2.6 FACILIDADES DE ASPE HYSYS 2007
2.6.1 CONSIDERACIONES TEÓRICAS UTILIZADAS POR HYSYS
Considerando la totalidad de simulaciones realizadas en este trabajo de titulación, se hace uso de muchos equipos y propiedades disponibles en HYSYS. Algunos de los objetos utilizados simulan equipos efectivamente instalados en terreno, como compresores o intercambiadores de calor, sin embargo otras propiedades son de uso exclusivo del simulador, como ajustadores, planillas de cálculo o reciclós. En la imposibilidad de detallar en el presente informe cada uno de los equipos utilizados, y las respectivas consideraciones teóricas subyacentes, se han elegido tres operaciones que son representativas de cómo HYSYS interpreta los modelos teóricos disponibles y los adapta
a su propio lenguaje de simulación. Las operaciones corresponden a:
Compresores recíprocos.
Intercambiadores de calor de tubo y carcasa.
Columnas de destilación.
Y como parámetros propios de HYSYS, se desarrollarán los aspectos teóricos de dos herramientas fundamentales a la hora de armar simulaciones:
Adjust.
Recycle.
Se debe considerar además que HYSYS es un producto comercial cuyo código fuente es confidencial, razón por la cual no se pueden detallar en profundidad las consideraciones teóricas o algoritmos numéricos de solución que utiliza el programa. Como única fuente de información se ha considerado la presentada en los manuales que acompañan al programa.
COMPRESORES RECIPROCOS
Un compresor recíproco es un equipo que mediante la adición de energía, normalmente cedida por un motor acoplado, eleva la presión del fluido que ingresa a este.
El compresor consta de un cilindro por el cual avanza un pistón, que comprime el fluido. Si en el movimiento de retroceso el pistón además comprime el fluido que ingresa por la parte trasera (cárter), entonces se le denomina pistón de doble efecto. Este tipo de compresores es el más utilizado.
FIGURA 2.23.Esquema del cilindro de un compresor recíproco
Las variables que son de interés para estimar el comportamiento de un compresor recíproco son:
𝐸𝑓𝑎𝑑𝑖𝑎𝑏(%) =𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝐴𝑑𝑖𝑎𝑏𝑎𝑡𝑖𝑐𝑎 𝑅𝑒𝑞𝑢𝑒𝑟𝑖𝑑𝑎
𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑅𝑒𝑎𝑙 𝑅𝑒𝑞𝑢𝑒𝑟𝑖𝑑𝑎 . 100
La potencia adiabática requerida corresponde al trabajo mecánicamente reversible W:
𝑊 = ∫ 𝑉 𝑑𝑃
𝑃2
𝑃1
Para este caso HYSYS calcula el resultado utilizando directamente las ecuaciones del paquete termodinámico que se haya seleccionado. La potencia real requerida corresponde a la diferencia de entalpias que, si se denomina como H, significa:
Potencia real requerida • H Salida-HEntrada [Ec. 3]
En el caso en que se conozcan las presiones de entrada y salida, la temperatura de entrada y la eficiencia, la potencia real requerida se calcula como la división entre la potencia adiabática calculada y la eficiencia especificada. Posteriormente, utilizando el método termodinámico seleccionado por el usuario, se calcula la temperatura de salida que satisface la ecuación [Ec. 3].
