Tài liệu Thiết kế công nghệ hóa dầu đại học Mỏ địa chất

I8 THIẾT KẾ Q TRÌNH CƠNG NGHỆ TRONG KỸ
THUẬT HĨA HỌC
Câu 1: Các bước trong thiết kế công nghệ ?
- Tạo lập và đánh giá vấn đề thiết kế
- Kiếm tìm chất hóa học và hỗn hợp có tính chất phù hợp với yêu cầu thực tế
- Thiết lập (khởi tạo) quá trình thiết kế
- Phát triển quá trình thiết kế cơ bản
- Tổng hợp quá trình chi tiết sử dụng phương pháp thuật toán
- Thiết kế, đánh giá điều khiển q trình
- Chi tiết thiết kế, ước tính cấu hình thiết bị và tối ưu hóa
- Báo cáo và trình bày
- Thiết kế phân xưởng, xây dựng, khởi động và hoạt động
Câu 2: Các yêu cầu chính về các sản phẩm hóa học ngày nay.
- Nhẹ hơn
- Bền chắc hơn
- Phân hủy sinh học
- an toàn trong sản xuất
- Không độc
- Thân thiện môi trường
Câu 3: Nghiên cứu tài liệu sao cho hợp lí ?
- Việc nghiên cứu các tài liệu liên quan đến thiết kế quá trình là rất quan trọng để thu
được các dữ liệu mới nhất, sơ đồ, thiết bị, mơ hình,…để thu được các sản phẩm tốt hơn và
thiết kế phù hợp hơn.
+ Khi dự định nghiên cứu thiết kế một vấn đề cụ thể, nhóm thiết kế phải lấy các thơng tin
như: nhân lực công ty, dữ liệu công ty, tài liệu. Những dữ liệu này rất cần thiết cho vấn đề
nghiên cứu cụ thể.
Page | 1


+ Các thơng tin khác về sản phẩm: tính chất nhiệt động học, tính chất vận chuyển, sơ đồ
cơng nghệ, mơ tả thiết bị, mơ hình q trình.

+ Các thơng tin về những sản phẩm đã sản xuất, thiết kế là điểm bắt đầu tuyệt vời cho các
nghiên cứu tiếp theo.
+ Khi nghiên cứu thiết kế để sản xuất sản phẩm thế hệ mới (next generation products) hay
mở rộng sản xuất, sẽ có rất nhiều phương án để nâng cấp cơng nghệ.
+ Ví dụ trong chưng cất đã có nhiều thay đổi trong công nghệ, đặc biệt trong điều kiện
chân không, từ đĩa sang đệm hoạt năng cao.
+ Việc nghiên cứu các tài liệu liên quan đến thiết kế quá trình là rất quan trọng để thu được
các dữ liệu mới nhất, sơ đồ, thiết bị, mơ hình,…để thu được các sản phẩm tốt hơn và thiết
kế phù hợp hơn.
+ Các yếu tố thị trường quan trọng hơn nhiều yếu tố kỹ thuật. Rất nhiều sản phẩm bị loại
bỏ vì lý do thị trường.
+ Một số nguồn tài liệu được sử dụng rộng rãi trong thiết kế: Standford Design Reports
Institute (SRI), bách khoa toàn thư (encyclopedias), sổ tay, phụ lục, bằng sáng chế (patents),
các tài liệu trên internet (các bài báo-papers,…).
+Một số nguồn tài liệu nghiên cứu phụ trợ khác: tính khả thi về cơng nghệ (phương pháp
sản xuất, thuận lợi, khó khăn, lý do chọn phương pháp sản xuất,…), thị trường (công suất,
giá cả nguyên liệu và sản phẩm, luật, sử dụng sản phẩm), các yếu tố thương mại,…
- Mục đích và u cầu của thiết kế: cơng suất, chất lượng sản phẩm, quy mơ, cơ khí, ngày
bắt đầu, cơng suất tối đa, chi phí tối đa theo hàm của công suất, sự thay đổi yêu cầu theo
thời kỳ, kiểm kê, sự quay vòng vốn đầu tư,…
Câu 4: Thế nào là chuyển hóa tối ưu ?
- Xem xét các phản ứng hóa học đơn lẻ, với các hằng số cân bằng hóa học, có thể thu
được một độ chuyển hóa hồn tồn.
- Tuy nhiên, độ chuyển hóa tối ưu có thể khơng phải là một độ chuyển hóa hồn tồn (và
thường là như vậy). Thay vào đó, một sự cân bằng về kinh tế giữa chi phí về thiết bị phản
ứng cao với độ chuyển hóa cao và chi phí phân tách cao ở độ chuyển hóa thấp sẽ xác định
điều kiện tối ưu (và một số yếu tố khác như kéo dài thời gian phản ứng để đạt đƣợc độ
chuyển hóa cao).
- Thật khơng may mắn là, tính tốn thử nghiệm cho chuyển hóa tối ưu là khó thực hiện vì
nó phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố.

Câu 5: Nêu cơ bản các loại hoạt động phân tách?
a. Heuristic 9: Phân tách hỗn hợp lỏng sử dụng: chưng cất, stripping, chưng cất tăng cường
(chiết, phản ứng, đẳng phí), chiết lỏng – lỏng, tinh thể hóa, hấp phụ.

Page | 2


b. Heuristic 10: Ngưng tụ hoặc ngưng tụ một phần hỗn hợp hơi, với nước làm mát hoặc tác
nhân làm lạnh. Sau đó, sử dụng Heuristic 9.
c. Heuristic 11: Phân tách hỗn hợp hơi sử dụng ngưng tụ một phần, chưng cất đông lạnh,
hấp thụ, hấp phụ, phân tách màng, thăng hoa.
Câu 6: Thế nào là hoạt động phân tách có hạt rắn.
- Đối với một số dịng tồn tại các hạt rắn (tinh thể hóa hay kết tủa)
- Khi muốn loại bỏ các hợp chất vô cơ trong dung dịch, dịng cơng nghệ (sản phẩm) sẽ được
làm lạnh hay bay hơi một phần để thu hồi chất rắn bằng việc tinh thể hóa, sau đó là lọc, ly
tâm và làm khơ.
- Dùng cyclone cho việc tách hỗn hợp khí-rắn
- Tinh thể hóa có thể xuất hiện dưới ba dạng: 1) Tinh thể hóa dung dịch 2) Kết tủa 3) Tinh
thể hóa điểm chảy (nóng chảy)
- Tinh thể hóa dung dịch: áp dụng đối với các chất vô cơ đƣợc tinh thể hóa từ dung mơi, với
nhiệt độ hoạt động thấp hơn nhiều điểm chảy của các hạt tinh thể.
- Kết tủa: là phương pháp tinh thể hóa dung dịch nhanh tạo ra rất nhiều các tinh thể nhỏ
(tạo ra các hạt rắn ít hịa tan, như AgCl).
- Tinh thể hóa theo nhiệt độ nóng chảy: hai hay ba chất hóa học có nhiệt độ tinh thể hóa
khác nhau, đƣợc phân tách tại nhiệt độ trong khoảng nhiệt độ nóng chảy.
- Heuristic 12: Tinh thể hóa các chất vơ cơ từ dung dịch bằng làm lạnh. Giữ nhiệt độ thấp
hơn nhiệt độ bão hịa 1-2 oF. Dùng tinh thể hóa bằng phương pháp bay hơi khi tính chất
dung dịch khơng thay đổi nhiều theo nhiệt độ.
-Heuristic 13: Tốc độ hình thành tinh thể bằng nhau theo mọi hướng song các hạt tinh thể
khơng phải hình cầu. Tốc độ hình thành tinh thể và kích thước hạt bị giới hạn bởi độ quá

