Iniciando No HYSYS

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Iniciando no HYSYS 1

Iniciando no HYSYSIniciando no HYSYS

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Descrio e ObjetivosDescrio e Objetivos

Este mdulo fundamental para todos os treinamentos de HYSYS pois apresenta de forma detalhada como iniciar um caso no HYSYS e quais so as regras utilizadas pelo simulador para se comunicar com o usurio. Aps este mdulo voc conseguir configurar um pacote termodinmico com componentes da biblioteca e componentes hipotticos. Tambm saber como criar e especificar correntes na simulao, e por ltimo, aprender a conectar estas correntes s operaes unitrias.

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Iniciar uma nova simulao

Basis Enviroment

Construindo a simulaoConstruindo a simulao Iniciar um novo caso Para iniciar uma nova simulao no HYSYS muito simples, basta ir ao menu File New Case ou clicar diretamente na barra de menu no cone com a folha em branco. Sempre que iniciado um novo caso, o HYSYS te leva para a janela principal do Basis Enviroment

O Basis Enviroment O HYSYS utiliza o conceito de Fluid Package (Pacotes de Fluidos) para armazenar todas as informaes referentes ao clculo de flash e de propriedades das correntes. A utilizao de Pacotes de Fluidos possui as seguintes vantagens :

Configurao das propriedades termodinmicas num nico ambiente

Os Pacotes de Fluidos podem ser gravados como uma unidade completa e independente, permitindo assim que sejam utilizados em outras simulaes.

Mltiplos Pacotes de Fluidos podem ser utilizados na mesma simulao, mas todos so definidos no mesmo ambiente.

Caso queira retornar mais tarde para a janela principal do Basis Enviroment, basta clicar no boto do Erlenmayer. O primeiro TAB do Basis Enviroment o TAB Components. neste TAB que feito o gerenciamento da lista de componentes que ser utilizada na simulao .

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O HYSYS possui uma lista de componentes chamada Master Components List que armazena todos os componentes j selecionados pelo usurio. necessrio criar uma nova lista de componentes, para isso clique no boto Add. Ao fazer isto, ser aberta uma nova janela que permite ao usurio selecionar os componentes que iro participar da simulao:

Selecione ento os componentes da biblioteca que iro participar da simulao : N2, H2S, CO2, C1, C2, C3, i-C4, n-C4, i-C5, n-C5, C6 e H2O

Em seguida vamos adicionar o componente hipottico C7+. Para isto clique na opo Hypothetical

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O HYSYS sempre coloca um * aps o nome dos componentes criados pelo usurio.

O componente hipottico deve ser utilizado quando se quer modelar um componente que no se encontra na biblioteca do HYSYS, uma mistura de componentes ou um slido. Na nossa simulao, vamos utilizar o componente hipottico para modelar todos os componentes mais pesados que o C7 que esto no gs. Clique no boto Quick Create a Hypo Component. Ser mostrada a tela de propriedades do componente hipottico :

Neste caso no temos nenhuma informao sobre a estrutura do componente, pois se trata de uma mistura de componentes.

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A informao mnima para definir um componente hipottico no HYSYS o ponto de ebulio ou a densidade e o peso molecular Fecha a janela

Vamos ento definir as propriedades do componente no TAB critical.

Colocar o valor de 110 C na temperatura de ebulio e pressionar o boto Estimate Unknown Props. Aps ter o componente

totalmente definido, voltar para a janela de componentes fechando a janela de propriedades do componente C7+. Para adicionar o componente recm criado, basta selecion-lo e clicar no boto Add Hypo

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Cada componente hipottico criado pertence a um grupo de componentes com as mesmas caractersticas e que utilizam os mesmos mtodos para estimar as propriedades desconhecidas. Voc pode gerenciar os grupos de componentes hipotticos no TAB Hypotheticals do Basis Enviroment A lista de componentes est pronta, salve o caso com o nome Gas1.hsc

O prximo passo definir o modelo termodinmico a ser utilizado

na simulao. Para isto feche a janela de componente e v para o TAB Fluid Pkgs do Basis Enviroment. Adicionar um Pacote Termodinmico clicando no boto Add. Automaticamente e relacionado o novo pacote termodinmico com a lista de componentes criadas no inicio da simulao. Selecione da lista de modelos termodinmicos o modelo Peng Robinson e mudar o nome do Pacote Termodinmico para Gs.

