���� ����� ��������� ����������� �� �������� �� ����� �������
Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� Fac���a� �� C���c�a� A���ca�a� a �a I�������a � UNC���
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
INTRODUCCI� INTRODUCCI�N N A ASPEN ASPEN H�S�S� ......................... ............................................... ............................................. .......................................... ................... 3 �QU� ES ASPEN H�S�S�? H�S�S�? .......................................... ................................................................. .............................................. ...................................... ...............3 OBJETIVOS DEL CURSO ELECTIVO ELECTIVO............................................. .................................................................... ............................................. ......................3 INICIANDO ASPEN H�S�S� H�S�S� ............................................. ................................................................... ............................................. .................................. ...........4 CONFIGURANDO LAS PREFERENCIAS DE LA SESI�N SESI�N ............................................. ............................................................... ..................4 CREANDO UNA NUEVA SIMULACI�N � SIMULACI�N � SIMULATION BASIS MANAGER MANAGER................................... ...................................5 ADICIONANDO COMPONENTES A LA SIMULACI�N ....................................................................... ....................................................................... 7 SELECCIONANDO UN PAQUETE DE FLUIDOS ................................................................................. ................................................................................. 8 SELECCI�N DEL MODELO TERMODIN�MICO ................................................................................ 9 ENTRANDO AL AMBIENTE DE SIMULACI�N SIMULACI�N .............................................. .................................................................... ........................... ..... 13 TRABAJANDO EN EL DIAGRAMA DE FLUJOS DE PROCESOS (PFD) ............................................... 13 VOLVIENDO A INGRESAR AL SIMULATION BASIS MANAGER .................................................... ...................................................... .. 15 CERRAR ACCIDENTALMENTE EL PFD .................................................................. ........................................................................................... ......................... 15 PALETA DE OBJETOS ............................................................. .................................................................................................................... ....................................................... 15 AGREGANDO CORRIENTES DE MATERIALES ................................................................................ ................................................................................ 1 5 ESPECIFICANDO CORRIENTES DE MATERIALES ..................................................... ........................................................................... ...................... 16 GUARDANDO LA SIMULACI� SIMULACI�N N ............................................ ................................................................... ............................................. ........................ .. 19 FINALI�ANDO LA INTRODUCCI� INTRODUCCI�N N ............................................ ................................................................... ........................................... ....................19 APLIQUEMOS LO APRENDIDO APRENDIDO ............................................. .................................................................... ............................................. ........................ .. 19 APLICACIONES APLICACIONES............................................. .................................................................... .............................................. .............................................. ......................... 20 BALANCES DE MATERIA � ENERG�A ENERG�A.............................................. .................................................................... ....................................... .................20 BALANCES DE MASA SIN REACCI�N QU�MICA ............................................................... ............................................................................ ............. 21 EJERCICIO N�2 � TRABAJO PR�CTICO N�1 .................................................................................. .................................................................................. 21 BALANCES DE MASA Y ENERG�A CON REACCI�N QU�MICA ......................................................... ......................................................... 26 EJERCICIO N�2 � TRABAJO PR�CTICO N�5 .................................................................................. .................................................................................. 26 EJERCICIOS PROPUESTOS ............................................................................................................ 31 EJERCICIO N�5 � TRABAJO PR�CTICO N�2 .................................................................................. .................................................................................. 31 EJERCICIO N�4 � TRABAJO PR�CTICO N�5 .................................................................................. .................................................................................. 32 TERMODIN�MICA TERMODIN�MICA..................... ............................................ .............................................. .............................................. ........................................... ....................32 CICLO RANKINE ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ 32 EJERCICIO N�1 � TRABAJO PR�CTICO N�14 ................................................................................ ................................................................................ 32 EJERCICIOS PROPUESTOS ............................................................................................................ 35 EJERCICIO N�3 � TRABAJO PR�CTICO N� 16 (C�c�� ���������c�) .................................................... 35 OPERACIONES UNITARIAS I ............................................ .................................................................... ............................................... ............................ ..... 35 INSTALACIONES DE BOMBEO ...................................................................................................... ...................................................................................................... 35 EJERCICIO N�1 � TRABAJO PR�CTICO N�5 .................................................................................. .................................................................................. 35 EJERCICIOS PROPUESTOS ............................................................................................................ 40 EJERCICIO N�2 � TRABAJO PR�CTICO N�5 .................................................................................. .................................................................................. 40 1
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
INTRODUCCI� INTRODUCCI�N N A ASPEN ASPEN H�S�S� ......................... ............................................... ............................................. .......................................... ................... 3 �QU� ES ASPEN H�S�S�? H�S�S�? .......................................... ................................................................. .............................................. ...................................... ...............3 OBJETIVOS DEL CURSO ELECTIVO ELECTIVO............................................. .................................................................... ............................................. ......................3 INICIANDO ASPEN H�S�S� H�S�S� ............................................. ................................................................... ............................................. .................................. ...........4 CONFIGURANDO LAS PREFERENCIAS DE LA SESI�N SESI�N ............................................. ............................................................... ..................4 CREANDO UNA NUEVA SIMULACI�N � SIMULACI�N � SIMULATION BASIS MANAGER MANAGER................................... ...................................5 ADICIONANDO COMPONENTES A LA SIMULACI�N ....................................................................... ....................................................................... 7 SELECCIONANDO UN PAQUETE DE FLUIDOS ................................................................................. ................................................................................. 8 SELECCI�N DEL MODELO TERMODIN�MICO ................................................................................ 9 ENTRANDO AL AMBIENTE DE SIMULACI�N SIMULACI�N .............................................. .................................................................... ........................... ..... 13 TRABAJANDO EN EL DIAGRAMA DE FLUJOS DE PROCESOS (PFD) ............................................... 13 VOLVIENDO A INGRESAR AL SIMULATION BASIS MANAGER .................................................... ...................................................... .. 15 CERRAR ACCIDENTALMENTE EL PFD .................................................................. ........................................................................................... ......................... 15 PALETA DE OBJETOS ............................................................. .................................................................................................................... ....................................................... 15 AGREGANDO CORRIENTES DE MATERIALES ................................................................................ ................................................................................ 1 5 ESPECIFICANDO CORRIENTES DE MATERIALES ..................................................... ........................................................................... ...................... 16 GUARDANDO LA SIMULACI� SIMULACI�N N ............................................ ................................................................... ............................................. ........................ .. 19 FINALI�ANDO LA INTRODUCCI� INTRODUCCI�N N ............................................ ................................................................... ........................................... ....................19 APLIQUEMOS LO APRENDIDO APRENDIDO ............................................. .................................................................... ............................................. ........................ .. 19 APLICACIONES APLICACIONES............................................. .................................................................... .............................................. .............................................. ......................... 20 BALANCES DE MATERIA � ENERG�A ENERG�A.............................................. .................................................................... ....................................... .................20 BALANCES DE MASA SIN REACCI�N QU�MICA ............................................................... ............................................................................ ............. 21 EJERCICIO N�2 � TRABAJO PR�CTICO N�1 .................................................................................. .................................................................................. 21 BALANCES DE MASA Y ENERG�A CON REACCI�N QU�MICA ......................................................... ......................................................... 26 EJERCICIO N�2 � TRABAJO PR�CTICO N�5 .................................................................................. .................................................................................. 26 EJERCICIOS PROPUESTOS ............................................................................................................ 31 EJERCICIO N�5 � TRABAJO PR�CTICO N�2 .................................................................................. .................................................................................. 31 EJERCICIO N�4 � TRABAJO PR�CTICO N�5 .................................................................................. .................................................................................. 32 TERMODIN�MICA TERMODIN�MICA..................... ............................................ .............................................. .............................................. ........................................... ....................32 CICLO RANKINE ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ 32 EJERCICIO N�1 � TRABAJO PR�CTICO N�14 ................................................................................ ................................................................................ 32 EJERCICIOS PROPUESTOS ............................................................................................................ 35 EJERCICIO N�3 � TRABAJO PR�CTICO N� 16 (C�c�� ���������c�) .................................................... 35 OPERACIONES UNITARIAS I ............................................ .................................................................... ............................................... ............................ ..... 35 INSTALACIONES DE BOMBEO ...................................................................................................... ...................................................................................................... 35 EJERCICIO N�1 � TRABAJO PR�CTICO N�5 .................................................................................. .................................................................................. 35 EJERCICIOS PROPUESTOS ............................................................................................................ 40 EJERCICIO N�2 � TRABAJO PR�CTICO N�5 .................................................................................. .................................................................................. 40 1
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS� TECNOLOG�A DEL CALOR............................................ .................................................................... ............................................... ................................ ......... 41 VERIFICACI�N (RATING) DE UN INTERCAMBIADOR .................................................................... 41 EJERCICIO N�4 � TRABAJO PR�CTICO N�5 .................................................................................. .................................................................................. 41 EJERCICIOS PROPUESTOS ............................................................................................................ 45 OPERACIONES UNITARIAS II ............................................ ................................................................... .............................................. ............................ ..... 46 DISE�O DE UNA COLUMNA DE DESTILACI�N................................................................ DESTILACI�N.............................................................................. .............. 4 6 EJERCICIO N�5 � UNIDAD N�2 .................................................................. ..................................................................................................... ................................... 46 DISE�O DE UNA COLUMNA DE ABSORCI�N DE GASES ............................................................... 55 EJERCICIO N�4 � UNIDAD N�4 .................................................................. ..................................................................................................... ................................... 55 EJERCICIOS PROPUESTOS ............................................................................................................ 57 EJERCICIO N�4 � UNIDAD N�2 .................................................................. ..................................................................................................... ................................... 57 EJERCICIO N�8 � UNIDAD N�4 .................................................................. ..................................................................................................... ................................... 57 CIN�TICA QU�MICA � CAT�LISIS CAT�LISIS........................................... .................................................................. ............................................. ........................ .. 58 REACTOR TUBULAR DE FLUJO PIST�N ......................................................................................... ......................................................................................... 5 8 EJEMPLO N�4 � UNIDAD N�4 (A����� �� c�����a) ....................................................... ..................................................................... .............. 58 REACTOR TANQUE AGITADO ....................................................................................................... ....................................................................................................... 6 6 EJEMPLO N�2 � UNIDAD N�3 (A����� �� c�����a) ....................................................... ..................................................................... .............. 66 CONVERTIDOR AGUA�GAS .......................................................... .......................................................................................................... ................................................ 70 EJERCICIOS PROPUESTOS ............................................................................................................ 75 EJEMPLO N�3 � UNIDAD N�4 (A����� �� c�����a) ....................................................... ..................................................................... .............. 75 EJEMPLO 8�5 PRODUCCI�N ADIAB�TICA DE ANH�DRIDO AC�TICO A C�TICO (ELEMENTOS DE INGENIER�A DE LAS REACCIONES QU�MICAS � H. SCOTT FOGLER) .................................................... ................................................................. ............. 76 REFERENCIAS REFERENCIAS............................................ .................................................................. ............................................ .............................................. ............................. ..... 77 LIBROS, APUNTES, PAPERS � MANUALES MANUALES ............................................. ................................................................... ............................... ......... 77 INFORMACI�N GENERAL............................................................................................................. ............................................................................................................. 77 SELECCI�N DE PAQUETES TERMODIN�MICOS ............................................................ ........................................................................... ............... 77 OPERACIONES UNITARIAS ........................................................................................................... ........................................................................................................... 7 7 MATERIAL EN INTERNET INTERNET........................................... ................................................................. ............................................. .................................... ............. 77
2
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
������������ � ����� ������ ���� �� ����� ������� A���� HYSYS� �� ��a ����a�����a �� �����ac��� �� ���c���� ��� �������a, �a ���� ����c���ca����� c��a�a �������� �� c����a �� ���������: a������c���a �� �����a�a, ������ �� ������a��, ca�ac��a��� ������������, � ����ac��� �����ac���a. E��� �����a�� ������� �����ac����� �a��� �� ���a�� ���ac���a��� c��� �� ���a�� ��a��������. L�� �a��a��� c���������� ��� c�������� A���� HYSYS� ������� �� ������� ������a�a����� �������� ��� �����a�� �� ���a�� ���ac���a���. S�� ����ac����� � �������a��� �������� �����a� ��a a����a �a�a �� ���c���� c�� c����a��a. Pa�a c��������� �� ����� �� A���� HYSYS� �� �� ��c����a ���a� ��� a��� �� �� ������ ba�� �����������ca. S�� �a������ �� �������a��� ����a� a �a �������ac��� �� �� ������ ��� ��a����a. E� ��� ������� a���, ���� �����a�a �a ���� a����a����� ��a�� �� �a ��������a �a�a: ��������ac���, ���a������, �����ac��� � ������. A���� HYSYS� ����� c��� ��a�a����a ���������� �a�a �����a� ���c���� c���: ���c��a������ �� �a���, ����a�ac����� c�������ca�, ���c���� �����c�� � �� �����ac���, ��c. Ta�b��� �a ���� ������a�� �� ���������a��� �� c����� �������c������ � a�a��a���, ����c�a������ �� ���������a �����ca.