Para el cálculo de la eficiencia politropica, esta se obtiene de la siguiente ecuación: 𝐸𝑓𝑝𝑜𝑙. = [(𝑃𝑠𝑎𝑙 𝑃𝑒𝑛𝑡) (𝑛−1𝑛 ) −1].[(𝑛−1𝑛 ).(𝑘−1𝑘 )] [(𝑃𝑠𝑎𝑙 𝑃𝑒𝑛𝑡) (𝑘−1𝑘 ) −1] . 𝐸𝑓𝑎𝑑𝑖𝑎𝑏 [Ec. 4] Donde𝑛 = log ( 𝑃𝑠𝑎𝑙 𝑃 𝑒𝑛𝑡) log (𝜌𝑠𝑎𝑙 𝑎𝑐𝑡𝑢𝑎𝑙 𝜌𝑒𝑛𝑡 ) y 𝑘 = log ( 𝑃𝑠𝑎𝑙 𝑃 𝑒𝑛𝑡) log (𝜌𝑠𝑎𝑙 𝑖𝑑𝑒𝑎𝑙 𝜌𝑒𝑛𝑡)
Las ecuaciones ya presentadas son comunes a cualquier compresor, ya sea centrífugo o recíproco. Adicionalmente HYSYS, para el cálculo de un compresor recíproco, evalúa tresparámetrosmás: Volumen desplazado por cada cilindro (PD), Clearance de los cilindros (Cl) y eficiencia
volumétrica (VE).
𝐶𝑙 = ∑ 𝐶𝑙 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑐𝑖𝑙𝑖𝑛𝑑𝑟𝑜
𝑃𝐷
PD se calcula como el producto entre el área transversal neta de compresión del cilindro y la longitud o carrera (Stroke) que se desplaza el pistón. 𝑉𝐸 = [(1 − 𝐿) − 𝐶 [𝑍𝑠 𝑍𝑑 (𝑃𝑑 𝑃𝑠 ) 1 𝑘 − 1]] Pd = Presión de descarga PS = Presión de succión
L = Efectos de fricción, pérdidas de carga en válvulas, filtraciones K = Cp / Cv
Zd = Factor de compresibilidad entrada
Zs = Factor de compresibilidad salida
C = Volumen de clearance
El flujo comprimido (F) es función directa de la velocidad de rotación del compresor, se calcula como flujo molar y está definido por:
𝐹 = [(1 − 𝐿 100) − 𝐶 [ 𝑍𝑠 𝑍𝑑( 𝑃𝑑 𝑃𝑠) 1 𝑘 − 1]] . [ 𝑁 60. 𝑃𝐷. 𝜌 𝑃𝑀 ] N = Velocidad de rotación (rpm) = Densidad del gas
PM = Peso molecular del gas
En el caso específico en que la velocidad de rotación del compresor es exactamente cero, el flujo a través del compresor se calcula mediante una fórmula de presión-flujo, donde especificando la resistencia a velocidad cero, kvel.cero, se calcula como:
𝐹 = 𝑘𝑣𝑒𝑙.𝑐𝑒𝑟𝑜. √𝜌. ∆𝑃𝑓𝑟𝑖𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛
∆𝑃𝑓𝑟𝑖𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 = Perdida de carga por efectos de fricción •
La presiónmáxima de descarga que se puede obtener en un compresor recíproco es:
𝑃𝑑𝑚𝑎𝑥 = 𝑃𝑠. [ 𝑍𝑑
𝑍𝑠. 𝐶. (1 − 𝐿 − 𝑉𝐸 − 𝐶)]
𝑘
En general HYSYS resuelve presión y flujo de forma independiente. Considerando la corriente de entrada completamente definida, si se especifica la presión de descarga y la eficiencia, se obtiene la energía necesaria, temperatura de descarga y la velocidad de rotación.
Si se especifica la velocidad de rotación y la energía ingresada, se calcula la presión y temperatura de descarga y el flujo. Pero no se puede especificar el flujo y la velocidad, ambos a la vez.
INTERCAMBIADORES DE CALOR DE TUBO Y CARCASA
Entre todos los tipos de intercambiadores de calor posibles de utilizar en HYSYS, el más utilizado para las simulaciones es el de tubo y carcasa. Este tipo de intercambiador de calor realiza balances de materia y energía para ambas corrientes simultáneamente. Como ya se ha especificado, el trabajo se desarrollóexclusivamente en estado estacionario (Steady- State), por lo cual las ecuaciones que siguen tratarán exclusivamente dicho aspecto.
