spee con pro ii
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INTRODUCCION AL USO DEL SIMULADOR PRO II
Objetivo
Introducir a los presentes en el conocimiento de
herramientas de cálculo imprescindibles en el diseño
y análisis de procesos.
• Ingeniería de Procesos
• Características de los simuladores
• Herramientas comerciales
• Clasificación y tipo de simuladores
• Partes de un simulador
Introducción a la SPEE
Ingeniería de Procesos
• Estudio de Viabilidad Técnica
• Ingeniería Conceptual
• Ingeniería Básica
• Ingeniería de Detalle
• Asistencia Técnica Operativa: diseño y remodelación de unidades.
Ingeniería de Procesos
La llave para el desarrollo de cualquier proyecto es un buen Balance de Materia y Energía (BME)
…porque está asociado a:
• Transferencia de Materia: columnas de destilación, absorbedoras, extractoras, flash, acumuladores.
• Transferencia de Calor: Hornos, Intercambiadores de Calor, Calderas.
• Transferencia de Cantidad de Movimiento: Bombas, compresores, tuberías.
Características de los simuladores
SIMULACION DE PROCESOS: herramienta informatica que maximiza la produccion y optimiza los recursos.
… ya que:
• Genera rapidos y precisos BME.
• Permite diseñar nuevas plantas.
• Permite chequear unidades existentes.
• Proporciona información necesaria para el diseño o verificación de equipos, servicios auxiliares, realización de estimaciones de Inversión, etc.
Características de los simuladores
• Permite la evaluación de todas las corrientes del proceso.
• Permite la evaluación de cambios en las condiciones de proceso, condiciones de alimentación y distintos escenarios de producción.
• Permite el seguimiento de variables para determinar politicas de mantenimineto o limpieza de equipos.
Características de los simuladores
Un simulador de procesos es un sistema “lógico”
• El resultado depende exclusivamente de los datos que aportemos.
MALOS DATOS = MALOS RESULTADOS
• Al automatizar la realización de los balances, los elimina como una etapa limitante para convertirlos en tiempos del orden de segundos.
Herramientas Comerciales
•PRO II-HYSYS-ASPEN PLUS-CHEMCAD Simuladores de Procesos en estado estacionario.
•HEXTRAN-ACX-STX-SUPERTARGET- HTFS (TASC, ACOL, MUSE) Simuladores de equipos de intercambio de calor y redes.Pinch Análisis
•FRNC-5 - FIHR Simulación de Hornos de Procesos - Diseño y Chequeo.
•INPLANT - PIPEPHASE Simulación de redes de cañerías.
•EMPRO Simulación de sistemas de tratamientos de efluentes.
•HYSYS DINAMICO Simulación dinámica.
Clasificación y tipo de simuladores
• Según su estructura:
• Estructura Fija: dado el diagrama de flujo, a partir de él se genera la herramienta computacional. Sirve solo para el PFD que lo generó.
• Estructura Modular: cada OP Unitaria es representada por un modulo que realiza el BME de cada equipo.
• Equipos reales: columnas, bombas, compresores…• Equipos virtuales: Splitter, Mixer
Clasificación y tipo de simuladores
• Según su modo de operación:
• Modo Diseño: obtención de parámetros de planta
• Etapas teóricas para una separación.• Área de intercambio de calor…
• Modo Desempeño: para una planta dada, evaluación del desempeño.
• Cambios de carga• Cambios en las condiciones de operación…
Clasificación y tipo de simuladores
• Tipo de Simuladores:
• Simuladores en Estado Estacionario (SEE)• Ecuaciones algebraicas lineales o no-lineales.• No entra la variable tiempo.• Proporciona información de las corrientes de proceso y
datos básicos de diseño de equipos.
• Simuladores Dinámicos• Ecuaciones diferenciales a derivadas parciales.• Comportamiento temporal y espacial del proceso.• Inconveniente: gran memoria necesaria.• La mayor parte de las simulaciones dinámicas
comienza con una SEE.
Partes de un simulador
• Fase de Entrada (INPUT)
• Fase de cálculo
• Fase de Salida (OUTPUT)
INPUT
TRABAJOOUTPUT
PREPROCESAMIENTOCALCULO
OUTPUT
INPUT
Partes de un simulador
Fase de Entrada (INPUT)
• General: tipo de proceso, fecha…
• Dimensión: unidades de trabajo.
• Componentes:• Componentes Puros• Cortes de composición indefinida.
Partes de un simulador
Fase de Entrada (INPUT) cont…
• Termodinamica• Correlación termodinamica.• Metodos de calculo de densidades, entalpía, …
• Corrientes• Corrientes de alimentación.• Inicialización de reciclos.
