ACETONA PROII

7/24/2019 ACETONA PROII

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INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA QUMICAE INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

SEMINARIO DE ACTUALIZACIN CON OPCIN ATITULACIN DISEO, SIMULACIN Y CONTROL DE

REACTORES QUMICOS

DISEO DE UN REACTOR QUMICOPARA LA OBTENCIN DE ACETONA

Presentan:

Corts Del ngel Ayesha

Detor Mndez Minerva Yazmin

Villanueva Gmez Mara Alejandra

Mxico, D. F., Septiembre de 2008.


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SEMINARIO DISEO, SIMULACION Y CONTROL DE REACTORES QUIMICOSDISEO DE UN REACTOR QUIMICO PARA LA OBTENCION DE ACETONA

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INDICE

1. Resumen. 3

2. Introduccin. 43. Generalidades. 5

3.1 Qu es la Acetona? 5

3.1.1 Procesos de obtencin 6

3.1.2 Usos de la Acetona 6

3.2 Propiedades Fsico-Qumicas de Reactivos y Productos 7

3.2.1 Alcohol Isoproplico 7

3.2.2 Acetona 8

3.2.3 Hidrgeno 8

3.3 Ruta de Sntesis 9

3.4 Proceso de Obtencin de la Acetona 9

4. Diseo del reactor. 12

4.1 Generalidades de los reactores 12

4.2 Especificaciones de la alimentacin 12

4.3 Cintica de Reaccin 12

5. Simulacin en PRO II 13

5.1 Simulacin del reactor PFR 13

5.1.1 Reporte de Resultados Simulacin PFR 27

5.1.2 Reporte de Resultados Simulacin PFR con Controlador 33

Multivariable

5.1.3 Reporte de Resultados Simulacin PFR con alimentacin en

Kg/Hr. 40

6. Anlisis de resultados 467. Conclusiones 48

8. Referencias bibliogrficas 50

9. Anexos 52


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1. RESUMEN

El Diseo, Simulacin y Control de Reactores Qumicos, como se haanalizado en el transcurso de este seminario, es de vital importancia en todas lasindustrias, ya que sin el apoyo de estas herramientas los procesos resultaran mscostosos.

En el presente trabajo se aborda el tema de Simulacin de la Obtencin dela Acetona de Alto grado de Pureza a travs de la Deshidrogenacin de AlcoholIsoproplico.

A travs del captulo tres se aborda el tema de la Acetona de una manerageneral, en est seccin se hace mencin de sus principales propiedades fsicas yqumicas, mtodos de obtencin ms usuales y principales usos que tiene en laindustria qumica.

Es en el captulo cuatro, en el cul se desarrolla el tema del diseo dereactores, especificando las condiciones de alimentacin para el reactor en el quese llevar a cabo la produccin de acetona. Se lleva a cabo la simulacin con elsoftware PRO II 6.0, y se reportan los resultados obtenidos.

La simulacin del proceso de obtencin de acetona se llevar acabo en unReactor PFR, ya que luego de haber estudiado las posibilidades para realizar elproceso en los diferentes reactores que se estudiaron durante el seminario:

Reactor BATCH Reactor CSTR Reactor PFR

Es est ltimo reactor el cul conviene utilizar durante el desarrollo de nuestroproceso.

Una vez teniendo los resultados se hace el anlisis de resultados y seconcluye con respecto a la eficiencia de dicho reactor.


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2. INTRODUCCIN

Qu es el Diseo, Simulacin y Control de Reactores Qumicos? Y Para

qu sirven?, son las principales preguntas que se vienen a la mente cuandoescuchamos hablar de ello.

El DISEO y SIMULACIN, son etapas preliminares a la operacin de unreactor del tipo que sea, en estas etapas como sus nombres lo indican, se diseael reactor de acuerdo a un estudio previo de lo que se quiere producir, de queforma se quiere obtener y en que cantidad y calidad. La Simulacin es la etapa enla que teniendo la informacin antes mencionada, se hace uso de Simuladorespara saber que resultados se obtendrn realmente una vez que el reactor estefuncionando, sin duda esta es una etapa muy importante ya que es imposible,principalmente debido al costo, poner en marcha una planta sin saber queresultados se tendrn.

Una vez decidido, gracias a la simulacin, que tipo de proceso es el queconviene para nuestros propsitos, se pone en marcha la planta, pero no todotermina aqu, ahora es indispensable CONTROLAR el proceso y mejorarlo, ya queel estancamiento es la muerte, para esto tambin son de gran ayuda lossimuladores, en los que se pueden hacer cambios en las condiciones deoperacin de un reactor y saber antes de implementarlos fsicamente, queventajas o desventajas tendrn en nuestro proceso.

