Tài liệu Tìm hiểu phần mềm mô phỏng proii và ứng dụng

BAÙO CAÙO ÑEÀ TAØI NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC Chöông 1: GIÔÙI THIEÄU PRO/II 1.1 Moâ phoûng vaø vai troø cuûa moâ phoûng Moâ phoûng, tieáng Anh laø Simulation, ngaøy nay ñaõ trôû thaønh moät thuaät ngöõ quen thuoäc trong nhieàu ngaønh, töø coâng nghieäp naëng cho ñeán coâng ngheä vuõ truï vaø neàn coâng nghieäp giaûi trí. Theo ñònh nghóa cuûa töï ñieån thuaät ngöõ khoa hoïc kyõ thuaät cuûa Nhaø xuaát baûn MacGrawHill thì thuaät ngöõ moâ phoûng ñöôïc hieåu nhö sau. Moâ phoûng laø vieäc phaùt trieån vaø söû duïng moâ hình maùy tính ñeå nghieân cöùu heä ñoäng hoïc thöïc. Vai troø cuûa moâ phoûng caøng ngaøy caøng quan troïng. Vieäc söû duïng moâ phoûng ñaõ giuùp con ngöôøi tieát kieäm ñöôïc khaù nhieàu tieàn cuûa, tieát kieäm ñöôïc thôøi gian, giaûm bôùt soá laàn thí nghieäm, vaø ñaõ giaûm thieåu caùc nguy cô coù theå xaûy ra cho tính maïng vaø taøi saûn. Trong ngaønh coâng nghieäp daàu khí hieän nay moâ phoûng cuõng ñaõ chieám moät vò trí ñaùng keå. Khi maø caùc quaù trình khoâng theå quan saùt vaø cuõng khoù coù theå bieát ñöôïc phöông caùch maø chuùng xaûy ra nhö theá naøo thì moâ phoûng ñaõ giuùp cho caùc kyõ sö ñieàu ñoù. 1.2 Caùc phaàn meàm moâ phoûng söû duïng trong coâng nghieäp daàu khí Neàn coâng nghieäp daàu khí coù quy moâ to lôùn, töø caùc quaù trình khai thaùc ñeán cheá bieán ñeàu coù caùc phaàn meàm moâ phoûng töông öùng. Caùc phaàn meàm naøy raát ña daïng, nhöng töïu chung coù theå phaân chia chuùng thaønh caùc loaïi sau: n Caùc phaàn meàm duøng cho thieát keá: Ñieån hình nhö phaàn meàm thieát keá ñöôøng oáng OLGA 2000, phaàn meàm thieát keá vaø moâ phoûng ñöôøng oáng PipeSim cuûa coâng ty Schlumberger. n Caùc phaàn meàm moâ phoûng caùc quaù trình thöïc ñeå hoå trôï ñaøo taïo: Ñaây laø daïng phoå bieán khoâng chæ trong coâng nghieäp daàu khí maø trong phaàn lôùn caùc ngaønh hieän nay. Nhö laø vieäc moâ phoûng caùc phaân xöôûng, caùc nhaø maùy thöïc ñeå giuùp cho quaù trình ñaøo taïo…. n Caùc phaàn meàm moâ phoûng vaø tính toaùn caùc quaù trình thöïc: Pro/II laø thuoäc daïng phaàn meàm naøy. n Caùc phaàn meàm toái öu hoùa: Caùc phaàn meàm naøy chuyeân duïng hôn cho muïc ñích toái öu hoùa. Hieän nay hai phaàn meàm moâ phoûng tính toaùn caùc quaù trình phoå bieán nhaát laø HYSYS vaø Pro/II. Caû hai phaàn meàm naøy hieän ñöôïc caùc coâng ty tröïc thuoäc toång coâng ty daàu khí Vieät Nam söû duïng roäng raõi. Sinh vieân thöïc hieän: NGUYEÃN VAÊN TRUNG Trang - 3 - BAÙO CAÙO ÑEÀ TAØI NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC Veà cô baûn hai phaàn meàm Pro/II vaø HYSYS.Plant töông ñoái gioáng nhau veà baûn chaát. Neáu ñaõ coù dòp tieáp xuùc vôùi caû hai, thì deã nhaän thaáy moät ñieàu laø moâ hình nhieät ñoäng cuûa hai phaàn meàm ñeàu ñöôïc xaây döïng treân cuøng moät neàn taûng lyù thuyeát. Vì vaäy keát quaû seõ khoâng sai khaùc bao nhieâu. Maëc khaùc caùc moâ hình thieát bò cuûa hai beân cuõng töông töï nhau. Ñieåm noåi baät cuûa HYSYS laø giao dieän thaân thieän hôn, töông thích vôùi nhieàu heä ñieàu haønh vaø caùch truy xuaát keát quaû toát hôn, giuùp cho ngöôøi duøng deã ñoïc vaø deã phaân tích hôn so vôùi Pro/II. Maëc khaùc nhôø ra ñôøi sau neân HYSYS ñaõ kòp hieäu chænh caùc thieáu soùt cuûa Pro/II, HYSYS coù nhieàu moâ hình thieát bò hôn, khaû naêng tính toaùn thieát keá cao hôn, keøm theo ñoù laø caùc moâ hình thieát bò ñieàu khieån nhö LIC…. Tuy nhieân theo ñaùnh giaù cuûa toâi thì maëc duø keùm hôn HYSYS veà caùc maët treân nhöng Pro/II coù nhöõng öu ñieåm sau: + Coâng ty saûn xuaát Pro/II coù nhieàu kinh nghieäm hôn + Pro/II coù nhieàu moâñun phuï trôï, coù theå aùp duïng cho nhieàu quaù trình, töø cheá thoâ ñeán cheá bieán saâu, cho caû lónh vöïc hoùa daàu, moâi tröôøng vaø döôïc phaåm + Pro/II coù keøm theo nhieàu nguoàn taøi lieäu, giuùp cho ngöôøi duøng hieåu roõ hôn veà baûn chaát chöông trình, töø ñoù giuùp hoï moâ hình hoùa caùc phaân xöôûng leân maùy tính deã daøng hôn vaø giuùp hoï ñaùnh giaù keát quaû cuûa chính mình. 1.3 Giôùi thieäu veà Pro/II 1.3.1 Pro/II vaø öùng duïng Pro/II Pro/II laø moät trong nhöõng saûn phaåm cuûa toå hôïp SIMSCI, ñöôïc thaønh laäp töø naêm 1957 chuyeân veà thieát keá caùc phaàn meàm moâ phoûng trong coâng ngheä hoùa hoïc, ñaëc bieät laø veà neàn coâng nghieäp loïc hoùa daàu. Hieän nay saûn phaåm cuûa toå hôïp naøy khaù ña daïng, bao goàm caùc phaàn meàm veà thieát keá caùc thieát bò, ñöôøng oáng, tính toaùn kinh teá… Phaàn meàm thieát keá moâ phoûng Pro/II laø saûn phaåm ñaàu tieân cuûa SIMSCI, laø keát quaû cuûa 4 laàn naâng caáp