• Operaciones Unitarias: unidades de proceso.
Partes de un simulador
Fase de cálculo
Se efectúan los BME en todas las operaciones unitarias
• Si converge solución• No converge mensaje aclaratorio
MÓDULO UNITARIO BME
• Columnas• Intercambiadores
• Compresores• Bombas
• …
Fase de salida - OUTPUT
Sumario de equipos: condición térmica de cada entrada y salida. BME Sumario de composiciones de cada corriente: en las unidades que uno
quiera, %, fracciones o rates. Sumario de propiedades de cada corriente: propiedades físicas y de
transporte de cada fase. Salidas standard o personalizadas: reducidas - expandidas o con cambio de
unidades.
Fase de salida – OUTPUT
SUMARIO DE EQUIPOS: CONDICION TERMICA DE CADA ENTRADA Y SALIDA. BME
UNIT 3, 'M-1107E1' OPERATING CONDITIONS DUTY, M*KCAL/HR .243 LMTD, C 28.781 F FACTOR (FT) 1.000E-04 MTD, C 2.878E-03 U*A, KCAL/HR-C 84350464.196 HOT SIDE CONDITIONS INLET OUTLET ----------- ----------- FEED NL1 LIQUID PRODUCT NL2 LIQUID, KG-MOL/HR 59.277 59.277 K*KG/HR 4.548 4.548 CP, KCAL/KG-C .766 .583 TOTAL, KG-MOL/HR 59.277 59.277 K*KG/HR 4.548 4.548 CONDENSATION, KG-MOL/HR .000 TEMPERATURE, C 143.410 62.441 PRESSURE, KG/CM2 13.400 12.900
.
Fase de salida – OUTPUT
COLUMN SUMMARY ---------- NET FLOW RATES ----------- HEATER TRAY TEMP PRESSURE LIQUID VAPOR FEED PRODUCT DUTIES DEG C KG/CM2 KG-MOL/HR M*KCAL/HR ------ ------- -------- -------- -------- --------- --------- ------------ 1C 36.0 11.00 126.8 47.4L -.7861 2 65.8 13.00 144.0 174.2 3 73.1 13.01 145.4 191.4 4 76.6 13.03 145.3 192.8 5 78.8 13.04 144.3 192.7 6 80.7 13.06 142.4 191.7 7 82.8 13.07 139.2 189.8 8 85.8 13.09 134.1 186.6 9 90.4 13.10 126.5 181.5 10 97.5 13.11 227.8 173.9 106.7M 11 101.4 13.13 232.5 168.6 12 103.6 13.14 234.8 173.2 13 105.0 13.16 236.1 175.5 14 105.9 13.17 236.8 176.8 28 132.2 13.37 235.9 176.9 29 137.3 13.39 235.1 176.7 30R 143.4 13.40 175.9 59.3L .8100
Fase de salida – OUTPUT
TRAY NET VAPOR RATES AND DENSITIES --------------- RATES --------------- TRAY MW ACTUAL DENS Z FROM NORMAL ACTUAL KG/M3 DENSITY K*KG/HR K*M3/HR K*M3/HR ---- -------- ------------ -------- ----------- ----------- ----------- 2 50.780 28.84802 .79637 8.846 3.905 .307 3 53.428 30.08583 .78737 10.224 4.289 .340 4 54.581 30.58112 .78414 10.525 4.322 .344 5 55.178 30.79950 .78302 10.633 4.319 .345 6 55.588 30.90324 .78293 10.656 4.297 .345 7 56.003 30.95689 .78357 10.629 4.254 .343 8 56.566 30.98270 .78506 10.557 4.183 .341 9 57.428 30.98420 .78772 10.424 4.068 .336 10 58.770 30.98305 .79167 10.221 3.898 .330 11 60.485 31.87287 .78458 10.196 3.778 .320 12 61.365 32.32860 .78102 10.627 3.882 .329 13 61.852 32.58397 .77906 10.858 3.935 .333 14 62.142 32.73939 .77789 10.989 3.964 .336 15 62.334 32.84450 .77714 11.068 3.980 .337 16 62.482 32.92593 .77660 11.120 3.989 .338 25 66.429 34.47702 .76957 11.747 3.963 .341 26 67.623 34.93107 .76734 11.952 3.962 .342 27 68.999 35.45329 .76473 12.200 3.963 .344 28 70.549 36.02699 .76186 12.479 3.965 .346 29 72.300 36.64171 .75892 12.772 3.959 .349 30 74.328 37.30873 .75588 13.071 3.942 .350
Fase de salida – OUTPUT
