hysys tutorial 1

Universidad Nacional de Colombia Sede Bogot

Transferencia de Calor. Pgina 1

TUTORIAL 1 Aspen HYSYS

Un simulador de procesos es un programa de computador utilizado para modelar el comportamiento de un

proceso qumico, bien sea en estado dinmico o estacionario, mediante la determinacin de las presiones,

temperaturas y velocidades de flujo.

Aspen HYSYS es un simulador de procesos de fuerte aplicacin a nivel industrial, principalmente en las fases de diseo conceptual, control optimizacin y monitoreo de procesos.

1. COMPONENTES

Iniciando el programa. Se inicia el programa Aspen HYSYS V8.4 (o la versin que se tenga). Inicio>Programas>AspenTech>Process Modelling > Aspen HYSYS.

En el men principal haga clic en File, New, case y se obtendr la siguiente ventana:

HYSYS V7:

HYSYS V8:

Aadiendo componentes Para ingresar los componentes para la simulacin se ir a Components Lists, Add:

HYSYS V7:



HYSYS V8:

Esta librera tiene dos conceptos: Components (Los que estn en la base de datos del programa) e Hypothetical (Cuando se va a formular un componente nuevo). Para seleccionar componentes se ingresa el nombre o formula del componente en el buscador. El nombre de los componentes debe estar en ingls. Se

seleccionarn de la librera los componentes Chloroform, Toluene, Ethanol, Water, Oxygen y Nitrogen.

HYSYS V7

HYSYS V8



Compuestos hipotticos Un compuesto hipottico se puede utilizar para modelar compuestos no existentes en la base de datos de

HYSYS, mezclas indefinidas o slidos. En este caso se estimarn las propiedades fsicas para un componente

que no est en la base de datos del programa.

Para ilustrar el procedimiento, se estimarn las propiedades fsicas del componente 1, 1,2-

trimetilciclohexano (CAS 7094-26-0).

Estructura 1, 1,2-trimetilciclohexano

Esta molcula consta de los siguientes grupos:

Grupo Nmero

-CH3 3

-CH2 4

-CH 1

C 1

Haga clic en la pestaa Hypothetical (Men izquierda HYSYS V7 y Despegable select HYSYS V8).

Para HYSYS V8 Seleccionar Create and edit Hypos y en name escribir 1, 1,2-trimetilciclohexano:

En el caso de HYSYS VV7, Quick create a Hypo Component:



Primero se agregar la estructura de la molcula. En HYSYS V7 Seleccionar Structure Builder, En HYSYS

V8 hacer doble clic en el nombre de la molcula, y en la nueva ventana seleccionar Structure Builder. En

ambos casos se agregan el nmero de grupos anteriormente descritos.

HYSYS V7:

HYSYS V8:

Cuando no se conozca la estructura del compuesto hipottico, el structure builder se deja en blanco.

Seleccione la pestaa critical y coloque las propiedades que conozca del compuesto. Para terminar de rellenar

las casillas, se utiliza la opcin estimate unknown properties.

Las propiedades fsicas el 1, 1,2-trimetilciclohexano son:



Propiedad Valor

Masa molecular 126,242

Temperatura de ebullicin @25C 145,2 C

Densidad @25C 0,7685 g/cm3

Temperatura crtica 609,63 K

Presin crtica 28,75bar

Volumen crtico 469,5 cm3/mol

Factor acntrico 0,267

Yaws, C. L. (2003). Yaws' Handbook of Thermodynamic and Physical Properties of Chemical Compounds. Knovel.

HYSYS V7

HYSYS V8

Las pestaas Point, TDep, etc. Permiten agregar otra informacin al compuesto desconocido.

El compuesto hipottico se adiciona a la lista de los otros componentes haciendo clic en ADD hypo (HYSYS

V7) o ADD (HYSYS V8).

IMPORTANTE: Al cerrar las nuevas ventanas, no se pierde la informacin aadida.

HYSYS V7



HYSYS V8

Paquete de fluido. HYSYS usa el concepto de Paquete de Fluido (Fluid Package) para contener toda la informacin necesaria

para los clculos fsicos de las propiedades de componentes.

