HYSYS笔记

Hysys基础应用 TOC \o "1-3" \h \z \u 目 录 一、基础管理器 1 1.1、组分栏 2 1.2、流体包栏 5 1.3、模拟界面 9 二、模拟过程 9 2.1画 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 9 2.2输入参数 11 三、流程模拟 13 3.1、单井集输 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 13 3.2、天然气浅冷工艺 17 3.3、丙烷制冷 22 3.4、天然气压缩 28 四、常用功能 38 4.1、查看气体的露点温度和液体的泡点温度 38 4.2、查看特性参数 39 4.3、公用工具 40 4.4、油品模拟 44 五、Hysys模拟计算故障调试的通用技巧 49 六、塔的调试技巧 51 6.1、自由度 51 6.2、塔的诊断 52 3、操作实例（液化天然气分馏） 53 HYSYS 软件分动态和稳态两大部分，主要用于油田地面工程建设设计和石油石化炼油工程设计计算 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ，其中动态部分还可用于指挥原油生产和储运系统的运行。对于油田地面建设该软件可以解决以下问题： 1）各种集输流程的设计、评估及 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 优化 2） 站内管网、长输管线及泵站 3） 管道停输的温降 4） 油气分离 5） 油、气、水三相分离 6） 油气分离器的设计计算 7） 天然气水化物的预测 8） 油气的相图绘制及预测油气的反析点 9） 天然气脱水（甘醇或分子筛）、脱硫装置设计、优化 10）天然气轻烃回收装置设计、优化 11） 泵、压缩机的选型和计算 12）胺脱硫、多级冷冻、压缩机组、脱乙烷塔和脱甲烷塔、膨胀装置、气体脱氢、水合物生成 / 抑制。 目前我们常用的是HYSYS 软件的稳态部分，下面就以天然气增压流程模拟为例，介绍HYSYS稳态模拟的基本应用。 一、基础管理器 首先双击HYSYS图标就进入基础管理器界面。 1.1、组分栏 组分栏包括七个选项：view、add、delete、copy、import、export、refresh。 各选项功能如下表所示： 选项 标识意义 View 只是激活工况中存在的流体包，浏览所选流体包的属性窗口。 Add 在模拟中创建和安装流体包。 Delete 从模拟中删除所选流体包。 Copy 拷贝所选流体包。除名称外，拷贝版本与原流体包一模一样，这对修改流体包很有用。 Import 从磁盘中导入预先定义的流体包。流体包的扩展名为（.fpk） Export 把所选流体包导出到磁盘中。所导出的流体包可以通过导入功能用在另外的工况中。 Refresh 用来将所选中的成分单刷新，使之成为最新版本 当选择add选项后，出现： 上图中间还有五个选项分别是：add pure、substitude、remove、sort list、view component，各选项功能如下表所示： 选项 标识意义 add pure 用来增加一种新的成分 Substitude 用来对所选成分表中的当前高亮成分与总成分表中的高亮成分进行替代操作 Remove 用来删除所选成分表中的某一成分 sort list 用同组成分替换某种所选成分 view component 用来查看某种选中的成分的特性参数 有几种不同的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 添加组分。 项目 用法 Match Cell 1.​ 通过选择相应的单选按钮，分子式、模拟名称、全称/异名三种名称格式选一。 2.​ 点击匹配框，输入组分名称，根据你所选的类型不同，匹配你输入的组分列表会有所不同。 3.​ 击亮想要的组分，然后 ·敲ENTER键 ·点击添加纯组分按钮 ·双击组分，把它添加到模拟中 Component List 1.​ 使用组分列表的滚动条，滚动选择想要的组分。 2.​ 添加组分，也是 ·敲ENTER键 ·点击添加纯组分按钮 ·双击组分，把它添加到模拟中 Filter 1.​ 先确保匹配框是空的，点击浏览过滤器按钮。 2.​ 选择使用过滤器复选框，显示各种族类过滤器。 3.​ 从族类过滤器列表中选择想要的族类（如：烃类），则只显示该类型组分。 4.​ 使用上述两种方法之一，选择想要的组分。 1.2、流体包栏 流体包栏主界面不很复杂，在点击view或add后，出现另一个选择流体包对话框。 点击add或view可以显示流体包性质栏。 上图中左侧所列为用于模拟的流体包（特性方程），中间六个复选框为流体包特性过滤器。