töø chöông trình ñaàu tieân naêm 1967 ñeán naêm 1988 thì chính thöùc ra ñôøi vôùi teân goïi Pro/II. Chöông trình naøy khoâng ngöøng ñöôïc naâng caáp vaø hieän nay ñaõ coù phieân baûn môùi nhaát laø 6.0,( Ñeà taøi naøy ñang söû duïng phieân baûn 5.1) Phaàn meàm naøy coù theå öùng duïng vaøo nhieàu quaù trình: ü Xöû lyù daàu/ khí ü Tinh cheá ü Hoùa daàu Sinh vieân thöïc hieän: NGUYEÃN VAÊN TRUNG Trang - 4 - BAÙO CAÙO ÑEÀ TAØI NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC ü Polyme ü Döôïc phaåm ü Tö vaán vaø thieát keá xaây döïng Caùc öùng duïng moâ phoûng goàm: ü Thieát keá môùi caùc quaù trình ü Öôùc tính caáu hình thieát bò ü Hieän ñaïi hoùa vaø naâng caáp caùc thieát bò cuõ ü Gôõ roái vaø laøm thoâng suoát caùc quy trình thieát bò ü Ñaùnh giaù caùc vaán ñeà moâi tröôøng cuûa nhaø maùy ü Kieåm tra, toái öu hoùa, caûi tieán hieäu suaát vaø lôïi nhuaän cuûa nhaø maùy. 1.3.2 Giao dieän cuûa Pro/II 1.3.2.1 Khôûi ñoäng Pro/II Ñeå khôûi ñoäng chöông trình kích ñoâi chuoät vaøo bieåu töôïng cuûa chöông trình töø menu Star. Cöûa soå chaøo möøng cuûa Pro/II xuaát hieän. Cöûa soå naøy coù chöùa caùc thoâng tin veà caùc môû vaø caùc maøu khoùa ñöôïc duøng trong chöông trình. Hình 1.1: Cöûa soå chính cuûa chöông trình Luùc naøy coù theå môû moät file moâ phoûng môùi ( choïn File/New ), môû moät file ñaõ coù ( choïn File/Open ), hay nhaäp moät file keyword ( choïn File/Import ). Sinh vieân thöïc hieän: NGUYEÃN VAÊN TRUNG Trang - 5 - BAÙO CAÙO ÑEÀ TAØI NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC 1.3.2.2 Caùc nuùt coâng cu Nuùt Chöùc naêng Môû moät cöûa soå quan saùt khaùc cho löu ñoà Daáu hay hieån thò baûng noåi PFD Cung caáp caùc moâ taû cô baûn cho döï aùn moâ phoûng Thieát laäp heä ñôn vò cho moãi döï aùn moâ phoûng. Choïn caùc caáu töû Thieát laäp döõ lieäu cho caùc caáu töû Choïn caùc phöông phaùp nhieät ñoäng hoïc Boá sung cutpoint cho ñöôøng TBP vaø caùc phöông phaùp tính chaát hoùa. Ñònh nghóa caùc döõ lieäu phaûn öùng Nhaäp vaøo caùc thuû tuïc tính ñoäng hoïc phaûn öùng Ñònh nghóa quaù trình nghieân cöùu maãu Thieát laäp trình töï tính toaùn Ñònh nghóa caùc böôùc laëp vaø möùc ñoä hoäi tuï Hieån thò cöûa soå thu nhoû sô ñoà moâ phoûng Sinh vieân thöïc hieän: NGUYEÃN VAÊN TRUNG Nuùt Chöùc naêng Tìm kieám thieát bò treân sô ñoà hieän haønh Tìm kieám doøng treân sô ñoà hieän haønh Thöïc hieän vieäc tính flash cho doøng ñöôïc choïn Taïo ra caùc ñoà thò caân baèng loûng hôi cho 2 caáu töû Chaïy döï aùn moâ phoûng Döøng döï aùn moâ phoûng Xem keát quaû cuûa thieát bò hay doøng ñöôïc choïn Taïo baûn baùo caùo cho döï aùn moâ phoûng Xoùa caùc ñoái töôïng hieän haønh treân sô ñoà Phoùng to hay thu nhoû sô ñoà coâng ngheä Hieån thò toaøn boä sô ñoà coâng ngheä Phoùng to moät vuøng treân sô ñoà coâng ngheä Xoùa taát caû caùc ñoái töôïng laï treân maøn hình Theå hieän phaàn giuùp ñôõ cho ñoái töôïng ñöôïc chæ ñeán Trang - 6 - BAÙO CAÙO ÑEÀ TAØI NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC 1.3.2.3 YÙ nghóa cuûa caùc loaïi maøu khoùa treân maøn hình Ñeå baùo hieäu tình traïng moâ phoûng hieän haønh, Pro/II söû duïng boä maøu khoùa, moãi maøu seõ töông öùng vôùi moãi traïng thaùi moâ phoûng. Ngöôøi duøng coù theå tuyø bieán caùc maøu khoùa baèng caùch vaøo cöûa soå Set Colors baèng caùch choïn Option/Colors… töø thanh menu. Maøu Ñoû Xanh Luïc Xanh Vaøng Xaùm Ñen YÙ Nghóa Döõ lieäu baét buoäc Döõ lieäu löïa choïn hay maëc ñònh Döõ lieäu cung caáp bôûi ngöôøi duøng Döõ lieäu nghi vaán. Caûnh baùo raèng döõ lieäu maø ngöôøi duøng cung caáp naèm ngoaøi khoaûng bình thöôøng. Vuøng döõ lieäu khoâng coù saün cho ngöôøi duøng Döõ lieäu khoâng baét buoäc nhaäp. Baûng 1-1: YÙ nghóa caùc loaïi maøu khoùa 1.4 Cô baûn veà moät döï aùn moâ phoûng Pro/II cho pheùp ngöôøi duøng coù nhieàu phöông phaùp choïn löïa ñeå nhaäp döõ lieäu. Ñoái vôùi nhieàu muïc döõ lieäu laø maëc ñònh. Caùc maøu khoùa seõ cho ngöôøi duøng bieát khi naøo döõ lieäu laø baét buoäc, khi naøo laø maëc ñònh, khi naøo naèm ngoaøi khoaûng thoâng thöôøng… Maëc duø Pro/II ñaõ coù muïc caûnh baùo khi döõ lieäu baét buoäc bò thieáu, nhöng caùch toát nhaát khi nhaäp döõ lieäu laø theo tính logic. Laáy ví duï : muïc thaønh phaàn doøng seõ phuï thuoäc vaøo caùc caáu töû ñöôïc choïn; moät soá thieát bò, ví duï nhö flash drum, coù caùc tính chaát phuï thuoäc vaøo caùc döõ lieäu nhieät ñoäng hoïc… Vì nhöõng lyù do treân neân khi xaây döïng moät sô ñoà coâng ngheä duøng ñeå moâ phoûng caàn theo caùc böôùc sau: 1. Veõ löu ñoà 2. Löïa choïn heä ñôn vò 3. Xaùc ñònh caùc caáu töû cho döï aùn 4. Choïn caùc phöông phaùp nhieät ñoäng