长庆油田设计院HYSYS模拟案例14个内部教程.doc

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1、常用物料HYSYS软件计算详细步骤2008 年 3 月 251、轻怪回收计算（冷油吸收法）12、轻怪回收计算（带丙烷预冷的DHX法）133、榆林天然气处理厂脱姪脱水计算214、三甘醇脱水计算265、甲醇再生计算336、天然气相图画法367、求天然气水合物形成条件368、核算天然气井口安全注水计算369、管道热力计算3710模拟组分输入法3811、加入塔侧线、重沸器3912、增加或减少组分3913、增加参数表4014、选择组分模式40目录常用物料HYSYS软件计算详细步骤李士富2008 年 3 月 18 0一、轻婭回收计算（以西二联为例,冷油吸收法）（一）原始数据1原料气压力：150kPa2原料

2、气温度：15.6#C3 原料气流量：69. 331anol/h（101. 325kPa, 20t, 4X 10V/d；4原料气组成（以2008年2月27日研究院分析数据为准）组成C1C2C3inC4i-C5组分，%0.61480.14680.15090.01610.03100.0047组成n-Gc6扎n2合计组分，0. 00480.00150.00030.00010.02901.0000（二）输入计算中所用的全部组分和软件包步骤1、新建空白文档2、Add3、加入组分：先加烷婭方法1：选中C1按住键盘shift键，选中C6,回车C1C6全部输入；方法2： C1C6用回车键一个一个输入。4、Vie

3、w Filters （非炬化合物）5、Use F订ters6、加入N2、C02、H20、TEG、MDEA等，也可直接写分子式方式加入。7、X8、Fluid pxgs （加入软件包）9、Add10、PR 方程（Peng-Robinson）11、X12 Enter simulation Enrironment （进入模拟环境）在HYSYS计算中偶然忘掉某一组分需要添加时的计算步骤1、Enter Basis Environment （像小水壶的图案）2、Components3 Components ListT4、Add5、View6、Vi俩Filters或在Match栏直接写入欲加的组分。7、Add

4、8、X9、-10、yes（三）按事先绘制的流程图一步一步地计算加入原料气1、在图例上选中箭头移至适当位置2、双击箭头3、在名称栏填上：原料气4、TenperatureC15. 65 . Pressure kPa1506 Molar Flow kmol/h69.337、X8、双击流号原料气9 Composition （填流号原料气组成的分子分数）组分C1C2C3i-C4nC41-C5组成，%0. 61480. 14680.15090.01610. 03100. 0047组分F1-C5C6H2C02N2合计组成，%0. 00480. 00150. 00030.00010.02901. 000010

5、Nomalize（圆整为 1）0K加入水因为原料气中没有含水量，为求得饱和含水量，需要加入水，饱和后在将多余的水分离出来。1、将箭头移至适当位置2、双击3、Temperature 15 64、Pressure kPa 1505、Molar Flow kmol/h 5. 551 （lOOkg/h水，是随意加的，但必须大于饱和含水量）6、Composition H20 1. 0 其余为 0 00007 Nonalize&0K加混合器1点混合器Mixer2双击混合器3 Inlets原料气 掺水4 Outlet05 X加原料气分液罐1、点二相分离器Separator2、双击二相分离器3 、 Inle

6、ts （Stream04、Vaoour Outlet15 LiquidOutlet水6、X加压缩机（一级压缩）1、点压缩机Compressor2、双击压缩机（泵、膨胀机也一样）3、Inlet （入口流号）14、Ontlet （出口流号）25、Enenqy（能流号）P26、Worsheet （填操作参数）7、Pressure kPa （填出 口压力）5508、X压缩机一级出口空冷器1、Air Cooler （点冷凝器）2双击冷凝器3 Process Stream Inlet24 Process Stream Ontlet35、Worksheet6 、 Temperature C407 、 Pre