��������� ��� ����� �������� C�������a��� �� a������������ ���c���a��, �a ������a�c�a ��� ����� �a �����ac��� �� ���c���� �� �a ��������a ac��a� � �a ��ca �������b����a� ���a��a ��� ������ �a� c�����a� �� �a �ac���a� �a�a ����ca� a �a �����ac��� �� ���c����, �a c�����a �L���������� �� S��������� �� P�������� �������� ��c�a� �� c���� �� ca��c��� ���c���� ��b�� �� ���a. E� �b������ �� ��� �� a����� a�����a ��� c��c����� b���c�� ��� �a���� �� ���a ����a�����a �� ��a ����a �������a���: �����a��� ��a ����� �� ���b���a� ��� �a ������ ��� �������� �a �a��� a �� �a��� ��� c���a�� �� �������a� �a����a� ����ca��� �� �a ca����a. La� �a����a� ��� �� ��a�a� �� c�b��� ���: Ba�a�c�� � ��������� �� ��a�������, T����������ca, F���c������ca, O���ac����� U���a��a� I � II, T�c������a ��� Ca���, C�����ca Q����ca � Ca�������. S� b��� A���� HYSYS� c������� ��a �������a� �� ����b����a���, ��� c����a����� �� �a �����ac��� ���ac���a��a � �� ���� �������a�, ab�������� �� ca���� a ��� a������ �a�a a�����a��� ��� �� �� ����� �� �a �����ac��� �� �� ����a�.
3
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
��������� ����� ������ La ������a �a��a a �a ���a �� ��������� ��a �����ac��� �� c���c�� �a ���a �a�a acc���� a� �����a�a, �a����a���a��� c�� �� ������� � c�������a� �a� ��������c�a� �� �����ac���. E� �����a�a �� ����a�ac��� c��a �a ��������� ���a �� acc���: 1. C��c� �� I�����. 2. S���cc���a� P��������/ A����T���/ A���� E���������� S���� /A���� H�S�S/ A���� H�S�S. E� ��c������� �� ASPEN HYSYS� ��c� a��:
F����� 1
������������ ��� ������������ �� �� ������ P����� a c�����a� a ��aba�a�, �� c���������� ���a� ������a� ��������c�a� �� ��aba��. La ������a� �� ��aba�� �� A���� HYSYS� �� ��� ������a���ab�� �����c�� a �a �����ac���, �a� �a��ab���, ��� �������� �� ������a���, ��c. N������� ��� c����a����� a��� �� �a ������������� ��� ������� �� ��������.
Pa�a ����: 1. Hac�� c��c� �� T����, ��� �� ��c�����a �� �a ba��a �� �����, � ����� �� P����������.. A�a��c��� ��a �a��a��a (��� ������ 2) ����� ������� �a��a� ����a�a� �� c�������ac��� (S����a����, Va��ab���, R������, ��c.) 4
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS� 2. Hac�� c��c� ��b�� �a ����a�a V��������. A��� ����� �b����a��� ��� �� �����a�a ����� 3 ������a� �� ����a��� ca��a���: E���SI, F���� � SI (P����������a��).Hac����� c��c� �� ca�a ��� �� ����� �� ����� ��� ��a ����a �� �a�������� c�� ��� �����c���a� ����a��� �� ca�a ������a. (Ob����a� ��� �a� ����a��� ����� �� ����, �� ��� ������ ��c�� ��� �� ������ ����a���) 3. E� ca�� ��� �� ����� ca�b�a� a����a �� ��a� ����a���, ��b� ������a��� �a ����a�����a C����. S���cc���a��� �� ������a �� ����a��� a c���a� � c�����a��� �� C����. A�a��c��� �� ����� ������a c�� �� ���b�� N��U��� � �a��� �� ���b�� c��� ��� �����c���a� ����a��� a�a��c�� �� c���� a���. E��� ����ca ��� ������ ��� ����a�a� a ����� ��� ���a���. 4. U�a ��� ��a���a��� ��� ca�b��� ����a��� ����� ��a��a��� �� ������a �� ����a��� c�����a��� S��� P���������� S��.., ��� �������������� ����� ��� ca��a�� ����� ���a ����a �b�cac���. 5. L���� �� ����cc���a� ������a �� ����a��� a ������a�, c���a� �a ����a�a.
F����� 2
������� ��� ����� ���������� � ���������� ����� ������� U�a ��� ���a�a� �a� ��������c�a�, ������� ��� ����c���ca� ��� c����������, �a������ �� �������a��� � �� ��� ��c��a��� ��acc�����, c��������� ��������c��, ��c. Pa�a ���� ������� ��� c��a� ��a ����a �����ac���. Ha� 3 �a���a� �� �ac����: 5
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS� S���cc���a� F���/N��/C���. P������a� C���+N.
O b��� c�����a� N�� C���
�� �a ba��a �� ����a�����a�.
C�a������a �� ���a� acc����� ab���� ��a ����a�a �������a�a S��������� B���� M������ (A��������a��� ba�� �� �����ac���) ��� �� ����� �� ����c���ca� ����� ��� c���������� � �������a��� a ������a�.
F����� 3
E� �� S��������� B���� M������ �� ������ �b����a� ����a�a� c���: o
o
o
o
o
C���������: ������� ca��a� ��� c��������� �����c�� a ������a� �� �a �����ac���. La ������� ��� ��c����� ��� ���� (A���� HYSYS V7.1) ������� �� ���� ������a� �a ba�� �� c��������� �����a, ���� �a�b��� �a �� A����. F���� P���: a��� �� ����cc���a �� �a����� �����������c� ��� ������a�� �� �����a�a �a�a �����a� �a� �������a��� �� �a� ����a�c�a�. S� ����cc��� �� ��� ������a��� �a�a ��� �a �����ac��� ��a �� ��� ��a� ����b��. M�� a���a��� ������� ��� c�������� a ����� �� c����a. H������������: ������� c��a� c���������� ��������c�� � �����a� ��� �������a���. (P�� ������� �� ca�b�ca���� C5+) O�� �������: �� ��a ����a�����a ��� ������� ca��a� �a��� ����������a��� �� �����ca�b���� � c�� ����� �����a c���������� ��������c��.(E������ ��a �a��a) R��������: ���a ����a�a b����a �a ����b����a� �� ca��a� ��acc����� �����ca� (c���������, ������b���, c�����ca, ca������� ����������a) c�� ��� �����c����� �a��� c�����c��, ��� ����� ������a�� �� �����a�a �a�a �����a�.
6
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
����������� ����������� � �� ���������� E� �� ������ �a�� �a�a ���ab��c�� �a� ba��� �� �����ac���. L�� �a��� a ������ ���: 1. S���cc���a� �a ����a�a C���������, �ac�� c��c� �� �� b���� A��. 2. E��� ����a�� a �a ����a�a C�������� L��� V��� (L���a �� c����������) ��� �� �a ����a �� ����� ��� c��������� �������b��� �� HYSYS.
F����� 4
3. S���cc���a� ��� c���������� ����a��� �a�a �a �����ac���. P����� b��ca��� �� ac����� a 3 c��������: �. ��� ���� (������ �� �� ���������) �. F��� ���� (������ ��������) �.
F������
T���a��� �a ��c��� ����a�a � ��c��b����� �� �� ca������� a� �a�� �� M����, �� �����a�� b��ca�� �� c�������� �� �� ba�� �� �a���. 4. U�a ��� ��ca���a�� �� c��������� ����a��, �� ����� �ac�� ����� ����� ��b�� �� � b��� ��b�� �� b���� <���A�� P��� �a�a a����a��� �� �a ����a �� c���������� �� �a �����ac���. 5. A� ����� �� �a �����a �� c����������, ����� ������� �� ���b�� a �a ����a �� c����������. 6. U�a ��� c������a��, c���a� ����������� �a ����a�a. E��� ����a�� �� ������� a� S��������� B���� M������.
7
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
������������� �� ������� �� ������� U�a ��� ��� �� �a� ����c���ca�� ��� c����������, �� ��b� ����c���ca� �� �a����� �� �������. E� �a����� �� ������� �� ������a �a�a ca�c��a� �a� �������a��� �����������ca� � �� ��a������� �� ��� c���������� � ���c�a� �� �a �����ac��� (c��� ���a���a, �������a, ������a�, ca��� ����c���c�, ������b��� L�V, ��c.) P�� �� �a���, �� ��� ������a��� �a c����c�a ����cc��� ��� �a����� �� �������. A���a ������� �� ���c��������� � ����� ����ca����� ������ a ����a� c�������� �� ����cc���. 1. S���cc���a� �a ����a�a F���� P��� �� �� S��������� B���� M������ (� ����� 2) 2. C�����a� �� �� b���� A�� �a�a c��a� ��a �a����� �� ������� ����� c��� �� ������a:
F����� 5
3. A �a���� �� �a ����a �� �a������ �� �������, ����cc���a� �� �a����� �����������c� ����a��. La ����a ����� ����c���� ����cc���a��� �� ������ (EOS�, ac������ ������, ��c.) 4. U�a ��� ��ca���a�� �� ������ ����a��, ����cc���a��� ��� ����� �� �� c��c�. 5. P���� ���b�a��� �� �a����� �� ������� a� ����� �� �a �a��a��a. (E�. E� ���b�� �� �a �����a 5 �� Ba����1) 6. F��a������, c���a� �a ����a�a. 8
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
��������� ��� ������ ������������� La ����cc��� ��� ������ �����������c� �a� ��� ��a �a ��c����� ��� ������a��� ��� ��b� ���a� �� ���a��� a �a ���a �� ��a���a� ��a �����ac���. L�� ������� �� �a �����ac��� ��� ��a �a�a ����cc��� ��� ������ �� �������a��� ����ca� �� �� ������ ����c�a� � �������� ��c�������, ��� ������a��� ������� ���������, ���� �� �� ���. P�� �� �a���, �� �� ���a� ������a�c�a ���a�����a� c�������� ��� a����� a ������ �� � ��� ������� ��� a��c�a��� a �� ���b���a ����c���c�.
E� �����a�, �a� �������a��� �� ca�c��a� c�� E��������� �� ������: M������ E��, M������ �� ����������� �� ���������: M������
(�����) � ������� ����������
(������������� ��������, ��������� � ��������). E� �a ��������� �ab�a �� ������a� a������
������� ��� ������ ��c����a��� �� �� �����a��� c����c�a�.
L�� ������� EOS ������ ���������a� �a��� ������a� � �a���, ������a� ��� ��� ������� �a��a ���������a� ���a����� �a �a�� ������a ��� ������a. P�� ���a �a���, �� ������a� ����� c�� ��a �c�ac��� �� ���a�� �a�a ���������a� �� �a���.
L�� c�������� �� ����cc��� �� ba�a� �� �� ��a�� �� �� ���a���a� ��� ������a �� ������� � �� �a� c����c����� �� ����ac���. V�a��� a������ ���c�����: 9
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS� L�� EOS �� ������� � �������� �� ������� � ����������� ������� �� ���� �� ��������� �� �������. L�� ������� �� ����������� �� ��������� �� ���� �� �������� ��� ��������� ���������� ������� � ��������� ����� (<10 ���). S� �������� ���� �� ���� ������� � �� ������������ ��� EOS ���� �� ���� �� �����. S� �� ������� �� ����� � 5 ���, �� ������ �� �������� �� ��� ����� �������, �� ������, �� �� ������� ���� ����� 5 � 10 ���, �� ����� �������� P��� R�������. P��� ������� �������� ������� � ��������� �����, �� ������������ �� ���� EOS � ������� ��� ������ �� �������� �������� ��� ������ �� �������� ������� �� ������� �� ����������� �� ��������� (������� ����� �� ������). E.C. C������, �� ��������� ��� ������a �� ��a�� �� A����T�c�, �� �� �a��� �����a�� �D���� G����� ���� �������� ���������� ��� ������������ (N� a������ c�� �a� �������a��� ����ca� �a�a �����ac�����) ������� �� ������ �� ����cc��� ba�a�� �� ��b���� �� ��c�����. E���� �� �������a� a c������ac���:
10
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
11
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
O��� ��a��a�a ���� �� �� ��� a�a��c� �� �I����������� C������� E���������� ��������������� �� E����� � L���:
Pa�a ���������a� �� �� ���a ��������� c������a� �a ��������� b�b�����a��a: o
o
o
E.C. Ca�����. �D���� G����� ���� �������� ���������� ��� ������������ C���. E��. P���. (Oc��b�� 1996) ��� 35�46. R. A�a��a�; Y.K. L�, M.A. Sa����; A. V�����. ����������� ��� ��������� �� ����������� C���. E��. P���. (Ma�� 2001 � J���� 2001) V.H. Ma������ S�������; P.A. A����� D����a; J. L���� T�����; M. Sa�a�� Ca�ba�a�; J.A. R�c�a U��b� ����������� �� �������� �� ���������� �������� . P�a�a � Va���� E�������. M���c�, D.F. A�� 2000. 12
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS� J.R.E�����; C.T. L��a. �I����������� C������� E���������� ���������������. o P�����c� Ha��. A�� 1999. E� ��� �a��a��� �� ��� �����a����� �� ���c����, ��� �� �����a�, �� �a��a ��a ��cc��� ����ca�a a ��� �a������ �� �������a��� �����������ca� � ��� �����c���a� a���cac�����. A�����, �a� �����a� ��������� �� A���� HYSYS� ��c����� ��a a���cac��� ��� �ac����a �a ����cc��� ��� �a����� �� ac����� a �a a���cac��� ����c���ca ( L����� �������� ������ ).
�������� �� �������� �� ���������� Ya �� ����� �a ������ac��� �����a �a�a c�����a� �a �����ac���. E� ca�� �� ������� ��acc����� �����ca� ��b�� ca��a��� �����a�����, ���� ���� �� ������� ���a��� �� ���a������ �� ��� ���b���a�. Pa�a ����a� �� �� a�b����� �� �����ac��� �ac�� c��c� �� �� b���� E���� S��������� E���������� � b��� �� �� �c���
��� �� ��c�����a �� �a ba��a �� ����a�����a�.