SALVE O SEU CASO AGORA !!!!!

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Agora completamos a configurao do nosso Pacote de Fluido e podemos iniciar a montagem do nosso fluxograma de processos. Comparar as propriedades do C7+ com o C7 e o C8

C7+ C7 C8

Ponto de ebulio

Densidade

Peso molecular

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O HYSYS j vem com alguns sistemas de unidades, mas que no podem ser modificados. Para criar seu prprio sistema de unidades, primeiro clone um dos existentes.

Selecionar um conjunto de unidades O HYSYS permite que se selecione e configure o conjunto de unidades que ser utilizado em toda a simulao. Para fazer isto, v ao menu Tools Preferences.... e em seguida ir ao TAB Variables

Selecionar o sistema SI e fechar a janela para voltar no Basis Enviroment.

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Outra forma de entrar no ambiente de simulao e clicar neste boto.

Ambiente de Simulao Aps definir o nosso Pacote de Fluidos, podemos entrar no ambiente de simulao para montar o fluxograma do processo. Fechar a janela do Fluid Package e pressionar o boto Enter Simulation Enviroment ... no ambiente de simulao que so colocadas as correntes e as operaes unitrias que sero modeladas. Numa primeira etapa vamos aprender a adicionar e especificar correntes e massa.

Adicionar correntes No HYSYS existem dois tipos de correntes, as correntes de massa e as correntes de energia. Correntes de energia possuem uma composio e parmetros como temperatura, presso e vazo. Elas so utilizadas para representar correntes do processo. As correntes de energia possuem apenas um parmetro, o fluxo de calor. Estas so utilizadas para representar as cargas trmicas nas operaes unitrias. Existem algumas maneiras de adicionar uma corrente

Para usar

Barra de menus

Acione o menu Flowsheet Add Stream ou Pressione a tecla F11 A janela de propriedades da corrente aberta

Workbook

Abra o workbook e v para o TAB Material Streams. Digite o nome da corrente na clula **New**

Paleta de objetos

Faa um duplo clique na corrente de massa da paleta de objetos.

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Todos os objetos do HYSYS possuem uma barra de status nos ajuda a definir que dados ainda faltam. Use e abuse desta barra de status, ela ser sempre muito til.

Em este exerccio voc ir adicionar trs correntes diferentes, utilizando para isso cada um dos mtodos mencionados. Adicionar a corrente a partir do menu Pressione a tecla F11 que a janela de propriedades da nova

corrente ser exibida : Selecione a clula Stream Name e digite o nome da corrente - Gs1 e pressione Enter. Especificar a composio da corrente Repare que na barra de status da corrente existe a mensagem Unknown Compositions. Existem duas maneiras de entrar a composio da corrente :

Clicando duas vezes em uma das vazes Indo opo Composition e clicando no boto Edit

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O boto Normalize faz com que todos os componentes que no tiverem sido digitados fiquem com 0 de composio e tambm que a soma dos outros de 100 %

Nas duas maneiras aberta a janela de entrada de composio da corrente

Deixar selecionada a opo Mole Fractions e entrar a seguinte composio :

Componente Valor Componente Valor

N2 0.0002 n-C4 0.0180

H2S 0.0405 i-C5 0.0120

CO2 0.0151 n-C5 0.0130

C1 0.7250 C6 0.0090

C2 0.0815 H2O 0.0000

C3 0.0455 C7+ 0.0252

i-C4 0.0150

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Boto do workbook

Na Paleta de objetos, a corrente de massa a seta azul.

