Bài tập lớn môn Tin ứng dụng
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ-ĐỊA CHẤT
KHOA DẦU KHÍ
BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU
BÀI TẬP LỚN MÔN TIN ỨNG DỤNG
Đề bài: Anh chị hãy thiết kế, mô phỏng một quy trình công nghệ lọc dầu,
hóa dầu, chế biến khí, hóa học đã học bằng phần mềm Hysys
Giáo viên hướng dẫn: Ths. Đoàn Văn Huấn
Thực hiện : Nhóm 5 Lớp Lọc hóa dầu B_K53
Hà Nội,11/2012
GVHD Ths. Đoàn Văn Huấn Page 1
Bài tập lớn môn Tin ứng dụng
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
Sự phát triển của ngành công nghiệp hóa học trong những năm vừa qua chứng tỏ
dầu mỏ và khí là những nguyên liệu lý tưởng cho công nghiệp tổng hợp hữu cơ - hóa dầu.
Từ mỏ dầu và khí, qua các quá trình tổng hợp hữu cơ – hóa dầu rất nhiều các hợp chất
hữu cơ, các hợp chất trung gian cho công nghiệp và đời sống đã được tổng hợp nên.
Khi nguồn dầu mỏ đang dần cạn kiệt thì khí tự nhiên có vai trò ngày càng quan
trọng cho công nghiệp hóa dầu. Để có nguồn khí nguyên liệu đáp ứng tốt nhất cho công
nghiệp hóa dầu thì thành phần của khí phải đảm bảo không chứa các nhiều hợp phần
không mong muốn. Trong các thành phần của khí tự nhiên chứa chủ yếu là metane, và
một lượng nhỏ các hợp phần khác như etane, propan…và các thành phần vô cơ (rất ít).
Do đó khí khi khai thác lên ta cần phải tách riêng các thành phần để sử dụng chúng với
các mục đích khác nhau.
Với mục đích tách riêng các thành phần quan trong trong khí tự nhiên đã có rất
nhiều phương pháp được nghiên cứu và sử dụng. Trong bài tập lớn này chúng tôi xin
trình bày về một quá trình tách NGL từ khí tự nhiên và tiến hành mô phỏng sơ đồ công
nghệ trong phần mềm HYSYS. Mục đích là để:
 Vận chuyển khí (không còn các hydrocacbon nặng ngưng tụ trong đường ống).
 Đáp ứng đặc tính kỹ thuật của khí thương phẩm

hợp phần chính của khí tự nhiên. Nó chiếm từ 70-98% thể tích của khí tự nhiên.
Khí đồng hành là khí thu được khí khai thác dầu mỏ, hỗn hợp khí bay ra cùng với
dầu. Khí đồng hành có hàm lượng metane ít hơn khí tự nhiên (48-80%) và chứa nhiều
hydrocacbone nặng hơn.
Bảng 1.1. Nhiệt độ sôi của các cấu tử trong hỗn hợp
Cấu tử Nhiệt độ sôi (
0
C)
Metane -161,5
Etane -88,3
Propane -42,4
Iso-butane -10,2
GVHD Ths. Đoàn Văn Huấn Page 3
Bài tập lớn môn Tin ứng dụng
n-butane -0.05
Pentane 36
1.3.2. Sơ đồ công nghệ.

Khí sau khi khai thác ngoài các cấu tử chính là các hydrocacbone paraffin còn
chữa các tạp chất như: bụi, hơi nước, khí trơ, CO
2
, H
2
S, các tạp chất hữu cơ của lưu
huỳnh. Trước khi đưa vào chế biến khí cần phải qua công đoạn chuẩn bị, tại đó tiến hành
loại bỏ các tạp chất kể trên bằng các quá trình tách bụi, tách hơi nước và tách khí axit.
Để loại bỏ bụi người ta sử dụng các thiết bị như cyclone, lắng bụi và lọc điện. Đối
với khí ẩm có chứa nhiều dầu mỏ nguyên khai người ta dùng thiết bị scrubber, cyclone
ẩm, máy rửa quay…Còn đối với các khí axit đuợc sử lý bằng phương pháp hấp thụ bởi
DEA hay MEA ngoài ra có thể sử dụng phương pháp hấp phụ.

