Опция Абсолютная шероховатость должна быть задана. По умолчанию принято значение 0.0018 inches = 0.004572 см (эквивалентно новой стальной трубе).

Операция PIPE SEGMENT требует задания абсолютной шероховатости (k - задается в единицах длины) во входной форме. HYSYS рассчитает относительную шероховатость ( е = k/D - безразмерная) для использования расчёта коэффициента трения на участке трубопровода.

Из кассы объектов выберите трубопровод, дважды щелкнув по нему мышкой

Возникнет специализированное окно для Трубопровода, причем будет активно окно Connectoons (Соединение) на вкладке Design (Данные)

Измените в поле ввода Имя наименование с заданного по умолчанию (Труба-100) на Трубопровод, затем нажмите <Enter>.

В поле Вход наберите название входящего потока Входящий, затем нажмите <Enter>, в поле Выход название выходящего потока Выходящий, затем нажмите <Enter>, а также задайте имя энергетического потока, например, Э1.

Для того, чтобы произвести расчет, задайте необходимую информацию.

На вкладке Rating (Расчет) в окне Sizing (Размеры) нажмите кнопку



и в открывшееся окно введите значения - Длина, Подъем (если труба наклонная), Внешний и внутренний диаметр, выберите Материал трубы (из предложенных ). Подбор оптимального диаметра можно произвести также средствами HYSYS по Приложению 1

На вкладке Rating (Расчет) перейдите на окно Heat Transfer (Теплопередача), задайте Ambient Temperature (Т. внеш. Среды) и произведите Estimate HTC (Расчет теплопередачи).

И из выпадающего списка выберите Ambient Medium (Внешнюю среду), в которой проложен газопровод.

Все необходимые для расчета данные введены и теперь можно просмотреть его результаты на вкладке Performance (Результаты)

.

Результаты представлены виде таблиц и графиков.

Операция PIPE_SEGMENT достаточно гибкая. Ей необходимо знать лишь состав одного из связанных потоков плюс давление и/или температуру на одном из концов участка трубопровода. Могут быть рассчитаны температура и давление на входе или выходе, или давление может быть задано на одном конце, а температура - на другом. Имея одно из этих значений, программа может рассчитать другие неизвестные величины.

Используя моделирующий комплекс HYSYS определите:

Оптимальный диаметр участка трубопровода

Давление в конце участка нефтепровода

При расчете теплопередачи проанализируйте влияние внешней среды, в которой проложен трубопровод ( вода, воздух, грунт), на изменение температуры газа, ?Р/L, скорости газа, Re, по длине трубопровода, используя графические зависимости.

Создайте отчет по изменению физико-химических свойств нефти и условий в ходе транспорта:

давления (P1 - P2)

температуры (t1 - t2)

плотности (с1 - с2)

вязкости (м1 - м2)

молярной массы

относительной плотности

объемного расхода

массового расхода

Вывести графики зависимости:

Re=f(L)

P=f(L)

t=f(L)

W=f(L)

?Р/L=f(L)

****Примечание: перед началом моделирования участка трубопровода необходимо продуктовый поток Нефть после 3-х ступенчатой сепарации дожать насосом до давления 7000 кПа и нагреть нагревателем до температуры 10 оС

	Размеры газопровода	Т/передача
Варианты	Длина, км	Число участков	Т. внеш. Среды, С
1	5	5	20
2	10	10	15
3	15	15	10
4	20	20	5
5	25	25	0
6	30	30	-5
7	5	5	-10
8	10	10	-15
9	15	15	-20
10	20	20	20
11	25	25	15
12	25	25	10
13	5	5	5
14	10	10	0
15	15	15	-5
16	20	20	-10
17	25	25	-15
18	30	30	-20
19	5	5	20
20	10	10	15
21	15	15	10
22	20	20	5
23	25	25	0
24	30	30	-5
25	5	5	-10

Приложение

Подбор оптимального диаметра

Подобрать оптимальный диаметр можно при помощи специальных вспомогательных инструментов. Доступ к этим инструментам осуществляется через закладку Equipment Design:

Для начала необходимо добавить(Add) операцию Pipe Sizing выбрав ее из выпадающего списка.

