a2.-hysys tal como se describió en el capítulo ocho los objetivos

A2.-HYSYS

Tal como se describió en el capítulo ocho los objetivos de esta tesis requieren del

uso de un simulador. La función de este es proporcionar información acerca del caso de

estudio práctico de forma rápida a fin de evaluar las formulaciones realizadas en los

casos de estudio del capítulo siete. Debido a su disponibilidad y utilidad para la

simulación de ciclos se seleccionó al simulador HYSYS como la herramienta adecuada

para validar las formulaciones teóricas.

Naturalmente todo estudiante de ingeniería química debe encontrarse

familiarizado con el funcionamiento y el uso adecuado de este tipo de herramientas. No

obstante, el presente apéndice tiene como objetivo mostrar algunas de las características

del ambiente de simulación utilizado, a fin de proporcionar una mayor visibilidad acerca

del manejo de información requerido para alcanzar los resultados del caso de estudio

práctico. Claramente, este apéndice no es suficiente para utilizar el simulador, para esto

existen manuales especializados. El contenido de este apartado simplemente ilustra

algunos puntos importantes en el manejo del ambiente de HYSYS, los cuales se

extrajeron del libro “Process Design Principles Synthesis, Analysis and Evaluation”,

cuyos datos completos se reportan en la bibliografía.

HYSYS es un programa interactivo orientado a objetos que difiere de la mayor

parte de los simuladores interactivos en dos aspectos principales. En primer lugar

cuenta con la estructura para interpretar los comandos en forma interactiva, es decir,

2 ejecutarlos en el momento que recibe la información. El resto de las opciones

disponibles requiere de un botón “correr”, el cual debe presionarse cada vez que se

ingresan datos nuevos. Por otro lado HYSYS cuanta con la capacidad de ejecutar todos

los cálculos relacionados con las modificaciones de cualquier punto del proceso en

forma bidireccional, es decir, tanto para los procesos subsecuentes como para los

predecesores. Gracias a esto HYSYS reduce la necesidad de cálculos iterativos con lo

que incrementa la velocidad de respuesta. Asimismo, la capacidad de seccionar el

diagrama de flujo permite utilizar diferentes opciones de simulación a lo largo del

proceso.

El ambiente de HYSYS esta compuesto por cuatro interfases. El primero de

estos se denomina PFD (Process Flor Diagram), cuya función es permitir al usuario

construir la topología del proceso que desea simular. Asimismo existe el Libro de

Trabajo el cual es una colección de hojas de cálculo las cuales despliegan la información

del proceso den forma tabular. La vista Propiedades que consiste en una colección de

páginas que contienen información acerca de los objetos que constituyen el proceso. Por

ultimo existe la vista de Resumen, la cual despliega una lista de las corrientes y los

módulos considerados. Una de las ventajas de este sistema es que se pueden tener

abiertas dos de estas interfases simultáneamente, lo que facilita el trabajo, sin olvidar

que los cambios realizados en cualquier vista se reflejaran de inmediato en las otras tres.

Para iniciar una simulación nueva el primer paso es la selección del método de

propiedades y la definición de la base de cálculo. Para tal efecto se emplea el

3 Administrador de Base del Sistema, en el cual el usuario define el paquete de predicción

de propiedades que desea utilizar como base de cálculo para la simulación en turno.

Existe un amplio conjunto de opciones para la selección del paquete de predicción de

propiedades, la mayoría permiten utilizar una ecuación de estado como base y calcular

propiedades más específicas con ayuda de correlaciones basadas en el principio de

estados correspondientes.

Figura A2-1: Vista de la interfase de HYSYS para la selección de método de predicción y

componentes.

En este mismo punto de la simulación se eligen los componentes que participarán

en el proceso, en este punto quedan definidos todos los productos y reactantes

4 involucrados. Una de las limitaciones de este sistema radica en que solamente se pueden

utilizar compuestos que estén definidos en la base de datos de la aplicación. De hecho,

la selección de los compuestos se da mediante el menú Relacionar el cual localiza el

compuesto cuyo nombre o formula química corresponde de forma más cercana a la

información tecleada por el usuario. La figura A2-1 nos muestra el cuadro de diálogo

correspondiente para esta selección del paquete de predicción de propiedades.

