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PROCESOS DE SIMULACIÓN UTILIZADOS
EN LA INDUSTRIA PETROLERA EN LA
REFINERÍA
Procesos Químicos.Seccion:01
Cabimas, 24 de junio de 2015
INTRODUCCIÓN
Hoy en día la ingeniería química abarca infinidad de procesos que
pueden ser representados, en su mayoría, por modelos matemáticos
complejos que se relacionan entre sí. Para resolverlos se utilizan sistemas
computarizados, denominados simuladores, que permiten manejar con
rapidez y precisión diversos sistemas de ecuaciones lineales y no lineales,
bien sea en forma numérica y/o analítica, a fin de aportar respuestas rápidas
a los problemas planteados, sin la necesidad de incurrir en cálculos
manuales que se caracterizan por ser lentos, tediosos y susceptibles de
error.
Para la industria en general, esta herramienta representa un avance
significativo porque permite reproducir o emular un proceso en estado
estacionario o dinámico, con el objetivo posterior de evaluar el
comportamiento de todo el proceso o de alguna sección del mismo al
producirse cambios en una o varias de las variables de operación
involucradas.
En el mercado mundial, existen numerosos simuladores de proceso
comerciales que pueden ser utilizados en la industria, tanto en modo
estacionario como dinámico. Los más conocido son: Aspen Plus, Pro-II,
Hysys, Chemcad, Pipephases, entre otros.
SIMULACIÓN DE PROCESOS
La simulación es una herramienta que permite realizar trabajos de
ingeniería de manera más efectiva, bien sea, diseñando nuevos procesos o
analizando procesos existentes. La velocidad del simulador permite
investigar más alternativas en el mismo período en que se realizaría a mano.
Además, se pueden automatizar los cálculos para evitar repetirlos o
realizarlos por ensayo y error. Por ejemplo, se puede usar un modelo de
simulación para ver como una planta responde a distintas condiciones de
operación o distintas calidades de alimentación. Esto es mucho más
económico que hacer un ensayo en la planta. Como los simuladores proveen
su propia base de datos estandarizada, una vez que se ha construido un
modelo de simulación válido, cualquier ingeniero puede utilizarlo para
obtener resultados consistentes y precisos. En los procesos químicos y de
diseño, los simuladores se utilizan para evaluar nuevas operaciones,
reestructurar procesos ya existentes, resolver problemas de operación y
optimizar o mejorar procesos existentes.
En el momento de diseñar nuevas operaciones, se pueden analizar
más casos usando un simulador. De esta manera, se puede generar un
mejor diseño. Cuando se reestructura un proceso existente, se puede utilizar
el simulador para predecir cómo va responder la planta si se varía la
alimentación, o cuando una pieza del equipo se usa de forma diferente.
Como una herramienta para resolver problemas de operación, el simulador
ayuda a identificar donde se encuentra el problema y realiza estudios de
balance de energía. Con ayuda de un simulador, se puede mejorar un
proceso, aumentar el valor agregado de los productos y disminuir el costo de
operación. La habilidad de predecir de manera muy precisa la operación de
una unidad con un modelo de simulación, hace que los simuladores sean
una herramienta invaluable para la ingeniería.
APLICACIONES DE LA SIMULACION
La utilidad que presentan los simuladores permite a los ingenieros
químicos la realizacion de:
- Estudios de viabilidad de los procesos.
- Balances de materia y energia en los diagramas de flujo de los
procesos para el dimensionamiento de los equipos.
- El estudio de los efectos que pueden producir cambios en las variable
de entrada del proceso cuanto se quiera y las veces que se quiera,
con notable economia con relacion a las mismas pruebas en el
proceso real, en el cual posiblemente no podrian efectuarse.
- La optimizacion del proceso como opcion dentro de la simulacion, con
las ventajas derivadas de ahorro de energia, mejora de los
rendimientos e identificacion de los problemas de reparto de flujos
(cuellos de botella). Esta optimizacion es particularmente interesante
en las modernizaciones (revamping) de los procesos ya existentes.
- El entrenamiento del personal.
