HYSYS培训教程10动态模拟
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复杂物系压力容器安全阀泄放过程的HYSYS动态模拟
HYSYS 动态模型, 清晰地模拟出了某三相分离器压力安全阀在火灾工 况下的泄放过程, 得出了火灾工况下设备的最大泄放量及对应的物性参数 , 为复杂物系压力容 器安全阀的计算及选型提供了有益的参考。 关键词 : 复杂物系; 压力安全阀 ; HYSYS 动态; 泄放量
摘 文章编号 : 1006 5539( 2010 ) 06 0055 03 文献标识码 : A
要 : 通过建立的
下安全阀的泄放过程进行模拟。
0 引言
石油工业上常用的三相分离器 , 处理的是具有 宽沸点范围的多元混合物。在火焰连续燃烧下 , 容 器内流体的温度以及压力逐渐升高, 当达到设定点 时压力安全阀 PSV 打开, 开始泄放。在泄放压力下 温度继续升高, 各组分按沸点由低到高逐渐汽化, 溶 解的蒸气受热后也从液体中释放出来。 火灾工况下 , 随容器内蒸气的泄放, 容器内的蒸 气及液体组成是变化的, 温度和潜热值也是变化的 , 蒸气泄放的最大量不仅取决于吸热率, 也取决于容 [ 1~ 2] 器内各种组分的实际组成 , 因此采用常规方法 PSV 的最大泄放量及泄放流体的特性参数都是很难 确定的。对于有着宽沸点范围的多元混合物 , 必须 建立与时间有关的模型 , 才有可能计算出蒸气最大 [ 1] 的泄放量 。 HYSYS 是 H ypro tech 公司推出的一款石油化工 [ 3] 模拟软件 , 广泛应用于 石油化工的静态 模拟, 本 文利用 HYSYS 动态方法对复杂物系压力容器火灾
第 28 卷第 6 期 2010 年 12 月
天
然 气 与 石 油 N atural Gas And O il
V o. l 28 , No . 6 D ec . 2010
复杂物系压力容器安全阀泄放过程 的 HYSYS 动态模拟
HYSYS动态模拟技术培训.pdf
致谢
报告参考信息多数来自不同的公司的公开 资料。另有部分来自各种公开出版物、论文集和 学术报告等，在此对这些文献的作者表示感谢。 报告仅用于技术交流，不得用作商业用途。
= 5kmol /10kmol/m3 =0.5m3
Dynamics Assistant
泵
流量控制器
压力控制器
液位控制器
Face Plate
Integrator
Strip Chart
Dynamics Assistant
Dynamics Assistant提供自由的选择从稳态模 拟切换到动态模拟。 经验：
SUB FLOWSHEET Streams Operations
COL SUB FLWSHT Simultaneous Solver
Each Sub-Flowsheet has it’s own “Environment”
HYSYS 结构
HYSYS 软件的基本 构件（目标）
物流 流程图 能流 单元操作
子流程-2
Main Flowsheet
主流程
Subflowsheet-1
子流程-3
Subflowsheet-2
子流程-3
Subflowsheet-4
子流程-1
Hysys Stand Alone Material Blocks
Material and Energy Streams
Unit Operations F4 Key Object Palette Sub-Flow Sheets and Columns (= Special types of Sub-Flow Sheets)
FIX
PI实时数库
数据校正
DCS
流程模拟软件HYSYSPPT课件
化学与化学工程学院
化学工业出版社
泰山医学院 Taishan Medical University
6.2.1 Aspen工程套件
Aspen Plus具有如下特点：
➢ 齐备的单元操作模块； ➢ 工业上最适用和完备的物性系统； ➢ 快速可靠的流程模拟技术； ➢ 具有经济评价功能； ➢ 方便灵活的用户操作环境。
6.1.3 模型化
稳态
动态
单 机理
系
元 模型
统
模
模
型
型
系统结 构模型
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集中参数模型 代数方程
分布参 数模型
一维 多维
常微分方 程
偏微分方 程
经验模型
代数方程
图（矩阵）
常微分 方程
偏微分 方程
偏微分 方程
常微分 方程
化学工业出版社
泰山医学院 Taishan Medical University
化学与化学工程学院
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6.2.5 DSO
