›
›

Bài giảng Computer-aided chemical engineering - Chương 6a: Thí dụ xử lý khí

Download
Computer-Aided Chemical  
Engineering  
An Introduction to Process Simulation  
- HYSYS -  
C6a. Thí duï xöû lyù khí  
Muïc luïc  
1. Thí duï Xöû lyù khí: caùc böôùc cô baûn  
2. Taïo laäp moät taäp thöù nguyeân môùi  
3. Khôûi ñaàu Moâ phoûng  
4. Taïo laäp moät Goùi moâi chaát  
5. Choïn löïa caùc caáu töû  
6. Hieån thò tính chaát cuûa caáu töû  
7. Moâi tröôøng moâ phoûng & PFD  
8. Löu tröõ tröôøng hôïp moâ phoûng  
9. Moâ taû quaù trình  
10. Söû duïng soå Workbook vaø PFD  
11. Caøi ñaët caùc doøng nhaäp lieäu: Nhieät ñoä, aùp suaát, löu löôïng cuûa doøng;  
12. Nhaäp döõ lieäu veà thaønh phaàn  
13. Taïo moät doøng môùi vôùi teân maëc ñònh  
14. Xaùc ñònh doøng nhaäp lieäu thöù hai  
15. Hieån thò giaûn ñoà pha  
16. Caøi ñaët caùc thieát bò: thieát bò troän doøng; thieát bò phaân taùch ñaàu vaøo; thieát  
bò trao ñoåi nhieät  
17. Caùc tính naêng cuûa soå Workbook  
18. Theâm theû tab vaøo soå Workbook  
2
Thí duï Xöû lyù khí  
Moät doøng khí thieân nhieân goàm N2, CO2 vaø C1 ñeán nC4 ñöôïc xöû  
lyù trong moät heä thoáng laïnh ñeå loaïi boû caùc hydrocarbon naëng  
hôn. Khí khoâ (ngheøo hydrocarbon naëng coù theå hoaù loûng) saûn  
xuaát ra phaûi ñaùp öùng thoâng soá ñieåm söông cuûa hydrocarbon  
trong ñöôøng oáng. Phaàn loûng loaïi ra töø khí giaøu hydrocarbon  
naëng ñöôïc xöû lyù trong thaùp khöû propan (depropanizer column),  
cho ra moät saûn phaåm loûng vôùi haøm löôïng propan ñaõ qui ñònh.  
Moâ phoûng seõ ñöôïc xaây döïng vôùi caùc böôùc cô baûn sau:  
1. Taïo laäp moät taäp thöù nguyeân;  
2. Choïn moät goùi tính chaát;  
3. Choïn caùc caáu töû;  
4. Taïo döïng vaø thieát laäp caùc doøng nhaäp lieäu;  
5. Caøi ñaët vaø xaùc ñònh caùc thieát bò phía tröôùc thaùp;  
6. Caøi ñaët vaø xaùc ñònh thaùp.  
3
H. 1: Flowsheet xöû lyù khí  
4
Xaây döïng moät tröôøng hôïp moâ phoûng  
Taïi thôøi ñieåm naøy, cöûa soå Session Preferences phaûi ñöôïc môûû.  
Neáu chöa, haõy choïn Preferences töø Tools menu. Sau ñoù di  
chuyeån ñeán theû tab Variables baèng caùch click vaøo theû naøy.  
Choïn trang Units trong theû tab Variable.  
File Preference (öu tieân) ñöôïc ñaët teân maëc ñònh laø  
HYSYS.prf. Khi ta chænh söûa baát kyø muïc naøo cuûa  
preferences, ta coù theå löu tröõ söï thay ñoåi vaøo moät file  
preference môùi baèng caùch nhaán nuùt Save Preference Set.  
HYSYS seõ nhaéc chuùng ta cung caáp teân cho file preference  
môùi, maø sau naøy ta coù theå goïi file naøy ra cho baát kyø tröôøng  
hôïp moâ phoûng naøo baèng caùch nhaán nuùt Load Preference Set.  
