Download miễn phí Giáo trình Nguyên lý hóa công nghiệp



MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU. 5
1.1. PHÂN LOẠI CÁC QUÁ TRÌNH TRONG CÔNG NGHỆ HÓA HỌC. 5
1.2. NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH CHUYỂN KHỐI. 6
1.2.1. Định nghĩa. 6
1.2.2. Phân loại. 6
CHƯƠNG 2: CHƯNG LUYỆN. 7
2.1. ĐỊNH NGHĨA CHƯNG. 7
2.2. PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP CHƯNG. 7
2.3. PHÂN LOẠI HỖN HỢP HAI CẤU TỬ. 8
2.4. CÂN BẰNG LỎNG HƠI CỦA HỖN HỢP 2 CẤU TỬ. 9
2.4.3. Giản đồ đẳng nhiệt P-x-y. 9
2.4.4. Giản đồ đẳng áp T-x-y. 10
2.4.5. Giản đồphần mol x-y. 11
2.5. THÁP CHƯNG LUYỆN. 12
2.5.1. Nguyên tắc hoạt động. 12
2.5.2. Thiết bịngưng tụ đỉnh tháp (Condenser). 13
2.5.3. Thiết bị đun sôi đáy tháp (Reboiler). 14
2.5.4. Cân bằng vật chất. 16
2.5.5. Xác định chỉsốhồi lưu rfvà số đĩa lý thuyết tối thiểu Nmin. 17
2.5.6. Xác định số đĩa thực tếNTT. 19
THỰC HÀNH
VẬN DỤNG PHẦN MỀM PROII ĐỂMÔ PHỎNG MỘT SỐSƠ ĐỒTRONG CÔNG
NGHIỆP HÓA HỌC
I- GIớI THIệU TổNG QUAN. 21
1- MụC ĐÍCH,VAI TRÒ CủA THIếT KếMÔ PHỏNG. 21
2- CÁC PHầN MềM MÔ PHỏNG TRONG CÔNG NGHệHÓA HọC. 22
II- PHầN MềM PRO/II. 22
1- LĨNH VựC SửDụNG. 22
2- QUÁ TRÌNH MÔ PHỏNG BằNG PHầN MềM PRO/II. 23
III- LÝ THUYếT NHIệT ĐộNG HọC. 24
IV- CƠSởLựA CHọN MÔ HÌNH NHIệT ĐộNG. 25
V- CÁC PHầN CƠBảN CủA PROII. 28
1- GIAO DIệN CủA PROII- QUI ƯớC BAN ĐầU. 28
2- Cửa sổPRO/II. 29
VI- CÁC THAO TÁC THƯờNG DÙNG TRONG MÔ PHỏNG BằNG PRO/II. 30
1- MởMộT CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỏNG MớI (OPENING A NEW SIMULATION). 30
2- MởMộT CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỏNG ĐÃ CÓ (OPENING AN EXISTING SIMULATION). 30
3- GHI MộT FILE MÔ PHỏNG ĐANG HIệN HÀNH (SAVING THE CURRENT SIMULATION). 30
a- Ghi một file mô phỏng đang hiện hành. 30
b- Ghi một file mô phỏng với một tên khác. 31
4- XÓA MộT CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỏNG (DELETING A SIMULATION). 31
5- SAO CHÉP MộT CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỏNG (COPY A SIMULATION). 31
Nguyên lý hóa công nghiệp 4
6- THAY ĐổI DạNG ĐƯờNG VIềN CÁC DÒNG (MODIFYING THE FLOWSHEET STREAM BORDER
STYLE). 32
7- HIểN THịTÍNH CHấT CủA DÒNG TRÊN SƠ ĐồMÔ PHỏNG. 32
8- SửDụNG FLASH HOT-KEY TOOL. 33
9- XUấT MộT SƠ ĐồMÔ PHỏNG RA CửA SổLƯU TRữTạM (EXPORTING THE PFDTO THE WINDOWS
CLIPBOARD).34
10- NHậP MộT FILE PRO/IICÓ SẳN (IMPORTING A PRO/II KEYWORD INPUT FILE). 34
