Manual Basico Aspen HYSYS

Manual Básico

Manual Básico Aspen HYSYS

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Manual Básico Aspen HYSYS

Indice

Introducción Contenido teórico o Simulation basis manager  Pestaña components  Pestaña Fluid Pkgs  Pestaña Hypotethicals  Pestaña Oil manager  Pestaña Reactions o Simulation Environment o Agregando operaciones al Flowsheet  Corriente másica  Corriente de energía  Separador  Separador trifásico  Calentador/enfriador  Intercambiador LNG  Intercambiador de calor  Enfriador de aire  Bomba  Compresor/expansor  Tubería de gas  Segmento de tubería  Válvula  Válvula de alivio  Mezclador de corriente  Separador de corriente  Separador de solido simple  Separador tipo ciclón  Hidrociclon  Filtro de vacio rotatorio  Filtro tipo baghouse  Reactor mezcla completa  Reactor de flujo pisto  Reactor de Gibbs  Reactor de equilibrio  Reactor de conversión  Torre de destilación (método riguroso)

Pag. 4 Pag. 5 Pag. 5 Pag. 6 Pag. 8 Pag. 11 Pag. 12 Pag. 13 Pag. 16 Pag. 21 Pag. 21 Pag. 21 Pag. 22 Pag. 22 Pag. 23 Pag. 23 Pag. 24 Pag. 24 Pag. 25 Pag. 25 Pag. 26 Pag. 26 Pag. 27 Pag. 27 Pag. 28 Pag. 28 Pag. 28 Pag. 29 Pag. 29 Pag. 30 Pag. 30 Pag. 31 Pag. 31 Pag. 32 Pag. 32 Pag. 33 Pag. 33

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Manual Básico Aspen HYSYS  Torre de absorción con condensador  Torre de absorción  Torre de absorción con rehervidor  Torre de extracción liquido-liquido  Torre trifásica  Separador de componentes  Torre de destilación (Shortcut) Casos de estudio o Unidad de procesamiento de gas natural o Unidad de procesamiento de crudo o Unidad de producción de propilenglicol o Unidad de tratamiento de agua residual agria

Pag. 35 Pag. 36 Pag. 37 Pag. 38 Pag. 38 Pag. 39 Pag. 39 Pag. 41 Pag. 40 Pag. 53 Pag. 87 P ag. 106

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Introducción

Aspen HYSYS es un programa de simulación cuya función es servir de apoyo para el diseño y modelado de procesos tanto químicos como de refinación para el ingeniero. El siguiente manual tiene como función, dar una entrada al uso de este programa, explicándole al lector los diversos sectores del mismo. En las siguientes paginas, explicaremos los distintos sectores del programa, indicaremos la información que es necesaria suplementar para la realización de las simulaciones, desglosaremos los pasos necesarios para la simulación de cada uno de los equipos presentes en el programa, y mostraremos varios casos de estudio para poner en práctica el contenido del manual.

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Contenido teórico Simulation basis manager Al iniciar el programa nos encontraremos con la ventana principal desde la cual podemos iniciar una nueva simulación, o abrir una simulación previamente creada. Para iniciar una nueva simulación debemos dirigirnos a File-New-Case, o hacer clic directamente en el siguiente icono . Para abrir una simulación previamente creada nos dirigiremos a File-Open-Case… o hacemos clic en el siguiente icono

Al empezar una nueva simulación, se nos abrirá el administrador de información básica para la simulación (Simulation basis manager), en el cual debemos especificar toda la información necesaria para realizar la simulación.

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Manual Básico Aspen HYSYS En la parte inferior del Simulation basis manager, nos encontraremos distintas pestañas en las cuales podemos especificar las propiedades de la simulación, tales como, los componentes, el paquete termodinámico, las reacciones, etc. Las propiedades que vayamos a especificar en este sector varían dependiendo de la simulación que deseemos realizar, pero para poder entrar al entorno de simulación (Simulation Environment) es necesario por lo mínimo especificar los componentes y el paquete termodinámico, las demás propiedades podemos especificarlas luego si así lo deseamos, solo basta con hacer clic en el siguiente icono una vez dentro del entorno de simulación Pestaña Components En esta pestaña, debemos especificar todos los componentes que usaremos en la simulación, los cuales son organizados mediante grupos o listas de componentes.

