tutorial para hysys

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UNIVERSIDAD NACIONAL JOSE FAUSTINO SANCHEZ CARRION

SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYSEDGAR M. JAMANCA ANTONIO [email protected]

2011

INGENIERIA QUIMICA- HUACHO

SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS

INDICEINDICE .......................................................................................................................................................... 2 Reactor ........................................................................................................................................................ 3 Simulacin de un PFR Adiabtico............................................................................................................... 3 Mostrar la composicin de las corrientes y la grafica de los componentes (Flujo Molar)................................. 4 Solucin:....................................................................................................................................................... 4 Se puede observar en Balance Error es 0.0 ya que se encuentra debidamente Balanceada ........................... 6 Las unidades de la presin parcial en Basis Units como Kpa .......................................................................... 6 Basis como Partial Pressure ......................................................................................................................... 6

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS

SIMULACIN Y OPTIMIZACIN CON HYSYS

Reactor Simulacin de un PFR AdiabticoEl Estireno es un monmero usado en la produccin de diferentes plsticos. El estireno se produce a partir de la deshidrogenacin de etilbenceno:

Se introduce el Etilbenceno a razn de 152.2 gmol/s a una T=880K y P=1.378 bar; en este reactor no consideraremos el hecho de que la reaccin anterior es una reaccin de equilibrio y se modelar este sistema usando la expresin de Cintica de Velocidad (Kinetic Rate):

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS Datos del Reactor Tubular (PFR) Volumen: 0.77 m3 Longitud: 3.00 m Mostrar la composicin de las corrientes y la grafica de los componentes (Flujo Molar)

Solucin:

1. 2.

Iniciar Hysys. Ingresar los componentes que intervienen en el proceso (Despus de haber ingresado cerrar la Ventana).

3.

Crear el Paquete de Fluido(Fluid Pkgs Add), para este ejemplo se Utilizara el paquete termodinmico de Peng Robinson

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS

4.

Hacer clic en Reactions del Simulation Basis Manager

5. 6.

Hacer clic en Add Rxn para insertar la reaccin de Deshidrogenacion. Y aparecer la siguiente ventana en el visor como Reactions en la cual daremos clic en Kinetic y Add Reaction.

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS 7. Damos clic en Stoichiometry y en la matriz que se muestra Stoichiometry and Rate Info; en la columna de Component ingresaremos los componentes que intervienen en la reaccin.

Despus de ingresar los componentes; damos clic en Stoich Coeff, donde se ingresara los coeficientes estequiometricos para la cual la reaccin debe de encontrarse debidamente balanceada; el signo negativo ser para lo reactantes y el positivo para los productos.

Se puede observar en Balance Error es 0.0 ya que se encuentra debidamente Balanceada 8. Damos clic en la etiqueta Basis y establecer lo siguiente: Las unidades de la presin parcial en Basis Units como Kpa Basis como Partial Pressure El Base Component como E-Benzene (Etilbenceno).

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS La reaccin se da en fase vapor: Rxn Phase VapourPhase. Las unidades para la velocidad(Rate UnitsUnits)

9.

Damos clic en la pestaa Parameters y aadiremos los coeficientes correspondientes segn la siguiente ecuacin.

Donde: A=4240 E=21708 cal/mol; al ingresar este valor se transformara en KJ/Kgmole

Y podemos observa en la parte inferior de la ventana que se Puso de color Verde en el cual nos muestra que est Listo 10. Cerrar las ventanas de las propiedades abiertas anteriormente 11. Se debe crear un Set de Reacciones para este caso (Add Set)

Y automticamente HYSYS provee el nombre de Set 1 y abre las vistas de las propiedades Reaction Set

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS

12. Para atribuir la Reaccin recin creada al Reaction Set, colocar el cursor en la celda bajo Active List. Despliegue la lista de las reacciones y seleccione el nombre de la Reaccin (Rxn-1).