hoïc vaø tính chaát vaän chuyeån 5. Cung caáp caùc döõ lieäu cho doøng 6. Cung caáp caùc ñieàu kieän laøm vieäc cho quaù trình 7. Chaïy döï aùn moâ phoûng Treân ñaây chæ laø nhöõng böôùc cô baûn ñeå chöông trình chaïy, thöïc teá ñeå thöïc hieän moâ phoûng moät quaù trình thöïc, hay moät phaân xöôûng… thì böôùc ñaàu tieân vaø voâ cuøng quan troïng ñoù chính laø laäp moâ hình moâ phoûng. ÔÛ böôùc naøy ngöôøi duøng phaûi ñôn giaûn hoaù sô ñoà coâng ngheä thöïc, boû ñi nhöõng thieát bò khoâng caàn thieát, chuyeån ñoåi caùc moâ hình thöïc thaønh moâ hình lyù thuyeát. Sau khi chöông trình chaïy vaø coù keát quaû (maøu khoaù cuûa maøn hình chuyeån sang maøu xanh) thì böôùc cuoái cuøng ñoù chính laø ñoïc vaø phaân tích keát quaû cuûa chöông trình. Vì Sinh vieân thöïc hieän: NGUYEÃN VAÊN TRUNG Trang - 8 - BAÙO CAÙO ÑEÀ TAØI NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC ngoân ngöõ chính cuûa chöông trình laø tieáng Anh, neân baûng baùo caùo seõ ñöôïc trình baøy baèng ngoân ngöõ naøy. Tuy nhieân khoâng quaù khoù ñeå ñoïc, ñieàu quan troïng laø ngöôøi duøng seõ phaân tích vaø xöû lyù caùc thoâng tin coù ñöôïc töø baûng baùo caùo. Keát quaû coù phuø hôïp vôùi caùc soá lieäu thöïc hay khoâng, neáu sai thì möùc ñoä sai soá coù chaáp nhaän ñöôïc khoâng, nguyeân nhaân naøo daãn tôùi sai soá… taát caû ñeàu phuï thuoäc vaøo trình ñoä, vaøo kyõ naêng ngöôøi duøng. Sinh vieân thöïc hieän: NGUYEÃN VAÊN TRUNG Trang - 9 - BAÙO CAÙO ÑEÀ TAØI NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC CHÖÔNG 2: ÖÙNG DUÏNG PRO/II VAØO CAÙC QUAÙ TRÌNH CHEÁ BIEÁN DAÀU KHÍ Pro/II laø chöông trình moâ phoûng tính toaùn, caùc quaù trình moâ phoûng ñeàu ôû traïng thaùi tónh-traïng thaùi maø caùc hieän töôïng xaûy ra khoâng phuï thuoäc thôøi gian. Vì theá maø caùc thieát bò ñieàu khieån vaø ño löôøng seõ khoâng coù. Caùc öùng duïng moâ phoûng sau ñaây cuõng vaäy. Keát quaû cuûa quaù trình moâ phoûng ñeàu laø keát quaû cuûa traïng thaùi tónh, nghóa laø ngöôøi duøng seõ khoâng thaáy aûnh höôûng tröïc quan cuûa vieäc thay ñoåi moät thoâng soá ñieàu khieån leân quaù trình laøm vieäc cuûa thieát bò gioáng nhö vôùi caùc phaàn meàm moâ phoûng ñieàu khieån duøng cho quaù trình ñaøo taïo. Keát quaû töø chöông trình seõ laø keát quaû tính toaùn ñöôïc maø phaàn meàm moâ phoûng ñieàu khieån khoâng cho thaáy ñöôïc. Ñoù laø caân baèng vaät chaát, ñoù laø caùc tính chaát hoùa lyù, caùc tính chaát ñaëc tröng nhö RVP, ñieåm hoùa ñuïc, RON… Trong caùc öùng duïng coù duøng chöùc naêng Case-Study ñeå thay ñoåi moät soá thoâng soá nhaèm ñöa ra moät caùi nhìn veà söï aûnh höôûng cuûa vieäc thay ñoåi naøy leân caùc thoâng soá khaùc cuûa quaù trình. Tuy nhieân,duø thay ñoåi nhö theá naøo thì chöông trình vaãn chaïy theo caùc thoâng soá laøm vieäc ñaõ thieát laäp (ñaây chính laø tröôøng hôïp cô baûn)-vaø vieäc tính toaùn keát quaû thay ñoåi cuõng phaûi ñaùp öùng ñöôïc nhu caàu naøy. Laáy ví duï khi thay ñoåi löu löôïng doøng vaøo cuûa moät thaùp chöng caát ñeå xem löu löôïng hoài löu thay ñoåi nhö theá naøo, chöông trình seõ tính söï thay ñoåi doøng hoài löu nhöng vaãn phaûi baûo ñaûm raèng caùc thoâng soá vaän haønh ñaõ thieát laäp (SPEC) laø khoâng ñoåi. Vì theá maø neáu xeùt aûnh höôûng cuûa caùc thoâng soá khaùc ñeán chaát löôïng saûn phaåm laø khoâng theå ñöôïc, chæ coù theå xeùt ngöôïc laïi, nghóa laø chaát löôïng saûn phaåm seõ aûnh höôûng ñeán caùc thoâng soá vaän haønh nhö theá naøo. 2.1 MOÂ PHOÛNG VAØ THIEÁT KEÁ THAÙP C-02 CUÛA NHAØ MAÙY GGP 2.1.1 Vaán ñeà Moâ hình hoùa thaùp C-02 töø caùc döõ lieäu thöïc nghieäm. Töø ñoù thieát keá thaùp naøy vaø so saùnh giöõa keát quaû cuûa chöông trình vôùi soá lieäu thöïc tieãn. Baèng moâ hình toái öu hoùa cuûa chöông trình ra ñóa naïp lieäu toái öu sao cho coâng suaát cuûa noài taùi ñun laø nhoû nhaát. Nghieân cöùu aûnh höôûng cuûa aùp suaát vaø nhieät ñoä cuûa doøng nguyeân lieäu leân cheá ñoä vaän haønh cuûa thaùp. 