HYSYS63.ppt

1、HYSYS 培训教程,AspenTech 战略联盟： 陆地科学技术发展有限责任公司 2008年10月,HYSYS 培训教程安装及简单使用,陆地科技 2008年10月,培训内容,HYSYS安装 过程模拟基本概念 HYSYS操作入门 HYSYS案例分析 HYSYS编程 问题交流,3,Copyright LandTech 2008/10,安装盘内容,AspenONE 2006.5（版本还在更新） 购买的包裹里包含以下内容： 通知哪些产品具有授权的信件 DVD介质盘 许可证文件（仅当发来了加密狗时才有） 许可证工具软件使用指导,Copyright LandTech 2008/10,4,备注 如果没有加

2、密狗，必须运行工具软件给Aspen公司发送加密锁代码以便生成许可证文件 需要用户打印安装指导手册（在文档DVD盘中） DVD介质盘 DVD 1 Aspen Engineering Suite（工程套件） DVD 2 Aspen Manufacturing and Supply Chain（加工及供应链套件） Aspen Documentation DVD 所有产品的说明书（PDF，Help） 单独安装,Copyright LandTech 2008/10,5,Copyright LandTech 2008/10,6,安装,授权类型,授权服务器 单机版 网络及本地授权 无,Copyright L

3、andTech 2008/10,7,Aspen Engineering Suite,Aspen ACOL （错流换热器） Aspen Acol+ Aspen Adsim （气液吸附及离子交换） Aspen Aerotran （空冷、燃气、加热炉） Aspen APLE （盘形换热器） Aspen Batch Plus（批量处理过程） Aspen BatchSep（间歇精馏） Aspen Case Analysis Tools（案例分析） Aspen CatRef（炼厂反应器模型） Aspen Chromatography（色析过程） Aspen Custom Modeler （自定义模型） A

4、spen Dynamics（动态模拟） Aspen FCC （催化裂化模拟工具） Aspen FIHR （燃烧器） Aspen FiredHeater（加热炉） Aspen FLARENET（火炬管网） Aspen FRAN（电厂用换热器） Aspen Hetran（管壳式换热器） Aspen HTFS+（换热器设计） Aspen HX-Net（热夹点） Aspen Hydrocracker （氢化裂解） Aspen Hydrotreater （加氢精制） Aspen HYSYS （流程模拟优化软件） Aspen HYSYS Extensions （HYSYS 扩展） Aspen HYSYS

5、Upstream （HYSYS 上游组件） Aspen Icarus Process Evaluator （伊卡洛斯过程求值程序） Aspen Icarus Project Manager （伊卡洛斯工程管理） Aspen Kbase （成本评估）,Copyright LandTech 2008/10,8,Aspen Model Runner(模型运行器) Aspen MUSE（板翅式换热器） Aspen OnLine （向模型在线传送数据） Aspen OnLine Deployment（在线部署） Aspen OOMF（编程组件） Aspen PIPE （无支路管道单相/两相流） Aspe

6、n PIPESYS （管道水力学软件包） Aspen Plate+（板式换热器） Aspen Plus （炼厂流程模拟） Aspen Polymers Plus（聚合物） Aspen Process Manual （流程知识管理） Aspen Process Tools （25个独立工具包） Aspen Properties（属性包） Aspen Questimate（快速评估系统） Aspen RefSYS （石油化验/炼厂） Aspen Remote Simulation Service（远程模拟服务） Aspen Simulation Workbook（Excel插件） Aspen SU

7、LSIM（含硫尾气处理） Aspen TASC （管壳式换热器） Aspen Tasc+ Aspen Teams （管壳式换热器机械设计、成本估算及绘图） Aspen TICP （绝缘设计优化） Aspen Utilities Planner（基于方程的工具） Aspen Zyqad （C/S模式工程设计文档管理软件）,Copyright LandTech 2008/10,9,操作系统要求,Copyright LandTech 2008/10,10,其它软件要求,Copyright LandTech 2008/10,11,安装类型,Standard（单机版） Server（网络服务版）,Cop

