BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

Chương 1:

GIỚI THIỆU PRO/II
1.1 Mô phỏng và vai trò của mô phỏng
Mô phỏng, tiếng Anh là Simulation, ngày nay đã trở thành một thuật ngữ quen
thuộc trong nhiều ngành, từ công nghiệp nặng cho đến công nghệ vũ trụ và nền công
nghiệp giải trí.
Theo đònh nghóa của tự điển thuật ngữ khoa học kỹ thuật của Nhà xuất bản
MacGrawHill thì thuật ngữ mô phỏng được hiểu như sau.
Mô phỏng là việc phát triển và sử dụng mô hình máy tính để nghiên cứu hệ
động học thực.
Vai trò của mô phỏng càng ngày càng quan trọng. Việc sử dụng mô phỏng đã
giúp con người tiết kiệm được khá nhiều tiền của, tiết kiệm được thời gian, giảm bớt
số lần thí nghiệm, và đã giảm thiểu các nguy cơ có thể xảy ra cho tính mạng và tài
sản.
Trong ngành công nghiệp dầu khí hiện nay mô phỏng cũng đã chiếm một vò trí
đáng kể. Khi mà các quá trình không thể quan sát và cũng khó có thể biết được
phương cách mà chúng xảy ra như thế nào thì mô phỏng đã giúp cho các kỹ sư điều
đó.

1.2 Các phần mềm mô phỏng sử dụng trong công nghiệp dầu khí
Nền công nghiệp dầu khí có quy mô to lớn, từ các quá trình khai thác đến chế
biến đều có các phần mềm mô phỏng tương ứng. Các phần mềm này rất đa dạng,
nhưng tựu chung có thể phân chia chúng thành các loại sau:
n Các phần mềm dùng cho thiết kế: Điển hình như phần mềm thiết kế đường ống
OLGA 2000, phần mềm thiết kế và mô phỏng đường ống PipeSim của công ty
Schlumberger.
n Các phần mềm mô phỏng các quá trình thực để hổ trợ đào tạo: Đây là dạng phổ
biến không chỉ trong công nghiệp dầu khí mà trong phần lớn các ngành hiện nay. Như

+ Pro/II có kèm theo nhiều nguồn tài liệu, giúp cho người dùng hiểu rõ hơn về bản
chất chương trình, từ đó giúp họ mô hình hóa các phân xưởng lên máy tính dễ dàng
hơn và giúp họ đánh giá kết quả của chính mình.

1.3 Giới thiệu về Pro/II
1.3.1 Pro/II và ứng dụng Pro/II
Pro/II là một trong những sản phẩm của tổ hợp
SIMSCI, được thành lập từ năm 1957 chuyên về thiết
kế các phần mềm mô phỏng trong công nghệ hóa học,
đặc biệt là về nền công nghiệp lọc hóa dầu. Hiện nay
sản phẩm của tổ hợp này khá đa dạng, bao gồm các
phần mềm về thiết kế các thiết bò, đường ống, tính toán
kinh tế…
Phần mềm thiết kế mô phỏng Pro/II là sản phẩm đầu tiên của SIMSCI, là kết quả
của 4 lần nâng cấp từ chương trình đầu tiên năm 1967 đến năm 1988 thì chính thức ra
đời với tên gọi Pro/II. Chương trình này không ngừng được nâng cấp và hiện nay đã có
phiên bản mới nhất là 6.0,( Đề tài này đang sử dụng phiên bản 5.1)
Phần mềm này có thể ứng dụng vào nhiều quá trình:
Xử lý dầu/ khí
Tinh chế
Hóa dầu
Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN TRUNG

Trang - 4 -


BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

Polyme
Dược phẩm

Mở một cửa sổ quan sát
khác cho lưu đồ
Dấu hay hiển thò bảng nổi
PFD
Cung cấp các mô tả cơ bản
cho dự án mô phỏng
Thiết lập hệ đơn vò cho
mỗi dự án mô phỏng.
Chọn các cấu tử
Thiết lập dữ liệu cho các
cấu tử
Chọn các phương pháp
nhiệt động học
Bố sung cutpoint cho
đường TBP và các phương
pháp tính chất hóa.
Đònh nghóa các dữ liệu
phản ứng
Nhập vào các thủ tục tính
động học phản ứng
Đònh nghóa quá trình
nghiên cứu mẫu
Thiết lập trình tự tính toán
Đònh nghóa các bước lặp
và mức độ hội tụ
Hiển thò cửa sổ thu nhỏ sơ
đồ mô phỏng