该系统由仿DCS、物性数据库、单元操作模 块库、智能评分模块及调度模块等构成。DSO工 艺平台遵循大型系统软件开发原则，依据一定的 规则，将所要模拟的化工过程切分成为相互间没 有或只有较少交互作用的各个独立部分（对象）， 主要包括组分、物流、设备、仪表、调节器、开 关、手操器、阀等，分别用相应的类予以描述。
6.1 化工流程模拟介绍
6.1.1 流程模拟分类 6.1.2 化工流程模拟的步骤 6.1.3 模型化 6.1.4 流程模拟
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复杂物系压力容器安全阀泄放过程的HYSYS动态模拟
[ 4~ 5]
在达到最高蓄积压力之前, 随热量的输入, 组分 不断蒸发 , 容器内 压力逐渐升高 , 流体温度 持续上 升, 液体由于受热膨胀, 液位也可能不降反升; 泄放 的蒸气是泄放条件下与液相平衡的蒸气 , 因此在液 相中某组分蒸发完之前, 容器内流体温度和压力维 持不变, 但随液相的蒸发和流体的泄放 , 液位不断下 降; 某一组分蒸发完之后, 流体温度快速升高, 更高 沸点的组分依次蒸发, 由于受热膨胀, 液位也可能反
组分 组成 组分 组成 组分 组成 组分 组成 甲烷 0 . 002 670 异戊 烷 0 . 000 033 水 0 . 902 519 NBP[ 0] 390 0 . 010 500 乙烷 0 . 000 232 已烷 0 . 000 036 NBP[ 0] 76 0 . 001 750 NBP[ 0] 487 0 . 016 901 丙烷 0. 000 172 庚烷 0. 000 054 NBP [ 0] 146 0. 003 410 NBP [ 0] 587 0. 013 801
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MBR 工艺在中水回用中的应用
刘晋萍
( 中国石油集团工程设计有限责任公 司西南分公司 , 四川 成都 610017) 要 : 膜生物反应技术 ( M BR )是一种新型污水处理技术 , 通过膜的高效截留作用 , 使反应
3 3
图 6 泄放物质特性的变化
从图 6 中可以查出, 泄放物系为单气相, 与最大 质量流率泄放工况对应的 泄放物系的物性 参数如 下: Cp /Cv 为 1 335 9 , 密度为 7 274 3 kg /m , 分子 量为 20 06 , 压缩系数为 0 935 2 。
在达到最高蓄积压力之前, 随热量的输入, 组分 不断蒸发 , 容器内 压力逐渐升高 , 流体温度 持续上 升, 液体由于受热膨胀, 液位也可能不降反升; 泄放 的蒸气是泄放条件下与液相平衡的蒸气 , 因此在液 相中某组分蒸发完之前, 容器内流体温度和压力维 持不变, 但随液相的蒸发和流体的泄放 , 液位不断下 降; 某一组分蒸发完之后, 流体温度快速升高, 更高 沸点的组分依次蒸发, 由于受热膨胀, 液位也可能反
组分 组成 组分 组成 组分 组成 组分 组成 甲烷 0 . 002 670 异戊 烷 0 . 000 033 水 0 . 902 519 NBP[ 0] 390 0 . 010 500 乙烷 0 . 000 232 已烷 0 . 000 036 NBP[ 0] 76 0 . 001 750 NBP[ 0] 487 0 . 016 901 丙烷 0. 000 172 庚烷 0. 000 054 NBP [ 0] 146 0. 003 410 NBP [ 0] 587 0. 013 801
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MBR 工艺在中水回用中的应用
刘晋萍
( 中国石油集团工程设计有限责任公 司西南分公司 , 四川 成都 610017) 要 : 膜生物反应技术 ( M BR )是一种新型污水处理技术 , 通过膜的高效截留作用 , 使反应
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图 6 泄放物质特性的变化
从图 6 中可以查出, 泄放物系为单气相, 与最大 质量流率泄放工况对应的 泄放物系的物性 参数如 下: Cp /Cv 为 1 335 9 , 密度为 7 274 3 kg /m , 分子 量为 20 06 , 压缩系数为 0 935 2 。
HYSYS入门中文培训（启动模拟教材）
HYSYS入门中文培训（启动模拟教材）启动模拟教程工况介绍启动模拟模块介绍创建HYSYS模拟所必需的一些基本概念。
在本工作间中定义3个气体物流，他们将用作气体加工厂的进料。
另外，要在此学习怎样通过使用相图和属性表公用工具确定物流的属性。
学习目的●HYSYS 结构和界面●定义流体包(物性包, 组分, 虚拟组分)●修改/自定义单位集●添加物流●理解闪蒸计算●使用物流公用工具 (相图, 属性表)●自定义工作薄模拟基础管理器HYSYS的流体包包含执行闪蒸和物性计算必需的所有信息。
