流程模拟软件HYSYSPPT课件
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第2章 Hysys软件的使用介绍
·连续搅拌釜反应器（Continuous-Stirred Tank Reactor） 标准反应器 （Reactors） ·转化反应器（Conversion Reactor） ·平衡反应器（Equilibrium Reactor） ·Gibbs 反应器（Gibbs Reactor） ·平推流反应器（Plug Flow Reactor） ·产率变换反应器（Yield Shift Reactor） ·SULSIM Extension
– 输入模拟所需要得基础信息：
• 库组分、流体包、假组分、油品切割组分、反应和 反应集等
• Simulation Environment（模拟环境）
– 输入流程计算所需信息：
• 单元操作类型和流程结构 • 单元操作计算所需决策变量 • 流程或单元设计规定计算所需逻辑单元
构成--1 ----Simulation Basis
• 例：如下流程
环境
主流程
子流程 A 子流程 B
子流程 C 子流程 D 子流程 E
子流程 F
环境
• 当你进入子流程F修改其中某塔的塔盘数时，所有其它 的流程将“挂起”，直到子流程F得到满意的方案；当 返回主流程时，所有流程基于新的方案自动重新进行计
算。
• 假如你要对子流程D做修改，那么除了子流程D和E其它
模拟基础管理器
•
组份列表
• 物性方法 • 虚拟组份 • 油管理器 • 反应列表
构成--2 ----Simulation Environment
模拟环境：
•
主流程
• 子流程
• 塔流程
(特殊子流程）
环境
• Hysys中的五个环境：
– – – – – 基础环境 原油特性环境 主流程环境 子流程环境 塔环境
第2章 Hysys软件的使用介绍
类型
单元操作
·调节（Adjust） / ·平衡（Balance） 逻辑操作 （Logicals） ·原油转换（Black Oil Translator） ·Boolean And / ·Boolean CountDown ·Boolean CountUp / ·Boolean Latch ·Boolean Not / ·Boolean OffDly ·Boolean OnDly / ·Boolean Or / ·Boolean XOr ·因果矩阵表（Cause And Effect Matrix） ·数字控制点（Digital Control Point） ·DMCplus 控制器（DMCplus Controller） ·PROFIT 控制器（PROFIT Controller） ·MPC 控制器（MPC Controller） ·参数模型单元（Parametric Unit Operation） ·PID 控制器(PID Controller) / ·比率控制器(Ratio Controller) ·循环（Recycle） / ·选择器（Selector Block） ·变量设置（Set） / ·电子数据表（Spreadsheet） ·分离范围控制器（Split Range Controller） ·物流切割（Stream Cutter）/ ·调压控制器（Surge Controller） ·传递功能模块（Transfer Function Block）
表页的功能
• 当你选择了表页上的一个域(在域中单击鼠 标左键),窗口底部的提示区域给你有关该域 的信息 • 在域中的下箭头上单击，产生该域可能输入 值的列表 • 输入一个字母将在列表上产生以该字母开始 的下一个选择 • Tab 键将带你到表页的下一个域
HYSYS模拟简单流程讲义( 31页)PPT课件
You Know, The More Powerful You Will Be
Thank You
在别人的演说中思考，在自己的故事里成长
Thinking In Other People‘S Speeches，Growing Up In Your Own Story
讲师：XXXXXX XX年X
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2.
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4.
6MMCFD
5.