2.1.2 Caùc döõ lieäu thöïc teá Thaùp C-02 coù 30 ñóa thöïc, daïng ñóa van, coù moät thieát bò ngöng tuï ôû ñænh vaø moät noài taùi ñun daïng Kettle ôû ñaùy. Doøng nguyeân lieäu ñi vaøo thaùp coù thaønh phaàn vaø ñieàu kieän ñöôïc cho ôû baûng 2-1. Caùc yeâu caàu phaân taùch ñöôïc cho ôû baûng 2-2. Ñieàu kieän laøm vieäc cuûa thaùp : aùp suaát ñænh 11 bar vaø aùp suaát ñaùy laø 11.5 bar. Sinh vieân thöïc hieän: NGUYEÃN VAÊN TRUNG Trang - 10 - BAÙO CAÙO ÑEÀ TAØI NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC Caáu töû Caáu töû C2 C3 iC4 nC4 iC5 Phaàn mol C2 0.011 C3 0.5528 iC4 0.1716 nC4 0.2569 iC5 0.0055 0.0020 nC5 Toång 0.9999 Baûng 2-1: Thaønh phaàn saûn phaåm ñænh Phaàn mol 0.0087 0.4369 0.1357 0.2056 0.0609 Caáu töû nC5 nC6 nC7 nC8 nC9 nC10 Phaàn mol 0.0666 0.0532 0.0242 0.0056 0.0020 0.0006 -Löu löôïng (taán/ngaøy) 1451 -Aùp suaát (bar) 11.5 0 -Nhieät ñoä ( C) 73 Baûng 2-2: Thaønh phaàn vaø ñieàu kieän cuûa nguyeân lieäu 2.1.3 Laäp moâ hình moâ phoûng Hình 2.1 : Moâ hình moâ phoûng vaø toái öu thaùp C-02 Hieäu suaát thaùp ñöôïc laáy theo kinh nghieäm laø 73%, vaäy soá ñóa lyù thuyeát cuûa thaùp tính caû bình ngöng tuï vaø noài taùi ñun seõ laø : 30x0.73 + 2 = 24 ñóa. Noài taùi ñun seõ Sinh vieân thöïc hieän: NGUYEÃN VAÊN TRUNG Trang - 11 - BAÙO CAÙO ÑEÀ TAØI NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC ñöôïc moâ phoûng ñuùng daïng kettle, bình ngöng tuï seõ laø daïng ngöng tuï moät phaàn. Ñóa naïp lieäu laø ñóa soá 8. Heä nhieät ñoäng hoïc ñöôïc choïn laø SRK. Hình 2.1 laø moâ hình moâ phoûng thaùp chöng caát C-02. Ñöa theâm moâ hình Optimizer vaø cung caáp caùc ñieàu kieän caàn thieát. 2.1.4 Keát quaû moâ phoûng vaø thieát keá 2.1.4.1 Keát quaû cuûa caùc doøng Nguyeân lieäu ÑAÙY ÑÆNH 1473.4706 73 11.35 56.5558 Hoãn hôïp 308.9442 147.34 11.5 80.6358 Loûng 1164.526 58.27 11 50.1675 Hôi 4289.7481 0.58 7174.11 0.7485 5422.189 0.49 8.70E-03 0.4369 0.1357 0.2056 1.58E-14 8.11E-08 4.41E-04 0.0118 0.011 0.5528 0.1716 0.257 0.0609 0.2723 PENTANE 0.3072 0.0666 HEXANE 0.0532 0.2537 HEPTANE 0.1154 0.0242 OCTANE 5.60E-03 0.0267 NONANE 2.00E-03 9.54E-03 DECANE 6.00E-04 2.86E-03 Baûng 2-3: Thaønh phaàn vaø ñieàu kieän cuûa caùc doøng 2.1.4.2Keát quaû toång quan cho thaùp C-02 Tyû soá hoài löu 4.82E-03 2.77E-03 1.48E-06 1.82E-09 6.01E-13 3.66E-16 1.66E-19 Löu löôïng, kgmol/h Nhieät ñoä, oC Aùp suaát, atm Khoái löôïng phaân töû Pha Entanpi, kcal/kg-Mol Cp, KCAL/KG-C Caáu töû ETHANE PROPANE IBUTANE BUTANE IPENTANE Doøng hoài löu/ nguyeân lieäu Doøng hoài löu/doøng distillal Mol 0.7087 0.8967 Khoái löôïng Theå tích 0.6698 0.6843 0.9554 0.9265 Baûng 2-4: Tyû soá hoài löu cuûa thaùp C-02 Sinh vieân thöïc hieän: NGUYEÃN VAÊN TRUNG Trang - 12 - BAÙO CAÙO ÑEÀ TAØI NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC Löu löôïng Ñóa Nhieät ñoä AÙp suaát Loûng 0C ATM Hôi Nguyeân lieäu Saûn phaåm Coâng suaát nhieät M*KJ/HR KG-MOL/HR 1C 58.3 11.00 1041.7 2 63.7 11.02 1029.1 2206.3 3 66.3 11.04 1018.1 2193.6 4 67.9 11.07 1006.4 2182.6 5 69.1 11.09 993.9 2170.9 6 70.2 11.11 980.8 2158.5 7 71.4 11.13 966.6 2145.4 8 72.6 11.15 948.7 2131.1 9 74.1 11.17 917.6 2113.2 10 76.5 11.20 1011.7 2082.2 266.4M 11 80.3 11.22 1603.3 1909.8 1207.0M 12 89.2 11.24 1632.2 1294.3 13 95.7 11.26 1650.8 1323.3 14 101.0 11.28 1658.3 1341.8 15 105.9 11.30 1660.4 1349.4 16 110.6 11.33 1662.8 1351.5 17 115.3 11.35 1668.9 1353.9 18 119.6 11.37 1678.6 1360.0 19 123.5 11.39 1688.9 1369.6 20 126.8 11.41 1695.8 1380.0 21 129.8 11.43 1693.4 1386.9 22 133.2 11.46 1671.9 1384.5 23 138.1 11.48 1610.7 1363.0 24R 147.4 11.50 1301.8 1164.5V -17.9456 308.9L 27.1930 Baûng 2-5: Keát quaû toång quan cho thaùp C-02 2.1.4.3 Keát quaû thieát keá Soá lieäu ñöa vaøo: -Daïng ñóa: ñóa van, 4 doøng 1 böôùc -Khoaûng caùch caùc ñóa: 0.6096 m Keát quaû: - Chöông trình seõ tính ñöôøng kính cuûa moãi ñóa vaø choïn ñöôøng kích thaùp laø ñöôøng kính lôùn nhaát cuûa caùc ñóa. D = 2.591 m - Soá van treân moät ñóa: 470 - Ñöôøng kính van: 47.6250 mm Sinh vieân thöïc hieän: NGUYEÃN VAÊN TRUNG Trang - 13 - BAÙO CAÙO ÑEÀ TAØI NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC - Kích thöôùc cuûa oáng chaûy chuyeàn nhö sau: + oáng chaûy chuyeàn beân: 211.498 mm + oáng chaûy chuyeån giöõa: 157.233 mm + oáng chaûy chuyeàn leäch taâm: 176.044 mm Sau ñoù chöông trình seõ caäp nhaät caùc soá lieäu ñaõ tính ñöôïc vaø seõ tính laïi moät soá kích thöôùc, cuõng nhö heä soá ngaäp luït, ñoä suït aùp cuûa töøng ñóa. Keát quaû naèm ôû baûng baùo caùo cuûa chöông trình. 2.1.4.4 Keát quaû toái öu hoùa Chöông trình ñaõ cho keát quaû ñóa naïp lieäu toái öu seõ laø ñóa soá 10 (giaù trò tính ñöôïc laø 10.29). Ngoaøi ra chöông trình seõ cho keát quaû thieát keá öùng vôùi tröôøng hôïp toái öu. Ñóa naïp lieäu Keát quaû chöa toái öu Keát quaû toái öu 8 10 Coâng suaát noài taùi ñun (106 kcal/h) 6.8282 6.5070 6 Coâng suaát thieát bò ngöng tuï (10 kcal/h) -4.6183 -4.2965 Tyû soá hoài löu (mol) 0.9637 0.8967 Keát quaû thieát keá: • Ñöôøng kính (mm) 2591 2438 • Soá van treân moät ñóa 470 401 • Beà roäng oáng chaûy chuyeàn (mm) - oáng chaûy chuyeàn beân 211.498 210.391 - oáng chaûy chuyeån giöõa 157.233 160.582 - oáng chaûy chuyeàn leäch taâm 176.044 179.604 Baûng 2-6: Keát quaû toái öu hoùa * Nhaän xeùt: Vôùi ñóa naïp lieäu laø ñóa soá 