Basico Completo HYSYS

* BY ING. EFRAN TORRICO

Expectativas del Curso Afianzar conocimientos de Operaciones UnitariasEntender la filosofa del HYSYS Definir corrientes Propiedades Fsicas Componentes unidades HerramientasPropiedades termodinmicas

* BY ING. EFRAN TORRICO

*Tema 1Fundamentos de las operaciones unitarias y reactores

Sistema de unidades usadas en Ingeniera

Las unidades usadas, son una mezcla en la industria ya que cada empresa de ingeniera establecida en diferentes paises usan sus propias unidades, generando una mezcla de estas, y pueden ser verificadas al momento de implementar nuevas unidades de proceso y conectarlas al sistemas.

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Tema 1Fundamentos de las operaciones unitarias y reactores


As tenemos por ejemplo

C-F-K-R Atm psia kpa.Joule Hp Watts Metros pulg, Pies- yardas-galon barriles MMFCD, etc.



Unidades molares

Peso Molecular, ejemplo (CH4)

16.04 (kg de CH4)/(kmol de CH4 )

Fraccin molar Xa = (moles A)/(moles totales)


Fundamentos

Leyes de los gases y presin de vaporExisten muchas formas de expresar la presin ejercida por un fluidoPresin absoluta de 100 atm es equivalente a 760 mm de hg a 0C. - 29, 921 plg. de hg - 14.696 lb fuerza/plg2Presin manomtrica es la presin por encima de la absoluta, as 21,5 lb/plg2 equivale a (21,5 + 14,7) = 36,2 lb/plg2 abs.

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Tema 1Fundamentos de las operaciones unitarias y reactores

Fundamentos Ley de Boyle

Al disminuir el volumen de un gas incrementa la densidad numrica y la presin de este se incrementa.

-Ley de CharlesAl incrementar la temperatura la presin sube

-Ley de Dalton

La presin total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales


Diagrama de fases

- Representacin grfica que resume las condiciones en la que existen en equilibrio entre los diferentes estados de la materia y nos permite definir la fase en la que se encuentra una sustancia estable en determinadas condiciones


Diagrama de fases

-

A. Punto triple. Es la temperatura y presin a la cual coexisten los tres estados fsicos para una sustancia.B. Punto crtico. Valor de temperatura a la cual el gas ya no se puede licuar.(gas ideal)C y D. Equilibrio de fases.Lnea A D. Representa el punto de fusin de una sustancia


Diagrama de fases de CO2 y H2O

-


Termodinmica

El objetivo de la termodinmica es predecir la espontaneidad de los procesos

El cambio de energa de un sistema es igual a la energa que le entra desde los alrededores menos la energa que sale a los alrededores

Q - W

Entre un sistema y sus alrededores puede haber intercambio de energa pero la energa total del sistema y sus alrededores es constante


Procesos espontneos

Un proceso espontneo ocurre sin ninguna intervencin exteriorEl proceso espontneo es en una sola direccinProcesos espontneos a una temperatura pueden no serlo a otra temperaturaTodos los procesos espontneos son irreversibles Para que un proceso no espontneo ocurra se debe realizar trabajo sobre el sistema


Entropa

Entropa puede pensarse como una medida del grado de desorden de un sistema

Est relacionada con los distintos modos de movimientos de las molculas


Los cambios espontneos son acompaados por dispersin de energa hacia una forma mas desordenada.

No es posible convertir completamente calor en trabajo.


H S -TS G (-) (+) (-) (-) Espontnea (a cq. T) (-) (-) (+) (-) Espontnea (a BAJA T) (+) No espontnea (a ALTA T) (+) (+) (-) (+) No espontnea (a BAJA T) (-) Espontnea (a ALTA T) (+) (-) (+) (+) No espontnea (a cq. T)


Terminologa

AbsorbedorTorre o columna que facilita el contacto entre el gas natural y otro fluido (aceite de absorcin, glicol o solucin de amina) produciendo una transferencia de masas en el proceso.Aceite de absorcinEs el hidrocarburo lquido que se utiliza para absorber o retirar un componente del gas natural que se procesa.AdsorbenteSubstancia slida usada para remover componentes del gas natural en un proceso.AdsorcinRemocin de ciertos componentes de la corriente de gas que incluye, pero que no se limita a, uno o ms de los siguientes componentes: gases cidos, agua, vapor o

*Tema 1

Fundamentos de las operaciones unitarias y reactores

Terminologa

vapores de hidrocarburos. Estos componentes son adsorbidos en una cama granular de slidos debido a la atraccin molecular hacia la superficie adsorbente.

Amina

Alguna de las alcanolaminas, tales como MEA, DEA, TEA, MDEA, etc. Empleada en el tratamiento de gas natural. Las aminas por lo general se trabajan en soluciones acuosas para remover el sulfuro de hidrgeno o el dixido de carbono de las corrientes de gas.


Terminologa

-Barril

Unidad que se usa en la industria del petrleo para medir los hidrocarburos en estado lquido, equivalente a 42 galones (E.U.A.) de petrleo o de subproductos medidos a 60F y en equilibrio con su presin de vapor. Los productos qumicos pueden venir empacados en recipientes de 55 galones.


Terminologa

Calor de combustin

Es la cantidad de calor que se libera por la combustin completa de una cantidad unitaria de un material. Para el gas natural por lo general se expresa como valor calorfico superior o bruto (normalmente referido para los Estado Unidos de Amrica) y se mide en BTU por pie cbico de gas. El valor calorfico superior o bruto se mide en un calormetro donde el agua producida durante el proceso de combustin ha sido condensada. El calor de condensacin del agua se incluye en el calor total medido. El valor calorfico neto (normalmente referido a Europa) es el que se obtiene cuando el agua obtenida durante el proceso de combustin no se condensa y permanece en estado gaseoso. La diferencia entre el valor calorfico bruto y el neto es la cantidad de calor que se podra recuperar si se condensa el agua producida.


Terminologa

-CalormetroAparato en el cual se determina el valor calorfico de un material combustible, principalmente del gas natural.Colchn de gasFase gaseosa con la cual se asla una fase lquida para evitar que se contamine con aire.Columna empacadaUna columna de fraccionamiento o de absorcin llena con empaques diseados para proveer una superficie relativamente grande por unidad de volumen, que proporciona el contacto requerido entre el vapor que sube y el lquido que descienden dentro de la torre. (complementar con nombres y formas) vale 5puntos


TerminologaCompensacin (peak shaving)El uso de combustible, equipos para producir gas y/o uso espordico de reservas acumuladas en los yacimientos o en las mismas tuberas, con el fin de suplir los requerimientos de gas en los periodos de alta demanda.Comportamiento retrgradoFormacin de una fase de mayor densidad (condensacin), al someter un sistema a una reduccin isotrmica de presin o a un incremento isobrico de temperatura. Tambin puede definirse como la formacin de una fase de menor densidad (vaporizacin), al someter un sistema a un aumento isotrmico de presin o a una reduccin isobrica de temperatura.


