ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ LỌC DẦU 2

MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH ẢNH
DANH MỤC BẢNG BIỂU
LỜI MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT ........... 2
I.1. GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT: ........................................... 2
I.2. CÔNG SUẤT CHẾ BIẾN, NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU
DUNG QUẤT: ....................................................................................................... 2
I.3. CÁC PHÂN XƯỞNG CHÍNH CỦA NHÀ MÁY: ...................................................... 3
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN PHÂN XƯỞNG THU HỒI PROPYLENE ........... 4
II.1. GIỚI THIỆU VỀ PHÂN XƯỞNG: ....................................................................... 4
II.2. SẢN PHẨM PROPYLENE: ............................................................................... 4
II.2.1. Tính chất vật lý:.................................................................................... 5
II.2.2. Tính chất hóa học: ................................................................................ 5
II.2.2.1. Phản ứng cộng: ............................................................................... 5
II.2.2.2. Phản ứng trùng hợp: ....................................................................... 5
II.2.2.3. Phản ứng oxy hóa:.......................................................................... 5
II.2.3. Ứng dụng: ............................................................................................. 6
CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM HYSYS ...................................... 7
III.1. GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM HYSYS: .............................................................. 7
III.2. CÁC ỨNG DỤNG CỦA HYSYS: ...................................................................... 7
III.3. NHỮNG ƯU ĐIỂM CỦA PHẦN MỀM HYSYS: .................................................. 8
III.4. THAO TÁC SỬ DỤNG HYSYS: ....................................................................... 9
CHƯƠNG IV: MÔ PHỎNG TĨNH THU HỒI PHÂN XƯỞNG PROPYLENE 11
IV.1. NHẬP CÁC DỮ LIỆU BAN ĐẦU:................................................................... 11
IV.1.1. Chọn hệ đơn vị:................................................................................. 12
IV.1.2. Chọn cấu tử: ...................................................................................... 13
IV.1.3. Chọn hệ nhiệt động: .......................................................................... 13


IV.1.4. Nhập thông số dòng nguyên liệu ban đầu: ....................................... 14

IV.2. MÔ PHỎNG TĨNH CỤM TÁCH C3/C4: ......................................................... 14
IV.2.1. Sơ đồ công nghệ: .............................................................................. 14
IV.2.2. Các thiết bị có trong cụm tách C3/C4: ............................................. 16
IV.2.3. Tiến hành mô phỏng: ........................................................................ 16
IV.3. MÔ PHỎNG TĨNH CỤM TÁCH DEETHANIZER: ............................................. 25
IV.3.1. Sơ đồ công nghệ: .............................................................................. 25
IV.3.2. Các thiết bị có trong cụm tách C2: ................................................... 27
IV.3.3. Tiến hành mô phỏng: ........................................................................ 27
IV.4. MÔ PHỎNG TĨNH CỤM TÁCH PROPYLENE/ PROPANE: ................................ 33
IV.4.1. Sơ đồ công nghệ: .............................................................................. 33
IV.4.2. Các thiết bị trong cụm tách Propylene/ Propane: ............................. 34
IV.4.3. Tiến hành mô phỏng: ........................................................................ 35
IV.5. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG: ............................................................... 43
IV.5.1. So sánh chất lượng sản phẩm Propylene: ......................................... 43
IV.5.2. So sánh công suất Reboiler của tháp tách Propylene/Propane: ........ 44
IV.6. KẾT LUẬN: ............................................................................................... 46
IV.7. TÀI LIỆU THAM KHẢO: .............................................................................. 47


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2. 1 Cấu trúc hóa học của phân tử Propylene ........................................................4
Hình 4. 1 Chọn hệ đơn vị ............................................................................................... 12
Hình 4. 2 Chọn cấu tử ...................................................................................................13
Hình 4. 3 Chọn hệ nhiệt động ........................................................................................ 13
Hình 4. 4 Nhập thông số và thành phần cấu tử dòng nguyên liệu ................................ 14
Hình 4. 5 Sơ đồ công nghệ cụm tách C3/C4 ...................................................................14
Hình 4. 6 Nhập thông số của Valve V-100, V-104 ........................................................ 17
Hình 4. 7 Nhập thông số bình tách D-2101, D-2102 ....................................................18
Hình 4. 8 Nhập thông số bơm P-2101, p2102 ............................................................... 19
Hình 4. 9 Nhập thông số bơm P-2103 ...........................................................................20