Нажмите кнопку Select Stream (Выбор поток);

Выберите Object (поток) для которого необходимо подобрать необходимый диаметр;

Нажмите кнопку ОК;



В окне параметров задайте сопротивление 0,1 кПа/м;

Подтвердите ввод Enter

Определение давления максимальной конденсации

Для начала расчета необходимо:

Задать материальный поток из кассы объектов.

Потоку задаем:

Состав

Условия

Давление (Рнач МПа)

Расход- 1000 моль/ч

Температуру t1

Исследовать влияние давления на количество жидкой фазы в потоке. Для этого, уменьшая давление, с Рнач, МПа до Ркон, МПа с шагом 1 МПа, следить за изменением доли жидкой фазы (б) в потоке. Установив область максимума, исследовать ее с шагом по давлению 0,5МПа (или меньше) с целью более точного определения давления максимальной конденсации.

Расчет провести при трех температурах: t1, t2,t3;оС

Заполнить таблицу результатов в EXCEL и построить графики зависимости б=f(Р), на которых обозначить точку Рmax.конд

Р,МПа	Рнач			Ркон
б, (доля жидкой фазы) при t1
б, (доля жидкой фазы) при t2
б, (доля жидкой фазы) при t3

Сделать вывод:

о влиянии давления на количество жидкой фазы;

о влиянии температуры на величину давления максимальной конденсации и на количество полученного конденсата.

Повторить расчет, используя методику «Расчетного исследования» HYSYS. Сравнить результаты. Оформить отдельным выводом. В отчет включить полученный график б=f(Р,t).

Метод Case Studies «Расчетное исследование»

Суть метода.

Необходимо выбрать независимые и зависимые переменные. Для каждой независимой переменной задаются нижняя и верхняя граница и интервал ее изменения. Программа изменяет независимую переменную в соответствии с заданной настройкой, пересчитывает полностью схему и запоминает значения зависимых переменных. Затем снова изменяет независимую переменную и т.д. Получается некоторый набор точек, отражающий зависимость переменных схемы от некоторой независимой переменной.

Результаты расчетного исследования можно получить в графическом или табличном виде. Несмотря на то, что в расчетное исследование может быть включено неограниченное число переменных, на график можно вывести только три. Одну независимую и две зависимые - на двухмерный график, две независимые и одну зависимую - на трехмерный график.

Переменные для расчетного исследования определяются в меню Case Studies (Расчетное исследование ) закладки All Items.

Задаем расчетное исследование, нажав кнопочку Add. В списке появится принятое по умолчанию имя первого расчетного исследования Расчетное исследование 1 (Case Studies1), где 1 - целое число больше нуля.

После этого вызываем навигатор переменных, нажав еще одну кнопку Add.

В навигаторе переменных выбираем, объект исследования и задаем необходимые для расчета переменные.



В нашем случае жидкая фаза (Liquid Fraction) зависит от давления и температуры. Добавляем (Add) соответствующие переменные к расчетному исследованию.

В группе Set up (настройки) выводятся все переменные со страницы переменных.

Пользователь должен выбрать переменные, которые будут выведены в таблицу результатов и на график. Для этого отметьте флажками в столбце Include (Включать) те переменные, которые участвуют в расчете. Т.е. поочередно можно проводить исследование влияния температуры, давления температуры и давления на выход жидкой фазы.

В окне имеется таблица в которой необходимо необходимо задать диапазон изменения и шаг независимой переменной. ХАЙСИС автоматически рассчитывает Число точек (Number of States), которые будут рассчитаны.

Чтобы начать расчет, нажмите кнопку Пуск (Start).

