مرجع کامل شبیه‌‏سازی فرآیندهای پایا با ASPEN HYSYSSimulation of Processes with Aspen Hysys Book

مقدمه ای از کتاب مرجع کامل شبیه‌‏سازی فرآیندهای پایا با ASPEN HYSYS

امروزه استفاده از کامپیوتر به عنوان جزئی جدا نشدنی از علوم مهندسی مطرح می‌باشد. طراحی و ارزیابی واحدهای تولیدی و طراحی تجهیزات فرایندی مورد استفاده در صنایع، بدون استفاده از کامپیوتر، امری وقت‌گیر بوده و با توجه به پیچیدگی روز افزون فرایندهای تولیدی، و با توجه به دامنه محدود تجارب و اطلاعات فردی، گاهاً غیر ممکن می‌گردد.

کاربردهای نرم افزارهای کامپیوتری در زمینه مهندسی فرایند و صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، صنایع دارویی و صنایع معدنی، بیش از گذشته اهمیت یافته است. با توجه به گستردگی نرم افزارهای موجود، صرف وقت و هزینه برای یادگیری تمامی آنها مقرون به صرفه نبوده و امکان آن نیز برای تمام افراد موجود نمی‌باشد. به همین دلیل بر آن شدیم تا در اثر حاضر نرم افزار HYSYS را که به دلیل گستردگی فرایندهای تحت پوشش خود، بخش عمده نیازهای مهندسین شیمی و مهندسین مکانیک را برآورده می‌نماید، به جامعه مهندسی کشور معرفی نماییم.

نرم‌افزار HYSYS به دلیل پوشش تمامی فرایندهای نفت، گاز و پتروشیمی و فرایندهای شیرین سازی در صنایع نفتی، محدوده وسیعی از فرایندهای موجود در صنایع تولیدی را تحت پوشش قرار می‌دهد. علاوه بر آن، توانایی مدل سازی بسیار ساده و سریع فرایندها در حالتهای ناپایا در HYSYS آنرا به عنوان یکی از نرم افزارهای جامع و پر کار برد در زمینه مهندسی فرایند مطرح می‌نماید. مجموعه حاضر حاصل سال‌ها فعالیت در زمینه مهندسی فرایند و تجربه عملی مدل‌سازی‌های متعدد می‌باشد. در کتاب حاضر سعی شده تا با مثالهای عملی کار با نرم‌افزار به طور کامل آموزش داده شود.

فهرست مطالب کتاب مرجع کامل شبیه‌‏سازی فرآیندهای پایا با ASPEN HYSYS

فصل اول: تعيين ساختار ترموديناميكي با Simulation Basis Manager

• – ساختار يك Fluid Package
• – تعيين چهارچوب ترموديناميكي فرايند
• – تعيين اجزاء و مواد و ساختن فهرست مواد
• – تعيين معادلات ترموديناميكي در برگه Fluid Pkg
• – اجزاء تعريف شده توسط كاربر در پنجره SBM
• – مديريت برش‌هاي نفتي در پنجره SBM
• – تعريف واكنش‌ها در پنجره SBM
• – مواد فرضي (Hypotheticals) در پنجره SBM

فصل دوم: كار با محيط HYSYS و ابزارها

• – Toolbar هاي HYSYS
• – Toolbar اصلي
• – Toolbar اختصاصي PFD
• – کار در محيط PFD
• – نحوه نشاندن، اتصال جريانات و واحدهاي عملياتي
• – امکانات حرفهاي در فلوشيت:
• – ايجاد PFD جديد
• – نشان دادن Workbook در فلوشيت و Table هر جريان
• – تقسيم فلوشيت به چند قسمت
• – رنگ آميزي مفهومي جريانهاي PFD
• – جايگزين کردن اسم جريان با يکي از مشخصه‌هاي آن
• – عوض کردن Fluid Package در فلوشيت
• – عمليات کپي و حذف و متمرکز کردن (Subflowsheet) واحدها
• – پيدا کردن سريع يک Object در داخل يک PFD پيچيده
• – پنهان کردن و نشان دادن Objectها

فصل سوم: تهيه گزارش از شبيه سازي

• – مقدمه
• – تهية پرينت از PFD و نمودارها
• – تهيه گزارش
• – ايجاد يك گزارش

فصل چهارم: ادوات گردشي

• – پمپ (Pump)
• – محاسبات پمپ (Calculations)
• – برگهParameters
• – برگه منحني پمپ (Curve)
• – كمپرسور و انبساط دهنده (Compressor & Expander)
• – صفحة اتصالات (Connections)
• – صفحة پارامترها (Parameters)
• – صفحة Work Sheet
• – صفحة منحني (Curve)
• – استفاده از يك منحني
• – استفاده از چند منحني

فصل پنجم: تجهيزات حرارتي

• – انواع مبدل حرارتي در HYSYS
• – مبدل حرارتي (Heat Exchanger)
• – صفحة اتصالات (Connections)
• – صفحة پارامترها Parameters
• – صفحة مشخصات (Specs)
• – صفحة (Performance)
• – سرد كن و گرم كن جريان (Heater Cooler)
• – مبدل حرارتي چند جرياني (LNG)
• – صفحة اتصالات (Connections)
• – صفحة پارامترها (Parameters)

فصل ششم: شروع ابتدايي يک شبيه‌سازي(شبيه سازي جداکننده دوفازي، سه فازي و تانک)

