Ứng dụng phương trình trạng thái Soave – Redlich – Kwong trong nghiên cứu cân bằng
lỏng hơi và mô phỏng quá trình chưng cất của hệ nhiều cấu tử
Luận văn tốt nghiệp Cao học CNHH Trần Nhật Huy
MỞ ĐẦU
Phương trình trạng thái (Equation Of State - EOS) đóng một vai trò rất quan trọng
trong quá trình thiết kế công nghệ hoá học - dầu khí, đặc biệt là trong các nghiên cứu về
cân bằng pha của hỗn hợp nhiều cấu tử. Ban đầu, các EOS chỉ được áp dụng chủ yếu
cho các cấu tử tinh khiết. Khi mới áp dụng cho hỗn hợp, chúng được dùng đối với các
h
ỗn hợp không cực (Soave, 1972; Peng and Robinson, 1976) và các hợp chất phân cực
ít (Huron, 1978; Assenlineau, 1978; Graboski và Daubert, 1978). Sau đó, phương trình
tr
ạng thái đã phát triển nhanh chóng cho việc tính toán cân bằng pha của các hỗn hợp cả
có cực lẫn không cực.
Có nhi
ều điểm thuận tiện cho việc áp dụng phương trình trạng thái trong việc tính
toán cân b
ằng pha : i) dùng được với khoảng áp suất và nhiệt độ rộng, kể cả vùng áp
su
ất cao; ii) các cấu tử có thể thay đổi bất kỳ, từ nhẹ tới nặng, từ không cực tới có cực;
iii) có th
ể dùng cho cân bằng lỏng - hơi, lỏng - lỏng, iv) có thể dùng cho cả pha hơi lẫn
pha lỏng; Ngoài ra, các phương trình trạng thái còn dùng để xác định các tính chất như
tỷ trọng, áp suất hơi, entanpy, entropy …
Ph
ương trình Van Der Waals là phương trình trạng thái đầu tiên dự đoán sự cùng
t
ồn tại hai pha lỏng – hơi. Sau đó, lần lượt Redlich – Kwong (1949), Soave (1972) và
Peng Robinson (1976), Carhanan và Starling (1969), Guggenheim (1965) và Boublik
(1981), Chen và Kreglewski (1977), Christoforakos và Franck (1986) Heilig và Franck
(1989) … l

Trong
đó :
P : Áp su
ất tuyệt đối
V : Thể tích
n : S
ố mol khí ở điều kiện áp suất P, nhiệt độ T có thể tích V
T : Nhi
ệt độ tuyệt đối
R : Hằng số khí, giá trị được thể hiện trong Bảng 1 sau :
P V T R
kPa
MPa
Bar
Psi
lb/ft
2
m
3
m
3
m
3
ft
3
ft
3
K
K
K

lỏng hơi và mô phỏng quá trình chưng cất của hệ nhiều cấu tử
Luận văn tốt nghiệp Cao học CNHH Trần Nhật Huy
- Phương pháp nhiễu xạ phân tử Eykman (Eykman molecular refraction)
b.
Phương trình Van Der Waals (1899)
2
v
a
b
v
RT
P


 (3)
Trong
đó :
V
ới hệ 1 cấu tử
c
2
c
2
P
TR
421875.0a

(4)
c
c

2
P
TR
42747.0a
 (23)
c
c
P
RT
08664.0b
 (24)
V
ới hỗn hợp nhiều cấu tử, các thông số a, b được tính từ quy tắc hỗn hợp.
d. Ph
ương trình Peng – Robinson (1976)
22
b
bv
2
v
)T(a
b
v
RT
P




(6)

T

2
26992
.
0
54226
.
1
37464
.
0
k
 (10)
ω là thừa số acentric (acentric factor)
c
c
P
RT
0778.0b
 (11)
V
ới hỗn hợp, các thông số a, b được tính toán theo quy tắc hỗn hợp.
So v
ới phương trình Redlich Kwong, phương trình Peng – Robinson chính xác hơn
trong vi
ệc tính toán khối lượng riêng pha lỏng, đặc biệt đối với những hydrocacbon
trung bình (nh
ư hexan).
e. Ph

