Hỏi Về Simulation

Như vậy mình hạ stage xuống thì nồng độ của methane giảm, cho nên ethylene với spec value = 0.9995 vẫn đạt được hả thienthu? 🔒 Bấm Cảm ơn hoặc Trả lời để xem Link[1].gif" alt="" class="bb-img" loading="lazy">

Tại sao thienthu lại đưa ra được sự phụ thuộc này?

5000 kh/h 10000 kg/h 15000 kg/h 19000 kg/h

Methane 0,0002 0,0003 0,0003 0,0005

Ethylene 0,9995 0,9995 0,9995 0,9995

Ethane 0,0003 0,0002 0,0002 0,0000

1) Không đúng như vậy. Nồng độ của methane ở trong sản phẩm trên đầu của column (S3+S4) không thay đổi. Chỉ có vị trí của cái spec trên đầu ảnh hưởng đến sự tỉm lời giải của column.

Cái spec stage=80 (khay đầu của column); flow basis=mole fraction; phase =vapour; spec value=0.9995; components= ethylene thì có gía trị cho cái stream ra khỏi đầu column (= sản phẩm + reflux) do dó không bị ảnh hưởng bởi sản phẩm lỏng ( distillate rate) cho nên column lúc nào cũng converge được, trong khi cái spec stage= condenser; flow basis=mole fraction; phase =vapour; spec value=0.9995; components= ethylene thật ra chỉ có gía trị cho vapour stream (phase =vapour) ra khỏi condenser (condenser ở đây gồm có partial condenser và relux drum) và đó chính là S3. Vì ethylene chứa trong S3 thay đổi với số lượng sản phẩm lỏng S4 nên nồng độ methane và ethane của S3 củng thay đổi theo (nhưng nồng độ của ethylene không thay đổi vì mình đặt spec value=0.9995 ) như sau:

S4=--------5000 kg/h---10000 kg/h---19000 kg/h

Nồng độ S3 (mole%)

Methane---0,0002-------0,0003--------0,0005

Ethylene---0,9995-------0,9995--------0,9995

Ethane-----0,0003-------0,0002--------0,0000

Cho nên set spec như vậy thì không được chuẩn cho lắm.

2) Cái bảng này mình tạo ra bằng cách thay đổi số lượng của sản phẩm lỏng S4 tử 5000 đến 19000 kg/h rồi chép lại nồng độ của stream S3. Bạn thấy khi sản phẩm lỏng S4=19000 kg/h thi nổng độ methane trong S3 đã là 0.0005 mole%. Nếu sản phẩm lỏng lấy ra lớn hơn 19000 kg/h thì nồng độ methane của S3 sẽ lớn hơn 0.0005 như vậy cái spec value=0.9995 cho ethylene trong S3 không thỏa được nữa cho nên column không thể tìm thấy lời giải.

Thanks thienthu 🔒 Bấm Cảm ơn hoặc Trả lời để xem Link[1].gif" alt="" class="bb-img" loading="lazy"> , đây mới gọi là hiểu và biết, chắc mình fải mở sách ra học bài bản hơn về mảng này, thật yếu kém !!! 🔒 Bấm Cảm ơn hoặc Trả lời để xem Link[1].gif" alt="" class="bb-img" loading="lazy">

Những gì chúng mình đã thảo luận cũng chỉ để làm sáng tỏ những vấn đề sau đây:

1) Degrees of Freedom/Set Specification

2) Ành hưởng của spec và estimated values đến sự tìn lời giải cho column

3)Tầm quan trọng của vị trí chỗ nguyên liệu đưa vão column (feed tray)

Thật ra Hysys cũng chỉ là một công cụ (tools) để giúp mình thiết kế và tính tóan nhanh nhửng quy trình trong công nghệ lọc và hóa dầu. Nhưng nhửng quy trình đó có là do sự sáng tạo của các kỹ sư như các bạn. Một quá trình sản xuẩt trước khi được xây dựng và đưa vào hoạt động phải trải qua nhiều giai đoạn và tốn rất nhiều công sức. Khi các bạn có một sáng kiến trong đầu vể một quy trình nảo đó mới hoặc có sáng kiến để cải thiện một quy trình đã có sẵn thì trước khi bạn hay Cty của bạn có thể quyết định đầu tư để triển khai những sáng kiến này hay không thì trước hết các bạn cũng muốn biết là những sáng kiến đó có khả thi hay không (ít nhất cũng phải khả thi trên giấy).

