Simulación de Procesos Con ASPEN HYSYS INEGAS8

SIMULACION DE PROCESOS CON ASPEN HYSYS NIVEL: BASICO Ing. David Erick Lapaca Mollo

PRESENTACIÓN • Ing. Qmc. David E. Lapaca M. • Titulado de la Carrera de Ingeniería Química de la UAGRM • Diplomado en Ingeniería del Gas Natural • Diplomado en Producción de Hidrocarburos • Diplomado en Instrumentación y Control de Procesos • Diplomado en Educación Superior • Maestría en Procesos Industriales del Gas y Petróleo • Maestria en Gas Natural y Petroquimica.

PRESENTACIÓN • Docente de Catedra Facultad Integral del Norte • Docente Capacitador Unidad de Postgrado de la Facultad de Tecnología • Docente Capacitador Instituto para la Excelencia en los Negocios de Gas, Energía e Hidrocarburos INEGAS • Ingeniero de Procesos en SIGNA INGENIEROS • Ingeniero de Procesos en PONEX • Ingeniero de Procesos en INESCO • Consultor Externo de empresas de Ingeniería

OBJETIVOS Objetivos Básicos: Una vez concluido el curso el estudiante será capaz de: • • • • • •

Comprender el entorno en el que se maneja Aspen Hysys. Ingresar componentes y definir un paquete de fluidos. Simular Unidades de Procesos. Simular procesos con recirculacion Realizar cálculos termodinámicos. Realizar Simulaciones con operaciones Logicas

Introducción • La simulación de procesos se ha convertido en una herramienta básica y fundamental para los ingenieros en la etapa de formación y en el ejercicio de su profesión. • Los simuladores de procesos se utilizan en las industrias para: • • • •

Elaboración de proyectos. Diseño y especificación de equipos. Localización y resolución de problemas. Control de procesos.

Introducción • Se aplica a todo tipo de industrias : • • • • •

Exploración & Producción. Plantas de separación y tratamiento de gas Refinación del petróleo Petroquímica. Química

¿Qué es Simulación? • La simulación es la representación de un proceso o fenómeno mediante un modelo, que permite analizar sus características. • A través del modelo se trata de explicar el comportamiento de un proceso, sistema o unidad industrial.

¿Qué es Simulación? • Los modelos se establecen a través de ecuaciones basadas en Leyes Fundamentales: • • • • • • •

Continuidad (Balance de Materia) Balance de Energía Balance de Cantidad de Movimiento Ecuaciones de Transporte Ecuaciones de Estado Equilibrio Actividad

¿Qué es un Simulador? • Con el fin de que el modelo se aproxime más a la realidad, éste se torna complejo en su formulación y difícil en su resolución. De ahí la necesidad de emplear métodos numéricos ya sean programados por el usuario o Simuladores de Procesos comerciales • Los simuladores son paquetes computacionales que resuelven los modelos utilizando métodos numéricos

¿Qué es un Simulador? • Con el fin de que el modelo se aproxime más a la realidad, éste se torna complejo en su formulación y difícil en su resolución. De ahí la necesidad de emplear métodos numéricos ya sean programados por el usuario o Simuladores de Procesos comerciales • Los simuladores son paquetes computacionales que resuelven los modelos utilizando métodos numéricos

¿Por qué Simular? • Las herramientas que apoyan la planificación de procesos están jugando un rol cada vez más importante para asegurar que un sistema exitoso pueda ser diseñado en el período de tiempo más corto posible. • La simulación permite visualizar un sistema en operación y claramente demostrar la habilidad o impotencia del sistema para lograr los objetivos de rendimiento exigidos.

Simuladores de Procesos • Existen muchos simuladores comerciales para diferentes aplicaciones: mecánicas, procesos, hidráulica, estructural, etc. • Los simuladores enfocados al área de procesos son: • • • • •

ASPEN HYSYS PROMAX CHEMCAD PRO II / PROVISION OLGA

¿Cuándo usar un Simulador? • En general propósitos:

se

lleva

acabo

con

• Diseño. • Operación bajo nuevas condiciones.

dos

Simular no es diseñar ¿Hysys es una herramienta imprescindible para diseñar? • Los parámetros de diseño como numero de tubos de un intercambiador de calor , diámetro de la carcasa y número de platos de una columna no pueden ser calculados por Hysys. • Hysys es una herramienta que proporciona una simulación de un sistema que se describe con anterioridad • Hysys puede emplearse como herramienta de diseño, probando varias configuraciones del sistema para optimizarlo. • Se debe tener en cuenta que HYSYS SIMULA Y EL INGENIERO DISEÑA

Limitaciones de los simuladores • Se debe tener en cuenta que los resultados de una simulación no son siempre fiables y estos se deben analizar críticamente. • Hay que tener en cuenta que los resultados dependen de: • La calidad de los datos de entrada • De que las correlaciones empleadas sean las apropiadas (escoger bien el paquete termodinámico) • Elección adecuada el proceso.

ASPEN HYSYS • HYSYS es un simulador de Procesos, estático secuencial modular, aplicado a la industria química, petroquímica. • Permite realizar simulaciones en estado estacionario y dinámico, calculo de propiedades Fisicoquímicas, dimensionamiento de equipos incluyendo costos. Calculo de cargas de calor, requerimientos de energía, equilibrio químicos y de fases • Herramienta de apoyo en la elaboración de proyectos en todas susetapas (Conceptual, Básica, Detalle) • Herramienta para Optimizar Procesos existentes e incrementar la rentabilidad.

ASPEN HYSYS • • • • •

BASE DE DATOS Contiene mas de 1500 componentes sólidos, líquidos y gaseosos Propiedades Fisicoquímicas de las sustancias puras. Parámetros de Interacción Binaria para el calculo de coeficiente de actividad Electrolitos.