bão hòa: S=C/Cbão hòa ; C là nồng độ; 1.02Heuristic 14: Phân tách các chất hữu cơ bằng tinh thể hóa theo điểm chảy với việc làm lạnh
sử dụng tinh thể hóa huyền phù, sau đó lọc, ly tâm.
Câu 7: Các cách để loại bỏ bớt nhiệt của phản ứng?
-Heuristic 21: Để loại bớt nhiệt tỏa ra từ phản ứng, xem xét việc sử dụng thừa chất phản
ứng, một chất pha loãng trơ hoặc chất làm lạnh.
Heuristic 22: Đối với phản ứng tỏa nhiệt ít, tuần hồn chất lỏng trong thiết bị phản ứng ra
thiết bị làm lạnh ngoài, sử dụng ống xoắn ruột gà hoặc bình có vỏ bọc. Xem xét việc sử dụng
thiết bị làm lạnh trung gian giữa các giai đoạn phản ứng đoạn nhiệt.
- Để đạt được nhiệt độ phản ứng thấp hơn, có thể dùng một số cách sau:
+ Sử dụng dư chất phản ứng để hấp thụ nhiệt, chất dư sẽ được thu hồi từ thiết bị tách và
tuần hoàn lại thiết bị phản ứng. Nhiệt sẽ bị loại bỏ trong thiết bị tách hay các dòng làm
lạnh.
Page | 3


+
+
+
+

Sử dụng chất pha loãng trơ.
Sử dụng các chất phản ứng lạnh.
Thực hiện phản ứng trong thiết bị phản ứng có các hệ thống làm lạnh.
Sử dụng phương pháp làm lạnh trung gian.

Câu 8 : Tại sao phải thêm nhiệt vào phản ứng?
- Heuristic 23: Để điều khiển nhiệt độ của phản ứng thu nhiệt, xem xét việc sử dụng thừa
chất phản ứng, chất pha loãng trơ và chất làm nóng.
- Heuristic 24: Đối với các phản ứng thu nhiệt ít, tuần hồn dịng lỏng đến một thiết bị đun

nóng ngồi, hoặc sử dụng ống xoắn hay thiết bị có vỏ bọc để cấp nhiệt. Hoặc sử dụng trao
đổi nhiệt trung gian giữa các giai đoạn đoạn nhiệt.
Câu 9: Thiết bị trao đổi nhiệt và lị đốt có ý nghĩa gì trong thiết kế cơng nghệ hóa học?
- Trao đổi nhiệt sử dụng cho quá trình phản ứng và phân tách (thay đổi nhiệt
độ, pha). Khi tính tốn trao đổi nhiệt, cần lưu ý đến các phƣơng pháp trao
đổi nhiệt:
+ Trao đổi nhiệt giữa hai dòng lỏng sử dụng: double pipe, shell and tube, compact heat
exchanger.
+ Trao đổi nhiệt giữa một dòng lỏng và một dòng tác nhân trao đổi nhiệt (nƣớc làm mát,
hơi) sử dụng double pipe, shell and tube, compact heat exchanger
+ Gia nhiệt cho dịng q trình ở nhiệt độ cao sử dụng nhiệt tỏa ra từ quá trình đốt cháy
(furnace hay fired heater)
+ Trao đổi nhiệt trong thiết bị phản ứng hay bình tách thay vì trao đổi nhiệt bên ngoài như
shell and tube heat exchanger hay furnace
+ Trực tiếp trao đổi nhiệt bằng việc trộn hai dịng
+ Trao đổi nhiệt có sự tham gia của các hạt rắn.
- Heuristic 25: Thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt cho các thiết bị tách và phản ứng để đun nóng
hay làm lạnh các dịng q trình có thể dùng các phương pháp khác nhau. Nếu dịng q
trình yêu cầu gia nhiệt lớn hơn 750oF thì cần dùng lị đốt trong trường hợp dịng q trình
khơng bị phân hủy hóa học.
- Heuristic 26: Sử dụng phương pháp nhiệt độ tối ưu tối thiểu trong thiết bị trao đổi nhiệt
phụ thuộc vào mức nhiệt độ như sau:
+ 10 F hoặc thấp hơn đối với nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ môi trƣờng.
+ 20 F đối với nhiệt độ bằng nhiệt độ môi trƣờng và đến 300 F
+ 50 F đối với nhiệt độ cao
+ 250-350 F nếu là lò đố.
Page | 4


- Bởi vì chế độ dịng hai pha có thể xuất hiện trong q trình đun nóng dịng lỏng thành hơi,

cách tốt nhất là chia quá trình này thành 3 thiết bị gia nhiệt:
+ Gia nhiệt đến điểm bọt (Bubble Point)
+ Đun sơi (Boiling Point)
+ Hóa hơi (Evaporation)
Câu 10: Phương pháp để tăng áp suất ?
- Áp suất hơi bão hịa nhỏ thi nhiệt độ sơi của chất đó cao và khó bay hơi. T tang thì P hơi
bão hịa tang vì khi T tăng thì chất lỏng hoạt động mạnh hơn, bay hơi nhiều hơn  P hơi bão
hòa tăng.
- Cách tăng P
+ Dùng máy nén
+ Tăng nhiệt độ
+ Thêm khí trơ qua van
Câu 11: Các yếu tố mơi trường và an tồn trong thiết kế cơng nghệ.
•
•
•
•