Una vez que se entiende cual es el propsito e importancia del Diseo,Simulacin y Control de Reactores, es posible implementarlo en cualquier tipo deproceso. En el presente trabajo se abordara el tema de: Produccin de Acetona apartir de Alcohol Isoproplico.

La Acetona es utilizada como materia prima para la fabricacin de otrosproductos qumicos, como solvente en diversas industrias, pero tambin tiene unpapel importante en la industria farmacutica y como producto cosmtico, para locual debe tener un alto grado de pureza, que se obtiene usando el mtodo dedeshidrogenacin del alcohol isoproplico.


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3. GENERALIDADES

3.1 Qu es La Acetona?

La Acetona, cuya formula qumica es (CH3)2C=O forma parte de la familiade las Cetonas. Es un lquido incoloro con un olor dulce similar al de las frutas y unsabor caracterstico. Se evapora fcilmente, es inflamable y muy soluble tanto enagua como en solventes orgnicos tales como el ter, metanol, y etanol.

Acetona

Imagen 1, de http://es.wikipedia.org/wiki/Acetona

Otros nombres con los que es posible identificar a la comnmente llamadaAcetona son: Dimetilcetona, Beta-Cetopropano, Nombre IUPAC-Propanona, entreotros.

La Acetona es una sustancia qumica presente en la naturaleza, contenidaen plantas (cebollas, tomates, uvas), en alimentos tales como la leche, rboles, enlos gases volcnicos, en incendios forestales; en el cuerpo humano, se encuentracomo uno de los metabolitos de la sangre y como un producto de ladescomposicin de la grasa corporal. Est presente en los gases de combustinde los vehculos, el humo del tabaco y rellenos de seguridad.

Los procesos industriales aportan una mayor cantidad de acetona alambiente que los procesos naturales.

La Acetona se usa en la fabricacin de plsticos, fibras, drogas y otrosqumicos, tambin se usa como solvente
http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Acetone-3D-vdW.pnghttp://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Acetone-skeletal.pnghttp://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Aceton.pnghttp://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Acetone-3D-vdW.pnghttp://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Acetone-skeletal.pnghttp://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Aceton.png


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3.1.1 Procesos de Obtencin

Los principales procesos por los que es posible la obtencin de la Acetona

son: como co-producto en la produccin de Fenol a partir de Benceno y por ladeshidrogenacin del alcohol isoproplico.

Otras rutas son: Biofermentacin Oxidacin de polipropileno Oxidacin de diisopropilbenceno

Tambin es posible encontrar Acetona de forma natural en plantas, rboles,gases de emisiones volcnicas e incendios forestales; Incluso el organismohumano es productor de Acetona, cuando metaboliza grandes cantidades de

grasa para la obtencin de Energa.3.1.2 Usos de la Acetona

Los principales usos que tiene la Acetona son, como materia prima para laproduccin de Metil Metacrilato (MMA) y Bisfenol A (BPA); como disolvente degrasas, aceites, ceras, hules, plsticos, lacas y barnices; uso domestico comoquitaesmalte de uas. Como solvente para revestimientos, resinas, tintes, barnices,lacas, adhesivos y en acetato de celulosa. La Acetona tambin presenta usos en laindustria alimenticia como disolvente de extraccin para grasas y aceites, y como agentede precipitacin en la purificacin del azcar y el almidn.

Durante el ao 2002 las principales aplicaciones de la Acetona en USA fueron:

24.00%

17.00%

13.00% 4.00%

42.00%

MMA Produccin

BPA Produccin

Disolvente

Derivados del Aldol

Varios

Grafica 1, datos obtenidos de http://es.wikipedia.org/wiki/Acetona#cite_note-3

Para tener una idea mas clara de la importancia de la Acetona, se debemencionar que en el ao 2007 tubo una demanda mundial estimada en 5.4millones de Toneladas y se estima que la demanda tenga un crecimiento de 3%anual, de acuerdo a los informes de CMAI (Chemical Market Associates, Inc.).


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En USA se estima que la demanda de acetona crecer un 2.9% por aodurante el 2009, y que tan solo la demanda domestica ser de 1.61 millones detoneladas.

3.2 Propiedades Fsico-Qumicas de Reactivos y Productos

3.2.1 Alcohol Isoproplico

El Alcohol Isoproplico, es un alcohol secundario, lquido incoloro,inflamable, de un olor intenso y miscible en agua, otros nombres con los que se lepuede identificar son: Isopropanol, 2-Propanol y Propan-2-ol.

Alcohol isoproplico

Imagen 2, de http://es.wikipedia.org/wiki/Alcohol_isoprop%C3%ADlico

Los mtodos por los que es posible la obtencin del isopropanol son: por medio dela oxidacin del propileno con acido sulfrico y mediante la hidrogenacin de la

Acetona.