7、ssnre kPa4908、X加板式换热器 空冷后再用干气冷1点板式换热器LNG Exchanger2双击换热器3填热流（Hot）流号及压降：Lnlet Streams3Outlte Streams4Pressute Drop kPa （压降）10 4填冷流（Cold）流号及压降：Lnlet Streams38Outlte Streams干气Pressute Drop kPa （压降）105 Worksheet6 Temperature *C（初定热流岀口温度为）357 Pressnre kPa5307 X换热器呈黄色，说明计算未完成。因为流号63还未计算已来，待流程全连通了再调整所设 温度。

8、两相分离器1、点二相分离器Separator2、双击二相分离器3 、InletsStream44、VapourOutlet65、LiquidOutlet56、X气相分子筛脱水1点分子筛干燥器Component Splitter 2双击分子筛干燥器3 Inlets4 Overhead Ontlet75 Bottoms Ontlet86 Enerqy Streams7 Parameters （确定参数）8、按表格填数据 流号9 Vapour Fraction10 Tenperature C11 Enthalpy12 Pressnre kPa13 Splits （组分切割）qi671.01.0530

9、52014 H20 流号7填水1. 000,其余填0. 00,意即全部水从顶部脱出Temperature C 和 Enthalpy 自动算出。15 X压缩机二级压缩1、点压缩机Compressor2、双击压缩机（泵、膨胀机也一样）3 Inlet （入口流号）84、Ontlet （出口流号）95、Enenqy （能流号）P36 Worsheet （填操作参数）7、Pressure kPa （填出 口压力）20008、X5加入空冷器1、Air Cooler (点冷凝器)2双击冷凝器3 Process Stream Inlet94 Process Stream Ontlet105、 Workshee

10、t6 、 Temperature407 、 Pressnre kPa19808 . X加入板式换热器（贫富气换热器） 空冷后再用干气冷1点板式换热器LNG Exchanger2、Add Side （增加一股流）3双击换热器4填热流(Hot)流号及压降:Lnlet StreamsOutlte Streams（压降）101110Pressute Drop kPa5填冷流（Cold）流号及压降：Ln let Streams13Outlte Streams14Pressute Drop kPa（压降）106、填冷流（Cold）流号及压降；Lnlet Streams62Outlte Streams63P

11、ressute Drop kPa（压降）107 Worksheet8 Temperature C（初定热流出口温度为）09 Pressnre kPa197010 X换热器呈黄色，说明计算未完成。因为流号13、62还未计算出来，待流程全连通了再调整 所设温度。加入氨蒸发器1、Cooler （点冷凝器）2双击冷凝器3 Inlet114 Ontlet125 Enerqyql46 Worksheet7、Temperature C-258 、 Prftssnrp kPa19509、X加入两相分离器（低温分离器）1点二相分离器Separator2、汝击二相分离器3 、 Inlets Stream4、Vap

12、our Outlet5、Liquid Outlet6、X121513脫乙烷塔兼吸收塔计算先不加入吸收，等液化气塔算完后有了稳定轻怪后再加入吸收。1 点不完全塔Robo i led Absorber2双击不完全塔3 Top Stage Inlet14 154 Ovhd Vapour Outlet （气相出口）165 Bottoms Liquid Outlet （液相出口） 176理论板数n=157 Reboiler Enerqu Stream （重沸器能流号）h28 Next9 Top Stage Pressure kPa10 Reooiler Pressure kPa1600165011 Ne

13、xt12 Next13 Done14 Spss15用Delete将Column Specifications栏中项目全部删掉，点Monitor看自由度（Deqrecs of Frsdom）为1,确定重沸器组成（或温度），此处为组成，目的是保证液化气合格。16 Add17 Column Component Fraction18 Add Spec s29 Specs20 ARebo订er （重沸器）21 Components22 A Ethane （乙烷）23 Spec Value 0.07 （要求重沸器乙烷含量7%）24 Run运算结束Converget变绿色25 X加入板式换热器1点板式换热器

