Manuak de Aspen Hysys Ejercicios

February 25, 2017 | Author: Ángel Esteban Rincones | Category: N/A
Share Embed Donate


Short Description

Download Manuak de Aspen Hysys Ejercicios...

Description

Manual de Aspen Hysys, Aplicado en la cadena de valor del Gas Natural. Formación

SUSANA

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 2

Información de control Identificación

Manual de Aspen Hysys, Aplicado en la cadena de valor del Gas Natural, en resumen es el desarrollo de los ejercicios del manual de Aplicación de Aspen Hysys en la cadena de valor del GN, es decir los ejercicios de compresión, tratamiento y extracción del GN, fraccionamiento y transporte distribución.

Creación, revisión y aprobación

Espacio para colocar toda la información sobre los autores del documento *** borre esta información *** Responsable Elaboración Edy Gonzalo Aspi Quispe Revisión Nombre persona que revisó el manual – borre esta información -Aprobación Nombre persona que aprobó el manual – borre esta información --

Confidencialidad

Fecha

Firma

Marzo 2012 mes año

mes año

Coloque acá información sobre si los contenidos del manual son confidenciales o si pertenecen a algún departamento de PDVSA. Indiqué si se permite o prohíbe la reproducción total o parcial del documento y si se debe solicitar autorización al dueño.– borre esta información --

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 3

Tabla de contenidos El contenido del presente manual ha sido dividido en los siguientes capítulos: Información de control .......................................................................................................................................... 2 Tabla de contenidos ............................................................................................................................................. 3 Sobre este manual ............................................................................................................................................... 4 Generalidades de Aspen Hysys ........................................................................................................................... 6 Sistema de compresión ...................................................................................................................................... 12 Tratamiento y Extracción del GN ........................................................................................................................ 38 Sistema de Fraccionamiento .............................................................................................................................. 60 Título del primer anexo ....................................................................................................................................... 62

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 4

Sobre este manual Objetivo

Proporcionar a los participantes los conocimientos necesarios en el software Aspen Hysys, que permite simular la cadena de valor del Gas Natural desde: producción, compresión, Tratamiento y extracción, Fraccionamiento y transporte y distribución, de esta manera evaluar todos los procesos existentes o diseñar plantas, logrando variar las condiciones de operación de proceso y analizar la forma en que estos cambios repercuten en el proceso que se diseña o en la planta existente.

Alcance

Este manual contiene los procesos de producción del gas natural desde los estaciones de flujo hasta la distribución del gas natural, simulados en Aspen Hysys v7.3

Audiencia

El presente documento, Aplicación de Aspen Hysys, en la cadena de valor del Gas Natural (Formación), está dirigido a los siguientes grupos de personas:  Grupo 1. Estudiantes y egresados de la carrera ingeniería de gas y afines.  Grupo 2. Ingenieros de procesos e interesados que laboren en el área de hidrocarburos que desean desarrollar sus conocimientos en el área de simulación de procesos.

Recomendaciones

Convenciones tipográficas

Para la utilización de este manual, es necesario tener claro sobre simbología de instrumentación para leer todos los diagramas de flujo de proceso, debe ser leído secuencialmente y tener claro los procesos de la cadena de valor del Gas Natural, para una optima respuesta en el proceso de simulación. Descripción de la iconografía que encontrará en este manual. Este icono

Le ayuda a identificar … Información de destacada importancia dentro del contenido. Puntos de especial interés sobre el tema en desarrollo. Puntos de especial interés dentro de un tópico específico del tema. Información complementaria al tema en desarrollo.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 5

Generalidades de Aspen Hysys

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 6

Generalidades de Aspen Hysys SIMULACIÓN DE PROCESOS

La simulación de procesos se puede definir como una técnica para evaluar en forma rápida uno proceso con base en una representación del mismo, mediante modelos matemáticos. La solución de estos de lleva acabo por medio de programas de computadora y permite tener un mejor conocimiento del comportamiento de dicho proceso. El número de variables que aparece en la descripción matemática de una planta de proceso química puede ser tan grande como 100000, y el número de ecuaciones no lineales que deben resolverse pueden ser de orden de miles, por lo tanto la única forma viable de resolver el problema es por medio de una computadora.

Aplicaciones de simulación de procesos.

La simulación de procesos químicos es una herramienta que se ha hecho indispensable para la solución adecuada de los problemas de proceso. Permite efectuar el análisis de planta química en operación y llevar acabo las siguientes tareas las cuales son comunes en diversas ramas de la industria química:  Detección de cuellos de botella en la producción.  Predicción de los efectos de cambios en las condiciones de operación y capacidad de la planta.  Optimización de las variables de operación.  Optimización del proceso cuando cambian las características de los insumos y/o las condiciones económicas del mercado.  Análisis de nuevos procesos para nuevos productos.  Evaluación de alternativas de proceso para reducir el consumo de energía.  Análisis de condiciones criticas de operación.  Transformación de un proceso para desarrollar otras materias primas.  Análisis de factibilidad y viabilidad de nuevos procesos.  Optimización del proceso para minimizar la producción de desechos y contaminantes.  Entrenamiento de operadores e ingenieros de proceso.  Investigación de la factibilidad de automatización de un proceso. La variedad de aplicaciones de los simuladores de proceso es muy grande. En principio, la simulación de proceso puede ser útil en todas las etapas del desarrollo de un proyecto industrial. En las diferentes etapas de un proyecto, puede haber necesidad de realizar simulaciones con diferentes niveles de sofisticación. La simulación de proceso s puede usarse en las siguientes etapas de desarrollo de un proyecto industrial: Investigación y desarrollo. Una simulación sencilla se puede usar para probar la factibilidad técnica y económica de un proyecto.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 7

