Tin học ứng dụng trong công nghệ hóa học C6B hysys gas processing steady state vn 74

Sử dụng sơ đồ PFDLà một biểu diễn đồ họa của flowsheet, sơ đồ FPD trình bày các kết nối giữa các dòng và thiết bị, cũng được gọi là giữa “ các đối tượng ”.. Thiết bị trộn và thiết bị phâ

Computer-Aided Chemical

Engineering

An Introduction to Process Simulation

HYSYS C6b Thí dụ Xử lý khí (tiếp)

-Mục lục

1 Sử dụng sơ đồ PFD

2 Trạng thái tính toán

3 Cài đặt thiết bị làm mát Chiller

4 Cài đặt thiết bị phân tách nhiệt độ thấp LTS

5 Khai báo thông số cho thiết bị trao đổi nhiệt

6 Kiểm tra điểm đọng sương của khí thành phẩm

7 Cài đặt thiết bị trộn dòng thứ hai

8 Cài đặt tháp

9 Khai báo thông số cho tháp

10 Thực hiện tính toán tháp

11 Di chuyển đến sơ đồ con của tháp

12 Kết quả

13 Sử dụng Object Navigator

14 Sử dụng Databook

15 Khảo sát tùy chọn

16 Cài đặt thiết bị Adjust để tính toán nhiệt độ của thiết bị LTS

17 Kết quả khảo sát (Compositions)

Sử dụng sơ đồ PFD

Ngoài sổ Workbook, sơ đồ PFD là một cửa sổ gốc (home view) khác trong môi trường Simulation

Để mở PFD, hãy ấn biểu tượng PFD trên thanh button bar

Hạng mục PFD xuất hiện trong HYSYS menu bất kỳ khi nào PFD được chọn.

PFD của chúng ta sẽ xuất hiện như H 51 , có tất cả các dòng và

thiết bị Nếu không, hãy chọn Auto Position All trong hạng mục

PFD của menu item

HYSYS sẽ hiển thị các dòng và thiết bị, sắp xếp

chúng theo cách hợp lý tùy theo cách

thiết lập của flowsheet.

Sử dụng sơ đồ PFD

Là một biểu diễn đồ họa của flowsheet, sơ đồ FPD trình bày các kết nối giữa các dòng và thiết bị, cũng được gọi là giữa “ các đối tượng ” Mỗi đối tượng được biểu diễn bằng một ký hiệu hay là “ biểu tượng (icon) ” Một biểu tượng dòng là một mũi tên chỉ theo hướng của dòng, trong khi một biểu tượng thiết bị là một hình vẽ đồ họa biểu diễn một thiết bị vật lý thực tế Tên của đối tượng hay là “ nhãn (label) ”, xuất hiện bên cạnh mỗi biểu tượng.

Giống như bất kỳ cửa sổ không ở dạng modal, cửa sổ PFD có thể chỉnh lại kích thước bằng cách click vào và kéo (drag) đường biên ngoài Đối với các chức năng khác có thể thực hiện khi sơ đồ PFD ở trạng thái hoạt động, ta có thể :

- Truy cập các lệnh và tính năng thông qua thanh Button Bar của sơ đồ PFD.

- Mở cửa sổ property đối với một đối tượng bằng cách double-click vào biểu tượng của đối tượng này.

- Di chuyển một đối tượng bằng cách click và kéo (drag)

đối tượng này đến vị trí mới.

- Truy cập các thông tin tóm tắt kèm theo (fly-by) đối với một

đối tượng chỉ đơn giản bằng cách đặt con trỏ lên đối tượng đó.

- Thay đổi kích thước của một biểu tượng (icon) bằng cách ấn nút Size button,

click vào biểu tượng, rồi kéo các ô điều khiển kích thước (sizing “handles”)

đang xuất hiện.

- Hiển thị menu Object Inspection đối với một đối tượng bằng cách đặt con trỏ lên

đối tượng đó và ấn nút chuột phụ (secondary) Menu này cho phép truy cập một

số các lệnh liên quan đến một đối tượng cụ thể.