14、LNG Exchanger2双击换热器3填热流（Hot）流号及压降：Lnlet StreamsOutlte StreamsPressute Drop kPa （压降） 4填冷流（Cold）流号及压降：Lnlet StreamsOutlte StreamsPressute Drop kPa （压降）5 Worksheet6 Temperature C（初定热流出口温度为）25261017181088#16407 Pressnre kPa7 X换热器呈黄色，说明计算未完成。因为流号26还未计算出来，待流程全连通了再调整所设 温度。加入液化气塔如果只做方案设计，可用完全塔（DistElation C

15、olumn）,比较简单。如果施工图设计因 为要知道空冷器负荷、泵的负荷、回流量等参数，要用以下方法计算。I 点不完全塔Roboiled Absorber2双击不完全塔3 Top Stage Inlet184 Ovhd Vapour Outlet （气相岀口）195 Bottoms Liquid Outlet （液相岀口）256理论板数n=157 Reboiler Enerqu Stream （重沸器能流号）2008 Next9 Top Stage Pressure kPa130010 Reboiler Pressure kPa1320II Next12 Next13 Done14 Spes15

16、用Delete将Column Specifications栏中项目全部删掉，确定重沸器组成（或温度）， 此处用温度，目的是好计算。可用边算边看液化气组成的办法，待液化气合格了温度就确定 了。16 Add17 Temperature C18 Add Spec s19 Temperature29 Specs20 ARebo订er （重沸器）21 Spec Value 填 152 （温度）22 Run运算结束Converget变绿色，看液化气质量合格。25 X塔顶空冷器1 Air Cooler （点冷凝器）2双击冷凝器3 Process Stream Inlet194 Process Stream

17、Ontlet205、fforksheet6、 Temperature C401 、 Pressnre kPa12908、X20不凝气21水0三相分离器（也可两相分离）主要看是否有水。1、点 3-Phase Separator 三相分离器2、双击三相分离器3 、 Inlets （Stream4、Vapour5、Liqht Liquid、Heavy Liquid、X加入回流泵123点泵Pump 双击泵Inlet（入口流号）4 Ontlet （出口流号）5 Enenqy （能流号）6 Worsheet7填出口压力8 X21222231350加入分配器将液亿气分成回流和产品两部分1、点分配器（Tee）

18、2、Inlet3 Outlet4、X2223 液化气加入循环12345点循环Recycle 双击循环 lnlesOutletX2324将回流加入液化气塔1、点击液化气塔2、调整液化气塔进料，物流18进入塔中部，回流24进入塔上部。3 Run加入平衡求得液化气和稳定轻油饱和蒸气压、干气的露点。1、Balause2、lnles Streams3、Outlet Streams4、双击 Balause5、Parameters在 Balause Type 栏选 Mole液化气 液化气产品7、Worksheet8、在Name栏填：液化气产品9、在Vapour填气相分数：0.0010、Temperature

19、 C37. 8显示饱和蒸气压为959.8kPa,规定为1430kPa（表），说明脱乙烷塔的乙烷还可以少脱出些, 以便增加液化气的产量。稳定轻油的饱和蒸汽压同上，不再赘述。稳定轻油换热后空冷1、Air Cooler （点冷凝器）2双击冷凝器3 Process Stream lnlet264 Process Stream Ontlet275、 Worksheet6 、 Temperature C407 、 Pressnre kPa13008、X加分配器将稳定轻油分成两部分，以部分作为产品出装置，另一部分作为吸收油。1、点分配器（Tee）2、Inlet273 Outlet28轻油4、X加入混合器将脱