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN TRUNG


Trang - 6 -


BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

1.3.2.3 Ý nghóa của các loại màu khóa trên màn hình
Để báo hiệu tình trạng mô phỏng hiện hành, Pro/II sử dụng bộ màu khóa, mỗi
màu sẽ tương ứng với mỗi trạng thái mô phỏng. Người dùng có thể tuỳ biến các màu
khóa bằng cách vào cửa sổ Set Colors bằng cách chọn Option/Colors… từ thanh
menu.
Màu
Đỏ
Xanh Lục
Xanh
Vàng
Xám
Đen

Ý Nghóa
Dữ liệu bắt buộc
Dữ liệu lựa chọn hay mặc đònh
Dữ liệu cung cấp bởi người dùng
Dữ liệu nghi vấn. Cảnh báo rằng dữ liệu mà người dùng
cung cấp nằm ngoài khoảng bình thường.
Vùng dữ liệu không có sẵn cho người dùng
Dữ liệu không bắt buộc nhập.
Bảng 1-1: Ý nghóa các loại màu khóa

1.4 Cơ bản về một dự án mô phỏng
Pro/II cho phép người dùng có nhiều phương pháp chọn lựa để nhập dữ liệu.

bằng ngôn ngữ này. Tuy nhiên không quá khó để đọc, điều quan trọng là người dùng
sẽ phân tích và xử lý các thông tin có được từ bảng báo cáo. Kết quả có phù hợp với
các số liệu thực hay không, nếu sai thì mức độ sai số có chấp nhận được không,
nguyên nhân nào dẫn tới sai số… tất cả đều phụ thuộc vào trình độ, vào kỹ năng
người dùng.

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN TRUNG

Trang - 9 -


BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

CHƯƠNG 2:

ỨNG DỤNG PRO/II VÀO CÁC QUÁ TRÌNH CHẾ
BIẾN DẦU KHÍ
Pro/II là chương trình mô phỏng tính toán, các quá trình mô phỏng đều ở trạng
thái tónh-trạng thái mà các hiện tượng xảy ra không phụ thuộc thời gian. Vì thế mà
các thiết bò điều khiển và đo lường sẽ không có. Các ứng dụng mô phỏng sau đây
cũng vậy. Kết quả của quá trình mô phỏng đều là kết quả của trạng thái tónh, nghóa
là người dùng sẽ không thấy ảnh hưởng trực quan của việc thay đổi một thông số
điều khiển lên quá trình làm việc của thiết bò giống như với các phần mềm mô phỏng
điều khiển dùng cho quá trình đào tạo. Kết quả từ chương trình sẽ là kết quả tính
toán được mà phần mềm mô phỏng điều khiển không cho thấy được. Đó là cân bằng
vật chất, đó là các tính chất hóa lý, các tính chất đặc trưng như RVP, điểm hóa đục,
RON… Trong các ứng dụng có dùng chức năng Case-Study để thay đổi một số thông
số nhằm đưa ra một cái nhìn về sự ảnh hưởng của việc thay đổi này lên các thông số
khác của quá trình. Tuy nhiên,dù thay đổi như thế nào thì chương trình vẫn chạy theo
các thông số làm việc đã thiết lập (đây chính là trường hợp cơ bản)-và việc tính toán

Cấu tử
C2
C3
iC4
nC4
iC5

Phần mol
C2
0.011
C3
0.5528
iC4
0.1716
nC4
0.2569
iC5
0.0055
nC5
0.0020
Tổng
0.9999
Bảng 2-1: Thành phần sản phẩm đỉnh

