Introduccion a Hysys

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO

Departamento Académico de Ingeniería Química

Laboratorio N° 1: Introducción a Aspen Hysys

B. Nicolás Cáceres Huambo Setiembre del 2013.

IQ230AQI: Diseño de Procesos

http://wiki.sumaqperu.com/es/images/1/1b/Piedra_de_los_12_angulos_cuzco

Dr. B. Nicolás Cáceres Huambo

HYSYS: An introduction to Chemical Engineering

Simulation.



Contenido

¿Qué es Aspen Hysys?

Principios de la Simulación de Hojas de Flujo de procesos.

Introducción a Aspen Hysys:

Información preliminar.

Paquete termodinámico.

Ambiente de Simulación.

Ejemplos de aplicación.




Es una herramienta de simulación en ingeniería poderosa.

Ha sido creada de forma única con respecto a la arquitectura del programa, diseño de interface, capacidad ingenieril, y operación interactiva.

Es un simulador de procesos comercial.



¿Qué es Aspen Hysys? Es ampliamente utilizado en universidades en

cursos introductorios y avanzados especialmente en Ingeniería Química.

En la industria el software se utiliza en:

Investigación

Desarrollo

Modelamiento, y

Diseño




Es una plataforma de ingeniería para modelar procesos desde:

“Upstream”.

Procesamiento de gas.

Facilidades criogénicas.

hasta

Procesos de refinería.

Procesos químicos.



DIAGRAMAS de FLUJO

Es el lenguaje para compartir información. Los principales tipos en orden de compleji-

dad son: 1. Diagrama de Flujo de Bloques (BDF)

2. Diagrama de Flujo del Proceso (PFD)

3. Diagrama de Tuberías e Instrumentación

(P&ID)



Ejemplo de un BFD

DIAGRAMA DE FLUJO DE BLOQUES (BFD)

para el proceso de Cloruro de Vinilo



Ejemplo de un Diagrama de Flujo del Proceso (PFD)

PFD para el proceso de Cloruro de Vinilo




Ejemplo de un PFD con el simulador HySys



DIAGRAMAS de TUBERIAS e INSTRUMENTACION

Es el documento que transmiten los Ingenieros

del Diseño de Procesos a los ingenieros responsables de la construcción de la planta.

Se usa también para dar soporte a la puesta en marcha (starup), operación del proceso, y el entrenamiento de los operadores.



DIAGRAMAS de TUBERIAS e INSTRUMENTACION

Contiene ítems que no aparecen en un PFD,

tal como la localización y el tipo de todos los instrumentos de medición y control, la posición de las válvulas, el tamaño, schedule y el material de construcción de las tuberías.

Se usan varios P&ID interconectados a un PFD



Principios de la Simulación

Las hojas de flujo de proceso son el lenguaje de los procesos químicos.

Describen un proceso existente o un proceso hipotético en suficiente detalle.

Los Ingenieros Químicos estudian las hojas de flujo para la solución de problemas (trouble-shooting), búsqueda de mal funcionamiento, modificación y/o expansión de un proceso.



Principios de la Simulación

Análisis o simulación es la herramienta que usan los Ingenieros Químicos para interpretar las hojas de flujo de proceso, para localizar el mal funcionamiento, y para predecir la performance de los procesos.

Existen varios niveles de análisis o simulación.



Niveles de Análisis o Simulación

1. Balances de materiales.

2. Balances de materiales y energía.

3. Dimensionamiento de equipos.

4. Análisis de rentabilidad.



“Process Flowsheeting”

La mayoría de procesos químicos involucran equipos de procesos convencionales incluyendo intercambiadores de calor, bombas, columnas de destilación, etc.

Para estas unidades de proceso las ecuaciones no difieren entre los procesos químicos. Las propiedades físicas y termodinámicas y las constantes de cinética química difieren, pero no las ecuaciones.