• •

BASE DE CRUDOS Contiene propiedades de muchos experimentales

• • •

CARACTERIZACIÓN DE FRACCIONES DE PETRÓLEO Correlaciones especificas para fracciones livianas y pesadas. Modelos de interconversión de curvas de destilación

Crudos a partir de datos

ASPEN HYSYS • MODELOS TERMODINAMICOS • Contiene mas de 35 modelos matemáticos para equilibrios L-V; L-L y calculo de Entalpías Modelos de Actividad

Ecuación de Estado

Miscelaneos

Chien Null Extended NRTL General NRTL Margules NRTL UNIQUAC Van Laar Wilson

BWRS GCEOS Glycol Package Kabadi-Danner Lee-Kesler-Plocker MBWR Peng-Robinson PRSV Sour SRK Sour PR SRK

Amine Pkg ASME Steam Aspen Properties Clean Fuels PKg DBR Amine Package Infochem Multiflash MBWR NBS Steam Neotec Black Oil OLI-Eletrolyte

ASPEN HYSYS • •

OPERACIONES UNITARIAS HYSYS posee un integración grafica que permite modelar mas de 40 diferentes operaciones Unitarias: • • • • • • • • • • •

Acumuladores Flash Columnas de Destilación, azeotropica, Columnas de Absorción. Reactores Continuos y Batch Compresores Turbinas Bombas Intercambiadores de Calor Separador Mezcladores Válvulas de bloqueo y Control

ASPEN HYSYS • MODULOS ADICIONALES • HYSYS contiene módulos adicionales como ser: • RefSYS Ops • Upstream Ops • HTFS, HTFS+ (intercambiadores de Calor) • PIPESYS (Tuberías) • SPS-HYSYS Tuberias (Cristalización - Secado – Ciclones) • OLGA • SULSIM • HYSIM

MODELOS TERMODINAMICOS • Antes de la era de la computadora el 40% del tiempo de un proyecto era invertido en validar los modelos termodinámicos. • La selección de un Modelo Termodinámico adecuado para la predicción de la Entalpia (H) y la Constante de Equilibrio (K) es fundamental para el proceso de simulación. • La selección de un modelo inapropiado puede resultar en problemas de convergencia y resultados erróneos. • Cada modelo es apropiado solamente para ciertos tipos de compuestos y limitado a ciertas condiciones de operación

MODELOS TERMODINAMICOS • Hay 4 categorías de Modelos Termodinámicos: • Ecuaciones de Estado (E-o-S) • Modelos de Actividad (Coeficiente de Actividad) • Empíricos • Especial para Sistemas Específicos

MODELOS TERMODINAMICOS

• HIDROCARBUROS

MODELOS TERMODINAMICOS • QUIMICOS

MODELOS TERMODINAMICOS • ESPECIALES

MODELOS TERMODINAMICOS • MODELOS PARA SISTEMAS

ASPEN HYSYS

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INTRODUCCIÓN AL ENTORNO ASPEN HYSYS

ENTORNO ASPEN HYSYS ENTORNO HYSYS • Abra HYSYS haciendo clic en: • Iniciar > Programas > Hyprotec > HYSYS 3.2 > HYSYS

INICIAR UN NUEVO CASO • Realizando click en el boton New ingresamos al ambiente de Properties.

INGRESO DE COMPONENTES • Para añadir componentes realizamos Click en el boton Add.

INGRESO DE COMPONENTES •

Aparecen varios compuestos con formula CH4 y muestra los sinónimos por que esta activada la opción

INGRESO DE COMPONENTES •

Al adicionar el compuesto salen de la lista los sinónimos. Pero queda CH4 correspondiente al Refrig-50 (otro compuesto diferente)

INGRESO DE COMPONENTES •

Al seleccionar todos los componentes se ve la siguiente pantalla

COMPONENTES HIPOTETICOS •

Como pudo verse, ASPEN HYSYS dispone de una importante base de componentes en su librería. No obstante, puede ocurrir que uno o varios de los componentes requeridos para la simulacion, no se encuentren disponible.

•

Para estos casos, ASPEN HYSYS dispone de las herramientas para que el usuario introduzca sus propios componentes, los cuales se consideran “Hipotéticos”

COMPONENTES HIPOTETICOS •

Una vez adicionados los componentes conocidos, se puede crear un Componente Hipotético. En la misma pestana de Component List-1, de ambiente de Hypothetical seleccionamos el método de Create and Edith Hypos.

COMPONENTES HIPOTETICOS •

Una vez adicionados los componentes conocidos, se puede crear un Componente Hipotético. En la misma pestana de Component List-1, de ambiente de Hypothetical seleccionamos el método de Create and Edith Hypos.

COMPONENTES HIPOTETICOS • •

Con el metodo especificado realizamos click en el boton New Hypo, en la columna de nombre (Name) introduciremos C7+. Solo se conoce el punto de ebullición normal del C7+, es decir, Normal Boiling Pt. Introduzca un valor de 110°C (230°F), presione el botón Estimate Unknown Props para estimar todas la propiedades del componente hipotético y definirlo completamente.

Fluid Package • •

Concepto de Fluid Package El Paquete de Fluidos contiene toda la información para cálculos físicos de las propiedades de componentes. Al abrir la pestaña Fluid Pkgs del Simulation Basis Manager, se pueden usar múltiples Fluid Packages dentro de una simulación asignándoselos a diferentes flowsheets y acoplando los flowsheets.

• •

Selección del Fluid Package 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.

• •

PAQUETE DE FLUIDO

Para definir el Fluid Package: En la ventana principal seleccionamos la opcion de Fluid Package. Y realizamos click en el boton Add para anadir un nuevo paquete de Fluido

• •

PAQUETE DE FLUIDO

Para definir el Fluid Package: Seleccionamos el paquete de fluido de Peng Robinson, ya que el fluido a manejar es una mezcla de hidrocarburos.

PAQUETE DE FLUIDO • •

Exportando Paquete de Fluido ASPEN HYSYS permite exportar la configuracion del Paquete de Fluido para usarlos en otras simulaciones. Esta funcionalidad le permite crear un simple y común Fluid Package el cual usted puede usarlo en múltiples casos. • Click sobre la etiqueta de Fluid Pkgs resalte el Paquete de Fluido deseado • Presione el botón Export. • Ingrese un único nombre) para el Fluid Package y presione el botón OK.

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CORRIENTES Y MEZCLAS

TIPOS DE CORRIENTES EN HYSYS • HYSYS utiliza el concepto de corrientes de materia y corrientes de energia. • Las corrientes de materia requieren de la especificacion del flujo y de aquellas variables que permitan la estimacion de todas sus propiedades fisicas y termodinamicas. • Las corrientes de energia se utilizan para representar los requerimientos energeticos en unidades como intercambiadores de calor, bombas, etc y se especifican con solo la cantidad de energia intercambiada o transferida.

TIPOS DE CORRIENTES EN HYSYS • Las corrientes de materia se observa por defecto con el color azul • Las corrientes de energia se observa por defecto con el color rojo

CORRIENTES DE MATERIA • Es el elemento mas simple que un ingeniero de proceso debe especificar es una simple corriente homogenea. • Las variables que definene a una corriente que contiene C componentes son: Variables

Cantidad

Composicion

C

Fraccion de Vapor

1

Temperatura

1

Presion

1

Flujo

‐

Total de Variables

C+2

ESPECIFICACIÓN DE CORRIENTES DE MATERIA • Para instalar una corriente de materia primeramente debe estar especificado los componentes y el Paquete de Fluido (Unidad 1). Y seguidamente hacer ingresar al Ambiente de la Simulacion mediante la opcion de Simulation

ESPECIFICACIÓN DE CORRIENTES DE MATERIA

• El Ambiente de simulacion es la pantalla principal de ASPEN HYSYS donde realizaremos las simulaciones. En este medio la simulación se hace muy visual y fácil de llevar.