Phần mol
0.0087
0.4369
0.1357
0.2056
0.0609

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN TRUNG

Trang - 11 -


BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

được mô phỏng đúng dạng kettle, bình ngưng tụ sẽ là dạng ngưng tụ một phần. Đóa
nạp liệu là đóa số 8.
Hệ nhiệt động học được chọn là SRK. Hình 2.1 là mô hình mô phỏng tháp
chưng cất C-02.
Đưa thêm mô hình Optimizer và cung cấp các điều kiện cần thiết.
2.1.4 Kết quả mô phỏng và thiết kế
2.1.4.1 Kết quả của các dòng
Nguyên liệu

ĐÁY

ĐỈNH

1473.4706
73
11.35
56.5558
Hỗn hợp

308.9442
147.34
11.5
80.6358

0.257

0.0609
0.2723
PENTANE
0.3072
0.0666
HEXANE
0.0532
0.2537
HEPTANE
0.1154
0.0242
OCTANE
5.60E-03
0.0267
NONANE
2.00E-03
9.54E-03
DECANE
6.00E-04
2.86E-03
Bảng 2-3: Thành phần và điều kiện của các dòng
2.1.4.2Kết quả tổng quan cho tháp C-02
Tỷ số hồi lưu

4.82E-03
2.77E-03
1.48E-06
1.82E-09


Bảng 2-4: Tỷ số hồi lưu của tháp C-02

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN TRUNG

Trang - 12 -


BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Lưu lượng
Đóa

Nhiệt độ Áp suất Lỏng
0C
ATM

Hơi

Nguyên liệu Sản phẩm Công suất nhiệt
M*KJ/HR
KG-MOL/HR

1C

58.3

11.00

1041.7


993.9 2170.9

6

70.2

11.11

980.8 2158.5

7

71.4

11.13

966.6 2145.4

8

72.6

11.15

948.7 2131.1

9

74.1


1632.2 1294.3

13

95.7

11.26

1650.8 1323.3

14

101.0

11.28

1658.3 1341.8

15

105.9

11.30

1660.4 1349.4

16

110.6


126.8

11.41

1695.8 1380.0

21

129.8

11.43

1693.4 1386.9

22

133.2

11.46

1671.9 1384.5

23

138.1

11.48

1610.7 1363.0




BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

-

Kích thước của ống chảy chuyền như sau:
+ ống chảy chuyền bên: 211.498 mm
+ ống chảy chuyển giữa: 157.233 mm
+ ống chảy chuyền lệch tâm: 176.044 mm
Sau đó chương trình sẽ cập nhật các số liệu đã tính được và sẽ tính lại một số kích
thước, cũng như hệ số ngập lụt, độ sụt áp của từng đóa. Kết quả nằm ở bảng báo cáo
của chương trình.
2.1.4.4 Kết quả tối ưu hóa
Chương trình đã cho kết quả đóa nạp liệu tối ưu sẽ là đóa số 10 (giá trò tính được là
10.29). Ngoài ra chương trình sẽ cho kết quả thiết kế ứng với trường hợp tối ưu.

Đóa nạp liệu

Kết quả chưa tối ưu Kết quả tối ưu
8
10

Công suất nồi tái đun (106 kcal/h)
6.8282
6.5070
6
Công suất thiết bò ngưng tụ (10 kcal/h)
-4.6183
-4.2965

%mol C5 trong sản
phẩm đáy
0.57950 0.52950 0.47950 0.42950 0.37950 0.32950
Tỷ số hồi lưu
0.96376 0.64541 0.48349 0.35249 0.22124 0.03154
Công suất nồi tái đun
(106 kcal/h)
6.82860 5.35250 4.59090 3.95790 3.33010 2.44750
Bảng 2-7: nh hưởng của việc thay đổi % C5 lên tỷ số hồi lưu và công suất reboiler

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN TRUNG

Trang - 14 -


BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

Qua bảng 2-7 ta thấy để hạn chế C5+ đi vào dòng distillat thì công suất nhiệt và tỷ lệ
hồi lưu phải tăng lên rất nhiều. Lấy ví dụ để tăng %C5 từ 0.5295 lên 0.5795 thì phải
mất 1.4761 triệu kcal/h và tỷ số hồi lưu cũng tăng lên từ 0.64541 đến 0.96376.
2. nh hưởng của việc thay đổi nhiệt độ dòng nguyên liệu lên công suất của thiết bò
ngưng tụ và tỷ số hồi lưu
Nhiệt độ dòng
nguyên liệu 0C
73
103
133
163
193
223