•
•
•

Các vấn đề môi trường:
Giảm sản phẩm phụ độc hại, tái sử dụng chất thải)
Các vấn về thiết kế môi trường (theo tiêu chuẩn)
Các vấn đề an toàn trong thiết kế:
Tiêu chuẩn an toàn
Phương pháp thiết kế an toàn
Đạo đức trong thiết kế cơng nghệ hóa học
- Vai trị của máy tính

Bảng tính và phương pháp số trong thiết kế
Gói phần mềm trong thiết kế
Mơ phỏng trong thiết kế

Câu 12: Mục đích, cơ hội trong thiết kế công nghệ.
+ Hàng ngàn sản phẩm hóa học được sản xuất hàng năm
+ Các sản phẩm hóa học bao gồm:
• Sản phẩm hóa học cơ bản (được sản xuất từ các nguồn tự nhiên): ethylene, acetone,
vinyl cloride,…, ethylene glycol, monoethyl eter, diethyl ketone,…vật liệu sinh học (mơ cấy,
dược phẩm), vật liệu polyme (PE, PVC, PolyStyrene)
• Sản phẩm công nghiệp (được sản xuất từ các sản phẩm hóa học cơ bản): màng, sợi, giấy,
…
• Sản phẩm tiêu dùng (được sản xuất từ các sản phẩm hóa học cơ bản và sản phẩm công
nghiệp): thiết bị thẩm tách, pin nhiên liệu, dược phẩm, chất tẩy rửa,…
Page | 5


-

-

Một dự án thiết kế xuất phát từ nhiều nguyên nhân khác nhau. Chúng bắt đầu trong các
phịng thí nghiệm nghiên cứu của các nhà hóa học, hóa sinh, kỹ sư,…nhằm thỏa mãn các
yêu cầu sản phẩm của khách hàng.
Một số sản phẩm quan trọng được tạo ra từ: những tai nạn, nguồn nguyên liệu rẻ hay
thị trường mới xuất hiện,…
Một dự án thiết kế mới sẽ chứa đựng rất nhiều thử thách: hỗn hợp chất hóa học cần
thiết cho sản phẩm, cấu hình sản phẩm, phương pháp sản xuất, yêu cầu thị trường,…
Sự hiểu biết về quá trình thường khơng tồn diện, do đó thường chỉ tập trung vào thiết
kế thiết bị hay q trình hóa học.

Câu 13: Sự cần thiết thành lập một đội thiết kế (Design Team).
Để giải quyết một vấn đề thiết kế cần một đội ngũ: kỹ sư hóa học, nhà hóa học, hóa
sinh, người làm thị trường,…
- Các bước trong thiết kế quá trình
+ Chú ý rằng, các vấn đề thiết kế thường kết thúc mở và có rất nhiều giải pháp khác nhau
và tiệm cận tối ưu.
+ Hai nhà thiết kế quá trình thường khơng theo chính xác cùng một quy trình thiết kế
mà nên học để ứng dụng chúng khi thiết kế một quá trình hay sản phẩm cụ thể.
+ Thiết kế là một hoạt động sáng tạo nhất trong các hoạt động kỹ thuật
Câu 14: Nội dung tối ưu hóa quá trình.
+ Hiểu được các vấn đề cơ bản về tối ưu hóa
+ Thiết lập vấn đề tối ưu hóa (nonlinear program, NLP) để tối ưu hóa hàm mục tiêu
+ Hiểu được bản chất của các thuật toán tối ưu
+ Hiểu được sự thuận lợi và khó khăn của việc chuyển đổi các đặc trưng thiết kế, liên kết với
mơ hình mô phỏng
+ Sử dụng mô phỏng để giải quyết các vấn đề NLP
Câu 15: Những thử thách mà một kỹ sư kỹ thuật hóa học gặp phải.
+ Xác định thành phần hóa học của hỗn hợp ban đầu để có thể tạo ra các tính chất mong
muốn.
+ Thiết lập sơ đồ quá trình sản xuất và lựa chọn điều kiện hoạt động để tạo ra sản phẩm
mong muốn với hiệu suất và độ chọn lọc cao, ít vịng tuần hồn, chi phí thấp.
+ Tạo ra các sản phẩm tiêu dùng và cơng nghiệp. Thiết kế q trình thường hiếm khi rõ ràng
và theo quy trình, mà là các phương pháp phải sáng tạo, tạo ra quá trình và sản phẩm nhiều
lợi nhuận, an tồn và bảo vệ mơi trường.
Câu 16: Bạn hiểu thế nào là thiết lập và đánh giá các vấn đề khởi tạo?
+ Thiết kế quá trình thường bắt đầu với một vấn đề tiềm năng và thường là chưa rõ ràng
trong mắt của một kỹ sư.

Page | 6

+ Vấn đề sẽ trở nên rõ ràng hơn khi biết rõ yêu cầu của khách hàng về đặc trưng sản phẩm
(tỷ trọng, độ nhớt,…).
+ Thơng thường một nhóm thiết kế (design team) sẽ quan tâm đến các vấn đề cơ bản và
đưa ra những ý tưởng tiềm năng cho sản phẩm để đáp ứng yêu cầu và lựa chọn phương án
(dựa trên các vấn đề về các nguyên lý của nhiệt động học, động học, truyền nhiệt, truyền
khối,…).
+ Trên cơ sở đó, các kỹ sư sẽ đưa ra các ý tưởng cho các vấn đề ban đầu và đánh giá chúng
phục vụ cho việc nghiên cứu và phát triển tiếp theo (R&D).
Câu 17: Thiết lập và đánh giá các vấn đề khởi tạo.
+ Thông thường, người thiết kế sẽ có rất nhiều ý tưởng tiềm năng cho sản phẩm và q
trình. Những ý tưởng có thể xuất phát từ các khách hàng tiềm năng, những người muốn
một sản phẩm hay q trình mới hơn.
+ Ý tưởng tốt nhất có thể ban đầu sẽ nhận được nhiều sự chỉ trích nhất. Tất cả các ý tưởng
sẽ được tập hợp, phân loại, thảo luận và đánh giá cẩn thận.
Câu 18: Tìm kiếm sản phẩm mong muốn.
+ Các sản phẩm thiết kế phải đảm bảo các yêu cầu đặt ra: màng polyme, chất lạnh đông,
dung môi thân thiện môi trường, dầu bôi trơn, protein cho dược phẩm, chất tan, gốm sứ,…
Khởi tạo quá trình:
+ Các vấn đề đặt ra ban đầu, sẽ tiếp tục được phát triển theo những bước tiếp theo, các
dữ liệu quan trọng cho thiết kế bao gồm: tính chất nhiệt động học (cân bằng lỏng - hơi),
tính cháy, tính độc hại, giá cả, thơng tin liên quan.
+ Trong một số trường hợp, một số thực nghiệm ban đầu để thu được những dữ liệu
cịn thiếu, khơng thể ước tính, những nghiên cứu khơng xuất phát từ phịng thí nghiệm,
…
+ Quá trình sản xuất sẽ phụ thuộc vào loại sản phẩm. Để sản xuất các sản phẩm hóa học
cơ bản cần phải có loại phản ứng hóa học, phân tách, bơm, nén,… Các sản phẩm công
nghiệp gồm các quá trình: đùn chất dẻo, trộn, pha, dán tem,…
+ Chất lượng điều khiển sản phẩm thay đổi từ điều khiển tính chất hóa lý, lưu biến học,…