El balance general aplicado por HYSYS al intercambiador corresponde a:
[𝑀𝑓𝑟𝑖𝑜. (𝐻𝑠𝑎𝑙− 𝐻𝑒𝑛𝑡)𝑓𝑟𝑖𝑜− 𝑄𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑎𝑑𝑜] − [𝑀𝑐𝑎𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒. (𝐻𝑒𝑛𝑡− 𝐻𝑠𝑎𝑙) − 𝑞𝑝𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑜] = 𝐵𝑎𝑙𝑎𝑛𝑐𝑒𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟
M = Flujo másico del fluido H = Entalpia
El parámetro Balanceerror es una especificación directa a HYSYS, que tiene
unidades de flujo de calor (energía por tiempo) y por lo general se asume igual a cero, pero se está en libertad de especificar un valor
diferente.
El calor total transferido entre los tubos y la carcasa, se puede definir en términos del coeficiente global de transferencia de calor, el área de transferencia y la temperatura media logarítmica de acuerdo a la siguiente ecuación:
𝑄 = 𝑈. 𝐴. ∆𝑇𝐿𝑀. 𝐹𝑡 U = Coeficiente global de transferencia de calor A = Área total de transferencia
∆𝑇𝐿𝑀 = Diferencia de temperaturas media logarítmica (LMTD)
Ft = Factor de corrección de LMTD La LMTD se calcula como: ∆𝑇𝐿𝑀 = ∆𝑇1− ∆𝑇2 𝑙𝑛 (∆𝑇1 ∆𝑇2 ⁄ ) Donde∆𝑇1 = 𝑇𝐶𝑎𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑆𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 − 𝑇𝐹𝑟𝑖𝑜𝐸𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 ∆𝑇2 = 𝑇𝐶𝑎𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝐸𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎− 𝑇𝐹𝑟𝑖𝑜𝑆𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎
Se puede elegir si calcular el factor Ft al especificar la configuración
específica del intercambiador, o asumirlo igual a 1. Se suele agrupar los factores U y A y definir directamente el valor para UA en conjunto.
La pérdida de carga se puede calcular de tres maneras:
Especificación directa.
Cálculo automático de HYSYS de acuerdo a la configuración y geometría del intercambiador.
Definiendo una relación presión-flujo y especificando un factor k.
Para la últimaopción, la fórmula es exactamente la ecuación de P en compresores.
Los métodos de resolución, y una breve descripción de .estos, son:
End-Point: Realiza el balance considerando solo puntos de entrada y
Considera un factor UA y valores de Cp constantes para todo el intercambiador.
Para esta opción, HYSYS puede calcular el factor Ft en función de los
parámetrosfísicos del intercambiador (número de pasos por los tubos, contracorriente o paralelo, etc.).
Weighted: Divide el intercambiador en intervalos pequeños, en cada
intervalo se calculan los diferentes parámetros de la ecuaciónde Q (LMTD, UA, etc).
Sumamente útil para intercambiadores con alto rango de temperaturas, condensación, etc. Solo calcula el factor Ft para intercambiadores en
contracorriente.
Steady-State Rating: Para ser usado en estado estacionario. Realiza
las mismas consideraciones que el modo End Point, pero además permite estudiar el diseño del equipo (modo Rating)
Dynamic: Estudia el comportamiento dinámico del intercambiador.No
considerado en este trabajo.
FIGURA 2.24.Especificación en modo Weighted
FUENTE:Hysys 2007
trabajo, no ha sido necesario modificar el modo que por defecto entrega HYSYS (End-Point), ya que los intercambiadores no juegan un papel clave en los procesos investigados, y las diferencias en los valores de temperatura obtenidos prácticamente no son decisivas.
