پارت ۱۲:آموزش جامع مبدل حرارتی پوسته و لوله

اسپن هایسیس» (Aspen HYSYS) که مخفف دو کلمه Hyprotech و Systems است، یک «شبیه‌ساز فرآیندهای شیمیایی» (Chemical Process Simulator) برجسته است که کاربرد فراوانی برای فعالان این حوزه دارد.امروزه شبیه سازهای عملیاتی، ابزاری کارآمد برای شبیه سازی عملیات شیمیایی در سطوح مختلف است که به منظور افزایش سرعت عمل، دقت، افزایش بهره وری و بهینه سازی و… مورد استفاده قرار می گیرند. لذا آموزش این موضوع برای مهندسین شیمی و مهندسین مکانیک از اهمیت زیادی برخوردار است که در این آموزش، نرم افزار HYSYS را که توانایی شبیه سازی پروژه هایی در مقیاس بزرگ در صنعت نفت، گاز، پتروشیمی، داروسازی و… را داراد، به جامعه مهندسین کشور معرفی می نماییم.از قابلیت های این نرم افزار می توان به امکان مدل سازی سریع و آسان برای حالت های پویا (دینامیک) اشاره کرد. در این نرم افزار، مجموعه ای کامل از داده های کتابخانه ای در دسترس است که موجب می گردد این نرم افزار مدل سازی واقعی را ارائه دهد. از دیگر قابلیت های کلیدی این نرم افزار می توان به: شبیه سازی جداگانه سیستم ها و تلفیق آن ها با یکدیگر، امکان ویرایش، قابلیت پیش بینی عملیات های مورد انجام و… اشاره کرد. همچنین با ساختن مدل های فیزیکی مناسب از واحدهای عملیاتی در این نرم افزار می توان توانایی مهندسان را در پیش بینی عملکرد کلی و جزیی عملیات افزایش داد.
این نرم افزار به مهندسان و طراحان کمک می کند تا محاسبات طولانی را با روشی آسان در زمان کمتر انجام دهند. با HYSYS می توان شرایط عملیاتی کارخانه را به سرعت بهبود بخشید و نیز از درستی کارکرد دستگاه ها اطمینان حاصل کرد.از قابلیت های این نرم افزار می توان به امکان مدل سازی سریع و آسان برای حالت های پویا (دینامیک) اشاره کرد. در این نرم افزار، مجموعه ای کامل از داده های کتابخانه ای در دسترس است که موجب می گردد این نرم افزار مدل سازی واقعی را ارائه دهد. از دیگر قابلیت های کلیدی این نرم افزار می توان به: شبیه سازی جداگانه سیستم ها و تلفیق آن ها با یکدیگر، امکان ویرایش، قابلیت پیش بینی عملیات های مورد انجام و… اشاره کرد. همچنین با ساختن مدل های فیزیکی مناسب از واحدهای عملیاتی در این نرم افزار می توان توانایی مهندسان را در پیش بینی عملکرد کلی و جزیی عملیات افزایش داد.
این نرم افزار به مهندسان و طراحان کمک می کند تا محاسبات طولانی را با روشی آسان در زمان کمتر انجام دهند. با HYSYS می توان شرایط عملیاتی کارخانه را به سرعت بهبود بخشید و نیز از درستی کارکرد دستگاه ها اطمینان حاصل کرد.

سرفصل‌ها
▪ درس یکم: آشنایی با محیط نرم افزار هایسیس (Aspen HYSYS)
• تعریف مدل سازی و شبیه سازی فرایندها
• کاربردهای هایسیس
• محدودیت های هایسیس در شبیه سازی
• ورود به محیط شبیه سازی، انتخاب ماده و انتخاب معادله حالت مناسب، معرفی تب های مختلف در صفحه Fluid Package
• روش های ساختن ترکیبات جدید در هایسیس
• نحوه کار با ابزارها در محیط شبیه سازی
• استخراج اطلاعات مواد (خواص فیزیکی و شیمیایی)
• تعریف جریان مواد و انرژی در نرم افزار
▪ درس دوم: تخمین خواص فیزیکی و شیمیایی و تعادل فازها
• محاسبه خواص فیزیکی یک ماده و رسم جدول
• رسم نمودار T-xy مخلوط دوتایی
• رسم نمودار P-xy مخلوط دوتایی
▪ درس سوم: شبیه سازی تجهیزات دوار و خطوط لوله در هایسیس
• آشنایی با پمپ ها و شبیه سازی آن ها در نرم افزار هایسیس
• آشنایی با کمپرسورها و شبیه سازی آن ها در نرم افزار هایسیس
• آشنایی با توربین ها و شبیه سازی آن ها در نرم افزار هایسیس
• امکانات جانبی و شبیه سازی خطوط لوله در نرم افزار هایسیس
▪ درس چهارم: شبیه سازی تجهیزات حرارتی در هایسیس
• شبیه سازی هیتر و کولر
• شبیه سازی مبدل پوسته – لوله
• شبیه سازی مبدل چند جریانی
• شبیه سازی فن کولر
• شبیه سازی کوره
▪ درس پنجم: آشنایی با انواع راکتورهای شیمیایی و نحوه شبیه سازی آن ها در هایسیس
• نحوه تعریف واکنش های شیمیایی
• شبیه سازی راکتور Plug
• شبیه سازی راکتور CSTR
• شبیه سازی راکتور Equilibrium
• شبیه سازی راکتور Conversion
• آشنایی با مفهوم Case study و کاربرد آن در آنالیز نتایج
▪ درس ششم: آشنایی با انواع تجهیزات جداسازی و نحوه شبیه سازی آن ها در هایسیس
• سیستم های جداسازی (انواع Vessel، دوفازی، سه فازی و تانک)
• سیستم های جداساز ایده آل (Component Splitter و Short Cut)
• برج تقطیر دو جزئی و سه جزئی
• برج جذب
• برج تقطیر واکنشی
• برج آزئوتروپیک (Azeotropic)
▪ درس هفتم: تعریف عملگرهای منطقی و چگونگی استفاده از آن ها در هایسیس همراه حل مثال
• تعریف Set
• تعریف Adjust
• تعریف Recycle
• تعریف Balance
▪ درس هشتم: تعریف برش نفتی
• شبیه سازی برج تقطیر اتمسفریک
• شبیه سازی Flash Drum برای جریان نفتی
▪ درس نهم: بهینه سازی فرایند
• استفاده از مفهوم بهینه سازی برای ماکزیمم کردن تابع سود برای یک برج تقطیر
• استفاده از مفهوم بهینه سازی برای مینیمم کردن مجموع حاصل ضرب ضریب انتقال حرارت در سطح مبدل های حرارتی
• ماکزیمم کردن تابع سود در کارخانه اتیلن کلراید (Ethylene chloride)
▪ درس دهم: حل مثال های تکمیلی و کاربردی
• شیرین سازی گاز ترش
• رطوبت زدایی جریان گاز طبیعی مرطوب
• ریفرمینگ متان با بخار آب
• تولید آمونیاک
• فرایند تفکیک میعانات گاز طبیعی LNG
• تولید متانول