Đóa trên cùng (đóa 2)
Vùng Flash (đóa 18)
Đáy tháp
Tháp stripping kerosen
Tháp stripping diesel
Tháp stripping gasoil

1.379 bara
1.600 bara
1.875 bara
1.910 bara
1.826 bara
1.875 bara
1.930 bara

Bảng 2-9: Số liệu áp suất

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN TRUNG

Dòng
Lưu lượng
Nước loại ra
8750 kg/h
Naptha
170 m3/h
Kerosen
115 m3/h
Diesel
95 m3/h
AGO

97.8
208.0
iC4
0.3
20
165.5
329.9
nC4
0.7
30
237.2
459.0
iC5
0.5
40
310.0
590.0
nC5
1.2
50
365.6
690.1
Tổng
: 3%
60
410.0
770.0
70
462.8
865.0

có reboiler mà thay vào đó là dòng hơi có công suất 10000 lb/h. Tất cả các dòng hơi
được dùng đều có điều kiện làm việc như nhau : 60 psig, 600 F (5.08 atm, 333.3 0C).
Điều này là hợp lý với các phân xưởng thực, vì thường các dòng hơi đều được lấy từ
một nguồn. Tháp chính bao gồm 42 đóa thực, có 3 dòng hồi lưu vòng. Vò trí và các
điều kiện của các dòng hồi lưu vòng được cho trên hình vẽ. Vò trí các dòng lấy sản
phẩm sườn cũng được cho trên hình vẽ.

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN TRUNG

Trang - 16 -


BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

Hình 2.2 : Sơ đồ công nghệ và các điều kiện làm việc của phân xưởng thực
2.2.4 Dữ liệu và hệ nhiệt động học
Hệ nhiệt động được dùng là hệ Grayson-Streed, đây là tập hợp của nhiều phương
pháp tính. Hệ này phù hợp cho việc tính hệ số cân bằng K và entanpi cho các dự án
mô phỏng chưng cất chân không và khí quyển. Cũng có thể dùng hệ Braun K-10,
nhưng hệ này tỏ ra phù hợp với các hệ chưng cất chân không hơn.
Để có được kết quả mô phỏng chính xác đòi hỏi việc thiết lập các tính chất của
dầu thô càng chính xác càng tốt. Lỗi lớn nhất thường xuất hiện ở dòng cặn khí
quyển, và có thể dẫn tới các kết quả tồi khi mô phỏng tháp chân không với dòng
nguyên liệu là cặn khí quyển vừa tính được. Các tính chất của dầu thô sẽ càng chính
xác nếu có các dữ liệu về khối lượng phân tử và trọng lượng.
Sau khi nhập các dữ liệu vào, chương trình sẽ tự động tạo ra một số lượng các cấu
tử giả và cũng tự động tính điểm sôi, trọng lượng, khối lượng phân tử của chúng. Các
tính chất này sau đó sẽ được dùng để tính các tính chất cần thiết khác.
Để bổ sung tính chính xác của đường TBP, nói cách khác là làm cho đường TBP
có vẻ trơn tru hơn, tại điểm 3%V nhập giá trò điểm sôi 97 F của n-Pentan.

Trang - 18 -


BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

Thông thường nguyên liệu trước khi đưa vào tháp sẽ được đưa qua thiết bò gia
nhiệt (thường là các lò đốt). Trong mô hình mô phỏng cũng có thể đưa vào để tính
thiết bò gia nhiệt này. Mặc dù Pro/II không có mô hình lò đốt, nhưng có thể mô
phỏng lò đốt như là một đóa lý thuyết đóng vai trò thiết bò gia nhiệt. Nguyên liệu
được xem là ở trạng thái lỏng ở áp suất thiết lập của Flash Zones, để đảm bảo không
có quá trình bay hơi xảy ra và toàn bộ nguyên liệu sẽ nằm trên đóa nạp liệu. Công
suất của lò đốt sẽ được tính để thỏa mãn lượng lỏng xác đònh quay trở lại Flash
Zones.
Như vậy cùng với thiết bò ngưng tụ được xem như một đóa lý thuyết thì tháp sẽ có
18+2=20 đóa lý thuyết.
Các đặc tính làm việc ở đây bao gồm: 1 đặc tính làm việc của tháp chính, và 3
đặc tính làm việc cho các tháp stripping. Các đặc tính đó (SPEC) sẽ thể hiện qua chất
lượng sản phẩm đã nêu ở bảng 2-12, thường thì thiết lập bằng điểm 95% sẽ cho kết
quả hội tụ tốt. Nếu ở phần đầu của đường cong có sự khác biệt lớn thì nên nhập các
điểm 5% vào. Các biến (VARY) để thỏa mãn các đặc tính là: công suất của thiết bò
ngưng tụ và lưu lượng các dòng sản phẩm sườn của tháp chính.
Lưu lượng của các dòng hồi lưu vòng được tính để thỏa mãn công suất làm lạnh
mong muốn và nhiệt độ trả về.
Khi thiết lập công suất nhiệt của các thiết bò làm lạnh sườn, cần phải lưu ý đến
giá trò công suất dựa trên lưu lượng của dòng hồi lưu vòng đo được. Có nhiều lỗi
không chính xác gây ảnh hưởng đặc biệt nghiêm trọng, và nếu quá trình làm lạnh
quá nhiều sẽ dẫn tới việc làm khô dòng lỏng đang chảy từ đóa phía trên xuống thiết
bò làm lạnh. Khi có quá trình làm khô xảy ra sẽ dẫn tới lỗi trong trình tự tính toán,
điều này phản ánh các lỗi xảy ra trong quá trình vận hành tháp thực. Nếu công suất
của dòng hồi lưu vòng không có sẵn, chúng sẽ được tính để thỏa mãn lượng lỏng


Naptha

Kerosen

Diesel

AGO

Cặn

2968.2594

2968.3

1302.207

461.8209

302.859

335.5965

581.2605

Nhiệt độ, oC

232.22

379.64


97.3379

173.88

247.7744

327.7475

528.9547

30612.61

56922

2074.937

17124.331

34660.26

0.5908

0.671

0.49

0.5986

0.6519


1.85

Độ sụt áp, ATM

1.0207E-01

Công suất, M*KCAL/HR Đònh nghóa

78.1485

Bảng 2-14 : Kết quả của thiết bò bay hơi dòng nguyên liệu
2. Kết quả của tháp chưng cất
Lưu lượng
Đóa
1C

Nhiệt độ
0
C

p suất
ATM

Lỏng

43.3

1.36



155.9

1.60

2631.3

4253.5

4

171.9

1.61

2596.2

4423.4

5

181.4

1.63

2510.5

4388.3

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN TRUNG

8

211.0

1.68

1255.2

3712.7

9

229.6

1.70

2948.3

3408.5

10

248.0

1.71

1716.0

3985.3


14

318.6

1.78

1067.9

3496.0

15

333.6

1.80

884.0

3411.2

16

347.3

1.82

228.2

3151.2


20

373.5

1.88

1/ 21

202.8

1.80

2/ 22

194.0

1.80

1/ 23

276.3

1.85

2/ 24

267.3

1.85



2970.3M

78.1485

251.8V

580.4L

574.6L

213.4V

100.7V

461.9L

392.5L

202.5V

113.3V

303.3L

374.5L

76.1V

37.8V


Lưu lượng
KG-MOL/HR K*KG/HR STD M3/HR

14

13

318.6 232.2 1.0000 1.0000

652.09

179.012

203.70

10

9

248.0 154.4 1.0000 1.0000

1116.24

224.228

267.38

3


AGO
DIESEL FEED
KEROSEN NAPHTHA 1A
215.034 192.112 -20.996
117.567
-63.438 -20.996
314.417 251.166 64.203
171.552
6.096 64.203
335.563 265.778 97.903
182.947
33.941 97.903
367.576 293.352 237.254
205.219
77.384 237.254
388.541 312.773 365.454
224.012
103.219 365.454
412.219 331.849 462.503
244.343
131.851 462.503
455.529 357.507 671.439
271.666
166.222 671.439
473.889 368.875 767.982
283.368
177.855 767.982
505.17 389.025 842.098
305.741
190.824 842.098