A las plantas de proceso se les exige un mayor rendimiento en cantidad y
calidad de producto fabricado, y cada vez se considera mas importante el
funcionamiento regular y continuo de la planta. Uno de los factores que
influye en dicha regularidad es el correcto entrenamiento de los operadores y
de las personas vinculadas a la operación del proceso, ya que son los
operadores, si estan bien entrenados, los que pueden ahorrar paros de la
planta y evitar el consiguiente perjuicio economico.
SIMULADOR PRO/II CON PROVISION
El PRO/II de SIMSCI Inc., es un programa de simulación de procesos
de propósitos generales integrado a una interfase gráfica "amigable"
(PROVISION), que le permite al usuario definir un problema y observar los
resultados de los cálculos realizados. A través de este programa se
pueden modelar, mejorar y optimizar procesos de transferencia de masa y
calor, realizar cálculos hidráulicos en unidades de operación y tuberías, así
como evaluar las condiciones y restricciones operacionales de equipos que
incluyen intercambiadores de calor (rigurosos o no), mezcladores, columnas
(despojadoras, fraccionadoras, de extracción), reactores, compresores,
bombas, tambores flash, separadores trifásicos, divisores, ciclones,
disolvedores, cristalizadores, entre otros, de cualquier planta química,
refinadora o petroquímica. Las aplicaciones generales del programa son:
Diseño de nuevos procesos.
Evaluación de alternativas de configuración de plantas.
Modernización y adaptación de plantas existentes.
Guías para la solución de problemas de planta.
Optimización y mejoramiento del rendimiento de plantas de procesos.
En la determinación de restricciones o límites operacionales PRO/II es
una herramienta clave, ya que permite establecer cuan sensible puede ser
una variable ante cambios de otra (u otras) dentro del proceso. Para
seleccionar las variables en estudio se debe comprender el proceso en sí y
tener bien identificados los objetivos operacionales del mismo.
A través del PRO/II con PROVISION, se pueden modelar procesos que
contemplan manejo de sólidos y polímeros. Los procesos donde se llevan a
cabo las reacciones químicas y físicas de una extensa lista de componentes
orgánicos e inorgánicos, datos de equilibrio de sistemas, modelos
termodinámicos y algoritmos matemáticos que permiten mediante su correcta
selección construir el modelo del sistema de interés. Para la industria de la
refinación, el PRO/II cuenta con la información termodinámica y matemática
que permite modelar operaciones de destilación, craqueo catalítico,
hidrocraqueo, reformado, hidrotratamiento, alquilación, isomerización,
manejo de aminas, procesamiento de lubricantes, craqueo térmico
( Coquificación retardada ) y facilidades.Algunos modelos termodinámicos en
PRO/II
Para realizar las simulaciones es necesario definir los modelos
termodinámicos que pueden reproducir el comportamiento de las unidades.
Para ello, se estudian diferentes modelos que permitan este objetivo.
Soave-Redlich-Kwong (S-R-K).
Las propiedades termodinámicas de una mezcla no ideal de
hidrocarburos pueden ser predichas por una simple ecuación de estado. La
ecuación de estado de Redlich-Kwong tiene solo dos parámetros, por tal
razón, la exactitud con la cual se calcula la fase líquida es menor que para la
fase gas. Soave añade un tercer parámetro, el factor acéntrico de Pitzer para
la ecuación de RedlichKwong. Esta modificación produce una buena
predicción del equilibrio líquido/vapor para sustancias puras y mezclas. Los
cálculos realizados usando S-R-K, se vuelven inestables dentro del punto
crítico. Cuando se seleccionan los valores de K (coeficientes de distribución)
y entalpías por S-R-K, PRO/II con Provision por defecto calcula la densidad
de los líquidos por API. La densidad de los líquidos predicha por S-R-K, no
es usualmente recomendada.
El método S-R-K, es ampliamente usado para una variedad de
mezclas de hidrocarburos (muy bueno cuando el número de carbonos en la
cadena está comprendido entre C1 y C10) sobre un amplio rango de
condiciones del proceso. Las constantes con las que trabaja PRO/II han sido
usadas para producir resultados razonables para sistemas criogénicos,
plantas de gas típicas, sistemas de refrigeración y sistemas de alta presión
(alrededor de 3447,39 KPa o 500 psia).