Trạng thái tính toán

Trước khi tiếp tục, một tính năng của sơ đồ PFD sẽ được mô tả, cho phép

ta theo dõi trạng thái tính toán của các đối tượng trong flowsheet Quay lại hộp biểu thị trạng thái tại đáy của cửa sổ property đối với một dòng hay thiết bị Hộp biểu thị này hiển thị ba trạng thái khác nhau đối với một đối tượng :

Trạng thái màu đỏ: Một phần thông tin xác định chính yếu còn thiếu đối với đối tượng Thí dụ, dòng nhập liệu hay sản phẩm không được kết nối với một SEPARARTOR Hộp biểu thị trạng thái sẽ có màu đỏ, và một thông điệp cảnh báo tương ứng sẽ được hiển thị

Trạng thái màu vàng: Tất cả các thông tin xác định chính yếu đã có, nhưng dòng và thiết bị chưa được tính toán vì còn có một hay nhiều bậc tự

do Hộp biểu thị trạng thái sẽ có màu vàng, và một thông điệp cảnh báo tương ứng sẽ được hiển thị

Trạng thái màu xanh : Dòng và thiết bị đã được xác định và tính toán hoàn chỉnh Hộp biểu thị trạng thái sẽ có màu xanh, và một thông điệp OK sẽ được hiển thị

Hãy nhớ rằng đây là các màu mặc định của HYSYS; ta có thể thay đổi các màu này

Trạng thái tính toán

Khi chúng ta đang ở trong PFD, các dòng và thiết bị được “mã hóa bằng màu” để biểu thị trạng thái tính toán Thiết bị trộn và thiết bị phân tách đầu vào đã được tính toán hoàn chỉnh, do đó các thiết bị này được hiển thị với màu tương ứng Tuy nhiên, đối với thiết bị trao đổi nhiệt Gas/Gas, điều kiện của dòng đầu ra phía ống và cả hai dòng phía vỏ là chưa biết Do đó, thiết

bị trao đổi nhiệt này có đường viền màu vàng biểu thị trạng thái tính toán hiện thời của thiết bị này

Một sơ đồ màu tương tự được sử dụng để biểu thị trạng thái của các dòng:

- Đối với các dòng vật chất: Một biểu tượng màu xanh đậm biểu thị dòng đã được tính toán và hoàn toàn tường minh; Một biểu tượng màu xanh nhạt

biểu thị dòng vật chất không thể tính toán được cho đến khi cung cấp một số thông tin bổ sung

- Đối với các dòng năng lượng: Một biểu tượng màu đỏ đậm được dùng đối với dòng năng lượng có công suất tải đã biết, trong khi một biểu tượng màu đỏ nhạt biểu thị cho trường hợp công suất tải chưa biết

Để ý rằng các biểu tượng đối với tất cả các dòng đã cài đặt cho đến thời điểm này có màu xanh đậm, ngoại trừ các dòng phía vỏ LTSVap và SalesGas, và dòng đầu ra phía ống CoolGas đối với thiết bị HEAT EXCHANGER

Cài đặt thiết bị làm mát Chiller

Thiết bị làm mát Chiller sẽ được mô hình như là một COOLER Ta có thể cài

đặt các dòng hay thiết bị bằng cách lấy chúng ra từ bảng Object Palette

đưa vào PFD Hãy chắc rằng bảng Object Palette đã hiển thị; nếu không, hãy ấn <F4> Thiết bị Chiller sẽ được thêm vào phía phải của thiết bị LTS,

để dành một số khoảng trống bằng cách cuốn sang bên phải nhờ thanh cuốn ngang Để cài đặt và kết nối thiết bị Chiller:

110 Aán nút Cooler trên bảng Object Palette

Nếu ta nhấn nhầm nút, hãy ấn nút Cancel

111 Đặt con trỏ lên sơ đồ PFD Con trỏ sẽ biến thành con trỏ đặc biệt với

dấu cộng (+) gắn

kèm với con trỏ

Biểu tượng này

biểu thị vị trí của biểu tượng thiết bị

Cài đặt thiết bị làm mát Chiller

112 Click để “đưa” thiết bị COOLER vào sơ đồ PFD HYSYS sẽ tạo lập một COOLER mới với tên mặc định, E-100 Để ý rằng COOLER này có màu đỏ, biểu thị rằng cần có các dòng nhập liệu và dòng sản phẩm

113 Aán nút Attach Mode trên thanh công cụ PFD để vào chế độ

Attach Nút Attach Mode sẽ có bóng (shading) khác thể hiện rằng

nút đã được “ấn”

114 Đặt con trỏ lên đầu mút bên phải của biểu tượng dòng CoolGas Một hộp nhỏ trong suốt sẽ xuất hiện ở đầu mút con trỏ Xuyên qua hộp trong suốt, ta sẽ thấy một điểm kết nối hình vuông, và một hộp mô tả dạng pop-

up (bật ra) sẽ được gắn kèm vào đuôi con trỏ Mô tả pop-up “Out” biểu thị phần của dòng sẵn sàng để kết nối, trong trường hợp này là đầu ra của dòng

