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HYSYS
Guia Rápido
Este guia necessita ser suplementado pelos manuais do HYSYS, nomeadamente Tutorials & Applications. Cap. 5 – Chemicals Tutorials, que deverá ser consultado para maiores detalhes
PARA COMEÇAR
1. Abra HYSYS clicando em INICIAR>Programas>Hyprotec>HYSYS 2.4.1 Build 3870>HYSYS
2. Escolha o sistema de unidades em que deseja trabalhar: Tools>Preferences Æ escolha o separador Variables e seleccione SI (ou outro; pode também definir um sistema próprio, baseado num dos outros)
2 3. Abra o SIMULATION BASIS MANAGER: File>New>case
3 PARA DEFINIR O AMBIENTE BÁSICO (Simulation Basis Environment)
5. Defina o pacote de propriedades a usar na simulação: Clique ADD e escolha:
- Sistema gasoso sem separações LV ou LL Æ use um modelo de equação de estado (p. ex. SRK ou Peng Robinson)
- Sistema envolvendo fase líquida e separações LV ou LL Æ use modelo de coeficientes de actividade (p.ex. NRTL ou UNIQUAC)
6. Adicione os componentes presentes: clique em Components
- Localize o componente na lista, começando a escrever o nome (em inglês...); - Clique em Add Pure
4 - Repita para todos os restantes componentes
7. Complete os valores de coeficientes binários, se necessário: clique em Binary Coeffs e deixe o HYSYS estimar os valores em falta clicando em Unknowns Only
- Observe o conteúdos dos outros - Feche a janela Fluid Package Basis
5 8. Defina o sistema reactivo (se existir): seleccione o separador Reactions; clique Add
Components para abrir a janela de selecção de componentes que intervêm na reacção; pode incluir todos, seleccionando Add This Group of Components
6 b. Escolha neste caso o tipo Kinetic e em seguida clique em Add Reaction nessa
mini-janela
c. Na janela que se abre, Kinetic Reactions: Rxn 1, especifique os dados relativos à reacção:
- Adicione os compostos que intervêm, clicando e seleccionando-os no campo superior da janela
7 - Repita para todos os intervenientes, começando pelos reagentes
- Preencha o campo dos coeficientes estequiométricos, de acordo com a reacção, considerando negativos os que são consumidos (reagentes) e positivos os produzidos (produtos): C3H6O + H2O Æ C3H8O2
d. Automaticamente o HYSYS propõe ordens relativas a cada reagente/produto para as reacções directa e inversa; neste caso considere que a reacção inversa não se dá e que há excesso de H2O (ordens zero)
8 e. Seleccione em seguida Basis; escolha Combined Liquid como Rxn Phase; mantenha
os restantes valores por defeito
f. Continue para o separador Parameters; introduza os valores dos parâmetros cinéticos A= 1.7e13 e E = 3.24e4 Btu/lbmole
g. A mudança para verde do campo existente no canto inferior direito indica que terminou com sucesso a especificação da reacção
9. Feche as duas últimas janelas e regresse ao Simulation Basis Manager
a. Deve terminar esta fase criando um Reaction Set que contenha a reacção que acabou de especificar
9 10. Clique agora no campo <empty> da coluna Active List e seleccione no campo do topo da
janela a reacção (neste caso a única) a incluir na lista
11. Falta somente associar o Reaction Set definido ao Fluid Package, clicando em Add to FP no lado direito ao fundo e, de novo, Add Set to Fluid Package na janela que se abre.