TRAY RATING RESULTS PRES DOWNCOMER TRAY VAPOR LIQUID VLOAD DIAM FF DROP GPM/LWI BACKUP, PCT CFS HOTGPM CFS MM KG/CM2 GPM/IN TRAY SPACING ---- ----- ------ ----- ------ ---- ------ -------- ------------ 2 3.334 71.2 .859 1400.0 26.3 .004 1.4 23.60 3 3.376 74.2 .879 1400.0 27.1 .004 1.5 23.84 4 3.387 75.2 .885 1400.0 27.3 .004 1.5 23.91 5 3.383 75.4 .886 1400.0 27.3 .004 1.5 23.92 6 3.368 75.0 .882 1400.0 27.2 .004 1.5 23.89 7 3.342 74.1 .874 1400.0 27.0 .004 1.5 23.81 8 3.300 72.6 .861 1400.0 26.5 .004 1.5 23.66 9 3.236 70.1 .840 1400.0 25.9 .004 1.4 23.44 10 3.358 130.7 .875 1400.0 29.8 .004 2.6 26.33 11 3.225 135.1 .853 1400.0 29.4 .004 2.7 26.54 12 3.269 137.5 .869 1400.0 30.0 .004 2.8 26.72 13 3.293 138.9 .879 1400.0 30.3 .004 2.8 26.82 14 3.306 139.7 .884 1400.0 30.5 .004 2.8 26.88 15 3.313 140.2 .887 1400.0 30.6 .004 2.8 26.91 16 3.317 140.6 .890 1400.0 30.7 .004 2.8 26.94 17 3.320 140.9 .891 1400.0 30.8 .004 2.8 26.97 18 3.321 141.2 .893 1400.0 30.9 .004 2.8 26.99 19 3.322 141.6 .895 1400.0 30.9 .004 2.8 27.01 20 3.323 142.0 .897 1400.0 31.0 .004 2.8 27.05 21 3.325 142.6 .900 1400.0 31.1 .004 2.9 27.09 22 3.328 143.4 .904 1400.0 31.3 .004 2.9 27.14
Sumario de composiciones de cada corriente: EN LAS UNIDADES QUE UNO QUIERA, %, FRACCIONES O RATES.
STREAM ID DEJ152 D7A FONDO05 FUELGAS NAME
PHASE LIQUID MIXED LIQUID VAPOR
FLUID RATES, KG/HR
1 H2 .0000 .0000 .0000 .0000
2 METHANE 1.1988 3.4616 2.2017E-05 4.6604
3 ETHANE 38.8093 54.8493 24.0450 69.6137
4 PROPANE 415.9035 367.7703 595.4493 188.2245
5 IBUTANE 559.7320 237.0282 702.5046 87.1508
6 BUTANE 809.7636 109.7297 650.4454 60.5899
7 1BUTENE 17.4205 .0000 14.9239 1.6352
8 2MB 1363.0474 .0000 5.5603 .2299
9 PENTANE 809.4051 .0000 1.5012 .0553
10 CP 41.2403 .0000 6.1227E-03 1.5522E-04
11 22MB 312.9609 .0000 .0124 2.6203E-04
12 2MP 920.2371 .0000 4.5910E-03 7.0273E-05
13 3MP 361.6008 .0000 9.9974E-04 1.4093E-05
14 HEXANE 281.9217 .0000 1.5416E-04 1.7219E-06
15 BENZENE 248.3806 .0000 3.8579E-04 5.2218E-06
Sumario de propiedades de cada corriente: PROPIEDADES FISICAS Y DE TRANSPORTE DE CADA FASE.
STREAM SUMMARY
==============================================================================
STREAM ID DEJ152 D7A FONDO05 FUELGAS
NAME
PHASE LIQUID MIXED LIQUID VAPOR
----- TOTAL STREAM -----
RATE, KG-MOL/HR 90.324 16.346 37.944 9.449
K*KG/HR 6.182 .773 2.038 .412
STD LIQ RATE, M3/HR 10.000 1.500 3.676 .844
TEMPERATURE, C 45.000 45.000 52.305 39.573
PRESSURE, KG/CM2 15.100 15.100 11.200 11.000
MOLECULAR WEIGHT 68.438 47.281 53.709 43.620
ENTHALPY, M*KCAL/HR .144 2.891E-02 6.230E-02 4.117E-02
KCAL/KG 23.284 37.413 30.569 99.884
MOLE FRACTION LIQUID 1.0000 .8428 1.0000 .0000
REDUCED TEMP (KAYS RULE) .7043 .8457 .8100 .8665
PRES (KAYS RULE) .4152 .3592 .2823 .2527
ACENTRIC FACTOR .2213 .1566 .1777 .1446
WATSON K (UOPK) 13.107 14.616 14.035 15.183
STD LIQ DENSITY, KG/M3 618.162 515.226 554.425 488.309
SPECIFIC GRAVITY .6188 .5157 .5550 .4888
API GRAVITY 97.179 142.866 123.468 157.990
SPEE con PRO II
Iniciando PRO II Para introducirnos en el simulador debemos clickear
en el icono que aparecerá en nuestro escritorio
Al iniciarse el programa aparecerá una pantalla
como se muestra a continuación:
PROII 7.1.lnk
Iniciando PRO II
Le damos OK y seleccionamos File del menú
Explorando el entorno de trabajo
Operaciones:OpenCloseSaveImportExport
Se puede definir, crear y visualizar el output de la simulación
Adherir lineas, texto y objetos al dibujo
Accede a la ayuda on-line del simulador
Explorando el entorno de trabajo
• Barra de Herramientas
Despliega las opciones de corrientes y operaciones unitarias.
