THI T K MÔ PH NGTHI T K MÔ PH NG

KHÁI NI M MÔ PH NGKHÁI NI M MÔ PH NGMôMô ph ngph ng làlà vi cvi c mômô hinhhinh hóahóa cáccác ho tho t

ngng //cáccác quáquá trìnhtrình b ngng ngônngôn ngng pptrìnhtrình nhnh trtr giúpgiúp c aa máymáy tínhtính..Thi tThi t k mômô ph ngph ng làlà quáquá trìnhtrình thi tthi t k ii

trtr giúpgiúp c aa cáccác ph nph n m mm chuyênchuyênngng trêntrên máymáy tínhtính..

KHÁI NI M MÔ PH NGKHÁI NI M MÔ PH NGThi tThi t k mômô ph ngph ng trongtrong côngcôngnghngh hóahóa h c cc s ngng::Thi tThi t k quáquá trìnhtrình côngcông nghngh ii..

i uu hóahóa trongtrong v nn hànhhànhKi mKi m tratra x lýlý cáccác s ..Ki mKi m tratra,, ánhánh giágiá ho tho ngng c aathi tthi t b //quáquá trìnhtrình……

II SAOSAO PH IPH I S NGNG MÔMÔ PH NGPH NG

c tínhtính toántoán nhanhnhanh g pp nhi unhi u l nnsoso v ii tínhtính toántoán thth côngcông theotheo cáchcáchtruy ntruy n th ngth ng..CóCó thth mômô ph ngph ng gigi nhnh cáccác tìnhtìnhhu nghu ng màmà trongtrong th cth c t khôngkhông ththki mki m ch ngch ng b ngng ph ngph ng pháppháp th cth cnghi mnghi m..ChoCho phépphép kh okh o sátsát ngng th ith i s nhnh

ngng thaythay ii cùngcùng lúclúc c aa nhi unhi uuu t nn quáquá trìnhtrình v nn hànhhành thi tthi t//nhànhà máymáy..

NêuNêu ph ngph ng pháppháp xácxác nhnh ápáp su tsu t thápthápch ngch ng c t?t?

ng d ng c a ph n m m mô ph ng

ÁpÁp su tsu t tháptháp ch ngch ng c t cc xácxác nhnh nhnhsausau::

PPkk = P= Pvv+20+20 ÷÷6060 KpaKpa;;TrongTrong óó::

PPkk:: ÁpÁp su tsu t tháptháp ch ngch ng c tt,,PvPv:: ápáp su tsu t t ii bìnhbình tíchtích ch ach a s nn ph mph m

ngng sausau ng ngng ng t nhnh tháptháp,,2020÷÷6060 KpaKpa –– làlà chênhchênh ápáp t n ngng nhnhtháptháp quaqua condenser/condenser/aircooleraircooler..

Ph ng pháp th công

ÁpÁp su tsu t tháptháp ch ngch ng c t cc xácxác nhnh nhnhsausau::ÁpÁp su tsu t t ii bìnhbình tíchtích PvPv cc xácxác nhnh trêntrên

ph ngph ng trìnhtrình câncân b ngng phapha..ii v ii tr ngtr ng h pp ng ngng ng t hoànhoàn toàn,toàn, ápáp

su tsu t PvPv cc xácxác nhnh trêntrên c ph ngph ngtrìnhtrình::

ii v ii tr ngtr ng h pp chch ng ngng ng t tt ph nph nnn ph mph nh,nh, ápáp su tsu t PvPv cc xácxác nhnh

trêntrên ph ngph ng trìnhtrình sausau::

Ph ng pháp th công

Ph ng pháp th công

u không b ng 1 thì ch n l i giá tr Pv khác và l p l i phéptính cho n khí b ng 1.

i ph n m m mô ph ng thu t toán này quá n gi n!!!