propane
Tháp tách
ethane
CO
2
, H
2
S
Bài tập lớn môn Tin ứng dụng
CHƯƠNG II THIẾT KẾ, TỐI ƯU QUÁ TRÌNH VÀ TÍNH TOÁN THIẾT BỊ
2.1. Cơ sở thiết kế
Dựa vào thành phần nguyên liệu và yêu cầu sản phẩm ta sẽ lựa chọn các loại thiết
bị tách khác nhau. Đối với quá trình tách methane thì ta sẽ chọn thiết bị tách có cơ chế
vận hành giống như tháp Reboiler Absorber.
Còn đối với quá trình tách ethane và propane thì ta chọn thiết bị giống như thiết bị
chưng cất liên tục (Distillation Column)
GVHD Ths. Đoàn Văn Huấn Page 5
Bài tập lớn môn Tin ứng dụng
2.2.Cơ sở tối ưu quá trình
Tối ưu nhiệt độ đầu vào của nguyên liệu: Nhiệt độ của hỗn hợp đầu vào tháp có
thể thay đổi bất kỳ. Với nhiệt độ thay đổi hỗn hợp đầu vào cũng thay đổi trạng thái nhiệt
động của nó. Điều này cũng dẫn đến làm thay đổi lượng hơi và lượng lỏng đi trong tháp.
Chỉ số hồi lưu: Chỉ số hồi lưu càng lớn thì nhiệt lượng được tiêu thu ở đáy tháp
càng nhiều, vì phải làm bay hơi lượng hồi lưu này. Mặt khác số đĩa lý thuyết của tháp
giảm cùng với sự tăng của chỉ số hồi lưu. Nếu giảm chỉ số hồi lưu thì sẽ làm tăng chi phí
chế tạo tháp mặc dù có giảm chi phí làm việc. Vì vậy cần tiếp cận giá trị thích hợp của
chỉ số hồi lưu.
Vị trí nạp liệu: Vị trí nạp liệu có ảnh hưởng đến lượng lỏng và hơi đi trong tháp vì
tại vị trí nạp liệu có một lượng lỏng đi xuống đáy tháp và một phần hơi bay lên đỉnh tháp.
Do đó nó làm thay đổi cân bằng vật liệu trong tháp.

CO
2
0.0048
C
1
0.7041
C
2
0.1921
C
3
0.0706
i-C
4
0.0112
n-C
4
0.0085
i-C
5
0.0036
n-C
5
0.0020
n-C
6
0.0003
n-C
7
0.0002

Inlet Stage 4_main TS
Stage Numbering Top Down
GVHD Ths. Đoàn Văn Huấn Page 8
Bài tập lớn môn Tin ứng dụng
Ovhd Vapour Outlet DC1 Ovhd
Reboiler Energy Stream DC1 Reb Q
Bottoms Liquid Outlet DC1 Btm
Presure
Profile
Top Stage Presure 2275 kPa
Reboiler Presure 2310 kPa
Optional
Estimates
Optional Top Stage
Temperature Estimate
-88
0
C
Optional Reboiler
Temperature Estimate
27
0
C
Monitor
/digign
Ovhd Prod Rate 1338 kgmole/h
Design
[specs]
Column Component
Fractions