Y despus de ingresar el set de reaccin, se muestra que est listo Ready cerrar y dar clic en Add to FP 13. Cerrar Todas las Ventanas y dejar tan solo la ventana de Simulation Basis Manager y dar clic en Enter Simulation Environment. 14. Pantalla de simulacin en Hysys, donde se encuentra cargado todos los datos en la base de dato.

Se muestra la pantalla de la simulacin y la paleta de herramientas (Tools)

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15. Ingresando Material Stream 16. Ingresando los datos en la corriente Material Stream, que se le llamara Alimentacin. Datos: Nombre: Alimentacin Temperatura: 880K Presin: 1.378 bar Flujo molar: 152.2 gmol/s Composicin: En la alimentacin solo se encuentra Etilbenceno1 Damos doble clic en la corriente Material Stream, y damos en la opcin Compositions, ingresar 1 para Etilbenceno ya que ingresa puro y 0 para los dems componentes y dar clic en Ok

Ingreso de los Datos en la Corriente de Alimentacin:

Para ello se debe especificar las unidades de los datos ingresados; en la ventana se muestra que se puso de color verde la parte inferior en la cual nos indica que esta listo. Cerrar la ventana 17. Colocar un reactor de tipo Tubular para este proceso, a continuacin lo buscaremos en la paleta de herramientas. Damos clic en Plug flow Reactor y lo arrastramos hasta el panel donde se Esta desarrollando la simulacin y se mostrara el siguiente diagrama al Poner en el panel.

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18. Hacer doble clic en el reactor y especificar los parmetros que se requieren.

En la corriente de salida (Outlet) se pondr el nombre de Salida, se observa que en la parte inferior se muestra una barra de color rojo en la cual nos especfica que falta un set de reacciones (Requiere a Reaction Set). 19. Damos clic en la pestaa Reactions; donde Reaction Info Reaction Set cargaremos Set 1; y nuevamente nos indica en la parte inferior la barra roja que falta o se desconoce las dimensiones (Unknown Dimensions) del Reactor_Desh

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS 20. Damos clic en la pestaa de Rating y especificamos el volumen y la longitud. Volumen: 0.77 m3 Longitud: 3.00 m

Al ingresar los valores del volumen y la longitud del reactor la barra roja cambia a color amarillo mostrndonos que se desconoce la cada de presin (Unknown Delta P) 21. Retornando a la pestaa Design y dar clic en la opcin Parameters e ingresar en Pressure Drop Parameters Delta P igual cero porque no tiene cada de presin y a la cual estaremos especificando que es un reactor adiabtico y la barra se tornara de color verde con la palabra OK

Despus de ello cerrar la ventana e ingresar a la ventana de simulacin. 22. Al ingresar a la pantalla de simulacin tendremos el PDF del reactor deshidrogenacion con las corrientes especficamente dadas.

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS

Si el borde del reactor y de las corrientes de alimentacin y de salida esta de color negro, pues ello indica que todos los parmetros estn especificados en el PDF RESULTADOS DE LA SIMULACION EN HYSYS 23. Damos clic en Tools Workbookview y se mostrara las composiciones de las corrientes

24. Para ver la operacin del reactor damos clic en Unit Ops y damos clic en View UnitOp

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25. Despus de ello se mostrara la ventana del reactor_desh y dar clic en la pestaa de Performance. Despues dar clicl en Plot

26. En esta ventana seleccionamos las variables que deseamos graficas con su respectivo componente.

En esta oportunidad se est mostrando la grafica de la Temperatura con respecto a la longitud de la reaccin.

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS

27. En la pestaa anterior de Performance se puede escoger la opcin que se desea graficar. Damos clic en Compositions y damos clic en Plot

28. Ingresamos los componentes para graficar el flujo molar.

29. Para finalizar podemos dar el segundo clic en cualquier lugar del panel de simulacin y dar en la opcin Add Workbook Table y ponemos dos Tablas, tanto Material Stream & Compositions.

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS Reactor CSRT Se llevara la siguiente reaccin en fase vapor en un reactor CSTR adiabtico.