Peng-Robinson (P-R).
La ecuación de Peng-Robinson fue un intento para extender la
ecuación de Van der Waals y de este modo, predecir las densidades de los
líquidos con exactitud razonable. La forma es relativamente cercana a la
ecuación de S-RK, y específicamente sirve para lograr la convergencia
cerca del punto crítico. Aunque la exactitud de la densidad de los líquidos es
un tanto mejor por PengRobinson en comparación con Soave-Redlich-
Kwong, para el proceso se toma el método API si la ecuación de Peng-
Robinson es seleccionada. Esta se aplica para producir resultados
razonables en los mismos sistemas en los cuales se emplea el modelo
Soave-Redlich-Kwong, y sobre el mismo rango de operaciones
(mencionados anteriormente).
Chao-Seader.
La correlación de Chao-Seader, se aplica ampliamente en las
industrias de petróleo y gas natural. Es utilizada en el diseño de una gran
variedad de separaciones de hidrocarburos ligeros por destilación. Los
límites en las condiciones que permiten su aplicación son, temperatura
inferior a los 500 F (260 C) y presión inferior a los 1000 psia.
Garyson-Streed (G-S).
Esta correlación usa la formulación original de Chao-Seader.
Proporciona excelentes resultados para hidrocarburos livianos y es bueno
para simulaciones donde existen despropanizadoras, desbutanizadoras y
desisobutanizadoras. Para compuestos como N2, CO2, y H2S, se incorporan
coeficientes especiales en el paquete de simulación. Los límites en las
condiciones de trabajo para aplicar la simulación son, temperaturas
comprendidas entre 255,37 y 699,82K (0 y 800 F o -20 y 450 C) y presión
inferior a 3447,39 KPa (500 psia).
ASPEN TECHNOLOGY
El sistema integrado incluye tanto el sistema flowsheeting para todo uso,
y los paquetes especializados. Diferentes paquetes comunican a través de
archivos específicos, pero comparten los mismos métodos y datos de
propiedades físicas. Aquí mencionamos sólo los principales componentes.
Aspen Plus: entorno de simulación en estado estacionario con amplia
base de datos y el modelado termodinámico; estudios de factibilidad
de nuevo diseño, el análisis de plantas complejas con recicla,
optimización.
Aspen Dynamics:Flowsheetingdinámicainterfaz con Aspen plus.
Aspen CustomModeller: Modelar el medio ambiente para el usuario
complemento unidades y programación en la simulación dinámica.
Aspen Pinch:Pinch análisis, diseño óptimo de redes de intercambio
de calor.
Aspen Split: Síntesis y diseño de sistemas de separación no ideales.
Polymer Plus: Simulación de procesos de polimerización.
Aspen Properties: Sistema de propiedad física que incluye
capacidades de regresión y métodos de estimación.
Aspen OLI: Simulación de sistemas acuosas de electrólitos.
Batch Plus: El modelado de procesos por lotes de recetas orientadas.
Batchfrac: Reacciones por lotes y procesos de separación.
RTO: Optimización de la planta en tiempo real basado en modelos
rigurosos.
Aspen Zyqad: Entorno de base de datos para proyectos de
ingeniería.
HYPROTECH
La característica especial del sistema flowsheeting propuesto por
Hyprotech es que el estado de equilibrio y de simulación dinámica está
disponibles en el entorno gráfico. Otros productos que se han desarrollado
como aplicaciones independientes para propósitos de ingeniería o de
operación. El sistema es el diseño para una personalización completa. Los
componentes principales son:
-HysysConcept: paquete de diseño conceptual para el diseño y aplicaciones
de modernización, con dos componentes:
DISTIL: Secuencias de columna de destilación
HX: calor proyectos de integración de análisis de Pinch.
HysysProcess: Estado estacionario flowsheeting para nuevos
diseños y modelos de las plantas existentes óptimos, evaluar
modernizaciones y mejorar el proceso.