Regressa então ao Simulation Basis Manager e pode agora iniciar a criação do flowsheet clicando em Enter Simulation Environment
10 PARA CRIAR O FLOWSHEET E DEFINIR O Main Flowsheet Environment
12. Começar por definir as correntes de alimentação, clicando sobre a seta azul (corrente material) e em seguida deslocar o mouse para o local onde deseja iniciar o flowsheet, clicando aí.
a. Clique duas vezes sobre a corrente para abrir a respectiva janela de especificação b. Clique na entrada ao lado de Stream Name e escreva o nome da corrente
11 c. Especifique a seguir sucessivamente a temperatura (75ºF), a pressão (1.1 atm) e o
12 d. Defina a seguir a composição da corrente; clique em Normalize
13 14. Adicione a seguir a primeira operação unitária, um misturador:
a. Clique no símbolo da operação, na pallete à direita
b. Mova o mouse para a posição desejada e faça um clique duplo
c. Active o botão para criar ligações;
d. Una, arrastando com o mouse, cada uma das correntes de alimentação à entrada do misturador;
e. Clicando com o mouse na saída do misturador, crie a respectiva corrente de saída; f. Desactive o botão de ligações;
g. Atribua nomes correctos a cada corrente, clicando sobre elas;
14 15. Complete o flowsheet procedendo como anteriormente para cada uma das unidades e
correntes. Correntes materiais a azul claro e de energia a vermelho indicam que não estão completamente especificadas; a azul escuro e a roxo escuro respectivamente, significa que está completa a especificação. Símbolos de unidades a vermelho, significa que a
especificação não está completa; a amarelo significa que aparentemente estão todos os dados, mas falta ainda resolver a unidade, pelo que podem surgir problemas; a preto significa que foi encontrada uma solução
16. Clique duas vezes sobre o reactor, para terminar a respectiva especificação: a. Identifique o Reaction Set que é executado neste reactor (podem existir vários
15 17. Passe ao separador Dynamics para definir o volume do reactor (280 ft3) e a % de volume
ocupado pela mistura (85%)
16 19. Verifique a conversão atingida no separador Reactions, opção Results
Terminada a especificação do reactor, feche a respectiva janela
20. Repita o procedimento anterior, com as adaptações necessárias, para a operação seguinte, a destilação
18 21. Terminada a especificação das 4 páginas, verifica-se que o cálculo da coluna não
convergiu.
a. na verdade porque faltam especificações: a fracção molar de água no produto de cauda (0.005)
19 b. Há que redefinir as especificações na janela Design, opção Monitor:
20 c. Consegue-se finalmente obter uma solução convergente da coluna
21 RESULTADO FINAL
23. Flowsheet final com todas as correntes e unidades calculadas
24. Resultados da simulação sob a forma de tabela a. Caudais e especificação de todas as correntes
22 a. Composições das correntes
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Fontes de Apoio à utilização do HYSYS
Apêndice II, pag. 581 e segs. de Seider,W.D., Seader,J.D., Lewin, D.R., 1999."Process Design Principles", John Wiley & Sons Inc., USA - disponível na Biblioteca da FEUP
WEB-LINKS:
Chemical Engineering Tools: http://students.aiche.org/chetools/ Rice University: http://www.owlnet.rice.edu/~ceng403/
Rice University: http://www.owlnet.rice.edu/~ceng403/
Note: Some links can only be followed from computers at Rice University
> Helpful Hints and Links > Selected Library Resources
Professionalism and Ethics Health, Safety, and Environment Successful Presentations
University of Florida: http://hysys.che.ufl.edu/getting_started.html
links sobre engenharia química (U.Fl.): http://www.che.ufl.edu/www-che/ University of Minnesota: http://www.wardgroup.umn.edu/coursesredeux/chen4501/ Links sobre Engenharia Química no Reino Unido
• Institution of Chemical Engineers - the qualifying and professional body for Chemical Engineers
• TCE online
• The Education Subject Group of the IChemE - Institution of Chemical Engineers • Cambridge University Chemical Engineering Society
• Edinburgh Engineering Virtual Library. EEVL : The UK gateway to engineering information on the Internet
• Chemical Engineering Sites - Alphabetical and Geographical listing of sites related to chemical engineering
• EINet Galaxy: Engineering & Technology: Chemical Engineering - another index of Chemical Engineering links
• Virtual Chemical Engineering • Chemical Engineering Tutorials