TerminologaInvestigar (valor 10 puntos)

Condensacin retrgrada. Condensado Condensado estabilizado Condiciones crticas Constante de equilibrio (valores-k) de un componente Constante del gas (R) Cricondembrico Cricondentrmico Cromatografa Curva de puntos de burbujeo Curva de puntos de roco Deetanizador Debutanizador


Terminologa

Depropanizador Desecante Deshidratacin Desulfuracin Dulce Efecto Joule Thomson Desacidifcacin Estabilizador Estado crtico Expansin adiabtica Expansor o Turbina de expansin Extraccin Factor de absorcin Factor de compresibilidad


Terminologa

Flash o separacin instantnea Fraccionador Gas cido Gas agrio Gas asociado Gas bajo especificaciones de tuberas Gas dulce Gas en solucin Gas natural Gas o vapor saturado Gas rico Gas seco GPM Gravead API


Terminologa

Hidrato Hidrocarburos livianos Inerte Inmiscible Levantamiento artificial por gas Lmite de inflamabilidad Lneas isovolumtricas Liquido saturado LPG O GPL Mercaptanos Nmero Wobbe Odorante Peso en el aire Peso en el vaco


Terminologa

Plantas de procesamiento de gas natural ppm Presin atmosfrica Presin de convergencia Presin de vapor Presin de vapor Red (RVP) Presin y temperatura de burbujeo Presin y temperatura crticas Presin y temperatura de roco. Procesamiento del gas Proceso Claus


Terminologa

Producto desmetanizado Productos del fondo Punto de burbujeo Punto de ebullicin normal Punto de roco Punto triple Razn de compresin Razn de reflujo Reflujo Regin de dos fases


Terminologa

Regin retrgrada Relacin gas - petrleo (GOR O RGP) Separador Sistemas de recoleccin Sulfuro de carbonilo (COS) Tema Tratamiento Vlvula de congelamiento Vapor saturado Fraccin molar Volumen del gas y aire en condiciones normales Diferencia entre condiciones normales y condiciones estandar

Modelo de Proceso Definir el Problema a ser Simulado Iniciar el HYSYS Crear una nueva simulacin Definir el Diagrama de Flujo usando la Interface Grfica*

Esquema de Simulacin Informacin necesaria:

Alimentaciones a la Planta - Flujos, composiciones, condiciones de Temperatura y Presin Informacin de Servicios Auxiliares Informacin a calcular - Balance de Materia, Especificacin de Productos, Cargas trmicas. Informacin de Equipo - Para evaluacin y/o Diseo Tomar Informacin de: Diagramas de Flujo de Proceso Bases de Diseo de Proceso Descripcin del Proceso Cliente Datos de Operacin de la Planta

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Abriendo el HYSYS Abrir el HYSYS

Ir a Inicio (Start) Programas (Programs) Aspentech Aspen Engineering Suite Aspen Hysys 2006 Aspen Hysys Entrada (Enter)

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Abriendo HYSYSDefinir unidades

PreferncesTools*

Abriendo HYSYSVariables*

Abriendo HYSYSDefinir unidadesField*

Abriendo HYSYS Seleccionar File Seleccionar New Case

NewCaseFile*MetanoEtanoPropanoi-ButanoN-Butanoi-Pentanon-Pentanon-Hexanon-Heptano AguaIntroduzca los siguientes componentes

Definir el Modelo Termodinmico La siguiente pantalla aparece y se deber definir: La Termodinmica.Botn para Adicionar Componentes*

Definir el Modelo Termodinmico Seleccionar Add y se sobrepondr una ventana*

Definir el Modelo Termodinmico*

AplicacinMargulesVan LaarWilsonNRTLUNIQUACSistemas binariosAplicableAplicableAplicableAplicableAplicableSistemas de Mltiple componentesAplicacin limitadaAplicacin limitadaAplicableAplicableAplicableSistemas azeotrpicosAplicableAplicableAplicableAplicableAplicableEquilibrio Liquido-LiquidoAplicableAplicableAplicacin limitadaAplicableAplicableSistemas diluidosCuestionableCuestionableAplicableAplicableAplicableSistemas de asociacin individualCuestionableCuestionableAplicableAplicableAplicablePolmerosNo AplicaNo AplicaNo AplicaNo AplicaAplicableExtrapolacinCuestionableCuestionableBuenoBuenoBueno

Definir el Modelo Termodinmico Modelos Termodinmicos en HYSYS

EOSs. Se refiere a las Ecuaciones de Estado mane-jadas por el HYSYS. Tpicamente estas ecuaciones de estado son tiles para simular sistemas basados en hidrocarburos a moderadas, altas, temperaturas y presiones. (Ej. Metano, Etano, Propano, etc.)

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Definir el Modelo Termodinmico Activity Models. Se refiere a los modelos de solucin basados en el clculo de los coeficientes de actividad, estos modelos son tiles para simular sistemas altamente no ideales a moderadas condiciones de temperatura y presin. (Ej. Qumicos, Aldehidos, Cetonas, Etheres, Agua, alcoholes, etc)*

Definir el Modelo Termodinmico Ecuaciones de Estado en HYSYS

GCEOSKabadi Danner Lee-Kesler Plocker MBWR Peng Robinson PRSV Sour PR Sour SRK Soave Redlich Kwong Zudkevitch Joffe*

Definir el Modelo Termodinmico Modelos de Solucin en HYSYS

Chien Null Extended NRTL General NRTL Margules NRTL Uniquac Van Laar Wilson*

Definir el Modelo Termodinmico En la mayora de los casos se usar una ecuacin de estado, y la ms recomendada es la de Peng-Robinson*

*Seleccionar Componentes Regresamos a nuestra ventana anterior y esta nos muestra en la ventana de paquetes actuales de propiedades fsicas que tenemos 10 componentes y se seleccion a la Ecuacin de Estado de Peng-Robinson. Enter Simulation EnvironmentIngresa as Medio Ambiente de Simulacin

*Diagrama de Flujo Ventana del Diagrama de FlujoZoom OutAjusta el Diagrama de Flujo a la PantallaNombre del Diagrama de flujoPantalla de SimulacinBarra de MensZoom InAbre un Nuevo ArchivoMuestra el Balance de Materia y EnergaMuestra el Diagrama de FlujoAbre un ArchivoInicia la SimulacinDetiene la Simulacin

*Definir Corrientes Buscar el icono en la paleta Arrastrar el Icono Clic con el mouse en el Ambiente de simulacin

Definir el Modelo Termodinmico Introducir en temperatura 200 F ,en presin 304 psig. y en flujo 1200 lbmol/h

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*Seleccionar Componentes En caso de que se requiera modificar la termodinmica, hay que presionar el icono con la forma de un matraz.

*Seleccionar ComponentesCree 5 nuevos casos, elija para cada uno un paquete de fluido y guarde en una carpeta de ejercicios con la identificacin de cada fluido:

PRSV Sour PR Sour SRK Soave Redlich Kwong Zudkevitch Joffe En cada nuevo caso cree una segunda corriente de materia variando en un 7% la composicin de la corriente creada anteriormente

Explique las variaciones que tiene la materia prima frente a los cambios de presin y temperatura.

Seleccionar Componentes Si se da el caso de tener componentes Hipotticos, presionar el botn Hypothetical*

Seleccionar Componentes Nuestra ventana cambia de formaPara adicionar un componente hipottico presionar*

Seleccionar Componentes Aparece el men del administrador de componentes hipotticos.Cambiar el Nombre a C7+Si conocemos la estructura molecular *

Seleccionar Componentes Aparece nuestro men para construir nuestra molcula*

Seleccionar Componentes Ejemplo. Construir la molcula del Heptano.

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 = C7H16Una ves definido, salir del men*

Seleccionar Componentes Estructura del componente.La estructura de nuestro componente ha sido definidoEstimar propiedades no definidas*

Seleccionar Componentes Diferentes vistas del MenUna vez definido, salir del menPropiedades CrticasPropiedades VariasPropiedades Trmicas*

Seleccionar Componentes Men de componentes Hipotticos.Adicionar nuestro componente hipottico*

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Ejercicio.

