Mô phỏng phân xưởng cracking hơi bằng phần mềm PROII

Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG I - TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH CRACKING HƠI
(STEAM CRACKING)

Phương pháp cracking hơi được phát triển trước tiên ở Mỹ. Từ năm 1920, Union
Carbide and Carbon Co đã thiết kế được thiết bị cracking hơi đầu tiên sử dụng nguồn
nguyên liệu là ethane, propane và sau đó là gasoil. Từ đó phương pháp này được sử dụng
phổ biến ở Tây Âu và Nhật Bản vào những năm cuối chiến tranh thế giới thứ hai.
Năm 1942, British Celanese đã thực hiện quá trình cracking hơi đầu tiên ở Châu
Âu với nguyên liệu là gasoil, năng suất 6000 tấn ethylene/năm.
Trong khoảng thời gian từ năm 1940 đến năm 1950, năng suất tối thiểu của các
phân xưởng sản xuất ethylene trên thế giới tăng dần từ 10000 đến 50000 tấn/năm. Về sau,
năng suất này được cải tiến một cách đáng kể, người ta đã chế tạo được các thiết bị
cracking hơi sản xuất được khoảng 300000 tấn ethylene/năm từ nguyên liệu naphtha.
Cracking hơi là quá trình biến đổi hóa học của các hydrocarbon nguyên chất hoặc
các phân đoạn dầu mỏ dưới tác dụng của nhiệt độ cao theo cơ chế gốc, với sự có mặt của
hơi nước. Tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu mà các sản phẩm của quá trình có thành phần
khác nhau, tuy nhiên sản phẩm chính vẫn là ethylene, propylene ngoài ra còn có một số
hợp chất khác như butađien, benzen
1.1. Mục đích
Olefin dùng làm nguyên liệu cho tổng hợp hữu cơ hóa dầu. Olefin có thể chia làm
2 nhóm: olefin thấp phân tử và olefin cao phân tử. Các monomer và các chất ban đầu để
tổng hợp vật liệu polymer, các chất hóa dẻo phần lớn được tổng hợp từ olefin. Việc sản
xuất chúng chiếm vị trí rất quan trọng trong nền công nghiệp tổng hợp hữu cơ cơ bản và
hóa dầu, nhằm cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp plastic, cao su tổng hợp, sơn tổng
hợp, keo, vật liệu màng, sợi
Ethylene và Propylene là hai nguồn nguyên liệu quan trọng nhất trong Công nghệ
Tổng hợp hóa học. Quá trình cracking hơi không ngoài mục đích nào khác hơn là tạo ra
hai loại sản phẩm này, đây cũng là những sản phẩm chính của quá trình.
[Type text] Page 1
Đồ án tốt nghiệp

1.2. Nhiệt động học của quá trình
Xét về bản chất, quá trình craking hơi là một quá trình chuyển hóa bằng nhiệt,
nên ta sẽ nghiên cứu nhiệt động học của quá trình cracking hơi thông qua nhiệt động học
của quá trình nhiệt phân.
Các hydrocarbon chưa no chỉ ổn định ở nhiệt độ tương đối cao so với các
hydrocarbon no có cùng số nguyên tử C, điều này được thể hiện rõ trên hình I.1 biểu diễn
mối quan hệ giữa nhiệt độ và năng lượng tự do hình thành liên kết của một số
hydrocarbon điển hình.
Theo giản đồ này, ở nhiệt độ cho trước, một chất sẽ không ổn định so với các chất
khác hoặc các nguyên tố khác khi điểm biểu diễn của các chất hoặc các nguyên tố đó nằm
phía dưới điểm biểu diễn của chất đang khảo sát và ngược lại.

Hình I.1. Độ ổn định nhiệt của các hydrocarbon [1, 133]
[Type text] Page 2
Đồ án tốt nghiệp
Ví dụ: Ethylene ổn định so với Ethane ở nhiệt độ trên 750
o
C, benzen ổn định so
với hexane từ 350 – 400
o
C trở lên. Đối với axetylene, chỉ ổn định so với các Parafin đơn
giản (C
1
, C
2
) ở nhiệt độ ít nhất là trên 1000
o
C.
Việc cắt đứt liên kết C-C của hydrocarbon mạch thẳng (phản ứng Cracking) sẽ tạo
thành một parafin và một olefin

C
m + n
H
2(m +n) + 2


C
m
H
2m
+ C
n
H
2n +2

∆
G
o
T
= 75200 - 142 T (J/mole) [1, 134]
Việc cắt đứt liên kết C – H hình thành nên một Olefin có cùng số nguyên tử carbon
với Parafin ban đầu và khí hydro (phản ứng đề hydro hóa):
C
p
H
2p +2
C
p
H
2p

+ H
2

∆
G
o
T
= 125400 - 142 T (J/mole) với p > 4 [1, 134]
Các quá trình cắt mạch trên đòi hỏi phải cung cấp năng lượng nên phản ứng thu
nhiệt mạnh, xảy ra cùng với sự tăng số lượng các phân tử trong quá trình phản ứng. Vì
vậy, về phương diện nhiệt động học thì quá trình xảy ra thuận lợi ở điều kiện nhiệt độ cao
và áp suất thấp.
1.3. Động học của quá trình và cơ chế phản ứng
1.3.1. Động học
Phản ứng cơ bản của quá trình nhiệt phân là phản ứng cắt mạch. Theo hình I.2,
khi nhiệt phân các hợp chất no, mạch thẳng sẽ tạo thành một Parafin và một Olefin nhờ
phản ứng cắt mạch chính (phản ứng I). Sau đó, nhờ phản ứng cắt mạch thứ cấp (phản ứng
II và III) các sản phẩm của quá trình cắt mạch trước lại tiếp tục quá trình cracking tại các
vị trí khác nhau trên mạch carbon, tạo ra các sản phẩm nhẹ hơn, nhiều olefin hơn. Trong
đó, hiệu suất chuyển hóa và thành phần của các hợp chất này phụ thuộc vào điều kiện vận
hành của quá trình.
[Type text] Page 3
Đồ án tốt nghiệp
Hình I.2. Các phản ứng chính trong quá trình nhiệt phân [1, 135]
Ngoài ra, quá trình cracking hơi luôn kèm theo phản ứng đề hydro hóa. Phản ứng
này sẽ chuyển các Olefin vừa mới hình thành từ quá trình cracking sang các hợp chất
như: axetylene, propin đồng thời còn tạo ra các điolefin (phản ứng IV).
Các hợp chất này có khả năng phản ứng mạnh, đặc biệt có thể tác dụng trực tiếp với
các olefin sinh ra trong quá trình cracking (theo phản ứng “Diels - Alder” hay còn gọi là
phản ứng vòng hóa (phản ứng V)) tạo ra các hợp chất mạch vòng.