Ph ngPh ng pháppháp McCabeMcCabe –– Thiele:Thiele:

D

LR= L/D

Qc

V

Q

XácXác nhnh s aa th cth c t :: aath cth c t == S aa lýlý thuy tthuy t//Hi uHi usu tsu aa..Hi uHi u su tsu aa phph thu cthu c vàovào lo ilo i

aa vàvà n mm trongtrong kho ngkho ng t 0.50.5–– 0.70.7

CÁC PH N M M MÔ PH NGCÁC PH N M M MÔ PH NGPh nPh n m mm HysysHysys::

nn quy nquy n HyprotechHyprotech,, Canada,Canada, raraii t 19901990..

GiaoGiao di ndi n thânthân thi nthi n,, d ngngPh nPh n m mm ProPro IIII::

nn quy nquy n c aa SIMCI,SIMCI, rara ii tmm 19671967,, s ngng chínhchính th cth c

19881988..Ph nPh n m mm OLGAOLGAGCAPGCAP……

VII. Xây d ng mô ph ng công ngh

hoàn ch nh 01 quá trình mô ph ng trong công nghn ti n hành theo 07 b c sau:

KH I NGKH I NG –– LÀMLÀMQUEN V I HYSYSQUEN V I HYSYS

Internal trainingInternal training

TàiTài li uli u thamtham kh okh ongng d nn mômô ph ngph ng HysysHysys c aa nhànhà

cungcung c pp ph nph n m mm HyprotechHyprotech (Hysys(HysysManual)Manual)::11.. OperationsOperations guideguide22.. ProcessProcess ModelingModeling usingusing HYSYSHYSYS withwithChemicalChemical IndustryIndustry FocusFocus33..ProcessProcess ModelingModeling usingusing HYSYSHYSYS withwithRefineryRefinery FocusFocus44.. HysysHysys ModelingModeling usingusing HYSYSHYSYS withwithRefineryRefinery FocusFocus……

tt c cáccác tàitài li uli uu b ngng ti ngti ng anh!!!anh!!!

Learning ObjectivesLearning Objectives

nh ngh a các thông tin Fluidnh ngh a các thông tin FluidPackagePackage

o dòng Streamso dòng StreamsTính toán Flash calculationsTính toán Flash calculations

d ng Stream Utilities d ng Stream UtilitiesThay i WorkbookThay i Workbook

Simulation Basis ManagerSimulation Basis Manager

Fluid Package ch a t t c các thôngFluid Package ch a t t c các thôngtin tính toán các tính ch t v t lýtin tính toán các tính ch t v t lývà nhi t ng h cvà nhi t ng h c

u tu tPh ng th c tính toán (th cPh ng th c tính toán (th cnghi m/EOS)nghi m/EOS)Các thông s t ng tác…Các thông s t ng tác…

Có th dùng nhi u Fluid PackageCó th dùng nhi u Fluid Packagetrong 1 case mô ph ngtrong 1 case mô ph ng1 Fluid Package có th dùng cho1 Fluid Package có th dùng chonhi u case mô ph ng.nhi u case mô ph ng.

Cung c p thông tin cho Simulation BasisCung c p thông tin cho Simulation BasisManager khi t o case mô ph ng m iManager khi t o case mô ph ng m i

ComponentsComponentsFluid PackagesFluid PackagesHypotheticalsHypotheticals

Simulation Basis ManagerSimulation Basis Manager

Components tabComponents tab

Components tabComponents tab

Match CellMatch Cell1.1. Ch n 1 trong 3 nh d ng: SimName,Ch n 1 trong 3 nh d ng: SimName,

FullName, FormulaFullName, Formula2.2. Gõ tên/công th c trong ô CellGõ tên/công th c trong ô CellComponent List:Component List:

1.1. Dùng thanh cu n trong c a s ComponentsDùng thanh cu n trong c a s ComponentsAvailable xác nh v tríAvailable xác nh v trí

Family Filter:Family Filter:1.1. m nút Filterm nút Filter2.2. Ch n lo i c u t c n dùng: Hydrocarcbon,Ch n lo i c u t c n dùng: Hydrocarcbon,