Etapa critica en la toma de decisiones. Se pueblan diferentes alternativas de proceso y condiciones de operación y se toman decisiones. Cuando un proceso es económicamente atractivo, se deben probar diferentes alternativas de tamaño y localización de la planta industrial y determinar condiciones de operación óptimas. Planta piloto. Simulación con modelos mas sofisticados para optaren mejores estimaciones de las condiciones de operación a escala industrial. Diseño. La simulación proporciona todos los datos de proceso requeridos para el diseño detallado de los diferentes equipos. Simulación de plantas existentes. Puede ser muy útil cuando es necesario cambiar las condiciones de operación, o cuando se quieren sustituir materias primas. Hay tres tipos de problemas que pueden resolverse por medio de simulación de procesos. En la simulación de un problema (análisis), deben especificarse las variables asociadas con las corrientes de alimentación y las variables de diseño de los módulos unitarios. Las incógnitas son las variables asociadas con todas las corrientes adicionales y con las corrientes de producto que salen del proceso. Es decir, se conocen las alimentaciones y los parámetros de los equipos, y las incógnitas son las condiciones de las corrientes de salida. El problema de diseño es similar al problema de simulación, excepto que algunas de las variables de diseño no estas especificadas y se imponen restricciones a algunas variables de las corrientes (regularmente solo restricciones de igualdad). El número de restricciones es igual al número de variables de diseño sin especificar. En el diseño se conoce las alimentaciones y las condiciones principales de las corrientes de salidas, y las incógnitas son las dimensiones y especificaciones de algunos parámetros de los equipos. El problema de optimización, las variables asociadas con las corrientes de alimentación y las variables de diseño pueden no estar especificados, entonces es necesario agregar una función de costo al modelo. Las variables sin especificar se determinan de modo que se minimiza la función objetivo. Es en este caso, se pueden especificar restricciones de igualdad y desigualdad. Aun cuando en sus inicios la simulación de procesos estuvo enfocada principalmente a la industria petroquímica y de refinación del petróleo, su aplicación se ha ido extendiendo a otras industrias tales como la de combustibles sintéticos, pulpa y papel, cemento metales, alimentos, etc., en donde se involucra la fase sólida. ASPEN HYSYS

Aspen HYSYS es una herramienta de proceso líder en el mercado de modelado para el diseño conceptual, la optimización, planificación empresarial, gestión de activos y la supervisión del rendimiento para la producción de petróleo y gas, procesamiento de gas, refinación de petróleo, y las industrias de separación de aire. Aspen HYSYS es un elemento central de aspenONE AspenTech aplicaciones de ingeniería. Cabe destacar que anteriormente se denominaba Hysys y pertenecía a Hyprotech, fue comprada por Aspen Tech en el año 2004, por eso lo de la denominación Aspen Hysys.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Características

Pág. 8

Fácil de usar y fácil de entrenar. Aspen HYSYS se ha establecido como un simulador de procesos muy intuitiva y fácil de usar en la industria de petróleo, gas y refinación. Los usuarios con poco conocimiento previo de Aspen HYSYS puede recoger y se entrenan en sus capacidades de modelado. Algunas de las capacidades muy intuitivas incluye un diagrama de flujo del proceso altamente interactivo para la construcción y la navegación a través de simulaciones de gran tamaño. El programa también ofrece una columna muy flexible y fácil de usar entorno de modelado de destilación.Además, la naturaleza interactiva de HYSYS permite a los usuarios construir y utilizar sus modelos de manera rápida y eficaz. RSS y la formación en línea proporcionan un acceso eficiente a la información que mejora la experiencia del usuario y reduce la curva de aprendizaje. Mejor en su clase, métodos y propiedades físicas de los datos: Aspen HYSYS ofrece una base termodinámica completa para el cálculo preciso de las propiedades físicas, propiedades de transporte, y el comportamiento de fase para el petróleo y las industrias del gas y la refinación. V7 y las nuevas versiones de HYSYS casi se han duplicado en sus capacidades en las propiedades físicas. Estas versiones se pueden realizar cálculos muy precisos de gas natural, GNL, hidratar, CO2 y congelar a los cálculos de la deshidratación. Además los cálculos de electrolitos, tales como los sistemas de agua agria pelar y amina se puede hacer con facilidad. Los métodos de fin de crudo pesado en las refinerías son también el estado del arte. Aspen HYSYS características del estado de la gestión del arte y ensayo de propagación de las moléculas de la refinería a través del diagrama de flujo. También dispone de integración con los programas de 3 ª parte, como los sistemas Haverly. Amplia biblioteca de modelos de funcionamiento de la unidad, incluida la destilación, reactores, las operaciones de transferencia de calor, equipos rotativos, los controladores, y las operaciones lógicas, tanto en el estado de equilibrio y entornos dinámicos. CAPE-ABIERTO modelos compatibles son totalmente compatibles. "Basada en el tipo de columna" funcionamiento: Permite una columna de destilación en función del ritmo que se ejecutará aguas abajo / arriba de otras operaciones de la unidad Aspen HYSYS. Aspen HYSYS presentó el nuevo enfoque de estado estacionario y simulaciones dinámicas en la misma plataforma. Por tanto, llevar el estado de equilibrio y simulaciones dinámicas juntas en un amigable entorno único, HYSYS revolucionó la simulación. Se ha convertido en el estándar de facto en la industria, y hoy goza de aceptación universal con los consultores de pequeños, grandes E & C, y propietarios / operadores en el área de simulación dinámica. El programa ofrece el estado de la red de tuberías de arte y las capacidades de la caída de presión análisis, tanto en estado estacionario y de flujo transitorio. Aspen HYSYS Upstream ™ ofrece la industria de E & P con métodos y técnicas para el manejo de fluidos derivados del petróleo y que reúne a las disciplinas del petróleo y de ingeniería de procesos. Además, AspenTech compatible con EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 9

enlaces a la red de tuberías tercera parte y la tecnología y los modelos (Olga y PIPESYS, PIPESIM y GAP) de tubos sin soldadura, Schlumberger y expertos en petróleo, respectivamente. Gases de Efecto Invernadero (GEI), los cálculos de emisiones que los ingenieros de proceso de estimación de las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas con un proceso y comprobar la eficiencia de la captura de varios productos químicos y solventes físicos. Los ingenieros de proceso puede evaluar el "equivalentes de carbono" (CO2e) generados por el proceso de mejorar las decisiones de diseño, y una propiedad del sistema se puede utilizar para calcular la "carga" de los gases ácidos (CO2 y H2S) en disolventes puros o mixtos. Aspen HYSYS provee a los usuarios con la tecnología de la refinería del reactor en modos de simulación y calibración de una manera sencilla. La tecnología de reactores de la refinería que está integrado en el entorno HYSYS incluye Craqueo Catalítico Fluidizado, hidrocraqueo e hidrotratamiento, la reforma y de isomerización. Esto permite HYSYS para llevar a cabo una sola unidad, multiunidad, así como simulaciones de la refinería de ancho. Además HYSYS capacidades de las características que permiten a los usuarios para incluir modelos simplificados del reactor junto con rigurosos modelos de reactor en su refinería de diagramas de flujo de masa y llevar a cabo la refinería de ancho y los saldos de servicios públicos. También hay interfaces documentados para integrar a terceros modelos refinería reactor. Aspen HYSYS Refinación de Petróleo proporciona a la industria de refinación con una herramienta de modelado de múltiples unidades con un HYSYS Aspen apariencia. Permite a los usuarios integrar las bibliotecas de crudo del ensayo, los modelos de conversión del reactor, y enlaces a herramientas de planificación LP para una mejor selección de crudo, planificación y programación de las operaciones. Aspen HYSYS se integra con Aspen PIMS y la Refinería de Aspen software planificador que proporciona el tiempo y el flujo de ahorro de costes para la ejecución del planeamiento y la refinería de la programación de actualización de los modelos. Flujo de trabajo eficiente para el proceso de diseño, dimensionamiento de equipos, y la estimación preliminar de costos dentro de un ambiente a través de la integración con otras herramientas de Ingeniería aspenONE incluyendo Aspen proceso económico Analizador de software de modelado de costos, Aspen EDR herramientas de diseño de intercambiador de calor, el Analizador de Aspen llamarada del sistema , y el Analizador de Energía Aspen para llevar a cabo intercambiador de calor óptimo diseño de red y análisis de pellizco. Implementación en línea de modelos como parte de un operador del sistema de asesoramiento para un mejor apoyo a las decisiones basadas en modelos. El built-in avanzado programa secuencial cuadrática (SQP) algoritmo para la optimización permite la optimización en línea y en línea de los diseños y el desempeño operativo.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 10

