BÁO CÁO PRO II - chưng cất khí methane - chưng cất benzen toluen

MỤC LỤC
A. TỔNG QUAN PRO II.
I. Tổng quan về PRO II 3
II. 7 bước sử dụng phần mềm PRO II 3
1. Vẽ sơ đồ qui trình sản xuất 4
2. Định rõ những thành phần 4
3. Lựa chọn phương án nhiệt động 5
4. Định rõ dòng nhập liệu 6
5. Cung cấp những điều kiện cho quy trình 6
6. Chạy mô phỏng 7
7. Xem kết quả 8
III. Sơ đồ một quy trình sử dụng PRO II 8
IV. Nhập dữ liệu và chọn thuật toán 8
1. Nhập dữ liệu 8
2. Chọn thuật toán 8
V. Kiểm tra độ tin cậy của kết quả 9
VI. Một số công cụ hỗ trợ 10
B. CÁC THIẾT BỊ VÀ CÔNG CỤ ĐƯỢC SỬ DỤNG 17
I. Flash 17
II. Shortcut 20
III. Distillation 24
IV. Slide column 34
V. Caculator 37
1. Tổng quan 37
2. Caculator setup 37
3. Caculator procedure 40
VI. Optimizer 44
VII. Case study 48
C. VÍ DỤ 50
I. Ví dụ về hệ thống chưng cất khí methane 50
1. Đặt vấn đề 50

2. Xây dựng hệ thống sản xuất 51
a. Nhập cấu tử 51
b. Chọn hệ nhiệt động 52
c. Nhập thông số dòng nhập liệu 53
3. Sử dụng tháp Distillation 55
4. Tiến hành mô phỏng 60
a. Xuất kết quả
b. Chạy kết quả
II. Ví dụ về hệ thống chưng cất benzen – toluen
1. Đặt vấn đề 67
2. Xây dựng hệ thống sản xuất 67
a. Nhập cấu tử 68
b. Chọn gói nhiệt động 68
c. Nhập thông số dòng nhập liệu 68
3. Tính toán tháp shortcut 68
- 1 -
a. Chạy mô phỏng 69
b. Tính số mâm lý thuyết 69
4. Sử dụng tháp Distillation 69
5. Sử dụng caculator và optimizer 70
6. Tiến hành mô phỏng 72
a. Tiến hành mô phỏng 73
b. Xuất kết quả 74
D. TÀI LIỆU THAM KHẢO 74
- 2 -
A. TỔNG QUAN PRO II.
I. Giới Thiệu Phần Mềm Pro/II
PROII là phần mềm của công ty SIMSCI, dẫn đầu trong lĩnh vực mô phỏng công nghệ từ
năm 1967. Công ty SIMSCI là thành viên của Intelligent Automation Division, thuộc
công ty Invensys. (địa chỉ website: ) hoạt động trong lĩnh