11- XÁC ĐịNH CÁC TÍNH CHấT VềCÂN BằNG LỏNG -HƠI CủA CÁC Hệ 2CấU Tử (DISPLAY BVLE). 34
VII- BÀI TẬP ÁP DỤNG. 36
BÀI TOÁN 1: MÔ PHỏNG SƠ ĐồCÔNG NGHệCủA PHÂN XƯởNG TÁCH MÉTHANE. 36
BÀI TOÁN 2: MÔ PHỏNG THIếT BịTÁCH KHÍ -LỏNG. 38
BÀI TOÁN 3: TÍNH NHIệT ĐộSÔI CủA MộT HỗN HợP HAI PHA ởMộT ÁP SUấT NHấT ĐịNH. 39
BÀI TOÁN 4: MÔ PHỏNG THÁP TÁCH PROPANE. 40
BÀI TOÁN 5: XÁC ĐịNH ĐĨA NạP LIệU TốI ƯU CHO THÁP TÁCH PROPANE BằNG CÔNG Cụ OPTIMISER. 42
BÀI TOÁN 6: XÁC ĐịNH Số ĐĨA LÝ THUYếT TốI THIểU VÀ CHỉSốHồI LƯU TốI THIểU CHO THÁP TÁCH
PROPANE BằNG PHƯƠNG PHÁP SHORTCUT. 44
CHƯƠNG 3: TRÍCH LY. 46
3.1. NGUYÊN TắC. 46
3.2. SƠ Đồ. 46
3.3. ỨNG DụNG. 46
CHƯƠNG 4: THIẾT BỊPHẢN ỨNG. 47
4.1. ĐẠI CƯƠNG. 47
4.1.1. PHÂN LOẠI THIẾT BỊPHẢN ỨNG. 47
a- Theo pha của hệ. 47
b- Điều kiện tiến hành quá trình. 47
c- Theo điều kiện thủy động. 47
4.1.2. PHÂN LOẠI CÁC THIẾT BỊPHẢN ỨNG THEO PHƯƠNG THỨC LÀM VIỆC. 48
a- Thiết bịphản ứng gián đoạn :. 48
b- Thiết bịphản ứng liên tục :. 49
c- Thiết bịphản ứng bán liên tục :. 50
4.1.3. NHIỆM VỤTHIẾT KẾTHIẾT BỊPHẢN ỨNG. 50
4.2. CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ CÂN BẰNG NHIỆT TỔNG QUÁT. 51
4.2.4. Cân bằng vật chất. 51
4.2.5. Cân bằng nhiệt. 51
4.3. MÔ TẢ MỘT SỐ DẠNG THIẾT BỊ PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ CƠ BẢN. 52
Thiết bịphản ứng liên tục. 52
a- Thiết bịphản ứng dạng ống :. 52
b- Thiết bịphản ứng dạng khuấy trộn lý tưởng. 55
c- Thiết bịphản ứng nhiều ngăn (étagé). 59
4.4. ÁP DỤNG PHƯƠNG TRÌNH THIẾT KẾ. 60
4.4.7. SO SÁNH CÁC THIẾT BỊPHẢN ỨNG ĐƠN. 60
4.4.8. HỆNHIỀU THIẾT BỊPHẢN ỨNG. 67


http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2014-02-25-giao_trinh_nguyen_ly_hoa_cong_nghiep.5che0Rogoi.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-60721/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

trò của thiết kế mô phỏng
• Thiết kế mô phỏng là quá trình thiết kế với sự trợ giúp của máy tính với các
phần mềm chuyên nghiệp
• Mô phỏng là một công cụ cho phép người kỹ sư tiến hành công việc một cách
hiệu quả hơn khi thiết kế một quá trình mới hay phân tích, nghiên cứu các yếu
tố ảnh hưởng dến một quá trình đang hoạt động trong thực tế.
• Tốc độ của công cụ mô phỏng cho phép khảo sát nhiều trường hợp hơn trong
cùng thời gian với độ chính xác cao hơn nếu so với tính toán bằng tay. Hơn nữa,
chúng ta có thể tự động hóa quá trình tính toán các sơ đồ công nghệ để tránh
việc phải thực hiện các phép tính lặp không có cơ sở hay mò mẫm.