其中： All Types—现实所有流体包列表； EOSs—只显示状态方程； Activity Models—只显示液体活度系数模型； Chao Seader Models—只显示基于半试验方法的Chao Seader模型； Vapour Pressure Models—只显示各种蒸气压模型； Miscellanous Types—上述各类都不包括的其他模型； 下面就上述5大类模型中的流体包进行分别描述： 1）EOSs（状态方程） Kabadi Danner—这是SPR状态方程的修正模型。改进了烃水体系（特别是在稀溶液范围内）的气液平衡计算； Lee Kesler Plocher—这个模型对非极性物质和混合物是最标准的通用方法； Peng-Robinson—这是我们计算过程中一般选用的模型，它其实是对PR方程的增强，改进了对非理想体系预测的准确性； PRSV—对PR方程进行了双重修正，将PR方程的应用扩展到高度非理想体系； SRK—许多情况下可以得到与PR方程相近的结果。但是其应用范围要窄的多，并不能可靠的用于非理想体系； Sour PR—将PR方程与Wilson的API—Sour模型结合起来处理酸水体系； Sour SRK—将SRK方程与Wilson的API—Sour模型结合起来处理酸水体系； Zudkevitch Joffee—是Redlich Kwong状态方程的改进。可以较好的预测烃类系统及含氢体系的气液平衡。 2）Activity Models（活度模型） 虽然状态方程可以在想当广泛的操作条件下非常好的预测大多数烃类为主的流体性质，但是其应用范围基本上局限于非极性或弱极性组合。对于非理想体系最好用活度模型。计算时可以采用以下活度模型性质包： Chien Null—提供一个统一的框架，将已有的活度系数模型逐一应用于各个二元对。这样可以在一个CASE中为每个二元对选择最好的活度系数； Extenal NRTL—它是NRTL模型的扩展，它在组合活度系数的定义中采用了更多的二元相互作用参数，主要用于以下体系： （1）​ 组分间的沸点范围较宽； （2）​ 需要同时解算气—液平衡和液—液平衡，且组分间的沸点范围、浓度范围较宽； General NRTL—应用范围同上； Margules—这是开发出来得第一个Gibbs自由能表达式。该方程没有任何理论基础，但可一用于快速估算和数值内插； NRTL—这是Wilson方程的一个扩张，采用统计学机理和液体晶格理论来描述液体的结构。可以描述气液平衡、液液平衡。 UNIQUAC—采用统计学机理和Guggenhiem的准化学理论来描述液体结构。 Van Lear—此方程能很好的吻合许多体系，特别是液液平衡中的组分分配。但是不能预测活度系数的极大值或极小值。因此对含有卤代烃和醇的体系通常结果较差。 Wilson—第一个用局部组成模型导出Gibbs自由能的活度系数方程，由回归的二元平衡数据来预测多组元体系的行为，但它不能用于双液相体系。 3）Chao Seader Models Chao Seader法和Grayson Streel法是较早的半试验方法，主要应用于重烃体系。 Chao Seader—用于压力低于1500psia，温度为0～500F的重烃体系； Grayson Streel—推荐用于高氢含量的重烃体系的模型； 4）Vapour Pressure Models（蒸气模型） 蒸汽压模型用于在低压下的理想混合物，理想混合物包括烃类体系以及诸如酮和醇的混合物。 Antoine—用于理想的低压系统； Braun K10—严格的用于低压重烃体系。此法采用Braun的收敛法，提供一个组分的正常沸点，计算系统温度和10pisa下的K值。 ESS 0K—严格的用于低压下的烃类。 5）Miscellanous Types（其他模型） Amine—专有的胺装置模拟器的热力学模型； ASME Steam—严格用于H2O这一单组分，采用ASME 1967中的蒸汽表； NBS Steam—严格用于H2O这一单组分，采用NBS 1984中的蒸汽表； MBWR—这是Benedict/Webb/Rubin方程的一个改进。 选择了peng－robinson方程后所出现的对话框。 EOS enthalpy method specification选项（选择多数状态方程后会出现该选项） 这里选择的是计算焓的方法 状态方程法：运用状态方程包中所包含的计算焓的方法 Lee－Kesler法：是一个组合的特性包，运用适当的状态方程来进行气液平衡计算，这种方法对于重炭氢系统其焓值会更精确，但要求更多CPU资源。 peng－robinson option选项（peng－robinson状态方程所特有选项） HYSYS：HYSYS peng－robinson状态方程类似于peng－robinson状态方程，只是在原方程上做了一些改进，扩展了它的使用范围并使其对于复杂系统有了更优异的气液平衡表现。 Standard：标准的peng－robinson状态方程是对RK方程的修正，以求对于天然气系统有更精确的气液平衡性能。 