Hình 4. 10 Nhập thông số Heat Exchanger E-2101 ......................................................20
Hình 4. 11 Nhập thông số tháp tách C3/C4 T-2101 ......................................................21
Hình 4. 12 Nhập thông số Cooler E-2102, E-2104 ....................................................... 22
Hình 4. 13 Nhập thông số Recycle RCY-1.....................................................................23
Hình 4. 14 Nhập thông số TEE-100 ..............................................................................23
Hình 4. 15 Sơ đồ công nghệ cụm tách Deethanizer ......................................................25
Hình 4. 16 Nhập thông số cho tháp tách De-ethanizer T-2102 ....................................28
Hình 4. 17 Nhập thông số cho Cooler E-2106, E-2109 ................................................29
Hình 4. 18 Nhập thông số cho Heater E-2107 .............................................................. 30
Hình 4. 19 Nhập thông số cho bình tách D-2103 .......................................................... 30
Hình 4. 20 Nhập thông số cho bơm P-2104 ..................................................................31
Hình 4. 21 Nhập thông số cho Valve VLV-101 ............................................................. 31
Hình 4. 22 Nhập thông số cho Recycle RCY-2 .............................................................. 32
Hình 4. 23 Sơ đồ cụm tách Propylene/Propane ............................................................ 33
Hình 4. 24 Nhập thông số thiết bị trao đổi nhiệt E-2110 ..............................................35
Hình 4. 25 Nhập thông số thiết bị Cooler E-2112......................................................... 35
Hình 4. 26 Nhập thông số tháp tách Propylene/Propane T-2103 .................................36
Hình 4. 27 Nhập thông số của bơm P-2105, P-2106 ....................................................37
Hình 4. 28 Nhập thông số của Valve VLV-102, VLV-101 .............................................38
Hình 4. 29 Nhập thông số của Valve VLV-105 ............................................................. 39


Hình 4. 30 Nhập thông số của MIX-100........................................................................39
Hình 4. 31 Nhập thông số của TEE-101........................................................................40
Hình 4. 32 Nhập thông số của Compressor C-2101 .....................................................40
Hình 4. 33 Nhập thông số của Separator D-2104, D-2105 ..........................................41
Hình 4. 34 Nhập thông số của Recycle RCY-3, RCY-4 .................................................42
Hình 4. 35 Nhập thông số dòng in .................................................................................44
Hình 4. 36 Nhập thông số Cooler E-100 .......................................................................45

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 4. 1 Thông số dòng nguyên liệu ...........................................................................11
Bảng 4. 2 Thông số dòng 3demo và 5demo ...................................................................15
Bảng 4. 3 Thông số các thiết bị trong cụm tách C3/C4 ..................................................16
Bảng 4. 4 Kết quả mô phỏng tĩnh cụm tách C3/C4 ........................................................ 24
Bảng 4. 5 Kết quả mô phỏng tháp tách Deethanizer.....................................................26
Bảng 4. 6 Thông số các thiết bị trong cụm tách De-ethanizer ......................................27
Bảng 4. 7 Kết quả mô phỏng tĩnh cụm tách C2 ............................................................. 32
Bảng 4. 8 Thông số 20demo và 18demo ........................................................................33
Bảng 4. 9 Thông số các thiết bị có trong cụm tách Propylene/Propane....................... 34
Bảng 4. 10 Kết quả mô phỏng cụm tách Propylene/Propane .......................................43
Bảng 4. 11 Kết quả so sánh sản phẩm Propylene ......................................................... 43


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ LỌC DẦU 2

GVHD: TS NGUYỄN ĐÌNH MINH TUẤN

LỜI MỞ ĐẦU
Chúng ta đang sống trong thời đại phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ.
Đặc biệt là sự tiến bộ vượt bậc của phần mềm. Nó là động lực thúc đẩy sự phát triển của
nhiều ngành công nghiệp quan trọng. Trong đó phải kể đến ngành công nghiệp dầu khí.
Sự phát triển của nó dự trên nền tảng phát triển của phần mềm. Nhiều chương trình được
viết ra để phục vụ cho sự phát triển của công nghiệp dầu khí. Trong đó Hysys là phần
mềm quan trọng hàng đầu được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực lọc – hóa dầu.
Ở nước ta hiện nay, phát triển ngành công nghiệp Lọc – Hóa dầu là ngành công
nghiệp mũi nhọn được ưu tiên hàng đầu. Nhà máy lọc dầu Dung Quất – Nhà máy lọc
dầu đầu tiên của nước ta đã được đưa vào sử dụng và vận hành ổn định. Trong số sản
phẩm của nhà máy thì Propylene hiện nay được quan tâm hàng đầu. Là nguyên liệu để