这种方式把所有信息（物性包、组分、虚拟组分、交互作用参数、反应、列表数据等等）都定义在一个完整的环境里。
这种方法有4个突出优点：●所有相关的信息定义在一起，易于信息的创建和修改●流体包可以存储，作为完整定义的课题用于任何模拟●组分列表可以从流体包中单独提出来存储，作为完整定义的课题用于任何模拟●同一个模拟中可以使用多个流体包，但是它们都需在共同的基础管理器中定义模拟基础管理器是在模拟中创建和操纵多个流体包或组分列表的属性窗口。
模拟基础管理器的开放式表页可以创建独立的组分列表，能与工况中的单个流体包相联结。
基础管理器的第一个表页用于管理工况中的组分列表。
有几个按钮如下：图1：按钮标识意义View 访问所选组分列表的属性窗口。
Add 创建组分列表。
注：组分列表可以经由流体包性质窗口添加。
Delete 从模拟中删除所选组分列表。
Copy 拷贝所选组分列表。
Import 从磁盘中导入预先定义的组分列表。
组分列表的扩展名为（.cml）Export 把所选组分列表导出到磁盘中。
所导出的组分列表可以通过导入功能用在另外的工况中。
可以通过使用热键Ctrl B从模拟的任何地方重新进入模拟基础管理器，或通过点击工具栏的基础环境图标进入。
（注：基础环境图标。
）在当前流体包组别中有几个按钮：图2：按钮标识意义View 只是激活工况中存在的流体包，浏览所选流体包的属性窗口。
HYSYS培训教程气体集输
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完成模拟
7. 向模拟中添加另外两个管段，提供下列值：
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完成模拟
注 意 保 存 工 况！
选做内容：
把工况转换成模板并保存！
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工艺预览
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培训内容
1. 工况介绍
2. 学习目的 3. 前提 4. 工艺预览
5. 搭接模拟
6. 添加管段 7. 完成模拟 8. 分析结果 9. 深入模拟
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工艺预览
每个支线的管线 直径是：
管线全部使用序 列40号钢，所有 支线都埋地1 米 （3寸）深。所 有管线都是非绝
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工艺预览
下表提供了每个支 线的梯度数据。对于那 些随地势呈波浪形变化 的支线，我们又把它细 分成小段，使每段内的 海拔只呈一个斜坡变化。 在示意图上，我们用斜 体字标出了管网中这些 分割点的梯度值。
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添加管段
9. 切换到全局HTC 单选按钮，输入环境温度5℃（40℉）。 10. 切换到估计HTC页，完成该页如下：
基于ASPEN HYSYS对蒸汽管网动态模拟分析
２ 模 拟 条 件 与 合 理 简 化 及 基 本 设 定
２ ． １ 模拟 条件 与合 理简 化 （ １ ） 废 锅汽包 压 力 为 １ １ ． ８ ＭＰ ａ （ ｇ ） ， 饱 和蒸 汽 温
中图分类号 ： Ｔ Ｐ ３ ９ ３ ． ０ ３
文献标识码 ： Ａ
文章编 号 ： １ ０ ０ ４— ８ ９ ０ １ （ ２ ０ １ ５ ） ０ １ 一Ｏ ０ ｏ ５— ０ ３
Ｄｙ ｎ ａｍｉ ｃ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ａｎ ａｌ ｙｓ ｉ ｓ ｏ ｎ ｎ ＡＳＰＥＮ ＨＹＳＹＳ
ｈ ｉ ｇ ｈ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｌ ｏ ｗ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ｔ ｅ ａ ｍ ｐ ｉ ｐ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ ｎ ｅ ｔ ｓ，ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ＡＳ Ｐ ＥＮ ＨＹＳ ＹＳ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ；ａ ｕ ｔ ｈ ｏ ｒ ｈ ａ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ，ｈ ａ ｓ ｏ ｐ ｔ ｉ — ｍｉ ｚ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ，Ｓ Ｏ ｉ ｔ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ａ ａ ｎ ｄ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｄ ａ ｔ ａ ｆ ｏ ｒ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ＡＳ Ｐ ＥＮ ＨＹＳ ＹＳ；ｓ ｔ ｅ ａ ｍ ｐ ｉ ｐ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ ｎ ｅ ｔ ；ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ；ｆ ｌ ｏ ｗ ｓ ｈ ｅ ｅ ｔ
HYSYS原油稳定工艺模拟优化培训教程
HYSYS原油稳定工艺模拟优化培训教程一、HYSYS软件概述HYSYS是由美国AspenTech公司开发的一种化工过程模拟软件，广泛应用于石油、化工、制药、食品等行业的流程设计和优化中。
它具有直观的操作界面、强大的模拟计算能力和多种工艺模型，能够对各种流程进行稳态和动态模拟，并进行优化。
二、HYSYS软件安装与界面介绍1.安装HYSYS软件并进行注册；2.启动HYSYS软件，进入主界面；3.了解主界面的各个功能区，如工程拓扑图、物流图、热力图等；4.创建新工程文件并添加物料流和热力参数。
三、基本操作与模拟1.了解物料流的基本概念，如密度、黏度、沸点等；2.创建物料流，并设置其流量、物料性质等参数；3.在工程拓扑图中添加装置单元，如加热炉、冷凝器等；4.通过连接装置单元和物料流，建立整个工艺流程；5.设置装置单元的操作参数，如温度、压力等；6.进行稳态模拟计算，并分析计算结果。
四、原油稳定工艺模拟与优化1.了解原油稳定工艺的基本流程和原理，如加热、冷凝、分馏等；2.创建原油物料流，并设置其物料性质和流量；3.添加加热炉和冷凝器等装置单元，并设置其操作参数；4.通过连接装置单元和物料流，建立原油稳定工艺流程；5.进行稳态模拟计算，分析各个装置单元的工艺参数，如温度、压力等；6.设置优化目标，如提高产品收率、降低能耗等；7.通过调整工艺参数，进行优化计算；8.分析优化结果，并进行后续调整和优化。
五、案例分析与实践操作1.选择一个实际的原油稳定工艺案例进行分析；2.根据案例中的工艺流程和参数要求，建立HYSYS模型；3.进行稳态模拟计算，并分析计算结果；4.设置优化目标和参数，并进行优化计算；5.分析优化结果，并提出优化建议；6.进行后续调整和优化，验证优化效果。
通过以上教程的学习和实践，可以掌握HYSYS软件的基本操作和原油稳定工艺模拟优化的方法，提高工程设计和优化能力。
同时，还可以进一步学习HYSYS软件的高级功能和应用，如动态模拟、控制策略优化等，实现更加全面的工艺优化效果。
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培训内容
1. 稳态条件 2. 槽的尺寸设定 3. 转向动态模拟 4. 设置控制器 5. 放置和定义记录器的性能 6. 启动模拟计算 7. 问题交流
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转向动态模拟
当稳态模拟收敛，且管路设置也已完成给定，就可以点击顶部工具栏中的 Dynamics按钮。这时“动态助手”将建议你在一些规定中做一些改变，以便使流动 驱动模拟能正确地设置好。
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分离槽信息：
立式筒型分离槽 容积：2.13m3 直径：1.1m 高度：2.2m 操作压力：5bar 绝热操作 稳态下分离槽温度：27.5℃
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稳态流程模拟的PFD页面
流程描述： 进料流F在70℃、 20bar下流入一个立 式筒型分离槽。当 流经控制阀V1，因 压降而发生闪蒸。 离开槽的液体流经 一个泵及阀V2流出 系统。蒸气流经过 控制阀V3排出。
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控制阀V2 压降：2bar（200KPa） 开度：50%
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控制阀V3 压降：2bar（200KPa） 开度：50%