Abre un cuadro donde se pueden escribir detalles del modelo.
Permite seleccionar el Sistema de Unidades.
Explorando el entorno de trabajo
Permite acceder a la librería de componentes y seleccionarlos.
Permite especificar datos de componentes que no estan presentes en la librería.
Permite seleccionar el paquete termodinámico a utilizar.
Permite buscar un equipo determinado en el flowsheet que se está utilizando.
Permite buscar una corriente determinada en el flowsheet que se está utilizando.
Dispara el proceso de cálculo.
Explorando el entorno de trabajo
Previamente seleccionada una corriente o unidad, permite ver los resultados obtenidos.
Permite generar el reporte de la fase de salida (OUTPUT).
Permite visulaizar el flowsheet completo en la pantalla principal.
Detiene el proceso de cálculo.
Permite realizar un zoom en una zona determinada del flowsheet.
Explorando el entorno de trabajo
Significado de los colores
• Durante la carga de datos
requiere el ingreso de datos
toma datos por default
datos que se pueden modificar o suplantar
precaución: dato que podría estar fuera de los rangos normales
Explorando el entorno de trabajo
Significado de los colores
• Durante la ejecución del programa
el modelo no ha sido calculado. En etapa de armado
el modelo ha sido resuelto.
ha fallado la resolución de alguna de las operaciones unitarias involucradas.
CONSTRUYENDO UNA SIMULACION
Cuando desarrollamos una simulación en PROII, recomendamos seguir los siguientes pasos para el armado:
Introducción
Construir el
PFD
Chequear el
sistema de
unidades Definir los
componentes
Seleccionar el
paquetetermodinámico
Cargar datos en las
corrientes
Proveerlas
condiciones del
procesosCorrer
la Simulación
y ver los
resultados
Construcción del PFD
El primer paso en una simulación es dibujar el diagrama de flujo
Diagrama de flujo de la
simulación
Flowsheet de la Unidad
a modelar similitud
diferenciasDiagrama de flujo
de la simulación
Control e Instrumentación de la Unidad
a modelar
Unidades combinadas en el modelo
Tipos de componentes:
• De la Librería
• Del petróleo
• Definido por el usuario
• Sólidos
• Polímeros
• Iónicos
Definiendo los componentes
Componentes de la Librería
• La librería de componentes del PRO II proporciona un acceso fácil y automático a aproximadamente 2000 componentes puros.
• Al correr una simulación, se pueden recuperar datos de los componentes a partir de una de sus bibliotecas.
• También recupera las características necesarias de los componentes para terminar con éxito la simulación.
Seleccionando componentes de la librería
Clickeando en el botón de Selección de componentesaparecerá la siguiente ventana:
Si no conocemos el nombre exacto seleccionamos esta opción y buscamos a través de las lista disponible
Seleccionando componentes de la librería
Entonces aparecerá la siguiente ventana:
listas disponibles
Selecciono como lo voy a buscar y escribo el nombre
Componentes del petróleo
Es muy difícil obtener un componente a partir de una corriente proveniente del petróleo, ya que esta cuenta con miles de compuestos distintos.
Esto incluye:
• Datos de la destilación (curva, caudal)• Datos de la gravedad, • El análisis de los componentes puros de bajo punto de
ebullición (lightends).
Corriente de petróleo
Test de Laboratorio(curvas de destilación)
Componentes del petróleo
• Petroleum Components
Permite que se incorporen componentes individuales del petróleo.Se representan como cortes o secciones de una corriente del hidrocarburo, los cuales tienen:
• puntos de ebullición medios definidos, • gravedades específicas, • otras características termofísicas.