El Isopropanol tiene diversos usos, desde producto de limpieza, disolvente en laindustria y como anestsico.

Alcohol IsoproplicoPeso Molecular 60.09

Punto de fusin -89.5C

Punto de ebullicin 82.4C

Densidad 20/4C 0.7863

Calor Especfico a 25C 0.677 cal/g a 30C

Calor de Vaporizacin 160 cal/g

Calor de Combustin 7970.0 cal/g

Calor de Inflamabilidad 15C

Punto de ignicin 456C

Solubilidad g/100 g H2O
http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:2-propanol.pnghttp://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:2-propanol.png


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3.2.2. Acetona

La Acetona, tambin conocida como Propanona, pertenece a la familia de

las cetonas, es un lquido incoloro de olor caracterstico, usado principalmentepara la obtencin de MMA y BPA, el mtodo de obtencin de acetona de altapureza es mediante la hidrogenacin del alcohol isoproplico, este tipo de acetonaes utilizada en la industria cosmtica y farmacutica.

Acetona

Peso Molecular 58.08

Punto de fusin -94.6C

Punto de ebullicin 56.5C

Densidad 20/4C 0.792Solubilidad H2O

Solubilidad Alcohol

Solubilidad ter

La Acetona en estado puro es esencialmente inerte a la oxidacin de airebajo condiciones ambientales normales. Su estabilidad qumica disminuyesignificativamente en presencia de agua; puede reaccionar violentamente y enocasiones de forma explosiva especialmente en recipientes confinados.

La Acetona presenta las reacciones tpicas de las cetonas saturadas. Estasreacciones incluyen adicin, xido reduccin y condensacin, generandoalcoholes, cidos y aminas. La reactividad qumica de la Acetona es muyimportante a nivel comercial en la sntesis de Metil Metacrilato, Alcohol Diacetona,Bisfenol A y otros derivados.

3.2.3. Hidrgeno

El Hidrgeno es el primer elemento de la tabla peridica, su smboloqumico es H2, es un gas incoloro e inodoro, en su forma elemental no se

encuentra de manera natural en el medio ambiente, solo combinado. El principalmtodo de obtencin del hidrgeno es por electrolisis del agua, aunque estemtodo solo resulta rentable en pases donde la electricidad es barata.

Actualmente se estudia la obtencin de hidrgeno a travs de la biomasa.


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Hidrgeno

Peso formula 2.016

Punto de fusin 259.1C

Punto de ebullicin -252.7C

Densidad (A) 0.06948

Solubilidad (B) Agua fra -21 0cm3

Solubilidad (B) Agua caliente 0.85 80cm3

Solubilidad (B) Otros reactivosLigeramente soluble enFe, Pd, Pt.

(A) Densidad relativa con relacin al aire=1(B) En 100 partes

3.3 Ruta de Sntesis

En el presente trabajo, se llevar a cabo la obtencin de Acetona por elmtodo de deshidrogenacin del Alcohol Isoproplico (IPA), la Acetona que seobtiene por este mtodo es de un alto grado de pureza, usada principalmente enproductos relacionados con la cosmtica y la farmacutica.

La reaccin principal para la obtencin de Acetona por deshidrogenacin deIPA es:

3.4 Proceso de Obtencin de la Acetona

Para poder llevar a cabo la obtencin de Acetona va deshidrogenacin delisopropanol, es necesario seguir una serie de pasos:

En la primera fase se debe alimentar el azetropo Alcohol Isoproplico-Agua (88% en peso de IPA) a un mezclador (M-101), dnde se le une una

corriente de recirculacin. La mezcla debe ser calentada hasta alcanzar unatemperatura de 305C, y posteriormente la mezcla caliente debe ser alimentada alreactor (R-1); la mezcla debe entrar a una presin de 2.16 bar, cabe mencionarque el flujo que se encargar de calentar la mezcla debe ser vapor de alta presin.

El Reactor debe ser operado en rgimen isotrmico, debido a que lareaccin que se lleva a cabo es una reaccin endotrmica, la isotermicidad delreactor se logra mediante calentamiento del reactor.


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El efluente del reactor es enfriado primeramente con agua fra hasta lograruna temperatura de 45C, posteriormente, en una segunda etapa, se utiliza unfluido refrigerante para lograr bajar la temperatura de la corriente hasta 20C.