P
RT
08664.0b
 (15)
V
ới hỗn hợp, các thông số của hỗn hợp được tính theo quy tắc hỗn hợp
f. Phương trình Soave – Redlich – Kwong (1972)
Ứng dụng phương trình trạng thái Soave – Redlich – Kwong trong nghiên cứu cân bằng
lỏng hơi và mô phỏng quá trình chưng cất của hệ nhiều cấu tử
Luận văn tốt nghiệp Cao học CNHH Trần Nhật Huy
)bv(v
)T(a
bv
RT
P




(16)
V
ới hệ một cấu tử
)T(.a)T(a
c


(17)
N
ăm 1964, Wilson là người đầu tiên giới thiệu dạng phụ thuộc nhiệt độ của thông
s

 (21)
V
ới hỗn hợp nhiều cấu tử, các thông số được tính từ quy tắc hỗn hợp
Các phương trình trạng thái bậc 3 như VDW, SRK, PR … đều đã chứng tỏ được
sự chính xác và đơn giản , hiệu quả trong việc tính hằng số cân bằng pha K
i
, dự đoán tỷ
trọng pha lỏng và enthalpy cho các hydrocacbon không phân cực
Cùng với phương trình Peng – Robinson, phương trình trạng thái SRK là một trong
nh
ững phương trình được sử dụng rộng rãi nhất trong dự đoán cân bằng lỏng hơi đối với
những hệ thống chứa các cấu tử không phân cực hoặc phân cực ít.
g. Ph
ương trình Benedict – Webb – Rubin
2
e)1(
T
c
a)abRT()
T
C
ARTB(RTP
2
2
3
632
2
o
oo


cấu tử không cực hoặc có cực được điều chỉnh bằng cách lựa chọn hàm phụ thuộc nhiệt
độ α(T) th
ích hợp.
Có nhi
ều hàm alpha được giới thiệu. Chúng có thể có từ 1 tới 3 hệ số thực nghiệm.
Trong s
ố đó, hàm alpha 2 hệ số được giới thiệu bởi Twu năm 1988 và hàm alpha 3 hệ số
giới thiệu bởi Twu và các cộng sự năm 1991 là những dạng có khoảng sử dụng rộng rãi
k
ể cả vùng nhiệt độ rút gọn cao
)T1(L
)1M(2
r
M2
r
eT



)T1(L
)1M(N
r
NM
r
eT



 Bảng 2 : Các thông số tới hạn (critical) và thừa số acentric của một số cấu tử
T

2
S 0.28 373 8.96 0.0948
H
2
O 0.235 647 22.06 0.3443
3. Quy tắc hỗn hợp (mixing rule)
Tất cả các quy tắc hỗn hợp được dùng cho việc tính toán các thông số a, b của
phương trình trạng thái dùng cho hỗn hợp nhiều cấu tử.

 

N
1i
N
1j
ijji
axxa (26)

 

N
1i
N
1j
ijji
bxxb (27)
Trong
đó :
x
i

2
bb
b
ij
ji
ij


 với l
ij
= l
ji
(29)
Ph
ần lớn trong các trường hợp hệ số tương tác thứ hai l
ij
được bỏ qua bằng cách
đặt về giá trị 0
Ứng dụng phương trình trạng thái Soave – Redlich – Kwong trong nghiên cứu cân bằng
lỏng hơi và mô phỏng quá trình chưng cất của hệ nhiều cấu tử
Luận văn tốt nghiệp Cao học CNHH Trần Nhật Huy
b. Quy tắc hỗn hợp Panagiotopoulos – Reid (1985)
)xk1(aaa
i
PR
ij
PR
ijjiij
 với
PR