HysysPlant: Estado estacionario y simulación dinámica para evaluar
los diseños de las plantas existentes, y analizar los problemas de
seguridad y de control.
HysysOperator: Puesta en marcha, parada de emergencia o
condiciones, que consiste en una estación de instructor con interfaz
DCS, y combinado con Hysys.Plant como motor de cálculo.
HysysRTO +: En tiempo real la optimización multivariable; en línea se
pueden usar modelos off-line para ayudar mantenimiento,
programación y operaciones de toma de decisiones.
HYSYS Refinery: Rigurosamente el modelado de procesos de
refinación completas, integrando la base de datos de crudo y un
conjunto de modelos rigurosos reactor refinería.
HysysAmmonia: modelado planta completa y optimización de plantas
de amoníaco.
CIENCIAS DE LA SIMULACIÓN
El sistema integrado propuesto por SimSci está construido alrededor
de un entorno de base de datos (PROVISION), y puede ser, en principio, en
interfaz con componentes de terceros. El sistema está orientado a
aplicaciones en las industrias de petróleo y gas, como se describe a
continuación.
Ingeniería de Procesos: Herramientas para el diseño de ingeniería de
procesos y análisis operativo.
Pro / II: de propósito general flowsheeting y optimización de procesos.
Hextran: Análisis Pinch y diseño de equipos de transferencia de calor.
Datacon: Planta de detección de errores y la reconciliación de datos
brutos.
Inplant:Multifase simulación, el flujo de fluido para las redes de
tuberías de la planta.
Visual Flow: Diseño y modelado de sistemas de seguridad y redes de
alivio de presión.
UpstreamOptimization: herramientas de soporte de decisiones
destinadas a la producción de petróleo y gas.
Pipephase: simulador de flujo de fluido multifásico de tuberías y
redes.
Tacite: simulador multifase de fenómenos transitorios de flujo
complejas.
Netopt: optimización de las operaciones de petróleo y producción de
gas.
ASPEN PLUSH
Según aspentech (2006) el sistema avanzado para ingenieria de
procesos (advancedsystemforprocessengineering, ASPEN) es una
herramienta de modelado de proceso de diseño conceptual, optimizacion y
monitoreo de desempeño para la industria química, polimeros,
especialidades químicas, metales y minerales.Fue desarrolado en la decada
de 1970 por investigadores de Massachussetts Institute of Technology (MTI)
y comercializado ese 1980 por una compañía denominada Aspen Tech.
Aspen Plush es un simulador estacionario, secuencial modular ( en las
ultimas versiones permite la estrategia orientada a ecuaciones).Actualmente
es posible que sea el mas extendido en la industria. Se ha utilizado para
modelar procesos en industrias: químicas y petroquímicas, refinacion de
petróleo, procesamiento de gas y aceite, generacion de energia, metales y
minerales,industrias del papel y la pulpa y otros. Aspen plus tiene la base de
datos mas amplia entre los simuladores de procesos comerciales, e incluye
comportamiento de iones y de electrolitos. Ademas, modela y simula
cualquier tipo de proceso para el cual hay un flujo continuo de materiales y
energia de una unidad de proceso a otra. Posee herramientas para calculos
de costos y optimizaciones del proceso, generacion de resultados en forma
graficas y en tablas y otros.
SIMULACIÓN CON HYSYS
HYSYS es una herramienta de simulación de procesos muy poderosa,
ha sido creada teniendo en cuenta lo siguiente:
arquitectura de programa
Diseño de interface.
Capacidades ingenieriles.
Operación interactiva.
Este software permite simulaciones tanto en estado estacionario como en
estado transitorio. Los variados componentes que comprende HYSYS
proveen un enfoque extremadamente poderoso del modelado en estado
estacionario. Sus operaciones y propiedades permiten modelar una amplia
gama de procesos con confianza
Para comprender el éxito de HYSYS no se necesita mirar más allá de su
fuerte base termodinámica. Sus paquetes de propiedades llevan a la
presentación de un modelo más realista.
En los últimos años, este programa ha sido ampliamente usado en la
industria para: investigación, desarrollo, simulación y diseño. Ha servido
como plataforma ingenieril para modelar procesos como: procesamiento de
gases, instalaciones criogénicas, procesos químicos y de refinación, etc.