5
Taïo laäp moät taäp thöù nguyeân môùi  
HYSYS khoâng cho pheùp chuùng ta thay ñoåi baát kyø ñieàu gì trong ba taäp thöù nguyeân maëc ñònh  
lieät keâ treân maøn hình. Tuy nhieân, ta coù theå taïo moät taäp thöù nguyeân môùi baèng caùch nhaân baûn  
(cloning) moät taäp hieän höõu. Trong thí duï naøy, moät taäp thöù nguyeân môùi seõ ñöôïc taïo döïng döïa  
treân taäp Field cuûa HYSYS, sau ñoù chænh söûa tuøy yù taäp môùi naøy:  
1. Click vaøo Field trong  
danh muïc Available Unit  
Set ñeå chaéc chaén raèng  
ñoù laø taäp hoaït ñoäng. Löu  
yù raèng thöù nguyeân maëc  
ñònh ñoái vôùi doøng chaûy  
Flow theo mol laø  
lbmole/hr. Moät thöù  
nguyeân thích hôïp hôn  
ñoái vôùi thí duï naøy laø  
MMSCFD.  
2. Nhaán nuùt Clone. Moät  
taäp thöù nguyeân môùi teân  
laø New User seõ xuaát hieän  
vaø ñöôïc töï ñoäng ñaùnh  
daáu saùng, vaø trôû thaønh  
taäp Available Unit Set.  
Neáu muoán, ta coù theå nhaäp teân môùi vaøo oâ Unit Set Name. Baây giôø ta coù theå thay ñoåi thöù  
6
nguyeân ñoái vôùi baát kyø bieán soá naøo coù trong taäp môùi naøy.  
Taïo laäp moät taäp thöù  
nguyeân môùi  
3. Di chuyeån ñeán oâ Flow baèng  
caùch click vaøo lbmole/hr.  
4. Môû danh muïc rôi cuûa caùc  
thöù nguyeân hieän coù trong  
thanh Edit Bar baèng caùch  
click vaøo  
(H. 3)  
5. Click vaøo MMSCFD (H. 4)  
Baây giôø taäp thöù nguyeân môùi  
ñaõ ñöôïc xaùc ñònh. Nhaán nuùt  
Close ñeå baét ñaàu thöïc hieän  
coâng vieäc moâ phoûng  
7
Khôûi ñaàu Moâ phoûng  
6. Ñeå khôûi ñaàu moät tröôøng hôïp moâ phoûng môùi, haõy thöïc hieän moät trong  
caùc muïc sau:  
(a) Choïn New Case töø File menu  
(b) Nhaán nuùt New Case  
Cöûa soå Simulation  
Basis Manager seõ  
xuaát hieän (H. 5).  
Löu yù raèng HYSYS  
hieån thò Environment vaø  
Mode hieän haønh ôû goùc  
phía treân beân phaûi cuûa  
maøn hình.  
Cöûa soå Simulation Basis  
Manager cho pheùp  
chuùng ta taïo döïng, söûa  
ñoåi, vaø neáu khoâng thì xöû  
lyù Fluid Packages trong  
tröôøng hôïp moâ phoûng  
8
ñang xeùt.  
Taïo laäp moät Goùi moâi chaát  
7. Nhaán nuùt Add, vaø cöûa soå property ñoái vôùi goùi Fluid Package môùi seõ xuaát  
hieän (H. 6).  
HYSYS ñaõ taïo moät goùi Fluid Package vôùi teân maëc ñònh Basis-1. Ta coù theå thay ñoåi  
teân cuûa goùi fluid package naøy baèng caùch nhaäp teân môùi vaøo oâ Name ôû phía döôùi cuûa  
cöûa soå.  
Ñoái vôùi thí duï  
naøy, chæ hai theû  
tab ñaàu tieân,  
Prop Pkg vaø  
Components seõ  
ñöôïc söû duïng.  
9
Taïo laäp moät Goùi moâi chaát  
8. Vieäc choïn löïa Goùi Property Package ñöôïc thöïc hieän trong theû tab Prop  
Pkg. Löu yù vò trí cuûa ñoaïn ñaùnh daáu saùng trong khu vöïc Base Property  
Package Selection (hieän thôøi ôû vò trí <none>). Haõy choïn goùi property  
package cô sôû caàn thieát, trong tröôøng hôïp naøy laø Peng Robinson baèng  
caùch söû duïng thanh cuoán ñöùng ñeå di chuyeån danh muïc xuoáng phía döôùi  
cho ñeán khi xuaát hieän Peng Robinson, roài clicking vaøo muïc naøy (H. 7).  