vực điều khiển tự động, cung cấp các phần mềm ứng dụng trong công nghệ lọc hoá dầu,
thực phẩm, năng lượng,…
Phần mềm PRO/II là phần mềm mô phỏng trợ giúp các kỹ sư công nghệ hoá học, dầu khí,
Polimer…Từ việc tách ra dầu và khí đến những quy trình chưng cất, PRO/II kết hợp
những tài nguyên dữ liệu của thư¬ viện thành phần hóa học rộng lớn và ph¬ương pháp dự
đoán thuộc tính nhiệt động tiên tiến nhất. PRO/II là công cụ tính toán dễ dàng các cân
bằng vật chất và năng lượng, nhằm mô phỏng quy trình ở trạng thái ổn định; theo dõi, tối
ưu hóa, cải thiện năng suất…
Có thể vào trang chủ PRO/II để biết chi tiết về phần mềm,cách dùng và nhiều hổ trợ
khác,có thể đăng kí mua bản PRO/II.
II. 7 bước sử dụng phần mềm PROII
Sự mô phỏng kết quả tới Desktop được thực hiện qua 7 buớc:
1. Vẽ sơ đồ qui trình sản xuất:
Lựa chọn hoạt động đơn vị thích hợp từ PRO/II từ những biểu tượng thích hợp, trỏ vào
nút biểu tượng, kích chuột, và thả đơn vị trong phạm vi hoạt động bằng cách kích lần nữa.
Xác định rõ những dòng bằng cách chọn nút STREAM, kích chuột cho đầu vào và ra mỗi
đơn vị công nghệ.
- 3 -
2. Khai báo cấu tử
Kích nút biểu tượng những thành phần để vào một danh sách tất cả các thành phần
trong quá trình. Chọn từ hơn 1,700 thành phần đuợc xây dựng trong cơ sở dữ liệu
của SIMSCI bằng cách đánh vào tên thành phần hoặc lựa chọn từ danh sách đuợc
xác định trước đó.
- 4 -
3. Lựa chọn phương án nhiệt động
Kích nút để chọn những phương thức nhiệt động từ danh sách những phương thức
thường sử dụng, khái quát hóa, phương trình trạng thái, phương thức chất lỏng hoạt động,
và những gói dữ liệu đặc biệt.
4. Định rõ những dòng nhập liệu
- 5 -

5. Cung cấp các điều kiện cho quy trình
6. Chạy mô phỏng
- 6 -
Một lần bạn cung cấp tất cả dữ liệu đuợc yêu cầu và không còn nhìn thấy những vùng
đỏ, vậy là bạn sẵn sàng để chạy sự mô phỏng
7. Xem kết quả
Bạn nhấp chuột phải vào thiết bị muốn theo dõi, chọn View Results. Và theo dõi
kết quả.
Hoặc có thể chọn xuất ra file excel để dễ theo dõi
- 7 -
III. Sơ đồ một quy trình dùng phần mềm PRO/II

IV. Nhập dữ liệu và chọn thuật toán
1. Nhập dữ liệu :
Khi nhập dữ liệu cần chú ý đến tính hợp lý các thông số công nghệ thực tế, do
thiết bị có thể bị hư hỏng và cho kết quả sai mà không biết.Chương trình muốn
hội tụ các thông số phải tương ứng và hài hoà với nhau. Một thông số không
hợp lý làm quá trình tính toán không hội tụ làm không biết nguyên nhân.
Quá trình nhập dữ liệu chỉ cần nhập một phần các giá trị cần thiết, các thông số
còn lại được tính toán khi chạy chương trình.
- Thông số được chia ra làm 3 loại:
• Thông số không đổi: là thông số giữ cố định trong suốt quá trình
tính toán như áp suất, nhiệt độ, lưu lượng dòng trích ngang…
• Thông số ước lượng : là thông số phải khai báo hoặc không cần
khai báo tuỳ ý. Đối với thông số này, bộ tính toán xem như là giá
trị đầu của thuật toán lặp, kết quả tính toán có thể khác so với giá
trị ước lượng ban đầu. Tuy nhiên kết quả ước lượng phải gần kề
với giá trị kết quả thì chương trình mới hội tụ.
• Thông số không cung cấp: là thông số không cần nhập, được
phần mềm qui định.