F����� 6
���������� �� �� �������� �� ������ �� �������� (���) U�a ��� ��� �� �a� ����c���ca�� ��� c���������� � �� �a����� �� �������, � ����a�� a� a�b����� �� �����ac���, �� ������ ��a ����a c��� �a ���������:
13
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
F����� 7
A���� �� ���c����, �� ������a��� ����aca� a����a� ca�ac�������ca� �� �a ����a�a �� �����ac���: 1. A���� HYSYS�, a �������c�a �� �a �a����a �� ��� �����a�����, �������� �� ��a��a�a �� ����� ����� �� ca�a ca�b�� �� ��. E��a ca�ac�������ca ����� ��� ���ac���a�a c�����a��� �� b���� S����� H������ (�� b���� �� ��� ���a ) ��ca���a�� �� �a ba��a �� ����a�����a� (��� ������ 7 ). S� �� ����cc���a ���� b����, A���� HYSYS� �� ��������� �a �����ac���. Pa�a ������a� a� ���� �� ������c���, �� ��b� ����cc���a� �� b���� S����� A����� (�� b���� �� ��� ����� ). 2. A���� HYSYS� �� ca�a� �� �������� �� ����a ���������a �a ������ac��� ��� �� ��c�����a �a��� c�������� aba�� c��� c�������� a���ba. P�� �� �a���, �� ��� ������a��� �����a� a���c��� a �a� ����c���cac����� �� ���� �� ��a��a�a �a�a a�����a��� �� ��� �� �� �� ���� ���������� a� �����a�a ������ac��� c�����c���a. D� ���� c����a���, �� �b������ �� �����.
14
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
��������� � �������� �� ���������� ����� ������� S� �� ����a �� ������a� a� S����a���� Ba��� Ma�a��� �a�a ca�b�a� a����a ������ac���, ���� ba��a c�� �ac�� c��c� �� �� b����
�� �a ba��a �� ����a�����a� ��������.
������ ��������������� �� ��� S���� ��c���� ��� �� c����a acc�����a������ �� ��a��a�a �� ������. Pa�a ������a� �� a T����/PFD�, � a�����a��� ��� ���� ����cc���a�� C���, � ����� c��c� �� V���.
������ �� ������� E� �a ba��a �����ca� ��� ����� �b����a��� a �a ����c�a �� �a F����� 7 . E� ���a �� �a��a� c��������� �� �a����a � ������a � ��c�a� �� �a� ����ac����� ����a��a� ��� ������ ������a��� a �� �a��� ��� c����. S� ��c������a ������a��a �� ��c� �a�a �� �a����a��������� c�� ���a. E� ca�� �� �� ���a� ����b��, �������a� F4 � b��� �� a F�������� � ����cc���a� P������.
��������� ���������� �� ���������� La� c��������� �� �a����a��� �� ������a� �a�a ��a������a� c���������� �� ��a ����a� �� ���c��� a ���a �� �a �����ac���. S� ������ a����a� �� 3 �a���a�: 1. C��c� �� �a ���c�a a��� �� �a �a���a �� �b�����. 2. S���cc���a� �� ���� F�������� � ����� �ac�� c��c� �� A�� S�����. 3. P������a� F11.
15
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
F����� 8
������������� ���������� �� ���������� Pa�a ������a� ������ac��� �� ��a c�������� �� �a����a���, �ac�� ��b�� c��c� ��b�� �a c�������� ��� �� ������a �� �a F����� 8 . D����� �� ���a ����a�a �� ����� �� ���a��� ����c���ca ��� ���a���� �� �a c��������. Pa�a ��a c�������� �� �a����a� ��c����a��� ����c���ca� 4 ���������. L�� 4 ��������� ���������� ���� ����������� ��� ��������� �� ������� ���: �����������, �����, � ��� �� ��� ����������: �����������, ������� � �������� �� �����.
V���� �a ����a�a ����� �� ������a� ��� �a��� �� �a c��������:
16
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
F����� 9
E� �a ������ 9 , �� �b����a ��a ba��a a�a����a �� a�������c�a ��� ����ca �a ������ac��� ��� �� ��c����a. E� �����a�a �a c�����a��� ��� ��a��� �� ��b���a� �� ac����� a �a ������ac��� ��� �������� �a�a ��� �� ����c������ �a c��������. C�a��� ��� ��a��� �� ��b���a� ��� 0, �����c�� �a ba��a �� ���� �� c���� ����� � c�� �� ����a�� �� OK. Pa�a c������a� �a ������ac��� ���� ba��a c�� ������ �a� ������� ��� �a A���� HYSYS�. S���cc���a� �a ��c��� C���������� �� �a ����a ��� ������a �a ����a�a. La c������c��� �� ����� ����c���ca� �� �������a� �a���a� c�����a��� �� �� b���� B����� L���� �� �������� ����c���ca� �a ������a���a, �a�a ���� ������a��� a �a ��c��� C���������, �ac���� c��c� �� T���������� � ��c��b���� �� �a��� ����a��. N����� ��� �� ��������a ��a ����a ����� ����� �������� �a ����a�. L���� �� ����c��a �a ������� (P�������) � ���a������ �� ����� (F��� R���). S� ���c��� �� �a ����a �a���a. U�a ��� ���a���a�� �� ���� ����ca�� OK.
17
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
F����� 10
L�� �a����� �����a��� �� ���� �a� ���� ����c���ca��� ��� �� ���a��� � ������ ������ca���, ������a� ��� ��� �a����� �� ����� ������ ca�c��a��� ��� A���� HYSYS� � �� �� ������ ������ca�. E� ��������� c����� �� c���� �a�a �a� c��������� �� �a����a��� ����ca� �� A���� HYSYS� ����� �a ������ac��� ����c����� c��� �a�a ca�ac�����a� c������a����� �a c��������:
A��� ������ = c����c�a����� ����c���ca�a � c������a����� �������a.
A��� ����� = ����c���ca�a ��c������a�����, �a� �������a��� �� �a� ����
�������a�.
18
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
��������� �� ���������� G�a��a� �a �����ac��� �� ��� ���c����:
I� a F���/S��� A�, ������ ��a �b�cac��� � �a��� �� ���b�� ����a��.
O b��� ����� �ac���� c��c� �� �� b����
.
����������� �� ������������ D� ���a �a���a ���a���a �a �������cc��� a A���� HYSYS�. A���a �� a����� �� ca�a� ��: o o o o
o o o
I��c�a� A���� HYSYS� � ��c���c�� �� �a��a��a. C�������a� �a� ��������c�a� �� ������. C��a� ��a ����a �����ac��� � �a�����a� �� S����a���� Ba��� Ma�a���. R�c���c�� �a ������a�c�a �� �a� �������a��� ����ca�, �����������ca� � �� ��a������� �� �a �����ac��� �� ���c����. S���cc���a� �a� ��c����� �����������ca� ��� a��c�a�a� a ca�a a���cac���. E���a� a� a�b����� �� �����ac��� � ��c���c�� ��� ��c�����. A����a� � ����c���ca� c��������� �� �a����a���.
���������� �� ��������� P��b���a a�a��a�� �� V.H. Ma������ S������� � �����, �� �� ��b�� �S����ac��� �� ���c���� �� ���������a �����ca� (M���c�, P�a�a � Va���� ��������, ���b���a 2, ���. 136) . S� ������� �� ��� �a��� ����������a��� �a�a �� ������a ���a����b��c��� a 1 a�� �����a��� �� �a ��������� �ab�a: � 1
0.0 0.026 0.05 0.088 0.164 0.333 0.549 0.699 0.782 0.898 0.973 1.0
� 1
0.0 0.267 0.371 0.457 0.526 0.559 0.595 0.633 0.665 0.76 0.907 1.0
� (K)
353.1 343.67 339.44 335.87 333.2 331.64 331.02 331.1 331.47 332.9 335.7 337.7
E� a�������� �c���� a 61,4 % ��� �� ���a��� � 58, 3�C (331.45K) a 1 a��. 19
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS� a) A�a��c� �a���� ������� �����������c�� (A� ����� ������, ���L, ��I��AC ��� E�� ����� � ��������� c��� �� �� ����� �a�a ���������a� ���� ������a � c�������a �� ��a��a�a T �� �,�. b) U����c� ���� �������� (��) � c���a�� c�� �� ����� ������ ��� ��c��� a. ���� �������� �� �������� �������� ����� ����� ��� �� �� ��������� E���������� �����. I� � F��������/A�� ��������� (� ���� F12), ����������� E��������� � ����� E���������� �����.
������������ C��� �� ���c���� �� ��� �b������� ��� c����, �� �������� ��� �� a����� a�����a �� ��� �� ���� �����a��� ��� ����� �� ���b���a� ��������� �� �a� �������a� c�����a� �� �a ca����a. P�� �� �a���, �� �������a��� ����c�c��� ��� ������a� a���ca� �a��a� ����a�����a� ��� �����a���. E� ca�� ��� �� c��a c���������� �� ����cc���a�a� ���b���a� �� ���a� �������.
�������� �� ������� � ������� A���� HYSYS� ������� �a ������c��� �� ba�a�c�� �� �a����a � ������a �� ��� ����a� �������a�:
La ����a c����ca, �� ��c��, ����������� �� ��a��a�a �� ���c����. O b���, �����a�� ��a ����a�����a ����ca ��a�a�a B������.
S� b��� a�ba� ��� �����a���, ��c�a� ��c��, �a ������a �� ������� ��a ������c��� �����a �� ��� ba�a�c�� �� �a����a � ������a ������ �� ��b� ����c���ca� ����� ��� �a�������� ��� ���c���. P�� �������, �� ���a��� �����a��� ��a ����� �� ������ac���, �� ba�a�c� �� �a�a � ������a �� �� �������� �a��a ��� �� �a�a� ����c���ca�� �� ������ �� ��a���, �a ���ac��� �� �������, ��c. E��� ������ �� �� ��� ���c��c� �� �� ��� ��� ����a �� �� ba�a�c� � �����. P�� �� �a���, ������a����� �a ����ac��� ����ca B������. P���� ��c����a��� �� �a �a���a �� �b����� c�� �� ��������� ����:
20
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
�������� �� ���� ��� �������� ������� ��������� ��2 � ������� �������� ��1 P���� ��c����a��� ac����a �� �� �a� ����a���, ������������a �� ��a c�������� �� a��a ���a �� ��a ����a� ��a�a�a ab���b����. E� �� ��a��a�a �� ����� �� �a �����a, 200 ���/� �� ��a c�������� c�� 20% �� ac����a �� ��a�a� c�� 1000 ���/� �� ��a c�������� �� a��a ���a, �� ��� �����c� �� �a� �� ���ca��a ��b�� �� ac����a � ��a ����c��� �� ac����a �� a��a. S�����a�� ��� �� �a� ����a��� �� �� �������� �� a��a. R�a��c� �a �ab�a �� ��a��� �� ��b���a�, ������� �a� �c�ac����� �� ba�a�c� �� �a����a � ca�c��� ���a� �a� �a��ab��� �� c��������� ���c���c��a�.
Gas
20 % acetona 80% as
Agua
Solución acetona-agua
1) Pa�a �������� �� ba�a�c� a������� c�����a����� c��a��� ��a �����ac��� c�� �� ���������: S������ �� ��������: F���� ���a� �� ����/�. o C����������: ������� (�������), ���� (�����) � ���� (���) . S� b��� �� ���b���a ��c� o �a�, �������� �� �����a����� c��� a���. A ����� ���c��c�� �� �a� �������c�a�. P������ �� �������: �� ����� ������a�c�a ������ ���� ��a���a����� �� ba�a�c� �� o �a�a. I��a������ ���������� a� a����� ������ �� �a����� ac���� a ��� �� ������ ���a�����a��� c�������� �� ����cc���. 2) U�a ��� ������a�� a� a�b����� �� �����ac���, ��������� ��� c��a� 4 c��������� c�� �a� c������c����� ���c���a�a�. E� �� ca�� �� �a c�������� S���c��� ���� ��� �� �� ����b�� a����a��� 0 a �a c������c��� �� a��� � ���a� �a� ���a� �ac�a�. P�� a���a ���a� ���a� �ac�a�, ����� ��� ��ca��a����� �� ���. 3) E� �a �a���a �� �b����� �ac���� c��c� �� ba�a�c��.
�a�a a����a� �a ����a�����a ��
21
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
F����� 11
4) Hac���� ��b�� c��c� �� �a ����a� �� ba�a�c�� (BAL�1) � a�a��c��� �a ��������� ����a�a:
F����� 12
E� �a ����a�a C����������� ������� ca�b�a� �� ���b�a a A��������� � ����c���ca��� �a� c��������� ����a����: M����� G�� � A��� � �a� c��������� �a�������: A��� � S�������. 22
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS� Pa�a��� a �a ����a�a P��������� ����cc���a� �� ���� �� ba�a�c�, �� ���� ca��, M���.
F����� 13
5) C��� ������ �b����a� �a ����a� ��� a����a ��a a�������c�a �� N�� S����. E��� �� ��b� a ��� ������� 1 ��a�� �� ��b���a�. Ya ��� �� ������� ����c���ca� c��� 0 �a c������c��� ��� a��� �� �a ����c��� �� �a���a. E��� ���b���a �� ����c���a����� c�� ���a ����ac��� ����ca ��a�a�a A�����. A�����, ������� a����a� ��a �a��ab�� �� a����a c�������� �a�a ��a �a��ab�� �b������ ����a �� �a��� ��������a��. E� ������� ca�� �a �a��ab�� �b������ ���� �a c������c��� �� a��� �� �a ����c���, c��� �a��� �� ����. E��������� c��� �a��ab�� a ������ca� �� ����� ���a� �� a��� ��� �a��. 6) Hac�� c��c� �� �� b���� �� �a �a���a �� ����a�����a� � c���ca� �a ����ac��� �� �� ��a��a�a. 7) D�b�� c��c� �� ���a, � a�a��c��� �a ��������� �a��a��a:
23
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
F����� 14
8) P������ ����cc���a����� �a �a��ab�� a a����a� (A������� V�������). Pa�a ���� �ac�� c��c� �� S����� V��� E� �a ����a�a, ����cc���a� �a c�������� A���, ����� �a �a��ab�� a a����a� M���� F���. Y ���a������ OK.