8、yright LandTech 2008/10,12,内容,HYSYS安装 过程模拟基本概念 HYSYS操作入门 HYSYS案例分析 HYSYS编程 问题交流,13,Copyright LandTech 2008/10,基本概念,过程系统模拟 对给定系统结构的现有过程系统，建立整个系统的数学模型，在计算机上进行求解，得出在给定条件下系统的特性和行为，即确定流程系统的工况特性。,Copyright LandTech 2008/10,14,输入,输出,过程系统 系统特性,物流 能流 信息流,? 物流 能流 信息流,稳态/动态模拟,稳态模拟 输入-系统特性-输出不随时间的推移而变化。 热量、物料衡算

9、 尺寸计算、费用估算 动态模拟 主要研究系统的动态特性，一般由线性或非线性微分方程表达，描述当系统受到扰动后，各变量随时间变化的响应过程。 装置的开停车试验 装置的适应性和稳定性试验 自控方案设计试验 DCS组态方案试验 工艺改造可行性分析 事故预案和紧急救灾方案试验 操作员培训,Copyright LandTech 2008/10,15,稳态与动态模拟的差别,稳态模拟 不需要与稳态结果无关的信息。如：塔径大小、所有贮罐的尺寸、控制阀的尺寸等。 动态模拟 需要设备的尺寸信息。 采用“压力驱动”。 需要控制回路。,Copyright LandTech 2008/10,16,模拟的三个核心环节,系

10、统模型 组成系统的各个单元模型。 对系统结构进行表述。 物性数据和热力学模型 基础物性：分子量、沸点，临界温度、压力、体积，偏心因子等。 计算特定温度和压力下的性质。 解算方法 针对不同模型特点的有效的解算方法。,Copyright LandTech 2008/10,17,HYSYS的特点,组分及物性包 提供了功能强大、严格物性计算包，包括20,000个交互作用参数和4,000多个纯物质数据。来源于世界富有盛名的物性数据系统，并经过严格校验。提供了物性预测系统，对于标准库没有包括的组分，可通过定义假组分，然后选择HYSYS的物性计算包来计算基础数据。 提供了数据回归包，用实验数据或库中的标准数

11、据通过该工具用户可得到焓、气液平衡常数K的数学回归方程(方程的形式可自定)。 原油的处理：原油管理器可以对用户的任何实验数据处理，将原油转换成虚拟组分计算，原油管理器中提供大量的关联式供用户选择。,Copyright LandTech 2008/10,18,热力学模型,状态方程（EOS） GCEOS、KabadAspen ONE、Lee-Kesler Plocker、Peng-Robinson PRSV、SRK、Sour PR、Sour SRK、Zudkevitch Joffee 活度模型（Activity Model），液体的活度模型 Chien Null、Extended NRTL、Gen

12、eral NRTL、Margules、NRTL UNIQUAC、van Laar、Wilson Chao-Seader模型，半经验的方法 Chao Seader、Grayson Streed 蒸气压力模型，蒸气压力K值模型 Antoine、Braun K10、Esso Tabular 其它模型，不属于以上4类的其它模型 Amine Pkg胺属性包、ASME Steam、Glycol PPkg乙二醇属性包 NBS Steam、MBWR、OLI_Electrolyte,Copyright LandTech 2008/10,19,单元操作,容器 两相分离器，三相分离器，罐，重沸器等 热传递装置 空冷

13、器，冷却器，加热炉，换热器，加热器，LNG等 旋转装置 压缩机，膨胀机，泵等 管线装置 ASPEN水力学子流程，压缩气体管线，液-液水力旋流器，管线部件，PIPESIM，PIPESYS，PIPESIM增强模块，安全阀，三通，阀门 固体处理 旋风分离器，水力旋流器，真空旋转分离器，简单固体分离器 反应器 连续搅拌反应罐，转化反应器，平衡反应器，Gibbs反应器等 预设的塔模型 3剥离塔，4剥离塔，吸收解吸塔，蒸馏塔，常减压塔，精馏塔，组分分离器，液-液萃取塔，有再沸器的吸收塔，有回流的吸收塔，三相蒸馏塔，残油吸收塔等。所有塔都能在板上加反应单元进行反应精馏。由于采用了面向目标的编程工具，塔板、重

