Sistemas de informação aplicados à engenharia de processos químicos: comparação de simuladores de processo: Aspen vs. HYSYS

Alexandre Duarte Cortes Júlio

Key information

Authors:

Alexandre Duarte Cortes Júlio (Alexandre Duarte Cortes Júlio)

Supervisors:

João Carlos Moura Bordado (João Carlos Moura Bordado); Filipe José Da Cunha Monteiro Gama Freire (Filipe José Da Cunha Monteiro Gama Freire)

Published in

11/14/2008

Abstract

Since 2007, Aspentech provides to universities, a single closed software package, joining two process simulators: Aspen Plus/Dynamics and HYSYS. This work provides a comparison, analysing the integration between them and other products included into the software package. As a case study, it was selected “Ammonia Converter Design”, with available tutorials for both Aspen Plus and HYSYS, from multimedia CD “Using Process Simulators in Chemical Engineering” by Seider, Seader & Lewin. Each of these steady-state simulations has its own thermodynamic model and specific database. Using, for reference, an ammonia synthesis process published on “Ullmann's encyclopedia of industrial chemistry”, it has been realized that none of the thermodynamic models simulate accurately the ammonia condensation. A new Aspen Plus thermodynamic model, published by AspenTech in April/2008, provided good agreement with the reference. But only the next version (V7.0) will allow the implementation of the same thermodynamic model over HYSYS. To run a dynamic simulation, HYSYS Dynamics Assistant helps to make the initial spec of the model. Instead, Aspen Plus Pressure Checker only pin-points problems, that must be all resolved by the user. Time factors (simulation time)/(real-time) for the dynamic simulations are resumed in the following table: Update frequency Simulation time/Real-time HYSYS Aspen Dynamics 1 min-1 6,0 93,9 1 s-1 4,5 2,2. HYSYS does not simulate processes involving polymers and it is more limited than Aspen Plus/Dynamics, for solid operations or reactive distillation. For other cases, HYSYS is more adequate. A Aspentech faculta desde 2007 às universidades, um único pacote de software fechado, reunindo dois simuladores de processos: Aspen Plus/Dynamics e HYSYS. Neste trabalho decidiu-se realizar uma comparação, verificando a integração entre estes e os restantes produtos do pacote. Tomou-se como caso de estudo um processo de síntese de amoníaco, cuja simulação detalhada em Aspen/HYSYS consta no CD multimédia “Using Process Simulators in Chemical Engineering” de Seider, Seader & Lewin. As duas simulações, em estado estacionário, recorrem a diferentes modelos termodinâmicos e a diferentes bancos de dados. Tomando como referência um processo de síntese de NH3 da “Ullmann's encyclopedia of industrial chemistry”, constatou-se que nenhum dos modelos termodinâmicos descreve adequadamente a condensação do amoníaco. Um novo modelo termodinâmico sobre Aspen Plus, publicado em Abril/2008 pela Aspentech, demonstrou boa concordância com a referência. Mas só a próxima versão (V7.0) permitirá implementar esse mesmo modelo termodinâmico no HYSYS. Ao produzir uma simulação dinâmica, o Dynamics Assistant do HYSYS facilita a especificação inicial do modelo. O Pressure Checker do Aspen Plus só indica os problemas que têm de ser contornados pelo utilizador. Os factores (tempo simulação)/(tempo de cronómetro) das simulações dinâmicas são resumidos no quadro seguinte: Frequência de actualização Tempo simulação/Tempo de cronómetro HYSYS Aspen Dynamics 1 min-1 6,0 93,9 1 s -1 4,5 2,2. O HYSYS é inadequado para a simulação de processos envolvendo polímeros e mais limitado do que o Aspen Plus/Dynamics, para operações envolvendo sólidos ou destilação reactiva. Para outros casos, o HYSYS é o simulador mais adequado.