1、 2、 3、 4、
5、
6、
1 2
3
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1
2
Attach the CoolGas and Inlet of E-100
10 Change name to LTS, and attach the upper stream to the LTSVap,and create a lower stream named LTSLiq
过程成套装备技术
HYSYS模拟天然气处理
制冷系统中除去天然气（含N2、CO2、C1~nC4）的重烃，
混合气体进入入口分离器（InletSep）脱除自由水，分离器气相出口流股进入换热器 预冷（冷量由制冷后的气体提供），然后进入冷却器降温（冷却器由丙烷蒸发降温 提供冷量C3Duty），制冷后的气体进入低温分离器LTS，分离后上部的干气去换热器 提供冷量，之后成为商品气。分离后下部的液体与入口分析器下部的自由水混合进 入脱丙烷塔，上部气体主要组成为C1C2C3，下部为重烃达到分离目的。
Attach streams named LTSLiq and SepLiq to inlet of the Mixer just created and rename outlet of it to TowerFeed
写在最后
Thank You
在别人的演说中思考，在自己的故事里成长
Thinking In Other People‘S Speeches，Growing Up In Your Own Story
讲师：XXXXXX XX年X
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6MMCFD
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Attach the CoolGas and Inlet of E-100
10 Change name to LTS, and attach the upper stream to the LTSVap,and create a lower stream named LTSLiq
过程成套装备技术
HYSYS模拟天然气处理
制冷系统中除去天然气（含N2、CO2、C1~nC4）的重烃，
混合气体进入入口分离器（InletSep）脱除自由水，分离器气相出口流股进入换热器 预冷（冷量由制冷后的气体提供），然后进入冷却器降温（冷却器由丙烷蒸发降温 提供冷量C3Duty），制冷后的气体进入低温分离器LTS，分离后上部的干气去换热器 提供冷量，之后成为商品气。分离后下部的液体与入口分析器下部的自由水混合进 入脱丙烷塔，上部气体主要组成为C1C2C3，下部为重烃达到分离目的。
Attach streams named LTSLiq and SepLiq to inlet of the Mixer just created and rename outlet of it to TowerFeed
写在最后
HYSYS模拟简单流程讲义.pptx
• 10、Life is measured by thought and action, not by time. ——Lubbock 衡量生命的尺度是思想和行为，而不是时间。8.5.20208.5.202011:0311:0311:03:1011:03:10
• 11、To make a lasting marriage we have to overcome self-centeredness.要使婚姻长久，就需克服自我中心意识。Wednesday, August 5, 2020August 20Wednesday, August 5, 20208/5/2020
• •
T H E E N D 8、For man is man and master of his fate.----Tennyson人就是人，是自己命运的主人11:0311:03:108.5.2020Wednesday, August 5, 2020
9、When success comes in the door, it seems, love often goes out the window.-----Joyce Brothers成功来到门前时，爱情往往就走出了窗外。 11:038.5.202011:038.5.202011:0311:03:108.5.202011:038.5.2020
• 7、Although the world is full of suffering, it is full also of the overcoming of it.----Hellen Keller, American writer虽然世界多苦难，但是苦难总是能战胜的。20.8.520.8.520.8.5。2020年8月5日星期三二 〇二〇年八月五日
HYSYS 的应用
ni , D ni , f
ni , D :组分i的塔顶馏出流量
V min Rmin D
最小回流比Rm= 最小回流量
塔顶馏出液流量
最后，利用Gilliland 关联式的Eduljee修 正形式求得实际级数。
S Sm R Rm 0.5668 0.75[1 ( ) ] S 1 R 1
有关精馏的计算方程：
轻关键组分对重关键组分的相对挥发度：
aLK
K LK K HK
Ki ai K HK
轻关键组分 的回收率
然后利用Fenske方程（1932年） 最小级数
(aLK )
Sm
rLK 1 rHK 1 rHK rHK
重关键组分 的回收率
可求得其他组分的回收率
(ai )
Sm
HYSYS软件的结构
运行HYSYS 生成 一个新的模拟文件
流程模拟物 性环境
原油管理环境
主流程图环境
HYSYS 的应用
§1 启动模拟
一、 任务
1 . 用P-R 方程 计算 正丁烷的摩尔体积。
2. 定义 3 个气体物流，他们将用作气体加工 厂的进料。
二、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
轻端组分
直链烷烃
芳香烃
环烷烃
总体性质
切割成５等分 观察预测的蒸馏曲线 建立石油
丙烷制冷循环
制冷气厂
销售气在6000kPa 的烃露点不 能超过-15℃
NGL 分馏
从天然气中回收液相天然气（NGL）的目的： · 生产可传输的气体（不含在重烃中的，也许会在管线中凝结） · 满足销售气规定 · 最大化回收液体（液体产品比气体产品价值更高）
HYSYS培训教程-7-气体集输课件-62页PPT资料
注：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
2019/11/28
Copyright LandTech. 20019/9
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LandTech培训材料
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添加管段
3. 点击添加段按钮，向管路单元模块添加第一个小段。规定下列段信息。
水平管路的梯度是0。负的梯度表明出口位置高于入口。
4. 点击浏览段按钮，去规定直径。 5. 选择序列40 作为管路序列。
HYSYS包含一个有三种管路序列的数据库，40，80，160。
6. 从可应用的直径列名组中，选择76.20mm (3 inch)直径的管子，点击规定 按钮，HYSYS 会计算其内径和外径。 7. 使用缺省的管子材质，低碳钢，和缺省的粗糙度，4.572e5m(0.0018inch)。
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LandTech培训材料
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：
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LandTech培训材料
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
HYSYS 培训教程
AspenTech 战略联盟： 陆地科学技术发展有限责任公司 2019年10月
HYSYS 培训教程 ——气体集输
陆地科技 2019年10月
LandTech培训材料
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
Hysys使用介绍PPT教案
Peng-Robinson： This model is ideal for VLE calculations as well as calculating liquid densities for hydrocarbon systems. Several enhancements to the original PR model were made to extend its range of applicability and to improve its predictions for some nonideal systems. However, in situations where highly non-ideal systems are encountered, the use of Activity Models is recommended.