•

PALETA DE OBJETOS

La Paleta de Objetos se usa para seleccionar el equipo o el tipo de corriente que queremos introducir en el sistema de simulación. Para ocultar o hacer visible la paleta de objetos hay que pulsar F4 o pulsar el icono

ESPECIFICACIÓN DE CORRIENTES DE MATERIA • Para insertar una corriente de materia podemos realizarlo mediante la paleta de objetos selecciónando el icono • De igual manera podemos realizarlo apretando del teclado la tecla F11

ESPECIFICACIÓN DE CORRIENTES DE MATERIA • Para proceder a especificar una corriente de materia se realiza doble click en la corriente de materia instalada. A lo cual aparecera la siguiente ventana.

ESPECIFICACIÓN DE CORRIENTES DE MATERIA

• Para proceder a especificar la composicion seleccionamos la opcion “Composition”

ESPECIFICACIÓN DE CORRIENTES DE MATERIA • Luego realizamos click en el Boton “Edit” y procedemos a especificar la composicion, luego de especificar la base de la composicion y colocar los valores procedemos a dar click en el boton “OK”

SISTEMAS DE UNIDADES • Para cambiar el sistema de unidades ingresamos a la pestaña de Home y realizamos click en Unit Sets

ESPECIFICACIÓN DE CORRIENTES DE MATERIA • Para continuar con la especificacion de la corriente de materia realizamos doble click a la corriente instalada.. • Asigne una presion de 1088 psia y una temperatura 50 °F. ¿Cuanto es la fraccion vaporizada? ?Porque la corriente de no esta completamente especificada? • Asigne un flujo molar de 100 lb-mol/hr y observe el “OK que aparece en la banda verde lo que significa que la corriente esta completamente especificada • Borre la temperatura y mantenga la presion de 1088 psia. • Especifique una entalpia molar de -6450 BTU/lb-mol ¿Cuanto es la temperatura, la fracción de vapor?

ESPECIFICACIÓN DE CORRIENTES DE MATERIA

PTO. DE ROCIO PTO DE BURBUJA • El punto de rocio es la temperatura a presion constante en que se forma la primera gota de condensado. El punto de rocio es un valor importante para los procesos tanto de recoleccion, transporte y procesamiento de gas natural. • El punto de Burbuja es la temperatura a presion constante en que se forma la primera burbuja de vapor .

PTO. DE ROCIO PTO DE BURBUJA P

Liquido

•

Punto critico Gas

20% 40% 60%

80%

TR

T

PTO. DE ROCIO PTO DE BURBUJA • Para analizar puntos de rocio y burbuja para una corriente gaseosa se adoptara los siguientes valores : – Punto de Rocio : Una fraccion de vapor de 1 – Punto de burbuja: Fraccion de Vapor 0

ESQUEMA DE COLORES • Valores (Variables): • Azul: Especificado por el usuario • Rojo: Valores por Default • Negro: Calculado

• Corrientes: • Azul Claro: No Resuelto • Azul Obscuro: Resuelto

• Unidades de Operación • Rojo: Falta conexión, no se puede resolver • Amarillo: No se puede resolver o con advertencia • Negro: Resuelto

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EJERCICIO #1

EJERCICIO #1 • Se bombea mezcla liquida de hidrocarburos mediante un ducto desde la Estación A hasta la Estación B llega un momento en que se presentan inconvenientes en la Estación B por lo cual de activa la Válvula Shutdown V-2 mientras tanto la Estación A sigue bombeando condensado hasta que llena todo el ducto de líquido y posteriormente actúa la Válvula V-1. Este inconveniente transcurre a las 7 de la mañana cuando la temperatura de la línea es de 80 F y la presión es de 200 psia. Cuando llega las 13:00 Hrs la temperatura del fluido es de 150 F. Si la línea es de clase ANSI 600 (Presión Máxima Admisible = 1480 Psig). Identifique si el ducto necesitara una válvula de alivio por expansión térmica

EJERCICIO #1 Componente

% Molar

Metano Etano Propano I‐Butano n‐Butano I‐Pentano n‐Pentano Hexano Heptano Total

0,000050 0,000100 0,001106 0,033170 0,193115 0,193115 0,193115 0,193115 0,193115 1,000000

EL COMPONENTE PURO: DIAGRAMA P-V P Punto crítico

∆V

Fase Vapor

Isoterma 600 F ∆V Fase Liquida Mezcla

Isoterma 2

Isoterma 212 F

vl T

1550:1

10:1

vv

v

EL COMPONENTE PURO: CARACTERISTICAS



A TEMPERATURA FIJA, DOS FASES COEXISTEN A LA PRESION DE VAPOR



CURVA DE PUNTOS DE ROCÍO Y BURBUJAS COINCIDENTES EN DIAGRAMA P-T



MÁXIMA TEMPERATURA PARA DOS FASES: TC



MÁXIMA PRESIÓN PARA DOS FASES: PC PUNTO CRITICO

COMPORTAMIENTO DE UN SISTEMA MULTICOMPONENTE

MEZCLAS MULTICOMPONENTES



A TEMPERATURA FIJA, DOS COEXISTEN A VARIAS PRESIONES



CURVA DE PUNTOS DE ROCÍO Y BURBUJAS DIFERENTES EN DIAGRAMA PT



MÁXIMA TEMPERATURA PARA DOS FASES: DIFERENTE DE TC



MÁXIMA PRESIÓN DIFERENTE DE PC



PUNTO CRITICO DE MEZCLA >> Pca y Pcb

PARA

DOS

FASES

FASES:

MEZCLAS MULTICOMPONENTES P P

a Zona retrograda

Liquido Cricondenbarico

•

Punto critico

b c d

e

Dos fases

f

Cricondentermico

Liquido

Vapor

t

100 %

Gas

80 % 90 %

T

MEZCLAS MULTICOMPONENTES T= T

c Gas Condensado

P

Punto critico

P R

•

T max

Dos presiones de rocío Temperatura constante

PB Dos temperaturas de burbuja a presión constante P R

T

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ANALISIS DE CORRIENTES DE MATERIA

ANALISIS DE CORRIENTES DE MATERIA • HYSYS dispone de la opción “Analysis”, que es un conjunto de herramientas que interactúan con una corriente de materia suministrando información adicional para su análisis, como los diagramas presión-volumen-temperatura y otros. Después de instalada, la información anexada se convierte en parte del diagrama de flujo de tal manera que cuando cambian las condiciones dela corriente, automáticamente calcula los otros cambios en las condiciones afectadas.