Use EOS Density与Smooth Liquid Density选项（当选择PR、Sour PR、SRK或Sour SRK特性包时出现此两个选项） Use EOS Density：这种方法只用于当温度减少(Tr)不一致的时候或当温度减少变得不一致时，它转变状态方程的液体密度。因此，在Tr=1的时候液体密度将产生突变（不连续）而产生问题，特别是在动力模型下。 Smooth Liquid Density：该选项使得hysys在Tr=0.95时把其转化为Tr=1.0，从而实现平滑转换，如果此项不选密度将产生不一致。 一般情况，选定状态方程后其余各项保持默认值即可。 1.3、模拟界面 此时点击基础管理器右下角Return to Simulationg Environment，进入HYSYS模拟界面，如下图： 进入模拟界面就可以根据已知数据进行模拟计算了。 二、模拟过程 2.1画流程 1、按 F4 出现工具面板； 2、先建立一个物流。在HYSYS中，有两种物流类型，材料物流（蓝色箭头）和能量物流（红色箭头）。材料物流有组成和温度、压力、流率等参数，用来代表工艺物流。能量物流只有一个参数：热流，它用来代表供给或取走单元操作模块的能量。 3、根据流程顺序，依次建立相关设备如：压缩机、空冷器和分离器，如下图所示。 设备还没连接好,因此其为红色，这里为了方便才将所有设备画出后再进行连接的，在实际中应该每建立一个设备，连接好并且计算成功后再建立下一个设备。 4、连接设备 点击下图所示按纽，（连接按纽） 然后将鼠标移动致物流1，此时物流1的箭头上出现蓝点 用鼠标拖动蓝点到所需连接的设备 (此时设备上也出现蓝点 )的蓝点上松开 ,设备连接也是如此 。(能流连接同上注意能流是红色的点) 注意有些设备需要能流,有些不需要(如果一个设备的物流，能流全部连接好的话,设备会变成下图的颜色,否则为红色)。按下图连接好后。 2.2设定参数 2.2输入参数 1、物流设定，双击物流"1"，出现下图所示，兰色表示可以添入部分，依次输入温度 60℃，压力 800KPa，摩尔流量 527kgmol/h（既 kmol/h），条件设定完毕。 2、物流组成输入 点击箭头所示部分，进入组成输入窗体，点EDIT键输入组分，如下图。在输入组分前应先确定输入组成的方式，常规我们用默认值—摩尔分率，当然你也可以根据实际情况选择质量分率、体积分率、摩尔流量、质量流量、体积流量。 一次输入各组分的摩尔分率后，点Normalize键（归一化），最后点OK完成组分输入，此时箭头变为深蓝色。 3、双击压缩机出口物流2，输入压缩机出口压力 2500KPa(物流 2),如下图所示,压缩机计算成功。 4、双击冷却器输出物流3，输入(冷却器出口)温度和压力(冷却器压降取 30KPA)，冷却器计算成功 。 5、两相分离器无须设定参数。此时整个流程计算完成， 此时整个流程计算成功(如下图)，可一以双击任何一个单元查看该单元的计算结果，你可以修改你前面所添入的参数来调试流程，直到达到你满意的结果。(如查看物流 3 在不同温度下的分离状况，可以通过调节物流 3 的温度来实现) 三、流程模拟 3.1、单井集输工艺 基本工况：单井采出井流物压力6.2MPa，温度15℃，加热至40℃后节流至4.0MPa，经1500m单井管线外输进站，保证进站压力不小于3.5MPa。 1）工艺预览 2）定义模拟基础 定义组分列表和流体包，在这个工况中，使用Peng Robinson状态方程模型，定义下列组分：N2, H2S, CO2, C1, C2, C3, i-C4, n-C4, i-C5, n-C5,C6, C7+*, 和 H2O。 3）添加物流和单元模块 （1）添加新的材料物流 基本物性输入下列值： 框 输入 名称 To Refrig 温度 15℃（60℉） 压力 6200kPa（900psi） 流率 1440kgmole/h（3175lbmole/hr） 组分栏输入下列值： （2）在连接页上，添加加热器，压差取20.00KPa如图所示： （3）加热器后物流输入温度40℃。 （4）从工具面板中选取截止阀插入流程，设定阀后压力为4.0MPa。 （5）按F12单元模块窗口出现： 选择PIPSYSY Extension插入管道，在连接页上输入如下信息: 管线长度（m） 1700 管线外径（mm） 114 管线壁厚（mm） 5 管线埋深（m） 1.5 地温(℃) 5 4）通过管线末点压力调整管线规格，直到满足要求。 3.2、天然气浅冷工艺 基本工况：外输气在6000kPa的烃露点不能超过-15℃。入厂气进行两级冷却—第一级是和产品销售气在气-气换热器（Gas-Gas）中进行换热，然后在丙烷冷却器（Chiller）中进行冷却，丙烷冷却器在这里用冷却器模块代表。使用平衡模块确定产品物流在6000kPa时的烃露点。 1）工艺预览 2）定义模拟基础 定义组分列表和流体包，在这个工况中，使用Peng Robinson状态方程模型，定义下列组分：N2, H2S, CO2, C1, C2, C3, i-C4, n-C4, i-C5, n-C5,C6, C7+*, 和 H2O。 