80

100 %V

Hình 2.4 : Đường TBP cho nguyên liệu và sản phẩm
2.2.7. Kết quả khi tăng lượng Kerosen
Sau khi đã thành lập được mô hình mô phỏng và đã so sánh với số liệu thực
tiễn, kết luận cho thấy là mô hình tỏ ra phù hợp với các điều kiện thực. Từ đó ta có
thể thực hiện việc thay đổi các thông số mô hình để áp dụng vào thực tiễn hay để
nghiên cứu tính kinh tế của việc thay đổi đó.
Dưới đây sẽ thực hiện việc thay đổi thông số nhằm gia tăng lượng sản phẩm
kerosen. Vấn đề đặt ra ở đây đó là do yêu cầu và giá cả của gasoil và nhiên liệu
phản lực thay đổi, giám đốc nhà máy quyết đònh gia tăng sản lượng kerosen và giảm
lượng naptha. Trước khi thực hiện thay đổi ở phân xưởng, bộ phận kinh tế cần các số

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN TRUNG

Trang - 22 -


BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

liệu kỹ thuật để ước tính lợi nhuận. Để thực hiện việc thay đổi, ta sẽ chuyển các vật
liệu ở phần cuối của naphtha sang phần đầu của kerosen bằng cách giảm đặc tính
làm việc của tháp, điểm D86 95% của naphtha sẽ giảm từ 1710C xuống 1650C. Tuy
nhiên việc thêm các vật liệu nhẹ vào kerosen sẽ làm giảm nhiệt độ chớp lửa của nó.
Để gia tăng nhiệt độ chớp lửa ta sẽ gia tăng lượng hơi nước stripping kerosen. Điểm
chớp lửa có thể chấp nhận được khi điểm D86 5% là 186 0C.
Kết quả được trình bày tóm tắt ở các bảng 2-18 và 2-19, kết quả cụ thể nằm

Trường hợp tăng lượng
nhiên liệu phản lực
Thiết bò ngưng tụ
-36.02
-36.70
Hồi lưu vòng đỉnh
-12.10
-12.60
Hồi lưu vòng diesel
-12.08
-12.60
Hồi lưu vòng AGO
-10.21
-10.08
Vùng flash (lò đốt)
79.02
78.18
Bảng 2-19: So sánh công suất nhiệt của 2 trường hợp
* Việc mở rộng mô hình nghiên cứu có thể dựa trên các chi tiết về giá thành của sản
phẩm, các chi phí nhiệt của hơi, nồi tái đun và thiết bò ngưng tụ, từ đó dùng mô hình
optimizer để tìm ra các thông số vận hành tối ưu để thu được lợi nhuận tối đa.
2.2.8 Nghiên cứu mô hình
2.2.8.1 nh hưởng của nhiệt độ dòng hồi lưu vòng quay về tháp
* Xét ảnh hưởng lên khối lượng phân tử các dòng naptha, 15 và 17
Nhiệt độ hồi lưu vòng đáy oC
Nhiệt độ hồi lưu vòng giữa oC
Hồi lưu vòng đỉnh oC
KLPT dòng 17
KLPT dòng 15
KLPT dòng naptha


272.22
194.44
119.44
237.07
168.93
97.316

Trang - 23 -


BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

Nhiệt độ trả về của các dòng hồi lưu vòng không ảnh hưởng đến bản chất của các
dòng 15, 17 và naptha
* Xét ảnh hưởng lên lưu lượng dòng 15, 17, naptha, kerosen và diesel
Nhiệt độ hồi lưu vòng đáy oC
Nhiệt độ hồi lưu vòng giữa oC
Hồi lưu vòng đỉnh oC
Lưu lượng dòng naptha
+ kg/h
+ m3/h
Lưu lượng dòng 15
+ kg/h
+ m3/h
Lưu lượng dòng kerosen
+ kg/h
+ m3/h
Lưu lượng dòng 17
+ kg/h

