hysys introduccion

Download HYSYS Introduccion

Post on 03-Jul-2015

1.051 views

Category:

Documents

7 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

INTRODUCCIN A LAS PRACTICAS DE DISEO DE PROCESOS

Objetivo General: Suministrar las herramientas necesarias para realizar simulaciones de procesos qumicos, y proveer una experiencia de entrenamiento en el uso del software HYSYS.

Desarrollo de las prcticas de Diseo de Procesos I1. Introduccin al entorno a HYSYS 2. Equipos de transferencia de calor, momentum y masa 3. Reactores 4. Equipos de separacin 5. Unidades lgicas 6. Casos de estudio

DISEO DE PROCESOS QUMICOSLos ingenieros debe producir documentos que definan y describan el sistema a disear. El diseo de plantas qumicas se lleva a cabo en varias etapas: 1. Ingeniera BSICA 2. Ingeniera DETALLADA

1. INGENIERA BSICA Realizada principalmente por ingenieros qumicos. Define los aspectos centrales de la planta. Genera los siguientes documentos:descripcin del proceso diagrama entrada salida Diagrama de bloques genricos BFD PFD Hojas de datos.

Descripcin del proceso: documentos que describen la secuencia de operaciones que conforman el proceso. incluye Diagrama entrada salida: estequiometria de la reaccin, materia primas y productos principales.

Diagrama de bloques genricos: basado en el anterior incluye nuevos bloques que representan que representan las reas de la planta (reaccin, separacin ). Diagrama de bloques (BFD): Incluye condiciones principales de operacin, informacin importante (rendimientos, conversiones ), balances de materia y energa preliminares.

Diagrama de flujo de proceso (PFD): incluye los lazos de control principales, balances de materia y energa definitivos y especificacin de equipos.

Este tipo de diseo se lleva a cabo en HYSYS

Hoja de datos (data sheet): especifica los equipos durante la ingeniera bsica

2. INGENIERA DETALLADACARACTERSTICAS: Se lleva a cabo por un grupo interdisciplinario de ingenieros. Se genera toda la documentacin para la construccin fsica de la planta:Diagrama de Tuberas e Instrumentacin (PID O P&ID): se basa en el PFD y especifica adems dimetro y longitud de tuberas, servicios industriales, drenajes, espesores, materiales, instrumentos de control, Hojas de datos: especificaciones tcnicas de los equipos.

MODELACIN Y SIMULACIN Modelacin:

representacin matemtica de fenmenos fsicos. Un modelo es un conjunto de ecuaciones que relacionan variables del proceso. Evala un proceso sin tenerlo fisicamente.

Simulacin: consiste en evaluar numricamente el modelo para condiciones especificas. El simulador de procesos resuelve las variables desconocidas a partir de las conocidas o parmetros de diseos deseados.

SIMULACIN DE PROCESOSUsa las relaciones fsicas fundamentales: Balances de masa y energa Relaciones de equilibrio Correlaciones de velocidad (Reaccin y transferencia de masa y calor) Predice Flujos, composiciones y propiedades de las corrientes Condiciones de operacin tamao de equipoAlgunas aplicaciones Diseo y optimizacin de procesos Entrenamiento operativo de operarios Para llevar a cabo control de procesos (estrategias de control predictivo FF)

Ventajas de la Simulacin Reduce el tiempo de diseo de una planta Permite al diseador examinar rpidamente varias configuraciones de planta. Ayuda a mejorar procesos actuales Responde a las interrogantes en el proceso Determina condiciones ptimas del proceso dentro de las restricciones dadas

Se debe tener en cuenta que los resultados de una simulacin no son siempre fiables y estos se deben analizar crticamente. 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 termodinmico) - Eleccin adecuada el proceso.

SIMULADORES DE PROCESOS QUMICOS Entre 1970 y 1990 comenzaron a surgir simuladores de procesos comerciales. Son herramientas bsicas en los programas universitarios de ingeniera qumica Las tres empresas que se reparten casi la totalidad del mercado de la simulacin de procesos son AspenTech, Honeywell y Simulation Sciences.

El sector del petrleo y gas ha sido uno de los preferidos por las empresas de simulacin de procesos. Modelos forman parte del acervo privado de la compaa. Existen software de simulacin privados (desarrollados por empresas) y acadmicos que poseen caractersticas de simulacin especificas que pueden superar muchas veces a los paquetes comerciales.

Algunos de los paquetes actuales de software para se muestran a continuacin:

CHEMCAD creado en 1984 Paquete de mdulos que abarca:Clculo y diseo de intercambiadores de calor Simulacin de destilaciones dinmicas Simulacin de reactores por lotes Simulacin de destilaciones por lotes Simulacin de redes de tuberas

SuperPro-Designer, provee: Simulacin del proceso Evaluacin econmica Anlisis avanzado del rendimiento especfico Programacin del proceso Valoracin del impacto ambiental (incluyendo clculos rigurosos de la emisin de VOC).

Sistema Avanzado para Ingeniera de Procesos Advanced System for Process Engineering (ASPEN). Desarrollado en los aos 1970s por investigadores del MIT Comercializado desde 1980 por una compaa denominada AspenTech. AspenPlus tiene la base de datos ms amplia entre los simuladores de procesos comerciales, e incluye comportamiento de iones y de electrolitos. Tiene muchos datos de propiedades a varias temperaturas y presiones

- Adquirido por Aspentech en 2004. - Software especializado para la industria petroqumica. - Las principales ventajas de HYSYS son:- Su facilidad de uso (interfaz amigable) - Base de datos extensa (superada solo por la de AspenPlus) -Utiliza datos experimentales para sus correlaciones. La mayora de los datos son experimentales, aunque algunos son estimados (la mayora de simuladores usa modelos predictivos como UNIFAC)

Las principales desventajas de HYSYS son: Pocas o nulas aplicaciones de slidos Software de optimizacin limitado (el optimizer no es muy potente)

HYSYS es un software para la simulacin de plantas petroqumicas y afines. Incluye herramientas para estimar: - Propiedades fsicas - Equilibrios lquido vapor, - Balances de materias y energa - Simulacin de muchos equipos de ingeniera qumica. - Simula procesos en estado estacionario y dinmico.

OTROS SIMULADORES DE PROCESOS COMERCIALES

INDUSTRIA PETROQUMICAExtraccin de cualquier sustancia qumica a partir de combustibles fsiles. -Combustibles fsiles purificados: metano, propano, butano, gasolina, queroseno, gasoil, combustible de aviacin. - Pesticidas - Herbicidas - Fertilizantes -Plsticos - Asfalto - Fibras sintticas.

Bibliografa: Hyprotech. HYSYS.Process Documentacin Suite (1998). Calgary: Hyprotech. Henao, C., Vlez, J. Manual del laboratorio diseo de procesos qumicos - Uso del paquete de simulacin HYSYS.Process. UPB. Medelln. 2002