đến tính chất quang học, khả năng chịu thời tiết, bền cơ khí,…
- Phát triển quá trình thiết kế
+ Liên quan đến sơ đồ chi tiết cơng nghệ q trình: cân bằng vật liệu, năng lượng, danh
mục thiết bị chính,…
Cân bằng vật liệu liên quan đến trạng thái dòng: nhiệt độ, áp suất, pha, lưu lượng, thành
phần và những tính chất khác.
+ Cân bằng vật liệu và năng lượng có thể sử dụng sự trợ giúp của máy tính, các phần
mềm mơ phỏng (ASPEN PLUS, HYSYS, PRO/II, CHEMCAD,…)
Page | 7


-

-

-

-

-

-

-

-

-

Nghiên cứu quá trình một cách chi tiết sử dụng phương pháp thuật tốn

Đối với q trình liên tục, bao gồm:
• Khởi tạo và đánh giá hệ thống thiết bị phản ứng (độ chuyển hóa), hệ thống tách
(tuần hồn).
• Xác định và giảm việc sử dụng năng lượng, thiết lập và đánh giá hiệu quả của hệ
thống trao đổi nhiệt và trao đổi chất (giảm chất thải).
Đối với quá trình gián đoạn: Khởi tạo và đánh giá tối ưu chuỗi hoạt động gián đoạn.
Đánh giá chất lượng điều khiển quá trình
+ Được thực hiện sau khi thiết kế cơng nghệ hoàn thành (cấu trúc điều khiển).
+ Hệ thống điều khiển sẽ đi cùng việc mơ phỏng động.
Ước tính cấu hình thiết bị, tối ưu hóa, thiết kế sản phẩm theo yêu cầu
+ Sử dụng các công cụ mô phỏng và thuật toán cụ thể (MatLab, Fluent, Hysys, Aspen
Plus,…)
Viết báo cáo và trình bày
Thiết kế phân xưởng, xây dựng, khởi động và hoạt động
+ Trong quá trình thiết kế, xây dựng, các nhà thầu sử dụng thêm cả các kỹ sư điện, cơ
khí, xây dựng,…
+ Thiết q trình bao gồm: bản vẽ thiết bị, bản vẽ đường ống, bản vẽ điều khiển, mơ
hình thiết bị, xây dựng mơ hình tỷ lệ, chuẩn bị thầu,…
Bảo vệ môi trường (theo các tiêu chuẩn về môi trường)
Các vấn đề về môi trường:
+ Đốt nhiên liệu hóa thạch cho việc phát điện và giao thơng vận tải
+ Chất thải cơng nghiệp
+ Tích tụ sinh học (thuốc diệt cỏ, thuốc trừ sâu,…)
+ Khoáng và kim loại độc hại (chì, thủy ngân,…)
+ Cần phải thay thế bằng các vật liệu không độc, thân thiện môi trường,…
Các vấn đề mơi trường trong thiết kế q trình:
+ Cách thức phản ứng để giảm sản phẩm phụ độc hại
+ Giảm và tái sử dụng chất thải
Chỉ tiêu về môi trường:
+ Chất lượng khơng khí (phát thải)

+ Xử lý nước thải (hạn chế, tuần hoàn,…)
Các vấn đề về an toàn (theo quy chuẩn của tổ chức an toàn quốc tế):
+ Cháy, nổ (giới hạn dưới và trên)
+ Phát thải độc hại
Phương pháp thiết kế an tồn đối với nhà máy hóa chất
+ Ngăn chặn cháy nổ
+ Thiết bị giảm áp
+ Xác định và đánh giá rủi ro
Page | 8


+ Vật liệu an toàn
- Đạo đức trong thiết kế (theo quy định)
Vai trị của máy tính trong thiết kế
Các phần mềm tính tốn: Excel
Gói phần mềm lập trình, tính tốn: Mathematica, Matlab, Fortran, Python, C++
Gói phần mềm mơ phỏng: Aspen Plus, Hysys, Pro/II, ChemCad,…

-

Câu 19:Các vấn đề khi giải các bài toán tối ưu .

-

-

-

+ Loại 1: Số phương trình bằng với số biến
+ Loại 2: Số biến ít hơn số phương trình (overspecified)

+ Loại 3: Số biến nhiều hơn số phương trình (underspecified)_Chúng ta sẽ quan tâm đến
vấn đề này trong q trình tối ưu hóa.
• Vấn đề đặt ra ở đây là chọn trong số các biến x một bộ biến nhỏ Nvariables-NEquations =
ND gọi là các biến quyết định (d).
• Thay đổi các biến này để tìm được giải pháp tối ưu hóa cho từng mục đích cụ thể.
Cơng thức chung của các vấn đề tối ưu:
+ Thiết lập một bộ các biến x (Nvariables)
+ Lựa chọn các biến quyết định d trong số các biến x
+ Thiết lập hàm chức năng f(x)
+ Thiết lập các phương trình c(x)=0 + Thiết lập các bất phương trình g(x)<=0
+ Thiết lập điều kiện biên cho các biến
XL =< X <= XU
Phân loại các vấn đề tối ưu hóa
+ Vùng khả thi (feasible region): thỏa mãn các phương trình, bất phương trình, điều kiện
biên trong một bộ các biến khả thi.
+ Giải pháp tối ưu địa phương (local optimal solution): giải pháp làm cực đại hay cực tiểu
hàm mục tiêu.
+ Giải pháp tối ưu trên toàn miền (global optimal solution): tồn tại nhiều cực trị địa
phương.
Sử dụng các phương pháp số để giải các bài toán tối ưu.
Sự lựa chọn các phương pháp giải các bài toán tối ưu phụ thuộc vào bản chất hàm toán của
vấn đề tối ưu.
Phân loại các vấn đề tối ưu như sau:
+ Khi các hàm mục tiêu, phương trình, bất phương trình là tuyến tính đối với biến x thì gọi
là vấn đề tối ưu tuyến tính (linear programming, LP)
+ Khi các hàm mục tiêu, phương trình, bất phương trình là phi tuyến tính đối với biến x thì
gọi là vấn đề tối ưu phi tuyến tính (nonlinear programming, NLP)