Automatización de flujo de trabajo: Aspen HYSYS modelos se pueden vincular a Microsoft Excel a través de la simulación libro Aspen o Visual Basic y se utiliza para automatizar el flujo de trabajo de ingeniería y de implementar el modelo de una gama más amplia de los usuarios finales en el campo. Los enlaces a herramientas de terceros: Aspen HYSYS incluye enlaces a varias herramientas bien conocidas incluyendo acuosa y disolvente mixto-OLI es (MSE) paquetes de electrolitos, aminas paquetes, PVT y la termodinámica Negro aceite Aspen Aminas HYSYS ™ simula y optimiza el gas y el edulcorante líquido procesos que implican las aminas simples o combinadas. Un termodinámica avanzada de Li-Mather modelo electrolito alcanza resultados más confiables que los modelos empíricos, sobre todo para las aminas mezclado. ActiveX (automatización OLE) el cumplimiento de los permisos de la integración de los creados por el usuario las operaciones de la unidad, las expresiones de propiedad reacción cinética, y paquetes especializados de propiedad. Tipos de simulación en Aspen Hysys

Aspen Hysys ofrece las simulaciones en:  Estacionario  Dinámico

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 11

Aplicación de Aspen Hysys

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 12

Sistema de compresión Aplicación de la simulación en proceso de Compresión

Si los parámetros de operación en la producción del Gas Natural, de las estaciones de flujo que alimenta al complejo Lama es la siguiente: temperatura 550 °R, presión 50 Psia, flujo de gas 425 MMPCND y una composición de: Componentes Metano Etano Propano i-Butano n-Butano i-Pentano n-Pentano Hexano Heptano Nitrógeno Sulfuro de Hidrogeno Dióxido de Carbono Helio Agua Aire

Formula CH4 C2H6 C3H8 i-C4H10 n-C4H10 i-C5H12 n-C5H12 C6H14 C7+ N2 H2S CO2 He H2O N2+O2

Fracción Molar 0,6962 0,1171 0,0773 0,0118 0,0220 0,0064 0,0083 0,0061 0,0032 0,0066 0,0000 0,0320 0,0000 0,0128 0,0000 0,9998

Simular el proceso de compresión en el modulo Lama I, con un caudal de 140 MMPCND, y determinar todas las propiedades fisicoquímicos en las corrientes y equipos en el proceso de compresión, representada en el diagrama flujo de proceso (PFD) de la figura 1, de igual forma comparar los resultados, con los cálculos realizados con las ecuaciones dadas anteriormente.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Procedimiento de la simulación

Pág. 13

Abrir Sesión Abra Aspen HYSYS haciendo clic en INICIO>Todos los Programas>Aspen Tech>Process modeling v7.3 >Aspen HYSYS> Aspen HYSYS. La primera vez que usted ejecute Aspen Hysys aparecerá en su pantalla la ventana de inicio del programa. Por favor maximice esta ventana dando un clic sobre el botón Maximize en la esquina superior derecha de la ventana HYSYS, y Se verá lo siguiente:

Figura 1: Inicio de Aspen HYSYS v7.3. Fuente: (Edy Aspi, 2012). La línea del tope es llamada Barra de títulos. Contiene el logotipo Aspen HYSYS y nombre en el lado izquierdo, y los botones Minimizar, Restaurar, y Cerrar en el lado derecho. La siguiente línea es llamada la Barra de menús. Esta barra contiene las órdenes del más alto nivel para Aspen HYSYS v7.3. Son:  File. Este comando es usado para definir formatos de salida, abrir trabajos, imprimir y obtener información general sobre HYSYS  Tools. Esta orden sirva para iniciar un trabajo de simulación (Preferences)  Help. Esta función da al usuario permiso de llamar las facilidades de ayuda en línea. La tercera línea (o barra) es llamada la Barra de herramientas. Contiene los símbolos para directamente invocar atajos para las funciones diversas del archivo que de otra manera se tiene acceso a través de los menús. Hasta ahora no se difiere de otro software del entorno windows. Lo demás de la ventana está inactivo en este nivel. Iniciar un Nuevo caso

Haciendo clic en el botón New Case ( ). Aparece la ventana del administrador básico de simulación Simulation Basis Manager El Simulation Basis Manager contiene una serie de pestañas que iremos describiendo a lo largo del curso. La primera de ellas es fundamental y es donde podemos elegir los componentes de nuestro trabajo, Ver figura 2. EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 14

Figura 2: Simulation Basis Manager. Fuente: (Edy Aspi, 2012). Cuando seleccionamos la pestaña Components aparece un número de botones: Add. Le permite crear una nueva Lista de Componentes. View. Le permite una Lista de Componentes Existente. Delete. Para borrar una Lista de Componentes. Copy. Hace una copia de una Lista de Componentes existente. Import. Le permite importar una lista de componentes predefinida desde el disco. Las Listas de Componentes tienen la extensión de archivo. fpk. Export. le permite exportar una lista de componentes predefinida desde el disco. Una Lista de componentes exportada puede ser usada en otro caso, usando la función Import. Usted puede usar para reingresar al Basis Manager desde cualquier punto en la simulación o haciendo clic en el botón ( herramientas Selección de Componentes

) de la barra de

El primer paso para un trabajo en HYSYS es la definición de componentes, los cuales se pueden agrupar en una lista y guardarlos (Exportarlos) bajo un determinado nombre Seleccionamos la etiqueta Components del Simulation Basis Manager y hacemos clic en Add con lo cual aparece la librería de componentes. Esta librería en su parte izquierda tiene los siguientes: Components (Los que están en la base de datos del programa), y Hypotetical (Para formular un componente nuevo).

Figura 3: Lista de componentes Aspen HYSYS. Fuente: (Edy Aspi, 2012). EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 15

Usted puede seleccionar componentes para su simulación usando vários métodos diferentes: Para usar ...