97091
118.91

96934
118.72

96747
118.5

96519
118.23

80316
97.849

80184
97.697

80032
97.515

79851
97.302

79631
97.041

93401
108.56


Nhiệt độ hồi lưu vòng đáy oC 232.22 242.22 252.22 262.22 272.22
Nhiệt độ hồi lưu vòng giữa oC 154.44 164.44 174.44 184.44 194.44
Hồi lưu vòng đỉnh oC
79.444 89.444 99.444 109.44 119.44
3
Lưu lượng dòng hồi lưu, m /h 177.48 177.89 178.32 178.89 179.61
Tỷ số hồi lưu (mol)
0.746 0.7478 0.7497 0.7522 0.7554
Nhiệt độ trả về của các dòng hồi lưu vòng làm tăng tỷ số hồi lưu và tất nhiên làm
lượng hồi lưu tăng.
* Như trên đã đề cập việc thay đổi các thông số này sẽ không làm ảnh hưởng đến
chất lượng sản phẩm, bởi chương trình sẽ chỉ tính riêng ảnh hưởng của các thông số
này và vẫn bảo đảm yêu cầu làm việc của tháp.
6.2 nh hưởng của việc thay đổi chất lượng sản phẩm

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN TRUNG

Trang - 24 -


BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

Ở đây xét ảnh hưởng lần lượt của việc tăng điểm 95% trên đường ASTM D86 của
dòng naptha, kerosen, diesel lên công suất của lò đốt (nhiệt độ của dòng nguyên liệu
đi vào tháp) , và lên các dòng nguyên liệu đi vào tháp stripping
D86-95% của NAPTHA
171.1 176.1 181.1 186.1 191.1
6
Công suất lò đốt (10 kcal/h)
78.154 78.081 78.045 77.97 77.901

3
Lưu lượng dòng 17 (m /h))
108.56 118.42 129.06 136.78
Bảng 2-22 : Ảnh hưởng của chất lượng diesel

371.67
70.241
365.83
145.59

TBP-95 của AGO
473.89 478.89 483.89 488.89
6
Công suất lò đốt (10 kcal/h)
78.146 81.191 84.853 89.162
0
Nhiệt độ nguyên liệu C
379.74 385.05 391.44 398.95
3
Lưu lượng dòng 19 (m /h)
132.63 145.58 160.94 178.96
Bảng 2-23: nh hưởng của chất lượng AGO

493.89
94.231
407.79
199.51

D86-95% của NAPTHA
171.1 176.1 181.1 186.1 191.1


- Chỉ trừ trường hợp xét riêng cho dòng diesel, các trường hợp còn lại công suất lò
đốt và tất nhiên là nhiệt độ nguyên liệu tăng khi điểm D85-95% tăng. Qua các bảng
ta thấy ảnh hưởng đồng thời của 4 dòng lên công suất lò đốt gần giống với trường
hợp tăng điểm TBP-95 của AGO. Lưu ý cho trường hợp nhiệt độ dòng nguyên liệu
tăng quá 4000C vì đây là ngưỡng giới hạn nhiệt độ, nếu quá 4000C thì dầu sẽ bò phân
hủy
- Khi điểm D86-95% tăng thì lưu lượng các dòng 15, 17, 19 đi vào tháp stripping đều
tăng. Tuy nhiên có sự phân phối lại lưu lượng các dòng này khi xét ảnh hưởng đồng
thời của chất lượng 4 dòng sản phẩm. Có một trường hợp bất thường là của dòng 15
(bảng 2-24), trong khi lưu lượng các dòng 17 và 19 tăng thì dòng này lại giảm.
6.3 Ảnh hưởng của việc ‘cắt’ hợp phần nặng của dòng nhẹ hơn lên điểm D86-5%
của dòng nặng hơn
Khi giảm giá trò điểm D86-95% của dòng nhẹ hơn sẽ làm cho điểm D86-5% của
dòng nặng hơn giảm. Điều này có thể giải thích như sau: Mặc dù các cấu tử thuộc
vùng 95% trở đi là các cấu tử nặng của dòng nhẹ nhưng lại chính là các cấu tử nhẹ
nhất (thuộc vùng đầu) của dòng nặng hơn. Các giá trò cụ thể được trình bày dưới đây.
TBP95%-AGO
473.89 468.89 463.89 458.89 453.89
TBP5%-Cặn
378.09 372.64 364.72 356.32 349.97
Bảng 2-25 : ảnh hưởng của TBP-95% của dòng AGO lên dòng cặn
D86-95%-DIESEL
351.67 346.67 341.67 336.67 331.67
D86-5%-AGO
325.29 322.46 318.66 314.96 310.63
Bảng 2-26: ảnh hưởng điểm D86-95% của dòng diesel lên dòng AGO
D86-95%-KEROSEN
271.1 266.1 261.1 256.1 251.1
D86-5%-DIESEL