10 thì - Noài taùi ñun seõ tieát kieäm ñöôïc moãi giôø 321200 kcal. Ñaây laø moät con soá töông ñoái lôùn - Tyû soá hoài löu cuõng giaûm xuoáng coøn 0.8967 - Caùc keát quaû thieát keá cuõng cho thaáy seõ tieát kieäm hôn trong vieäc thieát keá. 2.1.4.5 Keát quaû nghieân cöùu moâ hình Döïa treân söï thay ñoåi moät soá thoâng soá ñeå nghieân cöùu aûnh höôûng ñeán quaù trình laøm vieäc cuûa thaùp baèng chöùc naêng Case Study cuûa chöông trình. Keát quaû nhö sau: 1. Aûnh höôûng cuûa vieäc thay ñoåi ñaëc tính laøm vieäc thöù hai (%C5 ôû ñaùy) leân tyû leä hoài löu vaø coâng suaát cuûa noài taùi ñun nhö sau: %mol C5 trong saûn phaåm ñaùy 0.57950 0.52950 0.47950 0.42950 0.37950 0.32950 Tyû soá hoài löu 0.96376 0.64541 0.48349 0.35249 0.22124 0.03154 Coâng suaát noài taùi ñun (106 kcal/h) 6.82860 5.35250 4.59090 3.95790 3.33010 2.44750 Baûng 2-7: Aûnh höôûng cuûa vieäc thay ñoåi % C5 leân tyû soá hoài löu vaø coâng suaát reboiler Sinh vieân thöïc hieän: NGUYEÃN VAÊN TRUNG Trang - 14 - BAÙO CAÙO ÑEÀ TAØI NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC Qua baûng 2-7 ta thaáy ñeå haïn cheá C5+ ñi vaøo doøng distillat thì coâng suaát nhieät vaø tyû leä hoài löu phaûi taêng leân raát nhieàu. Laáy ví duï ñeå taêng %C5 töø 0.5295 leân 0.5795 thì phaûi maát 1.4761 trieäu kcal/h vaø tyû soá hoài löu cuõng taêng leân töø 0.64541 ñeán 0.96376. 2. Aûnh höôûng cuûa vieäc thay ñoåi nhieät ñoä doøng nguyeân lieäu leân coâng suaát cuûa thieát bò ngöng tuï vaø tyû soá hoài löu Nhieät ñoä doøng nguyeân lieäu 0C 73 103 133 163 193 223 Tyû soá hoài löu 0.96377 1.41310 1.62190 1.84070 2.08450 2.35280 Coâng suaát thieát bò ngöng tuï 106xkcal/h -4.6185 -6.7691 -7.7689 -8.8155 -9.9825 -11.267 Coâng suaát noài taùi ñun (106 kcal/h) 6.82860 4.72370 4.25100 3.90720 3.61890 3.38950 Baûng 2-8: Aûnh höôûng leân tyû soá hoài löu vaø coâng suaát thieát bò ngöng tuï Qua baûng 2-8 ta thaáy khi nhieät ñoä doøng nguyeân lieäu taêng thì löôïng nhieät caàn cung caáp cho noài taùi ñun seõ giaûm, nhöng buø laïi seõ caàn phaûi taêng coâng suaát cuûa caùc thieát bò laøm maùt cho thieát bò ngöng tuï (coù theå taän duïng nguoàn nhieät naøy). Vaø tyû leä hoài löu cuõng taêng khi nhieät ñoä doøng nguyeân lieäu taêng. 2.2 MOÂ PHOÛNG PHAÂN XÖÔÛNG CHÖNG CAÁT KHÍ QUYEÅN ADU 2.2.1 Vaán ñeà Do yeâu caàu vaø tình hình nhaäp khaåu daàu thoâ, nguyeân lieäu cho phaân xöôûng chöng caát daàu thoâ thay ñoåi. Nguyeân lieäu cho phaân xöôûng trong thôøi gian tôùi seõ laø moät loaïi daàu thoâ cuûa Indonesia. Vì vaäy caàn phaûi moâ phoûng thaùp chöng caát daàu thoâ nhaèm tìm ra caùc ñieàu kieän vaän haønh chính xaùc, ñeå ñaûm baûo coâng suaát 120000 thuøng/ngaøy ( Khoaûng 19078.5 m3/ngaøy). Saûn phaåm phaûi thoûa maõn caùc yeâu caàu veà chaát löôïng thoâng qua caùc ñieåm xaùc ñònh treân ñöôøng TBP vaø ñöôøng ASTM D-86. Nghieân cöùu söï thay ñoåi coâng suaát nhieät khi taêng löôïng saûn phaåm Kerosen. Nghieân cöùu aûnh höôûng cuûa moät soá thoâng soá leân moâ hình. 2.2.2 Nguyeân lieäu vaø saûn phaåm Thieát bò ngöng tuï Ñóa treân cuøng (ñóa 2) Vuøng Flash (ñóa 18) Ñaùy thaùp Thaùp stripping kerosen Thaùp stripping diesel Thaùp stripping gasoil 1.379 bara 1.600 bara 1.875 bara 1.910 bara 1.826 bara 1.875 bara 1.930 bara Baûng 2-9: Soá lieäu aùp suaát Sinh vieân thöïc hieän: NGUYEÃN VAÊN TRUNG Doøng Löu löôïng Nöôùc loaïi ra 8750 kg/h Naptha 170 m3/h Kerosen 115 m3/h Diesel 95 m3/h AGO 150 m3/h Caën khí quyeån Chöa bieát Baûng 2-10 : Löu löôïng caùc doøng saûn phaåm Trang - 15 - BAÙO CAÙO ÑEÀ TAØI NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC Daàu thoâ nguyeân lieäu coù tính chaát ñöôïc phaân tích thoâng qua ñöôøng TBP vaø caùc hôïp phaàn nheï cho ôû baûng 2-11 Daàu thoâ coù ñoä API laø 29.2 Ñöôøng TBP (760 mm Hg) Hôïp phaàn nheï %LV 0C F Caáu töû % LV 97.0 36.1 0.1 3 C2 149.0 65.0 0.2 5 C3 208.0 97.8 0.3 10 iC4 329.9 165.5 0.7 20 nC4 459.0 237.2 0.5 30 iC5 590.0 310.0 1.2 40 nC5 690.1 365.6 50 Toång : 3% 770.0 410.0 60 865.0 462.8 70 980.1 526.7 80 1600.0 871.1 100 Tyû troïng trung bình: 29.2 0API Löu löôïng 5000 thuøng/h Nhieät ñoä 233 0C Aùp suaát 14 psig (1.9785 bara) Baûng 2-11: Döõ lieäu veà daàu thoâ ñi vaøo loø oáng Overflash (theå tích) 0.03 Nhieät ñoä thieát bò ngöng tuï 43.4 0C Ñieåm 95% D86 cuûa Naphtha 1710C Ñieåm 95% D86 cuûa Kerosen 271 0C Ñieåm 95% D86 cuûa Diesel 352 0C Ñieåm 95% D86 cuûa Gasoil 475 0C Baûng 2-12: Caùc yeâu caàu laøm vieäc cuûa thaùp 2.2.3 Caùc ñieàu kieän laøm vieäc Sô ñoà coâng ngheä vaø caùc ñieàu kieän laøm vieäc cuûa thaùp chöng caát thöïc ñöôïc trình baøy ôû hình 2.2. Treân sô ñoà goàm coù moät thaùp