Hacer esto ... 1. Seleccione uno de los tres formatos de nombres, Sim Name, Full Name/Synonym, o Formula seleccionando el correspondiente radio button.

Match celda

2. Clic sobre la celda Match e ingresar el nombre del componente. 3. Una vez que el componente deseado es resaltado haga ya sea: • Presione la tecla , Presione el botón Add Pureo Doble clic en el componente para adicionarlo a su simulación. 1. Usando la barra de desplazamiento para la lista principal de componentes, desplazarse a través de la lista hasta que encuentre el componente deseado.

Component List

2. Para adicionar el componente hacer ya sea: •Presione la tecla , Presione el botón Add Pure o Doble clic en el componente para adicionarlo a su simulación. 1. Asegúrese que la celda Match esté vacía, y presione el botón Family Filter…. 2. Seleccionar la familia deseada desde Family Filter para desplegar solamente el tipo de componente. 3. Use cualquiera de los dos métodos previos para desear desear el componente deseado.

Family Filter

4. Para adicionar el componente hacer ya sea: • Presione la tecla , Presione el botón Add Pure Doble clic en el componente para adicionarlo a su simulación. Con la opción Filter, no solamente podemos buscar por familias de componentes (alcoholes, aminas, misceláneos, ...etc), sino podemos ver cuales son los Fluid Package recomendados para cada componente y filtrar atendiendo a este método.

Selección del los componentes del ejemplo del sistema de compresion, fig. 4

Figura 4: Selección Lista de componentes Aspen HYSYS. Fuente: (Edy Aspi).

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Selección del Paquete de Fluidos: Fluid Package

Pág. 16

El segundo paso para la simulación es definir el Fluid Package. Este paso es muy importante y no se debe tomar a la ligera, ya que definirá la base de la simulación. Si tenemos una buena base, tendremos una buena simulación, pero si introducimos un error desde el principio, este se agravará con el desarrollo de la simulación. 1. En el Simulation Basis Manager seleccione la etiqueta Fluid Pkgs y sombrear la lista de componentes para la cual deseamos colocar la opción termodinámica (Lista de Componentes -1) y luego hacer clic en el botón Add. 2. Hacer clic en EOSs y seleccionar Peng Robinson como el paquete termodinamico (Property Package) para este caso. 3. cerrar la vertana de Fluid Package: Basis-1. Ahora que el Fluid Package está completamente definido, usted está listo para seguir adelante y empezar a construir la simulación. Presione el botón Enter Simulation Environment o el botón Interactive Simulation Environment.

Guardando el Trabajo

Usted puede guardar su trabajo en cualquier momento para lo cual debe ir al menú File/ Save as Y darle un nombre.

Figura 5: Guardado el proyecto. Fuente: (Edy Aspi, 2012). En este caso HYSYS lo guarda con la extensión .hsc

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Seleccionando un Sistema de Unidades

Pág. 17

El sistema de unidades predeterminado en HYSYS es el SI, es posible cambiar el sistema de unidades usado para exteriorizar las diferentes variables, pero para esta simulación se usa el sistema ingles. Del menú Tools, seleccione Preferences

Figura 6: Menu de preferencia. Fuente (Aspi Edy, 2012) Cambie a la etiqueta Variables, y vaya a la página Units.

Figura 7: Ventana de sistema de unidades. Fuente (Aspi Edy, 2012) Se pestañea Field y ya queda en el sistema ingles, por otro lado si se desea unidades personalizadas, se puede realizar a través de Clone determinando las variables a usar, dar nombre y listo. EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Ingresando al entorno de la simulación

Pág. 18

Desde el Simulation Basis Manager hacemos clic en Enter Simulation Environment.

Figura 8: Entorno de la simulación de Aspen Hysys. Fuente (Aspi Edy, 2012) Adicionando corrientes

En HYSYS, hay dos tipos de corrientes, Material y Energía. Las corrientes de Material tienen una composición y parámetros tales como temperatura, presión y flujos. Estas son usadas para representar Corrientes de Proceso. Las corrientes de energía tienen solamente un parámetro, Flujo de Calor. Estas son usadas para representarla Carga suministrada a o por una Unidad de Operación. Existe una variedad de formas para adicionar las corrientes en HYSYS. Para usar esto ... Menu Bar

Hacer esto ... Seleccionar Add Stream del menú del Flowsheet. o Presionar la tecla . Se abrirá la vista de propiedad de la Corriente.

Workbook

Abra el Workbook y vaya a la etiqueta Material Streams. Tipee un nombre de corriente dentro de la celda **New**.

Object Palette

Seleccione la Paleta de Objetos (Object Palette) del menú del Flowsheet o presione para abrir la Object Palette. Doble clic sobre el icono corriente.

En este ejercicio, usted adicionará una corrientes para representar la alimentación del sistema de compresión, y se realiza por medio de Paleta de objetos ( ). Insertar las variables de alimentación

Las variables de alimentación en el enunciado es temperatura 90 °F, Presion 50 Psia, caudal 140 MMPCND y una composición: C1 0,6962, C2 0,1171, C3 0,0773, i-C4 0,0118, n-C4 0,0220, i-C5 0,0064, n-C5 0,0083, C6 0,0061, C7+ 0,0032, N2 0,0066, H2S 0,0000, CO2 0,0320, He 0,0000, H2O 0,0128 y N2+O2 0,0000

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 19

Paso 1. Rellenar Los Valores Presión, Temperatura Y Caudal Ver Figura 9.

Figura 9: Relleno De Valores Presión, Temperatura Y Caudal. Paso 2: Rellenado De Los Valores De La Composición En Composition>Edit>Incertar Valores>Normalize>Ok Y Ya Converge La Simulación En La Corriente De Alimentación.

Figura 10: rellenado de los valores de los componentes.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Separador o unidad Flash

Pág. 20

Insertar de la paleta de objetos el separador o unidad Flash ( ) y con doble clic en el equipo, se especifica los nombres de las corrientes de Alimentación, tope y fondo, ver figura 11.

Figura 11: separador Flash En este equipo solo dando los nombres a las corrientes automáticamente converge la simulación, y de esta manera conectamos a un difusor. Difusor

Desde la paleta de objetos se inserta el difusor también denominado Tee ( y con doble clic en el equipo se especifican los nombres de las corrientes, de entrada y salida (alimentacion Tren A, TrenB, Tren C y Tren D)

),

Figura 12: Nombre de los corrientes de un difusor ademas en este equipo es necesario especificar el caudal en cada corriente para ello vamos a Parameters y como se divide en 4 corrientes, cada una de las corrientes debe de contener 0.25 del caudal de alimentacion para cada tren de compresion, ver figura 13.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 21

Figura 13: especificando caudal de las corrientes de salida. Ya especificado el caudal vemos que se pestañea de color verde, quiere decir que converge los parametros en el difusor, de esta forma alimentar al tren de compresion para ello pasa por una valvula . Válvulas de alimentación a los trenes de compresión

En la válvula es necesario especificar la diferencial que esta que produce al pasar el fluido por su configuración de la válvula, como en la figura 1 se observa que la alimentación al V-500 es de 40 psia, entonces la diferencial de presión es de 10, a continuación se detallan los pasos para hacer converger los resultados en una válvula. Paso 1: insertar la válvula de paleta de objetos ( ), con doble clic en el equipo especificar los nombres de las corientes de entada y salida, fig 14.