FIGURA 2.25.Ingreso de parámetros físicos del intercambiador
FUENTE:Hysys 2007
Los parámetros físicos posibles de ingresar cubren la totalidad de variables utilizadas en los cálculos acostumbrados de intercambiadores de calor, como configuración de los tubos, número de pasos por la carcasa, pitch, espaciado de los bafles, etc.
En modo Steady-State Rating, además, se calculan los coeficientes locales de transferencia de calor, para el fluido de los tubos y carcasa, de acuerdo a la correlación: ℎ𝑡 =0.027𝑘𝑚 𝐷𝑖 ( 𝐷𝑖𝐺𝑖 𝜇𝑖 ) 0.8 (𝐶𝑝𝑖𝜇𝑖 𝑘𝑚 ) 1 3⁄ (𝜇𝑖 𝜇𝑖𝑤) 0.14
Gi = Velocidad másica del fluido en los tubos (velocidaddensidad)
i = Viscosidad del fluido de los tubos
Cpi = Capacidad calorífica del fluido en los tubos
Y la relación que utiliza HYSYS entre estos coeficientes locales y el factor U es: 𝑈 = 1 ℎ0+ 𝑟0+ 𝑟𝑤 +𝐷0 𝐷𝑖(𝑟𝑖+ 1 ℎ𝑖)
U = Coeficiente local de transf. de calor por la carcasa r0 = Factor de ensuciamiento por la carcasa
rw = Resistencia de las paredes de los tubos
D0 = Diámetro exterior de los tubos
Di = Diámetro interior de lostubos
ri 0 Factor de ensuciamiento por dentro de los tubos
hi = Coeficiente de transf. de calor por dentro de los tubos
Existen muchas más opciones para especificar un intercambiador de tubo y carcasa, y AspenTech ofrece múltiples programas específicos para intercambiadores, que pueden ser añadidos a HYSYS para dar mayor exactitud a la simulación, y sería poco práctico seguirdetallando cada uno de los botones o parámetros. Por otra parte, los resultados obtenidos en modo End-Point presentan diferencias poco apreciables con respecto a utilizar todas las alternativas de especificación que se puedan ingresar en Steady-State Rating, y no justifican, para los objetivos que requiere, el gasto de tiempo y esfuerzo necesario.
REACCIONES QUIMICAS Y REACTORES EN HYSYS
Como parte de los procesos productivos, una de las simulaciones desarrolladas corresponde a la turbina del tren SULZER, en la que se ha simulado la combustión del gas natural que genera la mezcla que ingresa a turbina mediante dos opciones; definiendo las reacciones de combustión y utilizando un reactor predefinido de HYSYS denominado Gibbs Reactor. A continuación se especifican ambos métodos.
En general, para definir reacciones químicas, HYSYS ofrece un móduloespecífico, con algunas reacciones predefinidas, típicas de la
industria química, como puede observar a continuación:
HYSYS divide las reacciones en cinco grupos: Conversion, Equilibrium, HeterogeneousCatalytic, Kinetic y Simple Rate. Una breve descripción es:
FIGURA 2.26.Algunas reacciones predefinidas en HYSYS
FUENTE:Hysys 2007
Conversion: Requiere la estequiometria de las reacciones y la
conversión en función de un componente de la reacción.
Equilibrium: Requiere la estequiometria y orden de las reacciones, y
presenta diferentes formas de calcular o especificar la constante de equilibrio ln(K).
HeterogeneousCatalytic: Requiere estequiometria y parámetros cinéticos
de la reacción, como la Energía de Activación, Factor de Frecuencia etc.
Kinetic: Requiere los parámetros cinéticos de la ecuación de Arrhenius
y la estequiometria. Se puede definir el orden de cada reacción.
Al definir los coeficientes estequiometricos, HYSYS calcula el balance de moles e indica en el caso que los coeficientes ingresados están mal balanceados.
