Nhóm Mô phỏng Công nghệ Hoá học và Dầu khí Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
CHƯNG CẤT PHÂN ĐOẠN NGL
De-Methanizer De-Ethanizer De-Propanizer
Nội dung
Thu hồi khí hóa lỏng NGL từ khí tự nhiên
Thiết kế nhà máy gồm 3 tháp:
De-Methanizer DC1
De-Ethanizer DC2
De-Propanizer DC3
2
Bài toán
• Tách NGL từ hỗn hợp N2, CO2, C1 ÷ C8
3
• EOS: PR
PFD
4
Feed
Name
Feed 1
Feed 2
Temperature (oC) -95 -85
Pressure (kPa)
2275
2290
5
Flow Rate (kgmolh-1) 1620 215
Name
Feed 1
Feed 2
Component (Mole Fraction)
0.0025
0.0057
0.0048
0.0029
0.7041
0.7227
0.1921
0.1176
0.0706
0.0750
0.0112
0.0204
0.0085
0.0197
0.0036
0.0147
0.0020
0.0102
0.0003
0.0037
0.0002
0.0047
0.0001
0.0027
N2 CO2 C1 C2 C3 i-C4 n-C4 i-C5 n-C5 C6 C7 C8
6
Dòng năng lượng
Name
Ex Duty
Energy Flow (kJh-1)
2.1e6
7
De Methanizer
• Tháp De Methanizer sử dụng Tháp có đun sôi
8
đáy tháp (Reboiled Absorber) để mô phỏng
De Methanizer
Name De Methanizer
Top Stage Inlet Feed1
Optional Inlet Streams
Feed2 Stage 2 Ex Duty Stage 4
Ovhd Vapour Outlet DC1 Ovhd
Bottom Liquid Outlet DC1 Btm
Reboiler Energy Stream DC1 Reb Q
9
Next>
De Methanizer
10
Next>
De Methanizer
Connections Page
Top Stage Pressure 2275 kPa
Bottom Stage Pressure 2310 kPa
11
Next>
De Methanizer
12
Next>
De Methanizer
Connections Page
-87.22oC
Optional Top Stage Temperature Estimate
26.67oC
Optional Bottom Stage Temperature Estimate
13
Next>
De Methanizer
14
Next>
De Methanizer
15
Done
De Methanizer
16
Select Monitor page
De Methanizer
• Add Spec Ovhd Prod Rate 1338 kgmole/h
• Run
17
De Methanizer
18
De Methanizer
19
De Methanizer
20
De Methanizer
Khi yêu cầu thành phần C1 trong Ovhd là 0.96 thì thành phần các cấu tử còn lại sẽ thay đổi như thế nào?
Design/Specs/Add/Column Component Fraction
Nhập thông tin vào giao diện hiển thị
21
Add thêm đặc tính để tháp hội tụ lại:
De Methanizer
22
De Methanizer
23
De Methanizer
Có thể kiểm tra điều kiện làm việc của từng
• To • P • lưu lượng • phần lỏng, hơi
đĩa trong tháp:
24
Performance tab → Column Profiles
De Methanizer
25
Adding Pump
Connections
Inlet
DC1 Btm
Outlet
DC2 Feed
Energy
P-100-HP
Worksheet
DC2 Feed Pressure (kPa)
2790
26
Adding Pump
27
De Ethanizer
Distillation Column, 14 stages
28
Pressure: ~2760kPa
De Ethanizer
Name
DC2
Feed Stream/Stage
DC2 Feed/6
Cond Type
Partial
Ovhd Vap Prod
DC2 Ovhd
Ovhd Liq Prod
DC2 Dist
Bottom Prod
DC2 Btm
Reb Duty
DC2 RebQ
Cond Duty
DC2 Cond Q
29
De Ethanizer
Name Cond Pressure (kPa) Cond Delta P (kPa) Reb Pressure (kPa) Cond Temp (oC) Reb Temp (oC) Ovhd Vap Rate (kgMolh-1) Distillate Rate (kgMolh-1) Reflux Ratio (Molar)
DC2 2725 35 2792 -4 95 320 0 2.5
30
De Ethanizer
31
De Ethanizer
32
De Ethanizer
33
De Ethanizer
34
De Ethanizer
35
De Ethanizer
36
De Ethanizer
Tỉ lệ thành phần C2/C3 trong DC2 Btm?
Nếu trong Reboiler đòi hỏi tỉ lệ C2/C3=0.01 thì các
thành phần các cấu tử khác là bao nhiêu?
Add thêm spec tỉ lệ C2/C3
Trong Monitor Tab, bỏ click Ovhd Vap Rate, Click spec
C2/C3
Hội tụ tháp
37
De Ethanizer
38
De Ethanizer
39
Valve
Connections
Feed Stream
DC2 Btm
Product Stream DC3 Feed
Worksheet
40
DC3 Feed Pressure (kPa) 1690
Valve
41
De Propanizer
Tháp De Propanizer với 24 đĩa
Áp suất làm việc ~1620 kPa
• Sản phẩm đỉnh có X(i-C4+ n-C4) < 1.5%
• Sản phẩm đáy XC3<2%
42
Mục đích:
De Propanizer
Name
DC3
Cond Pressure (kPa)
1585
Cond Delta P (kPa)
35
Reb Pressure (kPa)
1655
Cond Temp (oC)
38
Reb Temp (oC)
120
Distillate Rate (kgMolh-1)
100
Reflux Ratio (Molar)
1.0
43
De Propanizer
Name Cond Pressure (kPa) Cond Delta P (kPa) Reb Pressure (kPa) Cond Temp (oC) Reb Temp (oC) Distillate Rate (kgMolh-1) Reflux Ratio (Molar)
DC3 1585 35 1655 38 120 100 1.0
44
De Propanizer
45
De Propanizer
46
De Propanizer
47
De Propanizer
48
De Propanizer
49
De Propanizer
50
De Propanizer
51
De Propanizer
• Thiết lập thêm 2 specs Component Fraction
• Bỏ active Dist Rate & Reflux Ratio
• Active 2 specs vừa lập
• Cho hội tụ tháp
52
Điều chỉnh thành phần C3 trong sản phẩm đỉnh và đáy:
De Propanizer
Name
Stage i-C4 and n-C4 Cond C3 Reb
Flow Basis Mole Fraction
Phase Liquid Liquid
Spec Value
0.015
0.02
53
Components i-C4 & n-C4 C3
De Propanizer
54
Column Environment
55
Column Environment DC1
56
Column Environment DC2
57
Column Environment DC3
58
