Diseño de procesos SIMULACIÓN EN ASPEN PLUS Escuela de Ingeniería Química Universidad del Valle Febre Feb rero ro–– Ju Junio nio de 2012
Why process simulation?
Permite ◦
◦
Predecir el comportamiento de un proceso como los balances de masa y energía, y los equilibrios de fase y químicos. Simular el comportamiento de una planta al a partir de parámetros sencillos.
Facilita ◦
Datos termodinámicos, condiciones de operación y modelos rigurosos para equipos de proceso.
AspenTech Algunas aplicaciones disponibles
Aspen Plus Aspen Plus is a market-leading process
modeling environment for conceptual design, optimization, and performance monitoring for the chemical, polymer, specialty chemical, metals and minerals, and coal power industries.
Aspen properties provides state-of-the-art physical property methods, models, algorithms, and data that enables engineers and chemists to easily perform engineering calculations based on rigorous and proven thermophysical property models and data.
Aspen Properties
Ahora:
Visite: http://www.aspentech.com Cual es la versión actual de Aspen?
Defina las principales características (ventajas y desventajas) de las siguientes aplicaciones: Aspen Rate-Based Distillation. Aspen Process Economic Analyzer (Aspen Icarus). Escoja una tercera aplicación que considere importante en Ingeniería Química. ◦
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Empezando una simulación
Inicie el programa (Aspen Plus): Inicio/Programas/AspenTech/AspenPlusUserInterface
Escoja el tipo de simulación: Opciones (En blanco, simulación existente, plantilla) Escoger: ‐ Template (plantilla).
→
- General with English Units. ‐ Local Pc.
Navegando en Aspen Plus Toolbar Features
Select Mode Button Stream Library
Status Bar
Equipment Model Library
Simulation Status
Process flowsheet toolbar
Fuente: GU Aspen Plus
Creando un diagrama de flujo de proceso –PFD
Seleccione el equipo deseado de la biblioteca (Equipment Model Library ) y de click en el lugar en que desee ubicarlo. ) - Adicione un mezclador de corrientes ( Stream Mixer (pestaña Mixers/Splitters ).
- Para agregar corrientes de materia seleccione Material Steams en librería de corrientes (Stream Library ). Al hacer esto automaticamente se resaltan los lugares donde se deben colocar las corrientes requeridas (en rojo) y opcionales (en azul).
Creando un PFD (2)
Las corrientes se adicionan con un clik en el lugar donde empiezan y otro donde se desea que finalicen. Para conectar equipos se debe iniciar en alguna flecha roja de salida de un equipo y finalizar en una flecha roja de ingreso a otro equipo..
Adicione tres corrientes de materia al Mixer, dos de entrada y una de salida.
Creando un PFD (3)
Las corrientes y los equipos pueden renombrarse y cambiar su tamaño.
Seleccione el objeto a manipular y de clic derecho en ( Rename Stream ).
En este punto, observe: es estado ha cambiado a de “Flowsheet not complete” a “Required Input Incomplete”.
Creando un PFD (4)
Ingreso de Datos (Data Browser : hoja que organiza jerárquicamente las entradas del simulador ):
De click sobre las gafas (en la barra de herramientas) ó vaya a Data/Data Browser , en la barra de menú.
Normalmente se requieren datos mínimos para realizar la simulación, pero es recomendable recorrer cada ventana en simulaciones complejas.
Recorra cada ventana de opciones (observando carpetas y subcarpetas). Mediante los botones Next, se puede ir avanzando una vez se completen los datos mínimos.
Creando un PFD (5) En Data Browser aparecen algunas ventanas, por ejemplo: Setup (Info. general de simulación)
Components
Escoja : Water, Acetone, Methyl Isobutyl Ketone.
Properties ◦
Base Method : es la base termodinámica para
calculo de propiedades en la simulación.
Escoja Ideal Method.
Creando un PFD (6)
Streams ◦
Se pueden ingresar datos como T, P, fracción de vapor, flujo másico, flujo molar, etc.
Blocks
Utilice como Alimento 1:(100lb/h), mxt 50/50 wt de acetona y agua. Y como Alimento 2: MIBK (100lb/h), 100% puro. T=75°F, P=50psi. Especifique liquid-Only y
la presión.
Ahora, el estado de simulación cambia a: “Required Input Complete”
Corriendo la simulación
Puede seleccionar el botón Next. Puede seleccionar el botón “Run” en la barra de herramientas. Puede ir a la barra de menú y seleccionar Run. Luego de correr la simulación aparece una marca azul sobre la carpeta Results Summary , indicando que hay resultados de simulación disponibles.
Resultados de simulación
Adicionar una tabla de corrientes:
Estando en la carpeta Results summary/Streams. Se encuentra la opción Display (para seleccionar las corrientes a reportar). En la opción Format, se observan varios tipos de tablas. Seleccione en Format/CHEM_E . Para que la tabla aparezca, de clic sobre Stream Table. En Setup/Report Options también se pueden cambiar los formatos.
Adicionar el estado de la corriente:
Vaya a Tools/Options/ResultsView , seleccione Temperatura y presión y de clic en Ok.
Tipos de archivos en Aspen Plus
Para tener en cuenta
Fuente: GU Aspen Plus
Shortcut keys
Fuente: GU Aspen Plus
Tenga en cuenta que…
La convergencia de la simulación hecha en Aspen Plus no indica que los resultados sean lógicamente aplicables a un problema real. Es allí donde el ingeniero debe aplicar su criterio y la lógica y decidir lo que es correcto.
Ejercicio
Determine cinco posibles rutas de separación por destilación sencilla para la siguiente mezcla: Compuesto
Propano Isobutano n-butano isopentano n-pentano
Fracción molar
Volatilidad relativa
0.05 0.15 0.25 0.2 0.35
8.1 4.3 3.1 1.15 1
Ejercicio (2) Analice y justifique cada una de las rutas de separación. Justifique la escogencia del método termodinámico. Presente un reporte de simulación (por ejemplo tablas) donde se muestren los datos mas relevantes y la ruta de proceso.