Figura 14: Especificación de nombre de las corrientes de entrada y salida den una válvula Como se observa en la figura dice que falta la diferencial de presión que genera la válvula, para ello vamos a parámetros y especificamos u otro directamente se puede introducir las variables en la corriente de salida.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 22

Paso 2: especificando la presion de salida en la valvula desde la corriente de salida. Doble clic en Alim. V-100 y y especificamos la presion de 40 psia, luego converge la el sistema.

Figura 15: Especificando la presion de salida en la valvula. Estos dos procedimientos se realizan en las 4 válvulas de alimentación. Luego toda la configuración queda de la siguiente manera, ver figura 16.

Figuara 16: Sistema de compresion, hasta las valvulas de alimentación. EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Depuradores de succión de la 1° etapa

Pág. 23

Los depuradores en como se sabe son equipos que separan gas y liquido, en este sentido se utiliza el mismo equipo de la anterior. Para este equipo se tiene los sigientes datos, Presion de alimentacion 40 psia salida 37 psia es el unico valor que se debe variar, a continuacion los pasos para dicho ejercicio. Paso 1: Incertar cuatro equipos para los cuatro trenes de compresion o depuradores de succion de la primera etapa de compresion, de la paleta de objetos, ver figura 17.

Figura 17: Incertando los depuradores de los 4 sistemas de compresion. Paso 2: especificar el nombre de las corrientes de salida y la diferencial de presion existente en el equipo de 3 psia, como se puede observar en la figura 18.

Figura 18: Definiendo las conecciones y la diferencial de presion. Los pasos se realizan para los cuatro depuradores.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 24

Los compresores de la primera etapa de compresion tienen la funcion de Compresores de la comprimir desde 37 psia hasta 279 psia, son los unicos parametros que son primera etapa nesesarios para que converga o corra la simulacion, a contibuacion los pasos de la simulacion. Paso 1: incertar cuatro (4) compresores ( los 4 trenes de compresion, ver figura 19.

) desde la paleta de objetos para

Figura 19: Incertando compresores. Paso 2: especificar el nombre de las corrientes de energia y materia en la salida del compresor.

Figura 20: especificando la corrientes de energia y materia. EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 25

Paso 3: Especificando la presion en la en la salida de la corriente de materia para que corra la simulacion.

Figura 21: incertando presion en la descarga del compresor Posterior a esto se conecta con un enfriador atmosferico. Enfriador atmosférico

Los enfriadores atmosfericos por lo generar provocan una caida de presion en de hasta 5 psia y la temperatura de salida del es aproximadamente de 120 °F, acontinuacion los pasos para el calculo de de las variables de operación en el enfriador atmosferico: Paso 1: incertar cuatro (4) enfriadores ( 4 trenes de compresion, ver figura 22.

) desde la paleta de objetos para los

Figuara 22: Incertando enfriadores atmosfericos.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 26

Paso 2: Especifiocando los nombres de los equipos y las corrientes de materia.

Figura 23: Especificacion del nombre las corrientes. Paso 3: especificando presion 274 psia y temperatura 120 °F en la corrientes de salida. De esta forma se completa la primera etapa del sistema de compresion, a continuacion la se simula la segunda etapa de compresion con los mismos pasos de la primera ertapa de compresion. Depuradores de alimentación de la segunda etapa de compresión.

Los depuradores Según el PFD provocan una caida de presion de 9 psia, para ellos se siguien los mismos pasos para que el de la primera etapa de compresion, en este sentido siguiendo los pasos de la primera etapa se tiene el siguiente diagrama:

Figura 24: Depuradores de la segunda etapa. EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 27

Para correr la simulacion de en un compresor de succion ya especifida, solo es Compresores de la necesario introducir la presion en la descarga de la misma, la cual es 1005 psia. 2°etapa de compresión Con los pasos dados de la primera etapa se tiene los siguientes:

Figura 25: Completando con los compresores. Enfriadores atmosféricos 2° etapa de compresión

En los enfriadores atmosfericos de la segunda etapa, se deben especificar las corrientes de salida con los parametro Presion (1000 psia) y temperatura (122 °F). Siguiendo los pasos de la primera etapa de compresion se tiene los siguiente:

Figura 26: Completando enfriadores atmosfericos. De esta manera se completo la segunda etapa de compresion, ahora simulamos la tercera etapa de compresion.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Depuradores de la 3° etapa de compresión.

Pág. 28

En el depurador de la tercera etapa de compresion, se especifica las salidas de tope y fondo, ademas en este caso definiremos la caida de presion (44 psia) en la entrada al depurador. A continuacion con los pasos de la primera etapa de compresion se insertan los parametro anteriormente mencionadas.

Figura 27: Completando Con los depuradores de la 3° Etapa Para correr la simulacion de en un compresor de succion ya especifida, solo es Compresores de la necesario introducir la presion en la descarga de la misma, la cual es 1862 psia. 3° etapa de compresión Con los pasos dados de la primera etapa se tiene los siguientes:

Figura 27: interconectando con los compresores de la 3° Etapa Ahora continuando completamos con sus respectivos enfriadores atmosfericos de la 3° etapa de compresion.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Enfriadores atmosféricos 3° etapa de compresión

Pág. 29

En los enfriadores atmosfericos de la 3° etapa, se deben especificar las corrientes de salida con los parametro Presion (1857 psia) y temperatura (124 °F). Siguiendo los pasos de la primera etapa de compresion se tiene los siguiente:

Figura 28: Conectando los enfriadores atmosfericos. La tercera etapa concluye con los enfriadores atmosfericos, para luego alimentar a lor depuradores de descarga. Depurados de descarga

Estos depuradores son los ultimos equipos para alimentar a la descarga general de Lam I. Para ellos se tiene los siguientes parametro que se deben de rellenar en el depurador, especificamente la diferencial de presion de 57 psia.