[Type text] Page 4
Đồ án tốt nghiệp

Những chất mạch vòng tạo thành lại có khả năng tiếp tục quá trình đề hydro hóa
(phản ứng VI), sinh ra các hydrocarbon thơm, chủ yếu là benzen sau đó kết hợp lại với
nhau tạo thành các polyaromatic rồi ngưng tụ tạo coke (phản ứng VII). Quá trình tạo
thành các hợp chất thơm và coke được thể hiện rõ theo hình I.3.
[Type text] Page 5
Đồ án tốt nghiệp
Hình I.3. Sự hình thành các hydrocarbon thơm và cốc [1, 135]
Khi nghiên cứu về động học của quá trình, người ta nhận thấy rằng: quá trình tạo
các hợp chất polyaromatic và coke xảy ra một cách nhanh chóng khi nhiệt độ cao hơn
900 ÷ 1000
o
C, trong khi đó phản ứng cracking được tiến hành tương đối tốt ở nhiệt độ
trên 700
o
C và quá trình đề hydro hóa trở nên đáng kể khi nhiệt độ từ 800 ÷ 850
o
C trở
lên. Vì vậy cần phải xác định thời gian lưu và nhiệt độ tiến hành thích hợp vì nếu tăng
một trong hai yếu tố này thì sẽ dẫn đến tình trạng tăng hàm lượng các sản phẩm nặng,
làm giảm hiệu quả của quá trình.
Đối với quá trình polymer hóa các hợp chất không no (olefin, diolefin, axetylene )
phản ứng tỏa nhiệt, xảy ra rất nhanh ở điều kiện nhiệt độ thấp. Tuy nhiên, điều kiện tiến
hành quá trình nhiệt phân thì hoàn toàn ngược lại (nhiệt độ cao, áp suất thấp) vì vậy, về
phương diện nhiệt động học, không ưu tiên xảy ra phản ứng polymer hóa.
[Type text] Page 6
Đồ án tốt nghiệp
Ngoài ra, với các hydrocarbon trong cùng một họ, độ bền nhiệt sẽ càng giảm khi

số nguyên tử carbon càng tăng, vì vậy khả năng phản ứng càng cao.
1.3.2. Cơ chế phản ứng
Xét theo cơ chế phản ứng, quá trình nhiệt phân xảy ra theo cơ chế chuỗi gốc. Khởi
đầu phản ứng bằng quá trình cắt đứt liên kết C - C tạo ra các gốc tự do, sau đó các gốc tự
do này sẽ phản ứng, nhận nguyên tử hydro của các hydrocarbon ban đầu và hình thành
nên các gốc mới.
Khảo sát trường hợp đơn giản nhất của ethane, ta nhận thấy gốc ethyl được tạo
thành do sự tác động vào phân tử ethane của gốc methyl ban đầu. Các gốc ethyl không
bền, sẽ phân tách tạo ra ethylene và một nguyên tử hydro tự do, sau đó nguyên tử hydro
này lại tác động vào một phân tử ethane mới để hình thành phân tử khí hydro và tạo ra
gốc ethyl mới. Quá trình cứ tiếp tục như vậy cho đến lúc dừng phản ứng.
Cơ chế phản ứng với trường hợp Ethane:
 Giai đoạn khơi mào: CH
3
- CH
3
CH
3
•
+ CH
3
•

 Giai đoạn phát triển mạch: CH
3
•
+ CH
3
- CH
3

CH
4
+ CH
3
- CH
2
•

CH
3
- CH
2
•

CH
2
= CH
2
+ H
•
H
•
+ CH
3
- CH
3
H
2
+ CH
3

- CH
2
•
⇒
5C
2
H
6
2CH
4
+ 4C
2
H
4
+ 3H
2
 Giai đoạn cắt mạch : H
•
+ H
•
H
2
H
•
+ CH
3
•
CH
4
H

•
+ CH
3
- CH
2
•
C
2
H
6
CH
3
•
+ CH
3
- CH
2
•
C
3
H
8

Với cơ chế như vậy thì chỉ một gốc methyl tạo thành có thể chuyển một lượng lớn
ethane thành ethylene và hydro. Tuy nhiên, trong thực tế, các gốc cũng thường bị mất đi
do va đập vào thành thiết bị hoặc kết hợp lại với nhau tạo thành những chất kém hoạt
động hơn, gây dừng phản ứng. Vì vậy, mỗi lần bắt đầu một phản ứng mới thì lại tạo nên
phân tử methane. Từ đó ta có thể nói rằng khí hydro, methan và ethylene là các sản phẩm
chính của quá trình nhiệt phân ethane.
[Type text] Page 7

Đồ án tốt nghiệp
Đối với trường hợp tổng quát, khi thực hiện quá trình nhiệt phân một parafin mạch
dài, gốc tự do hình thành do quá trình cắt mạch liên kết C-C của hydrocarbon tiếp tục
phản ứng với một phân tử hydrocarbon khác tạo nên một gốc mới. Gốc mới này có năng
lượng cao, không bền do đó sẽ tự cắt mạch tại vị trí
β
của gốc, hình thành nên một phân
tử olefin và một gốc mới có mạch carbon ngắn hơn.
Gốc tự do mới hình thành này có thể chuyển thành parafin nhờ tác dụng với một
hydrocarbon hoặc tự thực hiện quá trình cắt tại vị trí
β
. Cứ như vậy, các gốc ankyl tạo ra
sẽ lần lượt tự phân hủy thành các olefin và gốc mới cho đến khi gốc tự do còn lại là một
nguyên tử hydro hoặc gốc methyl hay ethyl thì các gốc này sẽ tấn công vào phân tử
hydrocarbon mới và thực hiện chu trình lại từ đầu.
Nhìn chung, sản phẩm của quá trình nhiệt phân khá phức tạp, gồm những sản
phẩm nhẹ nhất (H
2
, CH
4
) đến những sản phẩm nặng nhất (coke), những hợp chất no đến
những hợp chất không no, có nối đôi, nối ba Muốn giảm mức độ phức tạp của hỗn hợp
sản phẩm, ta phải tác động đến cân bằng nhiệt động của quá trình, tạo điều kiện thuận lợi
cho quá trình hình thành các olefin thấp phân tử, chủ yếu là ethylene. Trong đó, tỷ lệ
ethylene trong hỗn hợp sản phẩm phụ thuộc vào điều kiện vận hành của quá trình, tỷ lệ
này càng lớn khi nhiệt độ càng cao và áp suất càng thấp. Ngoài ra, ta còn phải giảm thời
gian lưu trong môi trường phản ứng và thực hiện “tôi sản phẩm” để giảm các quá trình
tạo coke và các sản phẩm nặng gây giảm hiệu suất của quá trình
Tóm lại, sau khi khảo sát các tính chất nhiệt động học và động học của quá trình
nhiệt phân cùng với các nghiên cứu thực nghiệm, người ta đã tìm ra được một số các điều