Löu yù raèng baây giôø  
chæ baùo Prop Pkg taïi  
phaàn döôùi cuûa cöûa  
soå hieån thò Peng  
Robinson laø goùi  
property  
package  
hieän haønh ñoái vôùi goùi  
Fluid Package naøy.  
10  
Taïo laäp moät Goùi moâi chaát  
Moät phöông aùn khaùc laø, chuùng ta coù theå choïn nuùt radio EOSs nhö laø boä loïc  
Property Pkg Filter, taïo thaønh moät danh muïc chæ goàm caùc goùi property  
packages laø phöông trình traïng thaùi Equation of State. Sau ñoù coù theå choïn  
Peng Robinson töø danh muïc ñaõ ñöôïc loïc naøy (H. 8).  
Bình thöôøng, ta neân giöõ Component Selection Control ôû caùch thieát laäp maëc  
ñònh, Only Property Package Compatible Components. Nhö vaäy, HYSYS seõ  
loïc caùc thaønh phaàn trong thö vieän ñeå chæ bao goàm caùc thaønh phaàn phuø hôïp  
ñoái vôùi goùi Property Package ñaõ choïn.  
11  
Choïn löïa caùc caáu töû  
9. Di chuyeån ñeán theû tab Components trong cöûa soå property cuûa goùi Fluid  
package baèng caùch click vaøo theû naøy, hay baèng caùch aán Ctrl_Shift_N (Fig.  
9)  
Coù moät soá caùch ñeå  
choïn caùc caáu töû ñoái  
vôùi moâ phoûng ñang  
xeùt. Moät phöông phaùp  
laø choïn tính naêng so  
khôùp (matching). Löu  
yù raèng moãi caáu töû  
ñöôïc lieät keâ theo ba  
caùch:  
SimName: Teân xuaát hieän trong moâ phoûng.  
FullName/Synonym: Teân theo IUPAC (hay töông töï), vaø caùc ñoàng nghóa synonyms  
ñoái vôùi nhieàu caáu töû.  
Formula: Coâng thöùc hoùa hoïc cuûa caáu töû; Seõ thuaän tieän khi ta khoâng bieát roõ teân caáu  
12  
töû trong thö vieän nhöng bieát coâng thöùc hoùa hoïc cuûa caáu töû ñoù.  
Choïn löïa caùc caáu töû  
Taïi ñænh cuûa moãi coät trong ba coät naøy coù moät nuùt radio töông öùng. Döïa  
treân nuùt radio ñaõ choïn, HYSYS seõ xaùc ñònh vò trí (caùc) caáu töû maø chuùng so  
khôùp toát nhaát vôùi döõ lieäu chuùng ta nhaäp vaøo oâ Match.  
Trong thí duï naøy, N2, CO2, C1, C2, C3, iC4 vaø nC4 seõ laø caùc caáu töû. Ñeå  
theâm nitrogen baèng caùch söû duïng tính naêng so khôùp :  
10. Chaéc chaén raèng nuùt FullName/Synonym ñaõ ñöôïc choïn, vaø hoäp choïn  
Show Synonyms ñaõ ñöôïc choïn môû.  
11. Di chuyeån ñeán oâ Match baèng caùch click vaøo oâ naøy, hay nhaán Alt_M.  
12. Nhaäp n2 vaøo. HYSYS seõ loïc theo döõ lieäu nhaäp, vaø chæ hieån thò caùc caáu  
töû khôùp vôùi döõ lieäu nhaäp (H. 10).  
13. Baây giôø thì Nitrogen ñöôïc ñaùnh  
daáu saùng, haõy theâm noù vaøo Current  
Composition List baèng caùch thöïc  
hieän moät trong caùc muïc sau :  
(a) Nhaán phím <Enter>.  
(b) Nhaán nuùt Add Pure.  
(c) Click ñoâi chuoät vaøo Nitrogen (löu  
yùù raèng Nitrogen caàn ñöôïc ñaùnh  
daáu saùng ñoái vôùi tröôøng hôïp naøy)  
Choïn löïa caùc caáu töû  
Ngoaøi vieäc duøng nuùt radio cuûa tieâu chí Match, ta coù theå söû duïng Family Filter  
ñeå hieån thò chæ nhöõng caáu töû thuoäc veà moät hoï nhaát ñònh. Ñeå theâm CO2 vaøo  
danh muïc caáu töû:  
14. Chaéc chaén raèng oâ Match laø troáng baèng caùch nhaán Alt_M roài nhaán phím  
Delete.  
