Crude oil characterization

Nhóm Mô phỏng Công nghệ Hoá học và Dầu khí Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Crude Oil Characterization HYSYS Oil-1 Nội dung Phương pháp chuyển từ môi trường mô phỏng này sang môi trường mô phỏng khác Lựa chọn hệ nhiệt động và cấu tử trong dầu thô Đặc trưng dầu thô trong HYSYS Thêm dòng Liên kết các tiện ích khác 2 Oil-1 Mục tiêu Thiết lập Hệ nhiệt động Sử dụng các đặc tính của dầu thô trong HYSYS Nhập thêm dòng Tính toán cân bằng pha Liên kết các tiện ích khác Thay đổi Workbook theo yêu cầu 3 Oil-1 Xây dựng mô phỏng Chọn PR EOS Đổi tên mặc định Basic 1 thành Refinery Nhập các cấu tử:  Các cấu tử nhẹ (Light Ends): Methane, Ethane, Propane, i-Butane, H2O  Các cấu tử giả định của dầu thô: Oil Environment Lựa chọn đơn vị tính: SI 4 Oil-1 Oil Characterization 3 bước thực hiện: 1. Thiết lập các tính chất của dầu thô theo ASTM 2. Thiết lập các cấu tử giả định 3. Tạo lập dầu thô trong lưu trình chính 5 Oil-1 Oil Characterization 1. Thiết lập các tính chất của dầu thô theo ASTM:  TBP  ASTM D86 (chưng cất Engler)  ASTM D1160 Distillation  ASTM D86_D1160  ASTM D2887 (chưng cất mô phỏng bằng GC)  .. 2. Light Ends: các cấu tử nằm dưới điểm sôi của dầu thô (từ C1  n-C5)  Ignore: coi phần nhẹ như 1 cấu tử giả định  Auto Calculate  Input Composition: thường sử dụng, tính toán chính xác hơn cả 6 Oil-1 Oil Characterization 3. Bulk Properties  MW  Mass Density 250  2000 kg/m3  Watson Factor K (UOP)  Bulk Viscosity’s cho ở hai nhiệt độ 37.78oC và 98.89oC (100oF và 210oF) 4. Physical Property Curves  MW Curve  Density Curve  Viscosity Curve 7 Oil-1 Adding Assay Data Vào Oil Environment Trên Assay tab chọn Add để hiển thị Input Data tab Trong ô Name, đặt tên là Crude Từ Data Type chọn TBP Trong Basic → LiquidVolume → Boiling Temperature → bấm phím Edite: sử dụng La Grande Extrapolation Methode Trong Light Ends, chọn Input Composition 8 Oil-1 Adding Assay Data Assay % Temperature oC Assay % Temperature oC 0 -10 50 327 4 32 60 393 9 74 70 474 14 116 76 521 20 154 80 546 30 224 85 566 40 273 9 Oil-1 Adding Assay Data Light Ends Compositions Input Data Methane 0.0065 Ethane 0.0225 Propane 0.3200 i-Buthane 0.2400 H2O 0.0000 10 Liquid Volume Percent Basic → nhập Light Ends Oil-1 Adding Assay Data Chọn phím Bulk → nhập các thông tin Bulk Standard Density → Nhập 29oAPI cho dầu thô Khi đã nhập đầy đủ các giá trị → bấm Calculate:  Sẽ hiển thị thông báo Assay Was Calculated  Hiển thị đồ thị trong tab Working Curves  Việc tính toán hỗn hợp sẽ dựa vào đồ thị này Đóng cửa sổ, trở về giao diện Oil Characterization 11 Assay: Crude 12 Oil-1 Pseudo Component Blend tab trong Oil Characterization view có hai chức năng:  Cutting Oil into Pseudo Component  Blend two or more assay into one set of Pseudo Component Cut Ranges: có 3 lựa chọn:  Auto Cut: Hysys tự cắt thành các đoạn  User Points: người sử dụng đặt số cấu tử giả định yêu cầu  User Ranger: người sử dụng