PR
ijjiij

Trong hầu hết các trường hợp, hệ số l
ij
được đặt bằng 0 vì chỉ cần sử dụng hai hệ
số k
ij
và λ
ij
đã cho độ chính xác cao hơn hẳn so với quy tắc tổ hợp bậc 2 (so sánh của
Schwartzentruber and Renon, 1989).
Trong tr
ường hợp λ
ij
được đặt bằng 0, ta lại thu được quy tắc tổ hợp bậc hai.
c. Quy t
ắc hỗn hợp Adachi – Sugie (1986)
N
ăm 1986, Adachi và Sugie đưa ra một quy tắc tổ hợp chậm hơn một chút so với
Panagiotopoulos và Reid với khẳng định rằng nó giống với quy tắc PR với hệ hai cấu
tử, nhưng khác nhau đối với hệ nhiều cấu tử. Tuy nhiên, năm 1998, Pfohl chứng minh
r
ằng cả hai quy tắc trên là hoàn toàn như nhau.
))xx(k1(aaa
ji
AS
ij
AS
ijjiij

x
k1(aaa
ji
i
M
ij
M
ijjiij


với
M
ji
M
ji
M
ij
M
ij
kk  (32)
)l1(
2
bb
b
ij
ji
ij


 với l

P
P
P
 (33)
Trong
đó
'
c
P : Áp suất giả tới hạn


cii
'
c
PyP (34)
'
c
T : Nhiệt độ giả tới hạn


cii
'
c
TyT (35)
y
i
: Phần mol của cấu tử i trong hỗn hợp
b. Tính Z theo phương trình trạng thái
- Tính Z theo phương trình Van Der Waal
RTV

)bV(RT
a
5.1

Soave (SRK) (1972)
)bV(RT
)T(a

Ứng dụng phương trình trạng thái Soave – Redlich – Kwong trong nghiên cứu cân bằng
lỏng hơi và mô phỏng quá trình chưng cất của hệ nhiều cấu tử
Luận văn tốt nghiệp Cao học CNHH Trần Nhật Huy
Peng – Robinson (PR) (1976)
 
)bV(b)bV(VRT
V)T(a

Fuller (1976)
)cbV(RT
)T(a

Heyen (1980) (Sandler, 1994)
 
c)T(bV)c)T(b(VRT
V)T(a
2

Schmit – Wenzel (1980)
)wbubVV(RT
V)T(a
22

a. Giản đồ pha của hệ một cấu tử (Hình 1)
Ứng dụng phương trình trạng thái Soave – Redlich – Kwong trong nghiên cứu cân bằng
lỏng hơi và mô phỏng quá trình chưng cất của hệ nhiều cấu tử
Luận văn tốt nghiệp Cao học CNHH Trần Nhật Huy
- HC, HD, HF là các đường cân bằng, tại đó, hai pha nằm ở trạng thái cân bằng với
nhau. Trên đường cân bằng, pha có thể bị thay đổi bằng cách thêm vào hoặc lấy
năng lượng ra khỏi hệ thống.
- Dọc theo đường FH không tồn tại pha lỏng, pha rắn thăng hoa trực tiếp sang dạng
hơi. Đường HD là cân bằng Lỏng - Rắn, độ dốc (slope) của nó là dương hoặc âm
(nghiêng ph
ải hay nghiêng trái) phụ thuộc vào chất đó giãn nở hay co lại khi đóng
rắn. Các điểm nằm trên đường HD có thể là rắn hoàn toàn, lỏng hoàn toàn hay hỗn
hợp Lỏng - Rắn phụ thuộc vào mức năng lượng của hệ.
- HC là đường cân bằng Lỏng – Hơi. Nó bắt đầu từ điểm ba (triple point) và kết thúc
t
ại điểm tới hạn, áp suất và nhiệt độ tại C là áp suất tới hạn P
c
và nhiệt độ tới hạn
T
c
. Tại điểm này, các tính chất của hai pha Lỏng, Hơi là tương tự nhau. Đối với
chất tinh khiết, điểm tới hạn có thể được định nghĩa là điểm mà chất lỏng không
th
ể tồn tại như một pha duy nhất. Trên P
c
và T
c
hệ thống thường được gọi là
“dense fluid” nh
ằm phân biệt nó với dạng lỏng và hơi thông thường.