DIAGRAMA DE PROPIEDADES DE UNA CORRIENTE • Para realizar un diagrama de propiedades de una corriente se debe tomar en cuenta que: • Se debe especificar al menos la composicion de la corriente de materia (con esto se quiere decir que se debe elegir los componentes, paquete de fluido y se debe introduccion la composicion ya sea en fraccion molar, masica o volumetrica) •

En este ejercicio trabajaremos con la corriente de materia especificada en el ejercicio anterior

ENVOLVENTE DE FASES • Posteriormente seleccionar la pestaña de «Attachments» y luego seleccionar la opcion de «Analysis»

ENVOLVENTE DE FASES • Luego realizar click en el boton «Create» y emergerá la siguiente ventana con las utilidades disponibles para la corriente de materia selecciónada.

DIAGRAMA DE PROPIEDADES DE UNA CORRIENTE • Seguidamente seleccionar la utilidad «Envelope» la cual nos graficara la envolvente de fase y presionar el boton «Add», en esta primera ventana el analisis nos indica el Punto Critico y de igual manera el Cricondentermico y Cricondenbarico

ENVOLVENTE DE FASES • Posteriormente seleccionar la pestaña «Performance» para poder graficar los distintos tipos de envolventes.

DIAGRAMA DE PROPIEDADES DE UNA CORRIENTE • Si se requiere los datos para ser exportado a otro programa, se los puede observacion en la opcion «Tables», en el cual se pueden obtener los datos de la curva de burbuja, curva de rocio, curva de calidad del vapor, lineas isotermicas, lineas isobaricas,.

PROPIEDADES CRITICAS DE UNA CORRIENTE • Para realizar un estudio de las propiedades criticas de la corriente de materia (mezcla) se selecciona «Critical Propierties» de la ventana de los analisis disponibles.

PUNTO DE FORMACION DE HIDRATOS • Para realizar un estudio del punto de formacion de hidratos de una corriente de materia se selecciona «Hydrate Formation» de la ventana de analisis disponibles.

PUNTO DE FORMACION DE HIDRATOS • Para tener una informacion mas detallada del punto de formacion de hidratos se puede seleccionar la pestaña de «Performance», en el cual nos indica la temperatura a la que se llegara a formar el hidrato manteniendo la presion constante, de igual manera la presion a la que se llegara a formar el hidrato manteniendo la temperatura constante.

TABLA DE PROPIEDADES DE CORRIENTES • La herramienta “Property Table” permite examinar las tendencias de una propiedad, dentro de un intervalo de condiciones, tanto en forma tabular como gráfica. Esta facilidad calcula variables dependientes para un intervalo o conjunto de valores de variable independiente especificada. • Para añadir una utilidad se lo puede realizar de igual manera mediante el teclado oprimiendo las teclas Ctrl+U

TABLA DE PROPIEDADES DE CORRIENTES • Seleccionar de la casilla derecha «Property Table» de la ventana emergente y presionar el botón «Add».

TABLA DE PROPIEDADES DE CORRIENTES • Seguidamente seleccionar la corriente a la cual se desea realizar el estudio y presion el boton «OK».

TABLA DE PROPIEDADES DE CORRIENTES • Existen dos metodos para especificar el modo de trabajo de una variable: • Modo Incremental.- En el modo incremental en el cual se debe especificar «Low Bound» (Valor Bajo) y «High Bound» (Valor Alto) y el «# of Increments» (Numero de Incrementos) el cual se refiera a la division de rango entre el Valor alto y el Valor Bajo.(ej: Valor Alto =100 Valor Bajo=0 Numero de Incremento= 4, el estudio se realizara para 0, 25, 50, 75, 100) • Modo Estatico.- En este modo se le dan valores estaticos a la variable

TABLA DE PROPIEDADES DE CORRIENTES • Especificar la ventana teniendo en cuenta a primera variable independiente la temperatura con modo incremental y la segunda variable independiente la presion con modo estatico

TABLA DE PROPIEDADES DE CORRIENTES •

Ya definiendo las variables independientes se procede a definir las propiedades a realizar el estudio. Para definirla seleccionamos la opcion de «Dep. Prop» y añadimos una propiedad al realizar click en el boton «Add», de la lista emergente seleccionamos la Densidad (Mass Density) y añadimos presionando el boton «OK»

TABLA DE PROPIEDADES DE CORRIENTES • Y como ultimo pasamos realizamos click en el boton «Calculate»

DIMENSIONAMIENTO DE CAÑERIA • Para realizar un estudio el analisis de dimensionamiento de cañeria se selecciona Pipe Sizing de los analisis disponibles .

DIMENSIONAMIENTO DE CAÑERIA • Existen dos tipos de calculo para el dimensionamiento de cañería los cuales son : • Max Diameter: Se especifica la caida de presion para calcular el diametro interno de la cañeria (Design) • Pressure Drop: Se basa en un diametro especificado para calcular la caida de presion maxima de la cañeria (Rating).

DIMENSIONAMIENTO DE CAÑERIA • Para realizar el dimensionamiento de cañerias se debe tomar en tanto las normas o estandares y las practicas recomendadas. • La API-14E indica valor maximos para la velocidad del gas de 60 ft/seg y valores para la velocidad del liquido de 15 ft/seg. • Por practicas recomendadas se opta el valor de una caida de presion de 4 psi/100 ft.

FORMACION DE HIDRATOS • El agua presente en el gas, bajo ciertas condiciones de alta presión, baja temperatura, flujo en torbellinos y en presencia de algunos hidrocarburos más pesados, puede provocar la formación de hidratos. • Hidratos: sistemas sólidos cristalinos agua–hidrocarburos, que tienen la particularidad física de presentarse como sólidos. Se ha comprobado que los vapores de agua e hidrocarburos (gasolina) se combinan para formar el hidrato, el que bajo ciertas condiciones puede formarse a temperaturas aún por encima del punto de congelacióndel agua, o sea superiores a cero grado centígrado.

FORMACION DE HIDRATOS • En la seccion de Analysis seleccionamos la opcion Hydrate Formation.

FORMACION DE HIDRATOS

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DIVISORES, MEZCLADORES Y FRACCIONADORES

DIVISOR DE CORRIENTES • Un divisor de una corriente como el que muestra la Figura, fracciona el flujo de dicha corriente en “n” corrientes de producto.