đặt khoảng nhiệt độ và số phần cắt trong mỗi khoảng 13 Oil-1 Pseudo Component Cutting the Assay: khi một assay đã được tính toán, có thể cắt thành một số cấu tử giả định riêng biệt Vào Cut/Blend tab trên Oil Characterization, chọn phím Add để thiết lập new Blend Trong ô Name, đổi tên mặc định Blend-1 thành Crude Từ danh sách Available Assays → Crude → Add, assay Crude thêm vào Oil Flow Information tab, tự động tính Nếu không sử dụng Auto Cut, chọn User Ranges:  20 cuts cho Cut Point temperature 425oC (800oF)  5 cuts cho 620oC (1150oF) Bấm phím Submit Vào Distribution Plot tab để xem phân bố thành phần 14 Oil-1 Cutting the Assay 15 Oil-1 Cut Distribution Plot - Crude 16 Oil-1 TBP Distilation Plot - Crude 17 Oil-1 Property Plot - Crude 18 Oil-1 Installing the Oil Trong Oil Characterization, chọn tab Install Oil Hỗn hợp Crude sẽ xuất hiện Trong cột Stream Name, nhập tên Raw Crude 19 Oil-1 Installing the Oil 20 Oil-1 Kết quả tính toán Hai giá trị Boiling Points thấp nhất của các cấu tử giả định bằng bao nhiêu? Boiling Points của i-Butane và i-Pentane bằng bao nhiêu? Như vậy sẽ có i-Butane và i-Pentane trong mẫu sử dụng TBP không? Có cần thiết phải phân tích i-C5 trong phần nhẹ? 21 Oil-1 Xây dựng PFD Adding Streams Đặt tên dòng Water Nhập giá trị Liquid Volume Flow 33 m3/h Composition 100% H2O 22 Oil-1 Tính toán cân bằng pha Nhập hai trong 3 tham số:  T  P  Phần mol hơi HYSYS sẽ tính toán tham số còn lại Có thể tính:  Điểm sương  Điểm bọt  Thành phần lỏng hơi cân bằng 23 Oil-1 Câu hỏi Tính cân bằng pha cho dòng Raw Crude:  P = 525 kPa (76 psi)  T = 200oC (392oF) → Phần mol hơi bằng bao nhiêu?  Tính nhiệt độ điểm sương ở P = 525 kPa của dòng Raw Crude  Tính nhiệt độ điểm bọt ở P = 525 kPa của dòng Raw Crude 24 Oil-1 Liên kết các tiện ích Utilities là công cụ tiện ích trong HYSYS Khi đã được thiết lập, Utility là một phần của Flowsheet, tự động tính toán khi các tham số, các điều kiện thay đổi Cách thiết lập:  Mở Property view của dòng  Chọn Utilities page trong Attachments tab  Bấm Create vào Available Utilities, chọn Mass Density trong danh sách Utility, • Chọn phím Liquid, và chọn Thermal Conductivity • Chọn phím Vapour và chọn Viscosity  Bấm phím Calculate 25 Oil-1 Liên kết các tiện ích Nếu chưa hiển thị Variable Mass Density trong Utility → thao tác như sau: Utilities → bấm phím Creat → chọn Property table → Add Utility Design tab → Dep.Prop. → Add → trong danh sách Variable chọn Mass Density →OK.→ Calculate Chuyển sang Performent tab Plot → View Plot để xem đồ thị 26 Oil-1 Liên kết các tiện ích 27 Oil-1 Cold Property 1 28 Oil-1 Cold Property 1 True VP: bubble point at 100oF, not meassured experimentally Reid VP: meassured at 100oF, generally reported as psia Flash Point: meassure of light materials in the stream Pour Point: meassure of the waxiness of the cloud point is a similar test 29 Oil-1 Cold Property 1 30 Oil-1 Cold Property 2 31 Oil-1 Cold Property 2 32 Oil-1