A continuación es necesario alimentar los parámetros requeridos para la

ejecución de los balances de materia y energía. Si decidimos iniciar en el libro de

trabajo es necesario alimentar parámetros en cuatro de las hojas que lo componen. En la

hoja de corrientes de materiales se captura el número de corrientes, las cuales se

identifican con el nombre que elija el usuario o con un número si el usuario no define un

nombre. En la hoja de composiciones se deben capturar las composiciones de cada

corriente de material. Posteriormente en la hoja de Corrientes de Energía se capturan las

corrientes que en su momento se utilizarán para determinar las cargas térmicas y

potencias para cada módulo. Por último, en la hoja de Operaciones Unitarias se puede

acceder a los parámetros de todos los equipos que conforman la simulación. Una vez

que se llena la información necesaria para cubrir los grados de libertad del sistema

HYSYS ejecuta automáticamente todas las operaciones necesarias y resuelve la

simulación.

El procedimiento comentado anteriormente aplica exclusivamente para

simulaciones en las cuales solo se presentan transformaciones físicas. HYSYS es capaz

5 de simular una amplia variedad de estas, gracias a los bloques definidos en su base de

datos. Por ejemplo compresores, bombas, turbinas, válvulas, intercambiadores de calor

de diversos tipos tales como calderas, evaporadores, secadores. Es importante destacar

que HYSYS a diferencia de otros simuladores cuenta con un modulo diferente para

aquellos intercambiadores que proporcionan energía térmica al sistema y para aquellos

que la retiran. De igual manera cuenta con mezcladores, divisores de flujo, separadores

flash, columnas de destilación y absorción e incluso torres de enfriamiento.

Para el caso en que además de las operaciones unitarias el proceso que se desea

simular cuenta con reacciones químicas es necesario modificar el procedimiento

delineado en los párrafos anteriores. A fin de simular un reactor químico es necesario

alimentar al sistema las reacciones que se presentaran en el sistema. Con este propósito

existe el Paquete de Reacciones, al cual se tiene acceso desde el menú de predicción de

propiedades. A fin de modelar exitosamente un amplio rango de reacciones HYSYS

cuenta con cuatro diferentes módulos.

El reactor de Conversión, el cual permite al usuario especificar la reacción o el

conjunto de reacciones y que estas se ejecuten con base en la conversión o por una

función de temperatura, ambos casos deben ser definidos por el usuario. El Reactor de

Equilibrio simula reacciones en con base en ecuaciones de equilibrio de acuerdo a los

parámetros estequiométricos introducidos por el usuario. El modelo del Reactor de

Gibbs simula la reacción bajo las condiciones dadas de tal modo que se minimice la

energía libre de Gibbs del sistema, asimismo permite calcular reacciones en dos fases.

6 El modelo CSTR en el cual se modela un reactor agitado de flujo continuo con la ayuda

de parámetros de reacción intrínsecos que se definen en forma de ecuaciones de

Arrhenius. El modelo PFR por su parte simula reactores de flujo tapón utilizando

parámetros de equilibrio local o con base en un modelo de velocidad de reacción, de

acuerdo con la elección del usuario.

Existe una última característica de HYSYS que debe ser mencionada en este

apéndice. Se trata de los requerimientos simular un proceso con recirculaciones. Para

llevar a cabo esta función existe un módulo específico, algo que no se observa

comúnmente. Las vistas de este módulo se muestran en la figura A2-2. Este modulo

lleva a cabo las iteraciones necesarias para actualizar los valores de la simulación,

aplicando el método de Wegstein.

Figura A2-2: Módulo específico para recirculaciones.

7 Anotados estas aclaraciones para el uso del simulador HYSYS es posible

completar la perspectiva presentada en el capítulo ocho así como la fuente de los

resultados numéricos presentados. En la tabla A2-1 se incluyen los resultados completos

del primer ciclo simulado a fin de ilustrar la amplia gama de resultados e información

que se desprende del uso de HYSYS como herramienta de cálculo.