3）添加物流和单元模块 （1）添加新的材料物流 基本物性输入下列值： 框 输入 名称 To Refrig 温度 15℃（60℉） 压力 6200kPa（900psi） 流率 1440kgmole/h（3175lbmole/hr） 组分栏输入下列值： （2）在连接页上，添加分离器，输入下列信息： （注：连接为 。） （3）在对象面板上双击换热器按钮。（注：换热器图标为 。）在连接页上，输入下列信息： （注：换热器连接为 。） 切换到参数页上，按照下图完成该页。管侧和壳侧的压降，以field单位制表示，分别为5psi和1psi。 （4）​ 添加冷却器，提供下列信息： （注：冷却器连接为 ）。 （5）添加分离器，在连接表页上添加下列信息： （注：分离器连接为 ）。 （6）添加平衡模块 在对象面板上双击平衡模块图标。（注：平衡模块图标为 。）在连接页上添加下列信息： 规定物流HC Dewpoint压力6000kPa（870psi）。设定气相分数为1，计算露点温度。 （7）添加调整模块 在对象面板上双击调整模块图标，调整属性窗口出现。（注：调整模块图标为 。） 在调整变量组中点击选择变量按钮。变量导航器窗口出现。从对象列表中，选择Gas to LTS，然后从出现的变量列表中选择温度。 点击OK按钮，接受所选变量，返回到调整属性窗口。在目标变量组中点击选择变量按钮，选择HC Dewpoint Temperature作为目标变量。在规定目标值框中，输入-15℃（5℉）。完成的连接页显示如下： 切换到参数表页，保留缺省参数值。 点击启动按钮，开始计算。 3.3、丙烷制冷 制冷系统在天然气加工工业和与石油炼制、石油化工、化学工业相关的工艺中是通用的。制冷的目的是气体冷却，以满足烃的露点规定，生产可投入市场的液体。在这个模块中，要进行丙烷制冷循环模拟的搭接、运行、分析和调控。然后，把完成的模拟转换成模板，以用于连接其它模拟。 1）工艺预览 2）定义模拟基础 创建新工况，添加流体包。在规定流体包窗口，输入下列值： 页面 选择 流体包 组分 C3 当准备好后，点击进入模拟环境按钮，开始搭接模拟. 3）安装物流 在对象面板上双击物流图标，添加一股物流，输入下列值： 框 输入 名称 1 气相分数 0.0 温度 50℃（120℉） 组成 C3 – 100% 添加第二股物流，输入下列属性： 框 输入 名称 3 气相分数 1.0 温度 -20℃（-4℉） 4）向流程中添加单元操作模块 在HYSYS中，对于物流，有多种添加单元操作模块的方法： 使用… 用法 菜单栏 ·从流程菜单中选添加单元模块选项，或者 ·按热键F12 单元模块性质窗口打开。 工作薄 打开工作薄，到单元模块表页，点击添加单元模块按钮。 单元模块性质窗口打开。 对象面板 从流程菜单中选打开对象面板选项，或按F4打开对象面板，双击你想要添加的单元模块图标。 PFD/对象面板 使用鼠标右键，从对象面板上拖动按下的单元模块图标到PFD上。 丙烷制冷循环包含4个单元模块： · 阀 · 冷却器 · 压缩机 · 冷凝器 在这个练习中，我们使用不同的安装方法添加每个模块。 （1）添加J-T阀 在HYSYS中，我们使用阀模块模拟J-T阀。阀的入口物流来自冷凝器的出口。冷凝器出口是泡点状态。 使用F12 热键添加阀，单元模块窗口出现： 从可应用的单元操作模块列表中选择阀。点击添加按钮。阀属性窗口出现。在连接页上，提供入口和出口连接如下： （注：J-T阀连接为 。） （2）添加冷却器 在HYSYS中我们用加热器模块模拟丙烷制冷循环中的冷却器模块。冷却器的出口状态为露点。 打开工作薄，点击单元模块表页。点击添加单元模块按钮。单元模块窗口出现。从类别组中选择热传输设备。从可应用的单元模块列表中选择加热器，如下： 点击添加按钮，或双击加热器图标。加热器属性窗口出现。在连接页上，输入如下信息： （注：冷却器连接为 ）。 到参数页上,输入冷却器的压降值7.0kPa（1 psi），热负荷值1.00e+06 kJ/h（1.00e+06Btu/hr）。 关闭属性窗口。 （3）添加压缩机 按F4，打开对象面板，双击对象面板上的压缩机图标，压缩机属性窗口出现。 （注：压缩机图标为 。） 在连接页上，输入如下信息： （注：压缩机连接为 ）。 完成参数页如下： （4）添加冷凝器 在对象面板上点击冷却器图标（注：冷却器图标为 ）.把光标移动到PFD上，光标会变成有一个框和一个加号相连的特殊形式，该框指示冷却器图标的尺寸和位置。再点击一下鼠标，把冷却器放到PFD上。从PFD上，连接物流4到冷凝器入口，连接冷凝器出口到物流1上。 （注：冷凝器连接为 ）。 双击冷凝器，在参数页上，输入压降值为35kPa（5psi）。 3.4、天然气压缩 这个例子是循环模块的典型应用示例。气体进料以35℃（95℉）、1725kPa（250psi）进入压缩机。气体的排出压力是6900kPa，分两段压缩。每级包括一个凝液罐、一个压缩机和一个冷却器。压缩气体经每个分离器压力降下来之后，生成的液体循环回前一段。 