Cuáles Son Los Principales Productores De La Región Asiática, Y Cuales De La Región Africana

PROPIEDADES DE CORRIENTES Y MEZCLAS

OBJETIVOS

 Especificar corrientes de materia y energía para desarrollar una simulación de un

proceso en Aspen Hysys.

 Manejar algunas herramientas incluidas en el simulador que posibilitan la

determinación de propiedades de mezclas.

INTRODUCCION

Clases de Corrientes en Aspen Hysys

Aspen HYSYS utiliza el concepto de corrientes de materia y corrientes de energía. Las corrientes de materia requieren, para su completa definición, de la especificación del flujo y de aquellas variables que permitan la estimación de todas sus propiedades físicas y termodinámicas. Las corrientes de energía se utilizan para representar los requerimientos energéticos en unidades como intercambiadores de calor, bombas, etc. y se especifican, completamente, con solo la cantidad de energía intercambiada o transferida en dichas unidades. En Aspen HYSYS, la corriente de materia se observa, por defecto, de color azul, mientras que la corriente de energía es de color rojo.

Corrientes de Materia

El elemento más simple que un diseñador de proceso debe especificar es una simple

corriente homogénea. Las variables que definen a una corriente que contiene C

componentes son:

Expresando las concentraciones en fracciones molares, Xi, se cumple una restricción

de suma entre ellas, es decir que:

Por lo tanto, el numero de variables de diseño: , que se requieren para especificar completamente una corriente de materia es la diferencia entre el numero de variables y el numero de restricciones, es decir:

De acuerdo a la ecuación (2) se define el estado termodinámico de una corriente de materia al conocerse la composición de una corriente de materia y otras dos propiedades (fracción de vapor, temperatura, presión, entalpia o entropía) una de las cuales debe ser la temperatura o presión.

Evaporación espontanea de una corriente de materia

Cuando se especifica una corriente de materia con la información suficiente, Aspen Hysys hace los cálculos apropiados de la evaporación espontanea. Es decir, si se especifica por ejemplo la temperatura y presión, calcula si la corriente es de una fase (Liquida o vapor) o de dos fases liquido y vapor, etc. Dependiendo de las dos propiedades conocidas de la corriente de materia. Aspen Hysys desarrolla uno de los siguientes cálculos de evaporación espontanea:

1. Isotérmica: T-P

2. Isoentálpica: T-H o P-H

3. Isoentrópica: T-S o P-S

4. Fracción de vaporización conocida: T-VF o P-VF

En la evaporación espontanea a una fracción de vaporización conocida entre 0.0 y 1.0 Aspen Hysys calcula la presión o la temperatura dependiendo de la que sea especificada como variable independiente. Si se despliega un error, en este tipo de cálculo, significa que la fracción de vapor especificada no existe a las condiciones de presión o temperatura especificada. Es decir, la presión especificada es mayor que la presión cricondenbárica o la temperatura especificada es de un valor a la derecha de la temperatura cricondentermica sobre la envolvente estándar de presión – temperatura.

Punto de rocío de una corriente de materia

Si, además de la composición de una corriente de materia, se especifica una fracción

de vapor de 1.0 y su temperatura Aspen HYSYS calculará la presión del punto de rocío. En forma similar, si en vez de especificar la temperatura se especifica la presión Aspen HYSYS calculará la temperatura del punto de rocío de la mezcla. Los puntos de rocío retrógrados se calculan especificando una fracción de vapor de -1.0.

Punto de burbuja de una corriente de materia / Presión de vapor

Una especificación de una fracción de vapor de 0.0 para una corriente define un cálculo de punto de burbuja. Si además se especifica o la temperatura o la presión, Aspen HYSYS calculará la variable desconocida presión o temperatura. Al fijar una temperatura de 100 °F la presión correspondiente al punto de burbuja es la presión de vapor a 100 °F.

Instalación de una Corriente de Materia en Aspen Hysys

Para la instalación de corrientes de materia en Aspen Hysys realice las siguientes instrucciones:

1. Abra un nuevo caso e importe el paquete de fluido “Basis-1” construido y almacenado en la Practica 1.

2. Haga clic en el botón “Enter Simulation Enviroment”. Aspen HYSYS por defecto despliega la ventana titulada “PFD-Case (Main)” y la denominada “Paleta de Objetos”. En la primera, se construye el diagrama de flujo del proceso a simular y en la segunda se incluyen las unidades u operaciones a seleccionar para ser instaladas en el proceso a simular.

3. Haga clic sobre el icono de la corriente de materia (Flecha de color azul). Se despliega sobre el PFD una flecha de color azul claro, numerada con 1 y además la ventana de especificación de propiedades de dicha corriente, con la pestaña “Worsheet” activa, por defecto, como lo demuestra la Figura 1. La instlacion de corrientes puede hacerse de varias formas como presionando la tecla <F11> o seleccionando la opción “Add Stream” del menú “Flowsheet”.

Figura 1. Ventana de propiedades de una corriente de materia

4. En la celda “Stream Name” de la pagina “Conditions” asigne como nombre a la corriente la palabra “Gas”.

5. Para desplegar la ventana donde se introducen las composiciones, haga clic en “Composition” o doble clicen una de las celdas correspondientes a especificaciones de flujos de la corriente. En este caso, haga doble clic en la celda “Mass Flow” y se desplegara una ventana como la que muestra la Figura 2.

Figura 2. Ventana para especificar la composición de la corriente “Gas”

6. Haga clic en el radio botón “Mole Fractions” en el grupo “Composition Basis” para cambiar la base de la fracción en masa a fracción en moles.

7. Introduzca las siguientes composiciones que aparecen en la figura 3.

Figura 3. Composición de la Corriente “Gas”

8. Presione el botón Ok cuando se hayan introducido todas las fracciones molares.

Evaporación espontanea isotérmica, T-P, de la corriente “Gas”

9. Asigne una presión de 7500 Kpa y una temperatura de 10°C. ¿Cuánto es la fracción vaporizada? ¿Por qué la corriente “Gas” no esta completamente especificada?

10. Asigne un flujo molar de 100 kgmol/h y observe el “OK”

...