F����� 15 9) R�������� �� ���c��������� c�� �a �a��ab�� �b������ (T����� V�������). E� ���� ca�� ���� �a c�������� S�������, �a �a��ab�� M����� C��� M��� F������� � �� c��������� A��. 10) D���� ��c� S�������� T����� V���� (Va��� �b������ ����c���ca��) c���ca� 0. 11) Pa�a� a �a ����a�a P��������� � ����c���ca� �a� ca�ac�������ca� �� �a ����ac���.
24
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS� M�����: S�ca�� T��������: 1��6 S��� S���: 10 ����/� M������ I���������: 1000 S� �� ����a ������ ����c���ca��� ��� ������� �� ����ac���. 12) A�� a�� �� �� ��������� �� ������a, ������� ��� �a��� �� �a��� a� ����� �� a��� �a�a ��� c�����c� �a ����ac���. C���a� �a ����a�a � ab��� �a �� �a c�������� A���, ����c���ca� ��a c�������� �� 100 ����/�. R����a����� �� �b����a�� c��� �� a����a a� �a��� �� 160 ����/�. E��� ������ ��c�� ��� �� a����a��� ���� ac���� � �� ������a ��������. 13) P����� ����� ��� ������a��� ��� ����� �� a��� � �� �a� c������c����� �� �a ����c��� �����cc���a��� �a� c��������� � b��� �a ����a�a W�������� �� �a ����ac��� B������. P��� a���a �a��� a a������� a c���ca� �ab�a� �� ������a���: C��c� c�� �� b���� ����c�� �� �� ����� ��� ��a��a�a �� ���c���� � �� a� ���a� �� �a ����a�a �������ab��, a ����� ��c�: A�� W������� T����. U�a ��� ���� ��� �a�� a ������ �� ���� �� �ab�a. E� ���� ca�� ����cc���a����� C����������� � M������� S������. A���a ������� ����a���a� ��� ������a���.
F����� 16
14) C���a�a� ������a��� c�� ��� �b������� c�a��� c���� Ba�a�c�� � F�������� �� T�a�������.
25
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
�������� �� ���� � ������� ��� �������� ������� ��������� ��2 � ������� �������� ��5 La ������a���a �� �� ��ac��� �� c��������� �� CO ����� �����a��� ����a��� �a ����cc��� �� �� ��c��� �� �a��� �� a��a. S�����a ��a a������ac��� �� 30% �� CO, 20% �� H 2 � 50% �� a��a a 280�C, � ��� �� c�������� �� 90% ��� CO. S� �a������ ��a ������a���a �� �a���a ��� ��ac��� �� 400 �C ����a��� �� a����a�� �� �a��� a��c���a�, � �a �������������a �� �a ��acc��� ��:
() + () ⇌ () + ()
a) Ca�c��� c����� �a��� a��c���a� a 260�C ���� ��c��a��� (��� ��� �� a������ac���) �a�a �a������ �a ������a���a �� �a���a ��� ��ac��� a 400�C. b) Ca�c��� ��� ������ �� �a���a ��� ��ac���. Pa�a �������� ���� ���b���a ������a����� �� ���� �� ��ac��� ��a�a�� C��������� R������. S� ������a c�a��� �� c���c� c�a��� �� ��� ��ac����� �� ��a������a �� �����c���. E��� ���� �� ��ac��� ��aba�a c�� ��acc����� �� C���������. E��� ���� �� ��acc����� �� �������� ������ ���� �� c���c������� �����������c� �� c�����c�. S� ��b� ����c���ca� �a �������������a � �a c��������� �����c�� a �� ��ac����.
N�c����a����� a������� c��� �� ca��a ��a ��acc��� � �� c������� �� ��acc����� �� �� S��������� B���� M������ � c��� �� a���a a �� �a����� �� �������a���. 1) C��a� �� ca�� �� �����ac��� c�� �� ���������: S������ �� ��������: F���� ���a� �� ����/�. o C����������: CO, H2O, CO2, H2. o P������ �� �������: E� ��ac��� ��aba�a�� a ������� a��������ca � a��a� ������a���a� o (260�400�C). E� CO2 � �� H2 ��� �� ���a���, ������a� ��� �� H 2O � �� CO ��� ���a���. S�� ��ba���, a� ��aba�a� a ������� ba�a � a��a� ������a���a� �� ���c�� �� �a ���a���a� �� �� ��� �a�ca�� � ������� �����a� �� ������a c�� ��a �c�ac��� �� ���a��. E� ���� ca�� ������ P��� R������� (PR). 2) E� �� S��������� B���� M������, �� a �a ����a�a R��������. Pa�a a����a� ��a ��acc��� �ac�� c��c� �� �� b���� A�� R���
26
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
F����� 17
3) A�a��c��� ��a ����a�a ��� ����ca �� ���� �� ��acc��� ��� �� ����a a����a�. S���cc���a� C��������� � �ac�� c��c� �� A�� R�������. 4) E� �a ����a ����a�a, ��b���� ca��a� �a �������������a �� �a ��acc���. S���cc���a� ��� c���������� ��� �a���c��a� �� �a ��acc��� � a����a��� �� c����c����� �������������c�. S� ����� �a ����a �����c�a���a ��� �ab���a������ ������a���, ���a���� �a�a ��ac�a���� � �������� �a�a �����c���. (��� F����� 19)
F����� 18
F����� 19
27
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS� 5) E� ���a�� ����ca N�� R����, ���� ���a��a ��� �a��a ����c���ca� �a ����a�a B����. C������a� �a ����a�a c��� �� ����ca �� �a �����a 20.
F����� 20
6) V�������� a �a ����a�a R��������, �� a� ���� R������� S��. A��� �� ����� ��� �� c������� �� ��acc�����, �� ca�� �� �ab�� ��� �� ��a, � ���ab��c�� �� ��� ���������a�, c����c����a�, ��c. E� ������� ca�� �a� ���� ��a ��acc���. D�b���� a���a� �a ��acc��� a� �a����� �� �������a���, �a�a ���� �ac�� c��c� �� A�� �� FP. Y ����� �� A�� S�� �� F���� P������.
F����� 21
P������ ������a� �����c�� a� a�b����� �� �����ac���. 7) C��a� �a� c��������� �� a������ac��� c�� ��� �a��� ����ca���.
28
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS� 8) I�����a� �� ��ac��� �� c��������� �ac����� c��c� �� �� b����
�� �a �a���a ��
�b�����, � ����� �� . 9) E���a� a �a� ����c���cac����� ��� ��ac���. E� �a ����a�a D����� ����cc���a� �a� c��������� �� a������ac���. P���� �b����a� ��� �� ��ac��� ����� ��� �a���a�: ��a �� �a�� �a����a � ���a �� �a�� ������a. E�c��b�� S����� �� �a �� �a��� � � �� �a �� �������. La ��acc��� �c���� �� �a�� �a����a ��� �� �a��� ��� �a��� �� �a �a���a ������a �� ������� �������ca��.
F����� 22
10) Pa�a� a �a ����a�a R��������. E� R������� S��, ����cc���a� G����� R�� S��.
F����� 23
29
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS� E� ��ac��� ����� ��� ��� ��������, ������ �� ����� ����c���ca�� �a ������a���a �� �a���a. La����ab�������, ��� ��� ��� �a ����c��������� �� �a c�������� �a���a, �� ��ac��� �� �a a ��� ��������. E��� �� ��b� a ��� A���� HYSYS� �������� �� ba�a�c� �� ������a ��a ��� ��� �������� �� ba�a�c� �� �a�a � c��� �a c�������� �� �a���a �� ���� ����c���ca�a �� ����� ����������. (����: N� ����� �a ca�ac��a� �� �������� ba�a�c�� c��b��a���, ���� ��� �� �ac� �� ����a �������������. R�c����� ��� c�a��� �������� �� ���b���a a �a��, ���� ��a ������a���a �� �������c�a �a�a ������a� �a c�������� �� �a���a.) 11) Pa�a ����� ����c���a� �� ���b���a ��������� ��� ��c����� ��a ����a�����a a���� ����a: A�����. E��� ��������� ��� �� �����a�� �������a �� ba�a�c� �� �a�a � ������a����� �� �� ������a �a��a ����a� a ��� �a����� ����c���ca���. L� ������� ��� a����� �� ����� �� a������ac��� �� �a��� �a�a ��� �a ������a���a �� �a c�������� �� �a���a ��a 400 �C. D�b��� ���c���� �� �a ����a a���� ����a.
F����� 24
12) E� ca�� ��� �� �� �������a, �a��� c��c� a� b���� S����. L�� ������a��� �� ���a��a� a c������ac���. C���a�� ��� ������a��� c�� �a ������c��� �a �a���.
30
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
���������� ���������� ��������� ��5 � ������� �������� ��2 U�a c�������� �� �a� �� ���c��� a 400�C �� ��b� �����a� �����a����� �a��a 200�C, ���������a �� c���ac�� ����c�� c�� b��c��� ������� ���� a 20�C. S� �a c������c��� �� �a c�������� ca������ ��: 40% �� C6H6, 30% �� C6H5CH3, 10% �� CH 4 � 20% �� H2; ca�c��� �� ����� ��c��a��� �� b��c��� �a�a ��a a������ac��� �� �a� �� 1000 �����/�, ���������� ��� �� ���c��� �� a��ab���c�.
R������a �� ���b���a a������� �ac����� ��� �� �a ����ac��� ����ca Ba�a�c�. Ta�b��� �a a ��c����a� ������a� �a ����ac��� A�����. �Q�� �a����� ������a��a? C���a�� ��� ������a��� c�� �a ������c��� �� �� ca����a �� ba�a�c��.
31
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
��������� ��4 � ������� �������� ��5 A �� ��ac��� �� a������a a����ac� a 450�C � 5 ba�, �� ����� 90% ��� NH 3 ��acc���a �a�a ����a� NO, �� ac����� a �a ��������� ��acc���:
4() + 5 () → 4 () + 6 ()
S��������� ��� �� a������a� 1,5 ����� �� ������� � 5 ����� �� ��������� (��� ac��a c��� ���������) a 450�C � 5 ba�, ��� ca�a ���/� �� NH 3, ca�c��� �a ������a���a �� �a���a ��� ��ac��� �� �� ����� ����a a��ab���ca�����. U����c� �� ��ac��� �� c��������� �a�a �������� �� ���b���a. J��������� �� �a����� �����������c� ��a��. C���a�� ��� ������a���.
������������� C�����a����� �a� a���cac����� �����������ca� c�� �a �����ac��� �� �� c�c�� Ra�����. V������ c��� ca��a� ��� ��������� ��������� �� c�c�� � c��� ����c���ca� ��� c���������. T��a����� �� ������� �� ���b���a �� �a ca����a �� T����������ca. F��a������ �� �� ������� a� a����� �a �����ac��� �� �� c�c�� ���������c� c�� NH3.
����� ������� ��������� ��1 � ������� �������� ��14 U� �����a��� �� �a��� (�c������a��� � ��ca����a��� � ca����a) �����c� �a��� a 450 �C � 16 K�/c�2, ��� ��a�� �� �� c�c�� Ra����� �����c� 8000 CV, ������ �� �a��� �� ��ca�� �a���a�� � ��c� a 45 �C. a) b) c) �) �) �) �) �) �) �)
E�����a���a� �a ����a�ac��� � ��a��ca� �� c������a�a� T�S. D�������a� ca�a ��� �� ��� ���a��� ��� ��� ��� �a�a �� �a��� (T, P, V , H, S). Ca��� ab���b��� �� ca�a �a��� � �� ���� �� �����a���. T�aba�� �����c��� ��� �a ���b��a ��� K��� �� �a���. Ca����a� �� �a��� ��� c��c��a ��� ���a. T�����a���a ������a� ����a �� �� �����a���. C����c����� �� ���a����� ���������ca �����a�����. Ca��� c����� �� �� c������a���. T�aba�� �� �a b��ba. P����c�a �� �a b��ba (CV, �a��, Kca�/�).
1) C��a� ��a �����ac��� c�� �� ���������: �) S������ �� ��������: P������ �� ��/c�2, P����c�a �� HP, E��a���a ����ca �� Kca�/��, E������a ����ca �� Kca�/��K, T�����a���a �� �C, E�����a �� Kca�/�. �) C����������: H2O.
32
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS� c) ������� �� �������: E� �����a�a ����� ��� �a������ �����������c�� �a�a �� a��a: ASME S��a� � NBS S��a�. ASME S����: �������a ��� �a��� �� �a �ab�a �� �a��� ASME �� 1967. La� �����ac����� �� ���� �a����� ��� �a� ����a� ��� �a� �� �a �ab�a ������a�: P�������� ������� �� 15.000 �b/����2 o T�����a���a� �a����� a 0�C � ������� a 815 �C. o NBS S����: �������a ��� �a��� �� �a �ab�a �� �a��� NBS �� 1984. T���� ������� c��c���� c��ca ��� ����� c����c�. E����� �� ��� ��a �� �� a��a��. 2) D����� ��� a�b����� �� �����ac���, c���ca� ��� ���������� ���������: o
o
o
3 C����������� (H�a����) . N��b�a���� �������������, C������ � ������������ . E� P��������� ����c���ca� ca��a �� ������� ���a �a�a ca�a ���. (D���a P = 0). 1 E�������� (C�����) ca��a ���a. 1 B���� (P���)
. N��b�a��� C���������� � ����c���ca� ������a ��
.