Khi nhập xong dữ liệu vào, ô thông số chuyển sang màu xanh. Nếu dữ kiện vẫn
còn thiếu thì ô có màu đỏ và cần bổ sung cho khi nào chuyển sang màu xanh
thì mới được chạy chương trình.
2. Chọn thuật toán:
Trong quá trình lặp, PRO II cần các giá trị ban đầu của thông số, từ đó PRÔ II
tự động ước lượng bằng công cụ IEG dựa trên các thông số đã cung cấp. IEG
chỉ được sử dụng hai thuật toán lặp I/O và Chemdist trong PRO/II. Khi mô
- 8 -
phỏng quá trính chưng cất dầu mỏ thì I/O thường được sử dụng vì giải nhanh và
phù hợp cho các hệ Hydrocacbon.
Phương pháp tính lặp I/O (inside/outside): chia công việc tính toán thành hai
vòng lặp, vòng lặp nội và vòng lặp ngoại.Vòng lặp nội PRO/II giải các phương
trình của cột chưng cất: phương trình cân bằng vật chất, cân bằng nhiệt và điều
kiện biên. Vòng lặp nội dùng phương pháp tính gần đúng nên xác định các biên
số rất nhanh.
Sau khi vòng lặp nội đã hội tụ (sai số giữa hai lần lặp đạt yêu cầu) thì PRO/II
chuyển sang tính vòng lặp ngoại. Tại vòng lặp ngoại, sẽ tính các giá trịi như K
(độ bay hơi tương đối ), H (enthalpy) dựa trên kết quả vòng lặp nội về thành
phần, nhiệt độ. Việc tính toán các phương trình nhiệt động có thể chiếm tới
80% thời gian tính toán vì đây là các phương trình phức tạp về thành phần và áp
suất.
PRO/II chia làm hai vòng lặp nội và ngoại để giảm số lần giải các phương trình
nhiệt động, trong đó có vòng lặp nội tính toán gần đúng.


Khi chương trình không hội tụ, có nhiều nguyên nhân dẫn đến không hội tụ:
Thông số đầu vào không chính xác, dữ kiện bị thiếu hoặc quá chặc chẽ nên
không thực hiện được.
Do mô hình không hợp lý như không đủ số mâm lý thuyết, thuật toán chọn sai,
bộ tính toán tính chất không phù hợp…

Do thông số mặc định cho phần mềm không thích hợp: mặc dù quá trình hội tụ
nhưng không đủ số vòng lặp nên không có đáp số, do vậy cần phải tăng thêm số
vòng lặp tối đa cho phép hoặc giảm hệ số “damping”
Sai số khắc khe, khó đạt được .
V. KIỂM TRA ĐỘ TIN CẬY CỦA KẾT QUẢ
Khi đã phân tích kết quả và thấy mô hình tính toán phù hợp qui trình thực tế thì
kiểm tra độ tin cậy của kết quả tính toán bằng cách :
- 9 -
1. Thay đổi bộ tính toán tính chất (phải phù hợp với hệ đang mô phỏng).
2. Thay đổi cấu tử giả của dòng nhập liệu
3. Khi tăng số cấu tử giả mà kết quả tính toán chênh lêch không đáng kể thì
phải lấy kết quả mới chính xác hơn .
Nói chung bước kiểm tra độ tin cậy không nhất thiết phải được thực hiện nếu
không có mối nghi ngờ nào.
VI. MỘT SỐ CÔNG CỤ HỖ TRỢ
1. 
Calculator là một module rất linh hoạt, nhiều tiện ích và được sử dụng thường xuyên
trong quá trình mô phỏng quy trình công nghệ.
Các thông số cho quá trình tính toán được lấy từ quy trình và việc tính toán sử dụng ngôn
ngữ FORTRAN.
Tính năng cơ bản của Calculator:
 Tính toán tính chất của các dòng đặc biệt.
 Mô phỏng một số thiết bị như bình phản ứng.
 Xác định điều kiện vận hành.
 Kết quả tính toán từ số liệu của quy trình công nghệ.
 Tính toán chi phí hoặc lợi nhuận kinh tế.
 Phục vụ cho công cụ Controller và là hàm mục tiêu của công cụ Flowsheet
optimizers.
Tiện ích của Calculator phụ thuộc nhiều vào người sử dụng
Calculator gồm 2 phần chính :  và .