Se deben especificar por lo menos dos las tres características siguientes para cada componente:
• Punto Normal de Ebullición• Densidad• Peso Molecular
Componentes del petróleo
Clickeando en el botón de Selección de componentesY dentro de la ventana de diálogo en el botón Petroleum
Especifico al menos dos características
Caracterización de corrientes TECNICAS DE MUESTREO
MEZCLAS DE COMPOSICION DEFINIDA : ENSAYOS CROMATOGRAFICOS
Caracterización de corrientes MEZCLAS DE COMPOSICION INDEFINIDA : DESTILACION TBP-
ASTM , DENSIDAD
Selección del Método Termodinámico
La selección del método termodinámico para el modelo de simulación es una decisión muy importante.
Selección del Método Termodinámico
Mala Selección Buena Selección
Comportamiento de las fases invalido
Comportamiento de las fases correcto y ajuste del modelo
Selección del Método Termodinámico
El simulador ofrece numerosos métodos termodinámicos para el cálculo de las propiedades termodinámicas:
• Valores de las K de Equilibrio• Entalpías• Entropías• Densidades
En el entorno del simulador los métodos termodinámicos se clasifican en sistemas.
Cuando uno elige un sistema termodinámico, el simulador provee por default los métodos para el cálculo de cada una de las propiedades termodinámicas.
Selección del Método Termodinámico
A continuación podemos ver para cada sistema, los métodos utilizados en el cálculo de las propiedades:
• Soave-Redlich-Kwong (SRK)
• K-values, enthalpies, entropies, vapor densities: SRK method
• Liquid densities: API method
• Grayson-Streed (GS)• K-values: Grayson-Streed• Enthalpies, entropies: Curl-Pitzer method• Vapor densities: SRK method• Liquid densities: API method
Selección del Método Termodinámico
• Peng-Robinson (PR)• K-values, enthalpies, entropies, vapor densities: PR• Liquid densities: API method
• Braun-K10 (BK10)• K-values: Braun-K10 method• Enthalpies: Johnson-Grayson method• Entropies: Curl-Pitzer method• Vapor densities: ideal behaviour• Liquid densities: API method
Selección del Método Termodinámico
Métodos recomendados para sistemas de crudo de baja presión
• BK10: respuestas rápidas y aceptables
• GS/GSE/IGS: generalmente más precisos que BK10, especialmente para corrientes que contienen H2
• SRK/PR: proporciona mejores resultados cuando dominan “lightends”
• Métodos recomendados para sistemas de crudo de alta presión
• GS/GSE/IGS: más rápido pero generalmente menos preciso que SRK o PR, especialmente para corrientes que contienen “lightends”
• SRK/PR: proporciona mejores resultados cuando dominan “lightends”
Selección del Método Termodinámico
• Métodos recomendados para procesamiento de gas• Peng Robinson
• Paquetes especiales
• Aminas, Aguas ácidas (Sour Water)
• Alcoholes
• Sistemas de deshidratación con glicol
Selección del Método Termodinámico
• Para seleccionar el método termodinámico, clickeamos el botón
Aparecerá la siguiente pantallaSe elige la categoría
Se elige el sistema
Se adhiere el sistema y queda definido
Sistema que por default calculará las Prop. Term.
Para cambiar el default , clickeamos en Modify y elegimos el método para cada propiedad
Selección del Método Termodinámico
Cargando corrientes en el simulador
Para cargar una corriente en el simulador debemos ir a la barra de operaciones unitarias Elegimos la opción stream
Aquí seleccionamos el tipo de corriente que utilizaremos
Aquí le damos dos de las especificaciones necesarias
Cargando corrientes en el simulador
Luego de haber seleccionado el tipo de corriente cargaremos el caudal y la composicón/curva. Para llegar allí, presionamos el botón Flowrate and Composition o Flowrate and Assay
Tipos de Corrientes
Dependiendo del tipo de corriente tendré las siguientes opciones:
Corriente de Composición DefinidaCorriente caracterizada por una curva
Corrientes de Composición Definida
Cargamos el caudal de la
corriente
Cargamos la composición
Se pueden cambiar las unidades
Corrientes Caracterizadas con Curva
Cargamos el caudal de la
corriente
• Elegimos el tipo de destilación• Especificamos una densidad• Cargamos los puntos de la curva
OPERACIONES UNITARIAS
Al ser PROII un simulador modular, cada operación unitaria es calculada en forma independiente, generando para cada una de ellas su balance de materia y energía.