kiện để có hiệu suất thu hồi olefin lớn nhất:
 Cấp nhiệt nhanh cho nguyên liệu.
 Giữ cho nhiệt độ khí ra khỏi lò phải cao.
 Giảm áp suất riêng phần của các hydrocarbon trong thiết bị phản ứng.
 Thời gian lưu ngắn.
 Thực hiện quá trình tôi sản phẩm.
[Type text] Page 8
Đồ án tốt nghiệp
 Cần có hệ thống phân tách hỗn hợp sản phẩm có hiệu quả
Để đáp ứng được các yêu cầu trên, trong công nghiệp người ta thường cho hỗn
hợp hydrocarbon và hơi nước đi qua các ống đặt trong lò đốt. Dưới tác dụng của nhiệt độ
cao, các hydrocarbon sẽ tiến hành quá trình nhiệt phân, sau đó sản phẩm sẽ được tách ra
thành những hợp chất riêng biệt sau khi được đưa qua thiết bị làm lạnh nhanh. Đây chính
là phương pháp cracking hơi, được sử dụng phổ biến nhất trong công nghiệp hiện nay.
1.4. Điều kiện vận hành
Với bất kỳ một quá trình nào thì điều kiện vận hành cũng là một trong những yếu
tố quan trọng hàng đầu, nó quyết định đến hiệu suất, độ chuyển hóa cũng như thành phần
và hàm lượng các sản phẩm.
Đối với quá trình cracking hơi, người ta quan tâm đến các thông số sau:
 Nhiệt độ phản ứng.
 Thời gian lưu.
 Áp suất riêng phần của các hydrocarbon và vai trò của hơi nước.
1.4.1. Nhiệt độ phản ứng
Nhiệt độ phản ứng có ảnh hưởng lớn đến độ chuyển hóa của quá trình. Nhiệt độ
càng cao, độ chuyển hóa càng tăng, tuy nhiên, coke tạo thành trong quá trình cũng tăng
theo, lượng coke này bám trên đường ống gây tổn thất áp suất. Vì vậy, quá trình phải
được tiến hành ở nhiệt độ thích hợp, thông thường từ 700
÷
900
o

C, tùy thuộc vào bản
chất nguyên liệu.
Nếu nguyên liệu là ethane, nhiệt độ phản ứng từ 800
÷
850
o
C, trong khi đó với
nguyên liệu là các hydrocarbon nặng hơn như gasoil, naphtha thì quá trình lại được tiến
hành ở nhiệt độ thấp hơn do các hợp chất này kém bền nhiệt hơn, khả năng phản ứng lớn
hơn. Cụ thể là: quá trình cracking hơi được tiến hành ở nhiệt độ từ 700
÷
750
o
C với
nguyên liệu là gasoil và từ 750
÷
800
o
C với nguyên liệu là naphtha.
1.4.2. Thời gian lưu
[Type text] Page 9
Đồ án tốt nghiệp
Thời gian lưu cũng là một trong những yếu tố quan trọng của quá trình cracking
hơi. Thông thường, nó được lựa chọn phụ thuộc vào nhiệt độ phản ứng bởi thời gian lưu
cũng tác động đến độ chuyển hóa của quá trình như nhiệt độ phản ứng, thời gian lưu càng
dài, độ chuyển hóa càng tăng. Tuy nhiên, công nghệ hiện nay đang phát triển theo chiều
hướng giảm tối thiểu thời gian lưu của nguyên liệu trong thiết bị nhằm giảm các phản
ứng phụ tạo ra các hợp chất nặng.
Ngoài ra, thời gian lưu còn phụ thuộc vào bản chất nguyên liệu. Với các nguyên
liệu nặng thì sự ảnh hưởng của thời gian lưu đến hiệu suất thu sản phẩm lớn hơn nhiều so

với nguyên liệu nhẹ. Điển hình như quá trình nhiệt phân ethane, propane có một lượng
nhỏ butane, hiệu suất thu sản phẩm với thời gian lưu biến đổi trong khoảng từ 0,2
÷
1,2 s
không khác nhau lắm. Ngược lại, với các nguyên liệu nặng, quá trình chỉ có thể được tiến
hành với thời gian lưu từ 0,2
÷
0,3 s.
Theo lý thuyết, thời gian lưu càng ngắn, tỷ lệ ethylene và propylene trong hỗn hợp
sản phẩm càng cao. Tuy vậy, còn có một số vấn đề về kinh tế, kỹ thuật gây trở ngại đến
việc giảm thời gian lưu như: năng suất thiết bị, hiệu quả trao đổi nhiệt, tổn thất áp suất,
độ bền vật liệu, chi phí Do đó, hiện nay trong thực tế, thời gian lưu ngắn nhất của
nguyên liệu trong quá trình cracking hơi là 0,2s.
1.4.3. Áp suất riêng phần của các hydrocarbon và vai trò của hơi nước
Về phương diện nhiệt động học, quá trình cracking hơi sẽ ưu tiên tạo ra nhiều
olefin mạch ngắn khi áp suất làm việc càng thấp. Vì vậy, quá trình thường được tiến hành
với áp suất bằng áp suất khí quyển hoặc lớn hơn áp suất khí quyển một tý (kể cả các tổn
thất áp suất trên đường ống và tổn thất do quá trình hồi lưu nguyên liệu).
Ngoài áp suất làm việc, một yếu tố không kém phần quan trọng cần quan tâm đó là
áp suất riêng phần của các hydrocarbon bởi trong quá trình nhiệt phân luôn kèm theo các
phản ứng phụ tạo các hợp chất nặng, mà sự ảnh hưởng của hàm lượng các hydrocarbon
trong nguyên liệu đến vận tốc của các phản ứng phụ này lại lớn hơn rất nhiều so với vận
[Type text] Page 10
Đồ án tốt nghiệp
tốc phản ứng chính. Do đó, trong thực tế, để giảm áp suất riêng phần của các
hydrocarbon trong hỗn hợp phản ứng, ta dùng hơi nước để pha loãng.
Như vậy, khi cho hơi nước vào nguyên liệu, sẽ làm giảm vận tốc phản ứng, tuy
nhiên sự có mặt của nó lại có một số tác dụng sau:
 Áp suất riêng phần của hơi nước càng tăng, cân bằng nhiệt động càng ưu
tiên xảy ra theo hướng tạo nhiều olefin mạch ngắn.