Luận văn tốt nghiệp Cao học CNHH Trần Nhật Huy
trạng thái lỏng, tại b là trạng thái lỏng sôi, d là trạng thái hơi bão hoà, qua khỏi
đ
iểm d gọi là trạng thái hơi quá nhiệt.
- Điểm “f” (trên điểm tới hạn) là pha thứ tư, còn được gọi là “lưu chất đặc” – “dense
fluid”. Tr
ạng thái vật chất này đặc hơn khí thông thường, nhưng lại dễ nén hơn
ch
ất lỏng.
b. Gi
ản đồ pha của hệ nhiều cấu tử (Hình 2)
C được gọi là điểm tới hạn (critical point)
N là
điểm áp suất cao nhất mà tại đó còn tồn tại cân bằng lỏng – hơi (cricondenbar)
M là
điểm nhiệt độ cao nhất mà tại đó hệ vẫn còn tồn tại 2 pha lỏng – hơi cân
b
ằng (cricondentherm)
Vùng ng
ưng tụ ngược là vùng mà tại đó, sự ngưng tụ của pha lỏng xảy ra khi tăng
nhi
ệt độ hoặc giảm áp suất (ngược với quá trình thông thường).
Đường ABDE giới thiệu một quá trình ngưng tụ ngược đẳng nhiệt. Điểm A là
d
ạng lưu chất đặc (fluid). Khi áp suất giảm xuống tới B, sự ngưng tụ bắt đầu xảy ra. Từ
B tới D, áp suất càng giảm thì phần lỏng ngưng tụ càng tăng. Tiếp tục giảm áp thì điểm
biểu diễn trạng thái của hệ dần tới E, khi đó quá trình diễn ra giống như thông thường,
ngh
ĩa là phần lỏng của hệ sẽ giảm đi. Dưới điểm E không tồn tại pha lỏng.
C

P : Số pha có trong hệ
C : Số cấu tử có trong hệ.
M
ột trong các biến thường được sử dụng để cố định trạng thái của hệ là : áp suất,
nhi
ệt độ, thể tích, thành phần của một hoặc nhiều pha có mặt.
Xem xét h
ệ một cấu tử như Hình 1, số cấu tử C = 1, do đó F + P = 3. Dọc theo
đường HC, nếu 2 pha tồn tại cân bằng thì P = 2, vậy F = 1, có nghĩa là chỉ cần áp suất
hoặc nhiệt độ để xác định trạng thái của hệ. Tại điểm “h”, hệ chỉ có một pha duy nhất P
= 1 => F =2, ngh
ĩa là cần cả áp suất và nhiệt độ để cố định trạng thái của hệ.
T
ại điểm ba (triple point), đồng thời cùng tồn tại 3 pha P = 3, vì vậy F = 0, có
ngh
ĩa là trạng thái này luôn xác định duy nhất mà không phụ thuộc vào bất cứ một biến
nào.
Gi
ả sử ta có một hệ 9 cấu tử phân bố trong một hệ 2 pha lỏng, hơi. Khi đó số bậc
tự do của hệ F = 9 + 2 – 2 = 9. Trong 9 bậc tự do này, có 8 biến thành phần không phụ
thuộc, biến còn lại là áp suất hoặc nhiệt độ. Nếu ta cố định bất cứ 9 trong số 10 biến
này, thì có nghĩa là trạng thái của hệ đã xác định.
Quy t
ắc pha Gibbs là một yếu tố cần xem xét trong quá thiết kế điều khiển hệ
thống. Khi mà nhiều biến điều khiển hơn số lượng cần thiết thì hệ sẽ không ổn định. Ví
d
ụ với đường HC trong hình 1, F =1, do đó khi ta điều khiển áp suất cố định tại một
đ
iểm, ta sẽ cố định được nhiệt độ và ngược lại. Việc điều khiển cả áp suất và nhiệt độ là
không c