sản xuất Polypropylene – polymer được sử dụng rộng rãi trên thế giới vì tính phổ dụng,
giá thành monomer thấp, giá thành sản xuất thấp và các tính chất được ưa chuộng của
nó. Cho nên việc tạo ra và thu hồi tối đa lượng Propylene trong quá trình sản xuất sẽ
mang lại hiệu quả kinh tế rất cao cho nhà máy.
Việc ứng dụng phần mềm trong tính toán công nghệ và lựa chọn chế độ vận hành
tối ưu sẽ giúp người kĩ sư công nghệ nắm vững hơn các điều kiện vận hành, thông số kĩ
thuật và có được một cái nhìn tổng quan nhất về một quá trình vận hành nào đó.
Với đề tài “Sử dụng phần mềm Hysys mô phỏng phân xưởng tách Propylene của
nhà máy lọc dầu Dung Quất”, nhóm tác giả đã cố gắng tìm hiểu, tìm kiếm tài liệu, cùng
sự giúp đỡ tận tình của giảng viên TS. Nguyễn Đình Minh Tuấn. Trong quá trình thực
hiện còn có nhiều sai sót, kính mong thầy cô đóng góp ý kiến để nhóm tác giả có thể
hoàn thiện đồ án này. Xin chân thành cảm ơn!

SVTH: NGUYỄN LINH TUẤN – NGUYỄN NGỌC HẢI HẬU

1


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ LỌC DẦU 2

GVHD: TS NGUYỄN ĐÌNH MINH TUẤN

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY LỌC DẦU
DUNG QUẤT
I.1. Giới thiệu về nhà máy lọc dầu Dung Quất:
Nhà máy được xây dựng tại Khu kinh tế Dung Quất, thuộc địa bàn các xã Bình
Thuận và Bình Trị, huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi.
Đây là một trong những dự án kinh tế lớn, trọng điểm quốc gia của Việt Nam
trong giai đoạn đầu thế kỉ 21.
Nhà máy lọc dầu Dung Quất được xây dựng với tổng mức đầu từ là hơn 3 tỷ đô

la Mỹ với chủ đầu tư là Tổng công ty dầu khí Việt Nam. Nay là, Tập đoàn Dầu Khí Việt
Nam Petrovietnam.
Nhà máy chiếm diện tích khoảng 810 ha, trong đó có 345 ha mặt đất và 471 ha
mặt biển.
I.2. Công suất chế biến, nguyên liệu và sản phẩm của nhà máy lọc dầu Dung
Quất:
Công suất chế biến: 6,5 triệu tấn dầu thô/năm, tương đương 148.000
thùng/ngày. Sau khi hoàn thành nâng cấp mở rộng: 8,5 triệu tấn dầu thô/năm, tương
đương 192.000 thùng/ngày.
Nguyên liệu của nhà máy được thiết kế để vận hành cho 2 loại nguyên liệu:
-

Dầu Bạch Hổ: 6,5 triệu tấn/năm.
Dầu hỗn hợp: 5,5 triệu tấn/năm dầu Bạch Hổ + 1 triệu tấn/năm dầu
DuBai.

Nhà máy được thiết kế để sản xuất ra các sản phẩm sau:
-

Khí hóa lỏng LPG (cho thị trường nội địa)
Propylene
Xăng A92/A95
Nhiên liệu phản lực Jet A1
Diezel ô tô
Dầu đốt (FO)
Polypropylene
Lưu huỳnh

SVTH: NGUYỄN LINH TUẤN – NGUYỄN NGỌC HẢI HẬU

2


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ LỌC DẦU 2

GVHD: TS NGUYỄN ĐÌNH MINH TUẤN

I.3. Các phân xưởng chính của nhà máy:
- Phân xưởng chưng cất dầu thô (CDU)
- Phân xưởng xử lý Naphta bằng Hydro (NHT)
- Phân xưởng đồng phân hóa Naphta nhẹ (ISOMER)
- Phân xưởng Reforming xúc tác liên tục (CCR)
- Phân xưởng xử lý Kerosen (KTU)
- Phân xưởng Cracking xúc tác tầng sôi cặn chưng cất khí quyển (RFCC)
- Phân xưởng xử lý Naphta của phân xưởng RFCC (NTU)
- Phân xưởng xử lý LCO bằng hydro (LCO-HDT)
- Phân xưởng xử lý LPG (LTU)
- Phân xưởng thu hồi Propylen (PRU)
- Phân xưởng tái sinh Amin (ARU)
- Phân xưởng xử lý nước chua (SWS)
- Phân xưởng trung hòa xút thải (CNU)
- Phân xưởng thu hồi lưu huỳnh (SRU)
Đồ án này nhóm tập trung vào Phân xưởng thu hồi ProPylene

