HYSYS培訓教程AspenTech戰略聯盟：2008年10月1HYSYS培訓教程

——安裝及簡單使用陸地科技2008年10月2培訓內容HYSYS安裝過程模擬基本概念HYSYS操作入門HYSYS案例分析HYSYS編程問題交流3安裝盤內容AspenONE2006.5（版本還在更新）購買的包裹里包含以下內容：通知哪些產品具有授權的信件DVD介質盤

許可證文件（僅當發來了加密狗時才有）許可證工具軟件使用指導4備注如果沒有加密狗，必須運行工具軟件給Aspen公司發送加密鎖代碼以便生成許可證文件需要用戶打印安裝指導手冊（在文檔DVD盤中）DVD介質盤DVD1AspenEngineeringSuite（工程套件）DVD2AspenManufacturingandSupplyChain（加工及供應鏈套件）AspenDocumentationDVD

所有產品的說明書（PDF，Help）單獨安裝5安裝6授權類型授權服務器單機版網絡及本地授權無7AspenEngineeringSuiteAspenACOL（錯流換熱器）AspenAcol+AspenAdsim（氣液吸附及離子交換）AspenAerotran（空冷、燃氣、加熱爐）AspenAPLE（盤形換熱器）AspenBatchPlus（批量處理過程）AspenBatchSep（間歇精餾）AspenCaseAnalysisTools（案例分析）AspenCatRef（煉廠反應器模型）AspenChromatography（色析過程）AspenCustomModeler（自定義模型）AspenDynamics（動態模擬）AspenFCC（催化裂化模擬工具）AspenFIHR（燃燒器）AspenFiredHeater（加熱爐）AspenFLARENET（火炬管網）AspenFRAN（電廠用換熱器）AspenHetran（管殼式換熱器）AspenHTFS+（換熱器設計）AspenHX-Net（熱夾點）AspenHydrocracker（氫化裂解）AspenHydrotreater（加氫精制）AspenHYSYS（流程模擬優化軟件）AspenHYSYSExtensions（HYSYS擴展）AspenHYSYSUpstream（HYSYS上游組件）AspenIcarusProcessEvaluator（伊卡洛斯過程求值程序）AspenIcarusProjectManager（伊卡洛斯工程管理）AspenKbase（成本評估）8AspenModelRunner(模型運行器)AspenMUSE（板翅式換熱器）AspenOnLine（向模型在線傳送數據）AspenOnLineDeployment（在線部署）AspenOOMF（編程組件）AspenPIPE（無支路管道單相/兩相流）AspenPIPESYS（管道水力學軟件包）AspenPlate+（板式換熱器）AspenPlus（煉廠流程模擬）AspenPolymersPlus（聚合物）AspenProcessManual（流程知識管理）AspenProcessTools（25個獨立工具包）AspenProperties（屬性包）AspenQuestimate（快速評估系統）AspenRefSYS（石油化驗/煉廠）AspenRemoteSimulationService（遠程模擬服務）AspenSimulationWorkbook（Excel插件）AspenSULSIM（含硫尾氣處理）AspenTASC（管殼式換熱器）AspenTasc+AspenTeams（管殼式換熱器機械設計、成本估算及繪圖）AspenTICP（絕緣設計優化）AspenUtilitiesPlanner（基于方程的工具）AspenZyqad（C/S模式工程設計文檔管理軟件）9操作系統要求10其它軟件要求11安裝類型Standard（單機版）Server（網絡服務版）12內容HYSYS安裝過程模擬基本概念HYSYS操作入門HYSYS案例分析HYSYS編程問題交流13基本概念過程系統模擬對給定系統結構的現有過程系統，建立整個系統的數學模型，在計算機上進行求解，得出在給定條件下系統的特性和行為，即確定流程系統的工況特性。輸入輸出過程系統系統特性物流能流信息流?物流能流信息流14穩態/動態模擬穩態模擬輸入-系統特性-輸出不隨時間的推移而變化。熱量、物料衡算尺寸計算、費用估算動態模擬主要研究系統的動態特性，一般由線性或非線性微分方程表達，描述當系統受到擾動后，各變量隨時間變化的響應過程。