Despus de esto el efluente, que esta formado por Acetona, Hidrgeno eIsopropanol sin reaccionar, es llevado a un separador tipo flash (F-1), en donde sesepara el hidrgeno de la acetona e isopropanol sin reaccionar. Posteriormente elefluente es conducido a un absorbedor (A-1) con el fin de recuperar la mayorcantidad posible de hidrgeno y retener la acetona e IPA sin reaccionar. Elabsorbedor utiliza agua a 25C como lquido absorbedor en contracorriente.

La corriente lquida que sale por la parte inferior del absorbedor estaformada principalmente por acetona, puede contener hidrgeno en pequeascantidades, esta corriente es mezclada (M-102) con la corriente lquida que saledel separador flash, y el efluente mezclado es enviado a un separador ideal paraseparar el hidrgeno sobrante.

Una vez separado el hidrgeno, la corriente que contiene Acetona e IPA sinreaccionar, es alimentada a una columna de destilacin (CD-1) dnde por la partesuperior se obtiene la Acetona de Alto Grado de Pureza, y en la parte inferior deldestilador se obtiene IPA sin reaccionar que es recirculado para mezclarse (M-103) con la corriente de alimentacin fresca.

La Acetona obtenida del destilador es llevada a un condensador total, paraobtener el producto final, Acetona de Alto Grado de Pureza en estado lquido.


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DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO DE PRODUCCION DE A

1. Mezclador (101,102,103)2. Calentador (C-1,C-2)3. Reactor (R-1)4. Reactor Flash (F-1)5. Absorbedor (A-1)6. Columna de destilacin (CD-1,CD-2)

C-1

F-1R-1

M-102

CD-1C-2

M-101M-103

A-1


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4. DISEO DEL REACTOR

4.1 Generalidades de los reactores

El reactor qumico ha sido considerado desde hace mucho tiempo el

corazn del proceso, cualquiera del que se trate, y esto es porque en el se lleva acabo la transformacin de los reactivos qumicos en otros productos. Entonces, dela adecuada seleccin del reactor depende en gran medida la funcionalidad delproceso.

La simulacin de la obtencin de Acetona se realizar usando el softwarePRO II 6.0, y usando un Reactor de Flujo Pistn (PFR).

4.2 Especif icaciones de la alimentacin

Temperatura C 350Presin bar (abs) 2.16Flujo Entrada Kgmol/hr 5000Composicin molar IPA % 88Composicin molar Agua % 12

4.3 Cintica de Reaccin

La ecuacin de velocidad de reaccin para la produccin de acetona estadada por la siguiente expresin:

( ) IPAIPA C1 =

Dnde:

=

segreactorm

gasm

RTK

3

35

1

60000exp1076.1

= Kmol

KJEa 60000

gasm

molCIPA 3


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5. SIMULACIN EN PRO II 6.0

5.1 Simulacin del Reactor de Flujo Pistn (PFR)

Para realizar la simulacin, se seleccionan el tipo de reactor y las corrientes queintervienen en el proceso con ayuda de la paleta PFD.

Se procede a seleccionar los compuestos involucrados en la reaccin:


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Una vez que se establecen tanto reactivos como productos que intervienen en lareaccin, se seleccionan la fase de los componentes; que para el caso particularde est reaccin es fase lquido-vapor.

Al hacer clic en el botn OK de la ventana anterior est regresa a la ventanaprincipal de Seleccin de Componentes, en la cul se observa como todos loscampos solicitados se encuentran en azul, indicando que se han establecido losparmetros correctamente.


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Se establece el Sistema de Unidades que se utilizar en la simulacin (SistemaMtrico) realizando el cambio en algunos parmetros debido a las condicionesestablecidas en el proceso.


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La siguiente especificacin que se debe realizar es establecer el MtodoTermodinmico a utilizar durante la simulacin.


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Luego de establecer el Mtodo Termodinmico, se procede a ingresar el sistemade ecuaciones; para este caso R1

En la ventana siguiente se puede observar como los datos de la Reaccin deDeshidrogenacin del IPA se ha establecido de manera correcta y que est seencuentra balanceada pues todos los campos indicados tienen estatus azul.


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Se procede a establecer los flujos de entrada y composicin de la alimentacin.

Se establecen las especificaciones de Presin y Temperatura del proceso.


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Una vez establecidas las condiciones de la corriente de entrada, se da un clic enel reactor (PFR) para definir su operacin.

Ya establecida la especificacin trmica, se define la unidad de reaccin.


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Se define la Fase de Operacin del reactor (Vapor) y la cintica de la reaccin (VaLey de Potencias). Una vez que se da clic al icono Kinetic Data, se especificanlos valores de la ecuacin cintica dados en la Ecuacin de Arrhenius, as comotambin se hace el cambio de unidades para Temperatura que interviene en lacintica y el compuesto al cul se hace referencia (IPA)

Por ltimo se define el orden le la reaccin; que para este caso es de PrimerOrden.