MODELO MATEMATICO • Las ecuaciones que modelan la división de una corriente en varias otras se plantean con los balances de materia para cada componente y el balance entre el contenido energético entre la corriente de entrada y las de salida y la corriente de energía, de la siguiente manera •

Balance de Materia

•

Balance de Energia

MODELO MATEMATICO •

Siendo que las corrientes de salida presentan las mismas composiciones, temperatura y presión de la corriente de entrada se cumplen las siguientes restricciones: • Igualdad de Concentraciones

•

Igualdad de Temperaturas

•

Igualdad de Presiones

ANALISIS DE VARIABLES DE DISEÑO • • • •

Corrientes de entrada y salida Corriente de energía Total Variables

• • • • • • •

Variables

Ecuaciones o Restricciones

•

Cantidad •

•

3(C + 2) • 1 3(C + 2) + 1 = 3C + 7

•

Cantidad

• C Balances de materia • 1 Balance de energía Igualdades entre las concentraciones de F y F1 • C-1 • 1 Igualdad de temperaturas • 1 Igualdad de presiones • 2C+2 Total Ecuaciones •

Total de Variables de Diseño

•

C+5

MEZCLADOR DE CORRIENTES • La mezcla de varias corrientes tiene un contenido másico que es la suma de los contenidos de cada una de las corrientes mezcladas y las propiedades de temperatura y presión dependen de la composición de cada una de las corrientes mezcladas

MODELO MATEMATICO • Las ecuaciones que modelan el mezclado de “n” corrientes se plantean con los balances de materia para cada componente y el balance entre el contenido energético de las corrientes de entrada y salida y la corriente de energía, de la siguiente manera •

Balance de Materia

•

Balance de Energia

MODELO MATEMATICO • A diferencia de un «DIVISOR DE CORRIENTES» el «MEZCLADOR DE CORRIENTES» no cumple ni con la igualdad de concentraciones, igualdad de Temperaturas y tampoco con la igualdad de presiones

ANALISIS DE VARIABLES

• • • •

•

Corrientes de entrada y salida Corriente de energía Total Variables

• • • •

Variables

Ecuaciones o Restricciones

Cantidad •

3(C + 2) • 1 • 3C + 7

•

Cantidad • C • 1 • C+1

Balances de materia Balance de energía Total Ecuaciones •

Total de Variables de Diseño

•

2C+6

FRACCIONADOR DE CORRIENTES • ASPEN HYSYS dispone de un fraccionador de corrientes o “Splitter” cuya simulación representa la separación de una corriente en dos corrientes que requieren de la especificación de las fracciones de recuperación de cada componente en una de ellas, además de otros cuatro parámetros.

MODELO MATEMATICO DE UN FRACCIONADOR DE CORRIENTES • Siendo F’s los flujos de las corrientes, “z”, “y” e “x” las fracciones molares de los componentes en cada una de las corrientes y “Q” el calor requerido. •

Balance de Materia

•

Balance de Energia

ANALISIS DE VARIABLES DE DISEÑO EN UN FRACCIONADOR DE CORRIENTES • • • •

•

Corrientes de entrada y salida Corriente de energía Total Variables

• • • •

Variables

Ecuaciones o Restricciones

Cantidad •

3(C + 2) • 1 • 3C + 7

•

Cantidad • C • 1 • C+1

Balances de materia Balance de energía Total Ecuaciones •

Total de Variables de Diseño

•

2C+6

SIMULACION DE UN FRACCIONADOR DE CORRIENTES • Abra un nuevo caso y defina la siguiente información: • Paquete de Fluido: Peng Robinson • Componentes: C1,C2,C3,iC4,nC4,iC5,nC5,nC6 • Unidades: Field

SIMULACION DE UN FRACCIONADOR DE CORRIENTES • Instale una corriente de materia con las siguientes especificaciones

SIMULACION DE UN FRACCIONADOR DE CORRIENTES • Instale una segunda corriente de materia con las siguientes especificaciones

SIMULACION DE UN FRACCIONADOR DE CORRIENTES • Luego de especificar las corrientes de Alimentacion procedemos a insertar el Mixer ubicado en nuestra paleta de objeto. • Para proceder a especificar se realiza doble click sobre el objeto instalado en nuestro PFD (espacio de trabajo)

SIMULACION DE UN FRACCIONADOR DE CORRIENTES • Posteriormente procedemos a colocar las corrientes de entrada y salida en nuestro «Mixer» como se muestra en la siguiente figura

SIMULACION DE UN FRACCIONADOR DE CORRIENTES • La corriente «Salida Mixer» debera pasar por un fraccionador de corrientes en el cual se podra separar dando la composicion y condiciones de salida tanto para la corriente de cabeza como para la corriente de fondo, • Para insertar un fraccionador de corriente se lo realiza mediante el icono presente en la paleta de objeto

SIMULACION DE UN FRACCIONADOR DE CORRIENTES • Para especificar el fraccionador realizamos doble click en el objeto insertado en nuestro espacio de trabajo, y especificamos las corrientes de entrada y de salida

SIMULACION DE UN FRACCIONADOR DE CORRIENTES • Seleccionar la opcion de «Parameters» y especificar las fracciones de vapor y presiones para los productos de salida.

SIMULACION DE UN FRACCIONADOR DE CORRIENTES • Seleccionar la opcion de “Splits” para especificar las fracciones de recuperación cada uno de los componentes en la corriente “Vapor”.

SIMULACION DE UN FRACCIONADOR DE CORRIENTES • Seleccionar la pestaña de «Worksheet» y observe las condiciones de la corriente de entrada y las corrientes de salida.

SIMULACION DE UN FRACCIONADOR DE CORRIENTES • Seleccionar la opcion de «Composition» y observe las composiciones de la corriente de entrada y las corrientes de salida.

SIMULACION DE UN FRACCIONADOR DE CORRIENTES • Luego de especificar las corrientes de Alimentacion procedemos a insertar el divisor de corrientes ubicado en nuestra paleta de objeto. • Para proceder a especificar se realiza doble click sobre el objeto instalado en nuestro PFD (espacio de trabajo)

SIMULACION DE UN FRACCIONADOR DE CORRIENTES • Posteriormente procedemos a colocar las corrientes de entrada y salida en nuestro «Tee» como se muestra en la siguiente figura

SIMULACION DE UN FRACCIONADOR DE CORRIENTES • Se puede observar que el programa nos solicita colocar «Splits» (porcentaje de division) para ello vamos a la opcion de «Parameters».

SIMULACION DE UN FRACCIONADOR DE CORRIENTES

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EJERCICIO #2

EJERCICIO #2 • Se tiene un hidrocarburo que entrada a una pipeline con una temperatura de 60 F y una presion de 1200 psig con un flujo de 25 MMSCFD. Verificar si el fluido formara hidrato y si formara hidratos realizar la inyeccion de un inhibidor de formacion de hidratos ya sea MEG (Monoetilenglicol) o MeOH (Metanol) y hallar la taza de inyeccion para bajar la Temperatura de Formacion de Hidratos hasta 5 F. La composiscion del gas es la siguiente

EJERCICIO #2 Componen te

% Molar

Metano Etano Propano I‐Butano n‐Butano I‐Pentano

0,6800 0,0200 0,0100 0,0100 0,0050 0,0050

n‐Pentano Hexano Agua Total

0,0030 0,0010 0,2660 1,0000

Componen te Metanol

% Molar 1,000

Componen te MEG

% Masa 0,8000

Agua 

0,2000

Total

1,0000

EJERCICIO #2 • Tipico de inyeccion de un agente inhibidor de formacion de hidratos.