 Giảm các phản ứng phụ tạo các hợp chất thơm đa vòng dẫn đến quá trình
tạo coke.
 Trong vùng phản ứng, giảm lượng nhiệt cần cung cấp trên một đơn vị chiều
dài ống.
 Giảm coke tạo ra trong quá trình nhờ vào phản ứng:
C + H
2
O CO + H
2
Lượng khí hydro sinh ra theo phản ứng trên càng lớn, lượng coke tạo thành càng
giảm nhưng do phản ứng trên chỉ có thể xảy ra ở nhiệt độ rất cao, khoảng 1000
o
C nên
quá trình này chỉ đóng vai trò thứ yếu. Thực tế, lượng coke sinh ra trong quá trình giảm
chủ yếu là do sự giảm vận tốc các phản ứng ngưng tụ tạo coke.
Mặc dù có nhiều ưu điểm như vậy nhưng tỷ lệ H
2
O/Hydrocarbon cũng cần được
giới hạn vì tỷ lệ này càng lớn thì càng làm giảm năng suất của phân xưởng, tăng kích
thước thiết bị do đó chi phí đầu tư cao. Ngoài ra, chi phí vận hành cũng cao do phải tuần
hoàn một lượng lớn hơi nước trong quá trình và phải cung cấp nhiều nhiệt lượng để đưa
hơi nước đến nhiệt độ phản ứng.
Thông thường, tỷ lệ H
2
O/Hydrocarbon được tính theo khối lượng và phụ thuộc vào
nguyên liệu xử lý. Đối với quá trình nhiệt phân ethane, tỷ lệ này từ 0,25
÷
0,4 còn đối với
nguyên liệu là các phân đoạn nặng thì tỷ lệ này trong khoảng 0,5
÷

1 T/T (tấn/tấn) nguyên
liệu. Cụ thể là đối với nguyên liệu Naphtha, tỷ lệ pha loãng: 0,5
÷
0.6 còn nguyên liệu là
[Type text] Page 11
Đồ án tốt nghiệp
gasoil thì tỷ lệ này là 0,8
÷
1. Nhìn chung, các thông số vận hành của quá trình nhiệt phân
đều phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu, được tóm tắt theo bảng I.4.
Bảng I.4. Điều kiện vận hành của quá trình cracking hơi với các nguồn nguyên
liệu khác nhau
Nguyên liệu Nhiệt độ (
o
C) Thời gian lưu (s) Tỷ lệ H
2
O / Ng.liệu (T/T)
Ethane 800 ÷ 850 0,2 ÷ 0,4 0,25 ÷ 0,40
Naphtha 750 ÷ 800 0,2 ÷ 0,3 0,50 ÷ 0,60
Gasoil 700 ÷ 750 0,2 ÷ 0,3 0,80 ÷ 1,00

Tóm lại, đối với một nguồn nguyên liệu cho trước, sản phẩm của quá trình
cracking hơi phụ thuộc rất nhiều vào các thông số vận hành: nhiệt độ, áp suất, thời gian
lưu và tỷ lệ hơi nước/nguyên liệu. Để tối ưu quá trình, không những phải lựa chọn các
thông số này mà còn phải lựa chọn thiết bị sao cho phù hợp và người ta đã đưa ra khái
niệm “độ nghiêm ngặt” nhằm biểu diễn sự vận hành của quá trình, thể hiện sự ảnh hưởng
chung của tất cả các yếu tố trên đến hiệu quả của quá trình.
Thực tế, trong công nghiệp, người ta thường dựa vào khái niệm độ nghiêm ngặt để
phân loại sự vận hành của các phân xưởng : gồm 4 cấp độ sau
 Phân xưởng vận hành với độ nghiêm ngặt thấp.

 Phân xưởng vận hành với độ nghiêm ngặt trung bình.
 Phân xưởng vận hành với độ nghiêm ngặt cao.
 Phân xưởng vận hành với độ nghiêm ngặt rất cao.
Độ nghiêm ngặt là một khái niệm mang tính tương đối, nó tùy thuộc vào bản chất
của nguyên liệu. Trong quá trình cracking hơi ethane hoặc propane, độ nghiêm ngặt của
quá trình được biểu diễn bởi độ chuyển hóa của nguyên liệu. Trong khi đó, với nguyên
[Type text] Page 12
Đồ án tốt nghiệp
liệu là các phân đoạn dầu ở trạng thái lỏng, có thành phần khá phức tạp thì độ nghiêm
ngặt lại được xác định bởi hiệu suất thu các sản phẩm nhẹ C
3
-
. Tuy nhiên, do thành phần
của nguyên liệu rất phức tạp, phụ thuộc vào nguồn gốc dầu thô ban đầu, đồng thời quá
trình cracking hơi luôn kèm theo các phản ứng phụ tạo các hợp chất nặng và tạo coke. Vì
vậy, để đánh giá một cách khách quan hơn, người ta cho rằng độ nghiêm ngặt được thể
hiện bởi sự phân bố về hàm lượng tất cả các sản phẩm thu được trong quá trình.
1.5. Phân tích và lựa chọn nguyên liệu
Nguyên liệu của quá trình cracking hơi khá phong phú, từ những hydrocarbon no,
mạch ngắn như ethane, propane đến những phân đoạn nặng hơn như naphtha, gasoil nhẹ
và cả gasoil nặng. Nhưng các phân đoạn nặng được sử dụng khá ít trong công nghiệp vì
nguyên liệu càng nặng thì coke tạo ra càng nhiều kéo theo sự tăng nhanh tổn thất áp suất
trong đường ống do đó phải thường xuyên thực hiện quá trình đốt coke làm giảm thời
gian thực hiện chu trình.
Ở Châu Âu và Nhật Bản, nguyên liệu thường được dùng cho quá trình cracking
hơi là naphtha, còn ở Mỹ và các nước sản xuất khí thiên nhiên thì nguyên liệu cho quá
trình chủ yếu là ethane. Vào những năm gần đây, người ta còn sử dụng cả LPG làm
nguyên liệu cho quá trình này.
Việc sử dụng nguyên liệu cho quá trình cracking hơi ở một số nơi trên thế giới
được biểu diễn qua bảng I.5.