Page | 9

-

-

Các vấn đề tối ưu hóa đơn giản nhất là tối ưu hóa khơng có các phương trình, bất phương
trình hay các điều kiện biên ràng buộc, gọi là tối ưu hóa khơng ràng buộc (unconstrained
optimization)
Ngược lại, nếu có các điều kiện ràng buộc thì gọi là (constrained optimization)
Các bài tốn tối ưu (một biến) trong kỹ thuật hóa học
+ Số giai đoạn tối ưu trong hệ thống bốc hơi, chi phí vốn ban đầu cân bằng với chi phí dòng
hơi gia nhiệt.
+ Áp suất trung gian tối ưu của hệ thống máy nén với các thiết bị làm lạnh trung gian, yêu
cầu năng lượng là tối thiểu.
+ Nhiệt độ đầu ra tối ưu của nước làm mát trong thiết bị trao đổi nhiệt, chi phí thiết bị trao
đổi nhiệt cân bằng với chi phí nước làm mát.
+ Chiều dày tối ưu của lớp cặn (cake) trong thiết bị lọc, tốc độ lọc cân bằng với chi phí loại
cặn.
+ Tối ưu hóa số thiết bị CSTR trong một hệ thống phản ứng hóa học, trong đó chi phí là tối
thiểu.
Câu 20: Hãy nêu các bước trong thiết kế điều khiển cơng nghiệp ?
+Bước 1: Thiết lập mục đích điều khiển
+ Bước 2: Xác định độ tự do điều khiển
+ Bước 3: Thiết lập hệ thống quản lý năng lượng (điều khiển nhiệt độ trong thiết bị phản
ứng tỏa hay thu nhiệt)
+ Bước 4: Cài đặt công suất sản xuất
+ Bước 5: Điều khiển chất lượng sản phẩm, môi trường, an toàn trong sản xuất.
+ Bước 6: Cố định một lưu lượng ở các vịng tuần hồn và điều khiển lỏng-hơi (mức hay áp
suất trong thiết bị)
+ Bước 7: Kiểm tra sự cân bằng về cấu tử (thành phần) để tránh sự tích tụ, đặc biệt trong

các vịng tuần hồn vật chất
+ Bước 8: Điều khiển các thiết bị đơn lẻ
+ Bước 9: Tối ưu hóa kinh tế và tăng cường điều khiển động học.

Câu 21. Thiết kế cấu trúc phân tử:
- Dựa trên các điều kiện về kỹ thuật, thị trường, thương mại,…các kỹ sư thiết kế sẽ thiết kế
ra các sản phẩm hóa học có những tính chất theo yêu cầu: tỷ trọng, nhiệt độ sôi, độ nhớt,
khối lượng phân tử, độ tan,…
- Phương pháp thiết kế phân tử dựa trên sự hốn vị ngun tử hoặc nhóm phân tử để xác
định các phân tử hoặc nhóm phân tử có tính chất mong muốn.
- Phương pháp ước tính, dự đốn tính chất của phân tử được sử dụng, bao gồm phương
pháp phân bố nhóm và bán kinh nghiệm.
- Sử dụng các thuật tốn thích hợp và tối ưu
Page | 10


- Khi phương pháp ước tính khơng hiệu quả thì cần phải dùng đến thực nghiệm.
- Mục đích của thiết kế cấu trúc phân tử:
+ Hiểu về các vấn đề cơ bản trong việc đặc trưng tính chất vật lý, hoạt động của các sản
phẩm hóa học tiềm năng.
+ Cách thiết lập một nghiên cứu về các sản phẩm hóa học thỏa mãn các đặc trưng về tính
chất vật lý.
+ Hiểu được vai trị của phương pháp phân bố nhóm và kỹ thuật mơ hình hóa phân tử trong
việc dự đốn tính chất của sản phẩm.
+ Hiểu được việc sử dụng phương pháp tối ưu hóa để xác định được cấu trúc phân tử có
những tính chất theo u cầu.
+ Đánh giá được vai trò của thực nghiệm song song trong nghiên cứu.
+ Hiểu được tính chất các loại sản phẩm hóa học sử dụng phương pháp thiết kế cấu trúc
phân tử.
Câu 22.Khởi tạo quá trình thiết kế:

Nội dung:
+ Hiểu được cách lắp ráp số liệu thiết kế và thiết lập cơ sở dữ liệu ban đầu.
+ Đưa ra được các bước thiết kế quá trình bao gồm: các phản ứng hóa học, q trình
phân tách, hoạt động theo quan hệ T-P.
+ Phương pháp lựa chọn thiết bị và thiết lập quá trình một cách chi tiết, thiết lập cân
bằng vật chất và năng lượng. Liệt kê các thiết bị chính.
+ Hiểu được tầm quan trọng của việc xây dựng phân xưởng pilot để kiểm tra các thiết bị
chính.
+ Hiểu được các khái niệm ban đầu về mô phỏng quá trình để thu thập số liệu và tính
tốn cân bằng vật chất và năng lượng.
- Sau khi hoàn thành việc đánh giá vấn đề thiết kế và nghiên cứu tài liệu, kỹ sư thiết kế sẽ
tiến hành phân loại, tổng hợp dữ liệu để phát triển quá trình thiết kế tiếp theo.
- Các vấn đề cần quan tâm lúc này: nguyên liệu thô, sản phẩm mong muốn, sản phẩm
phụ, các phản ứng trung gian,…
Câu 23.Các tính chất nhiệt động học cần thiết:
+ Khối lượng phân tử, nhiệt độ điểm sôi, nhiệt độ đơng đặc
+ Tính chất tới hạn, enthalpy, năng lượng tự do Gibbs, áp suất hơi bão hòa
+ Tỷ trọng, nhiệt dung, ẩn nhiệt (theo hàm của nhiệt độ).
- Các vấn đề khác: tốc độ phản ứng chính, độ chuyển hóa, phân bố sản phẩm,…theo hàm
của nhiệt độ, áp suất, tốc độ dịng,…
+ Mơi trường (độ độc hại và ảnh hưởng của nó tới con người và động vật)
+ An tồn (nguy cơ cháy nổ trong khơng khí)
- Đánh giá tính kinh tế (giá cả)
-