, Fundacion Universidad de las Americas-Puebla, Case Name: D:\Brytonideal.hsc , Calgary, Alberta, , CANADA, Unit Set: SI , , , , Date/Time: Sat May 03 14:49:45 2003 ------------------------------------------------------------------------------- Estado 1 (Material Stream): Worksheet, Attachments, Dynamics, User Variables ------------------------------------------------------------------------------- Material Stream: Estado 1, Fluid Package: Basis-1 , , Property Package: Peng Robinson - LK CONDITIONS , Overall , Vapour Phase Vapour / Phase Fraction , 1.0000 , 1.0000 Temperature: (C) , 281.0 , 281.0 Pressure: (kPa) , 1000 , 1000 Molar Flow (kgmole/h) , 3.454 , 3.454 Mass Flow (kg/h) , 100.0 , 100.0 Liquid Volume Flow (m3/h) , 0.5000 , 0.5000 Molar Enthalpy (kJ/kgmole) , 7517 , 7517 Molar Entropy (kJ/kgmole-C) , 117.3 , 117.3 Heat Flow (kJ/h) , 2.596e+004 , 2.596e+004 Std Liq Volume Flow (m3/h) , , PROPERTIES , Overall , Vapour Phase Vapour / Phase Fraction , 1.0000 , 1.0000 Temperature: (C) , 281.0 , 281.0 Pressure: (kPa) , 1000 , 1000 Actual Volume Flow (m3/h) , 15.95 , 15.95 Mass Enthalpy (kJ/kg) , 259.6 , 259.6 Mass Entropy (kJ/kg-C) , 4.053 , 4.053 Molecular Weight , 28.95 , 28.95 Molar Density (kgmole/m3) , 0.2165 , 0.2165 Mass Density (kg/m3) , 6.269 , 6.269 Std Liquid Mass Density (kg/m3) , , Molar Heat Capacity (kJ/kgmole-C) , 30.27 , 30.27 Mass Heat Capacity (kJ/kg-C) , 1.045 , 1.045 Thermal Conductivity (W/m-K) , 4.065e-002 , 4.065e-002 Viscosity (cP) , 2.956e-002 , 2.956e-002 Surface Tension (dyne/cm) , , Z Factor , 1.002 , 1.002 Molar Vapour Fraction , 1.0000 , 1.0000 Mass Vapour Fraction , 1.0000 , 1.0000 Volume Vapour Fraction , 1.0000 , 1.0000 Molar Volume (m3/kgmole) , 4.618 , 4.618 Actual Gas Flow (ACT_m3/h) , 15.95 , 15.95 Actual Liquid Flow (m3/s) , ,

Tabla A2-1: Registros de la simulación del capítulo ocho en HYSYS.

8 Std. Gas Flow (STD_m3/h) , 81.67 , 81.67 Std. Liquid Volume Flow (m3/h) , , Watson K , 26.01 , 26.01 Kinematic Viscosity (cSt) , 4.715 , 4.715 Cp/Cv , 1.385 , 1.385 Lower Heating Value (kJ/kgmole) , 0.0000 , 0.0000 Mass Lower Heating Value (kJ/kg) , 0.0000 , 0.0000 Liquid Fraction , 0.0000 , 0.0000 Partial Pressure (kPa) , 0.0000 , 0.0000 COMPOSITION Overall Phase , Vapour Fraction 1.0000 , COMPONENTS, MOLAR FLOW, MOLE FRACTION, MASS FLOW, MASS FRACTION, LIQUID VOLUME, LIQUID VOLUME , (kgmole/h), , (kg/h), , FLOW (m3/h), FRACTION Air, 3.4542, 1.0000, 100.0000, 1.0000, 0.5000, 1.0000 Total , 3.4542, 1.0000 , 100.0000, 1.0000 , 0.5000, 1.0000 Vapour Phase, Phase Fraction 1.000 COMPONENTS, MOLAR FLOW, MOLE FRACTION, MASS FLOW, MASS FRACTION, LIQUID VOLUME, LIQUID VOLUME , (kgmole/h), , (kg/h), , FLOW (m3/h), FRACTION Air, 3.4542, 1.0000, 100.0000, 1.0000, 0.5000, 1.0000 Total , 3.4542, 1.0000 , 100.0000, 1.0000 , 0.5000, 1.0000 K VALUE COMPONENTS, MIXED, LIGHT, HEAVY Air, , , UNIT OPERATIONS FEED TO , PRODUCT FROM , LOGICAL CONNECTION Heater: Calentador , Compressor: Compresor , UTILITIES ( No utilities reference this stream ) DYNAMICS Pressure Specification (Inactive):, 1000 kPa, Flow Specification (Inactive), Molar: 3.454 kgmole/h, Mass: 100.0 kg/h, Liquid Volume: 0.5000 m3/h User Variables ------------------------------------------------------------------------------- Estado 2 (Material Stream): Worksheet, Attachments, Dynamics, User Variables ------------------------------------------------------------------------------- Material Stream: Estado 2, Fluid Package: Basis-1 , , Property Package: Peng Robinson - LK CONDITIONS , Overall , Vapour Phase Vapour / Phase Fraction , 1.0000 , 1.0000 Temperature: (C) , 1100 , 1100 Pressure: (kPa) , 1000 , 1000 Molar Flow (kgmole/h) , 3.454 , 3.454 Mass Flow (kg/h) , 100.0 , 100.0 Liquid Volume Flow (m3/h) , 0.5000 , 0.5000 Molar Enthalpy (kJ/kgmole) , 3.426e+004 , 3.426e+004 Molar Entropy (kJ/kgmole-C) , 146.6 , 146.6 Heat Flow (kJ/h) , 1.183e+005 , 1.183e+005 Std Liq Volume Flow (m3/h) , ,

Tabla A2-1(continúa): Registros de las simulación del capítulo ocho en HYSYS.