SVTH: NGUYỄN LINH TUẤN – NGUYỄN NGỌC HẢI HẬU

3


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ LỌC DẦU 2

GVHD: TS NGUYỄN ĐÌNH MINH TUẤN

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN PHÂN XƯỞNG THU HỒI
PROPYLENE
II.1. Giới thiệu về phân xưởng:
Phân xưởng thu hồi Propylene được thiết kế để xử lý dòng hỗn hợp C3/C4 từ phân
xưởng xử lý LPG. Phân xưởng PRU sẽ tách và tinh chế propylene để đạt được độ tinh
khiết là 99,6% khối lượng. Giai đoạn đầu của quá trình là tách loại C4 ra khỏi dòng
nguyên liệu trong một tháp tách C3/C4. Thiết bị tách chính Propane/Propylene có hai
cấp: cấp một là giai đoạn tách những sản phẩm nhẹ hơn Propylene, cấp hai là cột tách
Propane/Propylene. Sản phẩm Propylen từ cột tách Propane/Propylene tiếp tục được
tinh chế thêm. Giai đoạn thứ nhất sẽ là loại bỏ cacbonyl sulfua bằng xúc tác khô. Giai
đoạn thứ hai thông thường bao gồm việc loại bỏ Asen, Photpho và antimoan bằng tầng
xúc tác khô. Các giai đoạn tinh chế được kết hợp trong cùng một tháp.
II.2. Sản phẩm propylene:
Propylene (tên thông thường), có tên quốc tế là Propene, là một hydrocacbon có
mạch không no, thuộc họ anken.
Công thức phân tử: C3H6
Công thức cấu tạo:
Hình 2. 1 Cấu trúc hóa học của phân tử Propylene

Sản xuất Propylene là một lĩnh vực có quy mô lớn, mức tăng trưởng nhanh.
Propylene là nguyên liệu quan trọng cho các ngành tổng hợp hóa học, là nguyên liệu
chính để sản xuất Polypropylene.

SVTH: NGUYỄN LINH TUẤN – NGUYỄN NGỌC HẢI HẬU

4

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ LỌC DẦU 2

GVHD: TS NGUYỄN ĐÌNH MINH TUẤN

II.2.1. Tính chất vật lý:
Propylene là chất khí, không tan trong nước, trong dầu mỡ, trong dung dịch
amoni đồng, cũng như các chất lỏng phân cực: ester, etanol, axeton…do trong phân tử
có liên kết π, nhưng tan tốt trong nhiều sản phẩm hóa dầu quan trọng, là chất khí dễ cháy
nổ. Propylene không màu không mùi.
Các tính chất vật lí cơ bản:
- Khối lượng phân tử: 42.08 đvC.
- Áp suất tới hạn: Pc = 4.7 MPa.
- Tỷ trọng ở trạng thái lỏng: (15oC, 760 mmHg): 0.51.
- Tỷ trọng ở trạng thái hơi: (15oC, 760 mmHg): 1.49.
- Độ tan trong nước (50oC): 0.61g/m3.
- Nhiệt độ tới hạn: Tc = 92.3 oC.
- Nhiệt độ nóng chảy: -185.2 oC (88K).
- Nhiệt độ sôi: -47.6 oC (225.5K).
- Điểm bốc cháy: -108 oC.
II.2.2. Tính chất hóa học:
II.2.2.1. Phản ứng cộng:
Khi có mặt của chất xúc tác Ni, Pt, Pd với nhiệt độ thích hợp thì Propylene có
thể cộng Hydro vào nối đôi tạo thành Propane, phản ứng tỏa nhiệt:
CH2=CH-CH3 + H2 → CH3-CH2-CH3
Brom và Clo dễ cộng hợp với Propylene để tạo thành dẫn xuất dihalogen không
màu, do tính chất làm mất màu của dung dịch Clo (Brom) nên người ta thường dung
dịch nước Clo (Brom) để nhận biết anken:
CH2=CH-CH3 + Cl2 → ClCH2-CHCl-CH3
Hydrogen halogenua, acid sunfuric đặc…có thể cộng vào Propylene:

CH2=CH-CH3 + Cl-H(KHÍ) → CH3-CHCl-CH3
Ở nhiệt độ thích hợp và có xúc tác acid, Propylene có thể cộng hợp với nước:
CH2=CH-CH3 + H-OH → CH3-CH2-CH2-OH
II.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 dài và có khối lớn trong điều kiện nhiệt độ, áp suất, xúc tác thích hợp.
II.2.2.3. Phản ứng oxy hóa:
Propylene cũng như các hydrocarbon khác khi cháy tạo thành CO2, H2O và tỏa
nhiều nhiệt:
2C3H6 + 9O2 → 6CO2 + 6H2O
Ngoài ra Propylene cũng có khả năng làm mất màu thuốc tím như các alken
khác:
3C3H6 + 2KMnO4 +4H2O →3CH3-CH(OH)-CH2OH + MnO2 + 2KOH

SVTH: NGUYỄN LINH TUẤN – NGUYỄN NGỌC HẢI HẬU

5


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ LỌC DẦU 2

GVHD: TS NGUYỄN ĐÌNH MINH TUẤN

II.2.3. Ứng dụng:
Propylene dùng để làm nguyên liệu cho quá trình sản xuất Polypropylene và
các chất hoạt động bề mặt.
Là một trong những nguồn nguyên liệu quan trọng nhất trong công ngiệp tổng
hợp hóa học, dẫn xuất chủ yếu của Propylene gồm: polypropylene, acrylonitrile,
propylene oxit, cumen/phenol, acid acrylic, isopropyl ancol và các chất trung gian hỗn
hợp khác.

