Tin học trong công nghệ hóa học và thực phẩm

Thiết bị và ứng dụngCác ứng dụng khác: Thiết lập điều kiện tính toán: nhấp đúp vào biểu tượng distillation trên màng hình mô phỏng Algorithm : cho phép lựa chọn thuật toán để tính toá

Trường ĐH Bách Khoa TP HCM

Khoa Kỹ Thuật Hóa Học

Bộ môn Quá trình & Thiết BịTin học trong công nghệ hóa học và thực phẩm

GVHD: Trịnh Hoài ThanhNhóm sinh viên thực hiện ( Thực hành chiều thứ 7-nhóm 1)

Thành viên nhóm:

1.Võ Ngọc Cẩm

2.Kim Thị Doan

3.Nguyễn Thị Thùy Dung

4.Lê Bảo Hoàng Long

5.Lê Cao Nhiên

6.Đặng Thị Thu Sương

7.Lê Triền Thảo

8.Trần Minh Thái

Tổng quan về PRO/II

PRO/II là phần mềm của công ty SIMSCI

Phần mềm PRO/II là phần mềm mô phỏng trợ giúp các kỹ

sư công nghệ hoá học, dầu khí, polimer…

Giới thiệu về Distillation

Distillation là một đơn vị mô phỏng quá trình chưng cất của PRO/II được sử dụng nhằm mục đích mô phỏng và tính toán quá trình chưng cất các chất trong công nghiệp hóa dầu

và khí

Thuật toán tính toán:

Thuật toán Inside Out

Thuật toán Chemdist

Thuật toán Eldist

Thiết bị và ứng dụng

Thiết bị và ứng dụng:

Chọn Distillation từ bảng PFD, sau đó nhấp vào màn hình mô phỏng:

Thiết bị và ứng dụng

Khi đó hộp thoại column configulation xuất hiện:

Number of Theoretical Trays: số mâm lý thuyết

Condenser và Reboiler: tương ứng với thiết bị ngưng tụ và nồi đun

Thiết bị và ứng dụng

Các ứng dụng khác:

Thiết lập điều kiện tính toán: nhấp đúp vào biểu tượng

distillation trên màng hình mô phỏng

Algorithm : cho phép lựa chọn thuật toán để tính toán

cho quá trình chưng cất ( được mặc định ban đầu là

Inside-Out)

Calculated Phases : lựa chọn pha cho việc tính toán.

Thiết bị và ứng dụng

Các ứng dụng khác:

Number of Stages: số mâm lý thuyết của thiết bị

Number of Iterations : số vòng lặp cần thực hiện, thông

thường số vòng lặp càng lớn thì mức độ chính xác càng cao, nhưng quá trình xử lý sẽ chậm hơn

Pumparound : thiết lập các thông số cho bộ phận làm mát

bao gồm: số mâm, tên, năng suất (năng suất dương cho quá

trình làm nóng, năng suất âm cho quá trình làm mát)

Convergence Data : thiết lập các dữ kiện cho quá trình tính

toán hội tụ

Thiết bị và ứng dụng

Các ứng dụng khác:

Reboiler : thiết lập các thông số cho nồi đun

Thermodynamic Systems : chọn phương trình nhiệt động

tính toán cho thiết bị

Tray Hydraulics/ Packing : thiết lập các tính toán cho mỗi

mâm lý thiết bao gồm kích thước (sizing) và tỉ lệ giữa các

mâm (rating)

Tray Efficiency : cho phép thiết lập các thông số về hiệu

suất của mâm lý thuyết

Ví dụ 1

Mô phỏng tháp tách propan với các dữ kiện ban đầu như sau:

Nguyên liệu :+ Năng suất 400 tấn/ngày.

+P= 18bar.

+ Có thành phần 40% hơi gồm: 26% khối lượng propane

và 74% khối lượng butane.

Tháp :+ 22 đĩa lý thuyết

+Nhập liệu ở đĩa 11.

+Áp suất đỉnh:16,5 bar

+ Trở lực : 10mbar/ đĩa lý thuyết.

+ Thiết bị ngưng tụ hoàn toàn.

Năng suất nhiệt của thiết bị đun sôi lại và thiết bị ngưng tụ

Lưu lượng sản phẩm đỉnh và sản phẩm đáy.