Bảng I.5. Việc sử dụng nguyên liệu cho quá trình cracking hơi ở một số nơi trên
thế giới vào năm 1981 (%m) [1, 145]
Nguyên liệu Tây Âu Bắc Mỹ Nhật Bản Thế Giới
Naphtha 77 19 92 54
Gasoil 12 11 - 14
Hydrocarbon nhẹ:
- Khí thiên nhiên
- Khí đồng hành
-
11
-
70
-
8
-
32
Tổng 100 100 100 100
[Type text] Page 13
Đồ án tốt nghiệp
Nhìn chung, nguyên liệu của quá trình cũng là một yếu tố quan trọng cần phải
quan tâm. Tùy thuộc vào điều kiện của mỗi nước, mỗi vùng mà nguồn nguyên liệu sử
dụng trong quá trình cracking hơi là khác nhau, tuy vậy bản chất nguyên liệu cũng ảnh
hưởng nhiều đến hiệu suất thu sản phẩm. Bảng I.6 thể hiện hiệu suất thu các sản phẩm
khi tiến hành quá trình cracking hơi ở độ nghiêm ngặt rất cao, có hồi lưu tuần hoàn
ethane với các nguồn nguyên liệu khác nhau.
Bảng I.6. Bản chất nguyên liệu ảnh hưởng đến hiệu suất quá trình cracking hơi (%m)

[1, 146]

Như vậy có thể thấy rằng, với nguồn nguyên liệu ethane thì hiệu suất thu hồi

ethylene là lớn nhất. Chúng ta nên phát triển công nghệ Cracking hơi với nguồn nguyên
liệu này.
Theo Petrovietnam, hiện có bốn bể trầm tích đã được xác định có chứa dầu và khí
đó là: bể trầm tích Cửu Long, Nam Côn Sơn, Mã Lai - Thổ Chu và bể trầm tích Sông
Hồng. Riêng ở bể trầm tích Cửu Long đã xác định được trữ lượng trên 100 tỷ m
3
khí,
trong đó phần lớn là khí đồng hành nằm trong các mỏ dầu Bạch Hổ, Rạng Đông, Hồng
[Type text] Page 14
Đồ án tốt nghiệp
Ngọc, Sư Tử Đen… Gần đây, nhà đầu tư nước ngoài đã phát hiện một mỏ mới tên Sư Tử
Trắng với thành phần chính là khí đốt và condensate.
Còn tại Nam Côn Sơn, người ta cũng đã tìm ra một loạt mỏ khí thiên nhiên có thể
khai thác thương mại, gồm các mỏ: Lan Tây, Lan Đỏ, Hải Thạch, Rồng Đôi, Rồng Đôi
Tây, Mộc Tinh, Kim Cương Tây, Thiên Nga với tổng trữ lượng trên 150 tỷ m
3
. Đến nay
chỉ có một mỏ Lan Tây ở khu vực này được đưa vào khai thác với sản lượng 11 triệu
m
3
/ngày.
Trữ lượng khí đốt tìm thấy tại bể trầm tích Mã Lai - Thổ Chu (Tây Nam) cao hơn hai khu
vực trên, khoảng 200 tỷ m
3
, đến nay mới chỉ khai thác tại khu mỏ ở lô PM3 nằm trong
vùng biển chồng lấn giữa Việt Nam và Malaysia, và mỏ Cái Nước. Cuối cùng là bể trầm
tích sông Hồng, hiện có mỏ Tiền Hải đang được khai thác. Thành phần khí tại một số mỏ
được thể hiện qua bảng sau:
Bảng I.7. Thành phần khí đồng hành ở một số mỏ dầu ở Việt Nam
Thành phần khí Mỏ Bạch Hổ Mỏ Rồng Mỏ Đại Hùng

CH
4
C
2
H
6
C
3
H
8
i-C
4
H
10
n-C
4
H
10
C
5
+
(CO
2
, H
2
S)
71,52
12,52
8,61
1,75

2,96
1,84
0,70
76,54
6,98
8,25
0,78
0,94
1,49
5,02
77,25
9,49
3,83
1,34
1,26
2,33
4,50
Thực tế, với nguồn trữ lượng khí thiên nhiên và khí đồng hành dồi dào lên đến
500÷600 tỷ m
3
, ngành công nghiệp khí Việt Nam được đánh giá là có nhiều điều kiện
phát triển mạnh. Nhiều chuyên gia dầu khí trong nước và quốc tế cũng đã khẳng tiềm
năng khí đốt ở nước ta là rất lớn, có thể lên đến 2200 tỷ m
3
trong đó có thể chiếm hơn
200 tỷ m
3
khí Ethane. (Theo trang VnExpress.net).
[Type text] Page 15
Đồ án tốt nghiệp

Bên cạnh đó, thông qua bảng I.6 ta cũng có thể thấy rằng với nguyên liệu Ethane
thì hiệu suất thu Ethylene là lớn nhất. Vì vậy, trong điều kiện nước ta hiện nay, nguyên
liệu thích hợp để sản xuất Olefin bằng quá trình cracking hơi là Ethane thu được từ nguồn
khí Sale Gas trong các nhà máy chế biến khí.
Với lý do đó, em được giao nhiệm vụ mô phỏng phân xưởng Cracking hơi bằng
phần mềm PROII, với nguyên liệu là khí Ethane.
1.6. Sản phẩm
Sản phẩm chính là ethylene, propylene, ngoài ra còn có một số các chất phụ khác
như butađiene, benzen
Ethylene và Propylene là hai nguồn nguyên liệu quan trọng nhất trong Công nghệ
Tổng hợp hóa học. Quá trình cracking hơi không ngoài mục đích nào khác hơn là tạo ra
hai loại sản phẩm này. Vì vậy, ta sẽ nghiên cứu kĩ hơn tính chất của Ethylene và
Propylene.
1.6.1. Giới thiệu chung về Ethylene
1.6.1.1. Khái niệm
Ethylene, H
2
C=CH
2
(M = 28,0536 đvC) là hợp chất nhẹ nhất trong họ Olefin mà
trong phân tử có chứa một nối đôi "=", do đó có khả năng cộng hợp với Hydro nên còn
được gọi là hydrocarbon chưa no.