chính vaø ba thaùp stripping. Caùc thaùp stripping söû duïng hôi nöôùc ñeå stripping. Thaùp chính bao goàm thieát bò ngöng tuï, khoâng coù reboiler maø thay vaøo ñoù laø doøng hôi coù coâng suaát 10000 lb/h. Taát caû caùc doøng hôi ñöôïc duøng ñeàu coù ñieàu kieän laøm vieäc nhö nhau : 60 psig, 600 F (5.08 atm, 333.3 0C). Ñieàu naøy laø hôïp lyù vôùi caùc phaân xöôûng thöïc, vì thöôøng caùc doøng hôi ñeàu ñöôïc laáy töø moät nguoàn. Thaùp chính bao goàm 42 ñóa thöïc, coù 3 doøng hoài löu voøng. Vò trí vaø caùc ñieàu kieän cuûa caùc doøng hoài löu voøng ñöôïc cho treân hình veõ. Vò trí caùc doøng laáy saûn phaåm söôøn cuõng ñöôïc cho treân hình veõ. Sinh vieân thöïc hieän: NGUYEÃN VAÊN TRUNG Trang - 16 - BAÙO CAÙO ÑEÀ TAØI NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC Hình 2.2 : Sô ñoà coâng ngheä vaø caùc ñieàu kieän laøm vieäc cuûa phaân xöôûng thöïc 2.2.4 Döõ lieäu vaø heä nhieät ñoäng hoïc Heä nhieät ñoäng ñöôïc duøng laø heä Grayson-Streed, ñaây laø taäp hôïp cuûa nhieàu phöông phaùp tính. Heä naøy phuø hôïp cho vieäc tính heä soá caân baèng K vaø entanpi cho caùc döï aùn moâ phoûng chöng caát chaân khoâng vaø khí quyeån. Cuõng coù theå duøng heä Braun K-10, nhöng heä naøy toû ra phuø hôïp vôùi caùc heä chöng caát chaân khoâng hôn. Ñeå coù ñöôïc keát quaû moâ phoûng chính xaùc ñoøi hoûi vieäc thieát laäp caùc tính chaát cuûa daàu thoâ caøng chính xaùc caøng toát. Loãi lôùn nhaát thöôøng xuaát hieän ôû doøng caën khí quyeån, vaø coù theå daãn tôùi caùc keát quaû toài khi moâ phoûng thaùp chaân khoâng vôùi doøng nguyeân lieäu laø caën khí quyeån vöøa tính ñöôïc. Caùc tính chaát cuûa daàu thoâ seõ caøng chính xaùc neáu coù caùc döõ lieäu veà khoái löôïng phaân töû vaø troïng löôïng. Sau khi nhaäp caùc döõ lieäu vaøo, chöông trình seõ töï ñoäng taïo ra moät soá löôïng caùc caáu töû giaû vaø cuõng töï ñoäng tính ñieåm soâi, troïng löôïng, khoái löôïng phaân töû cuûa chuùng. Caùc tính chaát naøy sau ñoù seõ ñöôïc duøng ñeå tính caùc tính chaát caàn thieát khaùc. Ñeå boå sung tính chính xaùc cuûa ñöôøng TBP, noùi caùch khaùc laø laøm cho ñöôøng TBP coù veû trôn tru hôn, taïi ñieåm 3%V nhaäp giaù trò ñieåm soâi 97 F cuûa n-Pentan. Sinh vieân thöïc hieän: NGUYEÃN VAÊN TRUNG Trang - 17 - BAÙO CAÙO ÑEÀ TAØI NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC Caùc döõ lieäu veà ñoä nhôùt vaø ñoä daãn nhieät ñöôïc taïo ra caùc doøng ñeå söû duïng cho caùc pheùp tính khaùc. Caùc phöông phaùp tính caùc tính chaát vaän chuyeån ñöôïc duøng laø phöông phaùp theo saùch API. 2.2.5 Laäp moâ hình moâ phoûng Hình 2.3: Sô ñoà moâ phoûng phaân xöôûng ADU Ñeå laäp ñöôïc moâ hình moâ phoûng treân maùy tính ñieàu baét buoäc laø phaûi coù ñöôïc soá lieäu veà soá ñóa lyù thuyeát töông öùng vôùi soá ñóa thöïc cuûa thaùp. Ñeå tìm ñöôïc soá ñóa lyù thuyeát coù caùc phöông phaùp sau: • Söû duïng hieäu suaát thaùp • Söû duïng soá ñóa lyù thuyeát ñaõ ñöôïc duøng trong caùc laàn moâ phoûng tröôùc ñoù • Thöøa nhaän soá ñóa lyù thuyeát gaáp ñoâi soá ñóa caàn thieát toái thieåu tìm ñöôïc baèng moâ hình shortcut Trong phaàn moâ phoûng naøy ñaõ söû duïng kinh nghieäm saün coù veà hieäu suaát cuûa thaùp. Tuy nhieân hieäu suaát thaùp trong tröôøng hôïp naøy khoâng ñoùng vai troø quan troïng bôûi vì thaùp chaân khoâng coù theå ñöôïc moâ phoûng töø 18 ñeán 24 ñóa lyù thuyeát. Hieäu suaát thaùp ñaõ cho laø 46.5%. Töø ñoù coù theå keát luaän laø soá ñóa lyù thuyeát cuûa thaùp seõ laø: 42x43% ≅ 18 ñóa. Caùc thaùp stripping ñöôïc thöøa nhaän laø coù soá ñóa lyù thuyeát baèng 2, ñaây cuõng laø con soá phuø hôïp vôùi haàu heát caùc quaù trình tính toaùn vaø moâ phoûng cho thaùp chöng caát. Sinh vieân thöïc hieän: NGUYEÃN VAÊN TRUNG Trang - 18 - BAÙO CAÙO ÑEÀ TAØI NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC Thoâng thöôøng nguyeân lieäu tröôùc khi ñöa vaøo thaùp seõ ñöôïc ñöa qua thieát bò gia nhieät (thöôøng laø caùc loø ñoát). Trong moâ hình moâ phoûng cuõng coù theå ñöa vaøo ñeå tính thieát bò gia nhieät naøy. Maëc duø Pro/II khoâng coù moâ hình loø ñoát, nhöng coù theå moâ phoûng loø ñoát nhö laø moät ñóa lyù thuyeát ñoùng vai troø thieát bò gia nhieät. Nguyeân lieäu ñöôïc xem laø ôû traïng thaùi loûng ôû aùp suaát thieát laäp cuûa Flash Zones, ñeå ñaûm baûo khoâng coù quaù trình bay hôi xaûy ra vaø toaøn boä nguyeân lieäu seõ naèm treân ñóa naïp lieäu. Coâng suaát cuûa loø ñoát seõ ñöôïc tính ñeå thoûa maõn löôïng loûng xaùc ñònh quay trôû laïi Flash Zones. Nhö vaäy cuøng vôùi thieát bò ngöng tuï ñöôïc xem nhö moät ñóa lyù thuyeát thì thaùp seõ coù 18+2=20 ñóa lyù thuyeát. Caùc ñaëc tính laøm vieäc