115 Khi mô tả pop-up “Out” đã xuất hiện, hãy ấn và giữ nút chuột chính Hộp trong suốt sẽ biến thành hộp màu đen, biểu thị rằng ta đang bắt đầu một kết nối (H 53)

Khi ta đang ở chế độ Attach, ta không thể di chuyển các đối tượng trong sơ đồ PFD Để

quay lại chế độ Move, hãy ấn nút Attach một lần nữa Ta có thể tạm thời

chuyển qua lại

Cài đặt thiết bị làm mát Chiller

116 Di chuyển con trỏ về phía trái (đầu vào) của thiết bị COOLER Một đường vết (trailing line) sẽ xuất hiện giữa biểu tượng dòng CoolGas và con trỏ, và một điểm kết nối sẽ xuất hiện tại đầu vào của thiết bị COOLER

117 Đặt con trỏ vào điểm kết nối, và đường vết sẽ

nhập (snap) vào điểm này Đồng thời, một hộp màu trắng

sẽ xuất hiện tại ở đầu mút con trỏ, biểu thị điểm đầu mút

được chấp nhận cho việc kết nối (H 54)

118 Nhả nút chuột chính, và việc kết nối được thực hiện

với điểm kết nối tại đầu vào của thiết bị COOLER

119 Đặt con trỏ lên đầu phải của biểu tượng COOLER Điểm kết nối và mô tả “Product” sẽ xuất hiện

120 Khi mô tả pop-up đã xuất hiện, hãy click và giữ nút chuột chính Một lần nữa, hộp trong suốt sẽ biến thành hộp màu đen

121 Di chuyển con trỏ đến phía phải của thiết bị COOLER

Một biểu tượng dòng lớn sẽ xuất hiện, với đường vết gắn với đầu ra của

COOLER (H 55) Biểu tượng dòng biểu thị rằng

một dòng mới sẽ được tạo lập khi ta kết thúc

bước 122

Cài đặt thiết bị làm mát Chiller

122 Khi biểu tượng dòng lớn đã xuất hiện, hãy nhả nút chuột chính

HYSYS sẽ tạo lập một dòng mới với tên mặc định 1

123 Lặp lại các bước 119-122 để tạo lập dòng năng lượng của thiết bị

COOLER, khởi đầu việc kết nối từ đầu mũi tên trên biểu tượng COOLER Dòng mới sẽ được tự động đặt tên là Q-100, và thiết bị COOLER sẽ có trạng thái màu vàng (cảnh báo) Trạng thái này biểu thị rằng mọi kết nối cần thiết đã được thực hiện, nhưng các dòng kết nối chưa hoàn toàn tường minh (H 56)

124 Aán nút Attach Mode một lần nữa để quay

về chế độ Move Nút Attach Mode sẽ trở lại

hình dáng bình thường

Nếu ta thực hiện kết nối sai :

Aán nút Break Connection trên thanh PFD button bar

Di chuyển con trỏ lên dòng nối hai biểu tượng Một ký hiệu chọn (check mark) gắn với con trỏ sẽ xuất hiện, biểu thị một kết nối hiện có cần hủy bỏ

Click lần nữa để hủy bỏ kết nối

Cài đặt thiết bị làm mát Chiller

Các dòng vật chất của thiết bị COOLER, cũng như dòng năng lượng, là chưa tường minh vào thời điểm này, do đó tương ứng chúng có màu xanh nhạt và đỏ nhạt Double-click vào biểu tượng COOLER để mở cửa sổ property của thiết bị này Trên trang Connection page, để ý rằng tên của các dòng đầu vào, đầu ra và dòng năng lượng đã kết nối trước đây, xuất hiện trong các ô tương ứng

125 Thay đổi Name của thiết bị từ tên mặc định sang Chiller (H 57)

126 Click vào trang Parameters,

và thiết lập Pressure Drop là

10 psi (H 58)