9 PROPERTIES , Overall , Vapour Phase Vapour / Phase Fraction , 1.0000 , 1.0000 Temperature: (C) , 1100 , 1100 Pressure: (kPa) , 1000 , 1000 Actual Volume Flow (m3/h) , 39.51 , 39.51 Mass Enthalpy (kJ/kg) , 1183 , 1183 Mass Entropy (kJ/kg-C) , 5.066 , 5.066 Molecular Weight , 28.95 , 28.95 Molar Density (kgmole/m3) , 8.742e-002 , 8.742e-002 Mass Density (kg/m3) , 2.531 , 2.531 Std Liquid Mass Density (kg/m3) , , Molar Heat Capacity (kJ/kgmole-C) , 34.82 , 34.82 Mass Heat Capacity (kJ/kg-C) , 1.203 , 1.203 Thermal Conductivity (W/m-K) , 8.293e-002 , 8.293e-002 Viscosity (cP) , 6.354e-002 , 6.354e-002 Surface Tension (dyne/cm) , , Z Factor , 1.002 , 1.002 Molar Vapour Fraction , 1.0000 , 1.0000 Mass Vapour Fraction , 1.0000 , 1.0000 Volume Vapour Fraction , 1.0000 , 1.0000 Molar Volume (m3/kgmole) , 11.44 , 11.44 Actual Gas Flow (ACT_m3/h) , 39.51 , 39.51 Actual Liquid Flow (m3/s) , , Std. Gas Flow (STD_m3/h) , 81.67 , 81.67 Std. Liquid Volume Flow (m3/h) , , Watson K , 26.01 , 26.01 Kinematic Viscosity (cSt) , 25.11 , 25.11 Cp/Cv , 1.314 , 1.314 Lower Heating Value (kJ/kgmole) , 0.0000 , 0.0000 Mass Lower Heating Value (kJ/kg) , 0.0000 , 0.0000 Liquid Fraction , 0.0000 , 0.0000 Partial Pressure (kPa) , 0.0000 , 0.0000 COMPOSITION Overall Phase , Vapour Fraction 1.0000 , COMPONENTS, MOLAR FLOW, MOLE FRACTION, MASS FLOW, MASS FRACTION, LIQUID VOLUME, LIQUID VOLUME , (kgmole/h), , (kg/h), , FLOW (m3/h), FRACTION Air, 3.4542, 1.0000, 100.0000, 1.0000, 0.5000, 1.0000 Total , 3.4542, 1.0000 , 100.0000, 1.0000 , 0.5000, 1.0000 Vapour Phase, Phase Fraction 1.000 , COMPONENTS, MOLAR FLOW, MOLE FRACTION, MASS FLOW, MASS FRACTION, LIQUID VOLUME, LIQUID VOLUME , (kgmole/h), , (kg/h), , FLOW (m3/h), FRACTION Air, 3.4542, 1.0000, 100.0000, 1.0000, 0.5000, 1.0000 Total , 3.4542, 1.0000 , 100.0000, 1.0000 , 0.5000, 1.0000 K VALUE COMPONENTS, MIXED, LIGHT, HEAVY Air, , , UNIT OPERATIONS FEED TO , PRODUCT FROM , LOGICAL CONNECTION Expander: Turbina , Heater: Calentador , UTILITIES ( No utilities reference this stream ) DYNAMICS Pressure Specification (Inactive):, 1000 kPa, Flow Specification (Inactive), Molar: 3.454 kgmole/h, Mass: 100.0 kg/h, Liquid