Crear un nuevo casoAdicionar los compuestos Benceno, Tolueno y AireNombrar esta lista como Ejercicio 1-NOMBRE4. Seleccionar el paquete termodinmico Wilson y como modelo de actividad elegir SRK para el vapor

Ejercicios

*Adicionando corrientes

En HYSYS, hay dos tipos de corrientes, Material y Energa (deben especificarse).Existe varias formas para adicionar las corrientes en HYSYS.En este ejercicio, usted adicionar tres corrientes. Cada corriente ser adicionada usando un mtodo diferente de ingreso. Ingresando Corrientes desde la Paleta de Objetos:

Pulsar en la paleta de objetos la flecha azul, es la correspondiente a una corriente de materia, y con el cursor nos colocaremos en el PFD, volvemos a pulsar.Para dar especificaciones a la corriente hacemos doble clic en la corriente y aparece el visor de propiedades de las corrientes. Se puede cambiar el nombre de la corriente simplemente escribiendo un nombre nuevo en la caja Stream Name.

*2. Cambie el nombre de corriente para Benceno y seleccionemos la opcin Composition en el men WorksheetEn HYSYS se puede seleccionar la base para definir las composiciones haciendo clic en la opcin Basis, apareciendo la caja de dilogo siguiente:3 Seleccionamos la opcin para las composiciones Flujo de masa en este caso (Mass Flows), cerramos la caja y regresamos a la caja anterior donde ingresamos los flujos de masa de los componentes

*Ingresar las siguientes flujos msicos.

4. Presione el botn OK cuando se han ingresado todos los flujos de masa. 5. Si regresamos a Condiciones, vemos lo siguienteSe ha actualizado las cantidades de masa y moles de la corriente, pero la corriente no est totalmente especificada para lo cual es necesario ingresar dos parmetros de los que estn indicados con azul y la palabra . La falta de informacin para definir completamente la corriente indica la barra amarilla de la parte inferior. 6. Cerrar el visor de Propiedades de las corrientes.

*2. Ingresando Corrientes desde el Workbook

2. Ingrese el nombre de la corriente, Tolueno en la celda **New**.1. Para abrir o desplegar el Workbook, presione el botn de Workbook sobre la barra de botones.3. Para especificar composicin hacer doble click en de la columna tolueno fila Mass Flow

*3. Al regresar a la ventana del PFD se tiene ahora la nueva corriente ingresada

*1. Pulsando cuando estamos en modo simulacin, aparece el visor de propiedades. En la celda Stream Name Colocamos Aire4 Ingresando Corrientes desde La Barra de Men2. Seleccionamos la opcin Compositions donde se puede cambiar de base de unidades para las corrientes seleccionando Basis, o seleccionando directamente Edit. En este caso ingresamos la corriente como fracciones molares.

*3. Al regresar a la ventana del PFD se tiene ahora la nueva corriente ingresada. Hay 3 corrientes de color azul claro que indica que las corrientes no estn completamente especificadas.

*5.Clculos Instantneos

HYSYS puede efectuar 5 tipos de clculos instantneos sobre las corrientes:

P-T Vf-P Vf-T P-Entalpa Molar T-Entalpa Molar.

Una vez que la composicin de la corriente y dos parmetros cualquiera de temperatura, presin, fraccin de vapor o la entalpa molar son conocidas, HYSYS realiza un clculo instantneo en la corriente, calculando los otros dos parmetros.

*2.3. Clculos Instantneos

HYSYS puede efectuar 5 tipos de clculos instantneos sobre las corrientes:

P-T Vf-P Vf-T P-Entalpa Molar T-Entalpa Molar.

Una vez que la composicin de la corriente y dos parmetros cualquiera de temperatura, presin, fraccin de vapor o la entalpa molar son conocidas, HYSYS realiza un clculo instantneo en la corriente, calculando los otros dos parmetros.

*Con las capacidades instantneas de HYSYS, se calcula el punto de roco y punto de burbuja.

Especificando una fraccin de vapor de 1 y ya sea la presin o la temperatura de la corriente, HYSYS calcular la Temperatura o la Presin de Roco.

Para calcular la Temperatura o la Presin de Burbuja, debe introducirse una fraccin de vapor de 0 y cualquier presin o cualquiera temperatura.

* Ejemplos de Clculos Instantneos

1. Efectuar un clculo instantneo T-P en la corriente Tolueno. Hacer doble clic en la corriente Tolueno

Fijar la presin en 14.7 psia y la temperatura en 90C.

Cual es la fraccin de vapor?

* Respuesta. La fraccin de vapor es 0Nota: El cambio de color de la barra inferior a verde indica que la corriente Tolueno ha sido definida completamente

*2. Efectuar un clculo de punto de roco en la corriente Tolueno. - Hacer doble clic en la corriente Tolueno Establecer la presin en 101.4 kPa (14.7 psia). Borrar la temperatura y Especificar una fraccin de vapor de 1.Cul es la temperatura de punto de roco? Respuesta. La temperatura de Punto de Roco es 100C

*3. Efectuar un clculo de punto de burbuja en la corriente Tolueno.

Establecer la presin en 101.4 kPa (14.7 psia).

Especificar una fraccin de vapor de 0.

Cul es la temperatura de punto de burbuja? Respuesta. La temperatura de Punto de Burbuja es 89.68C

*Ejercicio de clase:Realice el calculo en el flash para esta corriente. Ajuste una presin de 7500 kPa y una temperatura de 10C. Cual es la fraccin de vapor?

Realice el calculo de punto de roco a esta corriente. Fije una presin de 7500 kPa Cual es la temperatura de roco?A continuacin se presenta la composicin de la corriente de gas:

Flujo 100 kg/h

*UTILITIES

Los UTILITIES disponibles en HYSYS

Son un conjunto de herramientas tiles que interactan con su proceso, proporcionando informacin adicional de corrientes o las operaciones.

*Adicionando un Utilitario del Stream Property View

Al igual que con la mayora de objetos en HYSYS, hay un nmero de formas para adicionar utilitarios para corrientes.

El utility Property Table le permite examinar tendencias de propiedades sobre un rango de condiciones en formatos tabulares y grficos. Esta utility calcula variables dependientes para rangos de variable independiente. Realiza grficos con curvas parmetricas.Ejercicio de clase: Un utility Property Table ser adicionado a la corriente Tolueno desde el visor de propiedades de corriente.

*1. Ingresamos al Men Tools para abrir la ventana Utilities.

*2. Hacemos Clic en Utilities y aparece el men Available Utilities. Seleccione Property Table desde el men en la derecha y presione el botn Add Utility. Se mostrar la Property Table.

*3. Presione el botn Select Stream

*4. Seleccione la corriente Tolueno. Presione el botn OK para regresar a la etiqueta Ind. Prop.

*5. Por defecto, la Temperatura es seleccionada como Variable 1, y la Presin es seleccionada como Variable 2.

* Cambiar el Upper Bound (lmite superior) a 100oC Cambiar elLower Bound (lmite inferior) de la temperatura a 85oC . Fijar el nmero de incrementos en 10. Para la Presin variable, use el men desplegable para cambiar Mode a State.

*6. Ingrese los siguientes valores para la presin en State Values: 90 kPa, 100 kPa, 101.3 kPa, 110 kPa, y 120 kPa.

*7. Cambiar a la pgina Dep. Prop. Pulsar Add

*8. Aparece el Variable Navigator para seleccionar la propiedad. Seleccionar Mass Density de la lista desplegada. (Es posible seleccionar mltiples propiedades dependientes)Pulsar OK

*9. Regresamos a Property Table, donde aparece la variable seleccionada. y regresamos a Property Table, donde aparece la variable seleccionada. Pulsar Calculate para calcular la Variable seleccionada (Mass Density) para la corriente Tolueno a temperatura y presin.

*10. La barra verde significa que se ha logrado convergencia en los clculos.