El ambiente de HYSYS está compuesto por cuatro interfaces. El primero
de estos se denomina PFD (Process Flor Diagram), cuya función es permitir
al usuario construir la topología del proceso que desea simular. Asimismo
existe el libro de trabajo el cual es una colección de hojas de cálculo de las
cuales se despliegan la información del proceso de forma tabular. La vista
propiedades que consiste en una colección de páginas que contienen
información acerca de los objetos que constituye el proceso. Por último
existe la vista de resúmenes, la cual despliega la lista de corrientes y los
módulos considerados.
TERMODINÁMICA DEL HYSYS
Para comprender porque HYSYS es una herramienta de simulación
tan poderosa, no se necesita más que mirar dentro de sus cimientos
termodinámicos. La flexibilidad inherente que contribuye en el diseño
combinada con la fuerza y precisión incomparable provista en los cálculos
efectuados a través de sus paquetes de propiedades, conducen auna
representación de modelos de una forma mucho más realista.
No solo se puede utilizar una amplia variedad de paquetes
termodinámicos internos sinoque se puede usar tablas capaces de
sobreponer cálculos de propiedades específicas para obtener mayor
precisión sobre un rango limitado, o se puede utilizar la funcionalidad que
presenta el ActiveX para interactuar con paquetes termodinámicos
construidos externamente. El simulador HYSYS es capaz de extenderse a
través del uso de sucaracterística llamada extensibilidad., con el objeto de
utilizar paquetes de propiedades creados fuera del entorno del mismo. Los
paquetes termodinámicos internos, sinembargo, proveen predicciones muy
precisas de propiedades termodinámicas, detransporte y físicas para fluidos
de hidrocarburos, no hidrocarburos y de otros químicos.
HYSYS también cuenta con un paquete de regresiones poderoso que
se puede utilizar en forma conjunta con las tablas. Los datos experimentales
de los componentes individuales sirven de base de datos para ingresarlos
como data al paquete de regresiones. Alternativamente, se puede suministrar
data existente o un juego de datos propios. El paquete de regresión ajusta la
data ingresada a una de las tantas expresiones matemáticas disponibles en
el HYSYS. Esto nos permite obtener resultados de propiedades
termodinámicas y físicas que se ajusten de forma aproximada a la data
experimental provista por uno mismo.
ADMINISTRADOR DE LA BASE DE SIMULACIÓN (SIMULATION BASISMANAGER)
Uno de los conceptos más importantes sobre el cual HYSYS ha sido
construido es aquel de los entornos. El Administrador de la Base de
Simulación (SimulationBasis Manager), nos permite ingresar información
dentro del entorno de la base de la simulación, mientras que otras áreas se
dejan en espera.
La otra gran ventaja del entorno de la base de simulación es la garantía
de que toda la base termodinámica requerida esta provista antes de que se
construya un caso de simulación. La información mínima requerida antes de
abandonar el ambiente de la base de simulación es la siguiente:
Se tiene por lo menos un paquete de fluidos con un paquete de
propiedades asociado instalado.
Se tiene por lo menos un componente dentro del Paquete de Fluidos
Se cuenta con un paquete de fluidos especificado por defecto. Esto lo
hace HYSYS automáticamente después de haber instalado el primer
paquete de fluidos.
Se puede acceder al SBM (SimulationBasis Manager) desde cualquier
etapa de construcción del caso. Cuando se construye un nuevo caso,
la primera ventana que aparece es la del SBM. Se puede retornar al
SBM desde los entornos del diagrama principal o subdiagrama en
cualquier momento para hacer cualquier cambio.
Se puede hacer esto simplemente haciendo clic en el icono del SBM
en la barra de menú.Se puede crear cuantos paquetes de fluidos se
requieran, así cada subdiagrama puede estar asociado con un
paquete en específico, permitiendo que tenga su propio juego de
propiedades y de componentes. Para poder utilizar un paquete
diferente al asignado por defecto en cada subdiagrama, se debe
retornar al SBM para efectuar dicho cambio. Cada vez que se requiera
hacer este cambio, el HYSYS nos mostrara un mensaje para volver a
ingresar al entorno principal de diseño (BuildEnvironment).