ôû ñaây bao goàm: 1 ñaëc tính laøm vieäc cuûa thaùp chính, vaø 3 ñaëc tính laøm vieäc cho caùc thaùp stripping. Caùc ñaëc tính ñoù (SPEC) seõ theå hieän qua chaát löôïng saûn phaåm ñaõ neâu ôû baûng 2-12, thöôøng thì thieát laäp baèng ñieåm 95% seõ cho keát quaû hoäi tuï toát. Neáu ôû phaàn ñaàu cuûa ñöôøng cong coù söï khaùc bieät lôùn thì neân nhaäp caùc ñieåm 5% vaøo. Caùc bieán (VARY) ñeå thoûa maõn caùc ñaëc tính laø: coâng suaát cuûa thieát bò ngöng tuï vaø löu löôïng caùc doøng saûn phaåm söôøn cuûa thaùp chính. Löu löôïng cuûa caùc doøng hoài löu voøng ñöôïc tính ñeå thoûa maõn coâng suaát laøm laïnh mong muoán vaø nhieät ñoä traû veà. Khi thieát laäp coâng suaát nhieät cuûa caùc thieát bò laøm laïnh söôøn, caàn phaûi löu yù ñeán giaù trò coâng suaát döïa treân löu löôïng cuûa doøng hoài löu voøng ño ñöôïc. Coù nhieàu loãi khoâng chính xaùc gaây aûnh höôûng ñaëc bieät nghieâm troïng, vaø neáu quaù trình laøm laïnh quaù nhieàu seõ daãn tôùi vieäc laøm khoâ doøng loûng ñang chaûy töø ñóa phía treân xuoáng thieát bò laøm laïnh. Khi coù quaù trình laøm khoâ xaûy ra seõ daãn tôùi loãi trong trình töï tính toaùn, ñieàu naøy phaûn aùnh caùc loãi xaûy ra trong quaù trình vaän haønh thaùp thöïc. Neáu coâng suaát cuûa doøng hoài löu voøng khoâng coù saün, chuùng seõ ñöôïc tính ñeå thoûa maõn löôïng loûng quay laïi ñaõ ñònh. Moâ hình öôùc tính (IEG) ñöôïc duøng ôû ñaây laø REFINERY. Vì nhieät ñoä cuûa doøng daàu ñi ra töø loø ñoát thì khoâng baèng vôùi nhieät ñoä cuûa Flash Zones. Ñeå tính nhieät ñoä cuûa loø ñoát ta ñöa theâm vaøo thieát bò Flash, vaø thieát laäp coâng suaát cuûa thieát bò naøy nhö laø coâng suaát ñaõ tính ñöôïc cuûa loø ñoát. Vaø sô ñoà coâng ngheä moâ phoûng seõ gioáng nhö hình 2.3 2.2.6 Keát quaû vaø phaân tích keát quaû ÔÛ ñaây chæ trình baøy caùc keát quaû toùm taét, keát quaû cuï theå xin xem trong baûn baùo caùo cuûa chöông trình keøm theo ñóa. Keát quaû cuï theå bao goàm raát nhieàu thoâng tin nhö: Thaønh phaàn vaø tính chaát cuûa caùc doøng , caân baèng vaät chaát cuûa thaùp, soá lieäu veà ñöôøng TBP vaø ASTM cuûa caùc doøng, caân baèng loûng hôi taïi moãi ñóa… vaø caùc keát quaû cuï theå khaùc tuøy vaøo ñònh daïng cuûa ngöôøi duøng. Sinh vieân thöïc hieän: NGUYEÃN VAÊN TRUNG Trang - 19 - BAÙO CAÙO ÑEÀ TAØI NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC Nguyeân lieäu tröôùc khi vaøo loø ñoát Löu löôïng, kgmol/h Nguyeân lieäu sau khi vaøo loø ñoát Naptha Kerosen Diesel AGO Caën 2968.2594 2968.3 1302.207 461.8209 302.859 335.5965 581.2605 Nhieät ñoä, oC 232.22 379.64 43.33 194.01 267.26 342.08 373.37 Aùp suaát, atm 1.95 1.85 1.36 1.8 1.85 1.91 1.88 235.5819 235.58 97.3379 173.88 247.7744 327.7475 528.9547 30612.61 56922 2074.937 17124.331 34660.26 0.5908 0.671 0.49 0.5986 0.6519 Khoái löôïng phaân töû Entanpi, kcal/kg-Mol Cp, KCAL/KG-C 61199.43 107398.21 0.6997 0.7042 Baûng 2-13 : Löu löôïng vaø tính chaát cuûa doøng nguyeân lieäu vaø caùc doøng saûn phaåm Chöông trình taïo ra 39 caáu töû giaû, töø caáu töû NBP 44 ñeán caáu töû NBP 842 (NBPXXX: chæ ñieåm soâi thöôøng). Thaønh phaàn caùc caáu töû naøy trong töøng doøng ñeàu ñöôïc tính nhöng do quaù daøi neân khoâng ñöôïc trình baøy ôû ñaây. Chi tieát xin xem baûng baùo caùo. 1. Keát quaû cuûa thieát bò flash drum doøng nguyeân lieäu Soá lieäu ñaàu vaøo Giaù trò tính Nhieät ñoä, C 379.73 Aùp suaát, ATM Ñònh nghóa 1.85 Ñoä suït aùp, ATM 1.0207E-01 Coâng suaát, M*KCAL/HR Ñònh nghóa 78.1485 Baûng 2-14 : Keát quaû cuûa thieát bò bay hôi doøng nguyeân lieäu 2. Keát quaû cuûa thaùp chöng caát Löu löôïng Ñóa 1C Nhieät ñoä 0 C Aùp suaát ATM Loûng 43.3 1.36 1338.9 Hôi Nguyeân lieäu Saûn phaåm Coâng suaát nhieät M*KCAL/HR KG-MOL/HR 1304.0L -36.0124 488.1W 2 134.3 1.58 4796.3 3131.0 3 155.9 1.60 2631.3 4253.5 4 171.9 1.61 2596.2 4423.4 5 181.4 1.63 2510.5 4388.3 Sinh vieân thöïc hieän: NGUYEÃN VAÊN TRUNG 2334.9P -12.5998 2334.9P Trang - 20 - BAÙO CAÙO ÑEÀ TAØI NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC 6 189.2 1.65 2367.6 4302.6 7 198.0 1.66 2134.0 4159.7 8 211.0 1.68 1255.2 3712.7 9 229.6 1.70 2948.3 3408.5 10 248.0 1.71 1716.0 3985.3 11 266.7 1.73 1490.8 3869.3 12 283.8 1.75 863.3 3441.6 13 301.4 1.77 1804.8 3206.6 14 318.6 1.78 1067.9 3496.0 15 333.6 1.80 884.0 3411.2 16 347.3 1.82 228.2 3151.2 17 366.5 1.83 59.4 2869.9 18 378.8 1.85 685.0 2701.0 19 376.9 1.87 630.4 356.4 20 373.5 1.88 1/ 21 202.8 1.80 2/ 22 194.0 1.80 1/ 23 276.3 1.85 2/ 24 267.3 1.85 1/ 25 345.6 1.91 2/ 26 342.1 1.91 301.8 213.4V 574.6L 1116.2P -12.5998 1116.2P 202.5V 392.5L 652.1P -10.0798 652.1P 76.1V 374.5L 2970.3M 78.1485 