Phân đoạn C3, C4 là nguồn nguyên liệu cho sản xuất khí hóa lỏng LPG, nguyên
liệu cho quá trình alkyl hóa để nhận cấu tử có trị số octane cao pha vào xăng và làm
khí đốt dân dụng, làm nguyên liệu tổng hợp hóa dầu và hóa học.

SVTH: NGUYỄN LINH TUẤN – NGUYỄN NGỌC HẢI HẬU

6


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ LỌC DẦU 2

GVHD: TS NGUYỄN ĐÌNH MINH TUẤN

CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM HYSYS
III.1. Giới thiệu về phần mềm Hysys:
Hysys là sản phẩm của công ty Hyprotech thuộc công ty AEA Technologie
Engineering Software-Hyprotech Ltd. Là một phần mềm có khả năng tính toán đa dạng,
cho kết quả có độ chính xác cao. Đồng thời cung cấp nhiều thuật toán sử dụng trợ giúp
trong quá trình tính toán công nghệ và khảo sát các thông số trong quá trình thiết kế nhà
máy hóa chất. Ngoài thư viện có sẵn, Hysys cho phép người sử dụng tạo các thư viện
riêng rất thuận tiện cho việc sử dụng.
Ngoài ra, Hysys còn có khả năng tự động tính toán các thông số còn lại nếu thiết
lập đủ thông tin. Đây chính là điểm mạnh của Hysys giúp người sử dụng tránh những
sai sót và đồng thời có thể sử dụng những dữ liệu ban đầu khác nhau.
Phần mềm Hysys được phát triển trên nền tảng là phiên bản của phần mềm mô
phỏng Hyprotech. Sản phẩm mới này có các khả năng:
- Tích hợp hơn.
- Dễ nhìn và có thể tương tác qua lại.
- Có khả năng mở rộng.
Với giao diện thân thiện của Hysys việc tương tác giữa người và máy trở nên dễ

dàng hơn vì vậy chúng ta có thể thao tác với các biến số cần xử lý và mô hình của các
thiết bị một cách dể dàng, cũng như khả năng thiết kế mô phỏng.
Hysys được thiết kế sử dụng cho hai trạng thái mô phỏng:
- Steady Mode: Trạng thái tĩnh, sử dụng thiết kế công nghệ cho một quá trình.
- Dynamic Mode: Trạng thái động, mô phỏng thiết bị hay quy trình ở trạng thái
đang vận hành liên tục, khảo sát sự thay đổi các đáp ứng của hệ thống theo sự thay đổi
của một vài thông số.
III.2. Các ứng dụng của Hysys:
Hysys.concept: Thiết kế và bảo vệ hệ thống phân tách một cách hiệu quả nhất.
Hysys.Process: Giảm thấp nhất vốn đầu tư và chi phí vận hành, chọn lựa cách bảo
quản, các đặc tính và phân loại thiết bị, trang bị và sữa chữa các thiết bị để cải tiến quá
trình hoạt động và điều khiển nhà máy.

SVTH: NGUYỄN LINH TUẤN – NGUYỄN NGỌC HẢI HẬU

7


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ LỌC DẦU 2

GVHD: TS NGUYỄN ĐÌNH MINH TUẤN

Hysys.Plant: Sử dụng công cụ mô phỏng để đưa ra các điều kiện thuận lợi, đánh
giá hoạt động của nhà máy hiện hành, trang bị các thiết bị để đạt được độ tin cậy về hoạt
động, an toàn, lợi nhuận cao nhất. Cải tiến các thiết bị có sẵn và mở rộng quy mô nhà
máy hiện hành.
Hysys.OTS: Những qui trình hướng dẫn hoạt động giúp người vận hành nắm bắt
về công nghệ, mức độ an toàn trong hoạt động của nhà máy, làm theo những qui tắc
hướng dẫn về an toàn và vận hành để tăng lợi nhuận.
Hysys.RTO+: Tối ưu hiệu quả nhà máy, chuyển đổi mô hình sản xuất, sử dụng