Las reacciones de combustión de gas natural que se consideraron son: CH4 + 2O2 2H2O + CO2
2C2H6 + 7O2 6H2O + 4CO2
C3H8 + 5O24H2O + 3CO2
2C4H10 + 13O2 10H2O + 8 CO2
Se han considerado metano, etano, propano y butano, puesto que el gas que se quema en la turbina corresponde al gas residual y de hecho la reacción de los butanos no se lleva a cabo pues es casi seguro que nunca habrá butano en el gas residual.
La forma de definir estas reacciones se encuentra completamente explicada en el manual.
Los tipos de reactores que se pueden definir en HYSYS corresponden a:
CSTR:ContinuousStirredTank Reactor, reactor totalmente agitado de flujo continuo.
PFR: Plug Flow Reactor, reactor de flujo pistón.
Conversion Reactor: Reactor de conversión.
Equilibrium Reactor: Reactor de equilibrio.
Gibbs Reactor: Reactor de Gibbs.
Para el caso, se utilizaron dos tipos de reactores; de conversión y de Gibbs.
FIGURA 2.27.Tipos de reactores generales
FUENTE:Hysys 2007
productos de acuerdo a la información estequiometrica ingresada, considerando el reactivo limitante y la fórmula de conversión en función de la temperatura del reactor, de acuerdo a:
%𝑐𝑜𝑛𝑣 = 𝐶0+ 𝐶1𝑇 + 𝐶 2𝑇2
Si se desea una conversión de 100% simplemente se asigna 100 a la variable Co. Para modelos más detallados se debe tener información del porcentaje de conversión a determinadas temperaturas y ajustar los datos experimentales a una correlación polinomial cuadrática para obtener los parámetros C0, C1 y C2.
El reactor de Gibbs, por su parte, no necesita información de reacciones ni coeficientes estequiom.tricos, ya que los resultados se obtienen al especificar que la corriente de salida debe poseer la mínima cantidad posible de energía libre de Gibbs, cuyo valor se calcula mediante el modelo termodinámico elegido.
Ambos tipos de reactores entregan la opción de funcionar como un separador líquido vapor, pero además, el reactor de Gibbs sirve como un reactor de equilibrio si se especifica un set de reacciones de equilibrio. Al funcionar en estado estacionario, las dimensiones físicas que se pueden especificar para el reactor (altura, diámetro, nivel de líquido, etc.) no tienen importancia.
COLUMNAS DE DESTILACIÓN
Sin lugar a dudas esta operación unitaria es para la que HYSYS entrega la mayor cantidad de opciones, pues es un equipo fundamental en los procesos de la industria del petróleo y gas natural. HYSYS incluye un ambiente específico, un sub-flowsheet independiente de la simulación global, en el que se puede modificar la columna de destilación ingresada.
EL sub-flowsheet de la columna contiene los equipos y corrientes asociados, e intercambia información con el flowsheet global, mediante las conexiones de corrientes de entrada y salida. Desde el punto de vista de la simulación global, la columna se muestra como una operación con
múltiples entradas y salidas, corrientes energéticas, etc.
Haciendo doble clic en dicho icono, se puede ingresar al sub- flowsheetespecífico de la columna, y al hacer dicho cambio la simulación global entra a modo Holding, o sea, pausa el motor de cálculo hasta que se hayan realizado las modificaciones internas de la columna.
Normalmente, si la columna consta de un condensador de tope, una torre de platos y un rehervidor de fondo, no es imperativo ingresar al sub-flowsheet de la columna, y se puede especificar desde la simulación global. Pero si el sistema representado incluye extracciones laterales, recirculaciones, rectificadores, etc., es necesario ingresar a la columna y especificarlos en la misma metodología que la simulación global; mediante iconos que representan equipos y corrientes, y líneas de conexión.
Entre las principales ventajas de considerar un flowsheet específico para las columnas se puede citar:
Independizar el método de resolución
Uso opcional de una termodinámica diferente a la global
Construcción de columnas estándar (Templates) para ser ocupadas en otras simulaciones, como •caja negra..