Figuara 30: Completado los 3 etapas de compresion con depuradores.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Válvulas de recirculacion

Pág. 30

Las valbulas tienen la funcion de reducir la presión de alta a baja presion de etapara a etapa para este primer caso la diferencial de presion es de 600 psia, para esto se sigue los mismos pasos que las valvulas de alimentacion. Ver figura 31, para los 4 trenes de compresion:

Figura 31: Incertando valvulas de recirculacion. Posterior a esto se colocan los recirculadores en cada etapa de compresion. Recirculación

Consiste en resircular los liquidos que se formaron en la descarga de las tres etapas de compresion, para ello se deben seguir los siguientes pasos: Paso 1: intcertar de la paleta de objetos recycle (

)

Figura 31: Incertando recycle en el PFD. EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 31

Paso 2: interconectar la corriente salida de las valvula, haciendo doble clic en recycle, ademas con los depuradores que se conectan.

Figura 32: Recirculacion de los depuradores de alta presion a baja presión. Este procedimiento se realiza hasta recircular y alimentar al separador V-700, ver figura 33, la presion de la salida del gas de cada valvula es la misma de la corriente de alimentacion al depurador que se resircula.

Figura 33 Recirculacion del sistema de compresion. Ahora se intala una mescladora de para la cuatro etapas de compresion. EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Mezcladora

Pág. 32

Es un equipo para unir corrientes de materia, los pasos para el instado en el entorno del asimulacion es la siguiente: Paso 1: insertar el equipo (

) desde la paleta de objetos.

Paso 2: Interconectar las corrientes que alimentan y nombrar la corriente de salida.

Figura 34: simulacion general de la planta de compresion. A continuacion se detallan los resultados y análisis de la simulación, Caracterización de las corrientes y componentes

Para caracterizar una corriente se debe seguir los siguientes pasos. Paso 1: determinar la corriente a analizar y con doble clic abrir, ejemplo la corriente de alimentacion general.

Figura 34: Corriente de alimentacion del sistema de compresión.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 33

Paso 2: Ir a propiedades (properties), ahí esta todas las propiedades de la corriente, ver figura 35.

Figura 35: Propiedades de la corriente. Paso 3: generando la envolvente de la corriente de materia en Attachments>Utilities>Create se genera otra ventana seleccionar Envelope utility>Add Utility, aquí nos muestra las propiedades criticas de la corriente.

Figura 36: Adjuntando Utility.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 34

Luego seleccionar Performance ahí podemos generar todo tipo de grafica P-T. P-H, P-V, P-S, T-V, T-H y T-S, ademas generar la curva de formacion de hidratos.

Figura 37: Envolvente P-T, y formacion de hidratos. De esta dorma se pueden representar muchas analisis de la corriente de materia en Aspen Hysys. Visualizando parámetro de operación.

Para la visualizacion de los parametros de operación se pueden realizar por muchas formas, alugunas de ellas son las siguientes. Por Workbook, desde la barra de herramientas, (clic en Workbook).

Figura 38: Parametros de operación desde Workbook A si mismo desde Workbook se puede visualizar la composición en cada corriente y las corrientes de energia. En este sentido desde Aspen hysys, se puede imprimir los los parametros mencionados anteriormente

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Imprimiendo el proyecto

Pág. 35

Para poder imprimir primero se debe configurar el papel, margenes, nombre de la compania, lugar y selección del logo de la compania. Paso 1: Configuración de la hoja en Tools>preferences>reports>format/layout Aquí configuras los margenes y el papel.

Figura 39: Configuracion de la hoja para imprimir. Paso 2: ahora la configurar la informacion de la compania seleccionar Company info, ahí introducir nombre loalizacion y logo de la compania.

Figuara 40: Configurando informacion de la compania. EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 36

Paso 3: realizar clic derecho en la ventana Workbook>print datashet luego aparece una ventana seleccionar las paginas que queresmos imprimir. De esta forma se puede imprimir las paginas correspondientes, tambien hantes de imprimir se pueden visualizar las hojas de impresión.

Figura 41: Previa vista de la hoja de impresión. Por otro estos datos o parametros de operación tambien se pueden extraer los resultados en excel, como a continuacion se detalla. Exportar los resultados a Excel.

Para exportar los resultados a excel, se debe cumplir con los siguientes pasos. Paso 1: Con la ventana workbook abierto ir a la barra de menus clic en Workbook y aparecera la siguiente ventana

Figura 42: Exportando a excel. Paso 2: seleccionar Export>To Excel y automaticamente se crea una ventana de excel con los datos o parametros en las corientes: masa, energia, composicion, y equipos existentes en la simulacion.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 37

Figura 43: Hoja excel exportado con los parametros de operación. De esta forma se muestra algunas formar de visualizar los resultados en Aspen Hysys.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 38

Tratamiento y Extracción del GN Aplicación de la simulación de proceso de Tratamiento y Extracción del GN.

Simular el proceso de tratamiento y extracción de Lamaproceso, y determinar las propiedades fisicoquímicos del gas natural en las distintas corrientes, además generar curvas de formación de hidratos en las descargas de los expansores, determinar el porcentaje de inundación, en los platos de la torre demetanizadora, en el siguiente diagrama de flujo de procesos.

Figura 44: Diagrama Tratamiento y Extracción en Lamaproceso Para poder simular el proceso de Tratamiento y extracción se realiza un previo arreglo en la descarga en el proceso de compresión, en el sistema de distribución como se puede observar en la figura siguiente:

Figura 45: Distribución de producción Lama I, II, III, y IV Las corrientes aguas abajo del sistema de compresión, tiene como objetivo alimentar a: a los pozos como Gas Lift, Pequiven y Lamaproceso, como prioridad se da para levantamiento artificial, Pequiven y por ultimo a Lamaproceso.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 39

Sistema de distribución.

En la descarga general se unen las cuatro corrientes de Lama I, II, III y IV, donde la producción será de 425 MMPCND, las cuales se distribuyen en Tres (3), como se muestra en la figura 45.

Mezcladora

Tiene el objetivo de unir las corrientes para ello a continuación los pasos para su implementación en Aspen Hysys: Paso 1: Insertar el equipo Mixer La descarga de Lama I tiene una capacidad de compresión de 140 MMPCND, Lama II 90 MMPCND, Lama III 105 MMPCND y Lama IV 90 MMPCND, con una capacidad de producción de 425 MMPCND

Figura 46: Unión de las descargas de compresión Lama. Paso 2: unir las corrientes de gas de las descargas de Lama I, II, III y IV, desde el equipos o mixer,

Figura 47: Mixer Difusor o tee

Este difusor o tee, tiene la función de distribuir la corriente de descarga general de compresión en las siguientes: como levantamiento artificial, Pequiven y Lamaproceso, como se puede observar a continuación:

Figura 48: Distribución del caudal. EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Válvulas de control

Pág. 40

Estas válvulas de control regulan el flujo para los tres sistemas, a continuación el diagrama de flujo con una diferencial de 30 psia.

Figura 49: Sistema de control en la distribución. Separador de alimentación V-1

Su función es la de separar los líquidos que se puede generar en la corriente de alimentación.