Trong những trừng hợp này thì hysys hay những simulator khác có thể giúp bạn test những idea của mình nhanh chóng.

Nếu các bạn muốn thì mình sễ đưa ra một thí dụ rất nhỏ của một quy trình đã có để các bạn tính với Hysys. Sau khi có kết qủa các bạn tự phán xét xem quy trình này có yếu điểm nào và tìm cách cải thiện nhửng yếu điểm đó.

Mấy ngày hôm nay mình bận quá, nên mặc dù có vào diễn đàn đọc bài, nhưng ko reply, thật cáo lỗi với thienthu và các bạn. Mình nghĩ mục này càng ngày càng hấp dẫn, nếu ai theo dõi từ đầu, thì cũng đã tiếp nhận được khá nhiều điều thú vị, bởi vậy đề nghị thienthu tiếp tục, ko nên ngắt quãng giữa chừng 🔒 Bấm Cảm ơn hoặc Trả lời để xem Link[1].gif" alt="" class="bb-img" loading="lazy"> , những ai đang bắt đầu với hysys thì nên cố gắng theo dõi chuyên mục này, kiến thức của các bạn sẽ được đả thông rất nhiều 🔒 Bấm Cảm ơn hoặc Trả lời để xem Link[1].gif" alt="" class="bb-img" loading="lazy">

Mình tiếp tục nha.

Cái thí dụ này hơi phức tạp một chút, nhưng thực tế hơn. Tới bây giờ các bạn chỉ tính tháp chưng cất có máy ngưng tụ trên đầu (condenser) và máy tái đun ở đáy tháp (reboiler). Sau khi Hysys tính column song các bạn có thể đọc được năng lượng (duty in KW) cần thiết để ngưng tụ hơi đi ra đằng đầu và để đun lại chất lỏng ở đáy. Với những thông tin này thì mình còn phải làm gì nữa để tính được hai thiêt bị đó. Ngoài ra với thí dụ này các bạn cũng sẽ làm quen với bình tái lưu (reflux drum), máy bơm (pump) và một ít đơn vị điều khiển column cơ bản (basic instrumentation).

Vấn đề đặt ra như sau:

Mình có 2 dòng nguyên liệu (material stream) có thông số sau:

S1 S2



Hydrogen 0,185726 0,007649

CO 0,000729 0,000065

Methane 0,271226 0,054897

Acetylene 0,005240 0,004026

Ethylene 0,350761 0,256219

Ethane 0,062374 0,061806

M-Acetylene 0,001582 0,006561

Propadiene 0,001325 0,004876

Propene 0,087434 0,240580

Propane 0,003787 0,011113

VnylAcetylene 0,000219 0,002164

13-Butadiene 0,014370 0,121834

1-Butene 0,003579 0,028990

2 BUTENE cis. 0,000952 0,009425

2 BUTENE tr. 0,000718 0,007707

i-Butene 0,005349 0,042525

n-Butane 0,000167 0,001403

i-Butane 0,000137 0,000864

C5H12 0,004365 0,117724

Benzene 0,000231 0,019374

Toluene 0,000001 0,000198



Temperature [C] -10,00 11,17

Pressure [bar] 37,40 37,40

Mass Flow [kg/h] 202254,00 70882,75

Tử 2 cái stream này mình muốn tách ra hai phân đoạn:

Phân đoạn nhẹ (còn gọi là phân đoạn C2-minus): chỉ gòm có ethane và và những phân tử nhẹ hơn ethane. Các phân tử C3 thỏa chỉ tiêu C3=< 1000 mole ppm (spec)

Phân đoạn nặng (còn gọi là phân đoạn C3-plus): chỉ gồm có Propane và những phân tử nặng hơn propane. Các phân tử C2 thỏa chỉ tiêu C2=<200 mole ppm (spec).