Se pueden resolver múltiples columnas simultáneamente.
La principal diferencia entre el flowsheet global y el de la columna se puede notar a continuación, para la misma columna el aspecto es:
Entre las unidades más complejas que HYSYS puede simular se encuentran torres de fraccionamiento, destilación en vacío, columnas deetanizadoras, absorbedores y destilación extractiva. Todos estos equipos consideran una serie de etapas de equilibrio entre una corriente de vapor que asciende y un líquido que desciende, además de considerar múltiples extracciones, alimentaciones, recirculaciones, etc.
FIGURA 2.28.Aspecto de una columna de destilación en HYSYS
FUENTE:Hysys 2007
FIGURA 2.29.Esquema de un proceso de separación por etapas de
equilibrio
FUENTE:Hysys 2007
ECUACIONES DE UNA COLUMNA DE DESTILACION
HYSYS aplica balances de masa y energía a cada plato de la columna en cuestión. Considerando la nomenclatura de la Ilustración2.27, las ecuaciones son:
Balance de masa:
Global:𝐹𝑗+ 𝐿𝑗−1+ 𝑉𝑗+1 = 𝐿𝑗+ 𝑉𝑗+ 𝑅𝑗 + 𝑉𝑆𝐷𝑗+ 𝐿𝑆𝐷𝑗. [Ec. 17]
Componente:𝐹𝑗∗ 𝑧𝑗+ 𝐿𝑗−1∗ 𝑥𝑗−1+ 𝑉𝑗+𝑎∗ 𝑦𝑗+1 = (𝐿𝑗+ 𝐿𝑆𝐷𝑗) ∗ 𝑥𝑗 + (𝑉𝑗+ 𝑉𝑆𝐷𝑗) ∗ 𝑦𝑗 + 𝑅𝑗∗ 𝐻 [Ec. 18]
Balance de energía, con H entalpía del vapor y h entalpía del líquido:
𝐹𝑗∗ 𝐻𝐹𝑗+ 𝐿𝑗−1∗ ℎ𝑗−1+ 𝑉𝑗+1∗ 𝐻𝑗+1+ 𝑄𝑗 = (𝐿𝑗+ 𝐿𝑆𝐷𝑗) ∗ ℎ𝑗+ (𝑉𝑗+ 𝑉𝑆𝐷𝑗) ∗ 𝐻𝑗+
𝑅𝑗∗ 𝐻𝑗 [Ec. 19]
Y la forma en que se relacionan las composiciones del líquido y del vapor que salen de cada plato está dada por la siguiente ecuación de equilibrio:
𝑦𝑖 = 𝑘𝑖. 𝑥𝑖 𝑃𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛𝑡𝑒 "𝑖"
En donde el parámetro ki se calcula mediante el paquete termodinámico
seleccionado.
Estas ecuaciones explican el comportamiento de los fluidos en cada plato de la columna. Si bien se pueden especificar las condiciones específicas de un plato determinado, en HYSYS interesa más definir las variables globales (flujos de salida, recirculaciones, composiciones de productos, etc). Las ecuaciones globales se aplican a la columna vista por fuera y de acuerdo a la Ilustración 2.28, se pueden deducir las siguientes expresiones:
FIGURA 2.30.Esquema teórico de una columna de destilación
Balance de masa aplicado a toda la columna: Global: F = D + W [Ec. 21]
Componente: F.ZF = D.ZD+ W XW [Ec. 22]
Balance de energía, omitiendo los valores de pérdida QLn y QLm:
𝐹. 𝐻𝐹+ 𝑄𝑊= 𝑄𝐶+ 𝐷𝐻𝐹+ 𝑊𝐻𝑊[Ec. 23]
Se define la razón de reflujo (RRatio) en el tope como el cociente entre el
reflujo de tope y el flujo de destilado:
𝑅𝑅𝑎𝑡𝑖𝑜 = 𝐿0 𝐷
No se debe confundir la razón de reflujo (Reflux Ratio en HYSYS) con el flujo de recirculación (RefluxRate, en HYSYS). El segundo corresponde al flujo (músico, molar o volumétrico) de la corriente L0.