 : truy xuất thông số của thiết bị và dòng được từ sơ đồ quy trình; gán các
hằng số; thiết lập các chuỗi cho dòng ra và dòng vào; xác định kích thước của các
mảng chế độ làm việc và có thể mở rộng nếu muốn.
: thể hiện các phép tính được viết theo ngôn ngữ FORTRAN, cho phép
thực hiện các chức năng tính toán, mở rộng hay tính lặp. Một số hàm có thể truy
xuất thành phần và tính chất của dòng từ sơ đồ quy trình. Các chương trình con
đặc biệt giúp ta tính ra kết quả trực tiếp từ dòng lưu chất.
Kết quả từ Calculator được sử dụng cho việc vận hành các thiết bị khác trong quy trình.
Cách sử dụng Calculator:
- Nhấn vào  ! trong cửa sổ "   để mở #$
- 10 -
- Nhấn %!& để nhập các thông số từ sơ đồ quy trình cho Calculator. Những
thông số này sẽ được truy cập vào "   như là các phần tử của ma
trận P.
- 11 -
- Nhấn vào "!!& để nhập các hằng số sử dụng trong quá trình tính toán.
Những hằng số này sẽ được truy cập vào "    như là các phần tử
của ma trận C. Tuy các hằng số có thể nhập trực tiếp trong quá trình viết code ở
phần , nhưng ma trận C giúp ta tập hợp tất cả những hằng số để có thể
thay đổi khi cần.
- Nhấn vào '! !& để nhập tên cho các kết quả tính toán. Những giá trị này sẽ được
truy cập vào "   như là các phần tử của ma trận R và được dùng
trong báo cáo kết quả đầu ra.
- 12 -
()*+
- Nhấn vào #,!& để khai báo độ lớn cho các ma trận sử dụng trong "  ,
bao gồm ma trận P, C, R đã khai báo trước đó và ma trận IS được dùng trong việc
sử dụng giữ các biến của dòng lưu chất.
- Nhấn vào %-& để thiết lập trật tự cho các dòng. Bảng này có 2 chức
năng chính: kết nối thông tin dòng chảy giữa các  và các dòng trong sơ

đồ quy trình; kiểm soát vòng lặp trong quá trình thực hiện thủ tục.
- 13 -
- Khi hoàn thành việc khai báo trong , click ( ! để đóng cửa sổ
#.
• Về Calculator Procedure:
Đây là phần bắt buộc trong việc lập trình cho "  . Các dòng lệnh theo ngôn
ngữ FORTRAN được nhập trực tiếp vào  trong cửa sổ chính của
"  .
* Một số điểm lưu ý:
- Mỗi hàng lệnh chứa tối đa 80 ký tự, ta có thể sử dụng kí hiệu “&” đặt ở cuối hàng
lệnh để biểu thị sự nối tiếp với hàng lệnh dưới tiếp theo.
- Tất cả các dòng lệnh, trừ lệnh '".', có thể được bắt đầu bằng một dãy
số từ 1 đến 99999.
- Những ký tự phía sau dấu “$” được xem là chú thích thêm.
* Các biến số đã được định nghĩa sẵn:
Các biến này bao gồm kích thước cho các ma trận. Ta có thể dùng lệnh
/00 trong phần "  ! để đặt lại số phần tử của mỗi ma trận.
* Một số dạng thường dùng:
• #
Trong đó # là một trong các ma trận C, P, V, R hay B và  là một số nguyên chỉ ra
số phần tử đơn của ma trận đó.
• #123
Trong đó # là một trong các ma trận C, P, V, R hay B và (23 là một biểu thức
được đặt trong ngoặc đơn. #13≈ #
2. 
Công cụ Optimizer có thể tiến hành việc cực đại hay cực tiểu hàm mục tiêu bằng cách
thay đổi một hay nhiều biến trong sơ đồ quy trình công nghệ đến khi đạt được yêu cầu
(hội tụ). Ta có thể chọn lựa nhiều ràng buộc cho giá trị cực đại hay cực tiểu.
Hàm mục tiêu có thể là tiêu chuẩn vận hành như để thu được lượng sản phẩm là lớn nhất
hay tổn thất ít nhất, hoặc tiêu chuẩn về kinh tế như lợi nhuận cực đại hay chi phí thấp