1 E������� (E��a����) . N��b�a��� ������� � �� P��������� b���a� ��� �a��� �� A�������� E��������� � ���������� E��������� . 3) C��a� �a� c��������� �� �a����a � ������a. P��� ���a ��� �� ��a���a����� �� ����a a�����a���a. Hac�� ��b�� c��c� �� ca�a ��� �� ��� ��������� � ����c���ca� �a� c��������� �a����a��� �� ����a�a � �a���a � �a� �� ������a c��� �����: o
E������� ������������� C������ ������������ ������� C���������� B����
E������
A B C D E F
������
B C D E F A
E������
Q� Qca�� Q� L� Qc��� Lb
E� a�b����� �� �����ac��� ��b��� ����� c��� �����:
33
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
F����� 25
4) E� ��������� �a�� �� ca��a� ��� �a��� ��� b����a �� ����c�a��. E���c���ca� �� �a c�������� D, T=450�C, P=16 ��/c�2 � c������c��� �� H20 = 1. E� L� , H�a� F��� = 7890 HP (8000 CV). ��������: 1C� = 0.9863 H�. E� E , T=45�C � X=1 (Va��� F�ac����). E� F � B, X=0. Y E� C , X=1. 5) D� ���a �a���a ����a �������� ���� �� c�c��. A���a �a��� a a������� c��� ca�b�a� ��� �a��� ��� �������a �a �������� �����. I� a T����/W��������. L���� c�����a� V���. U�a ��� ab����� �� ��������. I� a W�������/S����. S���cc���a��� M������� S������, �� V�������� �� ������ a����a� � ����a� �a� �a��ab��� ��� ��� �����. E� ���� ca��: ������ F�������, �����������, ���������, ���� F���, ���� E�������, ���� E������ . D� ���a� �a���a �a�a E����� S������: H��� F���, �����. 6) A����a� �a� �ab�a� � c���a�a� ������a���.
F����� 26
34
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
���������� ���������� ��������� ��3 � ������� �������� �� 16 (����� �����������) U� c�c�� ���������c� ��a� �� ������� ��c� ��� ����a c�� a����ac�, �� ��a���a ����� �a� ������a���a� �2 = �20 �C � � 1 = 20�C. S� �������� �� ���c�� ���������c� �� 100.000 F������a�/���a. D�������a�: a) b) c) �) �) �)
Ca�a ��� �� ��� ���a��� ��� ��� ��� �a�a �� ������; T�aba�� �� c���������; P��� �� a����ac� ��� c��c��a ��� ���a; P����c�a �a�a acc���a� �� c��������; Ca����a� ��� ��b� �����a� �� a��a �� ��������ac���; C����c����� �� ���c�� ���������c�.
E����� �� �a����� �� �������a��� a��c�a��, �����a� � c���a�a� ������a���.
����������� ��������� � O���ac����� U���a��a� I c�������� �� ������� �� ��� ��������� �� ��a�������c�a �� ca����a� �� �������. A ����� �� �����ac��� ��� c����a����� �� �� ������� �� c��c��ac��� �� �������, a�a���a��� ������a �� ca��a, �����c�a� �� b��b�� ��������a�, ��c.
������������� �� ������ ��������� ��1 � ������� �������� ��5 S� ����� ��a ����a�ac��� �� b��b�� c��� �a �� �a �����a. C��c��a a��a a 20 �C, c�� �� ca��a� �� 250 �3/�. S� ������a ��a ca����a �� ac��� ����a. D�������a� �� �������� �� �a ��b���a � �a �����c�a �� �a b��ba. E�����a� �� NPSH � ����a�� c��c��������.
35
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS� Pa�a �����a� �� ������a �� b��b�� a������������ ����ca�� ��b���� ������ �� ��������� ���c���������: 1) C��a� �� ����� ca�� c��: C����������: H2O o P������ �� �����������: ASME S��a� � NBS S��a� o S������ �� ��������: SI � E���SI. o 2) C��a� ��a c�������� �� �a����a� c�� �a ��������� ������ac���: N����� = A������ac��� o C���������� H2O = 1 o P������ = 1a�� o T���������� = 20�C o S�� I���� L�� V�� F��� = 250 �3/�* o *E� ��a���a� ��b���a ca��a��� �� A����� V����� F���, ��� ������a �a ������a� ca�c��a�a ��� �� ������ ��������, �� ca�b�� �� a������� �� �� ���� ������c�. S�� ��ba���, A���� HYSYS� �� ��� �����a� ��������� �� �� ��c���� c��� �a������� �a�a �������c��. E� �� �a��a�, ��c������a ca��a��� c��� ����� ����c� ������a��� �a ������a� ��a� ��� b����a �� �����a�a �a�a ��a���a� �a c���������. E� ���� ca��, �� �������c������ �� ���a �a���a ������ �� �a� �������c�a�. V�����ca� �� ���������� ����� ��c� A�� ������ F��� . 3) A���a ������a����� ��a ����a ����ac��� ��a�a�a ���� ������� . Hac�� c��c� �� �� b���� �� �a �a���a �� �b�����. 4) A���� �� a�����a���� �� �a ����c���cac��� �� �a ����ac���, ��b������ �������� ��a c�������, �� �������� �� �a ��b���a. E��� �� ��b� �������� �� ���a���, ������a��� ��a ����c��a� �� c��c��ac��� ����ca ��� a��a, ��� ������� 1,5 �/�. R�c���a��� �� ��c� �� O���ac����� U���a��a�:
E� ���� ca��:
= 4 4 250 = 1.5ℎ/36001ℎ ≅ 242,8 10′′
5) E���a� a �a ����a�a �� �a ����ac��� ���� ������� . E� C���������� �������c�� �� ��� �� �� �� �a �����a 27.
36
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
F����� 27
6) C��� �� ���� ca��, �� ��� �������a� �a� ������a� �����ca�, �� P��������� ������� ��� �� �a� ������a �� ca���.
F����� 28
7) A���a ���c�������� a �������c�� ��� ��������� ������� a �a b��ba, �� ��c��, ��a ������a �� �����c��� ���� b��a��a � ��a ��b���a �� 8 � �� �a���. I� a �a ����a�a R�����, �ac�� c��c� �� A����� ������� (A���a� ��������). S� ca��a�� �� �������� 1. E� �� ����c���ca�: a) F������/P���: C��c� Va���: S���� b) M�������: M��� S���� (Ac��� ���c�). E� �� ����c�a�� ��c� ac��� ����� ��� �� ���a��� �� a���� ��b�� c���������� c�� �� �a��� �� �������a�. A c������ac��� �� ���a��a� �a� �������a��� (�) �� ��� �a����a��� ��� �������a A���� HYSYS�. 37
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
c) I���� ��������: 254.5 ��. C���������� a ��a ��b���a �� �������� �����a� 10�� � ������ �� c����a 40. D� ���a� �a���a a���a� ���� �������� c�� �� ���������: F������/P���: P��� o L�����: 8 � o E��������: 8 � o I���� ��������: Hac�� c��c� �� ���� ������� , �������������� o ����cc���a�: ���� ��������: Sc� 40 A�������� ������� D������� �: 254 �� � c��c� �� ������� .
F����� 29
A�� c��c���� �a ����c���cac��� �� ��� ��a�� �� ��b���a. La �a��a��a ��b���a ����� a��:
38
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
F����� 30
8) A����a� ��a B���� c��a ����a�a ��a S����� 1 � �� �a���a E������ 2. C���ca� �a c�������� �� ������a c�� �� ���b�� W. 9) C�� �� ���c��������� a���� ����� c��a� ������� 2 c�� �� ���������: a) E������: E���a�a 2 b) S�����: Sa���a F��a� c) E������: Q2 �) F���� �� ����� (D���) : 0 �) S��������: 6 (V�����a ������ca, ��b���a ��a�� ��������a� 90 �, 2 c���� 90�, ��b���a ��a�� �����ca� 10 �, ��b���a ��a�� ��������a� 1 �) ��� ������ 31. 10) F��a������ ����c���ca� �� �a c�������� ������ F����, ������a���a 20�C � ������� 1 a��. A�� ����a �������� �� ���b���a. 11) V�� �a �����c�a �� �a b��ba ��������a, c���a�a�. E� ������� ��� NPSH ����� �ac���� ����� a ������� 1, ����a�a P����������, c��c� �� V��� P������. ( ������ 32) V�� �a ������� �����a a� ������� a �a b��ba � ����a� �a ������� �� �a���. �A ��� a����a �� c�����a �� a��a �����a��?
39
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
F����� 31
F����� 32
���������� ���������� ��������� ��2 � ������� �������� ��5 P�a���a� �a ����c��� �a�a �� ����c�c�� a������� �� �� �a���� ����� �� ��c��c���a �� ������ �� c���a�� � �� ��c�����a a ��a ������� �a�������ca �� 2 K�/c� 2. C���a�� ��� ������a��� c�� �a ������c��� �a��a�.
40
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
���������� ��� ����� S�� ���a, ��� �� ��� ���� c����a��� �� ��c������a ��� ca��� �� �� ������ �� �����ca�b�a����� �� ca���. N������ �b������ �� ���a ��cc��� ����a ������a� A���� HYSYS� �a�a �������� a���� ���b���a �� ������. S�� ��ba���, a��� ��� ��c����a����� c�� ��� �� ��� ��c�� ����c��� ��� �������a �� �����a��. A���� HYSYS� �� �� �� �����a�a �� ������ �� �����ca�b�a����� �� ca���, ���� �������a ��������� b���c�� ��� �������� ��a �����ac��� ������a ��� ���a ��c��a��a � �� a������ ����� �a��������. S� �� �������� �� ������ ���a��a�� � c������� �� ��c������a a���� �����a�� ����c���c� �� �� ���a, ��� �������, A���� E�������� D����� & �������*, H��I �������� ������, ��c. *����: L�� ������� ��������� �� A���� H����� ������ �� ����������� �� ������� ���������������� �� ����� ���������� ���� �����������. ���� ������������ �� �� ������ �� ���������������� ��� ����������� �� ���������� ��������� �� ����� �������� H��� ��������� �� ������ �. �����.
Ac�a�a�� ����, ������a����� �� �����a��� �a�a ��a���a� ��a ������cac��� (� ������) �� �� �����ca�b�a��� �����a�� �����a����� �� �a ca����a �� T�c������a ��� Ca���.
������������ (������) �� �� �������������� ��������� ��4 � ������� �������� ��5 U�a c�������� �� ���a��� ������� c�� ca��a� �� 50000 K�/� �� ��b� �����a� ����� 55 �C �a��a 32 �C. S� ������� c��� ������ �� �����a������ a��a �� ��� a 12 �C, ��� �� ����� ca����a��� ��� ��c��a �� 40 �C. E���c������ �� ������ �a�a ���a ��c����a� �����ca ��� ����a ��b�� �� BWG 14 � 4.00 � �� ��������. E� ������ ����c���ca�� �� �a ca����a �� T�c������a ��� Ca��� ��� �� ���������: ������ �� ���������������� �� ����� D������� �� ������� ������ �� ����� ��� ������� ������ �� ����� ��� ������� ������ �� ����� ��� ����� L������� �� ����� D������� �������� �� ����� D������� �������� �� ����� D���������� �� ����� ���� ����� ����� F����� �� ����� F����� �� �������
2 23 1/4� (590.55 ��) 372 1 6 4� 19.05 �� 14.80 �� Δ 15/16� (23.8 ��) H2O M��a��� 41
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS� 4.10�4�2K/W 1.10�4�2K/W 300 �� 25%
����������� ���������� �� ����� ����������� ���������� �� ������� ���������� ����� ������� ������������ �� �������
1) C��a� ��a �����ac��� c��: C����������: A��a � M��a���. C��a� ca�a ��� �� ��a ����a �������������. P������ �� �����������: Pa�a �� a��a, ASME S��a� � �a�a �� ���a���, a���� ������ �� c����c����� �� ac�����a�, ��� ������� NRTL, W�����, ��c. 2 S������ �� ��������: F������ (E���c�a������) �� � C/W, H�.T�a�. C���� �� W/�2C, H�a� F��� �� W/� 2. 2) P����� a c�����a� ������� �� ������
.
3) A����a� �a ����ac��� H��� E�������� , �ac����� c��c� �� �� b���� . 4) I�����a� a �a� ����c���cac����� �� �a ����ac��� � �� �a ����a�a D����� c������a� c�� �� ���������:
F����� 33
N���: A�����a��� �� �ab�� ����c���ca�� b��� �� �a����� �� �������a��� �a�a ca�a ������. 5) E� ����������, ����cc���a� ����� ��c� H��� E�������� �����, ������ ����� ������. L� ��� ������ ��c�� ��� �a��� a �ac�� ��a ������cac��� �� ���a�� ���ac���a���. 6) Pa�a� a �a ����a�a ��������� , � ����c���ca� ���ca����� �a� c����c����� �� �a� c��������� �� ����a�a. J���a����� �� ��� �������� �ab�� ��� �a� c����c����� �� 42
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS� �a���a c�� �� �����ca�b�a��� �����a��. La ����a�a ��b��� ����� c��� ������a �a ������ 34. N���: N� �����a��� �� ����c���ca� c������c��� ����a��a �� a�ba� c���������. F����� ��� �� �a ������� �� �a� c��������� �� ����a�a �� ����c���c� 1 a��, �� c�a� ���� ����� �� ��� c�����. I��a������ a ����� ���c��c�� �� c�������a����� a��.