20、乙烷塔顶气体与吸收剂混合，是吸收剂预饱和。 流号26、16混合后去吸收剂蒸发器。1点混合器Mixer2双击混合器3 Inlets28 664 Outlet29加入吸收剂蒸发器1、Cooler （点冷凝器）2双击冷凝器3 Inlet4 Ontlet5 Enerqy6、 Worksheet7 、 Temperature C8 、 Pressnre kPa9、X2930210251290加入两相分离器1、点二相分离器Separator2、双击二相分离器3 、 Inlets Stream30314、 Vapour Outlet5、 Liquid Outlet345454加入节流阀因为外输气一般站内使用

21、压力不需要那么髙，加节流阀可以回收能量,使温度进一步降低。 1节沆阀2双击节流阀3 Inlet314 Outlet625 Worksheet6 PressurekPa5807 X加入溶剂循环泵1 点泵Pump2双击泵3 Inlet （入口流号）344 Ontlet （出口 流号）355 Enenqy （能流号）2226 Worsheet7填岀口压力16508 X加入循环1 点循环Recycle2双击循环35323 lnles4 Outlet调整脱乙烷塔进料，塔顶加入吸收剂1、物流32进入塔顶2、物流14进入塔中3、物流15进入塔下4、按步骤计算直到颜色变绿为止。丙烷制冷循环计算本图中没有给出

22、需要将Cooler（冷却器）换成Heat Exchanger （换热器）1、双击流号502、Composition （给流号50填组成，并假定C3含量为1. 000,其余为0.00。如果已知丙烷组成可输入实际数值!）3、Nomalize（圆整为 1）4、0K5、Worksheet6、Temperature C初定-307 Pressure kPa初定115.06、 Molar Flow kmol/h初定20加丙烷压缩机1、点压缩机Compressor2、双击压缩机3、Inlet （入口流号）514、Ontlet （出口流号）525、Enenqy（能流号）1116 x Worsheet （填操

23、作参数）7、Pressure kPa （填出 口压力）17008、X加冷却器1、Cooler （点冷凝器）2双击冷凝器3 Inlet4 Ontlet5 Enerqy6、Worksheet7 、 Temperature C8 、 Pressnre kPa9、X1节流阀2双击节流阀3 lnle:4 Outlet5 Worksheet6 Pressure kPa7 X5253114401690加节流阀5354115加入循环54541 点循环Recycle2双击循环3 lnles4 Outlet505 X形成闭路循环，调节丙烷循环量，至蒸发器颜色变灰。加入平衡看液化气和轻油饱和蒸气压是否符合产品质量要

24、求1、 Balause2、 lnles StreamsOutlet Streams4、双击 Balause5、Parameters6、在 Balause Type 栏选 Mole7、Worksheet8、在Name栏填：9在Vapour填气相分数：10 Temperature C 符合要求。液化气液化气产品液化气0.0037.8对应的饱和蒸气压为1290kPa,小于1430kPa,稳定轻油饱和蒸汽压求法同液化气，不再赘述。54二、轻姪回收计算（带丙烷预冷的DHX法） 以福山油田二套轻姪回收为例（-）原始数据1原料气压力：1600kPa2原料气温度：30C3 原料气流量：886.6kmol/h（

25、101. 325kPa, 20C, 51X lCV/d）4原料气组成组成GC2C3i-Gn-C4i-C5n-Cs组分，0. 72260.13550. 06040.00910.01170.00400.0024组成C6C7C8C9C02N2合计组分，0.00150. 00060.00020.00010.03970.0122100.00（二）输入计算中所用的全部组分和软件包步骤方法同前，不再赘述。（三）绘制流程图13#（三）工艺计算本计算原料气不含水，故省略了分子筛脱水部分， 原料气压缩1原料气2 Temperature C303 Pressnre kPa16004 Molar Flow kmol/

26、h886.55 Components按组成数据一一输入，此处不再赘述。加入压缩机1、点压缩机Compressor2、双击压缩机原料气11003、Inlet （入口流号）4、Ontlet （出口流号）5、Enenqy （能流号）6、Worsheet （境操作参数）7 Pressure kPa （填出 口压力）35008、X加入冷却器1、Cooler （点冷凝器）2双击冷凝器122004534903 Inlet4 Ontlet5 Enerqy6 Worksheet7 、 Temperature C8 、 Pressnre kPa9、X二级压缩1、点压缩机Compressor2、双击压缩机3、Inl