• Thiết kế mô phỏng thường được sử dụng để :
- Thiết kế (Designing) một quá trình mới
- Thử lại, kiểm tra lại (Retrofitting) các quá trình đang tồn tại
- Hiệu chỉnh (Troubleshooting) các quá trình đang vận hành
- Tối ưu hóa (Optimizing) các quá trình vận hành
• Để xây dựng một mô hình mô phỏng hiệu quả, chúng ta phải xác định đúng mục
tiêu. Bước đầu tiên trong bất cứ một quá trình mô phỏng nào là lượng hóa các
mục tiêu càng nhiều càng tốt. Các kết quả đạt được thường phụ thuộc vào các
Nguyên lý hóa công nghiệp 22
yêu cầu đặt ra. Như vậy, trước khi mô phỏng một quá trình nên đặt ra các câu
hỏi sau :
- Mục đích sử dụng công cụ mô phỏng trong trường hợp này để làm gì ?
- Quá trình mô phỏng sẽ thực hiện những việc gì ?
- Sự phức tạp có cần thiết không ?
- Cần thiết phải tìm ra các kết quả nào từ quá trình mô phỏng ?
• Cần nhớ rằng các giá trị thu được từ kết quả mô phỏng phụ thuộc rất nhiều vào
những lựa chọn ban đầu mà chúng ta đã nhập vào.
2- Các phần mềm mô phỏng trong công nghệ hóa học
• Trong công nghệ hóa học, người ta sử dụng rất nhiều các phần mềm mô phỏng :
- DESIGN II (WINSIM) : sử dụng trong công nghiệp hóa học nói chung
- PRO/II (SIMSCI) : sử dụng trong công nghiệp hóa học, công nghiệp lọc -
hóa dầu
- PROSIM : sử dụng trong công nghiệp hóa học
- HYSIM (HYSYS) : sử dụng trong công nghiệp chế biến khí
• Trong các phần mềm kể trên, phần mềm PRO/II là phần mềm nổi tiếng nhất,
được sử dụng rộng rãi nhất trong nhiều lĩnh vực công nghiệp.
II- Phần mềm PRO/II
1- Lĩnh vực sử dụng
• Phần mềm PRO/II là phần mềm tính toán chuyên dụng trong các lĩnh vực công
nghệ hóa học nói chung, đặc biệt trong lĩnh vực lọc dầu, hóa dầu, polymer, hóa
dược, ... Đây là phần mềm tính toán rất chính xác các quá trình chưng cất. Là
sản phẩm của SIMSCI, hình thành từ năm 1967 và được chính thức sử dụng vào
Nguyên lý hóa công nghiệp 23
năm 1988 sau nhiều lần được cải tiến. Hiện nay, chúng ta đang sử dụng phiên
bản PRO/II 7.0
• PRO/II vận hành theo các modul liên tiếp, mỗi thiết bị được tính riêng lẽ và lần
lượt tính cho từng thiết bị.
• PRO/II bao gồm các nguồn dữ liệu phong phú : thư viện các cấu tử hóa học, các
phương pháp xác định các tính chất nhiệt động, các kỹ xảo vận hành các thiết bị
hiện đại để cung cấp cho các kỹ sư công nghệ các kỹ năng để biểu diễn tất cả
các tính toán cân bằng vật chất và năng lượng cần thiết khi mô phỏng các trạng
thái dừng của các sơ đồ công nghệ.
• Phần mềm PRO/II được sử dụng theo nhằm 2 mục đích chính:
- Thiết kế một phân xưởng mới (Sizing)
- Mô phỏng một phân xưởng đã được xây dựng trong thực tế để nghiên cứu
các yếu tố ảnh hưởng đến sự vận hành của nó (Rating) như : thay đổi
nguồn nguyên liệu, điều kiện vận hành hay tiêu chuẩn kỹ thuật của sản
phẩm, ...