Amines, Alcohols…Amines, Alcohols…3.3. Dùng các cách trên ch n c u tDùng các cách trên ch n c u tEnter, Add ho c Double click a c uEnter, Add ho c Double click a c u

vào danh sách vào danh sách

ViewView: Xem các thông tin Fluid Package: Xem các thông tin Fluid PackageAddAdd: T o Fluid Package m i: T o Fluid Package m iDeleteDelete: Xoá b Fluid Package: Xoá b Fluid PackageCopyCopy: Sao chép 1 Fluid Package thành 1 Fluid Package m i: Sao chép 1 Fluid Package thành 1 Fluid Package m iImportImport: S d ng 1 Fluid Package có s n trên máy tính: S d ng 1 Fluid Package có s n trên máy tínhExportExport: Xu t 1 Fluid Package ang có lên máy tính: Xu t 1 Fluid Package ang có lên máy tính

Fluid Package tabFluid Package tab

Amine Pkg: dùng cho FluidAmine Pkg: dùng cho FluidPackage có ch a AminePackage có ch a AminePeng Robinson: th ng dùng choPeng Robinson: th ng dùng choquá trình x lý H.C nhquá trình x lý H.C nh

Fluid Package tabFluid Package tab

CácCác Property PackageProperty Package th ng s d ngth ng s d ng

th ng th ng Property package th ng dùngProperty package th ng dùng

TEG Dehydration PR

Sour Water PR, Sour PR

Cryogenic Gas Processing PR, PRSV

Air Separation PR, PRSV

Atm Crude Towers PR, PR Options, GS

Vacuum Towers PR, PR Options, GS, Braun K10, EssoK

Ethylene Towers Lee Kesler Plocker

High H2 Systems PR, ZJ or GS (see T/P limits)

Reservoir Systems PR, PR Options

Steam Systems Steam Package, CS or GS

Hydrate Inhibition PR

Chemical Systems Activity Models, PRSV

HF Alkylation PRSV, NRTL

TEG Dehydration with Aromatics PR

Mô ph ng nonMô ph ng non--library componentslibrary componentsMô ph ng các h n h p c u tMô ph ng các h n h p c u tVí d : Hypothetical C6+, C7+Ví d : Hypothetical C6+, C7+

Hypothetical tabHypothetical tab

oo 1 case1 case mômô ph ngph ng m iiFluid Package:Fluid Package:

CácCác c uu t : N2, H2S, CO2, C1,: N2, H2S, CO2, C1,C2, C3, iC2, C3, i--C4, nC4, n--C4, iC4, i--C5, nC5, n--C5,C5,C6C6 vàvà H2OH2O

ngng ph ngph ng trìnhtrình tr ngtr ngtháithái PengPeng RobinsonRobinson

Case studyCase study

Hypothetical: C7+Hypothetical: C7+

Case studyCase study

So sánh tính ch t c a C7+ v i C7 và C8So sánh tính ch t c a C7+ v i C7 và C8

Case studyCase study

C7+C7+ C7C7 C8C8

Normal BoilingNormal BoilingPointPoint

110110 98.4398.43 125.67125.67

Ideal LiquidIdeal LiquidDensityDensity

745.4745.4 686.82686.82 705.38705.38

MolecularMolecularWeightWeight

111111 100.21100.21 114.23114.23

Export Fluid PackagesExport Fluid PackagesHYSYS cho phép trích xu t các thôngHYSYS cho phép trích xu t các thôngtin v Fluid Packages ra ngoài case môtin v Fluid Packages ra ngoài case môph ngph ngCho phép s d ng 1 Fluid PackageCho phép s d ng 1 Fluid Packagecho nhi u case mô ph ng khác nhaucho nhi u case mô ph ng khác nhauTh c hi n:Th c hi n:

Trong Simulation Basis Manager ch nTrong Simulation Basis Manager ch nFluid Package c n exportFluid Package c n exportNh n nút ExportNh n nút Export

t tên cho Fluid Package và l ut tên cho Fluid Package và l uHYSYS m c nh l u tên file v i uôi .fpkHYSYS m c nh l u tên file v i uôi .fpktrongtrong \\HYSYSHYSYS\\pakspaks\\Áp d ng Export FP v i tên Gasplant.fpkÁp d ng Export FP v i tên Gasplant.fpk

