hysys dinamico

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  • TTRR

    PPAARRAA

    Profesor: Ing. SERGIO FLORES

    JTP: Ing. MARCELA CIRAVEGNA

    RRAABBAAJJOOSS PPRRCCTTIICCOOSS

    AA SSIIMMUULLAACCIIOONN DDIINNAAMMIICCAA

    Profesor: Ing. SERGIO FLORES

    MARCELA CIRAVEGNA Ing. CARLOS SICCATTO

    2012

    IINNTTEEGGRRAACCIIOONN IIVV

    CARLOS SICCATTO

  • UTN Facultad Regional Mendoza Ingeniera Qumica

    [UTN Facultad Regional Mendoza SIMULACION DINAMICA] Pgina 3

    Desarrollo de sistema de control con HYSYS. Este ejercicio proporciona un tutorial sobre el desarrollo de simulaciones dinmicas de procesos qumicos utilizando software de simulacin HYSYS AspenTech. El tutorial se basa en la aplicacin de tres lazos de control PID convencionales en una unidad de tambor de una etapa de flash para una multicomponente, corriente de alimentacin no ideal. Los pasos en el proceso de desarrollo son:

    1) el estado de equilibrio de diseo y simulacin 2) especificar las caractersticas dinmicas de los equipos de proceso 3) cambiando de la simulacin dinmica a modo estacionario 4) la adicin de controladores de retroalimentacin para la simulacin 5) aadir pantallas stripchart 6) llevar a cabo pruebas dinmicas y funciones de ajuste de transferencia 7) el ajuste de los controladores

    1.-) Diseo en estado estacionario y Simulacin. La unidad de proceso que es diseada, simulada y estudiada en este tutorial es un tambor de una sola etapa flash, como se muestra en la siguiente figura.

    Las especificaciones de la alimentacin son:

    Flujo Msico: 5 kg/s Composicin Acetona: 0.294 Presin: 20 psia (fraccin msica) 2-propanol: 0.484 Temperatura: 80 C agua: 0.222

    El Flash se operar a presin atmosfrica, 14,7 psia. La presin aguas abajo tanto de vapor como del lquido es 9,7 psia.

    Con esta informacin, podemos crear una simulacin en estado estacionario en HYSYS. Comenzamos iniciando HYSYS y la apertura de un nuevo caso, como se muestra a continuacin.

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    [UTN Facultad Regional Mendoza SIMULACION DINAMICA] Pgina 4

    Se abrir una ventana (Simulation Basis Manager), en donde se deber agregar un paquete termodinmico y un conjunto de componentes segn se muestra en la siguiente figura

    Haga clic en el botn Ver y la lista de componentes ventana de Vista mostrar.

    Ingresamos acetona en el campo Coincidencia y hacemos clic en el botn Add Pure. Hacer lo mismo para 2-propanol y agua.

    Salimos de la lista de componentes y cliqueamos en en la parte superior de la vetana, cliqueamos en Fluid Pkgs, de la ventana Simulation Basis Manager.

  • UTN Facultad Regional Mendoza Ingeniera Qumica

    [UTN Facultad Regional Mendoza SIMULACION DINAMICA] Pgina 5

    Al desplazarse por la lista de seleccin del paquete propiedad, busque el elemento NRTL y haga clic en l. El modelo NRTL (no aleatoria, de dos lquidos) es un modelo de actividad apropiado para nuestra mezcla acuosa. Haga clic en el Cerrar botn ( ) y volver Simulation Basis Manager.

    Le aparece la siguiente ventana.

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    [UTN Facultad Regional Mendoza SIMULACION DINAMICA] Pgina 6

    Cliqueamos en el ingreso al entorno de simulacin, para acceder a la ventana de HYSYS.

    Guarde el caso como Flashxyz (en lugar de xyz, utilice sus iniciales). Una extensin. Hsc (Caso HYSYS Simulacin) se aadirn automticamente al archivo. El nombre del caso debera aparecer ahora en la parte superior de la ventana HYSYS.

    Hacemos click en la flecha azul para una corriente de proceso en la paleta de la derecha.

    Mueva el cursor hacia el lado izquierdo de la ventana de PFD, y debera ver

    Haga clic all y una flecha de luz azul que marca 1 debera aparecer.

    El color azul claro indica que la corriente se debe especificar, hacemos doble clic en la flecha. La ventana de especificacin de corriente, marcados como 1, debera aparecer.

    Comience haciendo clic en la 1 a la derecha del nombre de la corriente, y luego ingrese Feed en el campo que aparece.

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    [UTN Facultad Regional Mendoza SIMULACION DINAMICA] Pgina 7

    Una vez que pulse la tecla Enter, Feed debe aparecer a la derecha del nombre de Stream y en la barra de ttulo de la ventana. A continuacin, haga clic a la derecha de la temperatura y escriba 80 en el campo de entrada hasta la parte superior.

    Tenga en cuenta que las unidades por defecto son las unidades deseadas, C, as que presione Intro. A continuacin, haga clic a la derecha de la presin y escriba 20 en el campo de entrada. Las unidades por defecto, kPa, no son los correctos para la entrada 20, para abrir la lista de unidades a la derecha y seleccione psia.