10 Volume: 0.5000 m3/h User Variables ------------------------------------------------------------------------------- Estado 3 (Material Stream): Worksheet, Attachments, Dynamics, User Variables ------------------------------------------------------------------------------- Material Stream: Estado 3, Fluid Package: Basis-1 , , Property Package: Peng Robinson - LK CONDITIONS , Overall , Vapour Phase Vapour / Phase Fraction , 1.0000 , 1.0000 Temperature: (C) , 497.0 , 497.0 Pressure: (kPa) , 100.0 , 100.0 Molar Flow (kgmole/h) , 3.454 , 3.454 Mass Flow (kg/h) , 100.0 , 100.0 Liquid Volume Flow (m3/h) , 0.5000 , 0.5000 Molar Enthalpy (kJ/kgmole) , 1.419e+004 , 1.419e+004 Molar Entropy (kJ/kgmole-C) , 146.6 , 146.6 Heat Flow (kJ/h) , 4.902e+004 , 4.902e+004 Std Liq Volume Flow (m3/h) , , PROPERTIES , Overall , Vapour Phase Vapour / Phase Fraction , 1.0000 , 1.0000 Temperature: (C) , 497.0 , 497.0 Pressure: (kPa) , 100.0 , 100.0 Actual Volume Flow (m3/h) , 221.3 , 221.3 Mass Enthalpy (kJ/kg) , 490.2 , 490.2 Mass Entropy (kJ/kg-C) , 5.066 , 5.066 Molecular Weight , 28.95 , 28.95 Molar Density (kgmole/m3) , 1.561e-002 , 1.561e-002 Mass Density (kg/m3) , 0.4520 , 0.4520 Std Liquid Mass Density (kg/m3) , , Molar Heat Capacity (kJ/kgmole-C) , 31.51 , 31.51 Mass Heat Capacity (kJ/kg-C) , 1.088 , 1.088 Thermal Conductivity (W/m-K) , 5.226e-002 , 5.226e-002 Viscosity (cP) , 3.830e-002 , 3.830e-002 Surface Tension (dyne/cm) , , Z Factor , 1.000 , 1.000 Molar Vapour Fraction , 1.0000 , 1.0000 Mass Vapour Fraction , 1.0000 , 1.0000 Volume Vapour Fraction , 1.0000 , 1.0000 Molar Volume (m3/kgmole) , 64.05 , 64.05 Actual Gas Flow (ACT_m3/h) , 221.3 , 221.3 Actual Liquid Flow (m3/s) , , Std. Gas Flow (STD_m3/h) , 81.67 , 81.67 Std. Liquid Volume Flow (m3/h) , , Watson K , 26.01 , 26.01 Kinematic Viscosity (cSt) , 84.74 , 84.74 Cp/Cv , 1.359 , 1.359 Lower Heating Value (kJ/kgmole) , 0.0000 , 0.0000 Mass Lower Heating Value (kJ/kg) , 0.0000 , 0.0000 Liquid Fraction , 0.0000 , 0.0000 Partial Pressure (kPa) , 0.0000 , 0.0000 COMPOSITION Overall Phase , Vapour Fraction 1.0000 , COMPONENTS, MOLAR FLOW, MOLE FRACTION, MASS FLOW, MASS FRACTION, LIQUID VOLUME, LIQUID VOLUME , (kgmole/h), , (kg/h), , FLOW (m3/h), FRACTION Air, 3.4542, 1.0000, 100.0000, 1.0000, 0.5000, 1.0000 Total , 3.4542, 1.0000 , 100.0000, 1.0000 , 0.5000, 1.0000


11 Vapour Phase, Phase Fraction 1.000 , COMPONENTS, MOLAR FLOW, MOLE FRACTION, MASS FLOW, MASS FRACTION, LIQUID VOLUME, LIQUID VOLUME , (kgmole/h), , (kg/h), , FLOW (m3/h), FRACTION Air, 3.4542, 1.0000, 100.0000, 1.0000, 0.5000, 1.0000 Total , 3.4542, 1.0000 , 100.0000, 1.0000 , 0.5000, 1.0000 K VALUE COMPONENTS, MIXED, LIGHT, HEAVY Air, , , UNIT OPERATIONS FEED TO , PRODUCT FROM , LOGICAL CONNECTION Cooler: Enfriador , Expander: Turbina , UTILITIES ( No utilities reference this stream ) DYNAMICS Pressure Specification (Inactive):, 100.0 kPa, Flow Specification (Inactive), Molar: 3.454 kgmole/h, Mass: 100.0 kg/h, Liquid Volume: 0.5000 m3/h User Variables ------------------------------------------------------------------------------- Estado 4 (Material Stream): Worksheet, Attachments, Dynamics, User Variables ------------------------------------------------------------------------------- Material Stream: Estado 4, Fluid Package: Basis-1 , , Property Package: Peng Robinson - LK CONDITIONS , Overall , Vapour Phase Vapour / Phase Fraction , 1.0000 , 1.0000 Temperature: (C) , 15.00 , 15.00 Pressure: (kPa) , 100.0 , 100.0 Molar Flow (kgmole/h) , 3.454 , 3.454 Mass Flow (kg/h) , 100.0 , 100.0 Liquid Volume Flow (m3/h) , 0.5000 , 0.5000 Molar Enthalpy (kJ/kgmole) , -293.3 , -293.3 Molar Entropy (kJ/kgmole-C) , 117.3 , 117.3 Heat Flow (kJ/h) , -1013 , -1013 Std Liq Volume Flow (m3/h) , , PROPERTIES , Overall , Vapour Phase Vapour / Phase Fraction , 1.0000 , 1.0000 Temperature: (C) , 15.00 , 15.00 Pressure: (kPa) , 100.0 , 100.0 Actual Volume Flow (m3/h) , 82.69 , 82.69 Mass Enthalpy (kJ/kg) , -10.13 , -10.13 Mass Entropy (kJ/kg-C) , 4.053 , 4.053 Molecular Weight , 28.95 , 28.95 Molar Density (kgmole/m3) , 4.177e-002 , 4.177e-002 Mass Density (kg/m3) , 1.209 , 1.209 Std Liquid Mass Density (kg/m3) , , Molar Heat Capacity (kJ/kgmole-C) , 28.67 , 28.67 Mass Heat Capacity (kJ/kg-C) , 0.9904 , 0.9904 Thermal Conductivity (W/m-K) , 2.403e-002 , 2.403e-002 Viscosity (cP) , 1.835e-002 , 1.835e-002 Surface Tension (dyne/cm) , , Z Factor , 0.9992 , 0.9992