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Posteriormente se procede a ingresar los Datos del Reactor, haciendo clic en elicono Reactor Data en la cual en la sub-ventana, se establecen los datos delongitud del reactor, dimetro de tubos y nmero de tubos.

La siguiente especificacin que se hace para el reactor es la Presin, en la cul seestablecen tanto la presin de entrada como la de salida.


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Por ltimo, se establece la temperatura de operacin del Reactor (PFR) y como setrata de un proceso isotrmico, se selecciona una temperatura fija FixedTemperature".

Como ya se han establecido todos los datos para la Simulacin del Reactor, seprocede a guardar el archivo.


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Como se muestra a continuacin, tanto el reactor, la corriente de entrada y losiconos: Seleccin de Componentes, Mtodo Termodinmico, Sistema Mtrico yDatos de Reaccin se encuentran en status azul lo que significa que ya se handefinido con respecto a los datos de operacin.

Por lo que se procede a realizar la Simulacin haciendo clic en el icono Run.

Una vez que esto se hace, el PFR cambia de status a Azul lo que significa queya se cuentan con datos de simulacin.

Debido a que el dato de conversin que arroja el simulador es muy pequeo(0.0197), se toma la decisin de establecer un controlador multivariable en estetapa del proceso.


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Se hace un clic en el controlador para definir sus variables y parmetros.

El primer parmetro a establecer es la conversin ya que el dato el cul se deseamejorar en el proceso.


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Ya establecida primera especificacin y darle el valor de 90%, se procede aestablecer la variable con la cul se desea se mejore el proceso.

La variable a especificar a continuacin es la temperatura de salida.


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Una vez que se han establecido los datos del Controlador Multivariable estos semuestran en la ventana principal con status azul.

Se guardan los cambios y se vuelve a realizar la simulacin.


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5.1.1 Reporte de Resultados PFRSIMULATION SCIENCES INC. R PAGE P-1PROJECT PRO/II VERSION 6.0PROBLEM OUTPUT

COMPONENT DATA 09/06/08=====================================================================

COMPONENT COMP. TYPE PHASE MOL. WEIGHTDENSITYKG/M3

--------------------- ------------------ --------------- ------------------- --------------------1 ACETONE LIBRARY VAP/LIQ 58.081 794.6472 IPA LIBRARY VAP/LIQ 60.097 790.2233 H2 LIBRARY VAP/LIQ 2.016 69.931

4 H2O LIBRARY VAP/LIQ 18.015 998.566

COMPONENT NBPC

CRIT. TEMP.C

CRIT. PRES.BAR

CRIT. VOLM.M3/KG-MOL

------------------------- -------------------- ------------------- -------------------- --------------------1 ACETONE 56.290 235.050 47.015 0.2092 IPA 82.330 235.160 47.643 0.2203 H2 -252.800 -239.900 12.970 0.065

4 H2O 100.000 374.200 221.192 0.0554

COMPONENT ACEN. FACT.HEAT FORM.KJ/KG-MOL

G FORM.KJ/KG-MOL

------------------------- -------------------- ------------------- --------------------1 ACETONE 0.32869 -217161.00 -152744.002 IPA 0.66615 -260817.00 -161818.003 H2 -0.22000 0.00 0.00

4 H2O 0.34800 -241997.00 -228796.00

SIMULATION SCIENCES INC. R PAGE P-2PROJECT PRO/II VERSION 6.0PROBLEM OUTPUT

CALCULATION SEQUENE AND RECYCLES09/06/08

====================================================================

CALCULATION SEQUENCE

SEQ UNIT ID UNIT TYPE------------- ------------- -------------------

1 R1 PLUGFLOW


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PLUGFLOW REACTOR SUMMARY 09/06/08=====================================================================

UNIT 1, 'R1', 'Reactor PFR'OPERATING CONDITIONS

Reactor Type IsothermalDuty, M*KJ/HR 3.2117Total Heat of Reaction at 25.00 C, M*KJ/HR 3.7928Tubes 1000.000Diameter, MM 50.000Length, M 6.1000Volume/Tube, M3 0.0120Total Volume, M3 11.9773

Residence Time, sec 43.64Maximum Velocity at 6.10 M from Inlet, M/sec 0.1401

REACTING SIDE Inlet Outlet

------------------------- ---------------- -----------------Feed S1VAPOR Product S2Temperature, C 350.00 350.00

Pressure, BAR 2.1600 1.7700

REACTION DATA

--------- Rates, KG-MOL/HR ----------

Component Feed Change Product

FractionConverted

---------------------- ----------------- -------------- ------------- -------------1 ACETONE 0.0000 86.8790 86.87902 IPA 4399.9998 -86.8790 4313.1208 0.01973 H2 0.0000 86.8790 86.8790