El reactor es un tanque cilndrico vertical de: Volumen: 5 m3 No hay perdidas de Calor No hay Caida de Presion. El nivel del liquido en el Reactor es 50%

El Etilbenceno ingresa a una Temperatura de 800 C a una presin de 506.6 kPa, a una razn de 10 kmol/h. Solucion 1. 2. Iniciar el programas hysys Ingresar los componentes para la simualcion Etilbenceno Estireno Hidrogeno

Despus de ello cerrar la ventana y dar clic en la pestaa Fluid Pkgs (paquete termodinmico), en este caso eligeremos al modelo de Peng-Robinson

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS 3. Despues de cargar el Fluid Pkgs, daremos clic en la pestaa de Reactions, damos clic en Add RxnKineticAdd Reaction y en la ventana Stoichiometry and Rate Info ingresaremos los componentes y los coeficientes estequimetricos, especificando con el signo negativo si son reactantes.

Podemos observar que en la parte inferior se muestra una barra de color rojo indicndonos que todava no se establece todos los parmetros de la reaccin, adems se puede observar que la ecuacin qumica esta debidamente balanceada ya que en Balance Error es igual a cero. 4. En la misma Ventana damos clic en la pestaa Basis, especificamos en Basis es Partial Pressure, esta reaccin se da en fase Vapor, Rxn PhaseVaporPhase, tambin especificaremos que Basis Units kPa y Rate Units gmole/L-s

5.

En la misma ventana dar clic en la pestaa Performance y en la matriz Reverse Reaction, se ingresara los siguientes datos:

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS Como se podr apreciar ahora la barra inferior se muestra de color verde la cual, indica que est todo listo para la simulacin. 6. Despus de cerrar la ventana anterior vamos a la ventana de Simulation Basis Manager y damos clic en Add FP en la cual estaremos Assoc: Fluid Pkgs

Despus de realizar el paso anterior dar clic en Enter Simulation Environment 7. Crear Material Stream a la cual la llamaremos Alimentacin e ingresaremos los datos Anteriormente mencionados en el problema, Adems se especifica que el Etilbenceno es puro (mole Fraction = 1) en la corriente de Alimentacin.

El Etilbenceno ingresa a una Temperatura de 800 C a una presin de 506.6 kPa, a una razn de 10 kmol/h.

8.

A continuacin elegir el reactor CSTR en la paleta de herramientas del hysys y arrastrar a la pantalla del panel.

, despus de dar clic

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS

En el panel se muestra el PDF del reactor CSTR con lnea de color rojo por el borde, la cual nos indica que falta determinar las variables del reactor, entre otros. 9. Hacemos doble clic en el CSTR, pondremos de nombre Reactor_CSTR, en la cual ingresara la corriente de Alimentacion al CSTR y en las corrientes de Salida tendremos Vapor en la tope y Liquido en el fondo del CSTR.

En la parte inferior se muestra una barra roja en la cual nos indica que requiere un set de reacciones. 10. Damos clic en la pestaa Reactions y en Reaction Set cargaremos Global Rxn Set que se determino anteriormente

Como se puede apreciar en la parte inferior se muestra una barra de color roja que nos indica que el volumen no esta especificado en el reactor (Volume nos specifed) [email protected] Pgina 19

SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS 11. Damos clic en la pestaa Rating donde ingresaremos el Volumen en m que es 5m3 3

Como se puede observar que la barra se puso de color verde con la palabra OK 12. Damos clic en pestaa Design en Parameters y especificamos que no hay cada de presin (Delta P =0) y adems que no hay perdida de calor(Duty =0) y el nivel del liquido(Liquid Level) en el reactor es 50%

13. Panel de la simulacin

En el PFD se puede observar que los diagramas PDF se encuentran con borde de color negro la cual indica que no se encuentran errores o faltan datos

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS 14. Para mostrar las composiciones de las corrientes ToolsWorkbooksview y se mostrara la siguiente ventana. del proceso, Daremos clic en

En esta ventana se muestra las pestaas de Material Streams, Compositions, Energy Streams, Unit ops 15. O de una manera mas directa se puede dar segundo clic en el panel de la simulacin y selecciona Add Workbooks Table y seleccionar Material Streams & Compositions y se mostrara de la siguiente manera.