F����� 34
7) F��a������ �a�a� a �a ����a�a ������. A��� ��������� ��� ����c���ca� ����� ��� �a��� �� ������. E� ������ D���, ������ca� ��� ���� ����a�� ������� . C������a� c��� �� ������a �� �a ������ 35.
43
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
F����� 35
8) A���a ����a� ����� � c������a� c�� ��� �a��� c���c����.
F����� 36
9) D� �a ����a �a���a, ��a���a� �� ����� c�� ����.
44
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
F����� 37
10) Pa�a c��c���� �a ������cac���, ������ a ac���a� �� ������ . D� ���a �a���a �� �ab�� �������� �a ������cac��� � ������� �b����a� �a� c����c����� �� ��� ������� a �a �a���a, �a� ������a� �� ca��a, ��c. U�a b���a �a���a �� ����a���a� ����, �� ������a� �a ���a �� ����c���cac����� �� ������� ��� ����� A���� HYSYS�. Pa�a ����, b���� ����c�� �� �� ������, �� a ����� D��������, ����� ����a� ������ � ��������� , � c�����a� ������� (P������a���a�) � ����� (I�������) �� ac����� a �� ��� �� �����. 11) E� ������ ����c���ca�� ��� ������, �c����� c�� ��� ���������� ��� ����c�a��? (A���c��� �����c��), � �c�� ��� ���������� ��������c��? �C��� �� �a ca��a �� ������� �a��� �� ��b�� c��� �� ca�ca�a? �C���c���� ��� c����c������ ����c��a��� c�� ��� ������a��� �a�a �� ������?
���������� ���������� E���a a���� �����ca�b�a��� �����a�� �� T�c������a ��� Ca��� � ������� �����a��� c�� A���� HYSYS�. Pa�a ����c���ca� �a�������� �� ca�ca�a c��� ���a�ac��� ����� ba����, ����� �� ba����, ��c., �����c� a���� c������� ����� �� �a �a����a. L���� a�a��c� �� c������a������ ��� �����ca�b�a��� ����� �� ����� �� ����a �����c� � ��������c� � ����c������ �� c����� c�� �a� c����c����� ��� ���b���a �� �a���c��a�. E� ca�� c����a���, �������� ��� ���.
45
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
����������� ��������� �� D� ���a� �a� ����ac����� ����a��a� ��� �a� ���� ����a� �� O���ac����� U���a��a� II �a����� ���ca��� �� a����a� �� �a� ��� ������a����: D���������� � A�������� �� ����� . E� �b������ �� ������a� �� �����a�� �a�a �����a� �a��� c�����a� �� ��a��� c��� �� ��c�� �������. E� ���bab�� ��� �� a����� �a �� ��c������ �a����a���a�� c�� ���� ���� �� �����ac��� ������ �� �a c�����a O���ac����� U���a��a� II �� ��aba�a c�� A���� HYSYS�.
������ �� ��� ������� �� ����������� ��������� ��5 � ������ ��2 S� ����a �����a� ��a c�����a �� ��c����cac��� c������a �a�a ���a�a� 15000 ��/� �� ��a ���c�a ��� c������� 40% �� b��c��� � 60% �� �������, c�� �� ��� �� �b����� �� �����c�� �� cab��a �� 97% �� b��c��� � �� �����c�� �� c��a �� 98% �� �������. T���� ��� ���c���a��� ��� �� ����. S� ������a�� ��a ���ac��� �� ������� �� 3,5 ����� ��� ��� �� �����c��. Ca�c��a�: a) P����cc��� ���a��a �� �����c��� �� cab��a � c��a. b) E� ������ �� ��a��� � �a ����ac��� ��� ��a�� �� a������ac���, �� �a a������ac��� ����a c��� ������� a ������a���a �� �b����c���. c) E���c���ca� �� �������� �� �a c�����a, ����a�c�a ����� ��a���, �������� ���a� �� �a c�����a � ����� �a��� �� ������ ������a���� ���������� ��� �� ������a�a� ��a��� ������a���. �) S� �� ������a �a��� �� a��a a �a ������� �a�������ca �� 1,37 ��/c� 2 c��� ����� �� ca���acc���, ca�c��a� �a ca����a� �� �a��� ��� �� ��c����a ��� ���a �� �� ����������. �) S� �� a��a �� ��������ac��� ����a a� c������a��� a 25�C � ��b� �a��� a 65�C, ca�c��a� �� c������ �� a��a.
1) C��a� ��a �����ac��� c�� �� ���������: C����������: B��c��� � T������ �� ��a ����a. E� ���a, A��a. o P������ �� �����������: P��� R�b����� �a�a �a ���c�a a ������a�. ASME o S��a� �a�a �� a��a. S������ �� U�������: SI. o 2) C��a� ��a c�������� �� �a����a� c�� �a ��������� ������ac���: N����� = A������ac��� o C������������: B��c��� = 0.40; T������=0.60 (F�acc����� ����ca�) o P������ = 1 a�� o 46
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS� F������� �� ����� = 0 o F���� ������= 15000 ��/� o 3) A���� �� ������a� �a ����ac��� D����������� C����� �� ��b�� c���c�� c������ �a�������� �� �a ����a. Pa�a ���� �� ������a �a ����ac��� ����� C�� D����������� ��� ������� ��a���a� �� c��c��� ��������a�. Pa�a ������a��a �ac�� c��c� �� �� b���� 4) La ��������� ��a��� ������a c��� ��b� c������a��� �a �a��a��a C����������:
F����� 38
5) E� �a �a��a��a ���������� �� ��b� c���ca� �a c������c��� ��� c��������� c�a�� ����a�� �� ��� ������ � �a ��� c��������� c�a�� ���a�� �� �� ������a��, ������� �� ���� ����� . Pa�a �a�a� ��� �a����� �� ba�� ����ca a ba�� ���a� ����� ������a��� �� ��������� ��c����: C��a� ��a c�������� �� �a����a��� a �a ��� ���� �� �� �������� �a c������c��� �� ba�� ����ca � ����� ca�b�a� �a ba�� a ���a�. S� ������ ��� �a ������� ��� c������a��� � ��� ���������� �� 1 a��, � �� c���ca �� �a�� �� ���ac��� �� ������� ������� ���a� a 3,5. La �a��a��a �� ���� a��:
47
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
F����� 39
6) E� �a ����a�a ����������� ������� �b����a� ��� �a��� ��� ��c����a����� �a�a c����� �� ������ ���c���. A���a� ��� �a��� �� ������ ������ �� ��a���, ������ �� ��a��� ��c��a���� � ��a�� ������ �� a������ac���.
F����� 40
7) A���a ���a��� ������ �a�a ������a� �a ����ac��� D����������� C�����. Hac�� c��c� �� �� b����
�� �a �a���a. 48
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS� Pa�a �� c��a� ����a����� �a c�������� �� a������ac��� ������a����� �a ��c��� C���� (C���a�). Pa�a ���� b���� ����c�� ��b�� �a c��������, �� a C��/����� ������� � ����� C���� �������� ������� . S� c��a�� ��a c�������� c�� �� ���b�� A������������2. 8) I�����a� a �a �a��a��a �� ����c���cac����� �� �a c�����a � c������a� c��� �� ������a �� �a �����a ���������:
F����� 41
9) Hac�� c��c� �� ����. La �a��a��a ��������� ������a �a c�������ac��� ��� ��b�����. E� ���� ca�� ���a��a �� ����a �����������a�a � �ac�� c��c� �� N���.
F����� 42
10) La ����a �a��a��a ��� �� ������a �������� ��� �� ����c������ �� ������ �� ������� a �� �a��� �� �a c�����a. C�������a����� ������� c����a��� ��� �� �a��� �� ��b����� � �� c������a��� ����a�a� a 1 a��.
49
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
F����� 43
11) La ��������� �a��a��a �� �a�a ������ac��� ��c���a�, ��� �� �a��� �ac�� c ��c� �� ���� . La �����a �a��a��a c���������� a �a� E���c���cac�����, a��� ����ca����� �a ���ac��� �� ������� �� 3.5.
F����� 44
12) Hac�� c��c� �� D���. Ac�� ������� �� ab���� ���a �a��a��a ����� �� ��c�����a� ���a� �a� ����c���cac����� �� �a c�����a. Ob������� ��� �a c�����a �� �a ���� �������a. P���� ����� �� ca���� ���� ��� ��c� ����������� . E��� ������ ��c�� ��� �a��a� �a��� ��� ����c���ca�.
50
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS� 13) I� a �a �a��a��a M������. A��� ����� ����� ��� ��� ��a��� �� ��b���a� ��� c���, ��� ��ba��� �a c�����a �� ���� �������a ������ ��a �� �a� ����c���cac����� ac���a� �� D��������� ���� � �� ��c�����a �ac�a. D������a� ���a ����c���cac��� ����� ��c� A�����.
F����� 45
A���a ����� ����� ��� ��� ��a��� �� ��b���a� ��� 1, ��� �� �a��� ��b���� ����c���ca� a��� ���. La� ��c����� a ����c���ca� ��� �a� c������c����� �� cab��a � �� c��a. 14) S�����a��� ��� �� ��� �������� �b����� ��� �a�
c������c����� �� cab��a c�� �a ���ac��� �� ������� ���a�a. Pa�a a����a� ��a ����c���cac��� �ac�� c��c� �� A�� ����� ����� ����cc���a� C����� C�������� F������� � �ac�� c��c� �� A�� ����(�)� 15) C������a� �a ��c�a c��� �� ������a �� �a �����a 47.
F����� 46
F����� 47
51
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS� 16) A���a ����� �b����a��� ��� �� ���a�� �� �a c�����a ca�b�� a C�������� �� ����� �����. E��� ������ ��c�� ��� �a c�����a �a ���� �������a. P���� ����� �����c�� �a �����cc��� ���a��a �� �����c��� �� cab��a � c��a, c�� ��� �����c���a� c������c����� � ������a���a�. E� �a� �������a� ����a�a� �� �a c�����a ������ �b����a�� �a� ������a���a� �� ca�a ��a�� � ��� c������c����� � ���a �������a� �� �a��� ��� ������ ��� ������. R�c����� �a�b��� �� ������a� �a ��c��� ����� D�������� �� ����a ����� �� ������� �� ����� ��� �a��������. 17) Pa�a ��c������a� �� ������ �� �a ����� �� ������ac��� ������a����� �a ����a�����a ���� ������ (D��������a������ �� ��a���), �a c�a� �� ��c�����a ����cc���a��� �� �a ba��a �� ���� �����, ��������� � ����� �� �a ����a�a �������a�a ��� c������� ���a� �a� ������a��� �������b���, ����cc���a� ���� ������ � �������a� �� b���� A�� ������� .
F����� 48 18) S���cc���a� �a ����ac��� ��b�� �a c�a� �� ����a ���������a�. Pa�a ���� �������a� �� b���� ������ ���
F����� 49
52
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS� L���� ����cc���a� C������ D��� (� �� ���b�� ��� �a�a �������) � �������������� M��� �� � c�����a� �K . 19) Pa�a c�����a� �� ������ �������a� �� b���� A��� �������. A� ��a���a� ���a acc��� �� ��������a ��a ����a ����a�a ��� ������� a����a� �� ���� �� ��a��. La� ��c����� ���: P�a��� c�� ca��a�a� �� b��b���� ( B����� C��) P�a��� c�� ������a� ( �����) P�a��� ������a��� (�����) R������ (������ )
F����� 50
E����� �a�a ���� ca�� ����� � �������a� ���� . S� �����a�� ��a ����a�a ��� ������� �a ����c���cac��� �� a����a� �������a��� �� ��� ��a���. (S� ������ ������ca� ��� �a����� ���������).
F����� 51
53
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS� M���a��� �� b���� C������� A���������� �� ������a �� c��c��� �� �a �����. 20) E� �a ����a�a ����������� �� ������ ����a���a� ����� ��� �a�������� ��� ������.
F����� 52
21) Pa�a ��a���a� �� c��c��� �� �����c��� a�����a��� a����a� a� �DF �� �����a��� (C����� ) � �� ca����a��� (H����� ) . A����� c��a� �a� c��������� �� a��a �� �����a������, �a��� � c������a�� ����� �a� ����c���cac����� �������a�a� �� �� ���b���a. A c������ac��� c���c�a� a� H����� �a c�������� �� ������a ���c��a�a a� c������a��� �� �a ����� � �a� ��� c��������� �� a��a �� �����a������. P�� ���a �a���, ���c��a� a� C����� �a� c��������� �� �a��� �� a��a, c������a�� � �a �� ������a ���c��a�a a� ��b����� �� �a ����� �� ������ac���. 22) C���a�a� ������a��� c�� �a ������c��� �a �a���.
