aea hysys basic training[1]
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HYSYS - BASICO
Construir y Ejecutar un Modelo de Proceso
Manuel Del Villar
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Expectativas del Curso
Entender la filosofía del HYSYS
Definir corrientes
Definir Operaciones Unitarias
Propiedades Físicas– Corrientes– Cambiadores de Calor– Columnas de Destilación
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Modelo de Proceso
Definir el Problema a ser Simulado
Iniciar el HYSYS
Crear una nueva simulación
Definir el Diagrama de Flujo usando la Interface Gráfica
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Esquema de Simulación
Información necesaria:– Alimentaciones a la Planta - Flujos, composiciones,
condiciones de Temperatura y Presión– Información de Servicios Auxiliares– Información a calcular - Balance de Materia,
Especificación de Productos, Cargas térmicas.– Información de Equipo - Para evaluación y/o Diseño
Tomar Información de:– Diagramas de Flujo de Proceso– Bases de Diseño de Proceso– Descripción del Proceso– Cliente– Datos de Operación de la Planta
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Abriendo el HYSYS
Abrir el HYSYS – Ir a Inicio (Start)– Programas (Programs)– AEA Technology– HYSYS:Proces 2.2.0– Entrada (Enter)
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Abriendo HYSYS
Crear un Archivo:– File– Simulación en Blanco (Nueva)– Simulación Existente
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Abriendo HYSYS (Cont.)
Seleccionar “File”
Seleccionar “New Case”
New
Case
File
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Definir el Modelo Termodinámico
La siguiente pantalla aparece y se deberá definir: La Termodinámica. Los componentes.
Botón para Adicionar Componentes y definir
la Termodinámica
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Definir el Modelo Termodinámico
Seleccionar “Add” y se sobrepondrá una ventana
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Definir el Modelo Termodinámico
Modelos Termodinámicos en HYSYS EOS’s. Se refiere a las Ecuaciones de Estado mane-
jadas por el HYSYS. Típicamente estas ecuaciones de estado son útiles para simular sistemas basados en hidrocarburos a moderadas y altas temperaturas y presiones. (Ej. Metano, Etano, Propano, etc.)
Activity Models. Se refiere a los modelos de solución basados en el cálculo de los coeficientes de actividad, estos modelos son útiles para simular sistemas altamente no ideales a moderadas condiciones de temperatura y presión. (Ej. Químicos, Aldehidos, Cetonas, Etheres, Agua, alcoholes, etc)
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Definir el Modelo Termodinámico
Ecuaciones de Estado en HYSYS GCEOS Lee-Kesler Plocker MBWR Peng Robinson PRSV Sour PR Sour SRK Soave Redlich Kwong Zudkevitch Joffe
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Definir el Modelo Termodinámico
Modelos de Solución en HYSYS Chien Null Extended NRTL General NRTL Margules NRTL Uniquac Van Laar Wilson
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Definir el Modelo Termodinámico
En la mayoría de los casos se usará una ecuación de estado, y la más recomendada es la de “Peng-Robinson”
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Seleccionar Componentes
Ya definida la termodinámica, el siguiente paso es seleccionar los componentes que conforman nuestro sistema, para ello hay que cambiarnos al Menú “Components”
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Seleccionar Componentes
Ya en el Menú “Components”, hay que seleccionar de la lista de componentes disponibles los componentes en nuestro sistema y después presionar el botón “Add Pure”
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Seleccionar Componentes
Si se da el caso de tener componentes Hipotéticos, presionar el botón “Hypothetical”
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Seleccionar Componentes
Nuestra ventana cambia de forma
Para adicionar un componente hipotético presionar
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Seleccionar Componentes
Aparece el menú del administrador de componentes hipotéticos.
Cambiar el Nombre a C7+
Si conocemos la estructura molecular
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Seleccionar Componentes
Aparece nuestro menú para construir nuestra molécula
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Seleccionar Componentes
Ejemplo. Construir la molécula del Heptano.
– CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 = C7H16
Una ves definido, salir del menú
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Seleccionar Componentes
Estructura del componente.
La estructura de nuestro componente ha sido definido
Estimar propiedades no definidas
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Seleccionar Componentes
Diferentes vistas del MenúUna vez definido,
salir del menú
Propiedades Críticas
Propiedades Varias
Propiedades Térmicas
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Seleccionar Componentes
Menú de componentes Hipotéticos.
Adicionar nuestro componente hipotético
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Seleccionar Componentes
Otra forma de adicionar
nuestro componente hipotéticoAlimentar las
propiedades conocidas
Presionar el botón para estimar propiedades
Propiedades estimadas en color rojo.
Propiedades alimentadas en color azul.
Cambiar al menú de Propiedades Criticas
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Seleccionar Componentes
Una vez seleccionados los componentes de nuestro sistema, nos vamos al menú Binary Coeffs.
Parámetros de Interacción Binarios
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Seleccionar Componentes
En este Menú podemos observar los coeficientes de Interacción Binaria típicos de cada Ecuación de Estado. Aunque no es recomendable, se pueden eliminar estos Coeficientes.
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Seleccionar Componentes
Finalmente hay que cerrar esta ventana dando un clic con el botón izquierdo del Mouse en el botón con una cruz en la parte superior derecha de nuestra ventana
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Seleccionar Componentes
Regresamos a nuestra ventana anterior y esta nos muestra en la ventana de paquetes actuales de propiedades físicas que tenemos 9 componen-tes y se seleccionó a la Ecuación de Estado de Peng-Robinson.
Enter Simulation Environment
Va al Medio Ambiente de Simulación (Ventana de
Simulación)
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Seleccionar Componentes
En caso de que se requiera modificar la termodinámica, hay que presionar el icono con la forma de un matraz.
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Diagrama de Flujo
Ventana del Diagrama de Flujo
Zoom Out
Ajusta el Diagrama de Flujo a la Pantalla
Nombre del Diagrama de flujo
Pantalla de Simulación
Barra de Menús
Zoom In
Abre un Nuevo Archivo
Muestra el Balance de Materia & E.
Muestra el Diagrama de Flujo
Abre un Archivo
Inicia la Simulación
Detiene la Simulación
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Diagrama de Flujo
Colocando Iconos de Operaciones Unitarias
Conectando corrientes a los bloques
Cambiando el sistema de unidades de nuestra corrida
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Paleta de Operaciones Unitarias
Paleta con Iconos de Operaciones Unitarias
Flash2 Tanque
Barra de Menús
Cambiado-res de calor
Bombas
Corriente de Energía
Intercambiadores LNG
Soloaires
Valvulas
Corriente de proceso
Compresores y Expansores
Divisor
Mezclador
Columnas de Destilación
Columnas de Destilación
Recirculación
Adjust
Sub-Diagra-mas de Flujo
Reactores
Segmento de tubería
Set
Hoja de Cálculo
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Operaciones Unitarias
Ir a la Paleta de Operaciones Unitarias (F4)
Buscar el icono de la Operaciones Unitarias deseadas - Mezcladores/Divisores, Cambiadores de Calor, etc.