Page | 11


-

Các thơng tin khác: tính chất vận chuyển, động học, ăn mịn, thơng số tính tốn, thơng
số thiết bị,…
Dữ liệu về tính chất vật lý và nhiệt động học
Các dữ liệu về an tồn và mơi trường (theo các tiêu chuẩn trong các sổ tay)
Giá cả, chi phí cho quá trình thiết kế
Thực nghiệm:
+ Rất nhiều các khái niệm thiết kế là kết quả của các thực nghiệm mở rộng trong phịng
thí nghiệm.
+ Tuy nhiên, các thực nghiệm này thường chỉ được thực hiện trong các thiết bị nhỏ,
dung môi đắt tiền, dưới các điều kiện thực nghiệm mà độ chuyển hóa, độ chọn lọc đối
với sản phẩm mong muốn là khơng tối ưu.
+ Do đó, trong thiết kế, u cầu các điều kiện thực nghiệm phụ trợ với điều kiện về
thành phần, nhiệt độ, áp suất, dung môi,…đại diện hơn trên quy mô lớn.
+ Thực nghiệm giúp cho quá trình thiết kế, đặc biệt khi mà sự ước tính tốc độ phản ứng
không đáng tin cậy.
+ Nếu các phản ứng hóa học có xúc tác, thì phải xét đến khả năng ngộ độc xúc tác.
+ Thực nghiệm cũng giúp cho việc lựa chọn và thiết kế ban đầu của các q trình tách.
+ Sự tách hỗn hợp khí phải xem xét đến các yếu tố hấp thụ, hấp phụ, thấm khí,…để tìm
kiếm các vật liệu tương ứng (màng, chất hấp thụ, hấp phụ)
+ Khi một hỗn hợp lỏng không lý tưởng, muốn thực hiện quá trình tách, thực nghiệm
chưng cất trong phịng thí nghiệm phải được thực hiện sớm vì khả năng tạo đẳng phí,
gây khó khăn cho q trình lựa chọn thiết bị.
+ Khi q trình có chất rắn, thì q trình như tinh thể hóa, lọc, làm khơ là cần thiết.

Câu 24.Các hoạt động chính của q trình cơng nghệ:

-

+ Phản ứng hóa học
+ Phân tách các hỗn hợp hóa học

+ Phân tách pha
+ Thay đổi nhiệt độ
+ Thay đổi áp suất
+ Trộn hoặc phân tách dòng, mẻ
+ Các hoạt động liên quan đến chất rắn: tăng hoặc giảm kích thước hạt
Các bước tổng hợp q trình thiết kế:
+ Loại bỏ sự khác biệt trong các loại phân tử
+ Phân bố các chất hóa học
+ Loại bỏ sự khác biệt trong thành phần
+ Loại bỏ sự khác biệt về nhiệt độ, áp suất, pha
+ Tích hợp các nhiệm vụ: sự kết nối các hoạt động quá trình thành một q trình hồn
chỉnh, quyết định q trình làm việc liên tục hay gián đoạn
Page | 12


Câu 25.Q trình gián đoạn hay liên tục:
+ Quy mơ sản xuất ảnh hưởng lớn đến phương thức hoạt động của q trình.
+ Nếu sản xuất các chất hóa học thương mại, nên sử dụng quá trình và thiết bị liên tục
+ Nếu sản xuất các sản phẩm hóa học tiêu dùng hoặc cơng nghiệp thì ưu tiên q trình
gián đoạn quy mơ nhỏ.
+ Lựa chọn q trình liên tục, gián đoạn hay bán liên tục là một quyết định quan trọng
-Các hoạt động tiếp theo khác trong thiết kế:
+ Tính tốn các lưu đồ dịng phụ trợ
+ Tích hợp quá trình
+ Cơ sở dữ liệu chi tiết
+ Thử Pilot phân xưởng
+ Mơ phỏng q trình
Câu 26.Nội dung và mục đích của mơ phỏng .
+ Hiểu được vai trị của các phần mềm mô phỏng trong việc khởi tạo quá trình và vai trị
của chúng trong việc ước tính cấu hình thiết bị, chi phí, phân tích lợi nhuận, tối ưu hóa,

mơ phỏng động.
+ Đối với mơ phỏng tĩnh, có thể tạo được một sơ đồ mô phỏng, bao gồm lựa chọn mơ
hình cho thiết bị, thứ tự lắp đặt, các vịng tuần hồn.
+ Hiểu được độ tự do trong mơ hình mơ phỏng, các đặc trưng thiết kế, các vịng lặp
trong tính tốn.
+ Các bước thực hiện mơ phỏng trên HYSYS
+ Sử dụng phần mềm mô phỏng để hỗ trợ trong suốt q trình khởi tạo.
+ Sử dụng mơ phỏng q trình gián đoạn để tính tốn cân bằng vật chất và năng lượng.
Câu 27.Các nguyên tắc cơ bản của mô phỏng tĩnh:
- Sơ đồ công nghệ và mô phỏng
• Sơ đồ cơng nghệ mơ tả một q trình đang tồn tại hoặc giả định với các đặc điểm và
thơng tin cần thiết.
• Mơ phỏng giúp phát hiện các sự cố và dự đoán sự hoạt động của quá trình.
• Trái tim của phân tích, mơ phỏng là các mơ hình tốn, các phương trình liên quan đến
các biến quá trình như: Nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, thành phần, diện tích bề mặt, cài
đặt van, cấu hình hình học,…
• Mơ phỏng tĩnh giúp tính tốn các giá trị chưa biết, đưa ra các giá trị định lượng xác
định.
-Các việc mà mơ phỏng tĩnh có thể làm được:
+ Tính toán cân bằng vật chất và năng lượng
Page | 13


+ Ước tính cấu hình thiết bị
+ Phân tích lợi nhuận
Câu 28.Các phương trình phụ trợ có thể thêm vào tại mỗi mức độ.
-Khi một biến được thêm vào để tính tốn thì thuật tốn để giải các phương trình sẽ trở
nên phức tạp hơn.
-Mô phỏng tĩnh:
+ Thật may mắn là, hầu hết các q trình hóa học bao gồm các thiết bị truyền thống

