đề quan trọng của vận hành nhà máy, kiểm soát dòng ra, sử dụng trực tuyến trong điều khiển và tối ưu hoá, theo dõi hiệu suất nhà máy và lập kế hoạch kinh doanh…
Unisim cải thiện đáng kể khả năng mô phỏng các quá trình on-line, off-line và các ứng dụng tối ưu, tính hiệu quả, độ tin cậy, tính an toàn…
Với giao diện quen thuộc (giống Hysys) người dùng có thể dễ dàng nắm bắt và hiểu rõ hơn về các quá trình. Unisim cung cấp các mô hình thực tế quá trình và điều khiển của dự án, điều khiển tăn cường và tối ưu hoá quá trình sản xuất. Với phần mềm Unisim chúng ta sẽ có những thiết kế tốt hơn cho nhà máy, tiếp cận được các dữ liệu phân tích, biết được thời gian dữ liệu thay đổi, đưa ra các đáp ứng chính xác cho tình huống bất thường, tối ưu hoá các thông số để đạt được mục tiêu kinh doanh. Hệ thống điều khiển tiếp tục được tăng cường trong khi vẫn đảm bảo an toàn và khởi động nhanh cho một quá trình sản xuất mới.
Unisim được sử dụng rộng rải trong nhiều lĩnh vực, chủ yếu là trong công nghệ lọc dầu, hoá chất …
Unisim được thiết kế sử dụng cho hai trạng thái mô phỏng : (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
• Steady Mode: Trạng thái tĩnh, sử dụng thiết kế công nghệ cho một quá trình.
• Dynamic Mode: Trạng thái động, mô phỏng thiết bị hay quy trình ở trạng thái đang vận hành liên tục, khảo sát sự thay đổi các đáp ứng của hệ thống theo sự thay đổi của một vài thông số.
Bộ phần mềm Unisim bao gồm
• Unisim Design: Cung cấp mô hình trực quan và tương tác cho phép người dùng tạo ra các mô hình trạng thái tĩnh (ổn định) và trạng thái động trong thiết kế nhà máy. Giúp cho người dùng giám sát hoạt động, xử lý sự cố, tối ưu quá trình vận hành…
• Unisim ExchangerNet:
• Unisim Flare: Được sử dụng để thiết kế hệ thống đuốc đốt, hệ thống thông hơi, van xả khí … đến hệ thống đuốc đốt nhằm đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành nhà máy.
• Unisim Heat Exchanger: Dùng để tính toán, thiết kế các thiết bị trao đổi nhiệt và tối ưu năng lượng …Bao gồm các kiểu trao đổi nhiệt sau:
+ Trao đổi nhiệt dạng ống + Trao đổi nhiệt chéo dòng + Trao đổi nhiệt tấm ngăn
CHƯƠNG 2:
MÔ PHỎNG TĨNH PHÂN XƯỞNG THU HỒI PROPYLENE BẰNG PHẦN MỀM UNISIM R400