Despus de haber definido los componentes, el segundo paso para la simulacin es definir el Fluid Package.

Este paso es muy importante y no se debe tomar a la ligera, ya que definir la base de la simulacin. Si se

tiene una buena base, se tendr una buena simulacin, pero si se introduce un error desde el principio, este se

agravar con el desarrollo de la simulacin.

En HYSYS V7 En el Simulation Basis Manager (la primera ventana dnde se seleccionaron los componentes)

seleccione la etiqueta Fluid Pkgs y luego se hace clic en el botn Add.



En HYSYS V8 en el men de la izquierda se selecciona Fluid Packages y se da clic en Add

En la gua que est como anexo a este tutorial, se presenta un diagrama para escoger el paquete

termodinmico adecuado segn las sustancias de trabajo.

En este caso, se utilizar el modelo NRTL con modelo de gases RK.

HYSYS V7:

HYSYS V8:



En la pestaa Binary Coeffs se muestran los valores de los coeficientes binarios del modelo termodinmico

escogido con los que cuenta HYSYS en su base de datos, Si se cuenta con otros valores de coeficientes

binarios, en la pestaa Binary Coeffs estos pueden ser aadidos. En este caso, presione el botn Unknowns

Only para estimar los coeficientes ausentes.

HYSYS V7:

HYSYS V8:

Ahora que el Fluid Package est completamente definido, Se puede comenzar la simulacin. En HYSYS V7

Presione el botn Enter Simulation Environment. En HYSYS V8 seleccione en el men de la izquierda la

opcin simulacin.



HYSYS V7:

HYSYS V8:

IMPORTANTE: Si por algn motivo se quiere modificar un paquete termodinmico o agregar un

componente, se puede volver al men anterior haciendo clic en Properties para HYSYS V8 o en para

HYSYS V7.

Guardar Archivo.

Para guardar el archivo debe ir al men File/ Save as y darle un nombre al archivo. En este caso HYSYS lo

guarda con la extensin .hsc.

Definir unidades.

El sistema de unidades predeterminado en HYSYS es el SI. Sin embargo, es posible cambiar el sistema de

unidades usado. En HYSYS V7, En el men Tools seleccione Preferences. Seleccione la etiqueta variables y

vaya a Units.



Se puede seleccionar el sistema de unidades que se desee. Para cambiar las unidades utilizadas se procede de

la siguiente manera: En Session Preferences, regresar a la pestaa Simulation y seleccionar User Defined

Unit Set

Se quiere que la unidad de presin sea atm. Se busca la celda Pressure. Luego se hace clic en kPa. Se abrir la

lista desplegable de las unidades disponibles en la Barra. Haciendo clic en atm, se selecciona la nueva unidad.

Finalmente, se hace clic en Save Preference Set y se vuelve al entorno de simulacin.

En el caso de HYSYS V8, en la barra de tareas se hace clic en Unit Sets. Si slo se quiere cambiar la unidad

de una propiedad, se selecciona en la parte inferior NewUser. Se busca la celda Pressure y se selecciona la

unidad deseada.



Finalmente, se oprime OK y retornamos al ambiente de simulacin.

2. SIMULACIN

Para construir una simulacin en HYSYS se requiere:

- Adicionar corrientes de materia y energa - Seleccionar unidades de proceso - Adjuntar utilites

Corrientes de materia y energa

En HYSYS hay 2 tipos de corrientes:

- Las corrientes de materia (flechas de color azul) tienen una composicin y parmetros tales como Temperatura, Presin y flujo. Estas son usadas para representar corrientes de proceso.

- Las corrientes de energa (flechas de color rojo o morado) tienen slo un parmetro que corresponde al flujo del calor. Estas son usadas para representar la carga calrica suministrada o generada por un

equipo de proceso.

Hay varias maneras de agregar corrientes en Aspen HYSYS. La ms ilustrativa es hacer doble clic al icono de

la flecha presente en la paleta de objetos. En este caso se agregar una corriente de materia.