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS

Ejemplos con Hysys El tolueno es producido a partir de la deshidrogenacion de n-Heptano con Cr2O3 como catalizador

1.

2. 3.

El proceso de la produccin del tolueno inicia con la calefaccin de la n-heptano de 65 F a 800 F en el evaporador. n-heptano se calienta de 65 a 800F en un sobrecalentador y luego a un reactor cataltico, que opera isotrmicamente y convierte 15mol% de n-heptano al tolueno. Su efluente es enfriado a 65F y se alimenta a un separador. Suponiendo que todas las unidades funcionan a presin atmosfrica, el uso HYSYS para determinar los caudales de las especies en cada corriente. El buque Flash elimina de hidrgeno a partir del efluente del reactor. Una columna de destilacin que normalmente se instalan para recuperar tolueno del producto lquido. Solucin. Antes de empezar la simulacin, se definir algunos datos: P = 1 atm Flujo de Alimentacin = 100 lbmol/h Iniciar hysys Ingresar los componentes que intervienen en el proceso.

4. 5.

Definir el modelo termodinmico, Fluid Pkgs, en este caso utilizaremos Peng-Robinson Dar clic en la pestaa ReactionsAdd RxnConversionAdd reaction, y a continuacin pasaremos a cargar los componentes y establecer los coeficientes estequimetricos en la reaccin.

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS

Como se puede observar se a ingresado correctamente los coeficientes estequimetricos, pero en la parte inferior se muestra una barra de color rojo, en la cual no falta indicar la conversin de la reaccin, en este caso es de 15%.

6.

Despues de haber ingresado el porcentaje de conversin de la reaccin, y podemos visualizar que la barra inferior esta de color verde, que nos indica que esta listo para la simulacin. Despues de haber definido la reaccin, en la ventana Simulation Basis Manager daremos clic en Add PF para cargar la reaccin con el modelo termodinmico. Luego dar clic en Enter Simulation Enverionment..

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7.

Crear un Material Stream y se dara el nombre de Alimentacion, en la opcin de composicin se dara al n-Hepatno como puro.

A continuacin se ingresara los valor de T=65F, P=1atm y un flujo molar de 100 lbmol/h

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS 8. Crear un Heater que se encuentra en la paleta de herramientas. simulacin. y arrastrar hasta el panel de la

Donde le daremos el nombre de Heater, en Inlet se ingresara la corriente de Alimentacion que se creo anteriormente, en Outlet se dara el nombre Aliment Heat la cual a la vez se creara esta corriente en el panel de simulacin, Tambien se ingresara una Energy llamada Q_1. En la parte inferior se muestra una pantalla de color ambar el cual nos especifica en palabras que se desconoce la cada de presin en el equipo. 9. Damos doble clic en la corriente Alimento Heat y determinaremos que sale a una temperaura de 800F y a una P = 1 atm.

Y automticamente se determinara delta de P en Heat y mostrara un borde de color negro lo cual indica que no hay errores o falta algn dato.

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10. A continuacin pasaremos a crear un reactor de conversin, el cual lo encontramos en la paleta de herramientas.

Y damos clic en el reactor de conversin que es el tercero de eso orden.

Para definir los parmetros del reactor de conversin damos doble clic en el PDF del reactor.

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En la parte inferior la barra de color rojo nos indica que se requiere el conjunto de Reacciones, la cual damos clic en la pestaa Reactions y cargamos la reaccin inicialmente especificada.