K
i
được gọi là hằng số cân bằng Lỏng – Hơi của cấu tử i, bằng tỷ lệ giữa phần mol
c
ủa cấu tử i trong pha Hơi y
i
và phần mol của nó trong pha Lỏng - x
i
. Phương trình này
còn
được gọi là Định luật Henry và K được biểu thị giống như hằng số Henry.
Ph
ụ thuộc vào từng hệ thống mà có thể có một số phương pháp xác định K được
sử dụng. Dễ thấy là phương pháp đo thực nghiệm được ưa chuộng nhất, tuy nhiên nó
t
ương đối tốn kém và mất thời gian. Ngoài ra một vài công cụ đồ thị (graphical tool) và
ph
ương pháp số (numerical tool) cũng được dùng để xác định K.
Thông th
ường, K là một hàm của áp suất, nhiệt độ và thành phần pha lỏng – hơi.
Tu
ỳ theo các cấu tử có trong hệ thống, áp suất, nhiệt độ, thành phần và mức độ phân
c
ực hoá mà ta có thể dùng các phương pháp khác nhau. Các phương pháp được dùng
r
ộng rãi là giản đồ K (K value chart), định luật Raoult, áp dụng phương trình trạng thái
(EOS).
a. Xác
định K theo phương pháp đồ thị
Những đồ thị này được dùng tra cứu hằng số cân bằng pha K

i
Pxf  (P
i
sat
là áp suất hơi bão hoà của cấu tử i)
sat
iii
PxPy 
P
P
K
sat
i
i
 (42)
Áp su
ất hơi có thể được tra từ giản đồ Cox hoặc tính bằng các phương trình theo
nhi
ệt độ. Phương trình Antoine được giới thiệu để tính áp suất hơi
TC
B
APlog
i
i
i
sat
i


(43)

i
ci
i
(44)
Ph
ương pháp này áp dụng tốt cho vùng áp suất thấp và trung bình (nhỏ hơn 35
Bar). Giá tr
ị K được giả sử rằng không phụ thuộc vào thành phần.
Ứng dụng phương trình trạng thái Soave – Redlich – Kwong trong nghiên cứu cân bằng
lỏng hơi và mô phỏng quá trình chưng cất của hệ nhiều cấu tử
Luận văn tốt nghiệp Cao học CNHH Trần Nhật Huy
d. Áp dụng phương trình trạng thái để tính K
Fugacity c
ủa mỗi cấu tử trong từng pha có thể được xác định bởi phương trình
tr
ạng thái. Đây là phương pháp tương đối chính xác và hiệu quả được dùng phổ biến
hiện nay, đặc biệt với những hydrocarbon nhẹ hoặc những hệ không cực.
Pha h
ơi :
V
ii
V
i
Pyf 
Pha lỏng :
L
ii
L
i
Pxf 

1ln(
b
b
)a(
)a(
2
B
A
)BZln()1Z(
b
b
ln
i
c
ici
i











- Phương trình Peng Robinson
  
 

B
B
A
A
2
B
A
)BZln()1Z(
B
B
ln
i
5.0
ii
V
i















sat
i
L
ii
Lo
i
L
i
xPxff 
Trong đó :
Lo
i
f : Fugacity của cấu tử i trong trạng thái lỏng đơn cấu tử
L
i
 : Hệ số hoạt độ của cấu tử i khi nồng độ của nó là 100%
Pha h
ơi :
V
ii
V
i
Pyf 
Như vậy
L
ii
sat
i
sat
i

P
P
K
L
i
sat
i
i


(46)
N
ếu như dung dịch là dung dịch lý tưởng, nghĩa là
L
i
 = 0, phương trình trên sẽ
được
rút gọn và trở thành định luật Raoults.
3. Nhiệt độ điểm sương
Với một hỗn hợp khí đã biết thành phần mol y
i
và áp suất P, nhiệt độ điểm sương
c
ủa hỗn hợp là nhiệt độ mà tại đó bắt đầu xuất hiện sự ngưng tụ lỏng, nghĩa là :
 