Introducción
Operaciones Unitarias
Construcción del Flowsheet
Definición de Condiciones de
Operación
MODULO UNITARIO
Característica del sistema
Características de las alimentaciones
BALANCEDEMASA YENERGIA
ECUACIONES MESHEQULIBRIO L-V
EQUILIBRIO L-L-V
P-T , P-%VAPT- % VAP,DEW,BUBBLEADIABATICO
P,T O CONDICION TERMICA,CAUDAL,COMPOSICION
CAUDAL YCOMPOSICION DE LIQ Y VAPOR
OPERACIONES UNITARIAS: FLASH
Categorías
CAMBIO DE FASE FLASH
Resuelve el equilibrio de Fases para las dos condiciones especificadas
CategoríasMANIPULACIÓN MIXERDE CORRIENTES SPLITTER
MIXER
Categorías
SPLITTER
W=mEFF
P DESCARGAEFICIENCIA
P,T O CONDICION TERMICA,CAUDAL,COMPOSICION
P,T,CAUDALCOMPOSICIONDE SALIDAW REALW IDEALTEMP SALIDA
COMPRESORES
Categorías
CAMBIOS DE PRESIÓN - COMPRESORES- EXPANSORES- BOMBAS- VÁLVULAS
COMPRESOR
W=mEFF
P DESCARGAEFICIENCIA
P,T O CONDICION TERMICA,CAUDAL,COMPOSICION
P,T,CAUDALCOMPOSICIONDE SALIDAW REALW IDEALTEMP SALIDA
EXPANSORES
Categorías
EXPANSOR
W=mEFF
P DESCARGAEFICIENCIA
P,T O CONDICION TERMICA,CAUDAL,COMPOSICION
P,T,CAUDALCOMPOSICIONDE SALIDAW REALW IDEALTEMP SALIDA
BOMBAS
Categorías
BOMBAS
Categorías
VALVULAS
Q=m.Cp.T=mQ=U.A.MLDT
Q=M.HECUAC. RATTING
TIPO DE HXCONFIGURACIONTOUTHOCI-HICODUTYUTILITYDP
P,T O CONDICION TERMICA,CAUDAL,COMPOSICION
P,T,CAUDAL COMPOSICION DE CADA CORRIENTE
CALOR INTERC.RATTING -TEMAHTRI
EQUIPOS DE INTERCAMBIO DE CALOR
Categorías
INTERCAMBIO DE CALOR SIMPLERIGUROSO
INTERCAMBIADORES SIMPLES
Categorías
INTERCAMBIADORES RIGUROSOS
Clickeando en el botón de la paleta de operaciones, en el intercambiador riguroso aparecerá la siguiente ventana:
Introducción
Aquí se selecciona el tipo de calculo que voy a realizar con el simulador
Carga de Datos
El primer paso en la carga de datos de un intercambiador riguroso es contar su data sheet, de la cual se extraerán los datos para llenar las siguientes ventanas:
En general se carga el numero de tubos. De lo contrario, el area por coraza.
Carga de Datos: baffles
Carga de Datos: Configuración
Carga de Datos: Coeficientes
Carga de Datos: Tubos
Carga de Datos: Nozzles
COLUMNAS
METODOS I/O, FAST,CHEM Y SURE
MATRIZ TRIDIAGONALMET. THIELE-GEDDES
TIPO COND TIPO REBESPEC PROD: RECUPERACION OPUREZA L O L/DNET , NEA,NEEXPERFIL PPA , BYPASSSIDESTRIPER
P,T O CONDICION TERMICA,CAUDAL,COMPOSICION
P,T,CAUDALCOMPOSICION DE TOPE , FONDO Y EXTRACCIONES
QCON QREBBALANCE PLATOA PLATO . TSIZE-TRATE
DESTILACION
COLUMNAS
COLUMNAS
COLUMNA
Simple Absorb/StripReboiler Absorber
DebutanizerNaphtha SplitterAmine contactorAmine Stripper
Destilación Atmsferica
Destilación Vacio
EFICIENCIAGLOBAL
20-3040-5085-9070-75
45-55
50-60
50-60
PLATOSTEORICOS
4-5
PLATOS REALES
20-3020-4038-4525.3520-2420-24
35-50
10-20
COLUMNAS
PERFIL DE PRESIÓN
COLUMNA
Simple Absorb/StripReboiler Absorber
DebutanizerNaphtha SplitterAmine contactorAmine Stripper
Destilación Atmsferica
Destilación Vacio
PRESION OPERACIONKg/cm2g
121211392
1-23-20 mmHg
CARGAS Y PRODUCTOS
Uno de los dos
Ultimo #
#1
ABSORBEDORASCRUBBER
CONTACTORA GASEOSA
CARGAS Y PRODUCTOS
Uno de los dos
#1
DESORBEDORA
CARGAS Y PRODUCTOS
Uno de los dos
#1
EXTRACTORACONTACTORA LIQUIDA
Ultimo #
CARGAS Y PRODUCTOS
Dos de los tres
Ultimo #
RECTIFICADORA
CARGAS Y PRODUCTOS
Uno de los dos
(Ultimo #)
STRIPPER
#1
CARGAS Y PRODUCTOS
ESTABILIZADORA
DEBUTANIZADORADos de los tres
CARGAS Y PRODUCTOS
Uno de los dosSPLITTER
CONVERGENCIA
PAQUETE TERMODINAMICO
COLUMNA
Simple Absorb/Strip
Reboiler AbsorberDebutanizer
Naphtha SplitterAmine contactorAmine Stripper
METODOTERMODINAMICO
Soave-RK Soave-RK Soave-RK Soave-RK
Aminas
COLUMNA
DestilaciónAtmsferica
y/oVacio
METODOTERMODINAMICO
Grayson-StreedSoave-RK
REBOILER
Valor Típico 70-75% en masa
Kettle ReboilersEs una etapa de equilibrio.