công nghệ có sẵn và tăng lợi nhuận trong hoạt động bằng cách cho phép những thay đổi
về công nghệ và sản phẩm.
Economix: Những dữ liệu thu được từ mô phỏng là công cụ cơ bản để dựa vào nó
mà có những thông tin xác thực nhằm quyết định về vấn đề đầu tư và xây dựng một cách
có hiệu quả nhất.
Qua đây ta thấy phần mềm Hysys được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác
nhau.
III.3. Những ưu điểm của phần mềm Hysys:
Hysys cho độ chính xác rất cao. Trong Hysys việc mô phỏng được hướng dẫn một
cách cặn kẽ trong quá trình làm nền tương đối đơn giản, Hysys có khả năng báo lỗi bằng
màu đỏ tại các thiết bị mô phỏng khi ta nhập dữ liệu không hợp lệ hoặc nhập thiếu dữ
liệu. Việc điều hành và tính toán các thông số công nghệ của dòng và các thiết bị trong
nhà máy mang tính logic cao, việc thêm bớt các thiết bị cũng đơn giản và không cần đòi
hỏi nhập lại các số liệu ban đầu cũng như thiết lập một quy trình. Khi mô phỏng thì
Hysys có các khả năng sau:
- Khả năng tính toán các thông số còn lại khi đã biết đủ các thông số liên quan:
trong Hysys, người ta đã lập ra nhiều mô hình nhiệt động và phương trình tính toán các
đặc trưng lý hoá của tất cả các cấu tử và hợp chất.
- Khả năng tính toán hai chiều và khả năng sử dụng thông tin một phần: chương
trình chia làm nhiều phần nhỏ (các đơn vị unit khác nhau). Mỗi unit là một thiết bị như:

SVTH: NGUYỄN LINH TUẤN – NGUYỄN NGỌC HẢI HẬU

8


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ LỌC DẦU 2

GVHD: TS NGUYỄN ĐÌNH MINH TUẤN

tháp chưng cất, máy nén, bình tách...có khả năng xác định xem các thông số nào đã biết
hoặc các thông số nào có thể tính toán từ các dòng nối với các unit đó.
- Khả năng truyền dữ liệu: khi Hysys được cung cấp thêm một thông tin mới,
chương trình lập tức sẽ thực hiện các tính toán có thể rồi chuyển kết quả mới này tới các
thiết bị sử dụng chúng. Trong quá trình chạy, Hysys sẽ thực hiện việc truyền dữ liệu và
các phép tính lặp để đưa ra kết quả tối ưu từ những thông số mà người mô phỏng nhập
vào.
- Khả năng tự động tính toán lại: Khi người mô phỏng loại bỏ một thông số hoặc
một thiết bị nào đó, Hysys sẽ tự động loại bỏ tất cả các thông số tính toán được từ các
thông số cũ và giả định chúng là chưa biết. Các thông số không liên quan đến thông số
bị loại bỏ sẽ vẫn được giữ lại.
III.4. Thao tác sử dụng Hysys:
Các bước xây dựng một sơ đồ công nghệ trong chương trình Hysys:
Bước 1: Chuẩn bị sơ đồ công nghệ mong muốn.
Chuẩn bị sẵn sơ đồ công nghệ và các thông số đầu vào, đầu ra cần thiết (tên dòng,
lưu lượng, nhiệt độ, áp suất...) của các dòng chảy cũng như các thông số vận hành của
thiết bị.
Bước 2: Chọn hệ thống đơn vị đo.
Hệ đơn vị mặc nhiên được cài đặt trong chương trình là hệ đơn vị Anh, ta có thể
thay đổi và chọn hệ thống đơn vị khác như METRIC, hay SI, thông thường ta hay chọn
đơn vị METRIC.
Bước 3: Xác định các cấu tử.
Có thể xác định trực tiếp bằng cách gõ tên của các cấu tử hoặc chọn từ danh mục
có sẵn trong thư viện của chương trình.
Bước 4: Xác định phương trình nhiệt động thích hợp.
Có thể chọn phương pháp nhiệt động từ danh mục các phương pháp thông dụng
nhất trong thư viện. Việc chọn hệ thống phù hợp là bước quan trọng trong chương trình
mô phỏng.
Bước 5: Xây dựng PFD.
Vẽ chu trình (Process Flow Diagram - PFD) bằng cách chọn và định vị các thiết

bị (unit operation) trên cửa sổ chính. Vẽ các dòng vào ra cho từng thiết bị.

SVTH: NGUYỄN LINH TUẤN – NGUYỄN NGỌC HẢI HẬU

9


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ LỌC DẦU 2

GVHD: TS NGUYỄN ĐÌNH MINH TUẤN

Bước 6: Lựa chọn các dòng nguyên liệu và sản phẩm.
Xác định thành phần, trạng thái nhiệt của các dòng.
Bước 7: Cung cấp dữ liệu cho dòng nhập liệu và các dòng hồi lưu.
Dữ liệu của dòng nhập liệu và dữ liệu giả định của các dòng hồi lưu cần cung cấp
gồm: lưu lượng, thành phần, điều kiện nhiệt động...
Bước 8: Cung cấp các điều kiện của quá trình.
Cung cấp đầy đủ các dữ liệu cần thiết cho mỗi thiết bị trong sơ đồ công nghệ.
Bước 9: Chạy và xem kết quả.
Trước khi tiến hành chạy chương trình, phải kiểm tra để đảm bảo rằng không
xuất hiện màu vàng trên đường viền của các thiết bị hay màu xanh các dòng chảy. Nếu
tất cả đường viền là màu xanh nước biển, xanh dương (hay đen) có nghĩa là đã cung cấp
đủ thông tin để chạy chương trình. Có thể xem kết quả bằng nhiều cách: đồ thị, báo cáo
xuất...