 1
K
y
x
i

= 1
6. Cân bằng của hỗn hợp 2 pha Lỏng – Hơi (Flash Calculation)
Xét sơ đồ thiết bị tách 2 pha Lỏng – Hơi như Hình 3
Cân bằng vật chất :
F = V + L
Đối với mỗi cấu tử :
Fz
i
= Vy
i
+ Lx
i
Trong đó :
F : T
ổng số mol của dòng nguyên liệu 2
pha
đi vào vùng tách pha
V : T
ổng số mol của dòng khí đi ra
L : T
ổng số mol của dòng lỏng đi ra
z
i
: Phần mol của cấu tử i trong dòng nguyên liệu 2 pha
y
i
: Phần mol của cấu tử i trong dòng khí đi ra
x
i
: Phần mol của cấu tử i trong dòng lỏng đi ra

(50)
F, z
i
V, y
i
L, x
i
Ứng dụng phương trình trạng thái Soave – Redlich – Kwong trong nghiên cứu cân bằng
lỏng hơi và mô phỏng quá trình chưng cất của hệ nhiều cấu tử
Luận văn tốt nghiệp Cao học CNHH Trần Nhật Huy
Ngoài ra ∑x
i
= 1; ∑y
i
= 1, vì vậy :
1
VKL
z
x
i
i
i



1
K
L
V
z

của hệ.
- Nếu cả ∑K
i
z
i
và ∑(z
i
/K
i
) đều lớn hơn 1, hệ có hai pha lỏng, hơi cùng tồn tại.
- Nếu ∑K
i
z
i
nhỏ hơn 1, hệ chỉ có duy nhất một pha lỏng.
- Nếu ∑(z
i
/K
i
) nhỏ hơn 1, hệ chỉ có duy nhất một pha hơi.
III.
CHƯNG CẤT NHIỀU CẤU TỬ (MULTICOMPONENT DISTILLATION)
Quá trình ch
ưng cất là quá trình tách riêng một hỗn hợp đa cấu tử thành hai hoặc
nhiều phần dựa trên sự khác nhau về nhiệt độ sôi của các cấu tử. Ít nhất một trong các
ph
ần đó sẽ có thành phần hoặc áp suất hơi được điều khiển.
M
ột tháp chưng cất truyền thống được mô tả như Hình 4 sau :
Ứng dụng phương trình trạng thái Soave – Redlich – Kwong trong nghiên cứu cân bằng

B
ồn chứa
Tháp chưng cất
Thiết bị ngưng
t
ụ đỉnh tháp
Thi
ết bị gia
nhi
ệt đáy tháp
S
ản phẩm đỉnh, D
S
ản phẩm đáy, B
H
ồi lưu, R
1
2
f-2
f-1
f
f+1
N
N-1
Ứng dụng phương trình trạng thái Soave – Redlich – Kwong trong nghiên cứu cân bằng
lỏng hơi và mô phỏng quá trình chưng cất của hệ nhiều cấu tử
Luận văn tốt nghiệp Cao học CNHH Trần Nhật Huy
F
c
2

vào ng
ược chiều và tiếp xúc với nhau thực
hiện quá trình trao đổi vật chất giữa các
pha
để đạt tới trạng thái cân bằng khi đi ra
(xem
Hình 5).
Cu
ối giai đoạn thiết kế, sự giả sử này
được hiệu chỉnh lại bằng cách sử dụng giá
tr
ị hiệu suất đĩa.
Ứng dụng phương trình trạng thái Soave – Redlich – Kwong trong nghiên cứu cân bằng
lỏng hơi và mô phỏng quá trình chưng cất của hệ nhiều cấu tử
Luận văn tốt nghiệp Cao học CNHH Trần Nhật Huy
2. Độ bay hơi tương đối
Tỷ lệ độ bay hơi (volatile) giữa hai cấu tử được gọi là độ bay hơi tương đối và
được tính như sau :
j
i
ij
K
K
 (53)
Trong
đó :
α
ij
: Độ bay hơi tương đối của cấu tử i đối với cấu tử j.
K