- 14 -
nhất. Để có thể tối ưu các mục tiêu về kinh tế, ta phải bổ sung thêm công cụ "  
trong sơ đồ quy trình để tính lợi nhuận hay tổn thất, sau đó mới sử dụng công cụ
Optimizer để cực tiểu hay cực đại kết quả từ "   (hàm mục tiêu).
Hàm mục tiêu:
Ta tiến hành việc xác định hàm mục tiêu là cực tiểu hay cực đại trong cửa sổ %4.
Nhập hàm mục tiêu bằng cách nhấp vào chữ % được gạch dưới để mở cửa sổ
%. Hàm mục tiêu có thể là một tham số của sơ đồ quy trình hoặc là một biển
thức toán học liên qua đến 2 tham số khác nhau của sơ đồ quy trình.
Biến số:
Biến số của quá trình được nhập vào bằng cách click vào chữ 5 !. Trong cửa sổ
%, xác định thông số sẽ thay đổi, tương tự như trong việc xác định hàm mục tiêu.
Đối với biến số cho dòng hay thiết bị, ta phải nhập vào giá trị cực tiểu và cực đại.
Kích thước bước tiến và giới hạn:
Click vào 6 !!4! trong cửa sổ %4 để mở cửa sổ 5 4!. Ở
đây, !!4! (kích thước bước tiến) đã được mặc định là 1.0, (giá trị mặc định có thể
thay đổi), ta có thể nhập vào kích thước bước tương đối hay tuyệt đối cho mỗi bước tính
lặp.
Specifications
có thể được nhập thêm vào để làm biến điều khiển.
Click vào 6!&trong cửa sổ %4 để mở cửa sổ 6!. Check vào
.!6! để có thể nhập các tham số cho mỗi "6. "6 có
thể là một tham số của quy trình hoặc là một biểu thức toán học liên quan đến 2 tham số
khác nhau. Kế tiếp, ta nhập các giá trị và sai số cho quá trình tính.
- 15 -
Constraints (ràng buộc): giới hạn các biến số trong phạm vi sử dụng.
Click vào "!!& trong cửa sổ %4 để mở cửa sổ"!!. Check vào
.!  "!! để có thể nhập các tham số cho mỗi "0. Trong cửa sổ
% cho phép ta xác định dòng hay thiết bị dùng cho ràng buộc, tương tự như
6!.

Các chọn lựa khác:
Có rất nhiều chọn lựa cho việc thiết lập công cụ %4 được chỉ ra bằng cách click
vào !& trong cửa sổ chính %4.

Số vòng lặp mặc định của Pro/II là 20 cộng với số biến hiện tại. Tuy nhiên ta có thể thay
đổi số vòng lặp theo ý muốn bằng cách check vào 60%5 và nhập số vòng lặp.
- 16 -
- 
Theo mặc định, công cụ %4 tính theo phương pháp hội tụ. Các mức có thể được
thay đổi bằng cách check vào .!  trong cửa sổ ! để bỏ chọn. Khi đó giá trị
mặc định cho kích thước bước tiến trong cửa sổ 5 4! sẽ tăng từ 2% lên 5%.
17 ,5 3
Giá trị sai số ngầm định cho các biến là 10
-7
. Ta có thể thay đổi nếu muốn bằng cách nhập
vào ô tương ứng.
- Thay đổi tương đối nhỏ nhất (/%%' 7"58793
Giá trị mặc định là 0.005. Ta có thể thay đổi bằng cách nhập vào ô tương ứng trong cửa
sổ !.
* Advanced Options:
Click vào #7!& để thêm vào các chọn lựa cho công cụ %4, nhưng
điều này không cần thiết đối với những người chưa có kinh nghiệm sử dụng Pro/II.
Còn một số lựa chọn khác để nâng cao hiệu quả cho công cụ %4!, ta có thể tham
khảo thêm trong .!:!;.
B. CHI TIẾT CÁC THIẾT BỊ
I. FLASH
1. Giới thiệu tổng quan
Thiết bị phân tách cân bằng pha mô phỏng các hoạt động dựa trên sự cân bằng pha. Có
thể dùng để mô phỏng 1 số thiết bị cân bằng đơn giản như thiết bị bốc hơi thiết bị lắng
gạn,thiết bị cô đặc.