Adicionar uma corrente usando o Workbook Abrir o workbook da simulao, neste ponto do exerccio j estar adicionada a corrente Gas1. Na clula **New** digitar o nome da segunda corrente Gs2. Clicar duas vezes na vazo molar e entrar a seguinte composio :


N2 0.0025 n-C4 0.0085

H2S 0.0237 i-C5 0.0036

CO2 0.0048 n-C5 0.0021

C1 0.6800 C6 0.0003

C2 0.1920 H2O 0.0000

C3 0.0710 C7+ 0.0000

i-C4 0.0115

Finalmente pressione o boto OK para aceitar a composio e fechar a janela. Adicionar uma corrente com a barra de objetos Caso a barra de objetos estiver fechada, pressione F4 para exibi-la. A corrente de massa representada pela seta azul, clique duas vezes nela para adicionar a corrente e abrir automaticamente a janela de propriedades. Uma outra forma de adicionar a corrente usando a barra de objetos, clicar na corrente com o boto esquerdo do mouse, posicionar o mouse no local do fluxograma onde se deseja adicionar a corrente, e finalmente clicar de novo com o boto esquerdo do mouse finalizando assim a operao. Uma vez adicionada a corrente, para visualizar sua janela de propriedades basta clicar duas vezes na corrente adicionada no fluxograma. Chamar a nova corrente de Gs3

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Salvar o caso freqentemente evita perder informaes !!

Voc pode procurar a unidade na lista iniciando a digitao da unidade, utilizando as setas do teclado ou usando a barra de rolagem quando existir

Entrar a seguinte composio :


N2 0.0050 n-C4 0.0075

H2S 0.0141 i-C5 0.0038

CO2 0.0205 n-C5 0.0037

C1 0.5664 C6 0.0060

C2 0.2545 H2O 0.0909

C3 0.0145 C7+ 0.0090

i-C4 0.0041

Alterar a unidade de uma especificao Pode ser necessrio ter que colocar alguns valores em unidades diferentes daquelas configuradas para a simulao, mas isto muito simples de se fazer no HYSYS. Basta digitar o valor desejado e pressionar a barra de espaos ou clicar com o mouse na lista de unidades. Em seguida escolher a unidade desejada que o HYSYS se encarrega de passar o valor digitado para a unidade atual.


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Solver parado

Solver ativo

O solver do HYSYS e o padro de cores medida que so colocadas novas informaes na simulao o solver do HYSYS realiza todos os clculos passveis de serem executados e atualiza tambm as mensagens de status de todos os objetos. Isto acontece sempre que o solver estiver ativo. J quando o solver est parado, aparece a mensagem Holding... no canto esquerdo inferior da tela do HYSYS e o farol vermelho fica pressionado e nenhuma informao processada, sendo necessrio reativar o solver para que os clculos sejam realizados. Algo muito importante a se notar no HYSYS o padro de cores que ele utiliza para os parmetros das correntes e das operaes unitrias. A cor azul utilizada para indicar que aquele valor uma ESPECIFICAO, isto , foi digitada pelo usurio e pode ser alterado diretamente por ele, bastando pra isso colocar um novo valor por cima do original. A cor preta utilizada para marcar os valores como calculados pelo HYSYS, estes parmetros assim marcados no podem ser alterados diretamente pelo usurio, mas sim indiretamente atravs da mudana das especificaes. Assim como os parmetros da simulao possuem este padro de cores, os objetos (correntes e operaes unitrias) como um todo tambm possuem padro de cores que veremos mais frente. A partir de agora, sempre que for especificar alguma coisa no HYSYS, tente reparar neste padro de cores, pois ir lhe ajudar em muito na montagem correta da simulao.

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Apenas 2 destes 3 parmetros devem ser especificados.

Clculo de Flash O HYSYS pode fazer trs tipos de Flash (clculo do equilbrio lquido vapor) nas correntes : P-T, Vf-P e Vf-T. Uma vez que a composio da corrente foi dada, o HYSYS usando dois dos trs parmetros acima mencionados, calcula o terceiro. Com estes tipos de flash, o HYSYS consegue calcular pontos de bolha e de orvalho da corrente. Especificando a frao de vapor em 1 e a temperatura ou presso da corrente, o HYSYS ir calcular a presso ou a temperatura de orvalho da corrente. De forma semelhante se aplica esta idia para calcular o ponto de bolha, s que especificao de 0 na frao de vapor.