14、沸器、泵、回流罐等都是相互独立的对象，可以任意组合这些对象 逻辑操作 调节，平衡，循环，设置，电子数据表，传递功能模块，PID控制器，布尔运算等,Copyright LandTech 2008/10,20,HYSYS包含了许多单元操作，这些单元操作组成了流程。正确把物流和单元操作连接起来，就可以模拟大量石油、天然气、石化、化工方面的操作过程。,内容,HYSYS安装 过程模拟基本概念 HYSYS操作入门 HYSYS案例分析 HYSYS编程 问题交流,21,Copyright LandTech 2008/10,HYSYS操作入门,HYSYS 结构和界面 模拟基础管理器 自定义单位集 添加物流 闪蒸

15、计算 公用工具 自定义工作薄 单元操作搭接模拟 制作模板 子流程 电子表格 HYSYS报告,Copyright LandTech 2008/10,22,HYSYS 结构和界面,Copyright LandTech 2008/10,23,File Tools Help,自定义单位集,默认单位 EuroSI Field SI 克隆修改 气量，NM3/d 密度，g/cm3 压力，MPag 流量，tonne/d 能量，kW 标准密度，g/cm3,Copyright LandTech 2008/10,24,自定义单位,Copyright LandTech 2008/10,25,模拟基础管理器,Compo

16、nents 组份列表 Fluid Pkgs 流体包 Hypotheticals 假组份 Oil Manager 油管理器 Reactions 反应列表,Copyright LandTech 2008/10,26,天然气组分,Copyright LandTech 2008/10,27,虚拟组分,C7+，NBP 110,Copyright LandTech 2008/10,28,原油表征,化验 切割 安装,Copyright LandTech 2008/10,29,组分排序,Copyright LandTech 2008/10,30,导入/导出,组分列表 流体包 虚拟组分 原油化验数据,Copyr

17、ight LandTech 2008/10,31,HYSYS结构,主流程 子流程 塔子流程,Copyright LandTech 2008/10,32,添加物流,面板 Workbook 菜单项 F11 从现有物流定义 连线 单元操作,Copyright LandTech 2008/10,33,闪蒸计算,闪蒸计算 在物流组成确定的情况下，Vf, T, P, H, S等参数，HYSYS只要在这些变量中知道两个（且其中一个是T/P），即可确定其它三个变量的值。 完全定义物流 闪蒸计算 + 物流流率 露点计算 汽相中产生第一滴液体 Vf = 1， TP，或Vf = 1， P T 泡点计算 液相中产生第

18、一个汽泡 Vf = 0，T P，或Vf = 0， P T,Copyright LandTech 2008/10,34,相图,Copyright LandTech 2008/10,35,Utilities公用工具,Copyright LandTech 2008/10,36,Utilities公用工具,Copyright LandTech 2008/10,37,Utilities公用工具,Copyright LandTech 2008/10,38,Utilities公用工具,Copyright LandTech 2008/10,39,自定义工作薄,Copyright LandTech 2008/1

19、0,40,单元操作搭接模拟,丙烷制冷,Copyright LandTech 2008/10,41,制作模板,Copyright LandTech 2008/10,42,子流程,Copyright LandTech 2008/10,43,电子表格,Copyright LandTech 2008/10,44,电子表格输出,Copyright LandTech 2008/10,45,输入到电子表格,Copyright LandTech 2008/10,46,电子表格计算,电子表格格具有强大的数学和逻辑函数处理能力，想要查看可利用的函数和相应的表达式，可以点击函数帮助按钮。 帮助属性窗口中包含数学表达

20、示、逻辑表达示和数学函数三部分。 所有函数前面必须添加“+”（简单数学运算）或“”（逻辑运算、三角函数、对数等运算）才能执行运算。 基本数学函数包括：加（+）、减（-）、乘（*）、除（/）、绝对值（ABS）、乘方（）、开方（SQRT）、派（PI）、阶乘（！）等。 对数函数：对数（LN或LOG）、幂指数（EXP）、双曲线（SINH）、范围内表达示（INRANGE）、范围限制表达示（INLIMIT）、百分比内表达示（INPERCENTAGE）等。 三角函数：电子表格格中包括所有的三角函数运算。三角（SIN）、反三角（ASIN）。 逻辑操作：电子表格格支持布尔逻辑。等于（= =）、不等于（！=）、大