Dar Clic en el icono y arrastrar a la Ventana del Diagrama de Flujo. (Pantalla de Simulación)
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Definir Corrientes
Buscar el icono en la paleta
Arrastrar el Icono
Dar doble Clic con el Mouse
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Definir Corrientes
Dando condiciones de Operación
Dar Clic en Edit para Alimentar las Composiciones
Alimentar la Temperatura
Alimentar la Presión
Alimentar el Flujo
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Definir Corrientes
Alimentando las Composiciones
Normalizar las Composiciones
Regresar al menú anterior
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Definir Corrientes
Vista de Una corriente totalmente definida
Salir del menú de corrientes
El color Verde y el “OK”, nos indica que todo ha sido definido
El Color Azul nos indica que son datos Alimentados
El Color Negro nos indica que son datos Calculados
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Operaciones Unitarias más Comunes en HYSYS
Mezcladores y Divisores
Separadores
Cambiadores de Calor
Bombas
Válvulas
Compresores y turbinas
Columnas de Destilación, Absorción, Agotamiento, Extracción Líquido-Líquido
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Mezcladores y Divisores
Usados para mezclar y dividir corrientes
Mezcladores - Mezclan 2 o más corrientes
Divisores - Divide una corriente en 2 o más corrientes. Se puede especificar cualquiera de los dos, flujo o fracción de flujo de n-1 corrientes de salida.
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Mezcladores y Divisores
Menús típicos de Mezcladores
Corrientes a ser Mezcladas
Corriente con la Mezcla
Igualar todas las Presiones
Toma la Presión más baja
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Mezcladores y Divisores
Menús Típicos de Divisores.
Corriente a ser Dividida
Corrientes con una fracción de la alimentación
Flujo o Fracción Corrientes
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Separadores
Flash2 - Flasheo de una o más corrientes en una corriente vapor y otra líquida. Hay que especificar las condiciones del flash.
Flash3 - Flasheo de una o más corrientes en tres corrientes, una en fase vapor ,otra en fase líquida ligera y una fase líquida pesada (Acuosa). Hay que especificar las condiciones del flash. Usada para modelar un decantador con una fase vapor.
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Separadores
Separador Líquido-Vapor.
Corriente de Alimentación
Corriente con el Vapor Separado
Corriente con el Líquido Separado
Corriente con el Calor añadido y/o removido
Si es un decantador
Caída de Presión
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Separadores
Separador Líquido-Líquido-Vapor.
Alimentación
Corriente con el Vapor separado
Corriente con el Calor añadido y/o removido
Corriente con el Líquido pesado separado
Corriente con el Líquido ligero separado
Caída de Presión
Tag del equipo
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Cambiadores de Calor
Heater (Calentador) - – Calentamiento de una corriente - Puede ser calor
sensible y/o cambio de fase.– Hay que especificar las condiciones de salida
(temperatura, deltaP) o la carga térmica,
Cooler (Enfriador) – Enfriamiento de Una corriente - Puede ser calor
sensible y/o cambio de fase.– Hay que especificar las condiciones de salida
(temperatura, deltaP) o la carga térmica
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Cambiadores de Calor
Calentador, Enfriador, etc.
Corriente de Alimentación
Corriente de Energía Suministrada y/o Removida
Corriente Calentada y/o Enfriada
Energía a Suministrar o Remover
Caída de Presión
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Cambiadores de Calor
Intercambiador de Calor Intercambian calor dos corrientes Se deben de definir para cada corriente:
• Condiciones de entrada.• Delta_P, o Presión a la Salida. • Temperatura de salida.
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Cambiadores de Calor
Intercambiador de Calor
Corriente de entrada lado Tubos
Corriente de entrada lado Coraza
Corriente de Salida lado Coraza
Caída de Presión lado Coraza
Caída de Presión lado Tubos
Corriente de Salida lado Tubos
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Cambiadores de Calor
Comportamiento del Intercambiador de Calor
Acercamiento mínimo (Pinch)
LMTD Curva de Transferencia de Calor
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Cambiadores de Calor
Soloaire Intercambian calor una corriente contra Aire Se debe de definir para la corriente de Proceso:
• Condiciones de entrada.• Delta_P, o Presión a la Salida. • Temperatura de salida.
Se debe de definir para la corriente de Aire:• Condiciones de entrada.