裝置的開停車試驗裝置的適應性和穩定性試驗自控方案設計試驗DCS組態方案試驗工藝改造可行性分析事故預案和緊急救災方案試驗操作員培訓15穩態與動態模擬的差別穩態模擬不需要與穩態結果無關的信息。如：塔徑大小、所有貯罐的尺寸、控制閥的尺寸等。動態模擬需要設備的尺寸信息。采用“壓力驅動”。需要控制回路。穩態模擬動態模擬僅有代數方程物料平衡用代數方程描述能量平衡用代數方程描述嚴格的熱力學方法無水力學限制無控制器有微分方程和代數方程物料平衡用微分方程描述能量平衡用微分方程描述嚴格的熱力學方法有水力學限制有控制器16模擬的三個核心環節系統模型組成系統的各個單元模型。對系統結構進行表述。物性數據和熱力學模型基礎物性：分子量、沸點，臨界溫度、壓力、體積，偏心因子等。計算特定溫度和壓力下的性質。解算方法針對不同模型特點的有效的解算方法。17HYSYS的特點組分及物性包提供了功能強大、嚴格物性計算包，包括20,000個交互作用參數和4,000多個純物質數據。來源于世界富有盛名的物性數據系統，并經過嚴格校驗。提供了物性預測系統，對于標準庫沒有包括的組分，可通過定義假組分，然后選擇HYSYS的物性計算包來計算基礎數據。提供了數據回歸包，用實驗數據或庫中的標準數據通過該工具用戶可得到焓、氣液平衡常數K的數學回歸方程(方程的形式可自定)。原油的處理：原油管理器可以對用戶的任何實驗數據處理，將原油轉換成虛擬組分計算，原油管理器中提供大量的關聯式供用戶選擇。18熱力學模型狀態方程（EOS）GCEOS、KabadAspenONE、Lee-KeslerPlocker、Peng-RobinsonPRSV、SRK、SourPR、SourSRK、ZudkevitchJoffee活度模型（ActivityModel），液體的活度模型ChienNull、ExtendedNRTL、GeneralNRTL、Margules、NRTLUNIQUAC、vanLaar、WilsonChao-Seader模型，半經驗的方法ChaoSeader、GraysonStreed蒸氣壓力模型，蒸氣壓力K值模型Antoine、BraunK10、EssoTabular其它模型，不屬于以上4類的其它模型AminePkg胺屬性包、ASMESteam、GlycolPPkg乙二醇屬性包NBSSteam、MBWR、OLI_Electrolyte19單元操作容器兩相分離器，三相分離器，罐，重沸器等熱傳遞裝置空冷器，冷卻器，加熱爐，換熱器，加熱器，LNG等旋轉裝置壓縮機，膨脹機，泵等管線裝置ASPEN水力學子流程，壓縮氣體管線，液-液水力旋流器，管線部件，PIPESIM，PIPESYS，PIPESIM增強模塊，安全閥，三通，閥門固體處理旋風分離器，水力旋流器，真空旋轉分離器，簡單固體分離器反應器連續攪拌反應罐，轉化反應器，平衡反應器，Gibbs反應器等預設的塔模型3剝離塔，4剝離塔，吸收解吸塔，蒸餾塔，常減壓塔，精餾塔，組分分離器，液-液萃取塔，有再沸器的吸收塔，有回流的吸收塔，三相蒸餾塔，殘油吸收塔等。所有塔都能在板上加反應單元進行反應精餾。由于采用了面向目標的編程工具，塔板、重沸器、泵、回流罐等都是相互獨立的對象，可以任意組合這些對象邏輯操作調節，平衡，循環，設置，電子數據表，傳遞功能模塊，PID控制器，布爾運算等HYSYS包含了許多單元操作，這些單元操作組成了流程。正確把物流和單元操作連接起來，就可以模擬大量石油、天然氣、石化、化工方面的操作過程。20內容HYSYS安裝過程模擬基本概念HYSYS操作入門HYSYS案例分析HYSYS編程問題交流21HYSYS操作入門HYSYS結構和界面模擬基礎管理器自定義單位集添加物流閃蒸計算公用工具自定義工作薄單元操作搭接模擬制作模板子流程電子表格HYSYS報告22HYSYS結構和界面FileToolsHelp23自定義單位集默認單位EuroSIFieldSI克隆修改氣量，NM3/d密度，g/cm3壓力，MPag流量，tonne/d能量，kW標準密度，g/cm324自定義單位參數單位HYSYS中表示備注質量ttonne噸質量流量t/dtonne/d噸/天密度g/ccg/cm3克/立方厘米體積m3m3立方米體積流量m3/dm3/d立方米/天氣體流量Nm3/dNm3/d(gas)標方/天壓力MPaMPag兆帕(表壓)壓損kPakPa千帕溫度℃C攝氏度溫降℃C攝氏度長度mm米功率kWkW千瓦熱量kJkJ千焦傳熱系數W/m2.CW/m2-C瓦/平方米.攝氏度動力粘度cPcP厘泊25模擬基礎管理器