“Process Flowsheeting”

Existe uno o más algoritmos de solución de ecuaciones para cada unidad de proceso para resolver los balances de materiales y energía y calcular el tamaño de los equipos y los costos.

Una librería de subrutinas (procedimientos, módulos o bloques), usualmente escritas en FORTRAN o C, que automatiza esos algoritmos de solución de ecuaciones está en el corazón de los simuladores de proceso.



Hoja de Flujo de Proceso



Hoja de Flujo de Simulación



Introducción a Aspen Hysys Instrucciones breves para el uso de Aspen Hysys:

1. Selección de componentes.

2. Selección del paquete de propiedades termodinámicas.

3. Construcción de una hoja de flujo.

4. Especificación de corrientes conocidas y unidades, composiciones y condiciones.

5. Correr el programa de simulación, e

6. Interpretación de los resultados.



Libro Texto de Diseño de Procesos

Seider, W.D.; Seader, J.D.; Lewin, D.R.; Widagdo, S. Product and Process Design Principles: Synthesis, Analysis and Design. 3rd ed. John Wiley and Sons, Inc. USA. 2009.



Reporte de Laboratorio

1. Indique, ¿Cuáles son las aplicaciones de los Simuladores de Procesos?

2. ¿Cuáles son las ventajas de la simulación?

3. Describa cinco simuladores de procesos comerciales con sus características principales.

4. ¿Cuál es la diferencia entre una hoja de flujo de proceso y una hoja de simulación?



Problemas

Resuelva “manualmente” el problema 01 y el problema 02.

Especifique las fuentes de toda la información que utilice para resolver los problemas.

Incluya en su informe las referencias bibliográficas que ha utilizado para su informe, utilizando el formato que aparece en el “outline” de la asignatura.



Problema 01

What duty is required to heat a stream (1250 kg/s) containing equal molar amounts of methane and ethane from 20°C and 100 bar to 200°C at constant pressure?

¿Qué servicio se requiere para calentar una corriente (1250 kg/s) conteniendo cantidades molares iguales de metano y etano desde 20°C y 100 bar a 200°C a presión constante?



Problema 02

Determine el flujo másico de vapor de benceno saturado a 176.2°F y 1 atm que debe mezclarse con 100 lb·mol/hr de benceno líquido para elevar su temperatura de 25 a 50°F.

Datos: calor latente del benceno en su punto de ebullición normal: 13200 Btu/lbmol; calor especifico del benceno líquido: 0.42 Btu/lb·°F.



HYSYS Utilities

Boiling Point Curves (Curvas de Punto de ebullición)

Proporciona resultados para el análisis de las corrientes similares a los de laboratorio de destilación (TBP, ASTM D86, etc.)

Critical Property (Propiedades Criticas)

Calcula propiedades criticas verdaderas y pseudo criticas para las corrientes.



HYSYS Utilities

Envelope utility (utilitario de Envolvente)

Muestra los valores críticos y diagramas de fase para una corriente.

Pinch utility (Utilitario economizador)

Optimiza el uso de los procesos de intercambio de calor y utilitarios para intercambiadores de calor, LNG’s, enfriadores y calentadores.



HYSYS Utilities

Property Table (Tabla de propiedades)

Examina las tendencias de las propiedades de las corrientes para un rango de condiciones.

Tray sizing (Dimensionamiento de bandejas)

Dimensiona y determina la velocidad secciones existentes o toda la columna (torre)

Vessel sizing (Dimensionamiento de recipiente)



HYSYS Utilities

Vessel sizing (Dimensionamiento de recipiente)

Dimensiona y determina el costo instalado de Operaciones Unitarias de Separación.

Pipe sizing (Dimensionamiento de tuberías)

Calcula la caída de presión o el diámetro de las tuberías.



HYSYS Utilities

Pipe segment (Segmento de tubería)

Simula una amplia variedad de situaciones en tuberías.


Date post:	27-Oct-2015
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