SVTH: NGUYỄN LINH TUẤN – NGUYỄN NGỌC HẢI HẬU

10

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ LỌC DẦU 2

GVHD: TS NGUYỄN ĐÌNH MINH TUẤN

CHƯƠNG IV: MÔ PHỎNG TĨNH THU HỒI PHÂN
XƯỞNG PROPYLENE
Đối với đồ án này phần mềm Hysys được sử dụng để mô phỏng
phân xưởng thu hồi Propylene.
IV.1. Nhập các dữ liệu ban đầu:
- Chọn hệ đơn vị.
- Chọn cấu tử dòng nguyên liệu ban đầu.
- Chọn hệ nhiệt động.
- Nhập thông số của dòng nguyên liệu ban đầu như bảng sau:
Bảng 4. 1 Thông số dòng nguyên liệu
FEED
Mass Flow
kg/h
Temperature
ºC
Pressure
kg/cm2_g
Vapour Fraction
Ethane
%mass
Ethylene
%mass
Propane
%mass
Propene
%mass

M-Acetylene
%mass
Propadiene
%mass
i-Butane
%mass
n-Butane
%mass
i-Butene
%mass
1-Butene
%mass
cis2-Butene
%mass
tr2-Butene
%mass
12-Butadiene
%mass
1-Pentene
%mass
n-Pentane
%mass
H2 O
%mass

SVTH: NGUYỄN LINH TUẤN – NGUYỄN NGỌC HẢI HẬU

77240
40
14.5

0
0.0058
0.0001
0.0794
0.2623
0
0
0.19
0.0751
0.0852
0.0818
0.0839
0.1276
0.0014
0.0059
0.0011
0.0004

11


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ LỌC DẦU 2

GVHD: TS NGUYỄN ĐÌNH MINH TUẤN

IV.1.1. Chọn hệ đơn vị:
Hình 4. 1 Chọn hệ đơn vị

SVTH: NGUYỄN LINH TUẤN – NGUYỄN NGỌC HẢI HẬU

12


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ LỌC DẦU 2

GVHD: TS NGUYỄN ĐÌNH MINH TUẤN

IV.1.2. Chọn cấu tử:
Hình 4. 2 Chọn cấu tử

IV.1.3. Chọn hệ nhiệt động:
Hình 4. 3 Chọn hệ nhiệt động

SVTH: NGUYỄN LINH TUẤN – NGUYỄN NGỌC HẢI HẬU

13


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ LỌC DẦU 2

GVHD: TS NGUYỄN ĐÌNH MINH TUẤN

IV.1.4. Nhập thông số dòng nguyên liệu ban đầu:
Hình 4. 4 Nhập thông số và thành phần cấu tử dòng nguyên liệu

IV.2. Mô phỏng tĩnh cụm tách C3/C4:
IV.2.1. Sơ đồ công nghệ:
Hình 4. 5 Sơ đồ công nghệ cụm tách C3/C4

SVTH: NGUYỄN LINH TUẤN – NGUYỄN NGỌC HẢI HẬU

14


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ LỌC DẦU 2

GVHD: TS NGUYỄN ĐÌNH MINH TUẤN

Nguyên liệu ban đầu được cho qua bình tách D-2101, sau đó dòng nguyên liệu
đi qua bơm P-2101 và thiết bị trao đổi nhiệt E-2101 sử dụng dòng sản phẩm đáy (dòng
3) để nâng nhiệt độ. Sau khi được tăng áp suất và nâng nhiệt độ, nguyên liệu (dòng 2)
sẽ đi vào tháp tách C3/C4 (T-2101). Theo số liệu trong PFD, tháp T-2101 số đĩa thực tế
là 33, nạp liệu ở đĩa số 12. Hiệu suất đĩa của tháp này là 75%. Do đó số đĩa lý thuyết của
tháp là 25 và nạp liệu tại đĩa số 9. Sản phẩm đỉnh (dòng 4) đi qua hệ thống ngưng tụ
gồm E-2102 và D-2102, dòng 5&7 đi ra khỏi bình tách được chia thành 2 dòng: dòng 5
hồi lưu lại đỉnh tháp, dòng 7P đi qua bơm để đưa sang cụm tách C2. Sản phẩm đáy (dòng
3) đi qua E-2101 và E-2104 để hạ nhiệt độ xuống 40ºC.
Dòng 5demo và dòng 3demo được nhập theo số liệu trong PFD để làm dòng giả
đi vào tháp và thiết bị trao đổi nhiệt trước khi có dòng sản phẩm đi ra từ tháp T-2101.
Bảng 4. 2 Thông số dòng 3demo và 5demo
3demo 5demo
Mass Flow (kg/h)
49490.0 83208.0
Molar Flow (kgmole/h) 870.0
1951.0
Temperature ©
110.80
49
Pressure (kg/cm2_g)
20.50