En la parte inferior se muestra una barra de color verde, en la cual se precisa que estn determinado todos los parmetros y variables 11. Crear un condesador para el vapor que sale del reactor, buscar en la paleta de herramientas Cooler y arrastrar hasta el panel de simulacin. Para ello la cada de presin es 0 (Delta P =0), definiremos que ingresa el vapor que sale del reactor y sale una corriente llamada Vapor_cond, adems aadiremos Q_Co como corriente de energy en el condesador.

Como se puede observar, en la parte inferior de la ventana se muestra una barra de color ambar que nos manifiesta que se desconoce la cada de presin, en la cual daremos clic en Parameters y pondremos 0 en Delta P

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Se puede observar nuevamente que se observa en la parte inferior una barra de color amarilla que nos indica que se desconoce la perdida de calor en el cooler. Para ello como dato tenemos que la corriente que sale del condensador tiene una temperatura de 65F 12. Ingresamos la T en la corriente Vapor_Cond, dando doble clic en la corriente mencionada.

Y automticamente se puede visualizar que determina la perdida de calor en el condesador, ya que el borde del PFD del cooler se torna de color negro.

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS 13. A continuacin crearemos un separador para el vapor condensado. Buscamos en la paleta de herramientas Separator y lo llevamos al panel de simulacin, el cual le daremos el nombre de Separador. Y definiremos a la corriente que sale por el tope como Vapor_outlet y a la corriente que sale en el fondo como Liquid_Outlet.

14. Visualizacin del proceso de la obtencin del tolueno a partir del n-heptano.

Divisor de Flujo Ejercicio Se desea dividir 226000 lb/h de Amoniaco (-9F y 225 psig) en dos corrientes una con 30% y otra con 70% de la cantidad de masa. Solucin 1. Ingresar al componente amoniaco (ammonia) en el simulador y tomar como paquete de fluido PengRobinson

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2.

Ingresar a la simulacin, para ello se creara 3 corrientes(Alimentacin, Salida 1 y Salida 2)

3.

Despues se ingresara las condiciones de la corriente de Alimentacion, se ingresara T,P, flujo masico y la composicin de amoniaco es puro (fraccin molar = 1)

4.

Despues se ara clic en la paleta de herramientas el icono de Component Spliter(divisor de corriente), despues lo llevamos al panel de la simulacin

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS

.

5.

Despues de ello daremos doble clic sobre el icono X-100 y en Design:Connections:Name:Divisor y ingresaremos la corriente de entrada y de salida(Salida 1 y Salida 2).

6.

Despues iremos a la opcin de Parameters y en Stream Specifications (Especificaciones de la corriente) y seleccionaremos Calculate Equal Temperatures (Two Products Only)

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En la parte inferior se muestra una barra de color rojo en el cual nos dice que se desconoce la divisin (Split)

7.

Ahora vamos a la opcin de Splits y especificaremos las fracciones (Salida 1: 30% y Salida 2: 70%)

8.

En la ventana en la parte inferior se muestra una barra de color amarilla que dice en palabras que se desconoce la presin en las corrientes. A continuacin ingresaremos la presin de las corrientes de salida; en este caso la corriente de salida es la misma presin de la alimentacin (225 psig) ya que se trata de una simple divisin.

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9.

A continuacin mostraremos el PDF del problema simulado en hysys

10. Para terminar mostraremos las tabas de composiciones y de las condiciones de las corrientes en Workbooks y material Streams, o de una manera especifica seleccionamos la corriente de salida y hacemos segundo clic y escogemos la opcin Show Table(Mostrar Tabla)

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11. Muestra de la simulacin resuelta en hysys y muestra de las tablas(Condiciones y Composiciones)

Se tiene una corriente que contiene 15% de etano, 20% propano, 60% i-butano y 5% n-butano a 50F a presin atmosfrica, el flujo molar de alimentacin es 100 lbmol/h. La corriente ingresa a una compresora a 50 psia, y pasa por un enfriador a 32 F. Dicha corriente es separada en dos corrientes de producto que resultan vapor y lquido. Cul son los flujos y composiciones en las dos ltimas corrientes?Solucion Datos:

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS Alimentacin: Temperatura : 50F Presin : 14.7 psia Flujo Molar : 100 lbmol/h Composicin Etano : 15% Propano : 20% I-butano n-butano Compresora: 50 psia. Enfriador: T = 32F Separador (Liquido Vapor) : 60% : 5%

1. 2.