Todo el vapor retorna al plato superior y el liquido es la corriente de fondo el cual tiene la
temperatura de salida del reboiler
CONDENSADOR
Parcial Total
HEATERS/COOLERS
Zona Flash
Perdidas de Calor
VALORES INICIALES
PUMPAROUND
Plato de extracion
Plato de retorno
PUMPAROUND
Caudal y temperatura de retorno
Caudal
Caudal y (Duty)
(Duty) y temperatura de retorno
ESPECIFICACIONESESPECIFICACIONES: Parámetros que quiero obtener en un valor
VARIABLES: Numero de parámetros que pueden ser variados para alcanzar un resultado deseado.
DESORBEDORA
ABSORBEDORASCRUBBER
CONTACTORA GASEOSA
EXTRACTORACONTACTORA LIQUIDA
ESPECIFICACIONES Y VARIABLES
COLUMNA
Simple AbsorberReboiler Absorber
DesorbedoraExtractora
Especificaciones
-Calidad Tope
Temperatura de Fondo-
Variables
-ReboilerReboiler
-
Grados de
Libertad0110
RECTIFICADORA STRIPPER
ESPECIFICACIONES Y VARIABLES
COLUMNA
Simple StripperReboiler Striper
Rectificadora
Especificaciones
-Calidad Fondo
Reflujo o Calidad Tope
Variables
-Reboiler
Condensador
Grados de
Libertad011
ESTABILIZADORA
DEBUTANIZADORA
SPLITTER
ESPECIFICACIONES Y VARIABLES
COLUMNA
EstabilizadoraNaphtha Splitter
Especificaciones
Calidad Tope y Fondo/Reflujo
Calidad Tope y Fondo
Variables
Reboiler/Condensador/Tope
Reboiler/Condensador
Grados de
Libertad32
DESTILACION ATMOSFERICA
DESTILACION VACIO
ESPECIFICACIONES Y VARIABLES
ESPECIFICACIONES Y VARIABLESESPECIFICACIONES: Parámetros que quiero obtener en un valor
VARIABLES: Numero de parámetros que pueden ser variados para alcanzar un resultado deseado.
COLUMNA
Simple Absorb/Strip
Reboiler Absorber
Reboiler Striper
Desorbedora
Rectificadora
Estabilizadora
Naphtha Splitter
Extractora
Especificaciones
-
Calidad Tope
Calidad Fondo
Temperatura de Fondo
Reflujo o Calidad Tope
Calidad Tope y Fondo/Reflujo
Calidad Tope y Fondo
-
Variables
-
Reboiler
Reboiler
Reboiler
Condensador
Reboiler/Condensador/Tope
Reboiler/Condensador
-
Grados de
Libertad0
1
1
1
1
3
2
0
ESPECIFICACIONES
ESPECIFICACIONES
ESPECIFICACIONES
VARIABLES
Chequeo de internos
TRAY RATING
TRAY RATING
VALVE(V1):Glitsch type V1 valve trays
VALVE(V4):Glitsch type V4 valve trays
SIEVE:Sieve trays
CAP:Bubble cap trays
Pasos de1 a 5
TRAY RATING
Unicamente CAP:Bubble cap traysUnicamente SIEVE:Sieve trays
Unicamente VALVE(V1):Glitsch type V1 valve trays y VALVE(V4):Glitsch type V4 valve trays
Para valve y sieve trays valor de default 50.8 mm (2 inch)
TRAY RATING
Valor de default ess weir height menos or 12.7 mm (0.5 inch), (sello liquido asumido)
TRAY RATING
Metodo de default cuando la hidraulica es calculada después
TRAY RATING
Cuando quiero calcular la hidraulica pero que no modifique el perfil de presión
Cuando quiero calcular la hidraulica pero que modifique el perfil de presión
Factor de escala igual a la eficeincia global
TRAY RATINGOUTPUT
FACTOR FLOODINGLimite 85%
No Inferior a1.25 m3/s/mm
Limite 40-50%
Vapor Load
Diseño de internos
TRAY SIZING
TRAY SIZING
VALVE(V1):Glitsch type V1 valve trays
VALVE(V4):Glitsch type V4 valve trays
