Table Of ContentHYSYS
Версия 2006
Учебник
Настоящая брошюра представляет собой перевод на русский язык книги Tutorials оригинальной
документации программы Хайсис. Брошюра написана максимально подробно - в основном она
предназначена для первоначального ознакомления с программой Хайсис. Однако и пользователи,
имеющие опыт работы с программой, смогут найти здесь полезную информацию. Предполагается,
что Вы будете не только читать текст, но и шаг за шагом проводить на компьютере соответствующие
вычисления.
Надеемся, что этот документ поможет Вам быстро и эффективно овладеть интерфейсом программы
Хайсис и начать решать Ваши собственные задачи.
ЗАО ТЕХНЕФТЕХИМ
Расчет схемы переработки природного газа 1
1 Расчет схемы переработки
природного газа
1 РАСЧЕТ СХЕМЫ ПЕРЕРАБОТКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА...................................1
1.1 Введение.........................................................................................................2
1.2 Моделирование стационарного режима......................................................2
1.2.1 Описание процесса.................................................................................2
1.2.2 Создание нового набора единиц измерения........................................4
1.2.3 Выбор компонент....................................................................................5
1.2.4 Просмотр свойств компонент.................................................................7
1.2.5 Создание пакета свойств.......................................................................8
1.2.6 Расчетная среда...................................................................................10
1.2.7 Использование Рабочей тетради........................................................12
1.2.8 Построение фазовой диаграммы........................................................17
1.2.9 Задание модульных операций.............................................................19
1.2.10 Дополнительные возможности рабочей тетради...............................25
1.2.11 Использование графического экрана PFD.........................................28
1.2.12 Результаты............................................................................................42
1.3 Дополнительные возможности...................................................................47
1.3.1 Использование электронной таблицы................................................47
1.3.2 Использование операции Подбор.......................................................50
1.4 Моделирование в динамическом режиме..................................................52
1.4.1 Изменение стационарной модели.......................................................52
1.4.2 Определение размеров колонны........................................................57
1.4.3 Работа с динамическим помощником.................................................62
1.4.4 Установка регуляторов.........................................................................67
Расчет схемы переработки природного газа 2
1.1 Введение
Расчет будет осуществлен в несколько этапов:
1 Создание набора единиц измерения
2 Выбор компонентов
3 Создание пакета свойств
4 Создание и параметризация потоков сырья
5 Задание и расчет потоков до колонны
6 Задание и расчет колонн
В настоящем примере рассматривается схема подготовки природного газа,
содержащего N2, CO2 и углеводороды от C1 до nC4. Для удаления из смеси
тяжелых углеводородов газ подвергается обработке при низкой температуре.
Производимый установкой тощий осушенный газ подается в трубопровод для
транспортировки и должен соответствовать заданным требованиям.
Отделенный от товарного газа конденсат поступает в колонну депропанизации,
из куба которой отбираются бутаны с ограниченным содержанием пропана.
1.2 Моделирование стационарного
режима
1.2.1 Описание процесса
В данном примере будет рассмотрен весь процесс построения модели: от
выбора пакета свойств и компонентов, до задания технологических потоков,
параметров аппаратов и оценки конечных результатов моделирования. Для
иллюстрации возможностей системы ХАЙСИС будут использованы встроенные
инструменты программы.
Этот пример, полностью рассчитанный в британских единицах расположен на
Вашем компьютере в папке HYSYS\Samples\TUTOR1.hsc.
Схема описанной установки показана ниже:
Расчет схемы переработки природного газа 3
В процессе моделирования будут установлены три логические операции для
решения некоторых задач, которые нельзя описать с помощью стандартных
операций.
Лог. операция Назначение
Баланс Для создания копии состава потока 8, чтобы определить его
температуру росы при давлении в трубопроводе.
Подбор Для определения температуры в емкости V-101, необходимой
для получения потока с заданной температурой росы.
Электронная таблица Для расчета теплотворной способности потока 8.
Чтобы начать новую задачу:
• выберите Новый > Задача из меню Файл
или
• нажмите кнопку Новая задача на панели инструментов
На экране появится окно Диспетчер базиса:
Расчет схемы переработки природного газа 4
1.2.2 Создание нового набора единиц
измерения
Прежде чем начинать моделирование схемы, создадим новый набор единиц
измерения. Для этого выберите пункт Настройки... в меню Инструменты.