Вывод. Для каждого расчетного исследования

Удаление расчетного исследования

Удаления расчетного исследования из задачи является необратимыми в том смысле, что обратную процедуру провести нельзя. Поскольку программа не требует подтверждения на удаление, необходимо быть внимательными.

Выделите имя расчетного исследования в группе Имеющиеся исследования (Available Case Studies) и нажмите кнопку Удалить (Erase).

Нажмите кнопку Результаты (Results).

На экране появятся результаты расчетного исследования в соответствующем виде.

Так как мы проводили исследование с двумя независимыми переменными, программа позволяет вывести результаты в виде графика в трехмерной системе координат.

Имейте в виду, что возможности системы ограничены тремя осями координат. Если имеется более двух независимых переменных (что не рекомендуется), то результаты будут выводиться только в таблицу.



На графике видно, что давление 8 МПа при температуре 18оС соответствует давлению максимальной конденсации.

2. Сравнить степень охлаждения продукции газоконденсатной скважины за счет дроссель - эффекта (при использовании клапана) и при расширении газа в детандере.

Продолжаем работать в том же файле. Входящим потокам задаем состав материального потока, что и в предыдущей задаче, условия

Давление (P1 МПа)

Расход- 1000 моль/ч

Температуру (t1 оС)



Выходящим потокам задаем давление Р=5 МПа. Если входящий поток включает в себя и жидкую и паровую фазу, то перед тем как направить поток на детандер необходимо отделить жидкую и газовую фазы в сепараторе, а затем направить газовый поток на детандер.

Сравнить выходящие потоки по температуре. Рассчитать средний температурный коэффициент:. Сравнить два процесса, сделать вывод по задаче.

Построить моделирующую схему процесса одноступенчатой низкотемпературной сепарации.

Входящему потоку Gaz задаем параметры, как в первой задаче.

Задание теплообменника.

Добавить операцию в расчет можно следующим образом:

1. В меню Схема выполните команду Добавить операцию (F12). Откроется окно выбора операции.

2. Среди Групп операций выберите Теплообменное оборудование.

3. Из списка имеющихся операций выберите Heat Exchanger (Теплообменник).

4. Нажмите кнопку Добавить. Откроется специализированное окно операции.

Или

1 В меню Схема выполните команду Касса объектов (F4).

2 Дважды щелкните по иконке Теплообменник

Откроется специализированное окно

Страница Соединения.

На этой странице задаются имена входных и выходных технологических потоков. В поле Имя можно изменить название аппарата, которое программа присваивает по умолчанию.

Страница Параметры.

На этой странице можно выбрать Модель расчета теплообменника и задать физические параметры. Страница Параметры выглядит по-разному в зависимости от выбранной модели расчета.

Используются следующие модели:

* Exchanger Design (End Point) - по концевым точкам

* Exchanger Design (Weighted) - взвешенная

* Steady State Rating - поверочный в стационарном режиме

*Dynamic Rating - поверочный в динамическом режиме

* HTFS-Engine

* TASC Heat Exchanger (см. TASC Thermal Reference)

Модель расчета по концевым точкам

Эта модель основана на уравнении (4), связывающем общий коэффициент теплопередачи, поверхность теплообменника и среднелогарифмический температурный напор.

Делается два предположения:

* Коэффициент теплопередачи постоянен

* Теплоемкости потоков постоянны

В этой модели тепловые кривые рассматриваются как линейные функции. Поэтому метод достаточно хорошо работает для простых задач, где не наблюдается фазовых переходов, и величина теплоемкости Cp остается относительно постоянной. В случае нелинейности тепловых кривых следует использовать взвешенную модель.