    Cliqueamos sobre psia y la entrada se realizar, cuando cambie la visualizacin de las unidades kPa se convertir el valor numrico a 137,9. De manera similar, introduzca el flujo de masa como 5, cambiando las unidades de campo de entrada a kg / s. Esto te dejar con la siguiente ventana.

    El resto de las cantidades son todava porque la composicin no se ha especificado todava. Por lo tanto, haga clic en el elemento Composition de la izquierda,

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    [UTN Facultad Regional Mendoza SIMULACION DINAMICA] Pgina 8

    y luego en el botn Editar. Asegrese de que el botn de las opciones de fracciones msicas fracciones est seleccionada e introduzca las especificaciones de alimentacin, [.294 .484 .222], y confirme que el total en la parte inferior es de 1,0.

    Como se muestra, haga clic en Aceptar y la ventana de alimentacin debe mostrar las composiciones, junto con una bandera verde en Aceptar en la parte inferior.

    Haga clic en el elemento Condiciones de la izquierda, y los valores de ahora deber ser llenado.

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    [UTN Facultad Regional Mendoza SIMULACION DINAMICA] Pgina 9

    Podemos ver las propiedades adicionales estimadas haciendo clic en la opcin Propiedades. Cerca de la ventana de alimentacin haciendo clic en la( ) en la esquina superior derecha. La flecha de flujo debe aparecer ahora de color azul oscuro y con

    el Canal ttulo.

    Ahora, agregaremos la vlvula de alimentacin. Hacemos clic en el smbolo de la vlvula de la

    paleta a la derecha. Movemos el cursor a la derecha de la corriente de alimentacin y

    hacemos clic. Usted debe ver un smbolo de la vlvula roja all. Haga doble clic en el smbolo de la vlvula VLV-100 y obtendr una ventana.

    Hacemos clic en el campo Nombre e introduzca directamente all FEED VALVE. Abra la entrada (inlet) de la lista desplegable. Debera haber slo un elemento, FEED. Haga clic en l.

    En la salida (oulet) tipiamos directamente DRUM FEED. Presionamos enter, y esta corriente ser creada automticamente por Hysys.

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    [UTN Facultad Regional Mendoza SIMULACION DINAMICA] Pgina 10

    La ventana de la vlvula de alimentacin (Feed Valve) esta ahora "reclamando" que necesita una cada de presin, Delta P. Con el tiempo, esto se determina de forma dinmica, pero, por ahora, podemos entrar en el valor de estado estacionario, a 5 psi. Por lo tanto, haga clic en la opcin Parmetros de la izquierda e introduzca un valor de 5 psi. Usted tendr que ajustar las unidades de entrada para hacer esto.

    La ventana muestra Vlvula de Alimentacin (feed valve) aproximadamente 35 kPa (esto sera el delta de presin de 5 psi) y el verde de OK en la parte inferior indica que ha convergido satisfactoriamente ahora, para cerrar la ventana hacemos clic en el . Ms tarde, tendremos que volver a dimensionar la vlvula para propsitos de simulacin dinmicos.

    Su diagrama de flujo del proceso (PFD) debe parecerse

    Ahora, vamos a agregar un equipo de separacin (Flash drum). Buscamos el icono separador en

    la paleta y hacemos clic en l. , colocamos el equipo a la derecha de la flecha de salida de la vlvula y el separador en el PFD debera aparecer en color rojo.

  • UTN Facultad Regional Mendoza Ingeniera Qumica

    [UTN Facultad Regional Mendoza SIMULACION DINAMICA] Pgina 11

    Hacemos doble clic en el separador y aparecer inmediatamente su ventana colocamos el nombre Flash Drum

    En Inlet aparecer un lista desplegable en el cual seleccionamos Drum Feed.

    En los campos de salida correspondiente a vapor outlet y lquid oulet, agregaremos los nombres de Vapor y Liquido respectivamente.

    El vapor y lquido se han creado de forma automtica, y, por ahora, la ventana Drum Flash muestra en la bandera verde con OK. Vamos a tener que volver a ella ms adelante para conocer las especificaciones dinmicas, pero por ahora cerramos dicha ventana cliqueando en ( ).

  • [UTN Facultad Regional Mendoza SIMULACION DINAMICA

    Su PDF debe parecerse a

    Ahora, es una cuestin de instalarcada de presin de 5 psi, en la salida aobserva una imagen en estado estacionario como la siguiente.

    Para asegurarse de que tiene todo lolas composiciones de las dos corrientes

    Esto completa el desarrollo de la simulacincaso.

    2.)- Especificacin de las caractersticasLos saldos de estado estacionariocalcular sin gran parte del diseo del procesotanque de expansin sbita (flash) unidad. Pero en el estado estacionariocomo una base para el resto del diseo

    UTN Facultad Regional Mendoza

    ULACION DINAMICA]

    una cuestin de instalar la vlvula de vapor y vlvula de lquido, cada uno con unala salida a salida de vapor y en la salida a la corriente

    observa una imagen en estado estacionario como la siguiente.

    todo lo correcto y consistente, puede comprobar las dos corrientes de salida. Estos se muestran a cont