1）工艺预览 2）启动模拟 本工况使用Peng Robinson性质包来模拟，定义下列组分：N2,CO2, C1, C2, C3, i-C4, n-C4, i-C5, n-C5, C6。 添加材料物流，输入下列值： 3）安装混合器，输入下列值： （注：连接为 。） 4） 添加分离器，输入下列信息： （注：连接为 。） 5）添加压缩机，输入下列值： （注：连接为 。） 6） 安装冷却器，使用下表中列出的值： （注：连接为 。） 7）再向工况中添加一个混合器： （注：连接为 。） 8） 使用下列信息安装分离器： （注：连接为 。） 9） 使用下列信息添加阀： （注：连接为 。） 10） 使用下表中值安装压缩机： （注：连接为 。） 11）安装冷却器模块： （注：连接为 。） 12）使用下列值添加分离器： （注：连接为 。） 13）使用下列信息安装阀： （注：连接为 。） 14）安装循环 循环模块是数学模块，安装方法和其它模块一样。它有一个入口物流（计算的）和一个出口物流（假设的）。当入口物流的变化导致达不到其收敛允差时，循环模块就被调用或者说计算。循环是在工艺物流中安装了一个理论模块。模块的进料被称为计算的循环物流，产品被称为假定的循环物流。收敛过程步骤如下： HYSYS使用假定物流（出口）的条件解算流程，直到计算物流。 然后，HYSYS用计算物流中的值与假定物流中的只值对比。 基于这些值的不同，HYSYS修改计算物流中的值，把这些修改过的值传递给假定物流。 重复以上计算过程，直到计算物流中的值与假定物流中的值在规定的允差范围内相匹配。 双击对象面板上的循环图标，添加第一个循环。（注：循环图标为 。）提供名称、进料和产品信息如下图： （注：连接为 。） 添加第二个循环，输入下列信息。 （注：连接为 。） 解算流程的最后一步是连接循环出口到混合器1和2的入口。一旦连接上，流程就开始计算，连接RCY 1 Out作为混合器1的进料，连接RCY 2 Out作为混合器2的进料。 在模拟过程中要注意以下标签栏： 允差页 允差值越小，允差越紧。通常，从缺省允差开始计算，直到有了收敛解之后，再收紧允差，重新计算，这是个好办法。 HYSYS允许你为每个循环变量设置收敛标准或允差。另外，信息传输的方向可以被设置成向前或向后，或者根本就不传输。通常，我们都把它保留为向前传输。在这个例子中，每个值都保留缺省。 数值页 该页包含两种类型的循环选项，嵌套和同时。 嵌套 这种类型的循环在计算过程中遇见的时候调用。如果只有一个循环或者多个循环但它们不相连接，这时使用这种类型。 同时 被设为同时的所有循环同时调用。如果流程中有多个相互连接的循环，使用此选项。 在这个工况中，我们使用嵌套循环。 监控表页 该页显示了执行计算时的收敛信息。表中显示了每次迭代之间变量的变化。要浏览循环计算过程中变量变化的图，你可以在设置页上选择变量，然后浏览。 工作表表页 循环工作表页显示了入出口物流信息。在这个例子中，要注意入出口物流值一样。这是因为在我们安装循环之前，入口物流已经被HYSYS计算。当循环连接上时，已知的入口条件自动传递给出口物流，作为初始猜测。 四、常用功能 4.1、查看气体的露点温度和液体的泡点温度 HYSYS能执行物流的三种类型的闪蒸计算：T-P, Vf-P和Vf-T，一旦物流的组成和温度、压力、气相分数中的两个已知，HYSYS会对物流执行闪蒸计算，算出第三个参数。因为HYSYS能进行闪蒸计算，所以它可以执行露点和泡点计算。规定物流的气相分数为1.0，再规定一项压力或温度，HYSYS 就会计算露点温度或露点压力。要计算泡点温度或泡点压力，则把气相分数规定为0.0，再规定一项压力或温度。除物流组成外, HYSYS 还需要知道以上参数中的两个值；其中一个必须是 T或 P，才能确定物流的其它参数值。 你只能提供这三个物流参数（气相分数、温度、压力）中的两个，如果你试着提供温度、压力和气相分数，就会发生一致性错误。 4.2、查看特性参数 在物流特性栏查看物流的一些特性参数如：导热系数、粘度、密度等，对于设备计算很有用，物流特性栏只显示Hysys默认的参数，如果需要其他参数可以通过特性栏中相关特性整理工具（Property Correlation Controls）添加。 4.3、公用工具 HYSYS所使用的公用工具对你的模拟来说是一套非常有用的工具，它为物流或单元操作模块提供附加的信息或分析。一旦安装上公用工具，它就成为你流程的一部分，当所联结的物流或单元操作模块的条件改变时，它会自动重新计算。 作为HYSYS中的一个重要对象，有多种方法向物流联结公用工具。 使用页… 用法 菜单栏 ·从工具菜单下选择公用工具，或者 ·按Ctrl U 可应用的公用工具窗口出现。 物流属性窗口 1.​ 打开物流属性窗口。 2.​ 在联结页上，点击公用工具页。 3.​ 点击创建按钮。 可应用的公用工具窗口出现。 下一步，使用这两种安装方法添加公用工具 1）以添加相图工具为例介绍从物流属性窗口添加公用工具 相图公用工具（在可应用的公用工具列表中有）是用来检查任何已知组成的物流的所选参数之间关系的工具，包括只有一个组分的物流。