*Luego seleccionar la etiqueta Performance para mostrar la densidad calculada. puede examinar los resultados Property Table, mediante una tabla o en formatos grficos para lo cual en la etiqueta Performance debe hacer click en Table o Plots.

*Seleccione Plots y luego View Plot

*Completando la informacin de las corrientes

Aada las siguientes temperaturas y presiones 101C 15 KPa, 25C y 101 KPaa las corrientes de aire, etanol y tolueno y adicione un caudal de 18 000 kg/h a la corriente Aire. Presionar Enter cada vez que ingrese un dato.

*Guarde estas tres corrientes como: ejercicio #

*EJERCICIO 2. Simular el siguiente proceso: bombeo de agua

Cuanto es el Q? Cual es la temperatura de corriente de salida?Analizar los resultados en una hoja WORD , y grabar el archivo con sus nombres y la fecha en el escritorio. Enviar a: efrajo36hotmail.com

EspecificacionesCantidad / unidadesComponenteAguaPaquete termodinmicoNRTLTemperatura de entrada-20CPresin de entrada101.3 KPaPresin de la corriente de salida202.6 KPaFlujo molar de entrada0.5551 Kmol/h

By Efran Torrico *SOLUCIN DE EJERCICIO DE CLASE:SE BOMBEA AGUA SLIDA?. CONCLUSION: LOS RESULTADOS DE HYSYS DEBEN ANALIZARSE CUIDADOSAMENTE.

* SIMULACIN DE EQUIPOS PARA TRANSFERENCIA DE MASA DIVISOR DE FLUJO (Component Splitter)

Es necesario especificar

Fraccin en la cual la corriente de entrada se divide.

Este equipo puede usarse para simular procesos de separacin no estndares que no se encuentran en Hysys.

*Ejemplo 1

Se desea dividir 226000 lb/h de Amoniaco (-9 F y 225 psig) en dos corrientes una con 30 % y otra con 70 % de la cantidad de masa.Solucin1.Adicionar el componente Amoniaco. Crear la lista de componentes: Lista Divisor ID

2. Seleccionamos el paquete Peng Robinson y darle nombre:

3. Ingresamos al espacio de la simulacin (Enter Simulation Environment)

*Vamos a la paleta de unidades de equipo y seleccionamos Component Spliter (divisor de corriente) y hacemos clic sobre el iconoVamos al espacio de simulacin y hacemos clic con lo cual queda seleccionada esta unidad de equipo

*Definimos las corrientes de entrada y salida, para lo cual hacemos doble clic en la unidad de operacin.Clic en Connections y nombramos a la unidad como Divisor-1 y a las corrientes Alimentacin, Salida-1 y Salida-2

*Y vemos que estos nombres aparecen en las corrientes del diagrama de flujo en el espacio de la simulacin.

*Especificar la corriente alimentacin con la siguiente informacin

EspecificacinCantidadTemperatura-9 FPresin225 PsigFlujo msico226000 lb/hFraccin molar 1

*Al especificar lo anterior, vamos a Conditions y vemos que la barra inferior ha cambiado a verde y se han completado los parmetros que faltabanSi hay otras alimentaciones podemos hacer clic en Define from Other Stream para especificarlas

*Al volver al Diagrama de Flujo, la corriente Alimentacin ha cambiado a color Azul lo cual indica que ha sido especificada completamente.

*Especificaciones de parmetros de operacin del equipo: Doble clic en el equipo y en la pagina de parmetros seleccionar Equal Temperatures.El programa nos indica que no se ha definido la fraccin dividida

*Para especificar la fraccin dividida pasamos a Splits y especificamos 0.3 Para la Salida-1 y automaticamente se definir la salida 2Pero an falta especificar otro parmetro y este puede ser la presin

*En Parameters , especificamos la presin en cada corriente de salida con 225 psig. Como este valor es igual al de la alimentacin, tambin se logran los mismos valores empleando el radio botn Equalize All Stream PressuresLa barra verde indica que se han especificado todos los parmetros para la unidad. Los resultados lo podemos ver en la etiqueta Worksheet.

*Y retornando al PDF vemos todas las corrientes de Azul

* Manipulando el Diagrama de Flujo

Hysys permite al usuario ver las propiedades y tablas e imprimir informacin para el PFD, operaciones unitarias y corrientes.

Para el PFD, clic derecho del mouse y seleccionar Add Workbook Table

*Aparece la ventana para seleccionar lo que deseamos mostrar

*Al hacer clic en Select aparece una tabla con los valores seleccionados

*Tambin se puede mostrar la informacin de forma individual para cada corriente.

Seleccionar la corriente, hacer clic derecho y hacer clic en Show Table

*Y aparece la tabla adjunta para la corriente seleccionadaEste mismo procedimiento lo podemos usar para mostrar informacin de la Unidades de Proceso

*Mezclador (Mixer)

El MEZCLADOR combina varias corrientes de materia de entrada para producir una corriente de salida.

Calcula rigurosamente temperaturas, entalpas, presin, composicin que no se conocen.

Calcula la temperatura teniendo en cuenta el calor de mezclado

*Ejemplo 2.

Se desean mezclar tres corrientes para encontrar la composicin de la corriente mezclada.

Procedimiento:Adicionar la lista de componentes: Benceno, Tolueno y Xileno.

2. Seleccionar Peng Robinson como Fluid package Mezclador-1

3. Insertar en el PFD un mezclador:

*4. Dar nombre a las corrientes de entrada y salida

*5. Si deseamos podemos aumentar o disminuir el tamao de las unidades y la corrientes con la opcin Size Mode

*6. Especificamos las corrientes de alimentacin Todas las corrientes de alimentacin estn a temperatura ambiente(25 oC) y presin atmosfrica (1 atm).

Las composiciones estn en Flujo molar (Kmol/h) y son:

ComponentesCorriente bencenoCorriente ToluenoCorriente XilenoBenceno 102030Tolueno0.511.5Xileno0.250.50.75

*6. EQUIPOS DE TRANSFERENCIA DE CALORLos equipos de transferencia de calor en Hysys son:

*En la paleta de objetos los iconos son:

*CALENTADORESCALENTADOR es un intercambiador de calor en el cual la corriente de entrada es calentada hasta las condiciones de salida requeridas. La corriente de energa provee en este caso la diferencia de entalpa entre las dos corrientes

*Intercambiador de Coraza y Tubos

Ejercicio:

Se desea enfriar 50000 kg/h de Metanol desde 90oC hasta 40oC , para tal efecto se debe usar agua de enfriamiento disponible a 25 oC. y puede calentarse hasta 40oC. La presin de entrada del metanol es 5 atm y se permite una cada de presin de hasta 0.5 atm. La presin de entrada del agua es 6 atm y se permite una cada de presin de hasta 0.6 atm.

*Solucin:1. Crear cuatro corrientes de materia2. Introduzca un intercambiador de coraza y tubos

*Al adicionar el Intercambiador de calor este se ve igual que los enfriadores y calentadores en el PFD.

*En el visor del Intercambiador asociar las corrientes de entrada y salida:

*Observe que en este equipo se puede seleccionar un paquete de fluidos para el fluido de intercambio y de enfriamiento.

By Ing. Efran Torrico *Se considera que el Metanol va por el lado del casco y al agua de enfriamiento por el lado de los tubos.

By Ing. Efran Torrico *Especificaciones de corriente Entrada a la Coraza:

By Ing. Efran Torrico *Especificar la salida de metanol

By Ing. Efran Torrico *Especificamos la entrada del agua:

By Ing. Efran Torrico *Especificamos la Salida del agua:

By Ing. Efran Torrico *Al especificar la ultima corriente se especifica el intercambiador:

By Ing. Efran Torrico *En el worksheet se pueden ver los resultado de los clculos

By Ing. Efran Torrico *Tambin se pueden ver las especificaciones del intercambiar:

By Ing. Efran Torrico *Hay cuatro modelos de intercambiadores de calor:

By Ing. Efran Torrico *El tipo de prdidas de calor solo est disponible para los modelos de clculo Weighted Exchanger Design o End Point Exchanger Design.