CHEMCAD
ChemCad es un software integrado para la simulación de procesos
industriales por computador. El paquete computacional está formado por
cinco programas:
Simulador de Procesos (CHEMCAD)
Destilación Batch (BATCH)
Intercambiadores de Calor (THERM)
Costos de Equipos y Procesos (COST)
Sistemas con Reacción Química (BATCHCAD)
Las características principales de los programas ChemCad son, entre otras:
Diseñados para computadores personales
Simulación de equipos y plantas completas
Entrada por pantalla o por archivo de datos
Entrada gráfica o tabular
Interacción vía mouse o teclado
Gran variedad de modelos de cálculo
Generación de informes a pedido
Extensa base de datos de propiedades
Entrada a la base de datos por el usuario.
Opción de ayuda durante la ejecución
Generación de gráficos y tablas de salida
Interface con Planilleras y Base de Datos
Interface con programas CAD
EL PROGRAMA CHEMCAD-BATCH
El programa ChemCAD-Batch es un simulador del proceso de
destilación batch que opera en régimen transiente y que forma hoy parte del
simulador comercial ChemCAD III (Chemstations, 1995), aunque puede
operar en forma independiente. Es un programa de gran envergadura, no
solo por los problemas que puede resolver sino también por la gran cantidad
de modelos termodinámicos (75 modelos), las muchas opciones de
operación, la extensa base de datos (1700 sustancias), y la gran versatilidad
y características “amigables” que contiene. Para ayudar al usuario en la
selección de la mejor opción termodinámica, el programa incluye un “sistema
experto” que, basado en el tipo de sustancias y en el rango de temperatura y
presión de trabajo, selecciona la mejor opción de cálculo. El uso del sistema
experto debe ser tomado, sin embargo, con precaución.
CHEMCAD
El programa ChemCAD (Chemstations, 2001), es un simulador de alto
nivel aplicable a muchos procesos industriales, al igual que otros simuladores
comerciales, incluye una serie de opciones termodinámicas para las muchas
y distintas aplicaciones para las que está diseñado un simulador. SISCECT
es el acrónimo de “Sistema Inteligente de Simulación y Cálculo Energético de
Ciclos Termodinámicos”. Se trata de un programa computacional orientado al
campo de la simulación en la docencia que ha sido desarrollado en la
Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de Vigo, España.
(SISCECT, 1999).
CHEMCAD III
El programa ChemCAD III (Chemstations, 1995), es un simulador de
procesos en estado estacionarios de alto nivel y aplicables a muchos
procesos industriales. ChemCAD III, al igual que otros simuladores
comerciales, incluyen una serie de opciones termodinámicas para las
muchas y distintas aplicaciones para la que está diseñado un simulador. El
programa incluye 35 opciones para el cálculo de equilibrio entre fases,
además de otras 42 opciones para otras propiedades. Para ayudar al usuario
en la selección de la mejor opción ChemCAD III incluye un “sistema experto”.
El Sistema Experto Termodinámico es una opción incluida en
simulador ChemCAD III y que ayuda al usuario a seleccionar el mejor modelo
termodinámico para una determinada aplicación. El sistema experto basa la
selección en el tipo de componentes involucrados en el proceso y en la
condiciones de operación del proceso. Sin embargo, el uso de estos
“sistemas expertos” debe ser tomado con cierta reserva, ya que hay casos
en los sistemas expertos fallan. (Valderrama, 1995).
MODELOS UTILIZADOS EN CHEMCAD III
Las principales ecuaciones que describen estos modelos son:
Modelo SRK (Soave-Rellich-Kwong)
La ecuación SRK (Soave-Rellich-Kwong; Soave, 1972) es un modelo
efectivo para predecir el equilibrio entre fases en sistemas que incluyen
hidrocarburos a presiones moderadas y altas (Mihajlov et al., 1983; Trebble y
Bishnoi, 1986). Para el caso de mezclas, el procedimiento usual es usar
reglas de mezcla incluyendo parámetros de interacción binarios. Estos
parámetros de interacción han sido incorporados a la base de datos de
ChemCAD III para varios hidrocarburos y gases no condensables. Si estos
coeficientes no se encuentran incluidos en el programa, pueden ser
ingresados por el usuario o se pueden obtener por regresión de datos
experimentales que debe proveer el usuario. ChemCAD III dispone de una
opción de regreso de datos experimentales para calcular los parámetros
binarios.