2. Phương pháp tính toán
Pro/II chứa những phần tính toán cho những trạng thái cân bằng tách chẳng hạn như
flash drums , mixers,valves,splitters. Flash calculations cũng thường được dùng để xác
định trạng thái nhiệt động của mỗi dòng vào cho một số đơn vị vận hành . Đối với Flash
calculation cho 1 vài dòng, ở đây có sự tổng cộng của NC và 3 mức độ của tự do. NC là
số của tất cả các cấu tử trong dòng này . Nếu thành phần cấu tạo của dòng và tỉ lệ được
trộn lận thì cũng có 2 bậc tự do cũng được trộn . Ví dụ nhiệt độ và áp suất của tách đẳng
nhiệt .Nói thêm , đối với tất cả các đơn vị vận hành, Pro cũng có thể biểu diễn 1 Flash
calculation trên dòng sản phẩm tại điều kiện đầu ra.Sự khác biệt enthalpy của dòng sản
phẩm và dòng vào là net duty của đơn vị vận hành.
- 17 -
 (<=)>
- 18 -

3. Flash drum
Đơn vị của Flash drum có thể được vận hành với những thông số điều kiện , đẳng
nhiệt điểm sương , điểm sủi bọt khác nhau …Điểm sủi bọt cũng có thể đựơc xác định
cho pha hydrocacbon hay pha nước . Điểm cao hơn điểm sương cũng có thể được xác
định cho tổng dòng. Nói thêm, đối với 1 số dòng tổng quát đặc biệt như tốc độ cấu tử
hay là đặc tính dòng đặc biệt chẳng hạn như sulfur có chứa áp suất và nhiệt độ.
- 19 -
4. Flash setup
Chọn các thông số cho flash drum
II. SHORTCUT
1. Giới thiệu tổng quan
Shortcut được sử dụng trong tính toán sơ bộ để xác định số bậc cần thiết đối với 1 sự
phân tách cho trước. Việc tính toán dựa trên quy trình cổ điển Fenske-Gilliland-
Underwood, được làm thích ứng để xử lý các bộ ngưng tụ 1 phần hay toàn phần. Ta nên
- 20 -
sử dụng các mô hình tính toán nhanh trong các giai đoạn đầu của tính toán flowsheeting

để hội tụ các dòng hoàn lưu 1 cách dễ dàng hơn, bởi các thông số sẽ luôn luôn được thoả
mãn ngay cả khi việc định kích thước có vấn đề.
Pro/II điều khiển phương pháp tính toán chưng cất shortcut nhằm xác định trạng thái
làm việc của tháp như phân tách cấu tử, số đĩa cực tiểu, tỉ số hồi lưu tối thiểu. Thiết bị
Shortcut giả thiết rằng luợng trung bình của chất dễ bay hơi có thể được xác định. Quy
trình Fenske đuợc dùng để tính toán hiệu suất và số đĩa cực tiểu cần thiết. Tỉ số hồi lu tối
thiểu đuợc xác định bởi phương pháp Underwood. Quy trình Gilliland đuợc dùng để tính
số đia lý thuyết yêu cầu, tỉ lệ dòng hồi lưu thực tế. Đồng thời phương pháp này cũng xác
định chức năng của thiết bị ngung tụ và đun sôi để có thể đem lại tỉ số hồi lưu thấp nhất.
Cuối cùng, quy trình Kirkbride dùng để xác định vị trí nhập liệu tối ưu.
Shortcut là 1 phương pháp rất có ích cho những ai lần đầu thiết kế những đồ án thực
tế. Phương pháp này có nhược điểm là không hoạt động đối với một số hệ thống. Đối với
hệ thống gần như không lý tửơng, shortcut sẽ cho kết quả rất xấu hoặc không có kết quả.
Trong các trừơng hợp tháp có nhiều chất dễ bay hơi khác nhau shortcut cũng sẽ cho kết
quả rất xấu.
Các chế độ làm việc của thiết bị ngưng tụ có thể chọn sao cho phù hợp:
• Partial: ngưng tụ 1 phần
• Mixed: ngưng tụ hỗn hợp
• Bubble Temperature : ngưng tụ ở nhiệt độ sôi(chọn)
• Subcooled, Fixed Temperature : nhiệt độ quá lạnh
• Subcooled, Fixed Temperature Drop : độ giảm nhiệt độ quá lạnh
2. Phương pháp tính toán
• ?,)9!@>
Mối quan hệ giữa tốc độ hoá hơi giữa cấu tử i và cấu tử j trên mỗi đĩa trong tháp được
thể hiện qua phương trình sau
0