ESPECIFICACIONES DE UNA COLUMNA DE DESTILACION EN HYSYS
Al añadir una columna de destilación en HYSYS, luego de definir las corrientes energéticas y materiales asociadas, de no realizar modificaciones internas, las variables que se pueden especificar por defecto son:
OverheadVapourFlowrate: Corresponde al flujo de vapores del tope del condensador parcial.
DistillateFlowrate: Flujo de destilado que se desea obtener.
BottomsFlowrate: Flujo de producto de fondo.
Reflux Ratio: Razón de reflujo de tope.
RefluxRate: Flujo (molar, másico o volumétrico) del reflujo de tope.
Sin embargo se pueden omitir estas especificaciones y agregar las que el usuario estime conveniente, ya sea temperatura en un plato específico, fracción molar de un componente en un plato o corriente, flujo de calor en el re hervidor o condensador, etc.
HYSYS indica los grados de libertad que posee el sistema diseñado, y se deben especificar tantas variables como grados de libertad, para poder empezar el proceso iterativo que da lugar a la solución.
Es importante escoger el método iterativo que ocupar. HYSYS en la resolución de la columna. Se puede escoger entre seis métodos, los cuales se detallan a continuación:
TABLA 2.3.Métodos de resolución de columnas de destilación en HYSYS
Método Descripción
HYSIM Inside-Out Método general, útil para la mayoría de los problemas. Es el que viene activado por defecto al agregar una columna de destilación.
ModifiedHYSIMIn side-Out
Método general, que permite agregar mezcladores, divisores, intercambiadores de calor o separadores al sub-flowsheet de la columna.
Newton
RaphsonInside- Out
Permite definir reacciones cinéticas en la fase liquida.
SparseContinuati onSolver
Soporta dos fases líquidas en la columna, se utiliza
principalmente para resolver sistemas químicos altamente no ideales, y destilación reactiva.
SimultaneousCorr ection
Similar al método Sparse, pero no permite la adición de rectificadores laterales opumparound.
OLÍSolver Se debe usar solamente para cálculos en sistemas electrolíticos.
FUENTE:Hysys 2007
Para los casos que se estudiarán, sirve el primer método, y si se deben realizar modificaciones en el esquema que entrega HYSYS inicialmente, se debe escoger ModifiedHYSIM Inside-Out.
Lamentablemente, al ser HYSYS un software comercial cuyo código fuente se mantiene en estricto secreto, no se tiene acceso al algoritmo resolutivo específico de cada método; la unica información que se ha podido obtener es la Tabla 2.3, por otra parte en la página web del producto se indica que el método HYSIM Inside-Out es el especificado por Russell (Ver bibliografía). Pero las modificaciones que Aspen Tech realiza sobre este método, para obtener los restantes, no están disponibles al público.
AJUSTADORES
Un ajustador en HYSYS es una operación que ajusta el valor de una variable específica(variable independiente) a fin de obtener un valor específico en otra variable u operación (variable dependiente). Es una herramienta fundamental ya que automatiza el proceso de prueba y error para obtener cierto valor requerido.
Básicamente el ajustador puede cumplir dos funciones:
Ajustar la variable independiente hasta lograr que la variable dependiente llegue a un valor especificado.
Ajustar la variable independiente hasta que la variable dependiente se iguale al valor de otro objeto determinado.
Aparte de definir las variables independiente y dependiente, y el valor objetivo, se deben especificar ciertos parámetros que son fundamentales a la hora de realizar el procedimiento automatizado de prueba y error, y son:
Method: Se ofrecen dos métodos de resolución; Secant (no tan rápido comparativamente, pero seguro) y Broyden (rápido pero no tan