При выборе модели расчета по концевым точкам используются следующие параметры:

Параметр	Описание
Гидравлические сопротивления по корпусу и трубам	На этой странице задаются гидравлические сопротивления для труб и корпуса теплообменника. Если они здесь не заданы, ХАЙСИС рассчитает их из условий соединенных потоков
Ходов по корпусу	Пользователь имеет возможность рассчитать теплообменник как противоточный (идеальный вариант, поправочный коэффициент Ft=1), или определить поправочный коэффициент Ft на основе заданного числа корпусов (ходов по корпусу). В качестве этой величины можно задать целое число в интервале от 1 до 7. ХАЙСИС рассчитает поправочный коэффициент Ft для заданной конфигурации аппарата. Значение ниже 0.8 обычно указывает на то, что аппарат работает не эффективно с точки зрения использования теплообменнной поверхности. В этом случае нужно использовать большее число ходов или больший температурный напор.
K*F (UA)	Это произведение общего коэффициента теплопередачи на общую поверхность теплообмена. Количество переданного тепла пропорционально среднелогарифмической разности температур, а величина K*F является коэффициентом пропорциональности. Эта величина может быть либо задана пользователем, либо рассчитана программой ХАЙСИС.
Геометрия аппарата	Геометрические параметры аппарата используются для расчета поправочного коэффициента Ft.

В теплообменнике задаем гидравлическое сопротивление трубок 50 кПа, корпуса 50 кПа.

Выходящему из теплообменника потоку 11 задаем температуру-10 о С.

Выходящему с клапана потоку 12 задаем давление 5,5 МПа.

В сепараторе потери давления за счет гидравлического сопротивления 50 кПа.

Выходящий с сепаратора холодный газовый поток, направляем в теплообменник в межтрубное пространство (для охлаждения трубок по которым идет сырье).

Построить моделирующую схему процесса двухступенчатой низкотемпературной сепарации (задаем в том случае, если во входящем потоке присутствует жидкая фаза).



Схема двухступенчатой сепарации задается аналогично одноступенчатой, только газ в теплообменник поступает с сепаратора (первая ступень). Гидравлическое сопротивление первого сепаратора также принять равным 50 кПа.

Исходные данные

Номер варианта	Диапазон давлений	Температура t1, t2, t3	Состав газа, % мольные
			СН4	С2Н6	С3Н8	С4Н10	C5H12	СО2	H2S	N2
1	14 - 6 МПа	0; 10; 20	75,38	8,94	3,62	1,51	6,43	0,1	-	4,02
2	13 - 6 МПа	-5; 0; 15	79,78	7,77	3,01	1,5	5,87	1	-	1,07
3	14 - 6 МПа	-20; 0; 10	86,1	4,3	1,7	0,9	3,5	0,6	0,21	2,69
4	13 - 5 МПа	-10; 0; 20	77,7	7,5	4,4	1,8	4,4	0,1	-	4,1
5	12 - 3 МПа	-20; 0; 5	79,9	3,2	1,2	0,7	2,2	-	-	12,8
6	11 - 3 МПа	-20; -5; 5	83,77	4,6	1,64	0,81	1,88	0,87	1,49	4,94
7	12 - 5 МПа	-20; 0; 15	77,03	3,84	1,77	1,17	3,61	1,83	7,71	3,04
8	10 - 2 МПа	-20; -5; 0	83,7	7,1	2,8	2,2	1,2	2,6	0,4	-
9	11 - 7 МПа	-10; 0; 10	63,66	1,56	0,61	0,4	3,49	12,93	16,98	0,37
10	13 - 8 МПа	0; 10; 20	73,8	5,4	2,6	1,37	7,18	5,28	3,66	0,71
11	10 - 4 МПа	-20; -10; 0	89,0	5,15	2,33	1,08	1,44	0,19	-	0,81
12	10 - 4 МПа	-20; -10; 0	81,2	7,16	3,33	1,33	6,27	0,38	-	0,33
13	13 - 7 МПа	-5; 5; 20	75,85	5,42	2,34	0,81	7,82	2,57	4,57	0,62
14	12 - 5 МПа	-5; 5; 20	80,24	3,61	1,65	14,28	0,22	-	-	-
15	13 - 7 МПа	0; 10; 20	74,43	6,72	2,9	1,52	7,02	0,35	4,44	2,62
16	10 - 3 МПа	-20; -10; 0	80,04	3,8	1,71	1,04	1,3	1,59	6,96	3,56
17	13 - 5 МПа	-20; 0; 20	88,84	1,92	1,6	0,76	4,3	0,79	0,03	1,76
18	13 - 5 МПа	-5; 5; 20	80,69	6,57	4,3	0,66	6,16	0,95	-	0,66
19	10 - 4 МПа	-20; -10; 0	80,3	9,86	2,78	0,46	1,62	1,6	-	3,36
20	11 - 4 МПа	-20; -5; 5	72,74	10,22	4,77	2,61	1,04	0,99	-	7,63
21	12 - 4 МПа	-20; 0;10	78,5	6,4	3,4	2,0	2,8	0,6	-	0,63
22	12 - 4 МПа	-20; -5; 5	80,46	3,22	1,21	0,7	2,01	-	-	12,39
23	11 - 4 МПа	-10; 0; 10	75,4	9,9	6,1	5,0	1,1	0,5	-	2,0
24	13 - 6 МПа	0; 10; 20	72,81	6,02	2,75	1,19	7,04	3,78	5,84	0,58
25	14 - 7 МПа	-10; 0; 10	82,1	4,66	2,36	0,81	6,82	0,08	-	3,14
26	11 - 4 МПа	-20; 0; 10	80,1	8,23	4,21	2,1	2,81	-	-	2,55
27	11 - 4 МПа	-20; 0; 10	82,8	5,38	2,54	1,29	4,08	0,09	-	3,81
28	11 - 4 МПа	-20; -5; 5	85,67	6,84	2,31	0,36	2,02	0,4	-	2,4
29	11 - 4 МПа	-20; -5; 5	87,97	5,27	1,55	0,56	2,69	0,35	-	1,61
30	11 - 4 МПа	-20; -5; 5