Modelo MSRK (SRK Modificada)
La ecuación SRK modificada (MSRK) solamente en la forma funcional
de la temperatura (Soave, 1979). ChemCAD III, contiene valore de m y n
para 240 componentes en su base de datos, pero en la literatura están
disponibles para otras 250 sustancias más (Aznar y Telles, 1995). Estos
valores externos pueden ser ingresados a la base de datos de ChemCAD III.
Modelo PSRK (PredictiveSoave-Redlich-Kwong)
La ecuación PSRK (PredictiveSoave-Redlich-Kwong), es una ecuación
de estado basada en el concepto de contribución grupal de Mollerup (1981).
Este modelo usa la ecuación de estado SRK y el modelo UNIFAC
(Fredenslund et al. 1977), para la energía libre de exceso incluida en las
reglas de mezclas, dando buenos resultados para equilibrio liquido-vapor
(ELV) de mezclas que contienen componentes polares y no polares. El
modelo PSRK incluye la expresión para la funcionalidad de la temperatura,
a(T), propuesta por Mathias y Copeman (1983), puede ser usada por
predicciones ELV en un mayor rango de temperatura y presión que la original
SRK y puede ser aplicadas, según la literatura, al caso de mezclas que
contenga componentes en condiciones supercriticas (Chemstations, (1995).
HYSIM
El Hysim, (Hyprotech Simulator), uno de los varios simuladores de
procesos disponibles en el mercado, pertenece a la Hyprotech Ltda., y es
especialmente utilizado en industrias de procesamiento de gas, de
refinamiento de petróleo, en petroquímicas y en industrias de combustibles
sintéticos.
El Hysim es totalmente interactivo y permite una comunicación
usuario/simulador bastante versátil y de fácil comprensión. Está constituido
de módulos o unidades de operación que representan la casi totalidad de
procesos en industrias químicas. El Hysim, en una de sus versiones más
recientes, no presenta restricciones en lo referente al número de
componentes y operaciones unitarias. Ofrece además, varios modelos para
el cálculo de propiedades termodinámicas, incluyendo ecuaciones de estado,
correlaciones semiempíricas y modelos de actividad.
El Hysim se fundamenta en la estructura modular no secuencial, que
permite especificar, por ejemplo, una corriente de salida o intermediaria y
encontrar la corriente de entrada.
CONCLUSIÓN
La simulación está jugando un papel muy importante en la industria,
como una herramienta adecuada y oportuna para el diseño, caracterización,
optimización y monitoreo del funcionamiento de procesos industriales.
La variedad de aplicación de los simuladores es muy grande, puede
ser útil en todas las etapas de desarrollo de un proyecto industrial. Permite
efectuar el análisis de plantas en operación y llevar a cabo: predicción de los
efectos de cambios en las condiciones de operación y capacidad de la
planta, análisis de nuevos procesos, evaluación de alternativas de proceso,
análisis de condiciones críticas de operación, optimización del proceso para
minimizar la producción de desechos y contaminantes, entrenamiento de
operadores e ingenieros, ya que su uso se ha extendido en las instituciones
de formación de ingenieros, así como en la investigación de la factibilidad de
automatización de un proceso.
Existe una gran variedad de simuladores comerciales. Algunos de
estos simuladores son Aspen Plus, Pro II, Hysys, Chemcad, Aspen Plus, los
cuales permiten la selección de los modelos de propiedades termodinámicas
adecuados para la naturaleza de los componentes químicos, estados de
agregación y condiciones de operación.
BIBLIOGRAFÍA
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http://procesosbio.wikispaces.com/Simulaci%C3%B3n+con+HYSYS
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