127 Khi chúng ta tiến hành xong,

hãy đóng cửa sổ này lại

Cài đặt thiết bị làm mát Chiller

Vào thời điểm này, thiết bị Chiller có hai bậc tự do; một bậc tự do sẽ được giải quyết khi HYSYS tính toán dòng CoolGas sau khi độ tiếp cận nhiệt độ của thiết bị trao đổi nhiệt được thiết lập Để sử dụng bậc tự do còn lại, có thể thiết lập hoặc là nhiệt độ đầu ra của Chiller, hoặc là tải lượng nhiệt trong Chiller Tải lượng nhiệt làm mát hiện có là chưa biết, do đó “phỏng đoán” ban đầu là 0oF cho nhiệt độ đầu ra của Chiller sẽ được tiến hành Sau này, nhiệt độ này sẽ được điều chỉnh để có nhiệt độ điểm sương củakhí thành phẩm như mong

muốn

128 Double-click vào biểu tượng của

dòng đầu ra (1) để mở cửa sổ property

của dòng này Đổi Name từ tên mặc định

thành ColdGas, rồi thiết lập một nhiệt độ

là 0oF Bây giờ, bậc tự do còn lại đối với

dòng này đã được sử dụng, nên HYSYS

tính toán ColdGas để xác định các tính

chất còn lại của dòng Aán nút Close

để quay về sơ đồ PFD Thiết bị Chiller vẫn

có màu vàng, vì nhiệt độ của CoolGas là

chưa biết

Cài đặt thiết bị làm mát Chiller

129 Double-click vào biểu tượng

của dòng năng lượng (Q-100) để

mở cửa sổ property của dòng này

(H 60)

Tải lượng nhiệt làm mát cần thiết

(trong ô Heat Flow) được HYSYS

tính toán khi độ tiếp cận nhiệt độ

của thiết bị HEAT EXCHANGER

được thiết lập

130 Đặt lại tên dòng này là

C3Duty, rồi đóng cửa sổ

Bây giờ thiết bị làm mát chiller đã được cài đặt, bước kế tiếp là cài đặt thiết bị phân tách nhiệt độ thấp (LTS) để phân tách khí và chất lỏng

Cài đặt thiết bị phân tách nhiệt độ thấp LTS

Để cài đặt và kết nối thiết bị SEPARATOR:

131 Để dành một khoảng trống phía bên phải của thiết bị Chiller bằng cách sử dụng thanh cuốn ngang

132 Đặt con trỏ lên nút Separator trên bảng Object Palette

133 Aán và giữ nút chuột phụ

134 Đặt con trỏ lên sơ đồPFD, phía bên phải của thiết bị Chiller Con trỏ sẽ biến thành con trỏ đặc biệt dạng “điểm đen bulls-eye” Điểm đen bulls-eye biểu thị vị trí của biểu tượng thiết bị

135 Nhả nút chuột phụ để “đưa” thiết bị SEPARATOR vào sơ đồ PFD HYSYS sẽ tạo lập một thiết bị SEPARATOR mới với tên mặc định V-100

136 Aán nút Attach trên thanh công cụ PFD để vào chế độ Attach

137 Đặt con trỏ lên đầu mút phải của biểu tượng dòng ColdGas Điểm kết nối và mô tả pop-up “Out” sẽ xuất hiện

138 Khi mô tả pop-up xuất hiện, click và giữ nút chuột chính

139 Di chuyển con trỏ về phía bên trái (đầu vào) của thiết bị SEPARATOR,

Cài đặt thiết bị phân tách nhiệt độ thấp LTS

140 Đặt con trỏ gần khu vực đầu vào của thiết bị SEPARATOR, và một hộp trắng sẽ xuất hiện tại đầu mút con trỏ (H 61)

141 Nhả nút chuột chính, và việc kết nối sẽ được

thực hiện

Thiết bị SEPARATOR có hai dòng đầu ra, lỏng và

hơi Dòng hơi đầu ra LTSVap đã được tạo lập,

chính là dòng đầu vào phía vỏ đối với Gas/Gas

Dòng lỏng đầu ra sẽ là một dòng mới

Để hoàn tất việc kết nối đối với thiết bị SEPARATOR:

142 Đặt con trỏ lên đỉnh của biểu tượng SEPARATOR Điểm kết nối và mô tả pop-up “Vapour Product” sẽ xuất hiện

143 Khi mô tả pop-up xuất hiện, click và giữ nút chuột chính

144 Di chuyển con trỏ về phía biểu tượng dòng LTSVap, và nột điểm kết nối sẽ xuất hiện đầu vào của dòng này

145 Đặt con trỏ lên biểu tượng dòng

LTSVap, và một hộp trắng sẽ xuất

hiện tại đầu mút con trỏ

146 Nhả nút chuột chính, và việc kết

Cài đặt thiết bị phân tách nhiệt độ thấp LTS

147 Đặt con trỏ vào đáy của biểu tượng SEPARATOR Điểm kết nối và mô tả pop-up “Liquid product” sẽ xuất hiện