4 H2O 600.0000 0.0000 600.0000

Total 4999.9998 86.879 5086.8788

BaseComponent

ReactionKG-MOL/HRConverted

FractionConverted

------------- -------------- ---------------- --------------

2 IPA 1 86.879 0.0197


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REACTOR MASS BALANCE

--------- Rates, KG/HR ----------


FractionConverted

-------------------- ------------------ -------------- ---------------- --------------- 1 ACETONE 0.0000 5046.0216 5046.02162 IPA 264426.7910 -5221.1697 259205.6213 0.01973 H2 0.0000 171.1481 175.1481

4 H2O 10808.9991 0.0000 10808.9991

Total 275235.7900 0.0000 275235.7902


PLUGFLOW REACTOR SUMMARY 09/06/08=======================================================================

UNIT 1, 'R1', 'Reactor PFR' (Cont)REACTOR PROFILES

Reactor

Distance PresM BAR

---------------- -------------

0 0.0000 2.1600

1 0.3050 2.14052 0.6100 2.12103 0.9150 2.10154 1.2200 2.08205 1.5250 2.06256 1.8300 2.04307 2.1350 2.02358 2.4400 2.00409 2.7450 1.9845

10 3.0500 1.965011 3.3550 1.945512 3.6600 1.9260

13 3.9650 1.906514 4.2700 1.887015 4.5750 1.867516 4.8800 1.848017 5.1850 1.828518 5.4900 1.809019 5.7950 1.7985

20 6.1000 1.7700


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PLUGFLOW REACTOR SUMMARY 09/06/08

=======================================================================UNIT 1, 'R1', 'Reactor PFR' (Cont)

-- Component Mole Fractions vs. Distance from Inlet

Distance 2 1 3M IPA ACETONE H2

---------------- ---------------- --------------- -----------------

0 0.0000 0.88000000 0.00000000 0.000000001 0.3050 0.87834943 0.00087797 0.000877972 0.6100 0.87670373 0.00175334 0.001753343 0.9150 0.87506289 0.00262613 0.00262613

4 1.2200 0.87342688 0.00349634 0.003496345 1.5250 0.87179568 0.00436400 0.004364006 1.8300 0.87016927 0.00522911 0.005229117 2.1350 0.86854764 0.00609168 0.006091688 2.4400 0.86693076 0.00695173 0.006951739 2.7450 0.86531861 0.00780925 0.00780925

10 3.0500 0.86371116 0.00866428 0.0086642811 3.3550 0.86210841 0.00951680 0.0095168012 3.6600 0.86051033 0.01036685 0.0103668513 3.9650 0.85891690 0.01121442 0.0112144214 4.2700 0.85732809 0.01205953 0.0120595315 4.5750 0.85574390 0.01290218 0.01290218

16 4.8800 0.85416429 0.01374240 0.0137424017 5.1850 0.85258926 0.01458018 0.0145801818 5.4900 0.85101878 0.01541554 0.0154155419 5.7950 0.84945283 0.01624849 0.01624849

20 6.1000 0.84789139 0.01707905 0.01707905


STREAM MOLAR COMPONENT RATES 09/06/08

==============================================================================

STREAM ID S1 S2

NAMEPHASE VAPOR VAPOR


31/59


31

FLUID RATES, KG-MOL/HR

1 ACETONE 0.0000 86.87902 IPA 4399.9998 4313.12083 H2 0.0000 86.8790

4 H2O 600.0000 600.0000

TOTAL RATE, KG-MOL/HR 4999.9998 5086.8788

TEMPERATURE, C 350.0000 350.0000PRESSURE, BAR 2.1600 1.7700ENTHALPY, M*KJ/HR 363.4410 361.7079MOLECULAR WEIGHT 55.0472 54.1070MOLE FRAC VAPOR 1.0000 1.0000

MOLE FRAC LIQUID 0.0000 0.0000


STREAM SUMMARY 09/06/08

==============================================================================

STREAM ID S1 S2


----- TOTAL STREAM -----RATE, KG-MOL/HR 5000.0000 5086.8790K*KG/HR 275.2360 275.2360STD LIQ RATE, M3/HR 345.4480 347.6950TEMPERATURE, C 350.0000 350.0000PRESSURE, BAR 2.1600 1.7700MOLECULAR WEIGHT 55.0470 54.1070ENTHALPY, M*KJ/HR 363.4410 361.7080KJ/KG 1320.4720 1314.1760MOLE FRACTION LIQUID 0.0000 0.0000REDUCED TEMP (KAYS RULE) 1.1870 1.2063