Components組份列表FluidPkgs流體包Hypotheticals假組份OilManager油管理器Reactions反應列表26天然氣組分27虛擬組分C7+，NBP110℃28原油表征化驗切割安裝29組分排序30導入/導出組分列表流體包虛擬組分原油化驗數據31HYSYS結構主流程子流程塔子流程32添加物流面板Workbook菜單項F11從現有物流定義連線單元操作33閃蒸計算閃蒸計算在物流組成確定的情況下，Vf,T,P,H,S等參數，HYSYS只要在這些變量中知道兩個（且其中一個是T/P），即可確定其它三個變量的值。完全定義物流閃蒸計算+物流流率露點計算汽相中產生第一滴液體Vf=1，TP，或Vf=1，PT泡點計算液相中產生第一個汽泡Vf=0，TP，或Vf=0，PT34相圖35Utilities公用工具Utilities公用工具Description說明BoilingPointCurves沸點曲線Obtainslaboratory-styledistillationresultsforstreams.從物流得到試驗室型的蒸餾結果CO2FreezeOutCO2冰點DeterminesstreamCO2freezingconditions.確定流CO2凍結條件。ColdProperties冷性質CalculatesseveralstreamColdProperties,forexampleTrueandReidVapourPressures,FlashPoint,PourPoint,RefractiveIndex,andsoforth.計算幾個物流的冷性能，例如真實的和雷特蒸汽壓力，閃點，凝點，折射率，等等。CompositionCurves組成曲線Optimizestheuseofprocessheatexchangeandutilitiesforheatexchangers,LNG's,coolers,andheaters.優化使用過程中的熱交換，換熱器效率，液化天然氣的，冷卻器，加熱爐36Utilities公用工具Utilities公用工具Description說明CriticalProperties臨界性質Calculatestrueandpseudocriticalpropertiesforstreams.計算物流的真實和擬臨界性質DataRecon數據偵察UsedbyHYSYS.RTOoptimizationobjectsasadataholderthatallowsformultiplesetsofstreamdata,eachcorrespondingtoadifferentset.用HYSYS.RTO優化對象作為多套物流的數據載體，每個物流對應不同的數據。Depressuring-Dynamics減壓-動態Modelsthepressureletdownofasinglevesselornetworkofvesselsunderplantemergencyconditions.模擬工廠應急條件下單個容器或容器網絡的壓力下降模型Derivative衍生UsedbyHYSYS.RTOtoholdallthedatausedfordefiningtheRTOoptimizerconstraintsandvariables.用HYSYS.RTO處理所有RTO優化器所需的約束條件的變量37Utilities公用工具Utilities公用工具Description說明Envelope相圖Showscriticalvaluesandphasediagramsforastream.顯示物流的臨界值及相圖HydrateFormation水合物的形成Determinesstreamhydrateformationconditions.確定流水合物的形成條件Parametric參數TheParametricUtilityintegratesNeuralNetwork(NN)echnologyintoitsframework.ThemajorfunctionoftheutilityistoapproximateanexistingHYSYSmodelwithaparametricmodel.參數公用工具集成神經網絡（神經網絡）技術。其主要功能類似現有的參數化HYSYS模型PipeSizing管線規格Performsdesigncalculationsonanyofthecasestreams.為各種方案的物流進行設計計算38Utilities公用工具Utilities公用工具Description說明PropertyBalance屬性平衡Performsbalancecalculationsacrossanyutilities.Youcanselectindividualutilitiesortheentireflowsheet.跨越所有裝置執行平衡計算，您可以選擇個別裝置或整個工藝流程。PropertyTable屬性表Examinesstreampropertytrendsoverarangeofconditions.在一定范圍內審查物流的屬性趨勢TraySizing塔盤規格Sizeorrateexistingsectionsorfulltowers.計算已有部份或全部塔的尺寸或流速UserProperty用戶屬性Definesnewstreampropertiesbasedoncomposition.根據組份定義新的物流屬性VesselSizing容器規格SizeandcostinstalledSeparatorUnitOperations.計算安裝分離器單元操作的規格或成本39自定義工作薄40單元操作搭接模擬丙烷制冷41制作模板42子流程43電子表格44電子表格輸出45輸入到電子表格46電子表格計算電子表格格具有強大的數學和邏輯函數處理能力，想要查看可利用的函數和相應的表達式，可以點擊函數幫助按鈕。幫助屬性窗口中包含數學表達示、邏輯表達示和數學函數三部分。所有函數前面必須添加“+”（簡單數學運算）或“@”（邏輯運算、三角函數、對數等運算）才能執行運算。基本數學函數包括：加（+）、減（-）、乘（*）、除（/）、絕對值（@ABS）、乘方（^）、開方（@SQRT）、派（PI）、階乘（！）等。對數函數：對數（@LN或@LOG）、冪指數（@EXP）、雙曲線（@SINH）、范圍內表達示（@INRANGE）、范圍限制表達示（@INLIMIT）、百分比內表達示（INPERCENTAGE）等。三角函數：電子表格格中包括所有的三角函數運算。三角（@SIN）、反三角（@ASIN）。邏輯操作：電子表格格支持布爾邏輯。等于（==）、不等于（！=）、大于（>）、小于（<）、對于等于（>=）、小于等于（<=）。IF/THEN/ELSE語句：基本結構為：@IF（條件）THEN（如果正確）ELSE（如果不正確）。這個語句中的三個關鍵詞缺一不可，并且必須有括號。47HYSYS報表48內容HYSYS安裝過程模擬基本概念HYSYS操作入門HYSYS案例分析HYSYS編程問題交流49前言進行流程模擬時首先要選擇使用何種流程模擬系統軟件。選擇流程模擬系統時，一般依據流程模擬系統所包括的內容（如物性數據庫中組分的數目和物性數據項數、熱力學性質計算模型和方法的多少，單元模擬的數目等）、模擬結果的精度或可靠性、使用的方便程度等。各種流程模擬系統所包括的內容各不相同，但都包括基本物性數據庫、熱力學性質計算模型和方法、單元模塊庫。對于一般的具體流程模擬問題，只要有所模擬的流程涉及組分的物性數據，有能處理該流程熱力學性質計算的模型和方法，有能建立整個流程數學模型的單元模塊即可，不必過分強調流程模擬系統的規模和內容。各種流程模擬系統計算結果的精度，既取決于流程模擬系統本身，更取決于使用者本身。這是因為：流程模擬系統有多種熱力學方法、多種單元模塊可供選擇，使用者憑經驗選擇的好壞，直接影響計算結果的精度；要進行模擬計算，使用者必須向模擬系統提供所需的全部數據，數據的質量也嚴重影響計算結果的精度和質量；流程模擬系統計算結果的質量依靠使用者進行判斷，這取決于使用者的經驗和理論水平。[1][1]楊友麒．化工過程模擬與優化．北京：化學工業出片社，2006.350聯合站流程51流程說明進站液量8700t/d，含水96%，氣量5000NM3/d，壓力0.25MPa，溫度65℃。兩相分離（