148 Khi mô tả pop-up xuất hiện, click và giữ nút chuột chính

149 Di chuyển con trỏ về phía phải của thiết bị SEPARATOR Một biểu tượng dòng lớn sẽ xuất hiện, với đường vết gắn với đầu lỏng ra của thiết bị

SEPARATOR

150 Khi biểu tượng dòng lớn xuất hiện, hãy nhả nút chuột chính HYSYS sẽ tạo lập một dòng mới với tên mặc định 1

151 Ấn nút Attach để rời khỏi chế độ Attach

152 Double-click vào biểu tượng dòng (1) để mở cửa sổ property của dòng này

153 Nhập tên mới LTSLiq vào ô Name, rồi nhấn nút Close

Bây giờ khi các kết nối LTS đã hoàn tất, hãy chọn Auto Position All trong hạng mục menu PFD Sơ đồ PFD sẽ xuất hiện tương tự như H 63 trong slide kế tiếp

154 Double-click vào biểu tượng của thiết bị mới SEPARATOR (V-100) để mở cửa sổ property của thiết bị này Đổi tên từ tên mặc định sang LTS, rồi nhấn nút Close

Tại thời điểm này, các dòng đầu ra từ thiết bị trao đổi nhiệt Gas/Gas vẫn

Cài đặt thiết bị phân tách nhiệt độ thấp LTS

H 63

Bây giờ, dòng LTSVap và LTSLiq đã biết, được thể hiện trên sơ đồ PFD là màu của chúng đổi từ xanh nhạt sang xanh đậm

Cài đặt thiết bị phân tách nhiệt độ thấp LTS

155 Double-click vào biểu tượng Gas/Gas để mở cửa sổ property của thiết bị trao đổi nhiệt, rồi di chuyển đến trang Specs page trên thẻ tab

Design (H 64)

Khai báo thông số cho thiết bị trao đổi nhiệt

Trang Specs cho phép ta nhập thông số đối với thiết bị HEAT EXCHANGER và hiển thị trạng thái tính toán của thiết bị này Nhóm Solver

trong trang này cho thấy có hai (2) Unknown Variables và một (1) Number

of Constraints, vậy Degrees of Freedom còn lại là một (1) HYSYS đưa ra hai ràng buộc mặc định trong nhóm Specifications, mặc dù chỉ một trong chúng có ý nghĩa

- Cân bằng nhiệt (Heat Balance): Nhiệt tải phía ống và phía vỏ phải bằng nhau, vậy cân bằng nhiệt phải bằng zero (0)

- UA: Đây là tích số giữa hệ số trao đổi nhiệt tổng thể (U) và diện tích bề mặt trao đổi nhiệt HYSYS không đưa ra giá trị UA mặc định, vậy giá trị này là chưa biết tại thời điểm hiện hành Giá trị này sẽ được HYSYS tính toán khi một ràng buộc khác được đưa ra

Khai báo thông số của thiết bị trao đổi nhiệt

Để giải quyết bậc tự do còn lại, độ tiếp cận nhiệt độ tối thiểu là 10oF cho đầu ra phía nóng của thiết bị trao đổi nhiệt sẽ được thiết lập Để tạo lập thông số này:

156 Aán nút Add, và cửa sổ ExchSpec (Exchanger Specification) sẽ xuất hiện

Khai báo thông số cho thiết bị trao đổi nhiệt

157 Đổi Name từ tên mặc định sang Hot Side

Approach Thông số Type mặc định là Delta

Temp, điều này cho phép ta thiết lập độ chênh nhiệt

độ giữa hai dòng một cách tường minh Các ô

Stream (+) và Stream (-) tương ứng với các dòng

nóng và dòng lạnh

158 Trong ô Stream (+), hãy chọn SepVap trong

danh mục rơi ở thanh Edit Bar (H 65)

159 Trong ô Stream (-), hãy chọn SalesGas trong

danh mục rơi ở thanh Edit Bar

160 Nhập 10 (oF) vào ô Spec Value (H 66)

HYSYS sẽ hội tụ cả hai thông số này và các dòng

chưa biết sẽ được tính toán

161 Aán nút Close để trở lại cửa sổ property Gas/Gas

Thông số mới sẽ xuất hiện trong nhóm Specification

ở trang Specs page

Khai báo thông số cho thiết bị trao đổi nhiệt

162 Di chuyển đến trang Conditions trên thẻ tab Work Sheet để hiển thị tính chất của dòng đã tính toán (H 67)

Sử dụng độ tiếp cận 10oF, HYSYS đã tính toán nhiệt độ của CoolGas là

43oF Bây giờ toàn bộ các dòng trong flowsheet đã biết

Khai báo thông số cho thiết bị trao đổi nhiệt

Tiếp theo, di chuyển đến trang Details trên thẻ tab Performance, ở đây HYSYS hiển thị Overall Performance và Detailed Performance (H 68)