PRES (KAYS RULE) 0.0315 0.0262ACENTRIC FACTOR 0.6280 0.6077WATSON K (UOPK) 10.8100 10.8270STD LIQ DENSITY, KG/M3 796.7510 791.6010SPECIFIC GRAVITY 0.7975 0.7924

API GRAVITY 45.9210 47.0750


32/59


32

-------- VAPOR ---------

RATE, KG-MOL/HR 5000.0000 5086.8790K*KG/HR 275.2360 275.2360K*M3/HR 119.9340 148.9040

NORM VAP RATE(1), K*M3/HR 112.0700 114.0170SPECIFIC GRAVITY (AIR=1.0) 1.9010 1.8680MOLECULAR WEIGHT 55.0470 54.1070ENTHALPY, KJ/KG 1320.4720 1314.1760CP, KJ/KG-C 2.9090 2.8930DENSITY, KG/K*M3 2294.8880 1848.4150

Z (FROM DENSITY) 1.0000 1.0000

-------- LIQUID --------

RATE, KG-MOL/HR N/A N/AK*KG/HR N/A N/A

M3/HR N/A N/AGAL/MIN N/A N/ASTD LIQ RATE, M3/HR N/A N/ASPECIFIC GRAVITY (H2O=1.0) N/A N/AMOLECULAR WEIGHT N/A N/AENTHALPY, KJ/KG N/A N/ACP, KJ/KG-C N/A N/ADENSITY, KG/M3 N/A N/A

Z (FROM DENSITY) N/A N/A

(1) NORMAL VAPOR VOLUME IS 22.414 M3/KG-MOLE (0 C AND 1 ATM)

*** THIS RUN USED 7.00 PRO/II SIMULATION UNITS


33/59


33

5.1.2 Reporte de Resul tados PFR Con Controlador Mul tivariableSIMULATION SCIENCES INC. R PAGE P-1PROJECT PRO/II VERSION 6.0PROBLEM OUTPUT

COMPONENT DATA 09/06/08=======================================================================

COMPONENTCOMP.TYPE

PHASEMOL.

WEIGHTDENSITYKG/M3

----------------- -------------- ---------------- -------------- ------------------1 ACETONE LIBRARY VAP/LIQ 58.081 794.6472 IPA LIBRARY VAP/LIQ 60.097 790.2233 H2 LIBRARY VAP/LIQ 2.016 69.931


COMPONENTNBPC

CRIT.TEMP.

C

CRIT.PRES.BAR

CRIT. VOLM.M3/KG-MOL

--------------------- ----------------- ------------- ---------------- ----------------1 ACETONE 56.290 235.050 47.015 0.2092 IPA 82.330 235.160 47.643 0.2203 H2 -252.800 -239.900 12.970 0.065

4 H2O 100.000 374.200 221.192 0.0554

COMPONENT ACEN. FACT.

HEATFORM.KJ/KG-MOL

G FORM.KJ/KG-MOL

-------------------- ------------------- --------------- ----------------

1 ACETONE 0.32869 -217161.00 -152744.002 IPA 0.66615 -260817.00 -161818.003 H2 -0.22000 0.00 0.00

4 H2O 0.34800 -241997.00 -228796.00

SIMULATION SCIENCES INC. RPAGE P-2PROJECT PRO/II VERSION 6.0PROBLEM OUTPUT

CALCULATION SEQUENE AND RECYCLES09/06/08=====================================================================

====


SEQ UNIT ID UNIT TYPE------------- ------------- ------------------

1 R1 PLUGFLOW

2 MV1 MVC


34/59


34


PLUGFLOW REACTOR SUMMARY 09/06/08=========================================================================

UNIT 1, 'R1', 'Reactor PFR'OPERATING CONDITIONS

Reactor Type IsothermalDuty, M*KJ/HR 463.3877Total Heat of Reaction at 25.00 C, M*KJ/HR 172.9838Tubes 1000.000Diameter, MM 50.000Length, M 6.1000Volume/Tube, M3 0.0120Total Volume, M3 11.9773

Residence Time, sec 38.18Maximum Velocity at 6.10 M from Inlet, M/sec 0.1674


------------------------- ------------------ -----------------Feed S1VAPOR Product S2Temperature, C 350.00 803.98


REACTION DATA

--------- Rates, KG-MOL/HR ----------


FractionConverted

----------------------- ------------------ ------------------ ---------------- -------------------1 ACETONE 0.0000 3962.4317 3962.43172 IPA 4399.9998 -3962.4317 437.5681 0.90063 H2 0.0000 3962.4317 3962.4317

4 H2O 600.0000 0.0000 600.0000

Total 4999.9998 3962.4317 8962.4315

Base Component ReactionKG-MOL/HRConverted

FractionConverted

------------------------- ------------------- -------------------- ------------------