Ví dụ 1

Sơ đồ bài toán:

Ví dụ 1

Xác định hệ đơn vị đo: hệ METRIC

Ví dụ 1

Xác định thành phần cấu tử có trong hệ: propane và butane

Ví dụ 1

Lựa chọn phương trình nhiệt động thích hợp: chọn hệ GS

Ví dụ 1

Thiết lập các thiết bị có trong sơ đồ và các dòng vào và ra các thiết bị:

Ví dụ 1

Xác định thành phần, trạng thái của các dòng, xác định

các dữ liệu về thiết bị:

Nhập dữ liệu cho dòng S1

Ví dụ 1

Mô phỏng và xem kết quả:

Ví dụ 1

Mô phỏng và xem kết quả:

Ví dụ 2

Sử dụng PRO/II để thiết kế tháp chưng cất dựa trên một

đề bài đồ án môn học: Thiết kế hệ thống tháp chưng cất mâm chóp để chưng cất hỗn hợp Benzene-Toluen có năng suất nhập liệu 0,5 m3/h; Nồng độ nhập liệu 40% mol bezene; Nồng độ sản phẩm đỉnh: 90% mol bezene; Nồng độ sản phẩm đáy: 10% mol bezene

Ví dụ 2

Xác định số đĩa lý thuyết

Ví dụ 2

Xác định số đĩa lý thuyết

Ví dụ 2

Xác định số đĩa lý thuyết

Ví dụ 2

Xác định số đĩa lý thuyết

Ví dụ 2

Xác định số đĩa lý thuyết

Ví dụ 2

Xác định số đĩa lý thuyết

Ví dụ 2

Tính toán sơ bộ tháp chứng cất:

Ví dụ 2

Tính toán sơ bộ tháp chứng cất:

Ví dụ 2

Tính toán sơ bộ tháp chứng cất:

Ví dụ 2

Tính toán sơ bộ tháp chứng cất:

Kết quả:

Ví dụ 2

Tính toán sơ bộ tháp chứng cất:

Kết quả:

Ví dụ 2

Tính toán sơ bộ tháp chứng chưng cất

Nhập các thông số cần nhập, chạy lại lần nữa, ta có vị trí đĩa nhập liệu tối ưu là số 5

Ví dụ 2

Tính toán sơ bộ tháp chứng cất

Bổ sung thiết bị hồi nhiệt và thiết bị gia nhiệt vào hệ thống

Ta xác định nhiệt độ đầu ra của thiết bị gia nhiệt là 96

độ C Nhiệt độ của dòng sản phẩm đáy sau khi ra khỏi nhiệt độ

là 70 độ C

Ví dụ 2

Tính toán sơ bộ tháp chứng cất

Kết quả:

Ví dụ 2

Tính toán tối ưu quá trình:

Ta coi như lợi nhuận đạt được = Thu nhập từ việc bán các sản phẩm thu được - chi phí năng lượng (chi phí nồi đun)

Với:

C1 = giá benzen = $4/gal

C2 = giá toluen = $3.62/gal

C3 = chi phí nồi đun = $10/kj năng lượng cung cấp

Như vậy:

PROFIT = C1*P(1) + C2*P(2) - C3*P(3)*3600/1000

Cách thiết lập các thông số cho caculator như sau:

Ví dụ 2

Tính toán tối ưu quá trình:

Cách thiết lập các thông số cho caculator như sau:

Ví dụ 2

Tính toán tối ưu quá trình:

Cách thiết lập các thông số cho caculator như sau:

Ví dụ 2

Tính toán tối ưu quá trình:

Chạy mô phỏng và kết quả:

Ví dụ 2

Tính toán tối ưu quá trình:

Chạy mô phỏng và kết quả:

Kết luận

Kết luận:

Nhờ các công cụ mô phỏng, việc tính toán cũng như tra

bảng giảm đi rất nhiều

Vấn đề thứ nhất, đó là từ đầu đến cuối, ta chỉ thao tác trên số đĩa lý thuyết mà chưa đưa vào hiệu suất đĩa và chưa thao tác trên số đĩa thực

Vấn đề thứ hai là việc sử dụng công cụ shortcut

Vấn đề thứ ba là mô hình nhiệt động

Distillation