Hai thông số cần quan tâm là UA và Lmtd (độ chênh nhiệt độ trung bình logarit), mà HYSYS đã tính toán tương ứng là 2.08e4 Btu/F-hr và 22.6 o F

163 Khi ta kết thúc việc hiển thị kết quả, hãy ấn nút Close để rời khỏi cửa sổ property Gas/Gas

Kiểm tra điểm đọng sương của khí thành phẩm

Bây giờ, khi dòng khí đã được xử lý, dòng SalesGas phải được kiểm tra để đáp ứng thông số nhiệt độ điểm sương tại áp suất dòng chảy của tuyến ống để đảm bảo rằng không có chất lỏng hình thành trong tuyến chuyển tải Thông số điểm sương điển hình của tuyến ống là 15oF tại 800 psia, sẽ được sử dụng cho thí dụ này

Điểm sương hiện hành có thể được kiểm tra bằng cách tạo lập một dòng mà thành phần của dòng này hoàn toàn giống như của dòng SalesGas, thiết lập áp suất điểm sương, và cho HYSYS sử dụng dòng mới này để tính toán nhiệt độ điểm sương của dòng Có thể thực hiện việc này bằng cách cài đặt một thiết bị BALANCE như sau:

164 Double-click vào nút Balance trên bảng

Object Palette Cửa sổ property đối

với thiết bị mới này sẽ xuất hiện

165 Nhập tên mới DewPoint, rối ấn Enter

166 Di chuyển đến ô **Add Stream** dưới

Inlet Streams

167.Mở danh mục rơi của các dòng hiện

hành trong thanh Edit Bar, và chọn SalesGas

Kiểm tra điểm đọng sương của khí thành phẩm

168 Di chuyển đến ô **Add Stream** dưới Outlet Streams

169 Tạo một dòng đầu ra bằng cách nhập SalesDP, rồi ấn Enter

170 Di chuyển đến thẻ tab Parameter

và click vào nút radio Mole trong vùng

Balance Type

171 Click vào hộp check box Auto

Calculation HYSYS thực hiện việc cân

bằng mole giữa hai dòng này, sao chép

thành phần của SalesGas vào SalesDP

(H 70)

Để ý rằng các thay đổi đã thực hiện với phần

pha hơi (vapour fraction), nhiệt độ hay áp suất của dòng SalesDP sẽ không ảnh

hưởng đến phần còn lại của flowsheet

Kiểm tra điểm đọng sương của khí thành phẩm

Tiếp theo, di chuyển đến thẻ tab Worksheet của cửa sổ property BALANCE Bây giờ, có thể thiết lập phần pha hơi và áp suất của dòng SalesDP, và HYSYS sẽ thực hiện việc tính toán để xác định nhiệt độ chưa biết này

Để thiết lập việc tính toán điểm sương ứng với 800 psia đối với dòng

SalesDP, hãy nhập phần pha hơi Vapour là 1.0 và Pressure là 800 psia vào các ô tương ứng HYSYS sẽ tính toán cân bằng (flash) dòng tại các điều

kiện này, và cho ra điểm sương

Temperature là 5.3oF, nằm dưới

thông số của tuyến ống 15oF (H 71)

Đóng cửa sổ và quay về sơ đồ PFD

Khi HYSYS tạo lập thiết bị BALANCE

và dòng mới, biểu tượng của chúng

được đặt ngoài xa khỏi sơ đồ PFD

Nếu muốn, ta có thể click và kéo

các biểu tượng BALANCE và

SalesDP đến một vị trí thích hợp

hơn, thí dụ ngay bên phải của dòng

SalesGas

Cài đặt thiết bị trộn dòng thứ hai

Thiết bị trộn dòng thứ hai MIXER được sử dụng để kết hợp hai dòng lỏng,

SepLiq và LTSLiq, thành một dòng nhập liệu duy nhất đối với

DISTILLATION COLUMN Để cài đặt và kết nối thiết bị MIXER:

172 Tạo một khoảng trống bên phải của thiết bị LTS bằng cách sử dụng thanh cuốn ngang

173 Aán nút Mixer trên bảng Object Palette

174 Đặt con trỏ lên sơ đồ PFD, phía dưới bên phải của biểu tượng dòng

Cài đặt thiết bị trộn dòng thứ hai

179 Đặt con trỏ gần khu vực đầu vào của thiết bị MIXER, và khi hộp trắng xuất hiện tại đầu mút con trỏ, hãy nhả nút chuột chính để thực hiện việc kết nối

180 Lặp lại các bước 177-179 để nối dòng SepLiq vào thiết bị MIXER

181 Đặt con trỏ lên đầu mút phải của biểu tượng MIXER Điểm kết nối và mô tả pop-up “Product” sẽ xuất hiện

182 Khi mô tả pop-up xuất hiện, click và kéo con trỏ về phía phải của thiết

bị MIXER Một biểu tượng dòng lớn sẽ xuất hiện với đường vết gắn với đầu

ra của MIXER

183 Khi biểu tượng dòng lớn xuất hiện, hãy nhả nút chuột chính HYSYS sẽ tạo một dòng mới với tên mặc định là 1 (H 72)

184 Nhả phím Ctrl để rời khỏi chế độ Attach

185 Double-click vào biểu tượng dòng đầu

ra 1 để mở cửa sổ property của dòng này

Khi ta đã tạo lập dòng đầu ra của thiết bị

MIXER, HYSYS tự động kết hợp hai dòng

đầu vào và tính toán hỗn hợp để xác định các điều kiện đầu ra, như trình bày ở đây

186 Đổi tên dòng này thành TowerFeed, rồi ấn nút Close

Cài đặt thápHYSYS có một số các mẫu (template) tháp đã xây dựng từ trước mà chúng ta có thể cài đặt và chỉnh sửa tùy ý tên của các dòng kèm theo, số tầng và thông số mặc định

Đối với thí dụ này, một tháp DISTILLATION COLUMN sẽ được cài đặt

Trước khi cài đặt tháp, hãy chọn Preferences từ menu của HYSYS Tools Trong thẻ tab Simulation, hãy chắc chắn rằng hộp check box Use Input Experts đã được chọn (checked), rồi Close cửa sổ

Công cụ Input Expert là một chuỗi logic các cửa sổ nhập dữ liệu để hướng dẫn chúng ta khi cài đặt tháp lần đầu Hoàn tất các bước này sẽ đảm bảo rằng chúng ta đã cung cấp một lượng thông tin tối thiểu cần thiết để xác định tháp

Cửa sổ Input Expert là cửa sổ dạng modal

Để cài đặt tháp :

187 Double-click vào nút Distillation Column trên bảng Object Palette, và trang thứ nhất của công cụ Input Expert sẽ xuất hiện (H 73)

Cài đặt tháp

Khi ta cài đặt tháp bằng cách sử dụng một mẫu (template) đã xây dựng từ trước, HYSYS sẽ cung cấp một số thông tin mặc định, như là số mâm (stage) Ô hoạt động hiện hành là Numb of Stages (Number of stages), được biểu thị bằng đường biên đậm chung quanh ô này, và có sẵn giá trị

Cài đặt thápMột số điểm cần chú ý là :

- Đây là các mâm lý thuyết, vì hiệu suất mâm mặc định của HYSYS là một Nếu ta muốn thiết lập các mâm thực tế, ta có thể thay đổi hiệu suất của bất kỳ một hay toàn bộ các mâm ở thời điểm sau

- Thiết bị ngưng tụ và nồi đun được xem là tách biệt so với các mâm, và không được tính vào số Numb Stages

Đối với thí dụ này, 10 mâm lý thuyết sẽ được sử dụng, vậy hãy để Numb

of Stages với giá trị mặc định

188 Di chuyển đến danh mục Feed Streams bằng cách click vào ô <New Feed>

189 Mở danh mục rơi của các dòng nhập liệu hiện có trong thanh Edit Bar bằng cách click vào danh mục này, hay ấn <F2> rồi <>

190 Chọn TowerFeed là dòng nhập liệu cho tháp HYSYS sẽ đưa ra vị trí mặc định ở giữa phần làm việc của tháp Tray Section (TS), trong trường hợp này là mâm 5 (biểu thị bằng 5_MainTS) Giá trị mặc định này sẽ được sử dụng, do đó không cần thay đổi Feed Stage

Tháp này sẽ có các sản phẩm Overhead Vapour và Bottoms Liquid, nhưng không có sản phẩm Overhead Liquid (dòng lỏng ngưng tụ đỉnh distillate)