EJERCICIO #2 • Tipico de inyeccion de un agente inhibidor de formacion de hidratos.

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EJERCICIO #3

ESTUDIO TRAMPA LANZADORA • Se tiene la siguiente información de un Lanzador de Chancho existente.

ESTUDIO TRAMPA LANZADORA

ESTUDIO TRAMPA LANZADORA • Se pide verificar si el diámetro de la línea de pateo y la línea principal se encuentran correctamente dimensionadas para ello se debe verificar las variables criticas de flujo como ser la velocidad del gas y la gradiente de presión (DELTA P/100 PIES) el gas se encuentra a 90 ºF y una presión de 915 psia y un flujo de 15 MMSCFD y se tiene la siguiente cromatografía:

ESTUDIO TRAMPA LANZADORA • Composicion del Gas Componente  % Molar  Metano 

0.8569

Etano 

0.053

Propano 

0.03

I‐Butano 

0.021

n‐Butano 

0.023

I‐Pentano 

0.0044

n‐Pentano 

0.0037

Hexano 

0.008

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CICLO DE REFRIGERACIÓN

CICLO DE REFRIGERACIÓN • El proceso de refrigeración se usa para cumplir con las especificaciones de punto de rocío DE hidrocarburo para el gas de venta. • La temperatura a la cual debe ser enfriado el gas depende del nivel requerido para alcanzar las especificaciones de punto de rocío. Este será el requerimiento mínimo de enfriamiento.

DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO

DIAGRAMA PRESION VS ENTALPIA

DIAGRAMA PRESION VS ENTALPIA

CICLO DE REFRIGERACIÓN • Siguiendo el circuito de propano, vemos que es un ciclo simple de refrigeración conformado por: • • • •

Expansión Evaporación Compresión Condensación

CICLO DE REFRIGERACIÓN • Los elementos de un ciclo de refrigeración simple son un condensador, una válvula de Joule-Thompson, un evaporador y un compresor, además del medio refrigerante. En el ciclo de refrigeración mostrado en la Figura siguiente, la corriente “Propano Liquido” contiene propano en estado líquido a una temperatura de 122 °F y se expande isoentalpicamente en la válvula. La mezcla líquido-vapor en la corriente Salida de Valvula es vaporizada completamente a una temperatura de 0 °F en intercambiador y, a su vez, dicho vapor es comprimido y condensado para regenerar la corriente “Propano Liquido”.

CICLO DE REFRIGERACIÓN

CICLO DE REFRIGERACIÓN • Abra un nuevo caso y añada el siguiente paquete fluido – Ecuación: Peng Robinson – Componente: Propano – Unidades Field

• Introduzca las siguientes especificaciones – – – – –

Nombre de la corriente : 1 Fracción de vapor: 0.0 Temperatura: 120 °F Flujo: 4000 BPD Composición (Fracción molar): 1.0

CICLO DE REFRIGERACIÓN

CICLO DE REFRIGERACIÓN • ASPEN HYSYS desarrolla el balance de masa y energia a la corriente de entrada y salida de la Valvula. ASPEN HYSYS desarrolla el calculo de las propiedades flash entre las dos corrientes de materias. Se asume una operacion isoentalpica de la valvula • Las siguientes variables pueden ser insertar para especificar completamente la operacion de la Valvula: • • • • •

Temperatura de Entrada Presion de Entrada Temperatura de Salida Presion de Salida Caida de presion en la Valvula

CICLO DE REFRIGERACIÓN • Instale una válvula de JouleThompson seleccionando de la paleta de objetos el icono de nombre “Valve”

CICLO DE REFRIGERACIÓN • Una vez insertada la valvula procedemos a especificar las corrientes de entrada y salida como se observa en la Figura

CICLO DE REFRIGERACIÓN • Instale un evaporador seleccionando de la paleta de objetos el icono de nombre “Heater”

CICLO DE REFRIGERACIÓN • Las siguientes variables pueden ser insertar especificar completamente la operacion del heater: • • • •

Temperatura de Salida Presion de Salida Caida de presion en la Valvula Flujo de Calor

para

CICLO DE REFRIGERACIÓN • Una vez instalada el heater se procede a especificar las corrientes de materia de entrada y salida, como la corriente de energia ligada al equipo.

CICLO DE REFRIGERACIÓN • Procederemos a especificar la caida de presion a traves de la unidad de intercambio de calor, seleccionamos la opcion de Parameters y asignamos una caida de presion de 5 psi.

CICLO DE REFRIGERACIÓN • Haga clic en la pestaña “Worksheet” y en la columna de la corriente “Salida de Heater” introduzca una fracción de vapor de 1.0 y una temperatura de 0 °F ¿Cuánto es el calor requerido en el evaporador?

CICLO DE REFRIGERACIÓN • Instale un compresor seleccionand o de la paleta de objetos el icono de nombre “Compressor”

CICLO DE REFRIGERACIÓN • Las siguientes variables pueden ser insertar especificar completamente la operacion del heater: • • • •

Temperatura de Salida Presion de Salida Eficiencia Adiabatica o Politropica Potencia del Compresor

para

CICLO DE REFRIGERACIÓN •

Una vez instalado el compresor se procede a especificar las corrientes de materia de entrada y salida, como la corriente de energia ligada al equipo.

CICLO DE REFRIGERACIÓN •

Para añadir especificaciones al equipo seleccionamos la opcion de Parameters, y especificamos la eficiencia:

CICLO DE REFRIGERACIÓN • Instale un condensador seleccionando de la paleta de objetos el icono de nombre “Cooler” y conéctelo como se observa seguidamente.

CICLO DE REFRIGERACIÓN • Instale un condensador seleccionando de la paleta de objetos el icono de nombre “Cooler” y conéctelo como se observa seguidamente.

