Transcript Comp. Chem_01

14/15 Semester 5
Computational Method in
Chemical Engineering
(TKK-2109)
Instructor: Rama Oktavian
Email: [email protected]
Office Hr.: M.13-15, T. 13-15, W. 13-15, F. 13-15
STARTING WITH HYSYS

Description:
 Start HYSYS
 Select Components
 Define and select a Fluid Package
 Enter and re-enter Simulation Environment
 Add and Specify material stream
Memulai HYSYS
Buka HYSYS dan akan muncul tampilan:
Menu bar
Tool bar
Desktop
Trace Window
Maximize/Minimize/Close icons
CREATING A NEW CASE


Untuk memulai suatu New Case, syarat
harus/wajib sudah menetapkan
 Component List (CL)
 Property Package (PP)
Kombinasi tersebut biasanya disebut Fluid
Package
 Fluid Package = CL + PP
CREATING A NEW CASE
Select File/New/Case or Ctrl+N or click on new
to start a new case
case
Adding Components

Hypocomponent
Component List
 Pure Component : secara langsung diambil dari data base
 Hypocomponent : didefinisikan oleh user
Contoh
 Kita mulai dengan komponen yang terdiri
dari campuran hydrocarbon C1, C2, C3, iC4
Property
Thermodinamika
tersedia untuk
masing-masing
komponen dengan
menyorot
komponen ybs dan
kilk tab “View
Component”
SELECTING FLUID PACKAGE
 Fluid Package = CL + PP
 Property package (PP) haeus sesuai
dengan komponen yang dipilih.
Fluid Package dalam HYSYS
Model yang tersedia:
•
•
•
•
•
Equation of State (EoS): 10 model
Activity Coefficient: 8 model
Vapor Pressure: 3 model
Advanced Com-Thermo
Lain-lain
Model yang dipilih?
Pengetahuan Thermodinamika
EQUATION OF STATE








Ideal gas
Van der Waals
Redlick-Kwong (RK)
Peng-Robinson (PR); khusus
dikembangkan untuk industry petroleum
PR-Stryjex and Vera (PRSV): extended
dari PR untuk menangani highly non ideal
sistem
Kabadi Danner: modifikasi dari SRK
untuk VLE H2O-HC in the dilute region
Sour PR
Sour SRK
EQUATION OF STATE
 Hanya valid untuk sistem yang sedikit