By Ing. Efran Torrico *En el modo dinmico no hay esta opcin:

By Ing. Efran Torrico *En el lado de la coraza el campo UA es para especificar el coeficiente de transferencia de calor global. Si no se especifica Hysys lo calcula.

By Ing. Efran Torrico *En esta pagina estn los parmetros del solver que se pueden variar para lograr que el intercambiador converja.

By Ing. Efran Torrico *Los datos de dimensionamiento del intercambiador:

By Ing. Efran Torrico *ENFRIADORESLos enfriadores son intercambiadores de calor en los cuales la corriente de entrada es enfriada a las condiciones de salida requeridas. La corriente de energa absorbe en este caso la diferencia de entalpa entre las dos corrientesEsta operacin es til cuando solo se est interesado en saber cuanta energa es requerida para enfriar una corriente de proceso pero no en las condiciones de la corriente de enfriamiento.

By Ing. Efran Torrico *Ejercicio: Calcular cuanto calor se requiere para enfriar hasta 50C una corriente con las siguientes especificaciones:

EspecificacinValorTemperatura100 CPresin2 atmFlujo 100 kg /hComponentes:

CumenoAguaAmonacoH2SComposicin molar:

0.50.10.20.2

By Ing. Efran Torrico *Seleccione el paquete termodinmico.Ingrese un enfriador al PFDConecte la corriente de alimentacin y una de salida del enfriador.

By Ing. Efran Torrico *

By Ing. Efran Torrico * Asuma una cada de presin de 0.2 atm

By Ing. Efran Torrico *Una vez se especifica la temperatura de salida o el Q de enfriamiento el enfriador queda completamente especificado:

By Ing. Efran Torrico *Solo se emplea modelo de prdida de calor en modo dinmico.

By Ing. Efran Torrico *.Calentador Esta operacin es til cundo solo se est interesado en saber cuanta energa es requerida para calentar una corriente de proceso, pero no en las condiciones del fluido de calentamiento

By Ing. Efran Torrico *En el visor del calentador se observa que esta unidad se emplea de igual forma que el enfriador y tiene las misma pestaas.

By Ing. Efran Torrico *Ejercicio: Calcular cuanto calor se requiere para calentar 150C una corriente con las siguientes especificaciones:

EspecificacinValorTemperatura100 CPresin2 atmFlujo 100 kg /hComponentes:

CumenoAguaAmonacoH2SComposicin molar:

0.50.10.20.2

By Ing. Efran Torrico *Suponga una cada de presin de 0.2 atm.

By Ing. Efran Torrico *Para alcanzar una temperatura de 150C se requiere:

By Ing. Efran Torrico *6.4 AIR COOLERLa unidad AIR COOLER emplea aire ideal como un medio de transferencia de calor para enfriar o calentar una corriente de proceso hasta unas condiciones de salida. Uno o mas ventiladores son empleados para circular el aire a travs de los tubos en el proceso de enfriamieno de fluidos. El flujo de aire puede ser especificado o calculado desde las especificaciones de ventilador. Esta unidad puede emplearse para calcular: El coeficiente global de transferencia de calor (UA) El flujo total de aire La temperatura de la corriente de salida.

By Ing. Efran Torrico *SISTEMAS DE BOMBEO Y CONEXIN A TUBERABombas

La operacin de bombeo es empleada para incrementar la presin de la corriente lquida de entrada. Dependiendo de la informacin suministrada la bomba calcula la presin desconocida, temperatura o eficiencia de la bomba.

By Ing. Efran Torrico *Ejercicio: De un tanque cerrado provisto de un respiradero a la atmsfera se desea bombear agua a 20C, hacia una torre de absorcin. El nivel de lquido en el tanque se encuentra a 7 m sobre el eje de la bomba, el caudal es de 20 m3/h. La conexin de entrada del agua en el tope de la torre se halla a 20 m sobre el nivel del eje de la bomba. La lnea de succin consiste de tubera de acero estndar de 2" (5,08 cm) de dimetro nominal, No. de cdula 40S y 40,0 m de longitud, posee 4 codos estndar y una vlvula de compuerta ("gate") abierta. La lnea de descarga tambin es de acero estndar de 2" (5,08 cm) de dimetro nominal, No. de cdula 40 y 60,0 m de longitud, tiene 2 codos estndar, 2 T usadas como codo y una vlvula de control, la presin manomtrica en la torre de absorcin es de 137,9 kPa (20 psig).

By Ing. Efran Torrico *Solucin:1. Propiedades y composicin de la entrada:

By Ing. Efran Torrico *2. Insertamos un segmento de tubera para la succin al cual denominaremos Hs.

By Ing. Efran Torrico *A este segmento le conectamos las siguientes corrientes:

By Ing. Efran Torrico *Iniciamos el diseo del sistema de tubera seleccionando las correlaciones para clculo de friccin:

By Ing. Efran Torrico *Definimos dimensiones de la tubera, columna esttica y accesorios: Primero aparece las caractersticas que debemos definir en este segmentoClic en el botn Append Segment

By Ing. Efran Torrico *Aparece la informacin bsica para especificar el primer segmento de tubera. El primer segmento que adicionaremos Corresponde a tubera recta: PipePor lo que hacemos clic en View Segment

By Ing. Efran Torrico * Se muestra la ventana Pipe Info. Definimos Schedule 40, Dimetro Nominal 50.80 mm y Cast Iron. Clic en Specify

By Ing. Efran Torrico *Completamos dando la Longitud y Elevacin, con lo cual est definida la tubera recta.

By Ing. Efran Torrico *Ahora definimos los accesorios: 4 codos estndar

By Ing. Efran Torrico *Definimos la transferencia de calor con los alrededores:

By Ing. Efran Torrico *Pasamos al Worksheet para definir Fraccin de Vapor 0 y Temperatura 20C

By Ing. Efran Torrico *Y el PFD aparece ahora como:

By Ing. Efran Torrico *El siguiente paso en la simulacin es adicionar la bomba y la tubera y accesorios que corresponden al lado de la descarga. Conecte las siguientes corrientes a una bomba

By Ing. Efran Torrico *Tubera y accesorios: conecte el siguiente segmento de tubera.

By Ing. Efran Torrico *Especificamos la tubera y accesorios del lado de la descarga

By Ing. Efran Torrico *Transferencia de calor

By Ing. Efran Torrico *Ahora debemos especificar las condiciones de la salida ( Nos interesa la presin de descarga: 20 psig + 14.7 = 34.7 psia y el otro parmetro ser la temperatura)

By Ing. Efran Torrico *Con esto se completa la simulacin, y el PFD se muestra ahora:

By Ing. Efran Torrico * Si deseamos ver la potencia suministrada a la bomba tenemos:

By Ing. Efran Torrico *Destilacin Continua

Columna de Destilacin por mtodos corto (Shotcut column)La Shortcut Column desarrolla los clculos no rigurosos para torres simples con el mtodo Fenske-Underwod.

Con el mtodo de Fenske se calcula el nmero mnimo de platos y el de Underwood calcula la relacin de reflujo mnima.

Con la Shortcut Column se estiman adems: los flujos de vapor y lquido en la seccin rectificadora y despojadora, el Q condensador y Q rehervidor, plato de alimentacin ptimo y nmero de platos ideal.

- Esta unidad da valores iniciales para las torres rigurosas- Est limitado para torres simples.