Iniciar Hysys. Ingresar los componentes que intervienen.

3. 4. 5.

Indicar el Fluid Pkgs, en este caso utilizaremos Peng-Robinson. En el problema no ocurre rxn qumica, porque se trata de una separacin, pues se pasa a dar clic en Enter Simulation Enverionment Se pasa a crear un Material Stream que lo llamaremos Alimentacion y ingresaremos los datos composicin de la corriente.

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS Despues de ello daremos clic en OK y nos iremos a la opcin de Conditions e ingresaremos los datos de T, P, Flujo Molar.

Se puede observar que al ingresar las condiciones de la corriente de alimentacin la barra inferior se torna de color verde con la palabra OK y pasamos a cerrarla.

6.

Creamos una compresora, en este caso vamos a la paleta de herramientas y seleccionamos el siguiente icono que es un Compressor y lo arrastraremos hacia el panel de operacin. Despus de ello definiremos las condiciones de presin, creando una corriente de salida llamada Comp_Alim, ya que se entiende que esta ingresando a ella la corriente de alimentacin.

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Se puede observar que en la parte inferior se muestra una barra de color rojo la cuan nos menciona que requiere una corriente de energa. La cual ingresaremos en la corriente Energy Q-Comp y nos mostrara la siguiente ventana.

En la cual nos muestra en la parte inferior una barra de color amarillo la cual nos mencin que se desconoce un parmetro, para ingresar iremos a corriente de salida del compresor que se creo, ingresaremos la Presin que sale es a 50 psia.

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS

7.

Como se puede apreciar al ingresar la presin de salida en el compresor, los bordes de los PDF se tornan de color negro la cual nos indica que estn completas las condiciones de operacin. Crear un cooler que se encuentra en la paleta de herramientas y llevar al panel de operacin. Se selecciona la corriente que ingresa que es la corriente que sale de la compresora, adems se creara una corriente de salida S_C (salida del cooler) y simultneamente se proceder a crear una corriente de energa llamada Q_C.

En la parte inferior se muestra una barra amarilla la cual nos indica que se desconoce la cada de presin en el equipo. Para que determine este valor, iremos a la corriente de salida del cooler (S_C) y definiremos que la corriente sale a 30F, adems Delta de P es cero en el cooler

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS

8.

Despus de ello crearemos un Separator para obtener las dos corrientes de producto tanto liquido como vapor.

9.

Podemos observar que se muestra una barra de color verde en la parte inferior con la palabra OK PDF del proceso de separacin.

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10. A continuacin vamos a Tools y Workbooks y mostraremos la tabla de las composiciones en el proceso y adems las condiciones de operacin (Material Stream & Compositions) o de una manera ms directa, dar segundo clic en en la pantalla de operacin y escoger Add Workbooks Table y Material Stream & Compositions.

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS

BALANCE DE MASA SIN REACCION QUIMICA EJERCICION N2Puede recuperarse acetona de un gas portador, disolvindola en una corriente de agua pura en una unidad llamada absorbedor. En el diagrama de flujo de la figura, 200 Kgmol/h de una corriente con 20% de acetona se tratan con 1000 Kgmol/h de una corriente de agua pura, lo que produce un gas de descarga libre de acetona y una solucin de acetona en agua. Supngase que el gas portador no se disuelve en agua. Realice la tabla de grados de libertad, exprese las ecuaciones de balance de materia y calcule todas las variables de Corrientes desconocidas. SOLUCION. Esquema del proceso.

