Mô phỏng công nghệ hóa học và dầu khí - Tháp chưng luyện

Nhóm Mô phỏng Công nghệ Hoá học và Dầu khí Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Tháp chưng luyện Distilaltion Column 1 Nội dung • Thu hồi khí hóa lỏng NGL từ khí tự nhiên • Thiết kế nhà máy gồm 3 tháp • De-Methanizer • De-Ethanizer • De-Propanizer 2 Bài toán • Tách NGL từ hỗn hợp N2, CO2, C1C8 • EOS :PR 3 PFD 4 Feed Name Feed 1 Feed 2 Temperature (oC) -95 -85 Pressure (kPa) 2275 2290 Flow Rate (kgmolh- 1) 1620 215 5 Name Feed 1 Feed 2 Component (Mole Fraction) N2 0.0025 0.0057 CO2 0.0048 0.0029 C1 0.7041 0.7227 C2 0.1921 0.1176 C3 0.0706 0.0750 i-C4 0.0112 0.0204 n-C4 0.0085 0.0197 i-C5 0.0036 0.0147 n-C5 0.0020 0.0102 C6 0.0003 0.0037 C7 0.0002 0.0047 C8 0.0001 0.0027 6 Dòng năng lượng 7 Name Ex Duty Energy Flow (kJh-1) 2.1e6 De Methanizer • Tháp De Methanizer sử dụng Tháp có đun sôi đáy tháp (Reboiled Absorber) để mô phỏng 8 Name De Methanizer Top Stage Inlet Feed1 Optional Inlet Streams Feed2 Stage 2 Ex Duty Stage 4 Ovhd Vapour Outlet DC1 Ovhd Bottom Liquid Outlet DC1 Btm Reboiler Energy Stream DC1 Reb Q Next> De Methanizer 9 De Methanizer 10 De Methanizer Connections Page Top Stage Pressure 2275 kPa Bottom Stage Pressure 2310 kPa Next> 11 De Methanizer 12 De Methanizer Connections Page Optional Top Stage Temperature Estimate -87.22oC Optional Bottom Stage Temperature Estimate 26.67oC Next> 13 De Methanizer 14 De Methanizer Done 15 De Methanizer Select Monitor page 16 De Methanizer • Add Spec Ovhd Prod Rate 1338 kgmole/h • Run 17 De Methanizer 18 De Methanizer 19 De Methanizer • Khi yêu cầu thành phần C1 trong Ovhd là 0.96 thì thành phần các cấu tử còn lại sẽ thay đổi như thế nào? • Add thêm đặc tính để tháp hội tụ lại: • Design/Specs/Add/Column Component Fraction • Nhập thông tin vào giao diện hiển thị 20 De Methanizer 21 De Methanizer 22 De Methanizer • Có thể kiểm tra điều kiện làm việc của từng đĩa trong tháp: To, P, lưu lượng phần lỏng, hơi. • Performance/Column Profiles 23 De Methanizer 24 Adding Pump Connections Inlet DC1 Btm Outlet DC2 Feed Energy P-100-HP Worksheet DC2 Feed Pressure (kPa) 2790 25 Adding Pump 26 De Ethanizer • Distillation Column, 14 stages • Pressure: ~2760kPa 27 Name DC2 Feed Stream/Stage DC2 Feed/6 Cond Type Partial Ovhd Vap Prod DC2 Ovhd Ovhd Liq Prod DC2 Dist Bottom Prod DC2 Btm Reb Duty DC2 RebQ Cond Duty DC2 Cond Q De Ethanizer 28 Name DC2 Cond Pressure (kPa) 2725 Cond Delta P (kPa) 35 Reb Pressure (kPa) 2792 Cond Temp (oC) -4 Reb Temp (oC) 95 Ovhd Vap Rate (kgMolh-1) 320 Distillate Rate (kgMolh-1) 0 Reflux Ratio (Molar) 2.5 De Ethanizer 29 De Ethanizer 30 De Ethanizer 31 De Ethanizer 32 De Ethanizer 33 De Ethanizer 34 De Ethanizer 35 De Ethanizer • Tỉ lệ thành phần C2/C3 trong DC2 Btm? • Nếu trong Reboiler đòi hỏi tỉ lệ C2/C3=0.01 thì các thành phần các cấu tử khác là bao nhiêu? • Add thêm spec tỉ lệ C2/C3 • Trong Monitor Tab, bỏ click Ovhd Vap Rate, Click spec C2/C3 • Hội tụ tháp 36 De Ethanizer 37 De Ethanizer 38 Valve Connections Feed Stream DC2 Btm Product Stream DC3 Feed Worksheet DC3 Feed Pressure (kPa) 1690 39 Valve 40 De Propanizer • Giống tháp De Etanizer với 25 đĩa, 24 bậc. • Áp suất làm việc ~1620 kPa • Mục đích: • Tạo sản phẩm đỉnh có X(i-C4+ n-C4) < 1.5% • Thu sản phẩm đáy XC3<2% 41 Name DC3 Cond Pressure (kPa) 1585 Cond Delta P (kPa) 35 Reb Pressure (kPa) 1655 Cond Temp (oC) 38 Reb Temp (oC) 120 Distillate Rate (kgMolh-1) 100 Reflux Ratio (Molar) 1.0 De Propanizer 42 Name DC3 Cond Pressure (kPa) 1585 Cond Delta P (kPa) 35 Reb Pressure (kPa) 1655 Cond Temp (oC) 38 Reb Temp (oC) 120 Distillate Rate (kgMolh-1) 100 Reflux Ratio (Molar) 1.0 De Propanizer 43 De Propanizer 44 De Propanizer 45 De Propanizer 46 De Propanizer 47 De Propanizer 48 De Propanizer 49 De Propanizer 50 De Propanizer • Điều chỉnh thành phần C3 trong sản phẩm đỉnh và đáy: • Thiết lập thêm 2 specs Component Fraction; • Bỏ click Dist Rate & Reflux Ratio; • Click hoạt 2 specs vừa lập; • Cho hội tụ tháp. 51 De Propanizer Name i-C4 and n-C4 C3 Stage Cond Reb Flow Basis Mole Fraction Phase Liquid Liquid Spec Value 0.015 0.02 Components i-C4 & n-C4 C3 52 De Propanizer 53 Column Environment 54 Column Environment 55