Cài đặt tháp

191 Trong nhóm Condenser, hãy ấn nút radio Full Rflx, và dòng ngưng tụ distillate stream sẽ biến mất Trong thực tế, điều này giống như việc để thiết bị ngưng tụ là Partial và sau đó thiết lập giá trị distillate bằng zero

192 Nhập tên dòng và tên tháp như trên H 74 Khi ta kết thúc, nút Next

sẽ đổi sang trạng thái hoạt động, biểu thị đã cung cấp đủ thông tin để chuyển sang trang kế tiếp của công cụ Input Expert

Cài đặt tháp

193 Nhấn nút Next để chuyển sang trang 2 là trang Pressure Profile

194 Nhập các giá trị 200 psia và 205 psia tương ứng cho Condenser Pressure và Reboiler Pressure Thông số Condenser Pressure Drop có thể để ở giá trị mặc định bằng zero (H 75)

Cài đặt tháp

195 Nhấn nút Next để chuyển sang trang Optional Estimates

Chú thích: Mặc dù HYSYS không đòi hỏi dự đoán để tính toán tháp có kết quả hội tụ, nhưng một dự đoán tốt luôn luôn dẫn đến lời giải nhanh hơn

196 Nhập giá trị cho Condenser và Reboiler Temperature Estimates tương ứng là 40oF và 200oF (H 76)

Cài đặt tháp

197 Nhấn nút Next để chuyển sang trang thứ tư và cũng là trang cuối cùng của công cụ Input Expert Trang này cho phép ta cung cấp các giá trị đối với các thông số mặc định của tháp mà HYSYS vừa tạo lập.

Nói chung, một DISTILLATION COLUMN có ba thông số mặc định Tuy nhiện, khi thiết lập dòng lỏng đỉnh bằng zero (thiết bị ngưng tụ hồi lưu toàn phần), một bậc tự

do đã được xóa bỏ Đối với hai thông số mặc định còn lại, Vapour Rate ở đỉnh sẽ chỉ là một dự đoán, và Reflux Ratio sẽ là một thông số hoạt động.

198 Nhập giá trị cho Vapour Rate là 2.0 MMSCFD và Reflux Ratio là 1.0 Để ý

Cài đặt tháp

199 Nhấn nút Done, và cửa sổ property DISTILLATION COLUMN sẽ xuất hiện (H 78)

Một cách tự động,

ta sẽ ở tại trang

Profiles của thẻ

bằng cách click

vào thẻ này

Tính năng chính của trang này là hiển thị trạng thái của tháp khi đang tính toán và cập nhật thông tin trong mỗi lần lặp Ta cũng có thể thay đổi giá trị các thông số, và kích hoạt/không kích hoạt một cách trực tiếp từ trang

Khai báo thông số cho thápLưu ý rằng Bậc tự do hiện thời là zero, biểu thị rằng tháp đã sẵn sàng để tính toán Run Tuy nhiên, Vapour Rate, đã được thiết lập trong Input Expert, là một thông số hoạt động, và chỉ nên sử dụng thông số này như là một dự đoán khởi đầu cho công cụ tính toán solver Click vào hộp Active check box đối với Ovhd Vap Rate để xóa, chỉ giữ thông số này là

Estimate Bậc tự do sẽ tăng lên 1, biểu thị rằng cần có một thông số hoạt động khác Đối với thí dụ này, phần mol của propan trong pha lỏng của sản phẩm đáy là 2% sẽ được thiết lập

Để khai báo thông số mới này:

201 Di chuyển đến trang Specs bằng

cách click vào trang này Trang Specs,

hay là trang thông số, liệt kê tất cả các

thông số hoạt động và không hoạt

động, cần thiết để tính toán tháp

202 Ấn nút Add trong hộp nhóm

Column Specifications (H 79) Cửa sổ

Add Spec sẽ xuất hiện

Khai báo thông số cho tháp

203 Chọn Component Fractions cho Column Specification Type (H 80)

204 Aán nút Add Spec(s), và cửa sổ Comp Frac Spec sẽ

xuất hiện (H 81)

205 Đổi tên thông số Name sang Propane

Fraction bằng cách chỉnh sửa tên mặc định

206 Di chuyển đến ô

Stage, và chọn Reboiler

từ danh mục các mâm

hiện được hiển thị trong

thanh Edit Bar

207 Di chuyển đến ô

Spec Value, và nhập giá trị

.02 cho thông số phần

mol của pha lỏng