54
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
������ �� ��� ������� �� ��������� �� ����� ��������� ��4 � ������ ��4 S� ����a �����a� ��a ����� �� ������� �� a������ Ra�c��� �� 1� �a�a ab���b�� SO 2 ��� ����a ��a ���c�a c�� a��� ���������� a� �a� a �� �a�a�� c�� a��a. E� �a� c������� a �a ����a�a 20% �� ������� SO 2 � �� ����a ��� a �a �a���a �� c������a ��� ��� 0,5% �� SO 2 �� �������. E� a��a ��� ������a c��� a������ac��� �� c������� SO 2. La ������a���a �� �� 30 �C � �a ������� �� 2 a��. E� ����� ��� a��a �� �� ��b�� ��� �� �a��� ������ (1779 ����/�). E� ����� �� �a� �� ����a�a �� 1517 ��/�. Ca�c��a� �a a����a �� ������� � �� �������� �� �a c�����a. 1) C��a� �� ����� ca�� c��: C����������: SO2, A���, H2O o P������ �� �����������: A���� ������ �� c����c����� �� ac�����a� (NRTL, o W�����, ��c.) S������ �� ��������: SI � E���SI. o 2) C��a� �a� ���������� c��������� �� �a����a��� : N����� = Ga� ����a�a o C���������� : SO2=0.20 A���=0.80 o P������ = 2a�� o T���������� = 30�C o F���� ������= 1517 ��/� o
o o o o o
N����� = A��a E���a�a C���������� : H2O= 1 P������ = 2a�� T���������� = 30�C F���� ����� = 1779 ����/�
3) A��c���a� a� PFD �� ab���b����. E� �a �a���a �� ����ac�����, c�����a� . 4) C������a� �a� ����c���cac����� c��� �� ������a �� �a ��������� �����a. N����� ��� A���� HYSYS� �������� �� ����a �����������a�a ���������� ��� �� ��a c�����a �� ��a���. P������������� ������� c��� �� ca�b�a a ��c�� �������. A �������c�a �� D�����ac���, A���� HYSYS� �� ����� �� ������ c����, a�� ��� �a�a �b����� ��a c������c��� ��������a�a ��b� ���c������ ����a��� �����ba � ������, ca�b�a��� �� ������ �� ��a���.
55
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
F����� 53
5) Pa�a� a �a ��������� �a��a��a. E���c���ca� �a ������� �� cab��a � �� ������, �� ���� ca�� a�ba� 2 a��.
F����� 54 6) La �a��a��a ��������� �� �a�a ����c���ca� �a�������� ��c���a���. Hac�� c��c� �� D��� (H�c��). 7) Ab��� ����a����� �a �a��a��a �� ����c���cac�����. I� a �a ����a�a ����������� � ������ca� ��� �a c������c��� �� SO 2 ��a c��ca�a a� �a��� �� c������a. P���� ���ba� ca�b�a��� �� ������ �� ��a���. L���� �� ca�b�a� ���� �a��, ��c����� �c������ �a c�����a (R��). 8) A���a ������� c��� �� ������a�a� ��� ��a��� ��� ��c�� �������. I� a �����/��������� (� b��� C���+U). A����a�, c��� ���� �� ������ac���, �a ������a� ���� ������.
56
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS� 9) S���cc���a� �� A��������� �� ������ ��� I� a A��� �������� S���cc���a� ��c�� ������� (Pac���) � ����� �� ���� �� ���a��� ������� ����� (�������) 1����� (G������). F��a������ C������� A����������. 10) E� �a ����a�a �����������, ����a� ������ �� ������� �������. Ob����a� ��� ������a��� �� ������. ( ��� ������ 55) 11) C���a�a� ��� ������a��� c�� ��� �a��� �� �� c�a��������.
F����� 55
���������� ���������� ��������� ��4 � ������ ��2 U�a ���c�a ��������c��a� �� ����a�� � �c�a��, ����a c��� a������ac��� �� �� ��a�� ���������� �� ��a c�����a �� ��c����cac��� ��� ��aba�a a ������� a��������ca ����a�. S� ����a �b����� �� �����c�� ������a�� ��� c������a 98% �� ����� �� ����a�� � �� �����c�� �� c��a ��� c������a 5% �� ����� �� ����a��. La a������ac��� ����a �� �a c�����a a �� ������a���a �� �b����c���. E� �a��� ���c������ ��� ��a�� 1 ����a �� �� c������a��� �� �������. La ���ac��� �� ������� ��
= =
. D�������a� �� ������ �� ��a��� �����c�� ��c��a���� � �a
����c��� ��� ��a�� �� a������ac���. S� ���a�� c��� ba�� �� c��c��� �� ca��a� �� a������ac��� �� 100 �����/�. E���c���ca� a����� �a�������� �� ������.
��������� ��� � ������ ��4 E� �a� ���c������ �� �� ��ac��� ����� 3.0% �� ����� �� ������� (OE) � 10% �� CO2, ������ �� ����� ���������. S� ����a ��c����a� �� 98% �� OE ��� ab���c��� �� a��a. E� ab���b���� ����a�� a 20 a�� ������a��� a��a c�� 0.04 �����% �� OE a 30�C � �� �a� ����a a 30�C �a���a�� c�� a��a. E� ����� ���a� �� �a� �� a������ac��� �� 10 ����/� � �� ������a� 1.4 ����� �� H2O ��� ��� �� �a� ��c�. 57
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS� Ca�c��a�: a) E� �������� �� �a c�����a. b) La a����a �� �������, �� �� ������a� a������ Pa�� �� 1 ��.
�������� ������� � ��������� E� ���a ��cc��� ��� c���� ��� ab�ca����� a �a I��������a �� �a� R�acc����� Q����ca�. P������ �����a����� ��ac����� ���������� ���� ����� ������ � �a���� a���a��. Y ��������������, ��� ��ca��a����� �� �a� ��acc����� ca�a����ca� �� ��ac����� �� ��c�� ������c�. L�� �������� �a� ���� ���a��� ��� a����� �� C�����ca Q����ca � �� ���a� �������. A�����, c������a����� �� ��� �� �a ����a�����a �a�a ca��a� ��acc����� �����ca� a� a�b����� �� �����ac���, ��� c������ c�� �a� ��acc����� �� c��������� �� �� a�a��a�� �� Ba�a�c�� �� Ma����a � E�����a.
������� ������� �� ����� ������ ������� ��4 � ������ ��4 (������ �� �������) U�a c���a��a ����a �����c�� �������� ��� �����������ac��� ��������ca ��� b��c���, �����:
2⇌ +
Pa�a �a� ������� �� �� ��ac��� a��ab���c� ��b��a�, ���� �������b�, ����a�� ��� 500 ��b�� �� 1.5 c� �� �������� � 1 ����� �� ��������, a����� �� ����a�ac����� c��� �a�a ����� a������a� a ��c�� ��ac��� c�� 6000 ����/� �� b��c��� �a�����a�� a 1 a�� � 800�C. S� c���c� ���:
− = ℎ = = ℎ = /
− = − = 1.2 �10 58
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
ln = 29.0455− 2045.001 −4.977009ln +6.1254�10
La ca��a �� ������� a �� �a��� ��� ��ac��� ����� c�������a��� ������c�ab��. S� ����a: a) C���c�� �a c��������� � �a �����cc��� ��� �� a�ca��a��. b) R��������a� �� ca���� ������� ��� �a ����c��a� �� ��acc��� �� ���c��� �� �a �������� ��� ��ac���.
o o o
1) C��a� �� ca�� �� �����ac��� c�� �� ���������: S������ �� ��������: F���� ���a� �� ����/�, ������� �� a��. C����������: B��c��� (C6H6), H�������� (H2) � D������� (C12H10) P������ �� �������: E� ��ac��� ��aba�a�� a ������� a��������ca � a��a� ������a���a� (a�������� �� 800�C) � a����� �a ��acc��� ���� �� �a�� �a����a. P������ �����a� �� ������a c�� ��a �c�ac��� �� ���a��. E����� P��� R������� � SRK. 2) E� �� S��������� B���� M������, �� a �a ����a�a R��������. Pa�a a����a� ��a ��acc��� �ac�� c��c� �� �� b���� A�� R���
F����� 56
59
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
3) A�a��c��� ��a ����a�a ��� ����ca �� ���� �� ��acc��� ��� �� ����a a����a�. S���cc���a� S����� R��� � �ac�� c��c� �� A�� R�������. N���: E� ���� �� ��acc��� �� ����� �� ba�� a ��� �a��� c�����c�� ��� �� ����a�. E� ���� ca�� c���a��� c�� ��� �a�������� c�����c�� �� �a c����a��� ����c�a � c�� �a c����a��� �� ������b���, ��� �� �a��� �a c����a��� ������a ����� �����a��� c�� �a� ��� a���������. E� ca��� c��� ����, �� ������a ������ ����. F����� 57
4) E� �a ����a ����a�a, ��b���� ca��a� �a �������������a �� �a ��acc���. S���cc���a� ��� c���������� ��� �a���c��a� �� �a ��acc��� � a����a��� �� c����c����� �������������c�. S� ����� �a ����a �����c�a���a ��� �ab���a������ ������a���, ���a���� �a�a ��ac�a���� � �������� �a�a �����c���.
F����� 58
E� ���a�� ����ca N�� R����, ���� ���a��a ��� �a��a ����c���ca� �a� ����a�a� B���� � P���������. 5) E� �a ����a�a B����, c������a� �a �a������ �� c��c����ac���, �� c��������� ba�� �� �a �c�ac��� c�����ca, �a �a�� �� ��acc��� � �a� ����a��� �� �a �a������ �� c��c����ac��� � �� �a ����c��a�. ( ��� ������ 59) 60
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
F����� 59
6) E� P���������, c������a� c�� ��� �a�������� c�����c�� ��� �� �aba� �� �� ����c�a��. ( ������ 60 )
F����� 60
7) V�������� a �a ����a�a R��������, �� a� ���� R������� S��. A��� �� ����� ��� �� c������� �� ��acc�����, �� ca�� �� �ab�� ��� �� ��a, � ���ab��c�� �� ��� ���������a�, c����c����a�, ��c. E� ������� ca�� �a� ���� ��a ��acc���. D�b���� a���a� �a ��acc��� a� �a����� �� �������a���, �a�a ���� �ac�� c��c� �� A�� �� FP. Y ����� �� A�� S�� �� F���� P������.
61
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
F����� 61
P������ ������a� �����c�� a� a�b����� �� �����ac���. 8) C��a� �a c�������� �� a������ac��� c�� ��� �a��� ����ca���. 9) I�����a� �� ��ac��� ����� ������ �ac����� c��c� �� �� b���� �� �a �a���a �� �b�����. 10) E���a� a �a� ����c���cac����� ��� ��ac���. E� �a ����a�a D����� ����cc���a� �a c�������� �� a������ac��� � c��a� �a �� P�������� ��c��b����� �� ���b�� �� �a���a.
F����� 62
11) E� P���������, ����c���ca� ������a �� ca��a ���a a �� �a��� ��� ��ac���. 62
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
F����� 63
12) Pa�a� a �a ����a�a R��������. E� R������� S��, S���cc���a� G����� R�� S��.
F����� 64
N���: A���� HYSYS� �������� ��� ��ac����� ����� ������ c��� �� ����a� �a���� ��ac����� �� �a���� a���a�� �� �����. E� ���a ����a�a, ����� ca�b�a��� �� ������ �� ��������� �� ��� ��� ������ �a �������� ��� ��ac���. 13) La ������ac��� ��� �a��a c������a� �� �a ��������� a� ��ac��� �� ��, �a�a ���� �� a �a ����a�a R����� � c������a� c�� ��� �a��� ��� ��ac��� a ������ca�.
63
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
F����� 65
A� ���a���a� ����, ����� �b����a��� c��� �� ���a�� ��� ��ac��� ca�b�a a OK. E��� ������ ��c�� ��� �� ����� �a ���� ��������. 14) Pa�a �b����a� �a c��������� � �a �����cc��� �� a �a ����a�a R�������� � a� ���� R������. S� ��c�����a ����a�� R������� E������. A��� ����� ����� �a c��������� �� b��c��� ( ������ 66). S� �� ����a R������� B������, ����� ����� �a �����cc��� �� b������� ( ������ 67 ).
F����� 66
64
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
F����� 67
15) Pa�a �b����� �a �����ca �� ����c��a� �� ��acc��� ��. �������� �� ��ac��� �� a �a ����a�a P����������, ����a� R�� R���� � �������������� c�����a� P���.
F����� 68
65
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
������� ������ ������� ������� ��2 � ������ ��3 (������ �� �������) S� ����a �����c�� �c��� ac���c� ����a��� ���������� �� a�������� ac���c� �� �� ��ac��� �a���� c������� ����a��� a 50�C (��������c�). La a������ac��� c������� �� 1000 ��/� �� ��a ����c��� ac���a �� a�������� a� 35.8 % �� �a�a. Ca�c��a� �� ������� ��� ��ac��� ��c��a��� �� �a c��������� ������a �� ��� 95%. S� c���c� a����� ��� �a c�����ca �� �a ��acc��� �� �� ������ ����� �����c�� a �a c��c����ac��� �� a�������� � ��� ��� �a��� c�����c�� ��� ��� ����������:
() + → 25745.2 ln = 17.387−
N��a: E� ����c�a�� �a ���� a�a��a�� �a�a �ac����a� �a �����ac���, ���� �� ����c�a������ �� �����.
o o o
1) C��a� �� ca�� �� �����ac��� c�� �� ���������: S������ �� ��������: SI C����������: �c��� ac���c�, a�������� ac���c� � a��a. P������ �� �������: �� ������a ����� ����c��� ���a��� �� ����c��� ac���a, �����a �����a��� c�a������ ������ �� c����c����� �� ac�����a�, ��� ��ba��� a������ �� �������a� ��� c����c������ b��a���� �a�a ���a� �a� ����c���, �� ���� ca�� ���������� ��� L���. 2) E� �a ����a�a R��������, �ac�� c��c� �� A�� R��� � ����� �� K������. A���a ������� ���a ���a���a� �a�a ca��a� �a��� c�����c�� a ��a ��acc��� ����c���ca. 3) D� �a ����a �a���a ��� �� ���� �� �� ������� a�������, ca��a� �a �������������a �� �a ��acc���. S�� ��ba���, a���a ����� ����� ��� ������� ��� c�����a� a��c���a���: F�� O���� � R�� O����. Q�� ���������a� �� ����� c�����c� �� �a ����c�� �� �a ��acc��� ����c�a � ������a �����c���a�����. C��� �a ��acc��� �� ���������b�� � �� ������ F����� 69 ����� �����c�� a� a��������, c������a� c��� �� �� �� �a �����a 70.