251.8V 580.4L 574.6L 213.4V 100.7V 461.9L 392.5L 202.5V 113.3V 303.3L 374.5L 76.1V 37.8V 336.2L Thaùp SS01 522.7 161.5 Thaùp SS02 350.5 160.5 Thaùp SS03 358.4 60.1 Baûng 2-15 :Keát quaû toång quan cho thaùp chöng caát Keát quaû tính cho doøng hoài löu voøng Nhieät ñoä 0C Ñóa Töø Ñeán Töø Ñeán Phaàn loûng Töø Ñeán Löu löôïng KG-MOL/HR K*KG/HR STD M3/HR 14 13 318.6 232.2 1.0000 1.0000 652.09 179.012 203.70 10 9 248.0 154.4 1.0000 1.0000 1116.24 224.228 267.38 3 2 155.9 79.4 1.0000 1.0000 2334.91 304.105 388.75 Baûng 2-16: Keát quaû caùc doøng hoài löu voøng 4. Soá lieäu veà ñöôøng TBP cuûa nguyeân lieäu vaø saûn phaåm Sinh vieân thöïc hieän: NGUYEÃN VAÊN TRUNG Trang - 21 - BAÙO CAÙO ÑEÀ TAØI NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC %LV 1 5 10 30 50 70 90 95 98 AGO DIESEL FEED KEROSEN NAPHTHA 1A 215.034 192.112 -20.996 117.567 -63.438 -20.996 314.417 251.166 64.203 171.552 6.096 64.203 335.563 265.778 97.903 182.947 33.941 97.903 367.576 293.352 237.254 205.219 77.384 237.254 388.541 312.773 365.454 224.012 103.219 365.454 412.219 331.849 462.503 244.343 131.851 462.503 455.529 357.507 671.439 271.666 166.222 671.439 473.889 368.875 767.982 283.368 177.855 767.982 505.17 389.025 842.098 305.741 190.824 842.098 Baûng 2-17: Soá lieäu ñöôøng TBP cho caùc doøng Ñöôøng TBP oC 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 -100 0 Nguyeân lieäu AGO Diesel Kerosen Naphtha 20 40 60 80 100 %V Hình 2.4 : Ñöôøng TBP cho nguyeân lieäu vaø saûn phaåm 2.2.7. Keát quaû khi taêng löôïng Kerosen Sau khi ñaõ thaønh laäp ñöôïc moâ hình moâ phoûng vaø ñaõ so saùnh vôùi soá lieäu thöïc tieãn, keát luaän cho thaáy laø moâ hình toû ra phuø hôïp vôùi caùc ñieàu kieän thöïc. Töø ñoù ta coù theå thöïc hieän vieäc thay ñoåi caùc thoâng soá moâ hình ñeå aùp duïng vaøo thöïc tieãn hay ñeå nghieân cöùu tính kinh teá cuûa vieäc thay ñoåi ñoù. Döôùi ñaây seõ thöïc hieän vieäc thay ñoåi thoâng soá nhaèm gia taêng löôïng saûn phaåm kerosen. Vaán ñeà ñaët ra ôû ñaây ñoù laø do yeâu caàu vaø giaù caû cuûa gasoil vaø nhieân lieäu phaûn löïc thay ñoåi, giaùm ñoác nhaø maùy quyeát ñònh gia taêng saûn löôïng kerosen vaø giaûm löôïng naptha. Tröôùc khi thöïc hieän thay ñoåi ôû phaân xöôûng, boä phaän kinh teá caàn caùc soá Sinh vieân thöïc hieän: NGUYEÃN VAÊN TRUNG Trang - 22 - BAÙO CAÙO ÑEÀ TAØI NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC lieäu kyõ thuaät ñeå öôùc tính lôïi nhuaän. Ñeå thöïc hieän vieäc thay ñoåi, ta seõ chuyeån caùc vaät lieäu ôû phaàn cuoái cuûa naphtha sang phaàn ñaàu cuûa kerosen baèng caùch giaûm ñaëc tính laøm vieäc cuûa thaùp, ñieåm D86 95% cuûa naphtha seõ giaûm töø 1710C xuoáng 1650C. Tuy nhieân vieäc theâm caùc vaät lieäu nheï vaøo kerosen seõ laøm giaûm nhieät ñoä chôùp löûa cuûa noù. Ñeå gia taêng nhieät ñoä chôùp löûa ta seõ gia taêng löôïng hôi nöôùc stripping kerosen. Ñieåm chôùp löûa coù theå chaáp nhaän ñöôïc khi ñieåm D86 5% laø 186 0C. Keát quaû ñöôïc trình baøy toùm taét ôû caùc baûng 2-18 vaø 2-19, keát quaû cuï theå naèm trong baùo caùo cuûa chöông trình. Doøng Tröôøng hôïp chuaån Tröôøng hôïp taêng löôïng nhieân lieäu phaûn löïc Doøng hôi stripping 1814 kg/h 2443 kg/h 3 kerosen 173 m /h 167 m3/h Naphtha 97.4 m3/h 105 m3/h Kerosen 86.4 m3/h 84.9 m3/h Diesel 126 m3/h 126 m3/h Gasoil (AGO) 312 m3/h 312 Caën Baûng 2-18: Löu löôïng doøng cho hai tröôøng hôïp Coâng suaát (106 kcal/h) Tröôøng hôïp chuaån Tröôøng hôïp taêng löôïng nhieân lieäu phaûn löïc Thieát bò ngöng tuï -36.02 -36.70 Hoài löu voøng ñænh -12.10 -12.60 Hoài löu voøng diesel -12.08 -12.60 Hoài löu voøng AGO -10.21 -10.08 Vuøng flash (loø ñoát) 79.02 78.18 Baûng 2-19: So saùnh coâng suaát nhieät cuûa 2 tröôøng hôïp * Vieäc môû roäng moâ hình nghieân cöùu coù theå döïa treân caùc chi tieát veà giaù thaønh cuûa saûn phaåm, caùc chi phí nhieät cuûa hôi, noài taùi ñun vaø thieát bò ngöng tuï, töø ñoù duøng moâ hình optimizer ñeå tìm ra caùc thoâng soá vaän haønh toái öu ñeå thu ñöôïc lôïi nhuaän toái ña. 2.2.8 Nghieân cöùu moâ hình 2.2.8.1 Aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä doøng hoài löu voøng quay veà thaùp * Xeùt aûnh höôûng leân khoái löôïng phaân töû caùc doøng naptha, 15 vaø 17 Nhieät ñoä hoài löu voøng ñaùy oC Nhieät ñoä hoài löu voøng giöõa oC Hoài löu voøng ñænh oC KLPT doøng 17 KLPT doøng 15 KLPT doøng naptha 232.22 154.44 79.444 238.19 169.21 97.339 Sinh vieân thöïc hieän: NGUYEÃN VAÊN TRUNG 242.22 164.44 89.444 237.98 169.15 97.334 252.22 174.44 99.444 237.74 169.09 97.329 262.22 184.44 109.44 237.44 169.02 97.323 272.22 194.44 119.44 237.07 168.93 97.316 Trang - 23 -