1.6.1.2. Cấu trúc phân tử
[Type text] Page 16
Đồ án tốt nghiệp
Ethylene có cấu trúc mạch thẳng, gồm liên kết đôi C = C là tập hợp của một liên
kết
σ
và một liên kết

π
. Khoảng cách giữa C-C của Ethylene là 0,134 nm, ngắn hơn
chiều dài liên kết C-C của Ethane là 0,153 nm, khoảng cách giữa C-H của Ethylene là
0,110 nm. Các góc
HC
ˆ
H
là 121,4
o
và
CC
ˆ
H
là 117,2
o
. Trong phân tử Ethylene, các orbital
lai hóa sp
2
của nguyên tử Carbon xen phủ với các orbital s của Hydro.
Năng lượng của liên kết đôi C = C bằng 616 kJ/mol, nhỏ hơn nhiều so với năng
lượng của hai liên kết đơn
σ
( 2
×
345 kJ/mol = 690 kJ/mol). Điều đó chứng tỏ rằng năng
lượng của liên kết
π
nhỏ hơn liên kết
σ
là 74 kJ/mol. Vì vậy, liên kết

π
linh động hơn,
dễ bị đứt ra trong các phản ứng hóa học.
1.6.1.3. Các tính chất của Ethylene
1.6.1.3.1. Tính chất vật lý
Ethylene có một số tính chất vật lý như sau:
 Trạng thái vật lý: ở điều kiện thường, Ethylene

tồn tại ở trạng thái khí, không
màu, có mùi nhẹ.
 Nhiệt độ nóng chảy t
nc
= -169,15
o
C và nhiệt độ sôi t
s
= -103,71
o
C.
 Ethylene là khí có thể tạo hỗn hợp cháy nổ với không khí nên có giới hạn cháy
nổ là : 2,7
÷
36.
 Tính tan trong nước của Ethylene rất kém, gần như không tan trong nước
nhưng lại tan tốt trong các dung môi không phân cực như benzen, ethe,
tetraclorua carbon (CCl
4
)
1.6.1.3.2. Tính chất hóa học
Trung tâm phản ứng của Ethylene là nối đôi, ở đó orbital

π
trải dài theo 2 phía của
trục nối C = C làm cho liên kết
π
dễ bị đứt ra và dễ dàng tác dụng với tác nhân
electrophin.
[Type text] Page 17
Đồ án tốt nghiệp
Phản ứng đặc trưng nhất của Ethylene là cộng vào nối đôi, đặc biệt là cộng tác
nhân electrophin. Phản ứng trùng hợp về thực chất cũng là một dạng của phản ứng cộng.
Phản ứng oxy hóa ở nối đôi xảy ra khá dễ dàng và có ý nghĩa rất quan trọng.
1.6.1.3.2.1. Phản ứng cộng hợp
a. Cộng Hydro (hydro hóa)
Phản ứng cộng hydro vào ethylene là một phản ứng tỏa nhiệt, chỉ xảy ra khi có mặt
chất xúc tác (Ni, Pt, Pd ).
H
2
C=CH
2
+ H
2
H
3
C-CH
3
b. Cộng Halogen
Phản ứng cộng halogen xảy ra dễ dàng trong các dung môi như CCl
4
, CHCl
3

H
2
C = CH
2
+ Br - Br
4
CCl
Br - CH
2
- CH
2
- Br
c. Cộng Hydrohalogenua
H
2
C = CH
2
+ H - X CH
3
- CH
2
- Br
H
+
d. Cộng H
2
O
H
2

C = CH
2
+ H-OH CH
3
-CH
2
-OH
1.6.1.3.2.2. Phản ứng trùng hợp
n H
2
C = CH
2
(- CH
2
- CH
2
-)
n
1.6.1.3.2.3. Phản ứng Oxy hóa
a. Phản ứng cháy hoàn toàn
H
2
C = CH
2
+ 3 O
2
2CO
2
+ 2H
2

O
∆
H = -1423 kJ/mol
O
Ag
t
o
,p
b. Phản ứng Oxy hóa với xúc tác Ag
H
2
C = CH
2
+ 0,5O
2
H
2
C CH
2
[Type text] Page 18
Ni
Đồ án tốt nghiệp
CuCl
2
-PdCl
2
t
o
, p
c. Phản ứng Oxy hóa với xúc tác CuCl

2
- PdCl
2
H
2
C = CH
2
+ 0,5O
2
CH
3
-CHO
Pd/Al
2
O
3
t
o
, p
d. Phản ứng Oxy hóa với axit axetic
H
2
C = CH
2
+ CH3COOH + 0,5O
2
CH
2
=CH-OOCCH
3

+ H
2
O
e. Phản ứng Oxy hóa với dung dịch KMnO
4

Dung dịch KMnO
4
trong nước hoặc kiềm loãng oxy hóa nối đôi của Ethylene thành
alcool 2 chức và làm mất màu tím dung dịch KMnO
4
.
3CH
2
= CH
2
+ 2MnO
4
(-)
+ 4H
2
O 3HOCH
2
-CH
2
OH + 2MnO
2
↓
+ 2OH
(-)

1.6.1.4. Ứng dụng
Ethylene có rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp, là một trong những nguồn
nguyên liệu quan trọng nhất của Công nghệ Tổng hợp hóa học.
Các lĩnh vực ứng dụng chủ yếu là:
1.6.1.4.1. Tổng hợp các Polymer
 Nhờ phản ứng trùng hợp, ethylene được dùng để tổng hợp Polyethylene
(PE), được sử dụng để sản xuất chai lọ nhựa, túi nylon, bọc dây điện, chi
tiết máy
 Nhờ các phản ứng thế, oxy hóa và tách hydro, ethylene được dùng để sản
xuất Vinylclorua: CH
2
=CHCl, Vinylaxetat: CH
2
= CHOCOCH
3
và Styren
C
6
H
5
CH = CH
2
, đó là những monomer để sản xuất Polyvinylclorua (PVC),
Polyvinylaxetat và Polystyren, thường được dùng trong công nghiệp điện -
điện tử, làm chất dẻo: xốp, nhựa
1.6.1.4.2. Tổng hợp các hóa chất hữu cơ
 Nhờ phản ứng cộng và một số phản ứng khác, từ ethylene người ta tổng
hợp Ethanol, Cloethane, 1,2-dicloethane (dùng làm dung môi và dùng
trong tổng hợp hữu cơ) Từ propylene tổng hợp 2-Propanol, Glyxerin
[Type text] Page 19