Ðể giải vấn đề này bạn cần một tháp chưng cất có condenser và reboiler. Cái column này thường được gọi là deethanizer vì ở đây các phân tử C2 được tách ra khỏi các phân tử nặng hơn và được lấy ra trên đầu của tháp.

Các bạn DL cái PFD (Process Flow Diagram) này:

🔒 Bấm Cảm ơn hoặc Trả lời để xem Link

và mô phỏng nó với hysys (tạo fluid package nhu thế nào chắc các bạn biết rồi chứ?).

Column: có 47 khay; pressure (đầu)= 37 bar; pressure drop= 0.5 bar; feed tray ở đâu và spec set như thế nào thì các bạn tự tìm ra.

Condenser: pressure drop=0.2 bar

Reboiler: pressure drop= 0 bar (thermosynphon)

Duty: Hơi nước cho reboiler: 230 °C, 5 bar

Chất làm lạnh (refrigerant) cho condenser: propylene

Khi mô phỏng các bạn nên dặt tên cho các stream giống nhu trong PFD để dễ đối chiếu sau này. Còn energy stream thì đặt tên là Qcond cho condenser và Qreb cho reboiler.

Khi có lời giải rồi các bạn khảo sát lại kết qủa và đưa ra những yếu điểm của column này là gì (tip: một yiếu điểm có liên quan đến 13-Butadiene).

Thí dụ này cũng là bước đầu mô phỏng một quy trình.

Sorry, hai cái stream chắc các bạn đọc không được. DL cái này nha:

🔒 Bấm Cảm ơn hoặc Trả lời để xem Link

Bạn nào làm xong rồi thì trả bài đi, PC của mình vừa bán, chưa mua cái mới, nên nợ thienthu tuần tới nhé 🔒 Bấm Cảm ơn hoặc Trả lời để xem Link[1].gif" alt="" class="bb-img" loading="lazy">

Oilman, muốn attach ảnh .gif ở đây thì phải làm sao? các bạn nào biết thì chỉ dùm.

Trước tiên thienthu vào trang này : 🔒 Bấm Cảm ơn hoặc Trả lời để xem Link

tạo 1 user, hoặc có thể dùng user mà mình đã tạo :

login : congnghedaukhi

pw : vietnam

sau khi đăng nhập xong, thienthu vào "my album", rồi upload cái hình cần đưa lên, upload xong rồi copy đọan code dán vào diễn đàn, thienthu copy đọan code ở dòng IMG code (dòng cuối cùng), chỉ cần click chuột vào đó là nó tự động copy:



Chúc vui 🔒 Bấm Cảm ơn hoặc Trả lời để xem Link[1].gif" alt="" class="bb-img" loading="lazy">

cám ơn oilman nhiều, mình thủ xem có được không.

BKHN có 1 chuyên gia simulation đấy.Nếu ai ở HN thì liên lạc với mình nhé?Mình sẽ cho số điện thoại và đc liên lạc

Nếu bạn mời được chuyên gia đó vào diễn đàn sẽ hay hơn nhiều, hoặc có thể share tài liệu cho mọi người cũng rất hay.

Cuối tuần vui vẻ!

Hôm nay mình tiếp tục lập trình với Hysys để mô phỏng tòan bộ tháp chưng cất de ethanizer theo PFD sau:



Thọat đầu nhìn thấy thì có vẻ phức tạp, nhưng thật ra phần tính chính củng là tính một column có máy ngưng tụ trên đầu và máy tái đun ở đáy.