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Cambiadores de Calor
Soloaire
Corriente de Salida
Corriente de Entrada
Tag del Equipo
Temp. de Entrada del Aire
Configuración del equipo
Temp. de Salida del Aire
Caída de Presión
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Cambiadores de Calor
Intercambiadores de Calor tipo NGL (Plate Finn)
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Cambiadores de Calor
Intercambiadores de Calor tipo NGL (Plate Finn) Caída de Presión
Corriente de Entrada
Corriente de Salida
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Cambiadores de Calor
Intercambiadores de Calor tipo NGL (Plate Finn)
Carga Térmica
Acercamiento Mínimo
LMTD
Información de cada corriente
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Cambiadores de Calor
Intercambiadores de Calor tipo NGL (Plate Finn)
Gran Curva Compuesta
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Cambiadores de Calor
Intercambiadores de Calor tipo NGL (Plate Finn)
Curvas individuales (Por corriente)
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Cambiadores de Calor
Intercambiadores de Calor tipo NGL (Plate Finn)
Curvas de transferencia de calor por
corriente
Selecciona la Corriente
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Modificadores de Presión
Bombas. (Fase Líquida) Incrementa la Presión del Fluido de una corriente. Se debe de definir para la corriente de Proceso:
• Condiciones de entrada.• Delta_P, o Presión a la Salida.
Válvulas. (Fase Líquida o Vapor) Disminuye la Presión del Fluido de una corriente. Se debe de definir para la corriente de Proceso:
• Condiciones de entrada.• Delta_P, o Presión a la Salida. • Proceso Isoentálpico
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Modificadores de Presión
Bombas.
Corriente de Alimentación
Corriente a la Salida
Corriente de energía
Eficiencia de la Bomba
Potencia a suministrar
Incremento en la Presión
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Modificadores de Presión
Válvulas.
Corriente de Alimentación
Corriente de Salida
Caída de Presión
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Modificadores de Presión
Compresores. (Fase Vapor) Incrementa la Presión del Fluido de una corriente. Se debe de definir para la corriente de Proceso:
• Condiciones de entrada.• Delta_P, o Presión a la Salida. • Proceso Isoentrópico
Expansores. (Fase Vapor) Disminuye la Presión del Fluido de una corriente. Se debe de definir para la corriente de Proceso:
• Condiciones de entrada.• Delta_P, o Presión a la Salida. • Proceso Isoentrópico
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Modificadores de Presión
Compresores.
Corriente de Alimentación
Corriente de Salida
Corriente de Energía
Eficiencia del Equipo
Potencia a Suministrar
Tag del Equipo
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Modificadores de Presión
Expansores.
Corriente de Alimentación
Tag. Del Equipo Corriente de Salida
Corriente de Energía
Eficiencia del Equipo
Potencia de equipo
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Cambio de Unidades
Cambio de Unidades en nuestra Simulación
Marcar con el cursor el
comando Tools
Seleccionar Preferencias
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Cambio de Unidades
Cambio de Unidades en nuestra Simulación
Seleccionar el menú de variables
66
Cambio de Unidades
Cambio de Unidades en nuestra Simulación
En Unidades
Seleccionar el sistema de
unidades de nuestra
preferencia
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Cambio de Unidades
Crear un nuevo sistema de unidades (Clone)
Presionar el botón “Clone”
Seleccionar el sistema de
unidades que queremos copiar
o clonar
68
Cambio de Unidades
Crear un nuevo sistema de unidades (Clone)
Una ves presionado el botón “Clone” se crea un
nuevo sistema de unidades que en este caso se llama
“NewUser”
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Cambio de Unidades
Crear un nuevo sistema de unidades (Clone)
Re-nombrar nuestro nuevo
sistema de unidades
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Cambio de Unidades
Crear un nuevo sistema de unidades (Clone)
Modificar las unidades que se
tienen por default para el nuevo sistema
Colocar el cursor en la unidad a ser modificada
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Cambio de Unidades
Crear un nuevo sistema de unidades (Clone)– Una ves creado nuestro nuevo sistema de unidades
mediante la copia de uno existente, lo que resta es solo cambiar las unidades en que nos interesa que aparezca nuestro reporte.