Nota:

HYSYS nos permite organizar los

componentes que usaremos mediante grupos, para que así podamos elegir diferentes paquetes termodinámicos para cada grupo de componentes.

De manera predeterminada, encontraremos la lista maestra de componentes (Master components List) en la cual se encontraran todos los componentes que sean agregados a las demás listas de componentes que vayamos a crear, de la misma manera, si un componente es eliminado de la lista maestra, también será eliminado de las demás listas creadas. En este apartado podemos agregar (Add), eliminar (delete), copiar (Copy), importar (Import), o exportar (Export) listas para la simulación. Para agregar componentes a una lista, debemos seleccionar la lista y luego hacer clic en la opción “View”. Seguidamente se nos abrirá la siguiente ventana:

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Manual Básico Aspen HYSYS Los componentes se encuentran en la casilla “Components Available in the Component Library”. Para agregarlos solo debemos seleccionarlos, y luego hacer clic en la opción “Add Pure”. Para buscar los componentes podemos usar la casilla “Match” en la cual podemos colocar el nombre completo, la formula o el nombre simplificado del componente y seleccionar en la parte inferior el criterio apropiado para cada tipo de búsqueda. Debido a que la selección de un paquete termodinámico adecuado para la simulación, depende de las propiedades de los componentes que vayamos a usar, también podemos filtrar los componentes mediante los distintos paquetes termodinámicos disponibles en el programa, así como también podemos filtrar los componentes dependiendo de la familia a la que pertenezcan. Para realizar esto debemos hacer clic en la opción “View Filters” con la cual se desplegara una nueva ventana.

La casilla “Property Package Filter” Contiene los diferentes paquetes termodinámicos para filtrar los componentes

En la casilla “Family Type Filter” podemos filtrar los componentes por la familia a la que pertenezcan.

Si deseamos ver las propiedades de algunos de los componentes elegidos, solo debemos hacer doble clic sobre el nombre del componente y luego se nos abrirá una nueva ventana mostrándonos todas sus propiedades.

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Manual Básico Aspen HYSYS Pestaña Fluid Pkgs La siguiente pestaña que encontraremos es la indicada como Fluid Pkgs, aquí encontraremos los distintos paquetes termodinámicos que son usados para calcular las diversas propiedades de los componentes (entalpia, entropía, densidad, etc). La adecuada elección de un paquete termodinámico es esencial, debido a que estos son la base de los resultados de la simulación.

Para agregar un paquete termodinámico, debemos hacer clic en la opción Add, y luego se abrirá una nueva ventana con la lista de todos los paquetes termodinámicos disponibles, y la opción de filtrar estos mediante varios criterios, tales como, modelos que usan coeficientes de actividad (Activity models), ecuaciones de estado (EOSs), entre otros.

Lista de los distintos paquetes termodinámicos

Filtros para la selección de los paquetes termodinámicos

Como se comento en líneas anteriores, la adecuada selección de los paquetes termodinámicos es esencial para obtener resultados adecuados. Es importante seguir un procedimiento lógico a la hora de elegir el modelo termodinámico para la simulación.

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Manual Básico Aspen HYSYS Los paquetes termodinámicos que encontraremos en HYSYS, nos permitirán predecir las propiedades tanto de mezclas bien definidas de hidrocarburos livianos, como de complejas mezclas de crudo y sistemas químicos no ideales. A pesar de esto es importante tener en cuenta que cada modelo termodinámico posee sus propias limitaciones, para la adecuada selección de los modelos a usar podemos seguir el siguiente diagrama de selección. Clasificar los componentes en el proceso: Gases, no polares, disolventes, electrolitos.

Todos gases o no polares

Si

Probar Peng-Robinson, SRK, APL

Si

Probar NRTL, Pitzer o Bromley, Cualquiera que tenga todos los PIB

No Electrolitos

No Algún gas, O P>10bar

Si

Todos los PIB conocidos?

No

Algún polímero?

No

Si

Probar NRTL, Van Laar, UNIQUAC, FH o Wilson. Cualquiera que tenga todos los PIB

Probar UNIFAC, si es posible estimar los PIB faltantes

Probar SAF, ESD.

Si

No P