Вывести фазовую диаграмму потока, в котором возможно образование гидратов, проанализировать.

Установить при каком содержании воды в газе появляются гидраты.

Предложить методы борьбы с гидратообразованием, и обеспечить условия безгидратного транспорта газа.

Сделайте вывод о наиболее приемлемом способе борьбы с образованием гидратов

Воспользуйтесь созданной ранее моделью (например участком газопровода).

Существование гидратов возможно при наличии в потоке воды. Предположим, что у нас во входном потоке вода присутствует.

Для начала необходимо задать воду в имеющийся поток (если она не задана ранее) в диспетчере базиса.

Если на экране нет окна Диспетчера базиса и «HYSYS» не находится в среде базиса, нажмите на кнопку Среда базиса , после этого кнопку

.

В шаблоне библиотечных компонентов наберите Н2О, после сортировки добавьте его в список выбранных компонентов.

Закройте окно Пакет свойств и нажмите кнопку

.

Проверьте наличие гидратов при 10% содержании воды. Т.е. в специализированном окне потока при активной закладке Состав добавьте необходимую долю воды.

Если гидраты обнаружены, (по Приложению 1) необходимо устранить какое - либо условие существования гидратов. Поэтому основными методами борьбы с гидратами являются:

понижение давления (что в нашем случае не целесообразно );

повышение температуры (или поддержание высокой температуры на протяжении всего транспорта);

ввод антигидратных ингибиторов.

Смоделируйте введение ингибитора в поток и подберите достаточное его количество. Используйте 95% раствор метанола.

Уже известным способом добавьте в Пакет свойств ингибитор, набрав в шаблоне библиотечных компонентов Methanol, после сортировки добавьте его в список выбранных компонентов. Вернитесь в расчетную среду

При помощи кнопки Разрыв

,

с панели инструментов, отсоедините Входящий поток от участка трубопровода. Это возможно когда при наведении мышкой на поток

высвечивается галочка.

Добавьте из кассы объектов Смеситель

Входящими в смеситель потоками будут:

Входящий

Вновь созданный Ингибитор

Поток на выходе - Смесь

Потоку Ингибитор задайте Состав - 0,95 массовых долей метанола и 0,05 долей воды. Содержание остальных компонентов «0»

Условия (давление и температуру) задаем как у Входящего.