66
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
F����� 70
4) Pa�a� a �a ����a�a B���� � c������a� c��� �� ������a a c������ac���:
F����� 71
5) C�� ��� �a��� ��� �� b����a� �� �� ����c�a�� c������a� ��� �a�������� �� �a �c�ac��� �� A��������. (��� ������ 72)
67
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
F����� 72
6) V�������� a �a ����a�a R��������, �� a� ���� R������� S��. A���a� �a ��acc��� a� �a����� �� �������a���, �a�a ���� �ac�� c��c� �� A�� �� FP. Y ����� �� A�� S�� �� F���� P������. I�����a� ����� a� a�b����� �� �����ac���. 7) C��a� ��a c�������� �� �a����a� c�� �a� ���������� ca�ac�������ca�: N�����: A������ac��� o T����������: 50�C o P������: 1 a�� o F���� ������: 1000 ��/� o C������������: A��a: 0.642 A��������: 0.358 o 8) I�����a� �� ��ac��� �a���� a���a�� �ac����� c��c� �� �� b���� �� �a �a���a �� �b�����. 9) E���c���ca� �a ����a�a � �a���a ��� ��ac���. Ta�b��� �a c�������� �� ������a. Ob������� ���, c��� �� �� ca�� ��� ��ac��� �� c���������, ������� ��� �a���a�. E� ������� ca�� ���� ������ ������� �a ������a.
F����� 73
68
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS� 10) E� ����������, ����a� S����� P���� (�a�� ���ca) � ����c���ca� �� ���c���a�� ��� �a���� ��� �c��a �� �������: �� ���� ca�� ����������� 100%.
F����� 74
11) Pa�a� a �a ����a�a R�������� � ����cc���a� �� ��� �� ��acc����� ��� �� ����c���c� (G����� ��� ��� ). 12) E� �a c�������� ������, ����ca� ������a���a �� 50�C 13) Pa�a �a��a� �� ������� ��c��a���, ��������� ��� ��c����� a �a ����ac��� ����ca A�����. C��� �a ��� �����ca�a �� �a ��cc��� �� Ba�a�c�� �� Ma����a � E�����a �� �a����� ���c��� a���. C���ca� �� a����a��� ����� �a �a��ab�� a a����a� ��a �� ������� ��� ��ac��� � �a �a��ab�� �b������ ��a �a c���������, c��� �a��� ��b� ��� 95%. ( ��� ������ 75)
F����� 75
69
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS� A�����a� �� ������ �� ����ac����� � �a� c��c� �� ����� . 14) Pa�a ��� c�����c� a ��aba�a� �� a����a���, ������ a �a �a��a��a ��� ��ac��� � ����ca� �� ������� c�a������a �� �a ����a�a Ra����, ��� ������� 100 L. R����a����� �b����a�� c��� ��� �a��� �� a����a ����a��� a� ������a�� �����a��. 15) V�� ������a�� � c���a�a� c�� �� �a�� �� �� a����� �� C�����ca Q����ca.
����������� �������� E��� ������� ��� ����a�� a ��a��� ��� ���c��� c������� �a�a ����c���ca� ��acc����� ��������� �� �� ��ac��� �� ����� ������ �� ��c�� ca�a����c�. La� ��acc����� ��� �a��� a �����a� ��� a�����a� ��� �� ��c�����a� �� �a� ������a� ��a�a� �� �a �����cc��� �� a������ c��������� �����c�� c��� a����ac� � ���a���, �� ��c��, �� �� ���c��� �� ������a�� c�� �a���.
(1) + → 3 + (2) + ⇌ +
La ������a ��acc��� �� �a ��acc��� �� ������a�� c�� �a��� �� �a c�a� �� �a� �a���a� (�����a�� �����a����� c��� ���a��) ��acc���a c�� �a��� �� a��a �a�a �a� ��������� � �������� �� ca�b���. La ������a ��acc��� �� �a ��acc��� �� �������c��� a��a��a� �� �a c�a� �� �����c� ��� ��������� � �� CO �� c�������� �� CO 2. E��a ��acc��� �� �a���c��a������ ������a��� �� �a �������� �� a����ac� �a ��� �a��� �� CO c��� �� CO 2 �������a� a� ca�a���a��� ������a�� �� �� c���������� �� a����ac� � �� CO �� ��� ����c�� �� ������a� ��� �� CO2. E� ��ac��� ��� �����a����� �� ��� �� ��� c������������ a��a��a� ��� ���c��� �� �����cc��� �� a����ac�. M�� ����c���ca����� �� ��� ����� ����� ��� ������a���. C��� ����a a ������a���a� ���a���a����� ba�a� c���a�a�a� c�� ���� ������, �� �� �����a� ��� ��������� �a ��acc��� ������ (2) � ���� �� �b����� a��� �� �a (1) . La a������ac��� ��� c���������� a��a��a� (2110 �����/�) �� ��c�����a a 350�C � 30 a�� �� ������� � �� c������c��� �� �a ���������: 9.8% CO, 30.7% H 2O, 4% CO2, 30.5% H2, 10% CH4, 15% N2. E� c���������� c������� �� �� ��ac��� ��b��a� �� 10 ������ �� �a��� � �� 2.21 � �� �������� � a ����� �� ��a ������a �����ac��� ����� ��������� ca��a �� ������� ���a. L�� �a��� c�����c�� �b������� ����������a������ �a�a a�ba� ��acc����� �� ���a��a� a c������ac���:
(−) = 1+ (−) = −
70
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS� S�����: V������� D������� ��� ����� F����� �� ���������� 1 E������ �� ���������� 1 C�������� �� ��� ����� P������ P�������� �� ��������� F������� ����� �� CH 4 F������� ����� �� H 2 F������� ����� �� CO F������� ����� �� H 2O F������� ����� �� CO 2 F����� �� ���������� 2 E������ �� ���������� 2 C�������� �� ����������
o o o
A����������
V���� 1200 5.517�106 1.849�108 8.314 30.0 4.053 Va��ab�� Va��ab�� Va��ab�� Va��ab�� Va��ab�� 4.95 �108 1.163�105
./
U������� ��/�3 ���/�� � a�� J/��� J/K ��� a�� a���1 � � � � � ���/�� � J/��� �
1) C��a� �� ca�� �� �����ac��� c�� �� ���������: S������ �� ��������: SI. C����������: CO, CO2, H2O, H2, N2, CH4. P������ �� �������: L�� c���������� ��� ����� �a��� �, �a��� �� a��a � �� ��������, �� ���a���. P���� ��a��� c�� c����a��a a����a �c�ac��� �� ���a��. E��a ��� ������a����� ��a �a��a��� �� P��� R�b����� ��� ����� �� c����a ������� �����a��� ��� ����a�c�a� ���a���: PRSV. 2) Pa�a ca��a� �a� ��acc����� �����ca� ���c���� �� �a ����a ����a ��� a������������. La ��acc��� �� c��������� a��a��a� ����� ��� �����a�a ����a��� ��a ��acc��� �� ����c��a� ������ (������ ����) c��� �� ��� �� �� ������� �� RFP, ��� �� ��� �� �� ����a�� �� ���a����. E� ca�b��, �a ��acc��� �� ������a�� c���������� a ��a c�����ca �� ���� L��������H���������� , ��� �� �a��� �����ca����� �a ����a �� ���c����. F��a������ �� ���� c��� ��c���� �a��a� ��acc����� ������ �� �� ����� ��ac���. 3) E� �a ����a�a R��������, �ac�� c��c� �� A�� R��� ����� ����cc���a� H������������ C�������� � F����� 76 c�����a� A�� R�������. 4) L���a� �a ����a�a S����������� �� �a ����a �a���a ��� �a�a ���a� ��acc�����. ( ��� ������ 77)
71
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
F����� 77
5) Pa�a� a B���� � B���� � c������a� �� ac����� a �a ��acc���. La ba�� �� c��c����ac��� ���� ������� ������� c�� c�� ����a� ���, �� c��������� ba�� ������, �a �a�� �� ��acc��� ����� � � �a� ����a��� �� �a ��acc��� �����/�3��.(����� ��� �a��� ������a��� ��� ������a� ����/�3��, ��� ��ba��� A���� HYSYS� �� ��� �a �a ��c���, ��������� ��� a����a� ����� �a c����a��� �� ��acc���)
F����� 78
6) La ������a ����a�a c���������� a� �����a��� �� �a �c�ac��� �� ����c��a� �� L�H. E� ������� ca��, ���� ���� ������a�� ��� �a ������� �a�c�a� �� ���a��, �� ��� ����ca a����� ��� �a ��acc��� �� c�������a c �������a ���������b��. A����� �� ��b�� �������c�� ��� �a�������� �� A��������. T���� �� c����a ��� �� �ac��� �� ���c���c�a A �� �� �����c�� ����� � � ��b� ��������� ��� 1000 �a�a a��c�a� �a� ����a���.
72
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
F����� 79
N����� ��� �� ���a�� ca�b�� a R���� (L����), ��� ��ba���, ���a��a ��b���� ����c���ca� �� �������a���. 7) E� �a ����a�a D����������, D����������, ����� ����� ��a �a���� ��� ��� ������� ca��a� ��� �a��� ��� �������a���. E� ������� ca��, ���� a�a��c� �� �� �������a��� �� ��������� a�� ��� ��b���� c������a� c��� �����:
F����� 80
D� ���a �a���a ����� ca��a�� �a ��acc��� 1. 8) Ca��a� �a ������a ��acc��� �� �a ����a �a���a ��� �� ���� �� �� ������� ��� ��ac��� �� ����� ������. U�����a� S����� R��� R��� � ���b�a��a S����������AG. A c������ac��� �� ���a��a� �a� �������� �� �a� �a��a��a�.
73
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
F����� 81
F����� 82
F����� 83
74
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS� 9) A���a ��� �� c��a��� �a� ��acc�����, ��b���� a����a��a� a� c������� �� ��acc����� (�������� ��� ), ����� ������ ������a��� � ������a��� ��acc�����. Ta�b��� ��b�� ��� a�����a�a� a� �a����� �� ������� �a�a ����� ������a��a� �� �a �����ac���. Pa�a� a R������� S��. E� V��� S��� ������ ����� �a� ��acc����� ca��a�a�. L���� �� c�����ba��� ��� a�ba� ����� ac���a�, a�����a��a� a� �a����� �� �������a��� �ac����� c��c� �� A�� �� FP � ����� �� A�� S�� �� F���� P������. A���a ���a��� ������ �a�a ����a� a� a�b����� �� �����ac���. 10) C��a� �a c�������� A����������� c�� ��� �a��� b����a��� �� �� ����c�a��. 11) A����a� �� ��ac��� �� ����� ������ � c������a�: c�������� �� �a���a P��������, ������a �� ������� 0, ����������� � ����cc���a� �� ��� �� ��acc�����. 12) Ob����a� ��� ������a���: ������a���a ���a�, c������c��� �� �a c��������, c��������� �� CO, ��c.
���������� ���������� ������� ��3 � ������ ��4 (������ �� �������) S� ������� �����a� �� ��ac��� �� ��a��a ������ �a�a �a ����ac��� �� SO2, �����:
+ 12 ⇌
La ��acc��� �� c����c��� a��ab���ca����� �� �a�� �a����a. Pa�a �� ca�a���a� �� ��������� �� �a�a��� a ������a�, �a c�����ca �������� a:
(−) = / − // (−)
E��a��� ������a��� ������a���a �� K.
�� ����/� ca� �, �a� ��������� �a�c�a��� �� a�� � �a
La a������ac��� ��� ��ac��� c��������� �� 100 ����/� �� �a��� �������b��� a 400�C � 1 a��, c��a c������c��� �� 8%SO 2, 13%O2 � 79%N2 (�� �������).
0.74/
E� �������� ������� ��� ��b� a ������a� ���� 5 c� � �a ������a� ��� ��c�� ca�a����c� .
=
Ha��� �a �������� ��� ��ac��� �� �� ����a a�ca��a� ��a c��������� ��� 70%.
75
U���������� N������� �� C��� F������� �� C������� A�������� � �� I�������� Lab��a����� �� S����ac��� �� P��c���� C���� ���c����: S����ac��� �� P��c���� �� ASPEN HYSYS�
������� ��5 ���������� ���������� �� ��������� ������� (��������� �� ���������� �� ��� ���������� �������� � �. ����� ������) J�������, �� �� ��a�a������ �� ������ �� ��a ��������a �� �����cc��� �� a�������� ac���c� �������� ��� ��� �� ��� �a��� c�a��� �� �� c�a���� �� �a�� �� �a��� �� �a ac����a �� c����a (������) � ������a � ���a��.
⟶ + ln = 34.34−34.222/
I���ca ��� �a ��acc��� �� �� ������ ����� �����c�� a �a ac����a � ��� �a ����c��a� �� ��acc��� ����c���ca ����� ��� ������a�a ���:
D���� � ���� �� � �1 � T �� K. E� ���� ������, �� ����a a������a� 8000 ��/� �� ac����a a �� ��ac��� ��b��a�. S� �� ��ac��� �� a��ab���c�, �a a������ac��� ���a �� ac����a, �a ������a���a �� ����a�a 1035 K, � �a ������� 162 �Pa (1.6 a��), ���� ������� �� ��ac��� �� �������� �a�a a�ca��a� �� 20% �� c���������?
P�������� ���: C�����a� F. G������� (L��. N� 3149), Ma���� G������� V��a� (L��. N�3152) R������� ���: I��. Da���� A. Ca���� Ma�� 2010
76