21、于（）、小于（ =）、小于等于（ =）。 IF/THEN/ELSE语句：基本结构为：IF（条件）THEN（如果正确）ELSE（如果不正确）。这个语句中的三个关键词缺一不可，并且必须有括号。,Copyright LandTech 2008/10,47,HYSYS报表,Copyright LandTech 2008/10,48,内容,HYSYS安装 过程模拟基本概念 HYSYS操作入门 HYSYS案例分析 HYSYS编程 问题交流,49,Copyright LandTech 2008/10,前言,进行流程模拟时首先要选择使用何种流程模拟系统软件。选择流程模拟系统时，一般依据流程模拟系统所包括的内容

22、（如物性数据库中组分的数目和物性数据项数、热力学性质计算模型和方法的多少，单元模拟的数目等）、模拟结果的精度或可靠性、使用的方便程度等。 各种流程模拟系统所包括的内容各不相同，但都包括基本物性数据库、热力学性质计算模型和方法、单元模块库。对于一般的具体流程模拟问题，只要有所模拟的流程涉及组分的物性数据，有能处理该流程热力学性质计算的模型和方法，有能建立整个流程数学模型的单元模块即可，不必过分强调流程模拟系统的规模和内容。 各种流程模拟系统计算结果的精度，既取决于流程模拟系统本身，更取决于使用者本身。这是因为：流程模拟系统有多种热力学方法、多种单元模块可供选择，使用者凭经验选择的好坏，直接影响计

23、算结果的精度；要进行模拟计算，使用者必须向模拟系统提供所需的全部数据，数据的质量也严重影响计算结果的精度和质量；流程模拟系统计算结果的质量依靠使用者进行判断，这取决于使用者的经验和理论水平。1 1 杨友麒化工过程模拟与优化北京：化学工业出片社，2006.3,Copyright LandTech 2008/10,50,联合站流程,Copyright LandTech 2008/10,51,流程说明,进站液量8700t/d，含水96%，气量5000NM3/d，压力0.25MPa，温度65。 两相分离（ 22008204 ，6台，运行2台）后的原油（含水率96%）进入压力沉降罐（300016608，

24、5台，运行3台）进行油水分离，污水进入污水站，原油进入缓冲罐由脱水泵（出口0.18MPa， DYJ65-502 ，37 KW ）升压后进入进入电脱水器（ 300012600 ， 50KVA ，3台）。 脱水后的原油（含水率0.3%）送到加热炉升温（出口温度95， DRS60-Y(Q) ， 700 KW，热效率78），再进入稳定塔（操作压力-0.04MPa， 2000 x28500 ），稳定后的原油（含水率0.1%、温度88）与脱水泵升压后的冷油换热，换热后的原油（温度75）进入净化油罐。压缩机进口20、-0.04 Mpa；出口75， 40 KW。,Copyright LandTech 2008

25、/10,52,稳定塔入口压力：69.7KPa 稳定塔塔顶温度：92 稳定塔塔顶压力：-62.4kPa 稳定塔输出温度：97.7（塔底） 稳定塔液位：-4.3% 1#分离器压力：-62.4kPa 1#分离器液位：42.9% 2#分离器压力：45.4kPa 2#分离器液位：7.8% 压缩机入口温度：20 压缩机出口温度：63.9 闪蒸气流量:0.3m3/h 压缩机润滑油压务:261.5kPa 轻油指标:1000t/a,3-4t/d,?,?,问题,轻油产量？ 是否还有优化空间？,Copyright LandTech 2008/10,53,天然气及原油化验数据,Copyright LandTech 2

26、008/10,54,注意,标准状态 298.15 K(25)， 101.325kPa 标准状况 273.15 K(0)，101.325kPa GB原油标准密度 20 ，101.325kPa API标准密度 15， 101.325kPa HYSYS Standard Density 15，101.325kPa,Copyright LandTech 2008/10,55,分析结果,轻油产量5.3t/d，操作温度95 ,Copyright LandTech 2008/10,56,轻油组分,Copyright LandTech 2008/10,57,外销天然气组分,Copyright LandTech 2008/10,58,稳定原油,Copyright LandTech 2008/10,59,内容,HYSYS安装 过程模拟基本概念 HYSYS操作入门 HYSYS案例分析 HYSYS编程 问题交流,60,C