12 Molar Vapour Fraction , 1.0000 , 1.0000 Mass Vapour Fraction , 1.0000 , 1.0000 Volume Vapour Fraction , 1.0000 , 1.0000 Molar Volume (m3/kgmole) , 23.94 , 23.94 Actual Gas Flow (ACT_m3/h) , 82.69 , 82.69 Actual Liquid Flow (m3/s) , , Std. Gas Flow (STD_m3/h) , 81.67 , 81.67 Std. Liquid Volume Flow (m3/h) , , Watson K , 26.01 , 26.01 Kinematic Viscosity (cSt) , 15.17 , 15.17 Cp/Cv , 1.412 , 1.412 Lower Heating Value (kJ/kgmole) , 0.0000 , 0.0000 Mass Lower Heating Value (kJ/kg) , 0.0000 , 0.0000 Liquid Fraction , 0.0000 , 0.0000 Partial Pressure (kPa) , 0.0000 , 0.0000 COMPOSITION Overall Phase , Vapour Fraction 1.0000 , COMPONENTS, MOLAR FLOW, MOLE FRACTION, MASS FLOW, MASS FRACTION, LIQUID VOLUME, LIQUID VOLUME , (kgmole/h), , (kg/h), , FLOW (m3/h), FRACTION Air, 3.4542, 1.0000, 100.0000, 1.0000, 0.5000, 1.0000 Total , 3.4542, 1.0000 , 100.0000, 1.0000 , 0.5000, 1.0000 Vapour Phase, Phase Fraction 1.000 , COMPONENTS, MOLAR FLOW, MOLE FRACTION, MASS FLOW, MASS FRACTION, LIQUID VOLUME, LIQUID VOLUME , (kgmole/h), , (kg/h), , FLOW (m3/h), FRACTION Air, 3.4542, 1.0000, 100.0000, 1.0000, 0.5000, 1.0000 Total , 3.4542, 1.0000 , 100.0000, 1.0000 , 0.5000, 1.0000 K VALUE COMPONENTS, MIXED, LIGHT, HEAVY Air, , , UNIT OPERATIONS FEED TO , PRODUCT FROM , LOGICAL CONNECTION Compressor: Compresor , Cooler: Enfriador , UTILITIES ( No utilities reference this stream ) DYNAMICS Pressure Specification (Inactive):, 100.0 kPa, Flow Specification (Inactive), Molar: 3.454 kgmole/h, Mass: 100.0 kg/h, Liquid Volume: 0.5000 m3/h User Variables ------------------------------------------------------------------------------- QC (Energy Stream): Worksheet, Attachments, Dynamics, User Variables ------------------------------------------------------------------------------- Energy Stream: QC, Fluid Package: Basis-1 , , Property Package: Peng Robinson - LK CONDITIONS Duty Type: , Direct Q , Duty Calculation Operation: Calentador, Duty SP: 9.238e+004 kJ/h, Minimum Available Duty: , Maximum Available Duty: COMPOSITION ( Not a material stream - No compositions exist )