27、et （入口流号）24、Ontlet （岀口流号）35Enenqy（能流号）3006 fforsheet （填操作参数）7、Pressure kPa （填出口压力）43208、X加冷凝冷却器1、Cooler （点冷凝器）2双击冷凝器344004043103 Inlet4 Ontlet5 Enerqy6 Worksheet7 、 Temperature C8 、 Pressnre kPa加入贫富气换热器（板式，三股流）1点板式换热器LNG Exchanger2、Add Side （増加一股流）3双击换执器4填热流（Hot）流号及压降：Lnlet Streams4Outlte Streams5Pr

28、essute Drop kPa（压降）105填冷流（Cold）流号及压降：Lnlet Streams815Outlte Streams9Pressute Drop kPa（压降）106、填冷流（Cold）流号及压降：Lnlet Streams12Outlte Streams干气Pressute Drop kPa（压降）107 Worksheet8 Temperature *C（初定热流出口温度为）T49 Pressnre kPa430010 X换热器呈黄色，说明计算未完成。因为流号8、12还未计算出来，待流程全连通了再调整所 设温度，加入丙烷蒸发器（板式，两股流）1点板式换热器LNG Exch

29、anger2双击换热器3填热流（Hot）流号及压降：Lnlet Streams5Outlte Streams5Pressute Drop kPa （压降）10 4填冷流（Cold）流号及压降：Lnlet Streams50Outlte Streams51Pressute Drop kPa （压降）105 Worksheet6 Temperature C（初定热流出口温度为）-307 Pressnre kPa42907 X加入低温分离器（两相）1、点二相分离器Separator2、双击二相分离器3 、InletsStream54VapourOutlet6LiquidOutlet76、X加入节流阀

30、1节流阀2双击节流阀3 Inlet74 Outlet85 fforksheet6 PressurekPa21007 X加入膨胀机1、点压縮机Compressor2、双击压缩机3、 Inlet（入口流号）4、Ontlet （出口流号）5、Enenqy （能流号）6 x fforsheet （填操作参数）7、Pressure kPa （填出 口压力）6105001800 （注：要求外输压力1700kPa）8、X加入重接触塔I 吸收塔（Absorber）2双击3 Top Staqe Inlet104 Bottom Staqe Inlet175 Ovhd Vapour Outlet116 Bottom

31、 Liquid Outlet137 Staqes n =68流号179 Temperature t-5510 Pressnre kPa1860II Molar Flow kmol/h185.712 Components （先假设一个组成，根据脱乙烷塔顶气冷凝冷却至-55C时的液相填入）1770kPa1800kPa13 Next9 Top Staqe Pressure10 Bottom Staqe Pressure11 Next12 Done13 Run 14保存加入液婭泵1 点泵Pump2双击泵131460021003 Inlet （入口流号）4 Ontlet （出口流号）5 Enenqy （

32、能流号）6 Worsheet7填出口压力加入脱乙烷塔1点不完全塔Robo订ed Absorber2双击不完全塔3 Top Stage Inlet14 9Ovhd Vapour Outlet （气相出口）19174 Bottoms Liquid Outlet （液相出口）186理论板数n=157 Rebo订er Enerqu Stream （重沸器能流号）7008 Next9 Top Stage Pressure kPa187010 Rebo订er Pressure kPa189011 Next12 Next13 Done14 Spes15用Delete将Column Specification

33、s栏中项目全部删掉，确定重沸器组成（或温度）, 此处为组成，目的是保证液化气合格。16 Add17 Column Component Fraction18 Add Spec s29 Specs20 ARebo订er （重沸器）21 Components22 A Ethane （乙烷）23 Spec Value 0.07 （要求重沸器乙烷含量7%）24 Run运算结束Converget变绿色25 X加入液化气塔1 点完全塔Distillation Column2双击完全塔3 Inlet Strains184 Total （全冷凝）5 Ovha Liquid Outlet液化气6 Bottoms