Figura 50: Separador de alimentación Lamaproceso. Filtro F-1

La función de un filtro, es la de filtrar el gas de algunas partículas que puede contener la corriente de gas, y los pasos para el proceso de simulación es la siguientes: Paso 1: Insertar de la paleta de objetos baghouse filter (

).

Paso 2: Especificar los nombres de la corriente de entrada y salida, haciendo doble clic en el equipo, lego vera que converge la simulación, además el equipo se marca de color amarillo es por que el gas no contiene ni una partícula de solido, ver figura 51.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 41

Figura 51: Conexión del Filtro (F-1) la corriente de gas tope del depurador. Tamiz molecular (V-2A/B/C)

Este equipo tiene como objetivo adsorber, vapor de agua que pueda contener la corriente de gas, este proceso se denomina adsorción por tamiz molecular. En Aspen Hysys no se puede realizar este proceso para ello en esta simulación se utiliza el complemento Balance ( se debe seguir los siguientes pasos:

) de la paleta de objetos, la cual

Paso 1: Incertar Balandce de la paleta de objetos

Figura 52: Agreganndo Balance Paso 2: hacer doble click en complemento balance, y especificar los siguientes: a) en conection Identificar las corrientes de entrada y salida, b) en parametros seleccionar mas Flow, c) en Worksheet>Conditions especificar Presion (1770 psia) y temperatura (121.6 °F) y d) Worksheet>Compositions especificar los componentes los mismos que la corriente Gas F-1 solo el H2O se debe especificar cero luego normalizar.

Figura 53: especificando parametros del paso 2 en Balance

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Filtro F-2A/B

Pág. 42

Se siguen los mismos pasos que la del filtro F-1 Paso 1: Insertar de la paleta de objetos baghouse filter (

).

Paso 2: Especificar los nombres de la corriente de entrada y salida, haciendo doble clic en el equipo, lego vera que converge la simulación, además el equipo se marca de color amarillo es por que el gas no contiene ni una partícula de solido, ver figura 54.

Figura 54: Filtro F-2A/B. De esta forma la corriente de Gas F-2A/B, se alimenta a un tercambiador de calor (E-2). Intercambiador de calor E-2

El intercambiador de calor tiene como por objetivo pre enfriar la corriente Gas F-2A/B y Gas E-3, será la salida del intercambiador E-3 y los passo para la instalación de esta corriente es las siguiente: Paso 1: Incertar el intercambiador Heat Exchanger ( objetos

) de la paleta de

Figura 54: Intercambiador Heat Exchanger en PFD Paso 2: especificar los parámetros en el Intercambiador de la siguientes manera: a) en el equipo>desing definir las corrientes de materia en el intercambiador (ver figura 55), y b) en Parameters definir la diferencial de presión en la carcasa y tubo de 10 psi, para ambos (ver figura 56), con estos datos no va a converger la simulación, por que se necesita los parámetros de la otra corriente, es por eso que de aquí en adelante se simula sin hacer converger.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 43

Figura 55: Especificación de las corrientes de entrada y salida en el intercambiador

Figura 56: Especificación de las diferencial de presión en el intercambiador en las dos corrientes. Separador V-4

Este separador tiene el objetivo de separar líquidos que se puedan formar después de enfriar la mezcla de gas, en este sentido los pasos son las mismas que los separadores anteriores para insertar el equipo, solo definiendo los nombres de las corrientes ver figura 57.

Figura 57: Completando el separador V-4 EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Difusor o Tee

Pág. 44

Se encarga de dividir el flujo en para el expansor y la valvula JT, los pasos son las mismas que las anteriores Insertar el equipo y determinar los parámetros en las corrientes. En esta simulación se utilizará solo el expansor por ello la corriente en la válvula será 0.

Figura 58: Adjuntando el difusor. Ahora se procede a conectar con el expansor. Expansor

Este equipo es para expandir la mezcla de gas isentrpicamente hasta llevar la presión o temperatura menores a las que la de entrada, de esta forma aprovechar para generar potencia, esta para el consumo de un compresor como es este caso. La corriente de Gas Tee 102 proveniente proviene del TEE-102, es expandido hasta llevar a una temperatura de 60.2 °F, Paso 1: introducir el expansor (

) de la paleta de objetos.

Figura 59: Diagrama deflujo de proceso hasta el expansor. Paso 2: definir los parámetros haciendo doble clic en el expansor y seguir los siguientes pasos de la siguiente manera, a) Definir los nombres de las corrientes de materia y energía en Connections, ver figura 60, b) en Worksheet en la corriente Gas expansor 1 especificar la temperatura 60.2 °F ver figura 61.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 45

Figura 60: Expansor Design Connections

Figura 61: Expansor Worksheet Conditions Válvula JT

Esta valvula cumple la misma función que el expansor con la única diferencia que esta trabaja isoentálpicamente y no genera potencia, para esto se siguienn los mismos datos que las anteriores. Incertando y determinando la temperatura de salida en 60.2 °F.

Figura 62: Valvula JT EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Mixer

Pág. 46

Ahora introducimos un mixer para unir las corrientes de las salidas del expansor y valvula JT y los pasos son las mismas que las anteriores.

Figura 62: interconectado de mixer en el PFD. Difusor

Este difusor o tee divide la corriente en dos corrientes iguales, los pasos son las mismas que las anteriores.

Figura 63: definiendo los parámetros en las corrientes Intercambiador E-3

El intercambiador E-3 intercambia calor en las corrientes del gas del tope de la torre de fraccionamiento T-1 y Gas Tee-103 para esto la diferencial de presión en el intercambiador será de 10 psi para las dos corrientes. En este sentido el intercambiador E-3, también intercambia calor entre las corrientes Gas te-103 y Gas V-6, y la diferencial de presión para ambos es de 2 psi. Paso 1: insertar dos intercambiadores de calor, ver figura 64. Paso 2: definir los nombres de las corrientes y la diferencial de presión de 10 psi en los intercambiadores y la temperatura (-18 °F) en las corrientes de salida ver figura 65.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 47

Figura 64: incertando los intercambiadores de calor.

Figura 65: Definiendo las corrientes en el intercambiador de calor. Mixer

Mixer tiene la función de unir las corrientes de gas (Gas V-3 y Gas V-4), para esto se siguen los mismos pasos que las anteriores.

Figura 66: Mixer 104.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Separador V-5

Pág. 48

Los parámetros en la alimentación al separador V-5 es las siguiente: temperatura -18 °F y presión 975 Psia, como se observa a continuación.

Figura 67: Separador V-5. Por otro lado la corriente Gas V-5 es alimentado al tee luego expansor y mixer, al igual que el otro arreglo que se realizo anteriormente. Arreglo en la expansión de la mezcla de gas.