CICLO DE REFRIGERACIÓN • Especificamos una caida de presion de 5 psi, como se muestra en la figura

CICLO DE REFRIGERACIÓN

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SEPARACION DE FASES

SEPARACION DE FASES INSTANTANEO • Un separador de fases instantáneo simula la evaporación súbita de una (o varias corrientes). El caso típico es el flujo a través de una restricción cuya caída de presión en forma adiabática provoca una vaporización parcial, debido a lo cual en un tanque posterior puede lograrse la separación en las fases líquido y vapor, respectivamente. • En el modelamiento de un separador de fases se asume que: • El líquido y el vapor tienen el tiempo de contacto suficiente para lograr el equilibrio • La presión de líquido y vapor son las del tanque separador, es decir, que no hay caída de presión • Existe solo una fase líquida y vapor

SEPARACION DE FASES INSTANTANEO

SEPARACION DE FASES INSTANTANEO • Para insertar el separador de fases realizamos lo seleccionamos desde nuestra paleta de objetos. • Especificamos la corriente de entrada y las Corrientes de salida

VESSEL SIZING • Vessel Sizing sirve para dimensionar equipos a partir de condiciones de operación dadas o también a partir de modelos propios de dimensionamiento. Esta utlility reporta datos sobre la geometría del equipo, las especificaciones de los materiales de construcción.

VESSEL SIZING

VESSEL SIZING

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EJERCICIO #4

PROPANO CON ECONOMIZADOR • Realizar el circuito de refrigeración con propano tomando en cuenta el economizador que existe con el fin de poder bajar retirar más calor en el evaporador. Tomar en cuenta la siguiente cromatografía para el circuito de refrigeración:

PROPANO CON ECONOMIZADOR

PROPANO CON ECONOMIZADOR

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EJERCICIO #5

BATERIA DE PRODUCCION • Las siguientes lineas de recoleccion convergen a un colector de baja , el cual opera a una presion de 200 psia:

Pozo

Cond. [BBLD]

Gas [MMSCFD]

Agua [BBLD]

Grav Petróleo

INE-01 INE-02 INE-03 INE-04

100 200 150 350

15 24 21 10

15 60 35 5

44.6 44.6 44.4 43.7

BATERIA DE PRODUCCION • La cromatografia del gas que ingresa a la bateria de produccion es la siguiente: COMPONENTE NITRÓGENO DIOX. CARBO METANO ETANO PROPANO i BUTANO n BUTANO i PENTANO n PENTANO HEXANO HEPTANO OCTANO NONANO TOTAL

% MOLAR 1.1440 0.0422 82.0381 9.4734 3.9255 0.6056 1.3253 0.4297 0.3949 0.3657 0.1475 0.0574 0.0507 100

BATERIA DE PRODUCCION • Realizar el dimensionamiento de las lineas y del separador que se muestra a continuacion

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FUNCIONES LOGICAS

FUNCION AJUSTE • La función de ajuste varía un valor de una corriente (Variable Independiente) para cumplir con un valor requerido o especificación (Variable dependiente) en otro corriente u operación. • La operación “Adjust” puede desempeñar las siguientes funciones: • 1. Ajustar la variable independiente hasta que la variable dependiente encuentre el valor deseado • 2. Ajustar la variable independiente hasta que la variable dependiente se iguale al valor de la misma variable en otro objeto mas un valor adicional

FUNCION AJUSTE • Para instalar el botón “Adjust”, seleccione el botón “Adjust” en la paleta de objetos. De otra manera, seleccione la opción “Add Operation” del menú “Flowsheet” y seleccione la opción “Adjust”

• Se desea obtener un flujo de gas de 100 lb-mol/hr.

FUNCION AJUSTE • La Variable a Ajustar (Adjusted Variable) es aquella que interara para obtener el valor especificado para la Variable Objetivo. • La Variable Objetivo (Target Variable) es la variable a la cual se desea dar un valor fijo.

DIMENSIONAMIENTO CALENTADOR • Se produce un hidrocarburo el cual debido a condiciones climaticas se encuentra con una temperatura baja de 35 F y una presion de 1200 psia. Se desea utilizar el gas producido para alimentar el sistema de Gas instrumentos en la planchada de pozo el se utilizara el 2% del flujo producido del pozo, ¿Se podra utilizar el gas? ¿Que inconvenientes operacionales usted prevee? ¿Cuál debera ser la capacidad del calentador catalitico para tener una segura operaciones en los instrumentos?. El flujo de produccion es de 30 MMSCFD

DIMENSIONAMIENTO CALENTADOR • Se produce un hidrocarburo el cual debido a condiciones climaticas se encuentra con una temperatura de 90 F y una presion de 1200 psia. Se desea utilizar el gas producido para alimentar el sistema de Gas instrumentos en la planchada de pozo el se utilizara el 2% del flujo producido del pozo, ¿Se podra utilizar el gas? ¿Que inconvenientes operacionales usted prevee? ¿Cuál debera ser la capacidad del calentador catalitico para tener una segura operaciones en los instrumentos?. El flujo de produccion es de 30 MMSCFD

DIMENSIONAMIENTO CALENTADOR • Elegir el calentador con el fin de tener una temperatura en la corriente de salida que sea superior 20 F a la temperatura de formación de hidratos de la salida con el fin de evitar la formación de hidratos.

DIMENSIONAMIENTO CALENTADOR • Composicion del Gas Componente  % Molar Metano 

0.7829 

Etano 

0.0136 

Propano 

0.0068 

I‐Butano 

0.0068 

n‐Butano 

0.0034 

I‐Pentano 

0.0034 

n‐Pentano 

0.0020 

Hexano 

0.0007 

Agua 

0.1804 

Total 

0.7829 

DIMENSIONAMIENTO CALENTADOR • Diagrama de flujo del proceso

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PROCESOS CON RECICLO

PROCESOS CON RECICLO • ASPEN HYSYS, es un simulador modular secuencial, el procedimiento de recirculación se realiza mediante un proceso iterativo el cual se realiza mediante la introducción de un bloque lógico denominado “Reciclo”.

PROCESOS CON RECICLO • La operación lógica de Reciclo de HYSYS se emplea para resolver un lazo en un sistema donde una corriente aguas abajo es mezclada con una corriente aguas arriba en el proceso. • Esta operación resuelve iterativamente, comparando el valor actual con el valor calculado y actualiza dicho valor. Esto se repite hasta que el valor cumpla con la tolerancia.

PROCESOS CON RECICLO • Para instalar la operación Reciclo en un proceso químico, seleccione el botón “Recycle” en la paleta de objetos, o haga clic sobre la opción Add Operation del menú Flowsheet y seleccione la opción Recycle

PROCESOS CON RECICLO • Para instalar la operación Reciclo en un proceso químico, seleccione el botón “Recycle” en la paleta de objetos, o haga clic sobre la opción Add Operation del menú Flowsheet y seleccione la opción Recycle

COMPRESION DE GAS EN TRES ETAPAS • La corriente gaseosa de entrada y de nombre “Alimento” se encuentra a 50°F y 80 psia y se comprime hasta 1000 psia en tres etapas. En cada una de las etapas de compresión el líquido que resulta después de un enfriamiento y separación de fases es recirculado a la entrada de la etapa de compresión que le antecede. Las condiciones de temperatura y presión son 120°F y 200 psia después de la primera etapa de compresión, 120°F y 500 psia después de la segunda etapa y 120°F y 1000 psia después de la tercera etapa.