15. Click vaøo hoäp choïn User Filter, sau ñoù aán nuùt Family Filter, vaø cöûa so  
Families seõ xuaát hieän.  
16. CO2 khoâng phuø hôïp  
vôùi baát kyø hoï tieâu chuaån  
naøo, Do ñoù haõy click vaøo  
hoäp choïn Miscellaneous.  
17. Cuoán danh muïc ñaõ  
ñöôïc loïc xuoáng phía döôùi  
cho ñeán khi CO2 xuaát hieän
18. Theâm CO2 vaøo danh  
muïc caáu töû baèng caùch  
click ñoâi chuoät vaøo noù.  
Chuù yù raèng tính naêng  
Match vaãn coøn hoïat ñoäng  
khi ta söû duïng boä loïc theo  
hoï, vaäy ta coù theå nhaäp  
CO2 vaøo oâ Match cell vaø  
14  
sau ñoù theâm noù vaøo danh muïc caáu töû.  
Choïn löïa caùc caáu töû  
Ñeå theâm caùc caáu töû coøn laïi C1 ñeán nC4, haõy xoùa hoäp choïn Miscellaneous. Vaø ñaùnh  
daáu choïn hoäp Hydrocarbons. Moät caùch nhanh choùng ñeå theâm caùc caáu töû xuaát hieän  
lieân tieáp trong danh muïc thö vieän laø:  
19. Click vaøo caáu töû ñaàu tieân (trong tröôøng hôïp naøy laø C1).  
20. Thöïc hieän moät trong caùc muïc sau:  
(a) Aán vaø giöõ phím Shift vaø click vaøo caáu töû cuoái cuøng, trong tröôøng hôïp naøy laø nC4.  
Moïi caáu töû töø C1 ñeán nC4 seõ ñöôïc ñaùnh daáu saùng. Nhaû phím Shift.  
(b) Click vaø giöõ vaøo C1, keùo xuoáng ñeán nC4, vaø nhaû nuùt chuoät chính. C1 ñeán nC4  
seõ ñöôïc ñaùnh daáu saùng.  
(c) Aán nuùt Add Pure. Caùc caáu töû ñöôïc ñaùnh daáu saùng  
seõ ñöôïc chuyeån ñeán Current Component List.  
Fig 12: Danh muïc caáu töû hoaøn chænh  
Löu yù:  
Ñeå ñaùnh daáu saùng caùc caáu töû lieân tieáp, söû duïng phím Shift.  
Ñeå ñaùnh daáu saùng caùc caáu töû khoâng lieân tieáp, söû duïng  
phím Ctrl.  
Moät caáu töû coù theå laáy ra khoûi Current Component List  
baèng caùch choïn caáu töû ñoù, vaø aán nuùt Remove Comps  
hay phím Delete  
15  
Hieån thò tính chaát cuûa caáu töû  
Ñaùnh daáu saùng (caùc) caáu töû vaø aán nuùt View  
Comp => HYSYS seõ môû (caùc) cöûa soå property  
ñoái vôùi (caùc) caáu töû ta ñaõ choïn.  
Thí duï: (H. 13)  
21. Click vaøo CO2 trong Current Component List.  
22. Nhaán vaø giöõ phím Ctrl.  
23. Click vaøo n-Butane. Baây giôø hai caáu töû naøy  
seõ ñöôïc ñaùnh daáu saùng.  
24. Nhaû phím Ctrl.  
25. Nhaán nuùt View Comp. Caùc cöûa soå property  
ñoái vôùi hai caáu töû naøy seõ xuaát hieän.  
Löu yù: Cöûa soå property Component cho ta truy caäp ñeán  
thoâng tin cuûa caáu töû tinh khieát chæ ñeå hieån thò maø thoâi. Ta khoâng theå chænh söûa baát  
kyø thoâng soá naøo ñoái vôùi moät caáu töû trong thö vieän; tuy nhieân, HYSYS coù moät tuøy  
choïn cho pheùp nhaân baûn (cloning) moät caáu töû trong thö vieän thaønh moät caáu töû giaû  
ñònh, maø sau ñoù ta coù theå chænh söûa tuøy yù.  