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Sour PR： Combines the PR equation of state and Wilson's APISour Model for handling sour water systems.
Sour SRK： Combines the Soave Redlich Kwong and Wilson's APISour Model.
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热力学方法
PR：〉-271C，〈1000Bar SRK > -143C, <359Bar 半经验模型：
CS （Chao – Seader) -18C – 260, < 100Bar GS ( Grayson - Streed) -18C – 425, < 200Bar GS是在CS的基础上发展起来的尤其适合高含氢系统。采用Lee-Kesler方
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Sour PR： Combines the PR equation of state and Wilson's APISour Model for handling sour water systems.
Sour SRK： Combines the Soave Redlich Kwong and Wilson's APISour Model.
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热力学方法
PR：〉-271C，〈1000Bar SRK > -143C, <359Bar 半经验模型：
CS （Chao – Seader) -18C – 260, < 100Bar GS ( Grayson - Streed) -18C – 425, < 200Bar GS是在CS的基础上发展起来的尤其适合高含氢系统。采用Lee-Kesler方
Hysys模拟反应过程
• 定义反应集Reaction Set • 定义反应（选择Equilibrium） • 输入反应的化学计量系数 • 在Flowsheet →reaction package下建立当前反应
集(Current reaction set) • 建立equilibrium反应器单元，选择进料物流，给
定产物和热量流名称 • 在equilibrium中Reaction选项卡中选择Reaction
Yield Shift Reactor——变产率反应器
适用于没有模型或模型过于复杂的反应
• 根据每一种产物与输入物流间的产率关系进行反 应，只考虑总质量平衡，不考虑元素平衡
• 只知化学反应式和各产物间的相对产率，不知化 学计量关系
• 在变产率反应器中有两种方法设定反应： 产率或者转化率
（二）热力学平衡类反应器
1. Conversion Reactor
Hysys反应模块
CSTR Plug Flow
Conversion Reactor——转化率反应器
• 按照化学反应方程式中的计量关系进行反应，指 定某一反应物的转化率
• 已知化学反应方程式和每一反应的转化率或产量， 不知化学动力学关系。
• Conversion% (x%=C0+C1*T+C2*T2)
Conversion Reactor — 示例1
• 甲烷与水蒸汽在镍催化剂下的转化反应：
CH4 2H2O CO2 4H2
原料气中甲烷与水蒸汽的摩尔比为14，流量为100 kmol/hr。
若反应在恒压及等温条件下进行，系统总压为0.1013 MPa，温度为750 ℃，当反应器出口处CH4转化率为73% 时，CO2和H2的产量是多少？反应热负荷是多少？ 步骤：定义组分、流体包、反应，定义原料，定义反应集
集(Current reaction set) • 建立equilibrium反应器单元，选择进料物流，给
定产物和热量流名称 • 在equilibrium中Reaction选项卡中选择Reaction
Yield Shift Reactor——变产率反应器
适用于没有模型或模型过于复杂的反应
• 根据每一种产物与输入物流间的产率关系进行反 应，只考虑总质量平衡，不考虑元素平衡
• 只知化学反应式和各产物间的相对产率，不知化 学计量关系
• 在变产率反应器中有两种方法设定反应： 产率或者转化率
（二）热力学平衡类反应器
1. Conversion Reactor
Hysys反应模块
CSTR Plug Flow
Conversion Reactor——转化率反应器
• 按照化学反应方程式中的计量关系进行反应，指 定某一反应物的转化率
• 已知化学反应方程式和每一反应的转化率或产量， 不知化学动力学关系。
• Conversion% (x%=C0+C1*T+C2*T2)
Conversion Reactor — 示例1
• 甲烷与水蒸汽在镍催化剂下的转化反应：
CH4 2H2O CO2 4H2
原料气中甲烷与水蒸汽的摩尔比为14，流量为100 kmol/hr。
若反应在恒压及等温条件下进行，系统总压为0.1013 MPa，温度为750 ℃，当反应器出口处CH4转化率为73% 时，CO2和H2的产量是多少？反应热负荷是多少？ 步骤：定义组分、流体包、反应，定义原料，定义反应集