COMPRESION DE GAS EN TRES ETAPAS • La corriente gaseosa de entrada y de nombre “Alimento” se encuentra a 50°F y 80 psia y se comprime hasta 1000 psia en tres etapas. En cada una de las etapas de compresión el líquido que resulta después de un enfriamiento y separación de fases es recirculado a la entrada de la etapa de compresión que le antecede. Las condiciones de temperatura y presión son 120°F y 200 psia después de la primera etapa de compresión, 120°F y 500 psia después de la segunda etapa y 120°F y 1000 psia después de la tercera etapa.

FUNCION SET • La operación “Set” se utiliza para establecer el valor de una variable de proceso específica mediante una relación lineal con otra variable de proceso. La relación es entre las mismas variables de proceso en dos objetos similares; por ejemplo, la temperatura en dos corrientes o el UA en dos intercambiadores de calor. La operación puede emplearse tanto en simulación estacionario como dinámica

FUNCION SET • La variable dependiente u objetivo se define en términos de la variable independiente o fuente de acuerdo a la siguiente relación lineal Y = MX + B Siendo: • Y = variable dependiente u objetivo • X = variable independiente o fuente • M = multiplicador o pendiente • B = ajuste o intercepto

FUNCION SET • Para instalar la operación “Set”, seleccione el botón “Set” en la paleta de objetos ó seleccione “Add Operation” del menú “Flowsheet” y seleccione la opción “Set”

RELACION NO LINEAL ENTRE VARIABLES • El botón “Set” de HYSYS permite el establecimiento, solamente, de relaciones lineales entre variables. Las relaciones no lineales son posibles introducirlas en una simulación, mediante la importación, cálculos y exportación de variables a la hoja de cálculo que se encuentra incluida en la paleta de objetos.

RELACION NO LINEAL ENTRE VARIABLES • Mediante la hoja de cálculo se pueden hacer algunas operaciones matemáticas como suma, potenciación o radicación; manejo de relaciones lógicas como condicionales o conjunciones y permite el manejo de ciertas funciones matemáticas como las trigonométricas. • El procedimiento consiste en importar las variables requeridas para el establecimiento de las relaciones, realizar los cálculos para estimar los valores de otras variables que se exportarán para asignarlas a algún objeto, ya sea unidad de proceso o corriente.

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SPREADSHEET

SPREADSHEET • Con la finalidad de realizar calculos especificos en ASPEN HYSYS y exportar dichos calculos a la simulacion , se cuenta con una Hoja de Calculo denominada Spreadsheet. • Mediante la hoja de calculo se pueden hacer operaciones matematicas, manejo de relaciones logicas condicionales y conjunciones, y permite el manejo de ciertas funciones trigonometricas. • El procedimiento consiste en importar las variables requeridas para el calculo y exportar las variables calculadas a un objeto o unidad de proceso en ASPEN HYSYS.

SPREADSHEET • Una corriente de agua pura a 50 psia y una fraccion de vapor de 0.6 ingresa a un separador con un flujo desconocido. Se ajusta el flujo de liquido de tal manera que se relacione con el nivel de liquido del tanque mediante la siguiente relacion

• Siendo L el flujo molar del Liquido y h el nivel de liquido en el tanque

SPREADSHEET • Procedemos a especificar la corriente de materia de entrada al separador. • Considerar que al ser solo agua se debe analizar el paquete de fluido a utilizar

SPREADSHEET • Anadimos un separador y las corrientes de salida del separador como se muestra a continuacion

SPREADSHEET • Ingresamos a la pestana de Rating del Separador V100 y especificamos 36 pulg. De diametro y 10 pies de altura como se muestra seguidamente.

SPREADSHEET • Seguidamente instalamos la operación de Spreadsheet de nuestra paleta de objetos y procedemos a realizar doble click para especificarla.

SPREADSHEET • Al realizar doble click en la operación de Spreadsheet emerge la siguiente ventana. Para importar una variable para el calculo nos ubicamos en la seccion de Imported Variables y realizamos click en el boton Add Import

SPREADSHEET • De la ventana emergente procedemos a anadir las siguientes variables: • Vessel Length or Height • Liquid Percent Level

SPREADSHEET • De la ventana emergente procedemos a anadir las siguientes variables: • Vessel Length or Height • Liquid Percent Level

SPREADSHEET • Una vez insertadas las variables necesarias, especificamos la celda en que apareceran en nuestra hoja de calculo las cuales sera las celdas B1 y B2

SPREADSHEET •

En la pestana de Spreadsheet procedemos a insertar el calculo del altura de liquido mediante la formula que se muestra a continuacion:

SPREADSHEET • En la pestana de Spreadsheet procedemos a insertar el calculo del flujo de liquido mediante la formula planteada anteriormente

SPREADSHEET •

Una vez realizado el calculo del flujo de liquido procedemos a exportar esta variable a la corriente de Liquido para ello regresamos a la pestana de Conecctions y realizamos click en el boton Add Export.

SPREADSHEET • Exportamos la variable de Molar Flow de la corriente Liquido.

SPREADSHEET • Especificamos la celda de la cual deseamos exportar la variable como se muestra a continuacion

SPREADSHEET • Y nuestra simulacion llega a converger

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EJERCICIO #7

SISTEMA DE COMPR. AIRE DE INSTR. • Realizar el dimensionamiento del compresor de Aire de Instrumentos y las lineas del mismo, teniendo como parámetro los siguientes consumos :

Dispositivo Bomba Neumática para SCSSV Bomba Neumática para MASTER y WING Válvula HIPPS Válvulas Choke

Cantida d Total

Presión Requerid a [psig]

Consum o Total [SCFM]

2

125

5

1

125

15

1 2

60 140

1.05 1.5

SISTEMA DE COMPR. AIRE DE INSTR. •

Realice la simulacion considerando un factor de seguridad del 20% en el consumo y un sobredimensionamiento del compresor del 50 %.

•

Calcule el volumen del acumulador de aire de instrumentos considerando un tiempo de llenado de 10min utilizando la siguiente ecuacion

SISTEMA DE COMPR. AIRE DE INSTR. • Considere un flujo de aire humedo ya que la succion del compresor es aire atmosferico saturado de agua. • Considere caida de presiones de 5 psi por equipo y una presion de llegada al acumulador de 170 psig • La composicion del aire seco es la siguiente COMPONENTE NITRÓGENO OXIGENO

% MOLAR 71 29

SISTEMA DE COMPR. AIRE DE INSTR.