Наличие гидратов каждый раз проверяем через Утилиты.

Расход ингибитора подбираем такой, чтобы в потоке Смесь гидратов не было. Подбор осуществляется с помощью операции Подбор.

Операция Подбор (Adjust).

Если необходимо определить количество ингибитора, подмешиваемого в поток, так чтобы температура образования гидратов снизилась до - 40 оС можно использовать операцию Подбор.

Для этого к имеющейся схеме из Кассы объектов добавляем операцию Подбор.

Обратите внимание, что вначале расход потока Ингибитор задается равным 0 кмоль/ час.

Далее сообщаем программе, что операция подбора должна изменять значения параметров потока Ингибитор, чтобы достичь поставленных целей. Теперь в специализированном окне необходимо выбрать конкретный изменяемый параметр потока.

Задаемся параметром Molar Flow из списка Переменных.



Для выбора целевой переменной необходимо для начала связать поток Смесь с утилитой гидратообразования.

При выборе целевой функции в навигаторе объектов отметьте фильтр Утилиты.

Выберите утилиту - Образование гидратов, переменную Температура образования гидратов (Hydrate formation temperature)

В строке Значение целевой переменной задаемся температурой - 40оС.

Перейдите на закладку Параметры

Замените установленные по умолчанию значения Точности и Длины шага на значения 0,01 и 1,0 соответственно.



Перейдите к закладке Монитор.

Щелкните мышью по кнопке Пуск в нижней части специализированного окна. Операция Подбор произвела пошаговый подбор значения, достигнув заданной точности решения.

Смоделируйте нагрев потока при помощи нагревателя.

Отсоедините Входящий поток от участка трубопровода

Добавьте из кассы объектов Нагреватель

Задайте имена входящего (исходный) и выходящего потоков

Перейдя на закладке Данные в окно Параметры задайте сопротивление - 0 кПа

Перейдя на закладку Рабочая таблица, задайте температуру, до которой необходимо нагреть газ выходящий из нагревателя

Температуру необходимую для безгидратного транспорта можно определить по фазовой диаграмме. (Приложение 2)

Наличие гидратов каждый раз проверяем через Утилиты.

Обеспечение поддержания высокой температуры на протяжении всего транспорта газа

Если температура входящего потока достаточно высокая, то можно применить изоляцию, для поддержания ее на всем протяжении газопровода.

Для этого в специализированном окне газопровода на вкладке Расчет перейдите в окно теплопередача, задайте

.

Из выпадающего списка выберите Тип изоляции и задайте толщину слоя изоляции.

Если выбранный тип изоляции и предложенная по умолчанию толщина слоя, не предотвращает образование гидратов, используйте другой тип и задайте другую толщину.

Наличие гидратов каждый раз проверяем через Утилиты.

Определение наличия гидратов в потоке.

Определить наличие гидратов в потоке (при условии наличия в нем воды), можно при помощи специальных вспомогательных инструментов.

Доступ к этим инструментам осуществляется через закладку Stream Analysis:



Для начала необходимо добавить (Add) утилиту Образование гидратов (Hydrate Formation) выбрав ее из выпадающего списка.

Выберите Object (поток) в котором Вы хотите проверить наличие гидратов;

Нажмите кнопку Добавить;

В откройте окно двойным нажатием мыши

При необходимости измените имя утилиты в поле Name (Имя);

Изменить поток можно нажав кнопку Select Stream (Выбор поток;

В результате «HYSYS» выдал нам отчет о наличии гидратов 2 типа (Type 2)

Температуру и давление гидратообразования можно посмотреть на закладке Performans.

Фазовая диаграмма.