Đồ án tốt nghiệp
 Nhờ phản ứng oxy hóa, từ ethylene tổng hợp Andehit Axetic (để sản xuất
axit axetic), Ethylene oxit (dùng trong tổng hợp hữu cơ).
Ngoài ra, ethylene còn được dùng trong một số ứng dụng khác như: làm tác nhân
kích thích mau chín trái cây (chuối, cà chua ), làm chất gây mê sơ bộ (được sử dụng ở
Mỹ), làm thuốc ngủ, khí gây ngạt ở nồng độ cao Mặt khác còn có thể sử dụng như là tác
nhân làm lạnh.
1.6.2. Giới thiệu chung về Propylene
Propylene (tên thông thường), có tên quốc tế la Propene là một hydrocarbon không
no thuộc họ alken.
 Công thức phân tử : C
3
H
6
 Công thức cấu tạo :
Là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất Polypropylene.
1.6.2.1. Tính chất vật lý
Propylene là phần tử đơn giản thứ hai trong họ Alken. Propylene là một chất khí,
không màu, không mùi, do đó người ta thường pha thêm mercaptan có mùi gần giống
như tỏi vào thành phần của nó để dễ dàng nhận biết, không tan trong nước nhưng tan tốt
trong dầu mỡ, dung dịch amoni đồng cũng như các chất lỏng phân cực như ether, ethanol,
axeton, fufurol do trong phân tử có liên kết π, và là chất khí dễ cháy nổ.
Sau đây là các hằng số vật lý cơ bản của Propylene:
• Khối lượng phân tử: 42,08 đvC
• Áp suất tới hạn: P
c
= 4,7 MPa
• Tỷ trọng ở trạng thái lỏng (15
o
C, 760 mmHg): 0,51

• Tỷ trọng ở trạng thái hơi (15
o
C, 760 mmHg): 1,49
• Độ tan (trong nước, ở -50
o
C): 0,61 g/m
3
• Độ nhớt ở 20
o
C là 0,3 cSt và ở 20
o
C, 1at là 8,35.10
-6
N.s/m
2
)
• Độ nhớt tại 16,7
o
C: µ = 8,34 Pa.s
• Nhiệt độ tới hạn: T
c
= 92,3
o
C
• Nhiệt nóng chảy: -185,2
o
C (88 K)
• Nhiệt độ sôi: -47,6
o
C (225,5 K)

[Type text] Page 20
Đồ án tốt nghiệp
• Nhiệt cháy: 10,94 kcal/kg (ở 25
o
C)
• Điểm bốc cháy: -108
o
C
• Giới hạn nồng độ hỗn hợp nổ với không khí: 2,0 ÷ 11,7 %
• Hằng số khí R = 198
1.6.2.2. Tính chất hóa học
Liên kết π ở nối đôi của anken kém bền vững nên trong phản ứng dễ bị đứt ra để tạo
thành liên kết σ với các nguyên tử khác. Vì thế liên kết đôi C=C là trung tâm phản ứng gây ra
những phản ứng hóa học đặc trưng cho anken như phản ứng cộng, phản ứng trùng hợp và phản
ứng oxi hóa.
1.6.2.2.1. Phản ứng cộng
1.6.2.2.1.1. Phản ứng cộng hydro (phản ứng hydro hóa)
Khi có mặt của chất xúc tác Ni, Pt, Pd, cùng với nhiệt độ thích hợp thì propylene cộng
hydro vào nối đôi tạo thành propane, phản ứng tỏa nhiệt:

xt,t
o
xt,t
o

R
1
R
2
C=CR

3
R
4

+ H
2
R
1
R
2
CH-CHR
3
R
4

CH
2
=CH-CH
3
+ H
2
CH
3
-CH
2
-CH
3
1.6.2.2.1.2. Phản ứng cộng halogen (phản ứng halogen hóa)
Clo và brom dễ cộng hợp với propylene để tạo thành dẫn xuất đihalogen không màu,do
tính chất làm mất màu dung dịch clo (brom) nên người ta thường dùng dung dịch nước clo

(brom) để nhận biết anken:
CH
2
=CH-CH
3
+ Cl
2
ClCH
2
-CHCl-CH
3
(1,2 điclopropan)
1.6.2.2.1.3. Phản ứng cộng acid và cộng nước
a. Cộng acid
Hydro halogenua, acid sunfuric đậm đặc có thể cộng vào propylene
CH
2
=CH-CH
3
+Cl-H
(khí)
CH
3
-CHCl-CH
3
.
Phản ứng xảy ra qua 2 giai đoạn liên tiếp:
[Type text] Page 21
Đồ án tốt nghiệp
 Phân tử H

+
-Cl
-
bị phân cắt, H
+
tương tác với liên kết π tạo thành carbocation, còn
Cl
-
tách ra.
 Carbocation là tiểu phân trung gian không bền, kết hợp ngay với anion Cl
-
tạo
thành sản phẩm.
b. Cộng nước (hydrat hóa)
Ở nhiệt độ thích hợp và có xúc tác acid, propylene có thể cộng hợp nước:
CH
2
=CH
2
-CH
3
+H-OH CH
3
-CH
2
-CH
2
-OH (propanol)
Quy tắc cộng hợp tuân theo quy tắc Mac-côp-nhi-côp (phần điện tích dương của tác nhân
cộng vào carbon mang nhiều H hơn (tức là carbon bậc thấp hơn), còn phần mang điện tích âm

của tác nhân sẽ cộng vào carbon mang ít H hơn).
1.6.2.2.2. Phản ứng trùng hợp
Propylene có khả năng cộng hợp nhiều phân tử lại với nhau tạo thành những phân tử
mạch rất dài và có khối lượng rất lớn trong điều kiện nhiệt độ, áp suất, xúc tác thích hợp:
nCH
2
=CH (- CH-CH-)
n
CH CH PolyPropylene
Phản ứng trùng hợp là quá trình cộng hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ giống nhau hoặc
tương tự nhau tạo thành những phân tử rất lớn gọi là polymer.
1.6.2.2.3. Phản ứng Oxi hóa
Propylene cũng như các hydrocarbon khác, khi cháy tạo thành CO
2
, H
2
O và tỏa nhiều
nhiệt.
2C
3
H
6
+ 9O
2
6CO
2
+ 6H
2
O
Ngoài ra propylene cũng có khả năng làm mất màu quỳ tím như những anken khác.