13 UNIT OPERATIONS FEED TO , PRODUCT FROM , LOGICAL CONNECTION Heater: Calentador , , UTILITIES ( No utilities reference this stream ) DYNAMICS Pressure Specification (Inactive):, , Flow Specification (Inactive), Molar: , Mass: , Liquid Volume: User Variables ------------------------------------------------------------------------------- QF (Energy Stream): Worksheet, Attachments, Dynamics, User Variables ------------------------------------------------------------------------------- Energy Stream: QF, Fluid Package: Basis-1 , , Property Package: Peng Robinson - LK CONDITIONS Duty Type: , Direct Q , Duty Calculation Operation: Enfriador, Duty SP: 5.003e+004 kJ/h, Minimum Available Duty: , Maximum Available Duty: COMPOSITION ( Not a material stream - No compositions exist ) UNIT OPERATIONS FEED TO , PRODUCT FROM , LOGICAL CONNECTION , Cooler: Enfriador , UTILITIES ( No utilities reference this stream ) DYNAMICS Pressure Specification (Inactive):, , Flow Specification (Inactive), Molar: , Mass: , Liquid Volume: User Variables ------------------------------------------------------------------------------- W2-3 (Energy Stream): Worksheet, Attachments, Dynamics, User Variables ------------------------------------------------------------------------------- Energy Stream: W2-3, Fluid Package: Basis-1 ,

, Property Package:

Peng Robinson - LK

CONDITIONS Duty Type: , Direct Q , Duty Calculation Operation: Turbina, Duty SP: 6.933e+004 kJ/h, Minimum Available Duty: , Maximum Available Duty: COMPOSITION ( Not a material stream - No compositions exist ) UNIT OPERATIONS FEED TO , PRODUCT FROM , LOGICAL CONNECTION , Expander: Turbina , UTILITIES ( No utilities reference this stream )


14 DYNAMICS Pressure Specification (Inactive):, , Flow Specification (Inactive), Molar: , Mass: , Liquid Volume: User Variables ------------------------------------------------------------------------------- W4-1 (Energy Stream): Worksheet, Attachments, Dynamics, User Variables ------------------------------------------------------------------------------- Energy Stream: W4-1, Fluid Package: Basis-1 , , Property Package: Peng Robinson - LK CONDITIONS Duty Type: , Direct Q , Duty Calculation Operation: Compresor, Duty SP: 2.698e+004 kJ/h, Minimum Available Duty: , Maximum Available Duty: COMPOSITION ( Not a material stream - No compositions exist ) UNIT OPERATIONS FEED TO , PRODUCT FROM , LOGICAL CONNECTION Compressor: Compresor , , UTILITIES ( No utilities reference this stream ) DYNAMICS Pressure Specification (Inactive):, , Flow Specification (Inactive), Molar: , Mass: , Liquid Volume: User Variables ------------------------------------------------------------------------------- Calentador (Heater): Design, Worksheet, Performance, Dynamics ------------------------------------------------------------------------------- Heater: Calentador, , , CONNECTIONS Inlet Stream STREAM NAME , FROM UNIT OPERATION Estado 1, Compresor Compressor Outlet Stream STREAM NAME , TO UNIT OPERATION Estado 2, Turbina Expander Energy Stream STREAM NAME , FROM UNIT OPERATION QC, PARAMETERS Pressure Drop: 0.0000 kPa, Duty: 9.238e+004 kJ/h, Volume: 0.1000 m3 Function: Not Selected, Zones: 1, User Variables PROPERTIES Estado 1 , Overall , Vapour Phase Vapour/Phase Fraction , 1.0000 , 1.0000 Temperature: (C) , 281.0 , 281.0 Pressure: (kPa) , 1000 , 1000