0
8
0


0

0
8
8
0
0

A
A
2,
2,
==
/
/
α
với x:thành phần mol trong pha lỏng
y:thành phần mol trong pha hơi
chỉ số i, j tương ứng với cấu tử i và j
chỉ số N là số đĩa phản ứng.
- 21 -
Đối với những tháp có độ bay hơi giữa các cấu tử chênh lệch rất nhỏ, ta có thể định
nghĩa độ bay hơi trung bình. Đó sẽ là gía trị trung bình của sản phẩm đỉnh và sản phẩm
đáy
Số đĩa lý thuyết tối thiểu được tính theo công thức
• ?,).>
Giá trị của độ bay hơi của các cấu tử trong dòng nhập liệu quyết định cấu tử nào nhẹ
cấu tử nào nặng. Cấu tử nhẹ là cấu tử dễ bay hơi và ngược lại.
Nếu ta đặt α

j
là độ bay hơi tương đối trung bình của cấu tử j
@
8
8
A
A
=
α
với j là cấu tử khóa
α
j
=1 cấu tử khóa
α
j
>1 cấu tử nhẹ hơn cấu tử khóa
α
j
<1 cấu tử nặng hơn cấu tử khóa
Phương pháp Underwood được dùng để xác định tỉ số hồi lưu cần thiết ứng với số
mâm là vô cùng để tách hoàn toàn cấu tử khoá. Đối với 1 tháp có số mâm là vô cùng,quá
trình chưng cất sẽ tách loại hoàn toàn cấu tử nặng hơn cấu tử khóa. Tương tự, sản phẩm
đáy sẽ loại hết cấu tử nhẹ hơn cấu tử khóa. Đối với những cấu tử có độ bay hơi ở khoảng
giữa hai cấu tử nặng nhẹ và sẽ được phân bố giữa sản phẩm đỉnh và sản phẩm đáy.
Phương trình được phát biểu bởi Shiras cũng có thể được dùng để xác định chỉ số hồi
lưu tối thiểu nếu chọn được cấu tử khóa chính xác :
- 22 -
• ?,)A@5>
Vị trí đĩa nhập liệu tối ưu được xác định bởi phương trình Kirkbride
Với m là số giai đoạn lý thuyết phía trên đĩa nhập liệu.

p là số giai đoạn lý thuyết phía dưới đĩa nhập liệu
• B-;  :
Tương quan Gilliland được Pro II sử dụng để dự đoán mối quan hệ giữa số đĩa tối
thiểu và chỉ số hồi lưu tối thiểu để tìm ra chỉ số hồi lưu thực và số đĩa lý thuyết phù hợp.
Điểm phản ứng được người sử dụng chọn như điểm giữa hệ thống đĩa và dòng hổi
lưu. Dựa trên tỉ số hồi lưu phù hợp, chế độ làm việc của đỉnh tháp sẽ đựơc tính toán và
kết hợp xác định cho thiết bị ngưng tụ. Bộ phận đun sôi được tính toán từ phương trình
cân bằng nhiệt.
3. Phân loại mô hình chưng cất:
2 dạng được sử dụng trên ProII là: mô hình tiêu chuẩn và mô hình tinh chế
/C)DE:
Được mặc định sẵn trong ProII
Chế độ dòng hoàn lưu tổng được cài
đặt sẵn trong tháp
/C)F:
Tháp tính tóan nhanh bao gồm 1 dãy
các tháp có 1 dòng nhập liệu và 2 dòng
sản phẩm bẳt đầu từ phần ở đáy.
Không có hồi lưu giữa các phần
4. Phân loại:
%  %
Là tháp mà chỉ có 1 dòng nhập liệu
được đưa vào tháp ở vị trí giữa nồi đun
và thhiết bị ngưng tụ.
Chỉ được áp dụng cho pp chưng cất
nghiêm ngặt
"% 2 %
Là tháp có nhiều hơn 2 sản phẩm, 2
mẫu chưng cất được ứng dụng cho
complex column