3C
3
H
6
+ 2KMnO
4
+ 4H
2
O 3CH
3
-CH(OH)-CH
2
OH + MnO
2
+ 2KOH
1.6.2.3. Ứng dụng
Propylene được làm nguyên liệu cho quá trình Polymer hóa và cho quá trình sản
xuất các chất hoạt động bề mặt. Cụ thể sản phẩm khí Propylene này sẽ là nguồn nguyên
liệu cho nhà máy sản xuất nhựa. Ngoài ra nó còn là nguồn nguyên liệu cho nhà máy sản
xuất chất tẩy rửa công nghiệp, là nguồn chất đốt cung cấp cho các phân xưởng khác trong
nhà máy.
[Type text] Page 22
t
o
,
H
+
,t
o
Đồ án tốt nghiệp

Theo Bộ Công Nghiệp:
Propylene là nguồn nguyên liệu thứ cấp quan trọng nhất cho các sản phẩm hoá
dầu. Dẫn xuất chủ yếu của propylene gồm: polypropylene(PP), acrylontitril, propylene
oxit, cumen/phenol, oxo anol, axit acrylic, isopropyl ancol, oligomer và các chất trung
gian hỗn hợp tạp khác.
Nhu cầu toàn cầu đối với propylene vào năm 1980 là 16,4 triệu tấn và đến năm
2005 tăng lên khoảng 68 triệu tấn, trung bình mỗi năm tăng 6%. Vào năm 2010, nhu cầu
này lên tới 81 triệu tấn (tăng khoảng 3,5% trong giai đoạn 2005-2010). Nguyên nhân
khiến nhu cầu propylene tăng chủ yếu là do nhu cầu PP thúc đẩy.
Đối với propylene, cầu có thể tăng mạnh hơn cung. Tình trạng cung/cầu và giá cả
của propylene phụ thuộc rất nhiều vào hoạt động sản xuất và cân bằng cung/cầu của
ngành lọc dầu, vào tốc độ hoạt động và hoạch định về nguyên liệu trong công nghiệp sản
xuất ethylene.
Hiện nay, các nguồn cung cấp propylene như cacking ethane, đề hydro hóa
propane nhưng vẫn không thể đáp ứng được nhu cầu thị trường do nhiều lý do khác
nhau như công suất không đủ lớn, đắt tiền, nguồn nguyên liệu không có sẵn Chúng ta
cần phải tìm các nguồn propylene khác, có thể sản xuất trực tiếp propylene hoặc gián tiếp
từ sản phẩm phụ của các quy trình sản xuất khác (như từ quá trình RFCC…) đã có sẵn.
Tuỳ thuộc vào nhu cầu và giá trị khác của Ethylene đối với Propylene mà có thể có lợi về
mặt kinh tế khi ta điều chỉnh công nghệ sao cho tạo ra nhiều sản phẩm phụ propylene hơn
ethylene.
Mặc dù Poly-Propylene (PP) sẽ vẫn là dẫn xuất chủ yếu và thúc đẩy nhu cầu
Propylene nhưng những phát triển các dẫn xuất khác cũng có thể ảnh hưởng đến nhu cầu
Propylene như: sản xuất Arcylonitril, Propylene Oxit, Cumen/Phenol, Biphenol-A cho
sản xuất Polycacbonat,
[Type text] Page 23
Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG II - TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM MÔ PHỎNG PROII

2.1. Quá trình mô phỏng hệ thống Công nghệ hóa học

Quá trình mô phỏng hệ thống công nghệ hóa học là thiết lập mô hình toán học cho
hệ thống đó. Hệ thống công nghệ hóa học là tập hợp các thiết bị liên hệ với nhau bởi các
dòng công nghệ và hoạt động như một thể thống nhất của các thiết bị trong đó tồn tại
chuỗi xây dựng các công đoạn công nghệ. Việc mô hình hóa hệ thống công nghệ hóa học
dưới dạng mô hình toán nhằm dễ dàng thu nhận thông tin và kết quả cho hệ thống đó.
Mô hình toán hệ thống công nghệ hóa học là tập hợp hệ thống các phương trình
toán gồm sự mô tả toán học của quá trình, thiết bị qua các biến số dòng và các phương
trình liên kết giữa tập hợp các thiết bị có trong sơ đồ.Vai trò quan trọng trong mô hình
[Type text] Page 24
Đồ án tốt nghiệp
toán hệ thống công nghệ hóa học là ngân hàng dữ liệu về tính chất hóa lý, tính chất nhiệt
động của các cấu tử ở dạng tinh khiết và hỗn hợp của chúng.
Do tính phức tạp của hệ thống công nghệ hóa học nên việc mô hình hóa gặp
nhiều khó khăn về mặt phương pháp luận và tính toán, nguyên nhân chủ yếu do tính đa
phương của hệ thống theo thành phần và theo thông số hoạt động cũng như mức độ ảnh
hưởng của các thông số thành phần và chế độ công nghệ.
Trong các chương trình mô phỏng khác nhau, việc mô hình hóa một hệ thống và
thực hiện các quá trình tính toán liên quan đến các thông số của hệ thống được điều hành
dựa trên độ tự do (Degree of Freedom - DOF) của từng thiết bị và của cả hệ thống. Độ tự
do là số biến số độc lập có thể thay đổi mà hệ thống vẫn có đáp ứng đầu ra xác định. Nói
cách khác, độ tự do của hệ thống là hiệu số giữa số biến số và số mối quan hệ ràng buộc
giữa chúng với nhau.
2.1.1. Đặc điểm của một chương trình mô phỏng
 Chương trình mô phỏng luôn có các thành phần sau:
 Thư viện dữ liệu và thuật toán liên quan đến việc truy cập và tính toán các tính
chất hóa lý của các cấu tử và hệ cấu tử.
 Các công cụ mô phỏng cho các quá trình có thể có trong hệ thống công nghệ
hóa học như bơm, máy nén, truyền nhiệt, chưng cất, Phần này chứa các mô
hình toán và thuật toán phục vụ cho quá trình tính toán các thông số công nghệ
của một quá trình được mô phỏng.

 Các công cụ mô phỏng cho các quá trình điều khiển trong một quy trình công
nghệ hóa học.
 Chương trình điều hành chung toàn bộ hoạt động của các công cụ mô phỏng
và ngân hàng dữ liệu.
 Chương trình xử lý thông tin: lưu trữ, xuất, nhập, in dữ liệu và kết quả tính
toán được từ quá trình mô phỏng.
2.1.2. Các phần mềm mô phỏng trong công nghệ lọc hóa dầu
 PRO/II ( SIMSCI- Mỹ)
 HYSYS (HYPROTECH - Canada)
[Type text] Page 25