15 Molar Flow (kgmole/h) , 3.454 , 3.454 Mass Flow (kg/h) , 100.0 , 100.0 Liquid Volume Flow (m3/h) , 0.5000 , 0.5000 Molar Enthalpy (kJ/kgmole) , 7517 , 7517 Mass Enthalpy (kJ/kg) , 259.6 , 259.6 Molar Entropy (kJ/kgmole-C) , 117.3 , 117.3 Mass Entropy (kJ/kg-C) , 4.053 , 4.053 Heat Flow (kJ/h) , 2.596e+004 , 2.596e+004 Molar Density (kgmole/m3) , 0.2165 , 0.2165 Mass Density (kg/m3) , 6.269 , 6.269 Std Liquid Mass Density (kg/m3) , , Molar Heat Capacity (kJ/kgmole-C) , 30.27 , 30.27 Mass Heat Capacity (kJ/kg-C) , 1.045 , 1.045 Thermal Conductivity (W/m-K) , 4.065e-002 , 4.065e-002 Viscosity (cP) , 2.956e-002 , 2.956e-002 Surface Tension (dyne/cm) , , Molecular Weight , 28.95 , 28.95 Z Factor , 1.002 , 1.002 Estado 2 , Overall , Vapour Phase Vapour/Phase Fraction , 1.0000 , 1.0000 Temperature: (C) , 1100 , 1100 Pressure: (kPa) , 1000 , 1000 Molar Flow (kgmole/h) , 3.454 , 3.454 Mass Flow (kg/h) , 100.0 , 100.0 Liquid Volume Flow (m3/h) , 0.5000 , 0.5000 Molar Enthalpy (kJ/kgmole) , 3.426e+004 , 3.426e+004 Mass Enthalpy (kJ/kg) , 1183 , 1183 Molar Entropy (kJ/kgmole-C) , 146.6 , 146.6 Mass Entropy (kJ/kg-C) , 5.066 , 5.066 Heat Flow (kJ/h) , 1.183e+005 , 1.183e+005 Molar Density (kgmole/m3) , 8.742e-002 , 8.742e-002 Mass Density (kg/m3) , 2.531 , 2.531 Std Liquid Mass Density (kg/m3) , , Molar Heat Capacity (kJ/kgmole-C) , 34.82 , 34.82 Mass Heat Capacity (kJ/kg-C) , 1.203 , 1.203 Thermal Conductivity (W/m-K) , 8.293e-002 , 8.293e-002 Viscosity (cP) , 6.354e-002 , 6.354e-002 Surface Tension (dyne/cm) , , Molecular Weight , 28.95 , 28.95 Z Factor , 1.002 , 1.002 PERFORMANCE TABLE Temperature, Pressure, Heat Flow, Enthalpy, Vapour Fraction (C), (kPa), (kJ/h), (kJ/kgmole), 280.95, 1000.00, 0.00, 7516.76, 1.0000 1100.00, 1000.00, 92377.86, 34260.15, 1.0000 DYNAMICS Model Details: Supplied Duty Zone , 1 , Delta P (kPa) , 0.0000 Volume (m3) , 0.1000 , Overall K (kg/s/sqrt(kPa-kg/m3)) , Duty (kJ/h) , 9.238e+004 , , Holdup Details Phase, Accumulation, Moles, Volume , (kgmole/h), (kgmole), (m3) Vapour, 0.0000, 0.0000, 0.0000 Liquid, 0.0000, 0.0000, 0.0000 Aqueous, 0.0000, 0.0000, 0.0000 Total , 0.0000, 0.0000, 0.0000 Individual Zone Holdups: Zone 0 Delta P Specs and Duties Zone, dP Value, dP Option, Duty , (kPa), , (kJ/h) 0, 0.0000, not specified, 9.238e+004


16 Zone Conductance Specifications Zone, k, Specification , (kg/s/sqrt(kPa-kg/m3)), 0, , Disabled ------------------------------------------------------------------------------- Case (Main) (Workbook): All Pages ------------------------------------------------------------------------------- Workbook: Case (Main) Material Streams Name , Estado 4 , Estado 1 , Estado 2 , Estado 3 Vapour Fraction , 1.0000 , 1.0000 , 1.0000 , 1.0000 Temperature (C) , 15.00 , 281.0 , 1100 , 497.0 Pressure (kPa) , 100.0 , 1000 , 1000 , 100.0 Molar Flow (kgmole/h) , 3.454 , 3.454 , 3.454 , 3.454 Mass Flow (kg/h) , 100.0 , 100.0 , 100.0 , 100.0 Molar Enthalpy (kJ/kgmole) , -293.3 , 7517 , 3.426e+004 , 1.419e+004 Mass Enthalpy (kJ/kg) , -10.13 , 259.6 , 1183 , 490.2 Molar Entropy (kJ/kgmole-C) , 117.3 , 117.3 , 146.6 , 146.6 Mass Entropy (kJ/kg-C) , 4.053 , 4.053 , 5.066 , 5.066 Compositions Name , Estado 4 , Estado 1 , Estado 2 , Estado 3 Comp Mole Frac (Air) , 1.0000 , 1.0000 , 1.0000 , 1.0000 Energy Streams Name , W4-1 , QC , W2-3 , QF Heat Flow (kJ/h) , 2.698e+004 , 9.238e+004 , 6.933e+004 , 5.003e+004 Unit Ops Operation Name , Operation Type , Feeds , Products , Ignored , Calc. Level Compresor, Compressor, Estado 4, Estado 1, No, 500.0 , , W4-1, , , Calentador, Heater, Estado 1, Estado 2, No, 500.0 , , QC, , , Turbina, Expander, Estado 2, Estado 3, No, 500.0 , , , W2-3, , Enfriador, Cooler, Estado 3, Estado 4, No, 500.0 , , , QF, , -------------------------------------------------------------------------------

Hyprotech Ltd. , HYSYS v2.4.1 (Build 3870),


a2.-hysys tal como se describió en el capítulo ocho los objetivos

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