Se voc tentar fornecer a temperatura, a presso e a frao vaporizada, um erro de inconsistncia poder acontecer.

Fazer o clculo do Flash P-T na corrente Gs2.

Especificar uma presso de 7500 kPa e uma temperatura de 10C. Qual a frao de vapor calculada ? _________

Fazer um clculo de ponto de orvalho na corrente

Gs2. Especificar uma presso de 7500 kPa. Qual a temperatura de orvalho ? _________

Fazer um clculo de ponto de bolha na corrente

Gs2. Especificar uma presso de 7500 kPa. Qual a temperatura de bolha ? _________

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Finalize as correntes Agora que voc j sabe como especificar uma corrente, termine de colocar as seguintes informaes nas correntes. Durante o processo de entrada de dados, mantenha sempre o solver do HYSYS ativo e repare nas cores dos parmetros.

Corrente Temperatura Presso Vazo

Gs1 40 C 4135 kPa 425 kgmole/h

Gs2 115 F 500 psia 375 kgmole/h

Gs3 45 C 3450 kPa 575 kgmole/h

Para finalizar este mdulo, vamos aprender agora como adicionar operaes unitrias simples, definindo tambm quais so as correntes de entrada, as correntes de sada e seus parmetros de operao.

Qual era a cor da corrente e da barra de status da

mesma antes de definir totalmente seus parmetros ? ______________ e _______________

E uma vez que definimos totalmente a corrente, que

cor tem a corrente e a barra de status da mesma ? _____________ e _____________


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cone da vlvula

Inicialmente a vlvula est pintada de vermelho

Adicionando uma vlvula Vamos adicionar agora uma vlvula na corrente Gs2. Selecionar da paleta de objetos o cone da vlvula, e levar o mouse at o fluxograma e clicar novamente no fluxograma para adicionar a vlvula. Como forma alternativa pode-se clicar duas vezes no cone da vlvula diretamente na paleta de objetos. Repare que quando uma operao unitria adicionada, ela inicialmente est pintada de vermelho e a sua barra de status tambm vermelha. Assim que abrimos a janela de propriedades de uma operao unitria, a primeira informao solicitada so os nomes das correntes que se conectam na operao unitria, estamos no TAB Design, opo Connections. Para definir esta operao unitria (e todas as outras tambm) vamos seguir as informaes que aparecem na barra de status da mesma. Primeiro, a barra de status informa que devemos conectar uma corrente de alimentao vlvula. Para isso selecionar na

lista Inlet a corrente Gs2 Agora o status muda para Requires a product stream , como a corrente de sada ainda no foi criada no fluxograma, devemos simplesmente digitar o nome da nova corrente de sada no campo outlet, que o HYSYS ir criar e conectar a corrente automaticamente. Colocar o nome Gs2 BP

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Aps colocar todas as correntes necessrias em uma operao unitria, a cor da mesma muda de vermelho para amarelo assim como sua barra de status. Qual a informao que a barra de status mostra agora ? Para definir a perda de carga em uma vlvula existem duas maneiras , definir o valor no TAB Desing opo Parameters

A outra maneira ir ao TAB Worksheet da vlvula e definir a presso na corrente de sada da vlvula e atravs dela o HYSYS calcula a perda de carga na mesma.

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cone do mixer

Definir ento a presso na descarga da vlvula igual 9 bar. Qual a perda de carga calculada na vlvula? em que cor est ? Adicionando um Mixer A prxima operao unitria a ser adicionada ser um misturador. Selecione da paleta de objetos o mixer e adicione o mesmo no fluxograma. Clique duas vezes nele para exibir as propriedades. Assim como no caso da vlvula, inicialmente ele est em vermelho e a primeira pgina a pgina de conexes. Definir como correntes de entrada as correntes Gs1 e Gs3

Definir como corrente de sada uma nova corrente chamada Gs AP Aps definir o nome da corrente de sada o mixer consegue completar o clculo pois adotado um default para o tratamento da presso das correntes. Verificar na opo Parameters quais so os tratamentos possveis.

Sempre ler a mensagem da barra de status

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O fluxograma final o seguinte :


Documents

Iniciando No HYSYS