Thay i n v (cho toàn case mô ph ng)Thay i n v (cho toàn case mô ph ng)m Tools trên menu, ch n Preferencesm Tools trên menu, ch n Preferences

Ch n Variables tabCh n Variables tabCh n SI unit setCh n SI unit setClone và ch nh s a n u mu n t o b unit set khácClone và ch nh s a n u mu n t o b unit set khác

I N V OI N V O

Thay i n v (cho t ng m c c th )Thay i n v (cho t ng m c c th )Khi nh p s li u, b m m i tên trong c t n vKhi nh p s li u, b m m i tên trong c t n vCh n n v c n iCh n n v c n iHysys s t ng i giá tr sang n v m iHysys s t ng i giá tr sang n v m i

Case studyCase study

Menu:Menu:1.1. mm FlowsheetFlowsheet,, ch nch n Add StreamAdd Stream

ho cho c2.2. mm phímphím F11F11

Workbook:Workbook:1.1. Workbook,Workbook, ch nch n MaterialMaterial

Streams tabStreams tab vàvà gõgõ têntên StreamStream vàovàott **New****New**

Object Palette:Object Palette:1.1. mm FlowsheetFlowsheet,, ch nch n PalettePalette ho cho c

nh mnh m F4F42.2. mm vàovào bi ubi u t ngng StreamStream

o Stream trong mô ph ngo Stream trong mô ph ng

Ch n m c Condition:Ch n m c Condition:1.1. m kép vào ô Molar flow nh pm kép vào ô Molar flow nh p

thành ph n mole ho cthành ph n mole ho c2.2. m kép vào ô Mass flow nh pm kép vào ô Mass flow nh p

thành ph n kh i l ng ho cthành ph n kh i l ng ho c3.3. m kép vào ô Liquid Volume flowm kép vào ô Liquid Volume flow

nh p thành ph n th tích nh p thành ph n th tíchCh n m c Composition:Ch n m c Composition:

1.1. m Editm Edit2.2. Ch n Mole/Mass/Volume fractionCh n Mole/Mass/Volume fraction

ho c flow tron c a s Inputho c flow tron c a s InputComposition xu t hi nComposition xu t hi n

Nh p thành ph n cho StreamNh p thành ph n cho Stream

o dòng Streamo dòng Stream d ng phím F11 d ng phím F11

Tên: GasWell1Tên: GasWell1Thành ph n:Thành ph n:

Case studyCase studyu tu t Mole fractionMole fraction

N2N2 0.00020.0002

H2SH2S 0.04050.0405

CO2CO2 0.01510.0151

C1C1 0.72500.7250

C2C2 0.08150.0815

C3C3 0.04550.0455

ii--C4C4 0.01500.0150

NN--C4C4 0.01800.0180

ii--C5C5 0.01200.0120

NN--C5C5 0.01300.0130

C6C6 0.00900.0090

C7+C7+ 0.02520.0252

H2OH2O 0.00000.0000

o dòng Streamo dòng Stream d ng Workbook d ng Workbook

Tên: GasWell2Tên: GasWell2Thành ph n:Thành ph n:

Case studyCase studyu tu t Mole fractionMole fraction

N2N2 0.00250.0025

H2SH2S 0.02370.0237

CO2CO2 0.00480.0048

C1C1 0.68000.6800

C2C2 0.19200.1920

C3C3 0.07100.0710

ii--C4C4 0.01150.0115

NN--C4C4 0.00850.0085

ii--C5C5 0.00360.0036

NN--C5C5 0.00210.0021

C6C6 0.00030.0003

C7+C7+ 0.00000.0000

H2OH2O 0.00000.0000

o dòng Streamo dòng Stream d ng Object Pallete d ng Object Pallete

Tên: GasWell3Tên: GasWell3Thành ph n:Thành ph n:

Case studyCase studyu tu t Mole fractionMole fraction

N2N2 0.00500.0050

H2SH2S 0.01410.0141

CO2CO2 0.02050.0205

C1C1 0.56640.5664

C2C2 0.25450.2545

C3C3 0.01450.0145

ii--C4C4 0.00410.0041

NN--C4C4 0.00750.0075

ii--C5C5 0.00380.0038

NN--C5C5 0.00370.0037

C6C6 0.00600.0060

C7+C7+ 0.00900.0090

H2OH2O 0.09090.0909

Tính toán FlashTính toán Flash

HYSYS tính toán 3 lo i Flash:HYSYS tính toán 3 lo i Flash:PP –– TTVfVf –– PPVfVf –– TT

Khi bi t thành ph n khí và 2 trongKhi bi t thành ph n khí và 2 trong3 thông s Vf3 thông s Vf –– PP –– T HYSYS sT HYSYS stính thông s còn l itính thông s còn l i

u cung c p c 3 thông s ,u cung c p c 3 thông s ,HYSYS báo l iHYSYS báo l i consistency errorconsistency error

TínhTính toántoán FlashFlash

TínhTính dewpointdewpoint//bublebuble point (point (VfVf ==1.01.0 vàvà VfVf = 0.0)= 0.0)ÁpÁp d ngng::

1.1. TínhTính VfVf c aa GaswellGaswell 11 t ii P = 7500P = 7500kPakPa, T = 10, T = 10 ooCC

2.2. TínhTính nhi tnhi dewpointdewpoint c aaGaswellGaswell 22 t ii 75007500 kPakPa

3.3. TínhTính nhi tnhi bublebuble pointpoint c aaGaswellGaswell 33 t ii 75007500 kPakPa

d ng Utilities d ng UtilitiesCung c p thông tin b sungCung c p thông tin b sungTính toán thi t bTính toán thi t b

ng c p nh t khi u ki n thay ing c p nh t khi u ki n thay i d ng: d ng:

1.1. Tools/Utilities ho c 2.2. Stream Property/Attachments/UtilitiesStream Property/Attachments/Utilities

oo ng cong pha (Envelopeng cong pha (EnvelopeUtilities)Utilities)

Cho phép phân tích m i t ngCho phép phân tích m i t ngquan gi a các thông s c a 1quan gi a các thông s c a 1dòng công nghdòng công nghInput: Stream có thành ph n xácInput: Stream có thành ph n xác

nhnhOutput: th POutput: th P--T, PT, P--V, PV, P--H, PH, P--S,S,TT--V, TV, T--H và TH và T--SS

Case studyCase study

o ng cong pha choo ng cong pha choGaswell2Gaswell2

d ng ph ng pháp d ng ph ng phápStream/Attachments/UtilitiesStream/Attachments/UtilitiesNhi t và áp su t t i h n c aNhi t và áp su t t i h n c aGaswell2 là:Gaswell2 là:

1.1. Tc:Tc: --12.06 oC12.06 oC2.2. Pc: 89.80Pc: 89.80

Case studyCase study

Case studyCase study

oo Property TableProperty Table chocho Gaswell2Gaswell2ngng ph ngph ng pháppháp Tools/UtilitiesTools/Utilities

Kh oKh o sátsát trongtrong vùngvùng T = 0T = 0ooCC –– 100100ooC,C,P = 2500P = 2500 kPakPa, 5000, 5000 kPakPa, 7500, 7500 kPakPa vàvà90009000 kPakPa..

1.1. TínhTính toántoán Mass DensityMass Density c aa BulkBulk2.2. Thermal ConductivityThermal Conductivity c aa LiquidLiquid3.3. ViscosityViscosity c aa Vapor.Vapor.

Case studyCase study

Case studyCase study

Case studyCase study

Xem k t qu tính toánXem k t qu tính toán

Tu bi n WorkbookTu bi n Workbook

Hi n th workbookHi n th workbookWorkbook/SetupWorkbook/Setup

Tu bi n WorkbookTu bi n WorkbookTrong ph n Workbook tabs ch n AddTrong ph n Workbook tabs ch n AddCh n Stream, i tên …Ch n Stream, i tên …Delete Variables và ch n nh ng VariablesDelete Variables và ch n nh ng Variables

n xem Addn xem Add

Tu bi n WorkbookTu bi n Workbook

t qu hi n tht qu hi n th

Hoàn thi n caseHoàn thi n case

sung các thông tin còn thi u sung các thông tin còn thi u

Nhi t Nhi t Áp su tÁp su t u l ngu l ng

Gaswell1Gaswell1 40 oC40 oC(105 oF)(105 oF)