HYSYS V7:



HYSYS V8:

El nombre de la corriente se cambia escribiendo un nombre nuevo en la caja Stream Name. Cambie el nombre

de corriente por Etanol - Agua y se seleccione la opcin Composition en el men Worksheet.

Por defecto, HYSYS selecciona la base para definir las composiciones como fraccin en masa. Pero esta

opcin se puede cambiar haciendo clic en la opcin Basis, donde muestra la ventana siguiente:

Para este caso se selecciona Mass Flows y, se hace clic en edit y se digitan los siguientes datos:

Componente Flujo msico, kg/h

Chloroform 2

Toluene 0

Ethanol 100

H2O 60

Oxygen 0

Nitrogen 0

1,1,2-trimetilciclohexano 0



HYSYS V7

HYSYS V8

Otra manera de ingresar corrientes consiste en utilizar el workbook. Para abrir Workbook haga clic sobre el

icono en la barra de herramientas para HYSYS V7 y para HYSYS V8.

HYSYS 7.0



HYSYS 8.0

Se ingresa el nombre de la nueva corriente (en este caso Aire) en la celda **New**, en composicin se

agrega la siguiente informacin:

Componente Composicin molar

Chloroform 0

Toluene 0

Ethanol 0

H2O 0

Oxygen 21%

Nitrogen 79%

1,1,2-trimetilciclohexano 0

En flujo msico se coloca 100kg/h.

IMPORTANTE: En HYSYS V8 para volver a la ventana principal, se hace clic en Flowsheet Main.

Tambin se pueden agregar una corriente presionando F11. Esta corriente se llamar tolueno. En este caso se

busca que la proporcin te cloroformo a tolueno sea 1:4 w/w. Se agregan estas mismas proporciones en

fracciones msicas y posteriormente se da clic en Normalize.

Esta funcin evita realizar clculos con sistemas ms complejos. El flujo msico de esta corriente ser de

50kg/h.



Hasta este momento la ventana principal de HYSYS tiene 3 flechas de color azul claro. Este color significa

que an no estn completamente definidas.

Las corrientes de materia requieren para su completa definicin de la especificacin del flujo y de aquellas

variables que permitan la estimacin de todas sus propiedades fsicas y termodinmicas.

Se define el estado termodinmico de una corriente de materia al conocerse la composicin de esta y otras dos

propiedades, (fraccin de vapor, temperatura, presin, entalpa o entropa) una de las cuales debe ser o la

temperatura o la presin.

Si adems de la composicin de una corriente de materia, se especifica una fraccin de vapor de 1.0 y su

temperatura, Hysys calcular la presin del punto de roco. En forma similar, si en vez de especificar la

temperatura se especifica la presin, Hysys calcular la temperatura del punto de roco de la mezcla.

Igualmente, una especificacin de una fraccin de vapor de 0.0 para una corriente define un clculo de punto

de burbuja. Si adems se especifica la temperatura o la presin, Hysys calculara la variable desconocida

presin o temperatura.

Abriendo de nuevo workbook y colocando en la corriente Etanol-Agua una fraccin de vapor de 1 y una presin de 1atm, automticamente HYSYS dar todas las propiedades de la corriente, y la flecha cambiar de

color.

HYSYS V7

HYSYS V8

El aire se encontrar a condiciones normales (25C y 1atm) y el tolueno tendr una fraccin de vapor del 50%

a presin atmosfrica.



Ejercicio:

El aceite THERMINOL 59 es un fluido de calentamiento industrial utilizado en un amplio rango de

temperaturas. Las propiedades dadas por el vendedor son: http://www.therminol.com/products/Therminol-59

Cul es su punto de ebullicin en Bogot?

Si se hace una mezcla con 5% w/w decano, cul sera su nuevo punto de ebullicin a condiciones normales?

Enviar la respuesta y el archivo .hsc hasta el 10 mayo de 2015 23:59. Seleccione el paquete termodinmico a

utilizar segn el anexo.

hysys tutorial 1

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