By Ing. Efran Torrico *Ejemplo 3 Destilacin

Una corriente a razn de 100 kmol/hr con un composicin molar de 50% etanol y 50% n-propanol, es alimentada a una columna de destilacin continua a temperatura ambiente (298 K) y presin atmosfrica (1 atm).

La cada de presin a travs de la columna es despreciable y se usa una relacin de reflujo de 1.5.

Se quiere que el destilado tenga un 93% en mol del etanol y un 5% mol del n-propanol de la corriente de alimentacin.

Disear una columna de destilacin continua para conseguir las especificaciones deseadas usando Shortcut column en HYSYS y reportar el nmero total de etapas, nmero mnimo de etapas, ubicacin de la etapa de alimentacin, relaciones de reflujo mnimo y calculado, concentraciones del destilado final y corriente de fondo, y cargas de calor del rehervidor (reboiler) y condensador.

By Ing. Efran Torrico *Solucin

Adicionar etanol y n-propanol en una component list.2. Adicionar como Fluid package (Destilacin-1) el paquete Geneal NRTL con modelo de vapor SRK3. Clic en el icono de Short Cut Distillation de la paleta de objetos y crear el PDF.

By Ing. Efran Torrico *4. Especificar la corriente de alimentacinEl flujo de alimentacin es equimolar

EspecificacinValorTemperatura298 KPresin101.3 kPaFlujo molar100 Kgmole/h

By Ing. Efran Torrico *5. Definir los parmetros de equipo en la pgina ParametersAl especificar lo anterior se obtiene la relacin minima de reflujo (1.610)

ParmetrosValorLight key Ethanol in Bottoms 0.07Heavy Key n-Propanol in Distillate 0.05Condenser Pressure1 atmReboiler Pressure 1 atm

By Ing. Efran Torrico *6. A partir de la relacin minima de reflujo (Rmin) se calcula por regla de dedo la relacin de reflujo externa (Eternal Reflux Ratio) que es R = 1.5 RminPara este caso R = 1.5 (1.610)Esto completa el diseo de la columna de destilacin usando un mtodo corto.

By Ing. Efran Torrico *Los resultados del balance de materiales lo podemos ver haciendo clic en la etiqueta Worksheet

By Ing. Efran Torrico *Los resultados para el nmero de etapas as como el condensador y rehervidor pueden verse haciendo clic en la etiqueta performance.

By Ing. Efran Torrico *Columna de Destilacin por mtodo RigurosoEjercicio 4.- El Propano y Propileno son muy difciles de separar uno de otro, ya que son componentes con puntos de ebullicin cercanos. No obstante, la destilacin a presin elevada es una tecnologa comn, con tal que exista suficiente nmero de platos en la columna de destilacin.

En este ejemplo, se presentan clculos de una torre con 148 platos reales. El modelo de destilacin SCDS (Mtodo de correccin simultnea) se usa para acomodar un nmero grande de platos, y dar explicacin sobre platos reales. El equilibrio liquido-vapor Propane/propylene y ethane/ethylene son afectados por interacciones entre los componentes. Se usan los parmetros especiales de interaccin binaria para la Ecuacin de Estado de Peng-Robinson para reflejar estas no idealidades

By Ing. Efran Torrico *Compuestos: Propileno, Propano, Etano y n-Butano2. Crear el Fluid package (Destilacin-2) Peng Robinson3. Colocar la corriente de Alimentacin con las siguientes especificaciones

ComponenteFlujo molar (lbmol/h)Etano0.3Propileno550Propano200N-Butano5

Fraccin de vapor0Presin1655 kPa

By Ing. Efran Torrico *Ir a la paleta de unidades de equipo, seleccionar Columna de destilacin

By Ing. Efran Torrico *Hacer doble clic en la columna y aparecer el Distillation Column Input Expert a fin de guiar en el llenado de los datos que definen a este sistema:

En la pgina 1 de 4 ingresar los siguientes datos:

Nmero de etapas : 150 Plato de alimentacin: 110 Nombre de la alimentacin: Alimentacin Tipo de condensador: Total Nombres de las corrientes de materia y energa segn se muestra en la Fig.

By Ing. Efran Torrico *Completada la pgina 1 se habilitar el botn Next. Presionando este pasaremos a la pgina siguiente

By Ing. Efran Torrico *En la pgina 2 de 4 se define el perfil de presin dentro de la columna. Los valores son:

Presin en el condensador: 220 psia Presin en el rehervidor: 250 psia Cada de presin en el condensador: 0 psia

By Ing. Efran Torrico *En la pgina siguiente 3 de 4 se pueden ingresar estimaciones. Estos valores son opcionales y no se consideran en este ejemplo.

By Ing. Efran Torrico *En la pgina siguiente 4 de 4 ingresamos:

Cantidad de destilado liquido: 550 lbmol/h (el equivalente a todo el propileno) Razn de reflujo: 20 Flow basis: molarAl terminar presionamos DONE

By Ing. Efran Torrico *Los datos del sistema quedan completamente definidos..

By Ing. Efran Torrico *Una vez posicionados en el libro de clculo correspondiente a la columna en la hoja Specs se debe notar que las especificaciones establecidas deben ser tales que garanticen que los grados de libertad sean igual a 0 indicando que la columna ya esta lista para ser resuelta

By Ing. Efran Torrico *El proceso exige obtener un destilado en el cual la fraccin molar de propano no sea mayor a 0.04

By Ing. Efran Torrico *Presionando el botn ADD aparece una ventana con todas las posibles variables que pueden ser especificadas.

By Ing. Efran Torrico *Cerramos la ventana y hacemos clic en Run Durante la simulacin puede aparecer algn mensaje de advertencia el cual podemos omitir

By Ing. Efran Torrico *Cuando termina la simulacin aparece la barra verde que nos indica que la simulacin ha terminado y se ha logrado convergencia.

By Ing. Efran Torrico *Ahora pasamos a revisar los resultados de la simulacinNotar que la mayora de los datos de inters aparecen en la hoja MONOITOR as como los perfiles de las variables tales como temperatura, presin, flujos de lquido y vapor se hallan presentados en PROFILE

By Ing. Efran Torrico *Los resultados del caso principal pueden verse en el WORKBOOK desplegando la informacin detallada:

By Ing. Efran Torrico *LAS COMPOSICIONES DE LA CORRIENTES SON:

By Ing. Efran Torrico *Con lo cual la columna esta completamente especificada

By Ing. Efran Torrico *DESTILACIN FLASH (SEPARATOR)La operacin de Separacin (Separator) permite varias entradas y produce una corriente de vapor y una de lquido con diferentes concentraciones. En estas unidades tambin se llevan a cabo reacciones.

By Ing. Efran Torrico *Ejercicio :

1 kmol/hr de una corriente que contiene:

Benceno (40 mol%)Toluene (30 mol%)O-xylene (30 mol%)

Ingresa a una unidad flash a 373 K y 1 atm.

Seleccione el paquete termodinmico.

By Ing. Efran Torrico *A continuacin se introducen las corrientes de entrada y salida del separador

By Ing. Efran Torrico *Una vez se especifican las composiciones, P, T y Flujo molar de la corriente de alimentacin se especifica completamente el separador.

By Ing. Efran Torrico *Adems de calcular las condiciones de salida, se dimensiona el equipo. Observe que se puede seleccionar 3 tipos de separadores.

By Ing. Efran Torrico *Los Separadores de 3 Fases permite varias alimentaciones y produce una salida de vapor y dos de lquido, una fase pesada y una lviana. Esta corriente tiene un icono diferente en la barra de objetos.

By Ing. Efran Torrico *Si se elije la opcin Separador de 3 fases se requiere insertar una nueva corriente para que se especifique toda la unidad.