2- Quá trình mô phỏng bằng phần mềm PRO/II
• Trước khi tiến hành mô phỏng, chúng ta phải diễn đạt các dữ liệu từ sơ đồ thực
tế thành mô hình mô phỏng. Quá trình này bao gồm các bước sau :
- Xác định hệ đơn vị đo : có 3 hệ đơn vị đo : hệ Anh, hệ Mét và hệ SI. Tuỳ
trường hợp, chúng ta chọn hệ đơn vị đo cho thích hợp, thông thường chọn
hệ Mét;
- Xác định thành phần cấu tử có trong hệ : được chọn từ nguồn dữ liệu
phong phú các cấu tử của PROII;
- Lựa chọn các phương trình nhiệt động thích hợp : trên cơ sở thành phần
hóa học của nguyên liệu và điều kiện vận hành của thiết bị ;
Nguyên lý hóa công nghiệp 24
- Lựa chọn các dòng nguyên liệu và sản phẩm : xác định thành phần, trạng
thái nhiệt của các dòng;
- Xác định các dữ liệu về thiết bị và điều kiện vận hành cho các thiết bị.
• Hơn nữa, trong nhiều trường hợp chúng ta phải thay đổi sơ đồ công nghệ thực tế
sang mục đích mô phỏng. Mặc dù có sự tương ứng giữa sơ đồ công nghệ thực tế
và sơ đồ mô phỏng nhưng vẫn có những sự khác biệt cần chú ý.
• Vì công cụ mô phỏng chỉ mô tả trạng thái dừng nên trong sơ đồ mô phỏng
không nên bố trí các thiết bị điều khiển, kiểm tra.
• PRO/II mặc định Condenser được xem là 1 bậc thay đổi nồng độ (1 đĩa lý
thuyết) và Reboiler cũng được xem là một bậc thay đổi nồng độ và dạng Kettle
được mặc định sử dụng.
III- Lý thuyết nhiệt động học
Các tính chất nhiệt động là cơ sở dữ liệu quan trọng nhất cho việc tính toán quá
trình phân tách toàn hệ thống.
Có nhiều phương pháp tính toán các tính chất này, trong đó, quan trọng nhất là 2
phương pháp :
- Phương pháp tương quan : API và Rackett
- Phương pháp phương trình trạng thái : phương trình bậc ba tổng quát, công
thức Alpha, các qui luật hỗn hợp, phương trình SRK, phương trình PR,
phương trình SRKP, SRKM, SRKS, ...
Phương pháp API và Rackett tính toán khá chính xác tỉ trọng của pha lỏng, còn
các tính chất nhiệt động khác như : enthalpie, entropie lỏng và hơi, tỉ trọng pha hơi,
... thì được tính toán rất chính xác bằng các phương trình trạng thái như : SRK,
SRKM, ...
Nguyên lý hóa công nghiệp 25
IV- Cơ sở lựa chọn mô hình nhiệt động
• Lựa chọn mô hình nhiệt động thích hợp cho một ứng công cụ thể đóng một vai
trò rất quan trọng, ảnh hưởng lớn đến độ chính xác của kết quả mô phỏng
• Mỗi phương pháp nhiệt động cho phép tính các thông số sau :
- Hằng số cân bằng pha K : thể hiện sự phân bố cấu tử giữa các pha ở điều
kiện cân bằng
- Enthapie của các pha lỏng và pha hơi : xác định năng lượng cần thiết để
chuyển một hệ từ trạng thái nhiệt động này sang trạng thái khác
- Enthapie của các pha lỏng và pha hơi : nhằm phục vụ việc tính toán các
máy nén, giản nở và năng lượng tự do tối thiểu ở các thiết bị phản ứng
- Tỉ trọng của pha lỏng và pha hơi : để tính toán quá trình truyền nhiệt, trở
lực và xác định kích thước tháp chưng cất
• Để lựa chọn mô hình nhiệt động thích hợp, nên dựa vào các yếu tố sau :
- Bản chất của các đặc trưng nhiệt động của hệ như : Hằng số cân bằng
lỏng-hơi (VLE : Vapor Liquid Equilibrium) của các quá trình chưng cất,
cô đặc hay bốc hơi, quá trình trích ly, ...
- Thành phần của hỗn hợp
- Phạm vi nhiệt độ và áp suất
- Tính sẳn có của các thông số hoạt động của các thiết bị
• Cụ thể, ta có thể dựa vào sơ đồ sau :
Nguyên lý hóa công nghiệp 26
...

---