气-液相图可以检查下列参数间的关系： · 压力 – 温度 · 压力 – 体积 · 压力 – 焓 · 压力 – 熵 · 温度 – 体积 · 温度 – 焓 · 温度 – 熵 （1）在工作薄中或PFD上双击物流，打开物流属性窗口。 （2）在联结（Attachments）表页，点击公用工具（Utilitilies）。 （3）点击创建（Creat）按钮。可应用的公用工具窗口出现。 （4）选择相图（BP Curves）。点击添加公用工具按钮。相图公用工具窗口出现。 （5）在设计（Design）表页显示了相图的临界值和最大值。 （6）切换到性能（Performance）表页，浏览相图。 （7）点击列表页，浏览表格形式的相图数据。 2）以添加属性表为例介绍从菜单栏添加公用工具 属性表公用工具是以表格形式或图形格式检查一定条件范围的性质趋势。该公用工具依据用户规定的独立变量范围或值计算相关变量。 （1）​ 按Ctrl U，可应用的公用工具窗口出现。 （2）​ 选择属性表（Property table）。 （3）​ 点击添加公用工具（ADD）按钮，属性表窗口出现。 （4）​ 点击选择物流(Select Object)按钮，选择物流。 （5）​ 点击OK按钮，返回到设计表页。 （6）​ 选择压力作为第一个独立变量。 （7）​ 使用下拉菜单把模式修改成State。 （8）​ 在状态值矩形框中，输入2500、5000、7500和9000kPa。如果使用的是field单位制，那么这些值应当是350、700、1050、1400psia。 （9）​ 选择温度作为第二个独立变量。 （10）把上下限分别改成0℃（32℉）和100℃（212℉）。保留缺省的增量值为10 。 （11） 到Dep.Prop页。 可以选择多个相关性质，它们还可以是来自不同的相或总体性质 （12）点击添加按钮。 （13） 从列表中选择质量密度，点击OK接受。 （14） 再点击添加按钮，选择Phase Thermal Conductivity，然后选气相，点击OK接受。 （15）以同样的方法选择气相分数性质。 （16）点击计算按钮，生成属性表。 （17）在性能页上检查图形格式和表格格式的属性结果。 利用公用工具我们还可以查看物流在管道内的流速及压降，查看水化物形成情况、查看物流的临界压力和临界温度等。 4.4、油品模拟 HYSYS中模拟石油的方法是把冷凝液、原油、石油切割馏分和煤焦油的实验分析数据转换成一系列不连续的虚拟组分。这些虚拟组分为预测要模拟流体所必需的其它热力学性质和传输性质的性质包提供了基础。 HYSYS使用很少量的信息就可以产生一套完整的石油虚拟组分的物理和临界性质。但是，你提供的关于流体的信息越多，计算的性质就越精确，HYSYS预言流体的实际行为越好。 1）建立模型 在开始油品模拟过程之前，你必须： ·选择性质包 ·添加任何非油组分，特别是表征过程中要用到的轻端组分 2）到石油管理器表页，点击进入石油环境按钮，你也可以按工具栏的石油环境按钮。石油表征窗口出现，如图1所示。（注：石油环境图标为 。） 图1： 3）添加化验数据： （1）选择化验表页。 （2）点击添加按钮。 （3）化验窗口的输入数据表页出现。 （4）在名称框，把化验名称修改成Res-Fluid。 （5）在总体性质框，用下拉列表选择Used。 （6）从化验数据类型下拉列表中，选择色谱。 （7）选完数据类型后，第三个框就会出现。这是轻端框，使用下拉列表选择输入组成，显示如下： 图2： （8）​ 在输入数据组别中选择轻端单选按钮。 （9）​ 规定轻端基准为摩尔百分数。 （10）​ 输入下列数据。注意，轻端的缺省基准是液相体积百分数，这必须要在数据输入前改过来。 （11）选择直链烷烃单选按钮，规定基准为摩尔。输入下列数据： （12） 选择芳香烃单选按钮，输入下列摩尔分数： （13） 输入下列环烷烃数据： （14）选择总体性质单选按钮，输入总体性质信息。 （15）摩尔分子量为79.6，标准密度为0.6659SG_60/60api。 （16）所有数据都输入完成之后，点击计算按钮。化验窗口底部的状态信息会显示化验已经计算。 一旦化验被计算，工作曲线就会显示在工作曲线表页上。工作曲线是从化验输入回归得来。调和的计算是基于这些工作曲线。 （17）关闭这个窗口，返回到石油表征窗口。 4）生成虚拟组分/调和油 化验计算完后，你就可以把化验切割成单独的虚拟组分。 （1）​ 移到石油表征窗口的切割/调和表页。点击添加按钮，创建一个新的调和。 （2）​ 在名称框中，把名称从缺省的Blend-1改为Res-Fluid。 （3）​ 从可应用的化验列表（应该只有一个）中，选择Res-Fluid并点击添加按钮。 这样，就把化验添加到石油流率信息表中，并且调和（切割）会自动计算。调和是使用缺省的切割选项，自动切割，计算的。 不使用缺省的自动切割选项，把切割选项改为自定义点数，修改切割数为5。 