Sintonizacion de controladores mediante hysys

1. SINTONIZACION DE CONTROLADORES MEDIANTE HYSYS
1. OBJETIVOS 1.1. Simular, en estado estacionario y dinámico, la separación de fases adiabática de una mezcla de hidrocarburos 1.2. Diseñar el separador, las válvulas instaladas para controlar el flujo de alimento, el nivel de líquido y la presión en el separador de fases 1.3. Sintonizar los controladores mediante la herramienta “Autotuner” deHYSYS 2. DESCRIPCION DEL PROCESO ESTUDIADO En esta práctica se estudiará la separación adiabática de una mezcla de dos fases líquido vapor compuesta de etano, propano, isobutano y n-butano. Este tipo de separación es importante porque es el fundamento para la comprensión de procedimientos de separación más complejos como, por ejemplo, la destilación 2.1. PAQUETE FLUIDO 2.1.1. 2.1.2. 2.1.3. 2.1.4.COMPONENTES: ECUACION: REACCIONES: SISTEMA DE UNIDADES : Etano, Propano, Isobutano y n-Butano Peng Robinson No hay. No es un proceso con reacción EuroSI

2.2. DIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESO Una corriente de hidrocarburos saturados en estado líquido, que contiene etano, propano, i-butano y n-butano, se evapora parcialmente al pasar por la válvula V1, donde experimenta una caída de presión de 15 bares,y es alimentada a un tanque separador de fases que opera en forma adiabática a una presión de 5 bares. Las corrientes de líquido y vapor en equilibrio que salen del separador se hacen pasar a través de las válvulas V2 y V3. Los flujos a través de dichas válvulas disminuyen su presión en 2 bares y son manipulados para controlar el nivel de líquido y la presión en el tanque, respectivamente. Seestima el tamaño del tanque para mantener un volumen de líquido igual al 50 % del total durante un tiempo de residencia de 10 minutos. Las válvulas de control se seleccionan del tipo lineal y se estima su coeficiente con la opción “Size Valve” disponible en HYSYS. Se controla el flujo de alimento y la presión en el tanque con acciones proporcional – integral sintonizados con la herramienta“autotuner” de HYSYS y el controlador de nivel se instala desde la opción disponible en la ventana de propiedades del tanque. La Figura 1.1 muestra el diagrama de flujo de este proceso de separación de fases terminada la simulación en estado estacionario

3. SIMULACION EN ESTADO ESTACIONARIO A continuación se describe la instalación, en forma secuencial, de las corrientes de entrada y salida al separador defases y las válvulas respectivas Alimentación: Instale la corriente Alimento y asígnele como especificaciones 20 bares, 70°C, 100 kgmol/h, 10 % molar de etano, 20 % molar de propano, 30 % molar de isobutano y 40 % molar de n-Butano. Conecte esta corriente a la válvula V1 que descarga a la corriente Salida_V1 con una caída de presión de 15 bares. Separador de fases: Instale un separador de fasescon el nombre de Separador, conéctelo con la corriente de entrada Salida_V1 y corrientes de salida Vapor y Líquido. Instale las válvulas V2 y V3 como se observan en la Figura 1.1. En la página Parámetros de la pestaña Diseño de las ventanas de propiedades de cada una de ellas asigne una caída de presión de 2 bares. El separador opera adiabáticamente a una presión de 5 bares

Figura 1.1. Diagramade flujo del Separador de fases en estado estacionario 4. DISEÑO DE LOS EQUIPOS Diseño del Separador de fases El separador de fases se diseña para suministrar un volumen de líquido equivalente a 10 minutos del flujo volumétrico de líquido de salida, con el separador lleno hasta la mitad. El volumen del tanque se calcula de la siguiente manera: Flujo másico de la corriente líquida que sale deltanque. 3500 kg/h Densidad de la corriente líquida 548 kg/m3 Flujo volumétrico 0.1065 m3/min Mach 2

Un volumen equivalente a 10 minutos de esta corriente es 1.065 m3, esto equivale a 50 % del tanque y, por lo tanto, el 100 % del tanque es 2.13 m3. Para calcular las dimensiones del tanque hay que encontrar la velocidad superficial del vapor lo suficientemente baja para que se produzca la...