liệu đầu ra là hệ SI.
Tên dòng
Cấu tử
1 CO2
2 H2S
3 C1
4 C2
5 C3
6 iC4
7 nC4
8 iC5
9 nC5
10 nC6
11 nC7
12 H2O
13 TEG
Lưu lượng

3 (TEG nghèo)
%khối lượng
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000

6.410
1.710
0.181
0.239
0.069
0.071
0.054
0.061
0.000
0.000
1.104*106 m3/ngày

1W (nước)
kg/ngày
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
380.34
0.000
380.34 kg/ngày

Độ sụt áp

chứa tách khí S-02, tại đây các hrocacbon hòa tan sẽ được tách ra. Sau đó dòng
TEG giàu sẽ tiếp tục trao đổi nhiệt với dòng TEG nghèo đi ra từ đáy tháp tái sinh để
nâng nhiệt độ lên 240 F, rồi đi vào tháp tái sinh. Dòng TEG nghèo cùng với dòng
TEG bổ sung được bơm P-01 đưa qua thiết bò làm mát HE-03 để giảm nhiệt độ xuống
còn 130 F, rồi đi vào tháp tiếp xúc
2.3.3 Các phương pháp nhiệt động và dữ liệu
Để tính toán các dữ liệu cân bằng và entanpi cho hệ loại nước bằng glycol, ta
sử dụng gói dữ liệu đặc biệt GLYCOL của chương trình. Các dữ liệu chứa trong gói
này được điều chỉnh cho một khoảng rộng các giá trò nhiệt độ và áp suất điển hình.
2.3.4 Lập mô hình mô phỏng
Tháp tiếp xúc được mô hình hóa thành tháp có 3 đóa lý thuyết, không có
reboiler và thiết bò ngưng tụ.
Tháp tái sinh có 3 đóa lý thuyết kể cả reboiler. Dòng glycol giàu được đưa vào
đóa thứ nhất. Trong trường hợp muốn đưa thiết bò ngưng tụ vào thì nên nhập vào giá
trò lưu lượng dòng hồi lưu và công suất của thiết bò ngưng tụ sẽ được chương trình
tính.
Thuật toán dùng cho cả hai tháp là thuật toán I/O.
Cũng có thể mô hình hóa tháp tái sinh có sử dụng khí stripping. Trong trường
hợp này thì dùng thêm một tháp có hai hoặc ba đóa lý thuyết để mô phỏng.
Để tạo ra dòng nguyên liệu thực đi vào C-01, sử dụng mô hình Flash S-01 để
trộn đẳng nhiệt hỗn hợp nước và khí tự nhiên theo tỷ lệ đã cho
Các thiết bò trao đổi nhiệt được mô phỏng bằng mô hình Simple HE.
Mô hình SCAL ‘Stream Calculator’ được dùng để tạo ra dòng TEG bổ sung.
Để tính lượng TEG bổ sung, tại đây thừa nhận sự mất mát TEG xảy ra ở các dòng ra

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN TRUNG

Trang - 28 -