5）在流程中安装石油 （1） 移到表征石油窗口的安装石油表页，调和油，Res-Fluid，出现在石油安装信息组别中。 (2)在物流名称栏，输入名称，GasWell 4，石油组成将传送给它。 HYSYS会把计算的石油组成和轻端分配给该物流，完成表征过程。通过点击返回到基础环境按钮返回到基础环境。当你返回到基础环境时，你在表征石油时生成的虚拟组分被放在当前的流体包中。你可以浏览流体包，检查构成你的油品的每个虚拟组分。 6) 在模拟中浏览物流 (1) 离开石油环境，返回到基础环境。 (2) 进入到模拟环境中。 (3) 移到工作薄，浏览你创建的物流，GasWell 4。你可以在组成表页浏览物流的组成。 如果你认为某些虚拟组分的参数需要重新计算的话，可以随时返回到石油环境中去修改。 下列参数需要添加到物流GasWell 4中： 五、Hysys模拟计算故障调试的通用技巧 1.首先检查solver(求解器)是否处于Hold(保留)模式。只要模拟过程中连接遇到问题,求解器就会处于Hold模式。当处于HOLD模式时,本来还没有求解的物流及单元操作可能会出现to be solved字样,(反之亦然),这可能会造成麻烦,如果不注意会难以处理。当求解器处于HOLD模式时, "Holding..."会出现在HYSYS状态条中,同时工具条红灯会亮,按绿灯则求解器会重新激活。 2.仔细检查HYSYS提供的连接错误的详细信息。他们通常会帮你找到问题的来源。所有的连接错误与下图很像 3.要调整模拟计算时物流的流动方向。例如,如果进料从左边进入,产品从右边抽出,要进行左右调整。在你努力调试上游操作之前,下游操作没有错误这是非常重要的。 4. HYSYS Workbook是非常方便的调试工具。你能够迅速地判定哪些模拟变量是用户规定的(蓝色),哪些变量是计算生成的(黑色)。要记住Workbook要准确描述实际的条件,求解器不能处于HOLD模式。 5.要确保所有必需的物流已经全部被规定。所有塔的进料物流,所有过程的进料已经全部定义完成,要确保所有循环操作的出口物流已经定义。 6.在调试HYSYS模拟计算时要充分利用HYSYS的状态窗口和跟踪窗口。要仔细观看两个窗口出现的信息,特别是红色信息和蓝色信息。 7.检查处于忽略或隐藏状态的操作或物流。忽略的操作可能没有求解,而隐藏的操作可能会影响模拟计算中的其他操作从而造成错误。 8.当有“ADJECT”调整计算是要注意: ​ 要确保步长和容差值是合理的 ​ 用最大值和最小值来限制操作 ​ 被调整的变量必须是用户指定的或是一个产生连贯性的误差的变量。 六、塔的调试技巧 在HYSYS模拟计算中塔是关键的操作,它比一般的操作要复杂的多,这节专门讲塔的调试技巧用来帮助进行塔的收敛问题。 6.1、自由度 自由度在HYSYS求解器中起着非常重要的作用,只是在塔的模拟中作用更明显。在Monitor页面上可以检查自由度，在塔求解之前自由度必须为零。塔的规定值的数量取决于塔的配置，用下列公式可以计算: 规定值数=侧线换热器数+侧线抽出数+中段回流数+侧线气提塔数 上述公式中再沸器和冷凝器被算作侧线换热器。 当你定义了塔的规定后,要确认没有输入相冲突的规定。例如,对于一个普通的蒸馏塔(一个冷凝器和一个再沸器)既没有规定再沸器的负荷也没有规定塔顶产物的速率是不允许的。另外各种规定是相关联的,如果实际上是相同的规定将可能导致塔无解。 从塔顶和塔底开始开始来扩展塔的规定是一个好主意。例如,不要规定冷凝器温度,塔顶气相流率,和回流比作为三个规定。这些规定均集中在塔顶,如果规定回流比,塔底产品流率,和塔顶气相流率可能更好。另一种通常的失误是将产品流率设为定值，尽管模拟实际的塔时产品流率通常是可使用的。问题是如果所有的产品流率均固定，HYSYS在求解时没有弹性。将流率作为估计值，用其他规定可能会更好。 对于大多数塔，不需要温度的估计值。但是，如果给定估计温度，你可能会发现塔收敛的更快。如果在模拟中你用温度的估计值，记住只输入塔顶和塔底的温度值，如果冷凝器是第一层板，则输入第二层温度，通常一个蒸汽进料进入塔底提供能量。如果蒸汽作为进料,记住在塔的适当位置安装水抽出。在塔求解之前,所有进料必须定义。塔不能根据产品物流计算进料物流的条件。同样所有的产品物流不能含有任何用户规定的信息。在塔的Monitor页面上，产品流量的规定和塔的其他规定被列表显示出来，在工作表(worksheet)中的流率不能被规定。 在塔求解之前，塔的配置必须定义。意味着下列物流必须被定义： 1）所有的进料物流和及其进料位置 2）理论塔板数 3）塔的压力—规定塔顶压力和塔底压力。如果第一板是冷凝器,第二板的压力(冷凝器压降)也要规定。 4）塔的类型—萃取塔,带回流的吸收塔,带再沸器的吸收塔,或蒸馏塔。 5）侧线汽提塔的位置和塔板数,中段回流,以及侧线抽出(如果应用)。 6.2、塔的诊断 一旦所需要的信息全部输入后,塔的求解器就能够进行计算,但是所给定的输入信息不一定能确保塔一定有解。就像许多HYSYS的用户所意识到的,找到导致塔收敛失败的特殊原因是困难的并富有挑战性。 