như: thiết bị trao đổi nhiệt, bơm, tháp chưng cất, thiết bị hấp thụ,…Đối với các thiết bị
này thì phương trình tính tốn khơng khác biệt nhiều trong hầu hết các q trình hóa
học.
+ Tính chất vật lý và nhiệt động học và hằng số động học có thể khác nhau song phương
trình tính tốn thì khơng. Do đó có thể lựa chọn một hay nhiều thuật tốn để giải các
phương trình cho mỗi q trình để tính tốn cân bằng vật chất và năng lượng, cấu hình
thiết bị và chi phí.
+ Do vậy, trong một q trình mơ phỏng tĩnh, có thể:
• Lựa chọn các hệ nhiệt động học khác nhau
• Thuật tốn khác nhau (Phương pháp tính tốn)
+ Một phần mềm trong thiết kế gồm: lập trình (mơ hình hóa) hay mơ phỏng.
Câu 29.Các nguyên tắc cơ bản của mô phỏng gián đoạn:
+ Việc lựa chọn quá trình là liên tục, gián đoạn hay bán liên tục là rất quan trọng.
+ Trong quy mô phịng thí nghiệm, lưu lượng đầu vào nhỏ, thì việc sử dụng mơ hình liên
tục là khó khăn và khơng khả thi vì các quá trình này đơn giản hơn và kinh tế hơn khi
thực hiện gián đoạn theo ngày, giờ, tuần.
+ Quá trình gián đoạn sẽ linh động hơn khi thay đổi sản phẩm sản xuất và khi quá trình
có nhiều sản phẩm.
Câu 30.Tại sao chúng ta lại thiết kế hệ thống thiết bị phản ứng?
Thiết kế thiết bị phản ứng để tạo ra được độ chọn lọc và hiệu suất vừa đủ đối với các sản phẩm
mong muốn với việc lựa chọn một thiết bị hay một hệ thống thiết bị phản ứng.
Trao đổi nhiệt đối với thiết bị phản ứng tỏa nhiệt và thu nhiệt cũng được đề cập để duy trì hoạt
động ổn định tại mức nhiệt độ mong muốn.
Câu 31.Các mơ hình thiết bị phản ứng:
+ Các thiết bị phản ứng hóa học (q trình liên tục) thường liên quan đến quá trình
nhiều pha: chất rắn phản ứng, lỏng, khí, chất xúc tác rắn.
Page | 14


-

-

+ Các hình dạng khác nhau của thiết bị phản ứng: bình có khuấy, dạng ống, vịi, xoắn,
màng.
+ Với động lực, chế độ truyền nhiệt và truyền khối khác nhau (dòng nhớt, dòng chảy rối,
dẫn nhiệt, bức xạ, khuếch tán và phân tán).
+ Với rất nhiều cấu hình khác nhau với các thuộc tính khác nhau để tạo ra được các mơ
hình thiết bị phản ứng u cầu.
Hầu hết các phần mềm mô phỏng cung cấp 4 loại thiết bị phản ứng chính:
1. Mơ hình tỷ lượng, cho phép đặc trưng độ chuyển hóa và phạm vi phản ứng cho 1 hay
nhiều phản ứng (C).
2. Mơ hình nhiều pha (rắn, lỏng, hơi) trong cân bằng hóa học với mỗi phản ứng (E).
3. Mơ hình động học thiết bị phản ứng khuấy liên tục (CSTR) với giả thiết sự khuấy trộn
hoàn hảo trong các pha đồng thể (lỏng hay hơi).
4. Mô hình động học cho thiết bị phản ứng dạng ống (PFTR, PFR) cho các pha đồng thể
(lỏng hay hơi)
→ Những thiết bị này sử dụng trong giai đoạn đầu của tổng hợp quá trình. Khi chi tiết về
thiết kế thiết bị phản ứng khơng quan trọng thì dịng ra và cơng suất nhiệt lại đóng vai
trị quan trọng
Đối với các cấu hình thiết bị phản ứng phức tạp:
+ Điều khiển nhiệt độ là vấn đề quan trọng trong thiết kế thiết bị phản ứng.
+ Quá trình đoạn nhiệt thường được xem xét đầu tiên vì thiết bị phản ứng đơn giản, rẻ
tiền.
+Khi phản ứng là tỏa nhiệt hay thu nhiệt thì cần thiết phải điều khiển nhiệt độ.
+ Một số phương pháp truyền nhiệt như sau:
a) truyền nhiệt qua tường, làm lạnh ngoài hay sử dụng tác nhân trao đổi nhiệt
b) sử dụng chất trơ hay phản ứng để mang nhiệt
c) các lớp trao đổi nhiệt trong thiết bị phản ứng
d) chất phản ứng lạnh hay nóng (chia thành nhiều phần đưa vào các giai đoạn khác

nhau)

Câu 32.Mục đích tính toán thiết kế hệ thống tách:
+ Làm quen với các phương pháp tách được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp.
+ Hiểu các khái niệm về phân tách và có thể lựa chọn phương pháp tách phù hợp cho các
hỗn hợp hơi, lỏng, rắn.
+ Hiểu được thứ tự các tháp chưng cất và áp dụng các heuristics để thu hẹp phạm vi nghiên
cứu đối với thứ tự gần tối ưu.
+ Có thể áp dụng các phương pháp thuật tốn để xác định các thứ tự tối ưu của tách bằng
chưng cất.
Page | 15


+ Hiểu được các khó khăn và kỹ thuật để xác định thứ tự tách tối ưu khi tạo hỗn hợp đẳng
phí.
+ Có thể xác định được hệ thống tách khả thi cho hỗn hợp khí và lỏng-rắn.
Câu 33.Nội dung tính tốn thiết kế hệ thống tách:
+ Hiểu được nhiệt độ và pha của dòng được thay đổi như thế nào khi sử dụng thiết bị trao
đổi nhiệt.
+ Có khả năng đặc trưng một thiết bị trao đổi nhiệt.
+ Lựa chọn các loại thiết bị trao đổi nhiệt chính.
+ Hiểu được tầm quan trọng của đường cong làm lạnh và đun nóng.
+ Tính tốn được hệ số truyền nhiệt tổng (U).
+ Hiểu được giới hạn trong truyền nhiệt đun sôi.
+ Thiết kế được thiết bị trao đổi nhiệt với sự trợ giúp của mô phỏng.

Câu 34.Môi trường truyền nhiệt, các tác nhân truyền nhiệt:
+ Nước làm mát (nhiệt độ vào không quá 90F, đầu ra không quá 120F). Tháp làm mát sẽ làm
mát nước xuống 90F bằng việc cho nước tiếp xúc với khơng khí (có thể mất mát do bay hơi
nước).