Для того чтобы вывести фазовую диаграмму потока необходимо из списка добавить утилиту Envelope (Фазовая диаграмма). Утилиты становятся активными если выбран Stream Analysis:

Задать поток можно нажав кнопку Select Stream (Выбор поток;

Как только поток окажется присоединен, «HYSYS» может вывести фазовую диаграмму активируя закладку Performance, на которой будет по умолчании представлена диаграмма в координатах Давление - Температура.

Для построения кривой образования гидратов необходимо отметить Hydrate (Гидрат. Кр).

Описание процесса стабилизации конденсата.

В нашем примере мы моделируем технологическую схему подготовки газа к транспортировке, в которой природный газ освобождается от пропанового конденсата, разделяемого затем в ректификационной колонне. Технологическая схема представлена ниже:

Сырьевые потоки природного газа после смешения попадают в Первичный сепаратор, который отделяет присутствующие в газовой смеси жидкие компоненты. После этого газ попадает в Газовый теплообменник где осуществляется его первичное охлаждение. Охлажденный газ после теплообменника поступает на дросселирующее устройство для глубокого охлаждения где осуществляется достаточно глубокое охлаждение для перевода в жидкую фазу тяжелых углеводородов, причем образуется газ, соответствующий технологическим требованиям для транспортировки потребителю. Охлажденный таким образом поток поступает в Низкотемпературный сепаратор. После сепаратора осушенный холодный газ подается в газовый теплообменник и затем в трубопровод, в то время как отделенный конденсат смешивается с жидкой фазой из первичного сепаратора. Полученная смесь разделяется в Колонне депропанизации, продуктом которой является жидкая фракция с лимитированным содержанием пропана.

Задание колонны депропанизации.

В программе ХАЙСИС содержится множество заранее подготовленных моделей различных ректификационных колонн, поэтому настроим имеющуюся модель в соответствии со своими потребностями.

Для этого нужно задать входные и выходные потоки, количество тарелок и другие параметры спецификации, содержащиеся в модели колонны. Используем модель Ректификационной колонны, т.е. колонны, содержащей кипятильник и конденсатор. Для того чтобы задать колонну:

Дважды щелкните по кнопке Distillation Columns (Ректификационная колонна) в Кассе объектов (Palette) на закладке Columns, и на экране появится первая страничка Инспектора ввода полной колонны.

Поскольку задается модель колонны на основе имеющегося шаблона полной ректификационной колонны ХАЙСИС по умолчанию задает начальные значения для различных параметров модели.

В нашем примере для моделирования колонны депропанизации подойдет значения количества теоретических тарелок равное 10, поэтому нет необходимости менять заданное по умолчанию значение на другое.

Перейдите в поле Питание, дважды щелкнув мышью по ячейке, содержащей слово «Поток».

Откройте выпадающий список в поле ввода вверху специализированного окна, щелкнув мышкой по соответствующей кнопке или нажав клавишу <F2>, а затем <v>.

Выберите в качестве питания для колонны депропанизации поток Питание колонны. ХАЙСИС по умолчанию задаст положение тарелки питания в середине главной секции (Main TS) колонны, в данном случае на тарелке с номером 5 (что можно определить по строчке «5_Main TS») в колонке Тарелка для потока Питание колонны).

В этой колонне вся флегма будет возвращаться обратно в колонну, поэтому мы не будем задавать поток жидкости - нижний отбор конденсатора, а зададим только паровой продукт

В групповой рамке Конденсатор щелкните мышью по селективной кнопке Полн. реф., и выходной поток жидкости из нижнего отбора конденсатора исчезнет. Данная операция аналогична заданию флегмового числа равного единице.

Введите названия выходных и энергетических потоков колонны депропанизации, как показано на рисунке внизу. После окончания задания имен всех потоков колонны станет активна кнопка Next (Далее) > это означает что вся необходимая информация на данной странице Инспектора ввода полной колонны уже задана, и можно переходить к следующей странице.



Нажмите кнопку Next (Далее) >, чтобы перейти на следующую страницу - Профиль давления.

Введите значения соответственно Давление в конденсаторе и Давление в ребойлере (кипятильнике). Перепад давления в конденсаторе оставим нулевым.