φ2200×8204，6臺，運行2臺）后的原油（含水率96%）進入壓力沉降罐（φ3000×16608，5臺，運行3臺）進行油水分離，污水進入污水站，原油進入緩沖罐由脫水泵（出口0.18MPa，

DYJ65-50×2，37KW）升壓后進入進入電脫水器（

φ3000×12600，

50KVA，3臺）。脫水后的原油（含水率<0.3%）送到加熱爐升溫（出口溫度95℃，DRS60-Y(Q)，

700KW，熱效率78％），再進入穩定塔（操作壓力-0.04MPa，

φ2000x28500），穩定后的原油（含水率0.1%、溫度88℃）與脫水泵升壓后的冷油換熱，換熱后的原油（溫度75℃）進入凈化油罐。壓縮機進口20℃、-0.04Mpa；出口75℃，

40KW。穩定塔入口壓力：69.7KPa穩定塔塔頂溫度：92℃穩定塔塔頂壓力：-62.4kPa穩定塔輸出溫度：97.7℃（塔底）穩定塔液位：-4.3%1#分離器壓力：-62.4kPa1#分離器液位：42.9%

2#分離器壓力：45.4kPa2#分離器液位：7.8%

壓縮機入口溫度：20℃壓縮機出口溫度：63.9℃

閃蒸氣流量:0.3m3/h

壓縮機潤滑油壓務:261.5kPa輕油指標:1000t/a,3-4t/d??52問題輕油產量？是否還有優化空間？53天然氣及原油化驗數據溫度餾分收率累計收率℃m%m%580.00.01001.51.51502.33.81751.75.52001.67.12252.89.92503.213.12752.815.93003.619.53256.926.43505.031.43754.535.94005.241.14255.846.94507.454.34757.561.85005.467.2＞50032.8100.0組分mol%C181.862C23.767C35.507i-C41.308n-C43.369i-C51.332n-C51.422C61.088C70.284C80.061合計100.00054注意標準狀態298.15K(25℃)，10