• Khi nhà máy đặt cạnh nguồn nước (sơng hay biển) có thể khơng cần tháp làm mát để
tuần hồn nước.
• Khi nguồn nước mà hiếm thì làm mát bằng khơng khí, nhưng khơng khí chỉ có thể làm
mát dịng q trình một cách kinh tế nhất đến 120 độF.
+ Hơi nước
+ Sản phẩm của q trình cháy (khói lị)
Câu 35.Nội dung tối ưu hóa q trình
+ Hiểu được các vấn đề cơ bản về tối ưu hóa
+ Thiết lập vấn đề tối ưu hóa (nonlinear program, NLP) để tối ưu hóa hàm mục tiêu
+ Hiểu được bản chất của các thuật toán tối ưu
+ Hiểu được sự thuận lợi và khó khăn của việc chuyển đổi các đặc trưng thiết kế, liên kết với
mơ hình mơ phỏng
+ Sử dụng mô phỏng để giải quyết các vấn đề NLP

Câu 36.Tính tốn thử nghiệm cho q trình thử nghiệm.
Page | 16


-

-

Trong phần này, sẽ tìm ra các chiến lược hiệu quả cho tổng hợp quá trình, bao gồm:
+ Phản ứng hóa học
+ Khuấy trộn và tuần hồn
+ Phân tách
+ Thay đổi nhiệt độ, áp suất, pha
+ Kết nối các units thành q trình hồn chỉnh
Hiệu quả của tính tốn thử nghiệm cho tổng hợp q trình có thể kiểm chứng bằng mơ
phỏng (phản ứng hóa học, chưng cất,…)

Mục đích:
+ Hiểu được tầm quan trọng của việc lựa chọn các thức thực hiện phản ứng (không độc
hại, nguy hiểm,…trong trường hợp khơng tránh được, có thể giảm thời gian lưu).
+ Có thể phân bố sản phẩm một cách hợp lý, tạo ra đƣợc một lƣu đồ với độ chọn lọc cao
với sản phẩm mong muốn, phản ứng và phân tách có thể trong cùng một thiết bị (chưng
cất phản ứng).
+ Có thể ứng dụng phương pháp tính tốn thử nghiệm trong việc lựa chọn quá trình
tách lỏng, hơi, hỗn hợp lỏng-hơi.
+ Phân bố các chất hóa học (sản phẩm) dùng một số phương pháp nhƣ: dùng thừa chất
phản ứng, pha loãng chất trơ, loại bớt hoặc tăng cường nhiệt cho phản ứng (đối với
phản ứng tỏa nhiệt hoặc thu nhiệt),…các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình.
+ Hiểu được sự thuận lợi của việc bơm chất lỏng hơn là nén hơi.

Câu 37.Phân bố chất hóa học
- Lựa chọn ngun liệu thơ và các phản ứng hóa học để loại bỏ hay giảm các chất độc hại và
nguy hiểm
+ Lựa chọn nguyên liệu và các phản ứng hóa học bởi các nhà hóa học, sinh học, sinh hóa
hoặc những ai hiểu biết về chuyển hóa hóa học.
+ Các nguyên liệu hay sản phẩm phải bảo vệ môi trƣờng và tuân thủ các quy tắc an toàn.
- Sử dụng một lượng lớn các chất phản ứng để tiêu thụ hết các chất độc hại, nguy hiểm
+ Sau khi các hoạt động phản ứng trong lưu đồ được xác định, sự phân bố các sản phẩm
phản ứng theo các lƣu ý sau:
• Sử dụng chất phản ứng dư trong q trình phản ứng
• Điều chỉnh các chất trơ khi đưa vào dịng ngun liệu
• Điều chỉnh các sản phẩm phụ không mong muốn của các phản ứng phụ
- Một số chú ý:
+ Đối với phản ứng toả nhiệt, lượng chất hóa học dư là hàm của khả năng hấp thụ nhiệt
phản ứng, do đó phải duy trì nhiệt độ phản ứng vừa phải.
+ Đây là phương pháp quan trọng để điều khiển một lượng lớn nhiệt của phản ứng và
được nghiên cứu trong một số phương án loại nhiệt trong các phản ứng tỏa nhiệt.

Page | 17


-

-

-

-

-

-

+ Tăng lượng chất phản ứng sẽ làm tăng độ chuyển hóa khi phạm vi phản ứng bị giới hạn
bởi cân bằng hóa học.
+Đồng thời các phản ứng phụ cũng có thể bị loại bỏ
Khi yêu cầu về một sản phẩm sạch, tinh khiết thì cần loại bỏ các tạp chất (chất trơ) trước
khi tiến hành phản ứng và khi quá trình phân tách dễ dàng thực hiện hay các chất xúc
tác bị ngộ độc bởi các chất này nhưng không phải khi một lượng lớn nhiệt của phản ứng
bị loại bỏ.
Tạo ra một số dòng làm sạch (tách) cho các tạp chất trong nguyên liệu hoặc được tạo ra
do các phản ứng phụ khi các chất này ở lượng vết hay khó phân tách khỏi các chất khác.
Các chất nhẹ sẽ ra ở dòng hơi, các chất nặng sẽ ra ở dịng lỏng.
Khơng thải loại các chất có giá trị hoặc những chất độc hại, nguy hiểm ra môi trường,
thậm chí với hàm lượng nhỏ (theo tiêu chuẩn). Thêm thiết bị tách để thu hồi các chất có
giá trị và nếu có thể, thêm thiết bị phản ứng để xử lý (loại bỏ) các chất độc hại, nguy
hiểm.
Sản phẩm phụ được tạo ra ở các phản ứng thuận nghịch (một lượng nhỏ), thường không

được thu hồi ở thiết bị tách hay làm sạch. Thay vào đó, chúng thường được tuần hồn
để loại bỏ.
+ Đối với phản ứng phụ (khơng thuận nghịch): các sản phẩm phụ phải được loại bỏ ngay
lập tức (phân tách hay làm sạch), nếu không chúng sẽ tích tụ trong suốt q trình và có
thể làm quá trình shutdown
+ Đối với phản ứng phụ (thuận nghịch): có thể đạt được độ chuyển hóa cân bằng ở trạng
thái tĩnh, bằng cách tuần hồn chúng mà khơng cần loại bỏ, khi mà q trình phân tách
có thể làm mất các sản phẩm giá trị hoặc quá trình phân tách tốn kém.
+ Quá trình này tỏ ra hiệu quả khi mà các phản ứng phụ có hằng số cân bằng phụ thuộc
nhiệt độ và áp suất.
Đối với các phản ứng cạnh tranh (nối tiếp hoặc song song), thay đổi nhiệt độ, áp suất và
chất xúc tác để thu được hiệu suất cao các sản phẩm mong muốn. Ban đầu giả thiết
rằng, các điều kiện đã thỏa mãn. Sau đó kiểm tra lại giả thiết bằng các dữ liệu động học.
Đối với các phản ứng thuận nghịch, xem xét thực hiện chúng ở một thiết bị tách, để loại
bỏ các sản phẩm và điều khiển phản ứng chính. Các hoạt động này sẽ mang tới một sự
phân bố các chất hóa học rất khác biệt.

Page | 18