En el Tee el flujo es 1 para Gas Tee-104, en el expansor solo se definen la nombre de la corrientes, corriente Gas Exp-2 se define la temperatura (-97.3) y en la mezcladora solo se define los nombres de las corrientes.

Figura 68: sistema de expansión combinado con valvula JT. Por otro lado la corriente de fondo del separador V-5, es alimentado a una valvula de expansión hasta llevar a una presión de 330 psia

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Valvula LV-115

Pág. 49

La presión de descarga de la válvula es de 330 psia, y se especifica al igual que las anteriores.

Figura 69: Válvula LV-115 Separador V-6

A continuación se observan los parametros que se deben incertaron en el separador.

Figura 70: separador V-6 Torre de fraccionamiento T1

T-1 es la torre que extrae los liquidos del gas natural por el fondo y Gas rico en etano (GRE) por el tope, para ello los pasos a seguir son las siguientes: Paso 1: Insertar el equipo correspondiente de la paleta de objetos (

).

Figura 71: Torre de fraccionamiento (T-1) EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 50

Paso 2: Hacer doble clic en la torre de fraccionamiento y especificar números de platos (40), plato de alimentación (30 y 15), corrientes de estrada y salidas y conteo de los platos.

Figura 72: Especificando las corrientes y los platos de alimentación. Paso 3: determinar tipo de Rehervidor por defecto.

Figura 73: Tipo de rervidor. Paso 4: Especificando presión de tope y rehervidor (320 Psia), ver figura 74. Paso 5: Especificar la temperatura opcional en el tope y fondo de la torre, en este paso no se define la temperatura, por ser opcional, ver figura 75. Paso 6: Definir la relación en la acumulación del rehervidor, no se define en este paso ver figura 76, luego clic en done.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 51

Figura 74: Presion en el tope y fondo de la torre, paso 4.

Figura 75: Temperatura opcional tope y fondo de la columna, paso 5.

Figura 76: Relación en el acumulador, paso 6.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 52

Paso 7: Clic en el monitor>Add Specc>Column Component fracction> Add Sec(s), determiner los siguientes parametros y cierre la ventana.

Figura 77: Adjuntando una utilidad, fracción de Paso 8: Clic en Run, y converge la simulación como se observa a continuación.

Figura 78: diagrama de flujo con la torre de fraccionamiento. Compresor C-4

Este compresor aprovecha la potencia generada por el expansor 2, para comprimir el gas de la corriente del GRE. Paso 1: insertar el equipo de la paleta de objetos (

).

Paso 2: determinar los nombres de la corriente de materia succión y descarga además la corriente de energía es decir lo que genero el expansor 2, ver figura 79.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 53

Figura 79: Especificando C-4 Compresor C-3

Este compresor al igual que C-4, se especifican las corrientes.

Figura 80: compresor C-3. Por otro lado el gas comprimido es enfriado por un intercambiador atmosférico, que se detalla a continuación

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Enfriador Atmosférico (E-6)

Pág. 54

Lo mas importante en este enfriador es que enfria hasta llevar a una temperatura de 120 °F y una diferencial de presion de 5 psi

Figura 81: Adjuntando un enfriador atmosférico E-6 Tee-105

ES 50% del Gas E-6 es utilizada para regenerar en el tamiz molecular, para ellos es calentado con H1A/B.

Figura 82: Tee-105 Valvulas PV123A/B

Estas válvulas tienes una diferencial de presión de 5 psi.

Figura 83: Valvulas PV-123A/B EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 55

Calentador H1A/B

Estos calentadores se utilizan para calentar el gas a una temperatura de 508 °F con una diferencial de presión de 5 psi

Tamiz Molecular

En este sentido el gas precalentando regenera el tamiz molecular y es enfriado posteriormente, pero en esta simulación se conecta directamente al intercambiador, por no existir el tamiz molecular.

Intercambiador E-1

Los parámetros mas importantes que requiere este intercambiador es diferencial de presión (5 psi) y la temperatura de salida de 120 °F.

Figura 84: adjuntado el intercambiador de calor E-1 en el PFD Separador V-3

El separador V-3 extrae la cantidad de agua recuperada en el regenerador por la condensación en el enfriador E-1, y el gas es comprimido por compresor C-1.

Figura 85: especificación del separador V-3 Compresor C-1

El objetivo de este compresor es comprimir el gas hasta llevar a una presión igual de la corriente de Gas PV-123B es decir descarga a una presión de 466.7 Psia.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 56

Figura 86: Compresor C-1. Difusor Compresor C-2

Este difusor une las corrientes de Gas C-1 y Gas PV-123B Este compresor lleva a una presión de 905 psia, como se observa en el siguiente siguiente figura

Figura 87: Mixer-106 y compresor C-1. Enfriador E-7

Para E-7, los parametros son los siguientes Temperatura de salida 120 °F y la diferencial de presion de 5 psi.

Figura 88: Intercambiador E-7.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Tee-106

Pág. 57

Este equipo divide el caudal en 23 % para Gas Tee-106 como se observa acontinuacion.

Figura 89: Parametros en el Tee-106 A continuacion se obserba el diagrama de flujo del sistema de tratamiento y extraccion.

Figura 90: Diagrama de flujo de procesos de tratamiento y extraccion del GN. Producto de fondo de (LGN)

Esta corriente es enfriado en un intercambiador hasta alcanzar una temperatura de 120 °F y una diferencial de presión de 5 psi, además pasa por una valvula y alimentada a un tanque temporalmente almacenada luego bombeado hasta la planta de fraccionamiento de Bajo Grande.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 58

Figura 91: LGN a Bajo Grande Resultados

Los resultados fasilmente se pueden observar en Work Bookcomo acontinuacion se desarrolla figura corriente por corriente.

Figura 92: variables de operación en las corrientes de materia

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 59

Figura 93: Componentes de las distintas corrientes

Figura 94: Corrientes de energía y calor.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 60

Sistema de Fraccionamiento Problema para Aspen Hysys.

Simular el proceso de Fraccionamiento bajo el diagrama de flujo de la planta Bajo Grande, y determinar las propiedades fisicoquímicos del gas natural en las distintas corrientes, y optimizar el proceso de fraccionamiento, además determinar el porcentaje de inundación y otro en los internos de la torre de fraccionamiento.

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 61

Anexos

EDY ASPI

Manual de Aspen Hysys, aplicado en la cadena de valor del Gas Natural Formación

Pág. 62

Título del primer anexo Toda la información de la página es de ejemplo – elimínela – Coloque etiqueta

Coloque la información del bloque – borre esta información --

Coloque etiqueta

Coloque la información del bloque – borre esta información

EDY ASPI

View more...

Comments

Copyright ©2017 KUPDF Inc.
SUPPORT KUPDF