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设置控制器
设置一个控制器的步骤如下：
点击图标版面上的Controller 图标，并用鼠标的右键按住， 将其拽到PDF图上来。
双击Controller图标激活 Controller的对话框，其第一 页脚缀为Connetion（连接）， 如右图所示。
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(1752Kg/h)(m3/10.6Kg)(h/3600s)=0.046m3/s 通常可以用简单的经验公式来估算最大容许蒸气速度，该速度又与密度有关， 密度越大容许最大速度越小，采用“F因子”
F因子 Vmax
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对于分离槽，F=0.61。因此最大容许蒸气速度为：
1. 稳态条件 2. 槽的尺寸设定 3. 转向动态模拟 4. 设置控制器 5. 放置和定义记录器的性能 6. 启动模拟计算 7. 问题交流
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槽的尺寸设定
槽的容积已经给定为2.13m3，在做稳态模型时该值是没有必要知道的，但在进 行动态模拟时这个值就非常重要。
设置泵的动态规格
双击泵图标，点击 Dynamics页面，泵 的动态界面如右图所 示，点击其中的 Pressure rise和 Efficiency按钮，这意 味着在动态模拟时当 流量变化时泵、压头 及效率不变。
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培训内容
V max 0.61 0.187m / s 10.6
所以基于蒸气负荷可算出槽截面应是： (0.046m3/s)(s/0.187m)=0.246m2
对应的槽直径为0.560m 再来计算基于滞留量要求的尺寸。液体流量为3500Kg/h，其密度为548Kg/m3。 可算出体积流量为：
(3500Kg/h)(h/60min)(m3/548Kg)=0.1065m3/min 对于10min的滞留量，液体容积应为1.065m3。因液体占50%，则总容积因当是 2.13m3。假定L/D比为2，则直径可按下公式计算：
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培训内容
1. 稳态条件 2. 槽的尺寸设定 3. 转向动态模拟 4. 设置控制器 5. 放置和定义记录器的性能 6. 启动模拟计算 7. 问题交流
(D2 / 4)(2D) 2.13m3
得到直径1.11m。因为这个值比由蒸气负荷算出的直径（0.560m）大，选择两 个指中的最大者。
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这样槽尺寸即可在 Dynamics页面上给 定，其中页面百分 数为50%。
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稳态条件
液体进料流F的组分：
组分 乙烷 丙烷 异丁烷 正丁烷
摩尔分数 10% 20% 30% 40%
液体进料流F的流体信息：
温度：70℃ 压力：20bar 流量：100Kg﹒mol/h
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HYSYS的稳态模拟结果页面
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控制阀设计
控制阀V1 压降：15bar（1500KPa） 开度：50%
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槽的尺寸设定要看两个指标： 蒸气的表现速度必须足够低，以便于气/液离析。这意味着其横截面积必须足 够大。 液体在槽中的滞留量必须满足所要求的振荡容量（surge capacity）。槽内 50%容积液体时10min的滞留。 检验蒸气负荷，可以看到蒸气流量为1752Kg/h，其密度为10.6Kg/m3，则体积 流量为：
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 ——动态模拟
陆地科技 2008年10月பைடு நூலகம்
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培训内容
1. 稳态条件 2. 槽的尺寸设定 3. 转向动态模拟 4. 设置控制器 5. 放置和定义记录器的性能 6. 启动模拟计算 7. 问题交流