4135 kPa4135 kPa(600 psia)(600 psia)

425 kgmole/h425 kgmole/h(935 lbmole/hr)(935 lbmole/hr)

Gaswell2Gaswell2 45 oC45 oC(115 oF)(115 oF)

3450 kPa3450 kPa(500 psia)(500 psia)

375 kgmole/h375 kgmole/h(825 lbmole/hr)(825 lbmole/hr)

Gaswell3Gaswell3 40 oC40 oC(105 oF)(105 oF)

575 kgmole/h575 kgmole/h(1270 lbmole/hr)(1270 lbmole/hr)

Save your case

Tìm hi u case mô ph ngTìm hi u case mô ph ng

BàiBài t pp 1:1: Gi nGi phapha vàvà d oánoánmm HydrateHydrate

A.A. ngng Phase EnvelopePhase Envelope xácxácnhnh cáccác mm sausau::

1.1. mm t ii h nn c aa Gaswell1:Gaswell1:2.2. CricondenbarCricondenbar c aa Gaswell1:Gaswell1:3.3. Nhi tNhi Bubble PointBubble Point c aa

Gaswell3 6000Gaswell3 6000 kPakPa:: oCoC4.4. Nhi tNhi DewpointDewpoint c aa

Gaswell1 4000Gaswell1 4000 kPakPa::5.5. Nhi tNhi 50% quality50% quality c aa

Gaswell1 8000Gaswell1 8000 kPakPa::6.6. Nhi tNhi oo HydrateHydrate c aa Gaswell2 7500Gaswell2 7500

kPakPa::

Tìm hi u case mô ph ngTìm hi u case mô ph ngB.B. Dùng Workbook tìm nh ng giá tr sau:Dùng Workbook tìm nh ng giá tr sau:

1.1. Nhi t Bubble Point c a Gaswell3 6000Nhi t Bubble Point c a Gaswell3 6000kPa:kPa: --48.06 oC48.06 oC

2.2. Nhi t m s ng c a Gaswell1 4000Nhi t m s ng c a Gaswell1 4000kPa: 98.13 oCkPa: 98.13 oC

3.3. Nhi t 50% quality c a Gaswell1 8000 kPa:Nhi t 50% quality c a Gaswell1 8000 kPa:--32.22 oC32.22 oC

C.C. d ng Hydrate Formation Ultility xác d ng Hydrate Formation Ultility xácnh nhi t t o Hydrate c a Gaswell1 vành nhi t t o Hydrate c a Gaswell1 và

Gaswell2 trong u ki n sau:Gaswell2 trong u ki n sau:

StreamStream Áp su t kPa (psia)Áp su t kPa (psia) Nhi t HydrateNhi t Hydrate

Gaswell1Gaswell1 5000 (725)5000 (725) 21.122421.1224

Gaswell1Gaswell1 7500 (1090)7500 (1090) 23.025423.0254

Gaswell2Gaswell2 5000 (725)5000 (725) 20.681120.6811

Gaswell2Gaswell2 7500 (1090)7500 (1090) 22.610722.6107

ChallengeChallenge

Hysys ch tính toán chính xác PhaseHysys ch tính toán chính xác PhaseEnvelope khi s d ng ph ng trình tr ngEnvelope khi s d ng ph ng trình tr ngthái PR ho c SRK. Nó c ng b quathái PR ho c SRK. Nó c ng b quathành ph n H2O n u cóthành ph n H2O n u cóGaswell3 có n cGaswell3 có n c --> không th dùng> không th dùngPhase Envelope tính Dewpoint &Phase Envelope tính Dewpoint &Bubble point. Xem xét cách nào???Bubble point. Xem xét cách nào???

Workbook & Property table: v ngWorkbook & Property table: v ngcong dewpoint & bubble point trongcong dewpoint & bubble point trongkho ng 100kho ng 100 –– 10000 kPa10000 kPa