polar
Handal untuk memprediksi properti dari
sebagian besar hidrocarbon
Dapat digunakan pada kondisi operasi
yang sangat luas
RESUME EQUATION OF STATE
Activity Coefficient Models
KORELASI
PREDIKSI
Margules
Van Laar
Wilson
NRTL
UNIQUAC
ASOG
UNIFAC
• Syarat: harus ada
data eksperimen
• Interaksi antar
komponen
• Prediksi tidak
membutuhkan
data eksperimen
• Metode kontribusi
grup (interaksi
berdasarkan grup
fungsional)
Summary of Recommended Models
Aplikasi
Biner
Margules
Van Laar
Wilson
NRTL
UNIQUAC
A
A
A
A
A
LA
LA
A
A
A
Azeotrop
A
A
A
A
A
LLE
A
A
NA
A
A
Sistem encer
?
?
A
A
A
Berassosiasi
?
?
A
A
A
NA
NA
NA
NA
A
?
?
G
G
G
Multikomponen
Polimer
Extrapolasi
A=applicable; LA=limited application; NA = not applicable; G = good;
? = questionable
RESUME APLIKASI PROPERTY
PACKAGE (PP)
Type of Systems
Recommended Property Package
TEG Dehydration
PR
Sour Water
PR, Sour PR
Cryogenic Gas Processing
PR, PRSV
Air Separation
PR, PRSV
Atm Crude Towers
PR
Vacuum Towers
PR, Braun K10
RESUME APLIKASI PROPERTY
PACKAGE (PP)
Type of Systems
Recommended Property Package
Ethylene Towers
Lee Kesler Plocker
High H2 Systems
PR, ZJ
Chemical Systems
Activity Models, PRSV
HF Alkylation
PRSV, NRTL
TEG Dehydration with
Aromatics
PR
HC Systems where H2O
solubility in HC is
important
Kabadi Danner
Pilihan Model Thermodinamika (Chen & Mathias,
2002)
Sistem kimia
Pilihan pertama
Pilihan kedua
Problem area
Air Separation
Peng-Robinson (PR)
Soave Redlich-Kwong
Keadaan Terkait
Gas Processing
PR, SRK
BWRS
Gas Treating
Kent-Eisenberg
Electrolyte NRTL
Data, parameters, models for
mixed amine
Petroleum Refining
BK10, Chao-Seader,
Grayson-Streed, PR, SRK,
Lee-Kessler-Plocker
Heavy crude characterization
Petrochemicals-VLE
PR, SRK, PSRK
Petrochemicals-LLE
NRTL, UNIQUAC
Chemicals
NRTL, UNIQUAC, PSRK
UNIFAC
Data, parameters
Electrolytes
Electrolyte NRTL, Zematis
Pitzer
Data, parameters, databank,
model polyelectrolytes
Polymer
Polymer NRTL, PC-SAFT
SanchesLacombe EoS,
UNIFAC-FV
Data, parameters, databanks,
models for polar polymer and
block copolymer
NRTL, UNIQUAC, Data, parameters
UNIFAC
Data, parameters, models for
VLLE
Pilihan Model Thermodinamika (Chen & Mathias,
2002)
Elliott and Lira, Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics, Prentice Hall 1999
Enter Simulation Environment
Click
ADDING MATERIAL STREAM
Klik material stream
Klik Enter Simulation Environment . . .
Klik 2 kali
Specifying material stream
Specifying material stream
Specifying composition
Specifying material stream
Specifying temperature
Specifying material stream
Specifying pressure and flowrate
Tugas
Evaluasi properti fluida dengan
bantuan HYSYS
Tugas:
1. Tentukan densitas ethane pada 50 deg C dan 15 bar dengan RK, SRK dan PR
EoS bandingkan hasilnya nilai Actual Density (dari NIST) = 0.0185 g/cm3.
2. Tentukan densitas uap jenuh dan liquid jenuh dari:
propane pada suhu 70 deg C
n-butane pada tekanan uap 15.41 bar.
3. Perkirakan Tekanan uap dari propane, i-butane, n-butane dan n-pentane pada
suhu 100 deg. F, beri komentar terhadap hasil yang diperoleh dikaitkan
dengan penyimpanan komponen tersebut dalam fase liquid.
PROCEDURE-1 (Soal no.1)
 Open HYSYS New Case Add Component .
 Pilih Component: ethane, propane & n-butane dan close
component view tab.
 Pilih “Fluid Package tab” dan klik “Add”  pilih EoS “RK”
 Periksa dibawah Current Fluid Package akan tertulis: Basis-1
NC:3 PP: RK.
 Enter Simulation Basis Environment.
Procedure-2 (Soal no.1)
 Buat Stream sehingga tampilan
seperti pada gambar disamping,
 kemudian klik Stream sehingga
tampilan seperti gambar dibawah.
 Isikan kolom-kolom pada stream
tersebut dengan memperhatikan
degree of freedom dari sistim.
 Lihat hasil perhitungan densitas
pada property.
 Gunakan Fluid Package yang lain
yaitu SRK dan PR Eos.
 Kerjakan soal yang lain dengan
prosedur diatas.
Klik Stream
LEMBAR KERJA
1. Densitas ethane
RK
SRK
PR
NIST (exp.data)
Densitas (g/cm3)
0.0185
2. Molar volume (m3/kgmole) propane dan n-butane
Densitas
Propane
T=70 deg. C,
Psat=……..
n-butane
T=……….
Psat= 15.41 bar
RK
SRK
PR
Vapor
Liquid
Vapor
Liquid
3. Vapor Pressure (kPa-gauge) pada 100 deg. F
C3
Psat at 100 deg. F
i-C4
n-C4
n-C5
Newton Raphson method
Newton Raphson method
LEMBAR KERJA
Solve this problem using Newton Raphson method
1. Molar volume (m3/kgmole) propane dan n-butane
Densitas
Propane
T=70 deg. C,
Psat=……..
n-butane
T=……….
Psat= 15.41 bar
Vapor
Liquid
Vapor
Liquid
RK
SRK
PR