By Ing. Efran Torrico *Los Separadores, permite varias alimentaciones y produce una salida de vapor y una lquida en equilibrio.

By Ing. Efran Torrico *Los Tanques permiten varias alimentaciones y produce una salida de vapor y una lquida en equilibrio.

By Ing. Efran Torrico *Si se elije la opcin tank no se requieren nuevas especificaciones.

By Ing. Efran Torrico *Adems de calcular las condiciones de salida, tambin se dimensiona el equipo.

By Ing. Efran Torrico *Dimensionamiento bsico

Se debe especificar la orientacin del separador: Horizontal o vertical en la pestaa Rating

By Ing. Efran Torrico *Selecionar la geometra del contenedor :

Dependiendo de la orientacin seleccionada, algunas de las geometras no estarn disponibles. Los contenedores Ellipsoidal and Hemispherical cylinder solo estn disponibles para la orientacin horizontal.

By Ing. Efran Torrico *Especificar algunas de las siguientes medidas: Volumen, Dimetro, o altura (la longitud se emplea cuando la orientacin del tanque es horizontal).O use el botn Quick Size que establece valores predeterminados

By Ing. Efran Torrico *En la opcin de dimensionamiento se pueden ingresar los datos o con la opcin Quick Size se obtiene la estimacin.

By Ing. Efran Torrico *Seleccione segn el caso si el contenedor tiene un desnebulizador.

By Ing. Efran Torrico *Se debe especificar el dimetro y altura del Desnebulizador.

O se puede calcular con el botn Quick Size que por defecto:

Calcula la altura del desnebulizador como 1/3 de la altura del tanque.

Calcula el dimetro del desnebulizador como 1/3 del dimetro del tanque.

By Ing. Efran Torrico *Active el botn Weir para adicionar un Weir al tanque. Esta opcin solo est disponible para la geometra Flat cylinder.

By Ing. Efran Torrico *En la pestaa Rating en la pgina C. Over Setup.All puede seleccionar el tipo de Carry Over ModelCarry Over Model se refiere a las condiciones en las cuales el lquido entra en la fase vapor o el vapor entra en la fase lquida. Esto es causado por la turbulencia que causa la corriente de entrada al contenedor.

En Hysys se puede modelar este efecto especificando la fraccin de la corriente de entrada o de salida, o empleando la correlacin disponible.

By Ing. Efran Torrico *En la pgina C.Over Setup se puede escoger seis tipos de modelos de flujo carryover en la alimentacin o productos: Light liquid in gas, Heavy liquid in gas, Gas in light liquid, Heavy liquid in light liquid, Gas in heavy liquid, Light liquid in heavy liquid.

By Ing. Efran Torrico *Notas:

Si solo se especifica el volumen cilndrico total, la relacin L/D es por defecto.

La altura de lquido en un tanque cilndrico vertical se relaciona linealmente con el volumen del lquido.

No hay una relacin lineal en el caso de tanques esfricos y cilndricos horizontales.

By Ing. Efran Torrico *En el rea Liquid Level, especifique el nivel del lquido como un porcentaje del volumen total del contenedor. El valor predeterminado es 50%.

El volumen de liquido se calcula el producto del volumen del tanque y la fraccin de nivel de lquido.

By Ing. Efran Torrico *Para adjuntar una corriente de energa a uno se estos equipo se debe presionar Crtl y acercar el puntero al equipo en el cuadro rojo y arrastrarSi se adjunta una corriente de energa a un Separador, separador de tres fases o tanque seleccionar si es calentamiento o enfriamiento. Si conoce este valor especifquelo en Duty field.

By Ing. Efran Torrico *Se alimenta la siguiente corriente alimentacin a una unidad flash (separator):

1 kmol/hr de una corriente que contiene:

Benceno (40 mol%)Toluene (30 mol%)O-xylene (30 mol%)

Considere que no hay cada de presin.No hay entrada de calor.

Responder las siguientes preguntas:


Si la alimentacin est a 385 K y 1 atm. Cul es la composicin de las corrientes de salida?

2. Si la alimentacin est a 385 K y tiene una fraccin de vapor de40% p/p. Cul es la presin a la cual opera la unidad flash? y Cul es la composicin de las corrientes de salida?

3. La unidad flash opera a 1 atm y tiene una fraccin de vapor de 30%. Cual es la temperatura a la cual opera la unidad flash? y Cal es la composicin de las corrientes de salida?

4. La unidad flash opera a 1 atm y se desea que la fraccin separada de tolueno en la fase lquida sea 0.65. Computar la temperatura a la cual opera la unidad flash y la composicin de las corrientes de salida?

By Ing. Efran Torrico *Respuestas

Pregunta 1:Pregunta 2:

By Ing. Efran Torrico *Pregunta 3: Pregunta 4:

No es posible separar el 65% del tolueno para que salga por la corriente lquida a una presin de 1 atm.

La mxima separacin que se logra es de 0.15 kmol/h es decir del 50% a una temperatura de 99.7349C

By Ing. Efran Torrico *Vessel Sizing Utility

La Vessel Sizing utility permit dimensionar y costear separaores, tanques y reactores. Para obtener mejores resultados Hysys permite realizar cambios en los parmetros

La utilidad Vessel Sizing sirve para dimensionar equipos a partir de condiciones de operacin dadas o tambin a partir de modelos propios de dimensionamiento.

Esta utlility reporta datos sobre la geometra del equipo (dimetro, altura..), las especificaciones de los materiales de construccin (espesor, esfuerzos,.) y los costos de construccin en dlares (a partir de una ecuacin propia con coeficientes definidos por el usuario).

By Ing. Efran Torrico *En el meu Tool seleccionar Utilities presione CTRL+U

2. De la lista disponible seleccionar Vessel Sizing.

3. Click en el botn Add Utility button, aparece entonces el Vessel Sizing property view.

By Ing. Efran Torrico *En esta ventana se debe seleccionar el objeto y se da el nombre de la Utility:Al resolver la simulacin se debe desactivar esta Utility chequeando Ignored checkbox

By Ing. Efran Torrico *En la ventana Select Separator seleccionar el objeto y presionar OK con o cual la Utility queda totalmente especificada.

By Ing. Efran Torrico *En la pestaa Design en la pgina Connections se encuentra el botn Set Default lo que quiere decir que se fijan los parmetros por defecto establecidos por Hysys

By Ing. Efran Torrico *En la pestaa Design en la pgina Sizing se selecciona de la lista Avaliable Especification las especificaciones que se quieren usar. Seleccione de la lista la especificacin Max Vap Velocity y presione el botn Add Spec con lo cual dicha especificacin queda en la lista Active Specifications

By Ing. Efran Torrico *El botn Remove Spec quita de la lista activa las especificaciones pero deben quedar siempre mnimo tres especificaciones.

Esas especificaciones establecidas por Hysys son modificables.

La Utility se recalcula luego de realizar algn cambio en la simulacin.

By Ing. Efran Torrico *En la pestaa Design en la pgina Construction se especifican los siguientes parmetros:

By Ing. Efran Torrico *En la pestaa Design en la pgina Costing se especifican los coeficientes para el anlisis de costos


El botn Cost Equation Help muestra la ecuacin de costos empleada en Hysys.

By Ing. Efran Torrico *Los resultados de los costos despliegan los costos base del contenedor, plataforma, todo en US dollars.

By Ing. Efran Torrico *Los resultados de dimensionamiento se presentan en la pestaa Performance en la pgina Sizing Results.