20
0
0.0161
Ethane (%m)
0
0.0003
Ethylene (%m)
0.0032 0.2153
Propane (%m)
0.0025 0.7259
Propene (%m)
0
0.0001
M-Acetylene (%m)
0
0.0001
Propadiene (%m)
0.2842
0.022
i-Butane (%m)
0.1160
0.002
n-Butane (%m)
0.1289 0.0072
i-Butene (%m)
0.1241 0.0062
1-Butene (%m)
0.1301 0.0013
cis2-Butene (%m)
0.1977 0.0027

tr2-Butene (%m)
0.0022
0
12-Butadiene (%m)
0.0092
0
1-Pentene (%m)
0.0017
0
n-Pentane (%m)
0
0.0007
H2 O

SVTH: NGUYỄN LINH TUẤN – NGUYỄN NGỌC HẢI HẬU

15


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ LỌC DẦU 2

GVHD: TS NGUYỄN ĐÌNH MINH TUẤN

IV.2.2. Các thiết bị có trong cụm tách C3/C4:
Bảng 4. 3 Thông số các thiết bị trong cụm tách C3/C4
Tên thiết bị
D-2101
P-2101
E-2101

E-2104

C3/C4CỤM TÁCH C3/C4 SPLITTER
Vào
Ra
Thông số
Vent1
1
2P
Water1
2P
2E
Áp suất dòng 2E
kg/cm2_g
2E

2

3

3E

3E

3V

2
4 (top)
5 (top reflux) 3 (bottom)
T-2101

(N-33,Nf12)

E-2102

4

4D

D-2102

4D

Tee-100

5&7

P-2102

5P

Vent2
6
Water2
5P
7P
5

P-2103

7P

7

Nhiệt độ dòng 2
deltaP
deltaP
Nhiệt độ dòng 3V
deltaP
Hiệu suất đĩa
N
Nf
Áp suất của đỉnh
Áp suất của đáy
Nhiệt độ của đỉnh
Nhiệt độ của đáy
Nhiệt độ dòng 4D

21.8

o

70
0.5
0.5

o

40

C

kg/cm2_g
kg/cm2_g
C

kg/cm2_g
0.5
%
75
Đĩa lý thuyết
25
Đĩa nạp liệu
9
2
kg/cm _g
20
kg/cm2_g
20.5
o
C
53.1
o
C
110.8
o

C

49

deltaP

kg/cm2_g

0.5

Lưu lượng
Áp suất của dòng 5

kg/h
kg/cm2_g

27736
20

Áp suất của dòng 7

kg/cm2_g

27.2

kg/cm2_g

6.1

3V
Mixed C4 Áp suất của Mixced C4
Valve
IV.2.3. Tiến hành mô phỏng:
- Xây dựng sơ đồ công nghệ như hình 3.5
- Nhập thông số cho các thiết bị

SVTH: NGUYỄN LINH TUẤN – NGUYỄN NGỌC HẢI HẬU

16


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ LỌC DẦU 2

GVHD: TS NGUYỄN ĐÌNH MINH TUẤN

Hình 4. 6 Nhập thông số của Valve V-100, V-104

SVTH: NGUYỄN LINH TUẤN – NGUYỄN NGỌC HẢI HẬU

17


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ LỌC DẦU 2

GVHD: TS NGUYỄN ĐÌNH MINH TUẤN

Hình 4. 7 Nhập thông số bình tách D-2101, D-2102

SVTH: NGUYỄN LINH TUẤN – NGUYỄN NGỌC HẢI HẬU

18


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ LỌC DẦU 2

GVHD: TS NGUYỄN ĐÌNH MINH TUẤN

Hình 4. 8 Nhập thông số bơm P-2101, p2102

SVTH: NGUYỄN LINH TUẤN – NGUYỄN NGỌC HẢI HẬU

19


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ LỌC DẦU 2

GVHD: TS NGUYỄN ĐÌNH MINH TUẤN

Hình 4. 9 Nhập thông số bơm P-2103

Hình 4. 10 Nhập thông số Heat Exchanger E-2101

SVTH: NGUYỄN LINH TUẤN – NGUYỄN NGỌC HẢI HẬU

20