如果塔收敛失败,可能发生下列五种情况。 情况1：塔刚开始运行，就立刻失败。 原因：1）产品流率的估计值(规定值)总和是否大于进料值。 2）规定了一个产品组成的规定,但该组成在进料中不存在。 3）不含冷凝器的塔必须有一个塔顶的液相进料,不含再沸器的塔必须有一个塔底气相进料。 情况2—热平衡和规定收敛误差失败 原因：塔不能达到指定的产品纯度。在这种情况下,增加塔板数。 情况3—热平衡和规定震荡并收敛失败 原因：如果塔中的组分的泡点温度相近,放宽组分的规定。 这种情况也可能是塔中含水所致,增加侧线水抽出有可能有解。通常是在冷凝器上增加水抽出,但在其他塔板上没有增加。 情况4—收敛平衡误差失败 检查塔顶计算温度是否太冷。如果是,可能需要一个侧线水抽出。 检查塔的质量平衡,确保规定合理。 情况5—平衡误差震荡,收敛失败 这大多发生在非理想物系的塔。在这种情况下,将阻尼因子改为0.4~0.6,塔可能会收敛。另外将阻尼因子设置为“Adaptive(自适应)”比 "Fixed(固定)"要好。这样HYSYS能够自动调整阻尼因子。 当然不同工况出现的问题也不一样，这就需要我们根据实际情况，结合现场经验，调整参数尽可能得到准确的数据。 3、操作实例（液化天然气分馏） 1）工艺预览 2）塔预览 DC1：脱甲烷塔 DC2：脱乙烷塔 DC3：脱丙烷塔 3）定义模拟基础 创建新工况，选择Peng Robinson状态方程模型，添加组分：N2， CO2 ， C1 - C8，进入模拟环境 4）添加物流 （1） 添加材料物流，输入下列数据： （2）添加材料物流，输入下列数据： 5）添加脱甲烷塔 使用再沸吸收塔模块模拟脱甲烷塔，共有两股材料进料和一股代表侧线加热器的能量进料物流。 （1）添加能量物流，规定下列值。 框 输入 名称 Ex Duty 能量流率 2.1e+06kj/h（2.0e+06Btu/hr） （2）在对象面板上双击再沸吸收塔图标，第一个塔输入专家窗口出现。（注：再沸吸收塔图标为 。） （3）完成的窗口显示如下： （4）点击下一步按钮，继续下一页。 （5）为压力估计页提供下列信息。如果你使用的是field单位制，那么顶板压力和再沸器压力分别为330psia和335psia。 （6）点击下一步按钮，进行下一页。 （7）输入温度估计如下。在field单位制下，顶板温度估计为-125℉，再沸器温度估计为80℉。 （8）点击下一步按钮，继续。 （9）对于这个工况，输入专家的最后一页没有信息要提供，因此，点击完成按钮。 （10）点击完成之后，HYSYS会打开塔属性窗口。访问设计表页的监控页。 在收敛塔之前，要确保规定显示如上。你需要输入塔顶产品流率规定值。该值规定为1338kmole/h（2950lbmole/hr）。这个值一旦输入，塔就开始解算并收敛。 尽管塔已经收敛，但是，规定流率并不总那么实际，如果塔进料条件改变，这些规定能导致塔不收敛或产生不理想性质的产品。 还有一个方法是规定塔产品物流中组分分数或者组分回收率。 （1）到塔属性窗口设计表页的规定页上。 （2）在塔规定组别中点击添加按钮，创建一个新的规定。 （3）从出现的列表中选择塔组分分数。 （4） 点击添加规定按钮。 （5）按下图显示完成规定页。 （6）完成后，关闭窗口。 在你已经添加了另外一个规定之后，塔属性窗口的监控页仍然显示自由度为0。这是因为，这个规定只是被作为一个估计添加，而没有作为一个激活的规定。 （7） 到监控页上，失活塔顶产品流率规定，激活刚刚创建的组分分数规定。 塔收敛之后，你可以在性能表页浏览结果。 6）添加泵 使用泵把脱甲烷塔塔底产品输送到脱乙烷塔。安装泵并输入下列信息： （注：泵图标为 。） （注：泵连接为 。） 7）脱乙烷塔 脱乙烷塔被模拟为精馏塔，共有16块塔板，14块塔盘，再加上再沸器和冷凝器，操作压力为2760kPa（400psia）。塔的生产目标是塔底产品中乙烷和丙烷的比率为0.01。 （1）在对象面板中双击精馏塔图标，输入下列信息。（注：精馏塔图标为 。） （2）点击运行按钮，运行塔。 （3）在规定页，点击添加按钮，创建一个新的规定。 （4）选择塔组分比作为规定类型，提供下列信息： （5） 在监控表页，失活塔顶气相流率规定，激活刚创建的C2/C3规定。 8）添加阀 在DC2塔底物流进入最后一个塔，脱丙烷塔，之前，用阀来降低其压力。添加泵并输入下列信息： （注：阀图标为 。） （注：阀连接为 。） 9）脱丙烷塔 脱乙烷塔用精馏塔模拟，共有25块塔板，塔顶24块塔盘，再加上再沸器（注意，全凝器不计作塔板），操作压力为1620kPa（235psia）。该塔有两个生产指标，一是塔顶产品中n-C4和i-C4的摩尔分数不超过1.5%，二是塔底产品中丙烷的摩尔浓度不超过2.0%。 （1）添加精馏塔，输入下列信息。（注：精馏塔图标为 。） （2） 运行该塔。 （3）创建两个新的塔组分分数规定。 （4）失活精馏流率和回流比规定。 （5）激活刚刚创建的i-C4、n-C4和C3规定。