Появится окно Настройки расчета. Перейдите на закладку Переменные
(щелкнув по ней мышкой), а затем выберите страницу Единицы.
По умолчанию программа ХАЙСИС использует файл настроек HYSYS.prf. После
того, как вы изменили какие-либо настройки программы, Вы имеете возможность
сохранить их в специальный файл, нажав на кнопку Сохранить настройки.
Программа запросит у Вас имя создаваемого файла настроек, из которого Вы
позже можете загрузить параметры настройки, нажав на кнопку Загрузить
настройки.
ХАЙСИС не позволяет изменять ни один из трех основных наборов единиц
измерения, которые всегда имеются в системе: SI, EuroSI и Британская система
единиц (Field). Однако, Вы можете создать новый набор единиц. В данном
примере мы создадим новый набор единиц измерения на базе европейский
системы EuroSI и внесем в нее некоторых изменения:
1 Выберите мышкой строчку EuroSI из списка Имеющихся наборов единиц,
чтобы сделать ее активной. В нашем примере для инженера удобнее всего
было бы измерять расход газа в нормальных кубометрах в день. Поскольку
для газов при нормальных условиях объемный расход прямо
пропорционален мольному расходу, единицы измерения m3/d (кубометры в
день) можно установить именно для мольного расхода. По умолчанию для
мольного Расхода установлена единица измерения kgmole/h.
2 Нажмите кнопку Скопир. Появится и станет активным новый набор единиц
измерения названный NewUser в списке Имеющихся наборов единиц.
Если хотите, Вы можете ввести новое название для этого набора в поле
Имя набора. Теперь вы можете изменять единицы измерения для любой
переменной из созданного Вами набора.
3 Измените единицы для переменной Расход: откройте падающий список
возможных единиц (кнопка ) и выберите нужный вариант m3/d (gas).
Расчет схемы переработки природного газа 5
Итак, Вы закончили создание нового набора единиц. Закройте окно Настройки
расчета, Вы вернетесь в окно Диспетчер базиса.
1.2.3 Выбор компонент
Следующим шагом будет создание списка компонентов. Закладка Компоненты
в окне Диспетчера базиса дает Вам возможность создавать списки компонент, с
которыми Вы будете работать в задаче. В список могут быть объединены
библиотечные и гипотетические компоненты.
1 Нажмите кнопку Добавить. Появится окно Список компонент.
Существует множество способов выбора компонентов для Вашей задачи.
Первый из них – использование возможности поиска по шаблону, при этом поиск
можно вести по условному или полному имени или по формуле. Способ поиска
задается с помощью соответствующих кнопок выбора.
Расчет схемы переработки природного газа 6
Способ поиска Описание
По условному Указывается общепринятое название вещества (тривиальное
названию название)
По полному Указывается систематическое номенклатурное название
названию или (IUPAC) или синонимы для групп веществ
синониму
По формуле Указывается химическая формула вещества. Это полезно,
когда Вы не уверены, что знаете точное название вещества
(записанное в библиотеке), но уверены в его формуле.
В данном примере нам необходимо выбрать следующие компоненты: N2, CO2,
C1, C2, C3, iC4 и nC4. Начнем с N2:
2 Перейдите в поле ввода Шаблон щелкнув по нему мышкой или нажав на
клавиатуре <Alt><Ш> и наберите с клавиатуры “n2”. ХАЙСИС будет
отфильтровывать вещества в соответствии с набираемыми символами.
3 Теперь, поскольку ХАЙСИС выделил для Вас в списке компонент Nitrogen
(азот), добавьте его в Список выбранных компонент одним из трех
способов:
• Нажав на клавишу <Enter>.
• Щелкнув мышкой по кнопке (cid:197) Добавить.
• Дважды щелкнув на строчке Nitrogen (в этом случае необязательно
заранее выделять строчку с этим компонентом).
Кроме рассмотренного нами метода выбора компонент по шаблону, можно
использовать кнопку Фильтр для выделения из всего списка только
веществ, принадлежащих определенным классам соединений. Например,
для того, чтобы добавить CO2 к списку компонент, выполните следующие
операции:
4 Нажмите на кнопку Фильтр - откроется окно классов соединений. Поставьте
флажок Включить фильтр
5 Диоксид углерода не подпадает на под один из содержащихся в окне
стандартных классов соединений, поэтому следует поставить флажок в
строке Прочие.