i
thường được coi như bậc tự do), bao gồm các dạng
sau :
1. N
ồng độ (ví dụ như phần mol)
2. Nhi
ệt độ
3. Áp suất
4. Lưu lượng
5. Các biến lặp lại (repetition variables)
Bi
ến thứ tư (lưu lượng) không được xem xét trong quy tắc pha thông thường.
Ứng dụng phương trình trạng thái Soave – Redlich – Kwong trong nghiên cứu cân bằng
lỏng hơi và mô phỏng quá trình chưng cất của hệ nhiều cấu tử
Luận văn tốt nghiệp Cao học CNHH Trần Nhật Huy
Biến thứ năm là bậc tự do đơn (single degree of freedom) mà người thiết kế sử
dụng lặp lại nhiều lần trong hệ thống. Ví dụ như một đoạn tháp chưng cất bao gồm
nhiều đĩa cân bằng nối tiếp với nhau, ta có thể lấy đại diện bởi một biến (N
r
= 1).
M
ối quan hệ giữa các biến có thể được phân loại như sau :
1. Quan h
ệ vốn có (xuất phát từ định nghĩa, khái niệm … ví dụ trong một đĩa lý
thuy
ết thì nhiệt độ hai pha là bằng nhau : T
V
= T
L
).

thành ph
ần như Hình 6 xảy ra trong cụm
ngưng tụ sản phẩm đỉnh (bao gồm Condenser,
Accumulator, Divider). V
ới 3 dòng vật chất
và 1 dòng năng lượng thì số biến chưa biết
của hệ là :
7C31)2C(3N
e
v

D
L
c
L
N+1
q
Ứng dụng phương trình trạng thái Soave – Redlich – Kwong trong nghiên cứu cân bằng
lỏng hơi và mô phỏng quá trình chưng cất của hệ nhiều cấu tử
Luận văn tốt nghiệp Cao học CNHH Trần Nhật Huy
Số mối quan hệ giữa các biến
e
c
N được xác định như sau :
Loại quan hệ Số lượng
Quan hệ nội tại
T, P giống nhau giữa L
N+1
và D
N

như Hình 7
9C41)2C(4N
e
v

Quan hệ giữa các biến được liệt kê trong Bảng sau :
Loại quan hệ Số lượng
Quan hệ nội tại
T, P giống nhau giữa V
n
và L
n
do chúng ở
trong trạng thái cân bằng pha với nhau
Cân b
ằng vật chất (C cấu tử)
Phân b
ố pha của C cấu tử
Cân bằng năng lượng
2
C
C
1
Tổng 2C + 3
3C2N
e
c

6C2)3C2()9C4(NNN
e

1
Tổng 2C + 6
- Kết quả phân tích các bộ phận phổ biến được thống kê trong bảng sau :
Bộ phận
e
v
N
e
c
N
e
i
N
Dòng đồng thể (homogeneous stream)
B
ộ chia dòng (stream divider)
B
ộ trộn dòng (stream mixer)
B
ơm (pump)
Thi
ết bị gia nhiệt (heater)
Thi
ết bị làm lạnh (cooler)
TB ng
ưng tụ toàn phần (total condenser)
TB gia nhi
ệt đáy tháp toàn phần (total reboiler)
TB ng
ưng tụ một phần (partial condenser)

2C + 3
2C + 3
2C + 3
3C + 4
2C + 3
2C + 3
C + 2
C + 5
2C + 6
C + 4
C + 4
C + 4
C + 4
C + 4
C + 4
C + 4
2C + 6
2C + 7
C + 3
C + 4
b. Phân tích hệ thống (analysis of unit)
H
ệ thống (unit) được định nghĩa là sự kết hợp của các bộ phận (element) và không
nh
ất thiết phải là toàn bộ dây chuyền công nghệ.


e
ir
u