Design/Connections
Connections No. of stage 14
Feed Stream / stage DC2 Feed / 6
Condenser Type Partial
Overhead Vapour Product DC2 Ovhd
Bottom Product DC2 Btm
Overhead Liquid Product DC2 Dist
Reboiler Duty DC2 Reb Q
Condenser Duty DC2 Cond Q
GVHD Ths. Đoàn Văn Huấn Page 10
Bài tập lớn môn Tin ứng dụng
Presure Profile Condenser 2725kPa
Condenser Delta P 35kPa
Reboiler 2792 kPa
Optional Estimates
Condenser
-4
0
C
Reboiler 95
0
C
Specifications
Overhead Vapour Rate
320 kgmole/h
Distillate Rate 0 kgmole/h
Reflux Ratio 2.5 ( Molar)
Design [specs] Component Ratio
Name
Stage

Bảng 3.7. Các thông số tháp tách propane
Name DC3
Design/Connections
Connections No. of stage 24
Feed Stream / stage DC3 Feed / 11
Condenser Type Total
Bottom Product DC3 Btm
Overhead Liquid Product DC3 Dist
Reboiler Duty DC3 Reb Q
Condenser Duty DC3 Cond Q
Presure Profile Condenser 1585kPa
GVHD Ths. Đoàn Văn Huấn Page 12
Bài tập lớn môn Tin ứng dụng
Condenser Delta P 35kPa
Reboiler 1655kPa
Optional Estimates
Condenser
38
0
C
Reboiler 120
0
C
Specifications
Distillate Rate
110 kgmole/h
Reflux Ratio 1.0 ( Molar)
Design [specs] Component Fraction
Name
Stage

Sản phẩm ra ở đỉnh chứa chủ yếu là propane
GVHD Ths. Đoàn Văn Huấn Page 13
Bài tập lớn môn Tin ứng dụng
3.4. Kết quả mô phỏng
GVHD Ths. Đoàn Văn Huấn Page 14
Bài tập lớn môn Tin ứng dụng
CHƯƠNG 4 PHỤ LỤC
1.Sơ đồ công nghệ đầy đủ
2. Dòng nguyên liệu
Phụ lục 4.1. Thành phần dòng nguyên liệu
Name Feed 1
Nhiệt độ -95
0
C
Áp suất 2275 kPa
Lưu lượng 1620 kgmole/h
Thành phần Mole fraction
N
2
0.0025
CO
2
0.0048
C
1
0.7041
C
2
0.1921
C

C 17.92
0
C
Áp suất (kPa) 2275 2310
Lưu lượng (kgmole/h) 1188 431.8
Mole Fraction
N
2
0.0034 0.0000
CO
2
0.0063 0.0006
Methane 0.9600 0.0000
Ethane 0.0291 0.6407
Propane 0.0011 0.2617
i-butane 0.0000 0.0419
n-butane 0.0000 0.0318
i-pentane 0.0000 0.0135
n-pentane 0.0000 0.0075
n-hexane 0.0000 0.0011
n-heptane 0.0000 0.0008
n-octane 0.0000 0.0004
4. Bơm
Phụ lục 4.3. Thông số dòng vào và ra của bơm
P - 100
DC1 Btm DC2 Feed
Nhiệt độ (
0
C) 17.92 18.65
Áp suất (kPa) 2310 2790

6.Van
Phụ lục 4.5. Thông số dòng ra và vào van
VLV - 100
DC2 Btm DC3 Feed
Nhiệt độ (
0
C) 87.83 63.89
Áp suất (kPa) 2792 1690
Lưu lượng(kgmole/h) 147.7 147.7
GVHD Ths. Đoàn Văn Huấn Page 17
Bài tập lớn môn Tin ứng dụng
7.Tháp De- propane ( Distillation Column)
Phụ lục 4.6. Dòng sản phẩm của tháp tách propane
DC3 Dist DC3 Btm
Nhiệt độ (
0
C) 45.83 105.5
Áp suất (kPa) 1585 1685
Lưu lượng (kgmole/h) 106.6 41.1
Mole Fraction
N
2
0.0000 0.0000
CO
2
0.0000 0.0000
Methane 0.0000 0.0000
Ethane 0.0098 0.0000
Propane 0.9752 0.0200
i-butane 0.0138 0.4042