Tháp tinh chế sản phẩm nặng: cực kì
phù hợp cho dạng mẫu chưng cất thứ 2
- 23 -
III. DISTILLATION
Đối với hầu hết các hệ, SimSci thường sử dụng thuật toán Inside Out ( I/O). Khi 1 bài
toán có thể sử dụng nhiều hơn 1 thuật toán thì thuật toán I/O thường hội tụ nhanh hơn.
1. Thuật toán Inside Out
Thuật toán này trong PROII dựa trên một bài viết của Russell vào năm 1983. Thuật
toán này chứa một số thuộc tính mới mẻ đã góp phần tạo nên tính chất hội tụ tuyệt vời
của nó. Thuật toán này được chia ra với 2 vòng lặp là vòng lặp trong và vòng lặp ngoài.
Ở vòng lặp trong thì nhiệt, vật chất, và những đặc tính thiết kế kĩ thuật được giải
quyết. Những mô hình nhiệt động đơn giản cho enthalpy và giá trị độ bay hơi tương đối
K được sủ dụng trong vòng lặp trong. Cùng với những mô hình đơn giản thì sự lựa chọn
biến ban đầu cho phép vòng lặp trong giải quyết một cách chính xác và đáng tin cậy.
Ở vòng lặp ngoài những thông số của mô hình nhiệt động đơn giản được cập nhật dựa
trên những thành phần mới và kết quả của quá trình tính toán nhiệt động chặt chẽ. Khi
nào mà giá trị các giá trị Enthalpy và K tính được phù hợp với mô hình nhiệt động đơn
giản và các đặc tính thiết kế kĩ thuật được thỏa mãn thì thuật toán được giải quyết xong.
Những biến đầu tiên trong vòng lặp trong là những yếu tố stripping và yếu tố dòng
hồi lưu. Những phương trình của một vòng lặp trong bao gồm phương trình cân bằng
enthalpy cho các đĩa và phương trính của các đặc tính thiết kế chi tiết kĩ thuật. Yếu tố
stripping được định nghĩa như sau:
Trong đó: S
j
= yếu tố Stripping của giai đoạn j
V = the net vapor leaving the stage (lượng hơi rời khỏi đĩa)
L = the net liquid leaving the stage (lượng lỏng rời khỏi đĩa)
K
b
= the base component K-value from the simple K-value model (giá trị K của mô

hình nhiệt động)
• G HI<)!>
Trong đó H
j
: Nhiệt cân bằng cho mỗi mâm.
SP
k
: các đặc tính thiết kế chi tiết kĩ thuật
Hệ phương trình này được giải bằng phương pháp Newton-Raphson.
• G HJ:
Vòng lặp ngoài trong thuật toán này cập nhật dữ liệu từ những thông số của các mô
hình nhiệt động đơn giản và kiểm tra sự hội tụ. Ở vòng lặp trong, những phương trình
chưng cất được tính toán cho mô hình nhiệt động hiện hành. Sự kiểm tra hội tụ trong
vòng lặp ngoài so sánh với những tính toán chặt chẽ các giá trị enthalpies và các giá trị
cân bằng lỏng hơi K từ những thành phần mới ( kết quả tính toán từ vòng lặp trong).
Giá trị ban đầu K
b
trên mỗi đĩa được tính như sau :