6 В списке библиотечный компонентов найдите СО2.
7 Добавьте диоксид углерода в список выбранных компонент, дважды
щелкнув по строчке CO2. Имейте в виду, что при использовании фильтра
Расчет схемы переработки природного газа 7
также можно использовать поиск по шаблону, поэтому для ускорения поиска
Вы можете набрать в поле Шаблон “СО2”.
Для добавления оставшихся компонент – с С1 до nC4 – уберите флажок в
строке Прочие и поставьте его в строке Углеводороды. Быстрее всего
добавить группу углеводородов можно таким образом:
8 Щелкните мышкой на первом компоненте (в нашем случае это С1).
Сделайте одно из перечисленных ниже действий:
• Нажмите и удерживайте нажатой клавишу <Shift>, а затем щелкните на
последнем в выбранной последовательности компоненте (в нашем
случае это nC4). Программа выделит все компоненты с C1 по nC4.
Отпустите клавишу <Shift>.
Чтобы выделить несколько компонентов, идущих последовательно, используйте
клавишу <Shift>. Если необходимо добавить к выделению несколько других
компонентов, используйте клавишу <Ctrl>.
• Нажмите и удерживайте клавишу мыши, указав на С1, затем двигайте
мышь вниз до nC4, а затем отпустите клавишу мыши. Компоненты с C1
по nC4 будут выделены.
9 Нажмите кнопку (cid:197) Добавить. Выделенные компоненты из списка
имеющихся библиотечных компонент будут добавлены в список выбранных
компонент.
Окончательный список выбранных нами компонент показан ниже.
Ошибочно добавленный компонент можно убрать из этого списка, выделив его,
а затем нажав на кнопку Удалить или нажав клавишу <Delete> на клавиатуре.
1.2.4 Просмотр свойств компонент
Для того, чтобы просмотреть свойства одного (или нескольких) компонента,
выделите его (их) в списке выбранных компонент и нажмите на кнопку
Просмотр…. ХАЙСИС откроет специализированное окно выделенного
компонента (или несколько окон). Например:
Расчет схемы переработки природного газа 8
1 Щелкните мышкой на компоненте СО2 в Списке выбранных компонент.
2 Нажмите и удерживайте <Ctrl>.
3 Щелкните на компоненте n-Butane. Выделятся только эти два компонента.
4 Нажмите клавишу Просмотр…. Откроются специализированные окна для
выбранных нами двух компонентов.
Специализированное окно компонента дает Вам возможность просмотреть
информацию о выбранном компоненте. Свойства библиотечных компонент
изменить нельзя. Имеется возможность скопировать библиотечный компонент в
гипотетический, свойства которого пользователь может задать по своему
усмотрению. Более подробная информация о работе с гипотетическими
компонентами содержится в Главе 3 – Гипотетические компоненты книги
Базис.
Закройте специализированные окна компонентов и окно Список компонентов,
чтобы вернуться в окно Диспетчера базиса.
Если окно Диспетчера базиса закрыто, щелкните по кнопке Диспетчер базиса
в линейке кнопок.
Кнопка Диспетчер
Следующим шагом станет создание пакета свойств. Пакет свойств минимально базиса
должен содержать перечень компонентов и методы расчета (к примеру,
уравнение состояния), которые будут использованы ХАЙСИС при расчете
материальных потоков. В зависимости от того, что требуется для каждой
конкретной технологической схемы, пакет свойств может содержать и другую
информацию, такую как реакции или параметры бинарного взаимодействия.
1.2.5 Создание пакета свойств
1 В окне Диспетчер базиса перейдите на закладку Пакеты свойств.
Нажмите кнопку Добавить..., откроется специализированное окно пакета
свойств.
ХАЙСИС создал пакет свойств с именем по умолчанию Базис-1. Вы можете
изменить название этого пакета свойств, вписав с клавиатуры требуемое
название в поле ввода Имя, расположенное в нижней части окна.
Специализированное окно состоит из нескольких закладок, позволяющих Вам
задать всю информацию, необходимую для полного определения пакета