SIEVE:Sieve trays
CAP:Bubble cap trays
Pasos de1 a 5
Metodo de default cuando la hidraulica es calculada después
TRAY SIZING
Cuando quiero calcular la hidraulica pero que no modifique el perfil de presión
Cuando quiero calcular la hidraulica pero que modifique el perfil de presión
Factor de escala igual a la eficeincia global
TRAY SIZINGOUTPUT
SIMULACION (CHEQUEO RIGUROSO)TRAY SIZING
OUTPUT
FUNCIONESTIPOS
INTERNOS DE CONTACTOPLATOS
TIPOSFACTORES DE SELECCION
HIDRAULICASIMULACION (CHEQUEO RIGUROSO)
RELLENOSTIPOS
SIMULACION (CHEQUEO RIGUROSO)
INTERNOS DE COLUMNAS
RELLENOS
PLATOS DE BURBUJEO
BUBBLE CAP TRAY (CAMPANAS DE BURBUJEO)
MOVABLE AND FIXED VALVE TRAY (VALVULAS)
SIEVE (PERFORADOS)
BAFFLE
OTROS
RELLENOS
STRUCTURED PACKING (ORDENADOS)
RANDOM PACKING (DESORDENADOS)
TIPOS DE INTERNOS DE CONTACTO
RANDOM PACKING(RELLENO DESORDENADO)
CAPACIDAD: Alta (Alto caudal de liquido) FLEXIBILIDAD: Alta (>3:1) Turndown >33%
LA CAÍDA DE PRESIÓN: Baja
EFICIENCIA: Media
COSTO: Medio a bajo (depende del material)
STRUCTURED PACKING(RELLENO ESTRUCTURADO)
CAPACIDAD: Alta FLEXIBILIDAD: Alta (>3:1) Turndown <33%
LA CAÍDA DE PRESIÓN: Baja
EFICIENCIA: Alta
COSTO: (50-100% mas que Randon)
GRID(GRILLA)
CAPACIDAD: Alta
FLEXIBILIDAD: Baja (<2:1) Turndown >50%
LA CAÍDA DE PRESIÓN: Baja
EFICIENCIA: Baja
COSTO: Medio a Alta
Chequeo de rellenos estructurados
STRUCTURED PACKING RATING
STRUCTURED PACKING RATINGOUTPUT
Dado uno calcula el otro
Utilizado para determinar la caida de presión
Flujo de líquido por superficie.
Altos valores problemas con la eficiencia
20 m3/(m2.h) Destilacion
200 m3/(m2.h) Absorcion
Indica el punto de inundación. Limite 80%
Maximo vapor load de diseño
Diseño de rellenos estructurados
STRUCTURED PACKING SIZING
Solo para Sulzer, es expresado como un porcentaje de la capacidad de la columna. Limite 80%
Solo para Koch-Glitsch , es una aproximación de la inundación expresada como una fracción del punto de inundación. Entre 0 y 1
SIMULACION (CHEQUEO RIGUROSO)STRUCTURED PACKING SIZING
OUTPUT
Dado uno calcula el otro
Utilizado para determinar la caida de presión
Flujo de líquido por superficie.
Altos valores problemas con la eficiencia
Se fija
Maximo vapor load de diseño
Chequeo de rellenos al azar, tipo Random
RANDOM PACKING RATING
Unicamente Norton
Solo para Norton, Representa el area por
unidad de volumen. Caida de presión
directamente proporcional.
Solo para Norton
Por default es calculada para cada
etapa.
Solo para IMTP packing
RANDOM PACKING RATINGOUTPUT
C-Factor (Sauders Factor)
Flow Parameter
Para el calculo de la Caida de Presión
Diseño con rellenos tipo Random
RANDOM PACKING SIZING
Design velocity es utilizada para el calculo de las dimensiones. Por default es calculo y el valor de diseño por la siguiente:
Design = Maximum * Approach
RANDOM PACKING SIZINGOUTPUT
C-Factor (Sauders Factor)
Para el calculo de la Caida de Presión
Flow Parameter Este valor lo calculo se lo puedo fijar
FIN
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