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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
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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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6.1.1 流程模拟分类
▪ 根据化工流程模拟结果的不同，可将流程 模拟分为稳态模拟和动态模拟。
有控制器 有水力学限制
不需要输入设备尺寸
需要输入设备几何尺寸
过去常用序贯模块算法
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用联立方程法解算
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6.1.2 化工流程模拟的步骤
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6.2.3 PRO/II
PRO/II的特点是：
➢功能强大。
➢图形界面十分友好、灵活、易用。
➢拥有完善的物性数据库。
➢具有强大的热力学物性计算系统。
➢拥有全面的单元操作。
➢拥有解算特大型和复杂流程的能力。
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6.3 HYSYS软件介绍
6.3.1 HYSYS结构 6.3.2 HYSYS使用步骤
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6.3.1 HYSYS结构
HYSYS主要由模拟基础管理器和模拟环境两 部分构成，前者负责热力学计算部分，后者负责 流程搭建和模拟工作。
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（1）模拟基础管理器
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
➢提供了优化器单元操作。
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6.2.4 ECSS
ECSS基本实现了结构模块化，接口标 准化。用户可根据需要增加或替换某些模 块，形成专用系统。ECSS自推出以来，已 成功地应用于大型乙烯装置、天然气分离、 芳烃抽提等过程的设计与优化，并开发了 多个流程的专用模拟软件。
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第6章 化工流程模拟软件HYSYS
6.1 化工流程模拟介绍 6.2 常用的流程模拟软件 6.3 HYSYS软件介绍 6.4 HYSYS单元操作应用实例 6.5 HYSYS流程应用实例
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稳态模拟与动态模拟的比较
稳态模拟
动态模拟Βιβλιοθήκη 仅有代数方程同时有微分方程和代数方程
物料平衡用代数方程描述 物料平衡用微分方程描述
能量平衡用代数方程描述 能量平衡用微分方程描述
严格的热力学方法
严格的热力学方法
无控制器 无水力学限制
▪ HYSYS的特点是：
➢ 拥有最先进的集成式工程环境。
➢ 具有强大的动态模拟功能。
➢ 在系统中设有人工智能系统，它在所有过程中都 能发挥非常重要的作用。
➢ 数据回归整理包提供了强有力的回归工具。
➢ 内置严格物性计算包。
➢ 开发有功能强大的物性预测系统。
➢ 设有DCS 接口。
➢ 采用事件驱动模式。
➢ 可计算各种塔板的水力学性质。
在模拟基础管理中完成了相关定义后， 就可以点击右下侧的“Enter Simulation Environment”按钮进入模拟环境 .可用的对 象包括物流、能流、设备、调节器、数据 表等，可通过点击－>移动－>点击的顺序 放置在PFD图上。
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6.2.2 HYSYS
HYSYS是面向油气生产、气体处理和炼油工 业的模拟、设计、性能监测的流程模拟软件，具 有稳态模拟和动态模拟功能
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6.1.4 流程模拟
不同的模拟方法区别在于求解非线性方程组的方 法不同，主要有四种： ▪ 序贯模块法 ▪ 联立方程法 ▪ 联立模块法(双层法) ▪ 数据驱动法
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6.2 常用的流程模拟软件
6.2.1 Aspen工程套件 6.2.2 HYSYS 6.2.3 PRO/II 6.2.4 ECSS 6.2.5 DSO
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
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（2）模拟环境