Thiên thu không biết các bạn lập trình như thế nào, nhung vấn đề này mình có thể giải một cách đơn giản với Hysys như sau:

- Vào basis manager tạo 1 fluid package gồm những thành phần sau:



- Vào main case tạo 1 column với condenser và reboiler

- Đặt thông số cho column:



- Column dạng này cần phải set 2 spec và bạn có thể set spec như thế này:

a) Stage=condén e r; flow basis=mole fraction; phase=vapour; components=propylen e, propane; spec value=0.001 (C3 /011[1].gif[/img] Stage=reboiler; flow basis=mole fraction; phase=liquid; components=ethyl en e, ethan e; spec value=0.0002 (C2 <= 200 ppm ở đáy)



- Run column: có thể lúc đầu column không converged thì bạn vào tab parmeter ---> solver đổi HYSIM Inside-Out ra Modified HYSIM Inside-Out

Khi column tính xong thì mình có tất cả thông tin cần thiết liên quan đến column này như:

- Duty của condenser và reboiler

- Temperature profile

- Sản phẩm đầu S3 (C2-minus) va sản phẩm đáy S8 (C3-plus)



Để hoàn chỉnh cái flowsheet thi bạn tiếp tục cài thêm nhửng thiết bị như máy trao đổi nhiệt, bể chứa và máy bơm và nối những thiết bị này bằng những dòng vật liệu theo hình sau:





Như bạn thấy E1 là máy ngưng tụ (condenser), E2 là máy tái đun (reboiler) nghiã là đầu vào của E1 =đầu ra của column (khay 47) va đầu vào của E2 =đầu ra của reboiler.

Hysys không tiếp tục tính nữa vì 2 dòng vật liệu này còn thiếu.

Để có 2 cái stream này thi bạn vào column runner va làm nhu sau:

- Vào tab flowsheet ----> internal stream ---> add nhu sau:



Sau khi nhấn nút Run va sau khi column converged thi bạn có được 2 cái stream cho đầu vào của condenser và reboiler:



Bây giờ bạn chỉ cần nối S3 với E 1. Nhưng Hysys củng sẽ không tiếp tục tính tiếp vì spec cho E1 và P1 hảy còn thiếu. Vậy mỉnh phải set spec như thế nào cho 2 thiết bị này?

Tới đây thienthu để thời gian 2, 3 ngày cho các bạn tự tiếp tục làm phần còn lại, sau đó thienthu sẽ nói tiếp.

Chủ đề hay quá. Tiếc là dạo này Hysys lại bị lỗi nên đành chịu. Có ai cũng bị hư Hysys không?

Thôi đành trả lời về mặt lý thuyết vậy, hix. 🔒 Bấm Cảm ơn hoặc Trả lời để xem Link[1].gif" alt="" class="bb-img" loading="lazy">

Trong ví dụ này, bạn đã cố định cấu hình của tháp, cố định áp suất tháp. Bạn cũng cố định luôn cả 2 tiêu chuẩn sản phẩm. Degrees of freedom=0.

Với mọi thứ cố định như vậy, để đáp ứng tiêu chuẩn sản phẩm, công suất của reboiler và condenser phải cố định. Nghĩa là một khi đã tìm ra được đáp án, máy phải biết công suất của 2 thiết bị này. Phải không ạ?

Vậy để set specs cho 2 cái thiết bị đó, chỉ cần câu giá trị của Qreb và Qcon sang.

Theo mình hiểu thì bạn đang muốn tính lưu lượng của propane cần cung cấp cho condenser cũng như lượng hơi nước cần cung cấp cho reboiler phải không ?

🔒 Bấm Cảm ơn hoặc Trả lời để xem Link[1].gif" alt="" class="bb-img" loading="lazy">

Đây là kết quả của mình, mình set tầm bậy rồi nó chạy này :

Cadimodo nói cũng đúng đó, nhưng trọng tâm ở đây là tính những thiết bị như máy ngưng tụ, máy bơm, máy tái đun vv.

Sau khi nối S3 với tube side của E1 thì để Hysys tiếp tục tính thì phải set các spec sau:

Cho E1:

Tube: pressure drop= 20 kPa (như đã set cho column, dòng ra của S3 là S9 có nhiệt độ như của S3C (vì trong column S3C là dòng ra cũa máyngưng tụ) bởi vậy mình có thể lấy SET nối S3C với S9 và đặt variable=temperature.