34、Liquid Outlet227 Rebo订er Energu Stram （重沸器能流号）9508 Condenser Energu Stram1000 9理论板数n=1610 Next11 Condenser Pressure kPa130012 Rebo订er Pressure kPa132013 Next14 Next15 Done16用Delete将Column Specifications栏中项冃全部刪掉，确定塔顶冷凝器和塔底重沸器 组成（或温度或回流比）。17 Specs18 Add19 Column Component Fraction20 Add specLsJ21 （ St

35、age22 Reboiler23 Component24 Ai-C4 n-C40.020.0325 Spec Valu （i-C4 n-C4在塔底的组成）初定26 X27 Add28 Column Component Fraction29 Add specs30 stage31 ACondenser32 Component33 A i-C5 n-C534 Spec Value （指标规定C5不大于0.03）35 Run运算未完成。36 Stop37 Monitor38 将 Comp Fiaction-2 改为 0.02439 Run, Conveqed变为绿色，运算完成，加入脱乙烷塔顶换热器（

36、板式，两股流）1点板式换热器LNG Exchanger2双舌换热器3填热流（Hot）流号及压降；Lnlet Streams19Outlte Streams15Pressute Drop kPa（压降）104填冷流（Cold）流号及压降：Lnlet Streams11Outlte Streams12Pressute Drop kPa（压降）105 Worksheet6 Temperature *C（初定热流出口温度为）-557 Pressnre kPa18607 X加入循环目的是调整原先设定的参数。1 点循环Recycle2双击循环3 Inles154 Outlet175 X此时塔要自动重新进行

37、计算，如果不收敛，要调整参数，主要是塔的参数。 调整各换热器的温度参数，直至颜色变灰为止。加入丙烷制冷系统丙烷制冷循环计算1、双击流号502、Composition （给流号50填组成，并假定C3含量为1.030,其余为0.00。如果已知丙烷 组成可输入实际数值!）3、Nonalize（圆整为 1）4、0K5、Worksheet6、TemperatureC初定 -307、Pressure kPa初定 115.06、Molar Flow kmol/h初定20加丙烷压缩机1、点压缩机Compressor2、双击压缩机3、Inlet （入口流号）514、0n:let （岀口流号）525、Enenqy

38、 （能流号）8006 Worsheet （填操作参数）7、Pressure kPa （填出 口压力）17008、 X加冷却器1、Cooler （点冷凝器）2双击冷凝器3 lnle:524 Ontlet535 Enerqy9006 Worksheet7 、 Temperature C408 、 Pressnre kPa16909、X加入循环1 点循环Recycle2双击循环3 lnles534 Outlet505 X加节流阀1节流阀2双击节流阀bO3 Inlet4 Outlet505 fforksheet6 PressurekPa1157 Xon形成闭路循环，调节丙烷循环量，至蒸发器颜色变灰。三

39、榆林天然气处理厂脱姪脱水计算榆林天然气处理厂采用小压差大冷量技术，实现脱水脱婭的目的（一）原始资料1、天然气组成序号组分组成，%mol夏季工况冬季工况1C193.83583同左2C23.220593C30.456614iC40. 078345nC40.079836iC50.054647nC50.029368nC60.076929nC70.0455110nC80.0223911nC90.0077512nClO0.0018113nCll0.0002614nC120.0000715nC130.0000116N20.3125617H200.0269318C021.7350719MeOH0.013722、操作条件温度：夏季20C,冬季5C压力：4600kPa流量:5287kmol/h（单套 305X10悩/d）（二）工艺流程213:7?7?加入原料气48.89C5890kPa33.13kmol/h（三）计算步骤1 Temperatura2 Pressure