By Ing. Efran Torrico *5.5 Columnas de Absorcin de Gases

La absorcin de gases es una operacin en la cual una mezcla de gases se pone en contacto con un lquido, a fin de disolver de forma selectiva uno o ms componentes en el gas y obtener una solucin de estos en el lquido. En Hysys estn disponible columnas de absorcin de gases. Este equipo en la paleta de objetos tiene el siguiente icono.

By Ing. Efran Torrico *Ejercicio 10:

El CO2 es absorbido en carbonato de propileno (propylenecarbonato) .

La corriente del gas de entrada es 20 % mol CO2 y 80 % mol metano, este fluye a razn de 2 m3/s y la columna funciona en 60C y 60.1 atm.

El flujo de solvente de la entrada es 2000 kmol/hr.

Use HYSYS para determinar la concentracin de CO2 (%mol) en la corriente del gas de la salida, la altura de la columna (m) y el dimetro de la columna (m).

By Ing. Efran Torrico *Solucin

Crear la lista de componentes y seleccione el paquete termodinmico SourPR.

2. Introduzca 4 corrientes de materia con los siguientes nombres y especificaciones:

Entrada SolventeGases entradaPresin60.1 atm60.1 atmTemperatura60F60FFlujo2000 kmole/h7200 m3/hXco200.2XCH400.8Xcarbonate10

By Ing. Efran Torrico *3. Introducir una Columna de absorcin seleccionar el icono "Absorber de la paleta de objetos. Hacer doble clic en la columna T-100 para abrir la ventana del Absorber Column Input Expert la cual consta de 4 pginas.

By Ing. Efran Torrico *En la primera pgina se asignan las corrientes de entrada y salida a la columna de absorcin de gases. Se considerar una columna en contracorriente.Cuando se ha completado la informacin, se activa el botn Next.

By Ing. Efran Torrico *La opcin Top Stage Reflux es para adicionar bombas laterales en la etapa seleccionada.

By Ing. Efran Torrico *Se puede seleccionar el orden en el cual se numerar las etapas y el nmero de etapa (que por defecto son 10).

By Ing. Efran Torrico *Haciendo clic en Next se abre la pgina 2. Colocar las presiones del tope y el fondo (60.1 atm) en cada lado.

By Ing. Efran Torrico *En la pgina 3 se especifican las temperaturas del tope y el fondo (opcional), colocamos 60 C en cada lado.

By Ing. Efran Torrico *Si se da clic en el botn Side Ops> aparece la siguiente ventana. En este caso no emplearemos esta opcin.

By Ing. Efran Torrico *Presionando Done aparece la siguiente ventana.El color rojo de la barra inferior indica que los clculos no se han efectuado, por lo que hacemos clic en el botn Run para efectuar la simulacin.

By Ing. Efran Torrico *Cuando terminan los clculos esta barra se torna verde.

By Ing. Efran Torrico *En la pgina monitor los perfiles.

By Ing. Efran Torrico *Se pueden hacer diferentes especificaciones desde aqu:

By Ing. Efran Torrico *Se observan los perfiles por etapa de los flujos de vapor y liquido.

By Ing. Efran Torrico *Se observa la composicin del lquido o del vapor en cada etapa o se pueden especificar de all.

By Ing. Efran Torrico *Se especifica la eficiencia por etapa, puede ser global o por componente. Por defecto la eficiencia es 1.

By Ing. Efran Torrico *Especificando la eficiencia por etapa para cada componente.

By Ing. Efran Torrico *En esta pgina se especifican las opciones del mtodo numrico para solucionar la columna.

By Ing. Efran Torrico *En esta pgina se especifican valores de diseo de la torre:

By Ing. Efran Torrico *Hysys permite especificar all :

Tipo de columna: empacada, vaca etc. Dimetro de la columna.Volumen empacado de columnaVolumen vaco de columnaSi se consideran o no prdidas de calor y seleccionar el modelo para esto.Entre otros.

By Ing. Efran Torrico *En esta pgina se especifican los parmetros de diseo de la columna de absorcin:

By Ing. Efran Torrico *Aqu se manipulan las opciones de solucin del perfil de presin en la columna

By Ing. Efran Torrico *En la pestaa performance hay varias pginas que muestran los resultados de los clculos:

By Ing. Efran Torrico *En estos equipos tambin se llevan a cabo reacciones:

By Ing. Efran Torrico *Vamos al Workbook y vemos la composicin de las corrientes.

By Ing. Efran Torrico *5.5.1 Dimensiones de los platos Vamos al men 'Tools' y seleccionamos 'Utilities'. Desplegamos la barra y seleccionamos 'Tray Sizing'.Clic en el botn 'Add Utilities' y se abre una ventana 'Tray Sizing'

By Ing. Efran Torrico *Con la Utility Try Sizing se pueden realizar los clculos de diseo y dimensionamiento en parte o en toda la columna ya calculada.

La informacin de la torre y el empaque se puede especificar. Los resultados incluyen el dimetro de la torre, cada de presin, flujos y dimensiones de a torre.

Esta Utility esta disponible solo para las columnas con flujos de vapor-liquido. Por lo tanto no se puede usar para columnas de extraccin lquido-lquido

By Ing. Efran Torrico *Clic en el botn Select TS

By Ing. Efran Torrico *Aparece la siguiente ventana para elegir la columna a dimensionar:Hacemos la seleccin y luego clic en OK

By Ing. Efran Torrico *Clic en el botn Auto Section

By Ing. Efran Torrico *Aparece la siguiente ventana para seleccionar el tipo de plato. En este caso seleccionamos platos perforados (Sieve) y aparece una ventana con las dimensiones de los platos.Para ms informacin presionar el botn Next

By Ing. Efran Torrico *Aparece esta ventana con toda la informacin de dimensionamiento la cual puede modificarse si se conservan las relaciones entre los parmetros.Presionar el botn Complete Autosection

By Ing. Efran Torrico *Para ver los parmetros internos de la columna.

By Ing. Efran Torrico *En la pestaa Design en la pgina Specs :

En la seccin Name field se especifica el nombre de cada seccin.

De la lista desplegable End Tray seleccione el nmero de la etapa donde la seccin empieza

De la lista desplegable End Tray seleccione la etapa donde termina a seccin.

De la lista desplegable Internal seleccione el tipo de plato usado en esa seccin. La opciones son: Sieve, Valve, Packed or Bubble Cap.

De la lista desplegable Mode seleccin alguno de los modelos de clculo: Design and Rating.

By Ing. Efran Torrico *5.5.2 Columna con Relleno

Seguimos el procedimiento anterior hasta simular la columna con PlatosLuego vamos al men 'Tools' y seleccionamos 'Utilities'. Desplegamos la barra y seleccionamos 'Tray Sizing'.

Clic en el botn Select TS , hacemos la seleccin y luego clic en OK

Clic en el botn Auto Section y seleccionar el tipo de plato. En este caso seleccionamos platos empacados (Packed) . Se debe escoger de la lsta desplegable el tipo de empaque a emplear :

By Ing. Efran Torrico *Clic en Next

By Ing. Efran Torrico *Y aparece una ventana con las dimensiones de los platos.

Presionar el botn Complete Autosection

By Ing. Efran Torrico *Seleccionamos la etiqueta Performance. Vemos un dimetro de 1.524 m

By Ing. Efran Torrico *Ejercicio : Absorcin de acetona en una torre con etapas a contracorriente.

Se desea absorber 90% de la acetona de un gas que contiene 1% mol de acetona en aire en una torre de etapas a contracorriente. El flujo gaseoso total de entrada a la torre es 30.0 kg mol/h, y la entrada total de flujo de agua pura que se usar para absorber la acetona es 90 kg mol H2O/h. No hay cada de presin. El nmero de etapas requeridas para esta separacin es 20.

A que temperatura y presin debe trabajar la torre?

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Basico Completo HYSYS