• – انتخات مواد
• – انتخاب مدل ترموديناميکي
• – انتخاب واحدهاي مناسب براي شبيه سازي
• – اضافه کردن جدا کننده به صفحه PFD
• – سايز كردن دستگاه‌ها
• – برخي از تنظيمات ديگر

فصل هفتم: واکنش‌هاي شيميايي

• – بخش اول: واکنش‌هاي شيميايي
• – واکنش نوع Kinetic
• – واکنش نوع Simple
• – واکنش نوع Heterogeneous Catalyst
• – واکنش نوع Equilibrium
• – واکنش نوع Conversion
• – بخش دوم: راکتورهاي شيميايي
• – راکتور CSTR
• – راکتور لوله¬اي (PFR)
• – راکتور تعادلي (Equilibrium Reactor):
• – راکتور تبديلي (Conversion Reactor)
• – راکتور گيبس (Gibbs Reactor):
• – گزينه جدول اتمي (Atom Matrix)

فصل هشتم: مطالعه موردي (Case Study) در شبيه‌سازي

• – بخش DataBook / Case Study
• – مراحل انجام Case Study
• – بخش DataBook / Data Recorders , Process Data Table
• – مثال 1 براي مطالعه موردي (Case Study)
• – تعريف مسئله
• – مراحل شبيه سازي
• – مثال 2 براي مطالعه موردي (Case Study)

فصل نهم: شبيه سازي با برج تقطير 1 : جداسازي آب و متانول

• – مقدمه
• – مثال:
• – مراحل شبيه سازي
• – مفهوم Spec و درجه آزادي:
• – اضافه کردن جريان جانبي

فصل دهم: شبيه سازي با برج تقطير 2: واحد اتانول

• – تعريف مسئله
• – تعريف اصول اوليه شبيه‌سازي
• – افزودن جريان‌ها و عمليات واحد
• – تعريف جريان هاي لازم
• – From Ferm )خوراک اصلي ،جرياني که از فرمانتور گرفته ميشود)،
• – H20 Wash
• – Steam A
• – تعريف عمليات واحد
• – جداکننده CO2 Vent
• – برجCO2 Washer
• – انواع ستون‌ها
• – حدس‌هاي اوليه
• – تغليظ کننده
• – Lights
• – Rectifier
• – مکان جريان‌هاي جانبي

فصل يازدهم: شبيه‌سازي با برج تقطير 3: طراحي Shortcut

• – مقدمه
• – جريان برگشتي منيمم
• – تعداد سيني‌هاي منيمم
• – انتخاب جريان برگشتي اقتصادي (Selection of economic reflux ratio)
• – رابطه تجربي براي بازده سيني براي کل برج
• – عريف مسئله

فصل دوازدهم: ترکيبات داراي آزئوتروپ و جداسازي استخراجي

• – مقدمه
• – تعريف مسئله
• – شبيه سازي

فصل سيزدهم: استفاده از امكانات كمكي در Utility

• – Boling Point Curves
• – Cold Property
• – Vessel Sizing
• – Envelope
• – مراحل شبيه سازي
• – Critical Property
• – Pipe Sizing
• – مراحل شبيه سازي
• – Utility Tray Sizing
• – پارامترهاي مربوط به برجهاي سيني دار
• – مفاهيم Flooding و ساير پديده‌هاي مکانيکي:
• – ضريب Foaming:
• – فواصل بين سينيها:
• – پارامترهاي مربوط به ستون‌هاي پرشده:
• – محاسبه HETP براي ستون‌هاي پرشده
• – مراحل شبيه‌سازي

فصل چهاردهم: مديريت برش‌هاي نفتي در Oil Manager

• – تقسيم‌بندي برش هاي نفت خام
• – تعريف برش‌هاي نفتي در HYSYS
• – تعريف Fluid Package مناسب
• – آناليز Light End
• – تعيين دماهاي Cut Point
• – خواص Bulk
• – محدوديتهاي موجود در ورود اطلاعات
• – روابط تجربي
• – مرحله شكستن برش نفتي به مواد فرض Hypo components
• – تعريف يك نفت خام
• – برج تقطير اتمسفري

فصل پانزدهم: ادوات منطقي (Adjust، Set، Recycle و Balance)

• – لاجيک تنظيم Adjust
• – صفحه Connection
• – صفحه Parameters
• – صفحه Monitor
• – گزينه (SAM) Simultaneous Adjust Manager
• – لاجيک تنظيم Set
• – صفحه Connection
• – صفحه Parameter
• – لاجيک Recycle
• – صفحه Connection
• – صفحه Parameters (زير صفحه‌هاي Variables و Numerical)
• – صفحه Worksheet
• – صفحه Monitor
• – لاجيک Balances
• – اتصالات (Connections) و پارامترها (Parameters)
• – مثال براي لاجيک Adjust:
• – مثال براي لاجيک Set:
• – مثال براي لاجيک Balance و Adjust بصورت همزمان:
• – مثال 1 براي لاجيک Recycle:
• – مثال 2 براي لاجيک Recycle:

فصل شانزدهم: بهينه‌سازي فرايند

• – مقدمه
• – ايده بهينه‌سازي
• – بهينه‌سازي
• – بخش شبيه‌سازي
• – بهينه‌سازي
• – محدويت