Shell: Propylene ở shell bốc hơi cung cấp độ lạnh để ngưng tụ dòng S3, Propylene đực spec như sau:

- Dòng vào S10: vapor/phase fraction=0 (ở trạng thái sôi), áp suất=300 kPa, composition=propylene=1 (nhiệt độ của S10 sẽ được tính)

- Dòng ra S11: vapor/phase fraction=1 (ở trạng thái hơi bảo hòa)

- E1 shell pressure drop= 0 kPa (vì E1 heat exchanger dạng kettle nên chất bay hơi ở shell thường mất áp suất rất ít)

Cho P1: P1 là máy bơm của dòng hồi lưu nên S7 đi vào lại column trên đỉnh, nghĩa là áp suất của S7=áp suất của S3C bởi vậy mình có thể lấy SET nối S3C với S7 và đặt variable=presure, set pressure drop của van tiết lưu= 450 kPa (=250 kPa cho chiều cao của column + 200 kPa mất áp suất của van tiết lưu). Khi set như vậy thì áp suất ra của máy bơm sẽ được tính.

Cho E2: E2 là máy tái đun dạng thermosynphon (họat động như thế nao chắc các bạn biết rồi) nên để mô phỏng được thiết bị này bạn cần thêm hai unit phụ nữa là balance và tee.

Bạn nối dòng rebtream (đã lấy ra từ column rồi) với tee rồi kéo ra hai dòng mới đặt tên là S13 và BLreb rồi nối S13 với đầu vào tube side của E 2. Dòng ra của S13 là S14 với spec vapor/phase fraction=0.333 (nghĩa là circulation rate =3 gồm 2 phần chất lỏng va một phần hơi).

S15 là hơi nước để đun có spec sau:ó nối đầu vào củ

Nhiệt độ=230 °C

Áp suất= 500 kPa

Cốmpition=H2O=1

S16 là dòng ra của S15 sau van tiết lưu nên đặt p=200 kPa, S18 là dòng ra E2 của S16 có vapor/phase fraction=0 (hòan tòan ngưng tụ)

set presure drop tube cũng như shell của E2 =0

Sau đó nối đầu vào của balance vói S13 và Qreb, đầu ra với S14. Vào balance, trang parameter set balance type=mole and heat.

Sau khi set xong thì E2 sẽ được tính.



Bạn có thể DL bản mô phỏng này ở đây

🔒 Bấm Cảm ơn hoặc Trả lời để xem Link

Bây giờ bạn mở dòng S8 (sản phẩm đáy của column) thì bạn thấy S8 có nhiệt độ là khoảng 105 °c và hàm lượng 1,3 butadiene khoảng 15 %. Bởi vậy ở nhiệt độ cao 1,3 butadiene có khuynh hướng tạo polymer gay fouling cho column và máy tái đun. Để giải vấn đề fouling cho máy tái đun thì có thể dùng hai máy, một hoạt động và một dự bị (stand-by). còn cho column thì không thể dùng 2 column được vì qúa đắt. Nhưng khi column bị fouling thì phải ngừng giây truyền sản xuất lại để rửa column, điều này còn gây thiệt hại lớn hơn nửa.

Vậy có biện pháp nào để giảm fouling?

Có thể giảm fouling bẳng cách:

- dùng chất phụ gia (polymer inhibitor)

- giảm nhiệt độ ở đáy bẳng cách hạ áp suất của column như trong quy trình sau đây:



Quy trình này giống nhưu quy trình mình vừa mới tính nhưng gồm hai column.

Column T2 có áp súât như trước= 3500 kPa, Còn áp súat cùa T1 bây giờ chi còn 2000 kPa

Các bạn thử lạp trình mô phỏng nha. Sau đó so sánh vơi quy trình trước để thấy sự khác biệt giữa hai quy trình.

Mình quên không nói T2 có 7 khay

Mình xin khởi động lại topic này, giữ nó fresh chờ anh thienthu quay lại để tiếp tục, hy vọng các bạn sẽ tham gia nhiệt tình vào topic này, nó quá hay mà sao ít người tham gia quá 🔒 Bấm Cảm ơn hoặc Trả lời để xem Link[1].gif" alt="" class="bb-img" loading="lazy">