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYSGas Agua

20% Acetona 80% Aire

Solucion(A+H2O)

1)

2)

Para resolver el balance anterior comenzaremos creando la simulacin con los siguientes pasos. Sistemas de unidades: Flujo molar (kgmol/h). Componentes: Acetona, Agua, Aire. Si bien el problema nos menciona gas, nosotros lo modelaremos como aire. A fines prcticos no hay diferencias Paquete de fluidos: En este problema no tiene mucha importancia ya que se trata de un balance de materiales, pero de igual manera usted puede escoger el paquete de fluido adecuado para la simulacin. Una vez ingresado a la simulacin, se creara cuatro corrientes con las composiciones mencionadas en casa corriente, en el caso de la corriente de solucin se ingresara 0 a la composicin del aire y las dems celdas se dejara vacas.

3)

Despus de haber creado las 4 corrientes, en la paleta de objetos hacer clic herramienta en el balance.

y para agregar la

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS

4)

Despus hacemos doble clic en el icono de balance para su configuracin respectivos.

En la opcin de Connection ingresamos el nombre de Absorbedor, despus de ello el las corrientes de entrada y de salida (Inlet & Outlet Streams) seleccionaremos las corrientes respectivas en el absorbedor.

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS

Como se puede apreciar las corrientes de entrada son. Agua y Gas contaminado y las corrientes de salida con Gas purificado y la Solucin. En la parte inferior se muestra una barra de color rojo con la palabra que se desconoce el tipo de balance. 5) A continuacin daremos clic en la pestaa Parameters y especificaremos el tipo de balance, en este caso Mole.

6)

7)

Ahora pasaremos a ingresar las condiciones de las corrientes del gas contaminado y del agua. Gas contaminado: 200 mol/h (20% acetona y 80% Aire) Agua: 1000 mol/h y como se pudo apreciar en la figura anterior, en la parte inferior se muestra una barra de color amarillo de Not Solver. Esto se debe a un grado de libertad. Ya que no se pudo especificar la

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS composicin del aire como 0 en la solucin de salida. Pero este problema lo solucionaremos con la operacin lgica llamada Adjust. Adjust, permite ajustar una variable de alguna corriente para una variable objetiva tenga un valor determinado. En nuestro caso la variable objetivo ser la composicin de aire en la solucin, cuyo valor es nulo. Elegiremos como variable a modificar el flujo molar de aire que sale. 8) 9) Hacemos clic en el botn de la paleta de herramientas y lo arrastraremos hacia el panel de la simulacin. Damos doble clic en ella y aparecer la siguiente pantalla.

Primero en Adjust Name pondremos el nombre de Ajustador, despues seleccionamos la Variable a ajustar (Adjusted Variable). Para ello damos clic en Select Var la cual mostrara la siguiente ventana.

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS

En la ventana seleccionaremos la corriente Gas Purificado (Aire), luego la variable a ajustar es Mass Flow. Y finalmente Ok.

10) De igual manera se repetir el proceso con la variable objetivo (Target Variable). En este caso ser la corriente de solucin, la Variable Master Comp. Mole Frac. Y el componente especifico es el Aire. OK

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS 11) Despues donde dice Specified Target Value (Valor objetivo especificado) colocar 0.

12) Despus de ello pasar a la pestaa Parameters y especificar en la iteracin. Method: Secant Tolerance: 1e-06 Step Size: 10 gmol/h Maximium Iterations: 1000 Si se deseas puede especificarse los limites de la iteracin

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SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS CON HYSYS 13) Aun asi no se resolver el sistema, tenemos que darle un valor al flujo de aire para que comience la iteracin. Cerrar la ventana y abrir la de la corriente Gas Purificado, especificar una corriente de 100 kgmol/h. Rpidamente se observara como se ajusta al valor de 160 gmol/h. Esto quiere decir que el ajustador esta activo y el sistema resuelto. 14) A continuacin se mostrara las tablas de composicin y de las corrientes. Workbooks(Material Streams & Compositions)

Tabla de iteraciones

Estos datos se pueden comparar resuelto a mano. Usando los principios de balances

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