Hướng Dẫn Học Phần Mềm Mô Phỏng Hóa Học HySys- bài 1

Hướng Dẫn Học Phần Mềm Mô Phỏng Hóa Học HySys- bài 1

Welcome to Process Design in Chemical Engineering

Process Simulation

Mô phỏng quá trình hóa học là gì ?

Số liệu nào cần thiết cho quá trình mô phỏng?

What is Chemical Process Simulation ?

Mô phỏng quá trình vận hành của một nhà máy hóa học, hoặc một quá trình chế biến  sử

dụng mô phỏng Steady State và Dynamic

Đã biết

Muốn biết

Water (100 kg/s, 1atm, 95 o C Ethanol+Water (50:50, 150 kg/s, 1atm, 83 o C

Process Unit (Mixer)

Input-1 Input-2

Output

Các thông số chính

(đã biết & chưa biết)

What did We do ?

Cung cấp các thông tin:

 thông số đầu vào

 thông số thiết bị: trộn đoạn nhiệt, không rò rỉ,…

Sử dụng các mô hình toán học để mô tả toàn bộ quá trình công nghệ:

 Thông tin chưa biết sử dụng MB, EB, VLE và so sánh các property correlations

Mô phỏng quá trình hóa học (hỗn hợp ổn định)

Quá trình mô phỏng sử dụng Hysys/Unisim

Hysys/Unisim là gì? Hysys/Unisim có thể làm gì? Các công cụ trong Hysys/Unisim?

Cách sử dụng Hysys/Unisim?

Mục đích của bài giảng:

Mô phỏng các quá trình trong công nghiệp

Các ứng dụng trong Hysys/Unisim, cách sử dụng, các module, các tiện ích

Biết cách sử dụng từng Module trong Hysys/Unisim

Sau khi mô phỏng sẽ nhận được sơ đồ công nghệ bằng Hysys và kết quả mô phỏng rõ ràng

Thu được nhiều kết quả có giá trị lớn

Có thể thực hiện nhiều chức năng

Splitter (Tee) Exchangers (Heater/ Cooler, S & T, LNG) Flash Drums (2-phase (VL), 3-phase (VLL)) Separator (Component splitter, distiller, Absorber, Cyclone, Gas filter, Extractor)

Pipe segment

Tank Furnace Air Cooler

Logical

Set Adjust Recycle Balance Spreadsheet

PID Controller

Giao diện ban đầu

Các Case đã sử

dụng gần đây

Chỉ dùng cho mô phỏng tháp chưng

Tạo Case thông thường

Simulation Basis Manager

Thiết lập cấu tử

Xuất nhập file lưu thành phần

Các Tab

Lựa chọn các cấu tử

Tạo cấu tử giả

Tạo cấu tử giả

Thiết lập tính chất của cấu tử giả

Lựa chọn Fluid Packages

Thiết lập hệ

nhiệt động

Xuất nhập file lưu

hệ nhiệt động

Lựa chọn mô hình nhiệt động phù hợp đóng vai trò quan trọng tới độ chính xác kết quả mô phỏng

Các thông số xác định từ hệ nhiệt động

 Hằng số cân bằng pha K

 Enthanpi của pha lỏng và pha hơi

 Entropy của pha lỏng và pha hơi

 Tỷ trọng của pha lỏng và pha hơi

Lựa chọn Fluid Packages

 Các mô hình nhiệt động

• Dạng theo phương pháp hiệu chỉnh

(Generalized Correlation Methods): GS,

 Cơ sở lựa chọn hệ nhiệt động :

• Đặc trưng nhiệt động của hệ (hệ số K)

• Thành phần hỗn hợp

• Phạm vi nhiệt độ áp suất

• Tính sẵn có của các thông số của hệ

Lựa chọn Hệ nhiệt động

Lựa chọn EOS

Thiết lập các phản ứng

Thiết lập

phản ứng

Thiết lập phản ứng

Hệ số tỷ lượng

Độ chuyển hóa

Độ chuyển hóa

Thiết lập đơn vị tính

Vào môi trường mô phỏng

Vào môi trường mô

phỏng

Hysys Module Palette

General Reactor

 Dòng nguyên liệu, dòng sản phẩm

 Cung cấp P hoặc P của dòng sản phẩm

 Thiết lập dòng năng lượng

 Không đặt Q: phản ứng đoạn nhiệt

 Q cần thiết hoặc T của dòng sản phẩm

 T phản ứng chính là T của dòng sản phẩm

 Conversion: khi biết độ chuyển hoá

 Equilibrium: dung cho phản ứng Equilibrium

 Gibbs: phản ứng Equilibrium

General Reactor: Conversion

General Reactor: Conversion

Hysys tính toán như thế nào?

Mỗi Module trong Hysys là một chương trình tính toán

 cần thông số ban đầu (của dòng vào và thiết bị), trước khi tính toán dòng ra cho module đó

Chỉ tính toán một module tại mỗi thời điểm

Ngay khi các thông số ban đầu được nhập vào cho module, Hysys sẽ tính toán cho module đó

What will happen, if we specify S1 fully in the first (original) BFD?

Ví dụ

Một sơ đồ có dòng tuần hoàn đơn giản

Dòng đã biết Dòng chưa biết

Reaction A  B

Reactor Separation Unit

B

Purge Unreacted A

”Recycle Loop”

Feed A

Xây dựng sơ độ khối (BFD)

 Đã biết các thông số của dòng Feed, nhưng Hysys vẫn chưa thể tính toán? Tại sao?

 Làm thế nào để “kích hoạt” Hysys ?

Reaction A  B

Reactor Separation Unit

B

Purge Unreacted A

”Recycle Loop”

Feed A

Sử dụng công cụ “Recycle”

 Sử dụng công cụ Recycle

 Dự đoán các thông số của dòng ra

 Đã biết specs của Mixer, Hysys có thể tính gì?

Splitter

Tee Recycle

Mixer

Hysys tính toán Mixer

Splitter

Tee Recycle

Mixer

Hysys tính toán cho thiết bị phản ứng

Splitter

Tee Recycle

Mixer

Hysys tính toán component splitter

Splitter

Tee Recycle

Mixer

Hysys tính toán Tee

Recycle là công cụ không thực tế,

Làm thế nào để dòng trước và sau Recycle

“giống” nhau phụ thuộc vào suy đoán ban đầu

 Recycle sẽ có màu vàng

Splitter

Tee Recycle

Mixer

Thiết lập dòng vật liệu

Phase Envelope

Nhỡ tay đóng giao diện