Нажмите кнопку Далее >, чтобы перейти на следующую страницу.

Задайте значения Оценок температуры в ребойлере и конденсаторе равными 100оС и 5 оС соответственно.

Нажмите кнопку Далее >, чтобы перейти к последней странице Инспектора ввода полной колонны. Эта страница позволяет задать значения для различных спецификаций колонны, которые по умолчанию создаются программой.



Ректификационная колонна имеет по умолчанию три спецификации. Однако задавая полный возврат флегмы в колонну, мы использовали одну степень свободы. Из оставшихся двух спецификаций мы используем в качестве оценки значение Расхода пара, а активной спецификацией оставим Флегмовое число.

Введите значение Vapour Rate (Расхода пара), равное 60000 м3/ день и значение Флегмового числа (Reflux Ratio), равное 1,0. Единицы расхода относятся к расходу пара.

Щелкните мышью по кнопке Done (Готово), и на экране появится специализированное окно для Колонны депропанизации.

Перейдите на страницу Monitor (Монитор) закладки Расчет.

Основным достоинством Монитора, является то, что он отображает текущее состояние расчета колонны для каждой итерации ее расчета. Кроме того, с этой страницы можно изменять значения спецификаций для расчета колонны, включать или выключать их из расчета.



Задание спецификаций для колонны.

Обратите внимание, что текущее число степеней свободы Degrees of freedom равно нулю. Однако, данный момент активна спецификация для расхода пара (Ovhd Vap Rate), которую мы предполгаем использовать лишь как начальное приближение. Щелкните мышью по флажку Актив. в строке спецификации Ovhd Vap Rate для того, чтобы снять его. Количество степеней свободы увеличится до 1, что означает необходимость задать хотя бы еще одну активную (т.е участвующую в расчете) спецификацию. Для нашего примера зададим значение мольной доли пропана в нижнем отборе колонны, равное 2 %.

Для того чтобы добавить эту спецификацию:

Перейдите на страницу Specs (Спецификации), щелкнув по ее названию мышью. На данной странице приведен список всех активных и неактивных спецификаций, необходимых для расчета колонны.

Щелкните мышью Add (Добавить) в групповой рамке Спецификации колонны. На экране будет показано окно Add Specs (Добавить спецификацию).

Выберите из списка необходимый нам тип спецификации - Доля компонента (Column Component Fraction).

Щелкните пол кнопке Add Specs Добавить, и возникнет специализированное окно Доля компонента.



Измените заданное по умолчанию название создаваемой спецификации на Доля пропана.

Перейдите к ячейке Тарелка, и выберите из выпадающего списка доступных тарелок вверху окна пункт Reboiler.

Перейдите к ячейке Задано и введите значение 0,02 для мольной доли в жидкости.

Перейдите к первой ячейке в списке компонентов, обозначенной «Компонент», и выберите Propane (Пропан) из выпадающего списка вверху окна.

Закройте это окно, чтобы вернуться в специализированное окно колонны.

Созданная нами спецификация будет добавлена в список Спецификаций колонны. Возвратитесь на страницу Монитор, и убедитесь, что спецификация Доля пропана присутствует в конце списка Спецификаций. Для большего удобства нажмите кнопку Актив/ Неактив, чтобы сгруппировать в начале списка все активные спецификации. Обратите внимание, что ХАЙСИС автоматически делает активной новую спецификацию, после того, как Вы ее создаете.

Значение степеней свободы опять равно нулю, так что колонна теперь готова к расчету.

Для того, чтобы начать расчет колонны, щелкните мышью по кнопке Пуск, и информация на странице Монитор будет изменяться и дополняться в процессе расчета колонны.

В нашем случае расчет сошелся за 3 итерации.

Полная информация по тарелкам колонны, может быть получена на странице Сводка

Закладки Монитор.

Сравнение технологий стабилизации конденсата



Размещено на Allbest.ru

...