08Practica8 - Noemi Rizo

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8. PROCESOS CON RECICLO 
 
 
1. OBJETIVOS 
 
1.1. Especificar una corriente a partir de las especificaciones de otra corriente 
1.2. Utilizar el botón Reciclo para estimar las propiedades de una corriente de 
recirculación dentro de un proceso químico 
 
2. INTRODUCCION 
 
Los simuladores de proceso pueden clasificarse en modulares y orientados a 
ecuaciones. En el segundo modo de simulación, las ecuaciones de las unidades, 
corrientes y modelos termodinámicos se ensamblan y se resuelven simultáneamente. En 
el modo modular, los modelos termodinámicos y las ecuaciones de las unidades se 
almacenan como subprogramas o procedimientos que son llamados o requeridos en el 
orden de la conectividad de las corrientes para converger secuencialmente de acuerdo a 
la topología del diagrama de flujo. Este cálculo secuencial requiere de un procedimiento 
iterativo cuando existe una corriente de reciclo, dentro del proceso, que se asume como 
una material corriente abajo que debe ser de las mismas especificaciones que un 
material corriente arriba, conformándose lo que se denomina un lazo de reciclo o de 
recirculación. 
 
En HYSYS, un simulador modular secuencial, este procedimiento iterativo se realiza 
mediante la introducción de un bloque lógico denominado “Reciclo”, que se alimenta 
de la corriente abajo o “Corriente de Recirculación Calculada” y descarga la corriente 
arriba o “Corriente de Recirculación Asumida”. 
 
Los siguientes pasos se llevan a cabo durante el proceso de convergencia de un lazo de 
recirculación: 
 
1. HYSYS utiliza las condiciones de la corriente asumida y resuelve el diagrama de 
flujo hacia delante hasta la corriente calculada 
2. HYSYS, entonces, compara los valores de la corriente calculada con los de la 
corriente asumida 
3. Basado en la diferencia entre los valores, HYSYS modifica los valores en la 
corriente calculada y traslada los valores modificados a la corriente asumida 
4. El proceso de cálculo se repite hasta que los valores en la corriente calculada se 
diferencien de los de la corriente asumida dentro de las tolerancias especificadas 
 
Para instalar la operación Reciclo en un proceso químico, seleccione el botón 
“Recycle” en la paleta de objetos, o haga clic sobre la opción Add Operation del menú 
Flowsheet y seleccione la opción Recycle 
 
 
 
 
3. PROCESO ESTUDIADO 
 
En el siguiente ejemplo, una corriente bifásica, F1, es mezclada con una corriente de 
recirculación, RC, y alimentada al separador V-100. El vapor del V-100 es alimentado 
al expansor E-100 y vaporizado nuevamente en el separador V-101. La mitad del 
líquido que sale de este separador es alimentado a la bomba P-100 y recirculada y 
mezclada con el alimento fresco. 
 
4. SIMULACION EN ESTADO ESTACIONARIO 
 
1. Abra un nuevo caso, seleccione el siguiente paquete fluido 
 
A. Ecuación: Peng Robinson 
B. Componentes: Nitrógeno, bióxido de carbono, metano, etano, 
propano, i-butano, n-butano, i-pentano, n-pentano, n-hexano, n-heptano y n-
octano 
C. Unidades: Field 
 
2. Instale una corriente de materia con nombre “F” y las siguientes 
especificaciones 
 
Pestaña Worksheet Página Conditions 
 
Temperature 60°F 
Pressure 600 psi 
Molar Flow 1 MMSCFH 
 
Pestaña Worksheet Página Compositions 
 
Nitrogen Mole Frac 0.0069 n-Butane Mole Frac 0.0552 
CO2 Mole Frac 0.0138 i-Pentane Mole Frac 0.0483 
Methane Mole Frac 0.4827 n-Pentane Mole Frac 0.0414 
Ethane Mole Frac 0.1379 n-Hexane Mole Frac 0.0345 
Propane Mole Frac 0.0690 n-Heptane Mole Frac 0.0276 
i-Butane Mole Frac 0.0621 n-Octane Mole Frac 0.0206 
 
3. Instale un separador de fases con el nombre de “V-100” y las siguientes 
especificaciones 
 
Pestaña Design Página Connections 
 
Inlets F1 
Vapour Outlet V 
Liquid Outlet L 
 
 
 
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Pestaña Design Página Parameters 
 
Pressure Drop 0 psi 
 
4. Instale un expansor con el nombre de “E-100” y las siguientes especificaciones 
 
Pestaña Design Página Connections 
 
Inlet V 
Outlet V1 
Energy Qe 
 
Pestaña Worksheet Página Conditions 
 
Corriente V1 300 psi 
 
 
5. Instale un separador con el nombre de “V-101” y las siguientes especificaciones 
 
Pestaña Design Página Connections 
 
Inlets V1 
Vapour Outlet V2 
Liquid Outlet L2 
 
Pestaña Design Página Parameters 
 
Pressure Drop 1.45 psi 
 
6. Instale una Tee con el nombre de “TE-100” y las siguientes especificaciones 
 
Pestaña Design Página Connections 
 
Inlet L2 
Outlets P, L3 
 
Pestaña Design Página Parameters 
 
Flow Ratio 0.5 
 
7. Instale una bomba con el nombre de “P-100” y las siguientes especificaciones 
 
Pestaña Design Página Connections 
 
Inlet P 
Outlet Rc 
Energy Qp 
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Pestaña Design Página Parameters 
 
Efficiency 75% 
 
Pestaña Worksheet Páagina Conditions 
 
Corriente Rc 600 psi 
 
8. Instale una corriente de nombre “Ra” asumiendo las mismas especificaciones de 
la corriente calculada o “Rc”. Para ello despliegue la ventana de propiedades de 
la corriente “Ra” y presione el botón que se encuentra en la parte inferior con el 
título de “Define from other Stream” y seleccione la corriente “Rc” en el cuadro 
titulado “Available Streams” que se encuentra en la ventana titulada “Spec 
Stream As”. Presione el botón OK. Conecte la corriente como una entrada al 
separador V-100. En la Figura 1 se pueden ver las condiciones para la corriente 
calculada “Rc” y cuyos valores se toman para asumirlas como las 
especificaciones de la corriente “Ra”, antes de introducir el botón de Reciclo. 
 
 
 
 
Figura 1. Especificaciones asumidas para la corriente Ra 
 
 
9. Instale un botón de reciclo seleccionando el icono de nombre “Recycle” que se 
encuentra en la paleta de objetos 
 
10. Despliegue su ventana de propiedades y en la pestaña “Connections” introduzca 
en el cuadro “Inlet” la corriente calculada o “Rc” y en el cuadro “Outlet” la 
corriente asumida o “Ra”. El botón reciclo se encargará de hacer los cálculos 
iterativos hasta igualar las especificaciones entre las dos corrientes y alcanzar la 
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convergencia de todo el proceso. La Figura 2 muestra el diagrama de flujo final 
del proceso 
 
 
 
 
Figura 2. Diagrama de flujo final del proceso 
 
11. Despliegue la ventana de propiedades del botón de Reciclo y haga clic sobre la 
pestaña “Worksheet” y observe en la Figuras 2 y 3 que las condiciones y 
composiciones finales de la corriente calculada “Rc” y la corriente asumida 
“Ra” son iguales. Compare estos datos con los observados en la Figura 1 
 
 
 
 
Figura 2. Condiciones finales de las corrientes asumida y calculada 
 
 
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Figura 3. Composiciones finales de las corrientes asumida y calculada 
 
 
 
 
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