Ñoùng caùc cöûa soå cuûa töøng caáu töû ñeå quay veà goùi Fluid Package. Ñoùng16goùi  
Fluid Package ñeå quay veà Simulation Basic Manager (H. 14).  
Hieån thò tính chaát cuûa caáu töû  
Neáu khoâng thaáy Simulation  
Basis Manager, haõy choïn  
nuùt Basis Manager trong  
thanh button bar.  
Löu yù raèng danh muïc  
Current Fluid Packages  
seõ hieån thò goùi Fluid  
Package môùi, Basis-1,  
cho bieát soá caùc caáu töû (NC) vaø goùi property (PP). Goùi Fluid Package môùi  
ñöôïc gaùn maëc ñònh tôùi flowsheet chính, nhö trình baøy trong nhoùm  
Flowsheet-Fluid Pkg Associations.  
Löu yù raèng khi Basis ñaõ xaùc laäp, ta coù theå caøi ñaët caùc doøng vaø thieát bò  
trong moâi tröôøng Main Simulation Environment.  
17  
Moâi tröôøng moâ phoûng  
26. Ñeå vaøo moâi tröôøng Simulation Environment vaø rôøi khoûi moâi tröôøng  
Basis Environment, haõy thöïc hieän moät trong caùc muïc sau:  
(a) Nhaán nuùt Enter Simulation Environment trong cöûa soå Simulation Basis  
Manager.  
(b) Nhaán nuùt Simulation Environment trong thanh button bar.  
Khi ta vaøo moâi tröôøng Simulation Environment, cöûa soå ban ñaàu xuaát hieän  
thì phuï thuoäc vaøo caùch caøi ñaët preference hieän haønh ñoái vôùi Initial Build  
Home View.  
Coù ba cöûa soå ban ñaàu, laø PFD, Workbook and Summary. Baát kyø töøng cöûa  
soå hoaëc taát caû caùc cöûa soå naøy coù theå ñöôïc hieån thò taïi moät thôøi ñieåm baát  
kyø; tuy nhieân, khi ta vaøo moâi tröôøng Simulation Environment laàn ñaàu tieân,  
chæ moät cöûa soå seõ ñöôïc hieån thò.  
Ñoái vôùi thí duï naøy, cöûa soå chuû ban ñaàu initial Home View laø PFD (caøi ñaët  
18  
maëc ñònh cuûa HYSYS).  
H. 15: Moâi tröôøng moâ phoûng & PFD  
19  
Moâi tröôøng moâ phoûng & PFD  
Ta seõ löu yù moät soá ñieàu veà moâi tröôøng Main Simulation Environment.  
ÔÛ goùc phía treân beân phaûi, Environment ñaõ thay ñoåi töø Basis sang Case  
(Main). Baây giôø, moät soá caùc muïc môùi xuaát hieän treân Menu vaø thanh Button  
Bar, vaø PFD vaø Object Palette naèm treân Desktop.  
PFD laø bieåu dieãn ñoà hoïa cho hình daùng (topology) cuûa flowsheet ñoái vôùi  
moät tröôøng hôïp moâ phoûng. Cöûa soå PFD trình baøy caùc thieát bò vaø caùc doøng  
vaø caùc keát noái giöõa caùc ñoái töôïng naøy. Ta cuõng coù tuøy choïn ñeå gaén keát  
caùc baûng thoâng tin hay ghi chuù vaøo PFD. Theo maëc ñònh, cöûa soå naøy chæ  
coù moät theû tab duy nhaát. Neáu ta muoán, ta coù theå theâm caùc trang PFD boå  
sung vaøo cöûa soå naøy ñeå taäp trung vaøo caùc khu vöïc quan taâm khaùc nhau.  
Baûng ñoái töôïng - Object Palette: Laø moät baûng nuùt di ñoäng (floating palette  
of buttons), coù theå ñöôïc söû duïng ñeå theâm caùc doøng vaø caùc thieát bò.  
Ta coù theå chuyeån ñoåi baûng naøy giöõa hai traïng thaùi môû hay ñoùng baèng caùch aán phím  
<F4>, hay baèng caùch choïn Open/Close Object Palette trong Flowsheet menu.  
20  
Tải về để xem bản đầy đủ
ppt 61 trang myanh 24300 Free
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Computer-aided chemical engineering - Chương 6a: Thí dụ xử lý khí", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pptbai_giang_computer_aided_chemical_engineering_chuong_6a_thi.ppt