2 IPA 1 3962.4317 0.9006


35/59


35


--------- Rates, KG/HR ----------


FractionConverted

----------------------- ------------------ ----------------------- ------------------ -------------1 ACETONE 0.0000 230142.0009 5046.02162 IPA 264426.7910 -230142.0009 26296.5324 0.90063 H2 0.0000 7988.2624 7988.2624

4 H2O 10808.9991 0.0000 10808.9991

Total 275235.7900 0.0000 275235.7902


PLUGFLOW REACTOR SUMMARY 09/06/08========================================================================

UNIT 1, 'R1', 'Reactor PFR' (Cont )REACTOR PROFILES

Reactor Reactor

Distance Temp PresM C BAR

-------------------------

-------------------------

-------------------------

0 0.0000 350.00 2.16001 0.3050 803.98 2.14052 0.6100 803.98 2.12103 0.9150 803.98 2.1015

4 1.2200 803.98 2.08205 1.5250 803.98 2.06256 1.8300 803.98 2.04307 2.1350 803.98 2.02358 2.4400 803.98 2.00409 2.7450 803.98 1.9845

10 3.0500 803.98 1.965011 3.3550 803.98 1.945512 3.6600 803.98 1.926013 3.9650 803.98 1.906514 4.2700 803.98 1.887015 4.5750 803.98 1.867516 4.8800 803.98 1.848017 5.1850 803.98 1.828518 5.4900 803.98 1.809019 5.7950 803.98 1.7985

20 6.1000 803.98 1.7700


36/59


36


PLUGFLOW REACTOR SUMMARY 09/06/08========================================================================

UNIT 1, 'R1', 'Reactor PFR' (Cont )-- Component Mole Fractions vs. Distance from Inlet


---------------- --------------------- --------------------- ---------------------

0 0.0000 0.88000000 0.00000000 0.000000001 0.3050 0.70018765 0.09564487 0.095644872 0.6100 0.57071700 0.16451223 0.164512233 0.9150 0.47344291 0.21625377 0.216253774 1.2200 0.39891850 0.25637314 0.25637314

5 1.5250 0.33810568 0.28824166 0.288241666 1.8300 0.28960124 0.31404190 0.314041907 2.1350 0.24972910 0.33525048 0.335250488 2.4400 0.21654240 0.35290298 0.352902989 2.7450 0.18863434 0.36774769 0.36774769

10 3.0500 0.16496245 0.38033912 0.3803391211 3.3550 0.14473733 0.39109716 0.3910971612 3.6600 0.12735005 0.40034572 0.4003457213 3.9650 0.11232315 0.40833875 0.4083387514 4.2700 0.09927692 0.41527824 0.4152782415 4.5750 0.08790556 0.42132683 0.4213268316 4.8800 0.07796005 0.42661700 0.4266170017 5.1850 0.06923556 0.43125768 0.4312576818 5.4900 0.06156216 0.43533927 0.4353392719 5.7950 0.05479771 0.43893739 0.43893739

20 6.1000 0.04882248 0.44211570 0.44211570


MULTIVARIABLE CONTROLLER SUMMARY 09/06/08========================================================================

UNIT 1, 'MV1', 'CONTROLADOR ACETONA' (Cont )

BEST CYCLE = 7

VARIABLE SPECIFIED CALCULATED RELATIVE RELATIVEVALUE VALUE VALUE TOLERANCE ERROR

-------------------- ------------------- -------------------- --------------------- --------------

1 8.03977E+02 9.00000E-01 9.00553E-01 3.00000E-03 6.14129E-04


37/59


37

CONVERGENCEHISTORY

CYCLE 1 CYCLE 2 CYCLE 3 CYCLE 4 CYCLE 5

--------------- --------------- --------------- ---------------- ------------------

VARY 1 3.5000E+02 3.8500E+02 7.3500E+02 7.9387E+02 8.0123E+02SPEC 1 1.9745E-02 3.5649E-02 7.7555E-01 8.8618E-02 8.9677E-01REL ERR -9.78E-01 -9.60E-01 -1.38E-01 -1.54E-02 -3.59E-03

SUM SQ ERR 9.5660E-01 9.2235E-01 1.9121E-02 2.3596E-04 1.2863E-05

CYCLE 6 CYCLE 7

--------------- --------------

VARY 1 8.3623E+02 8.0398E+02 SPEC 1 9.3785E-02 9.0055E-01REL ERR 4.21E-02 6.14E-04

SUM SQ ERR 1.7682E-03 3.7715E-07


STREAM MOLAR COMPONENT RATES 09/06/08========================================================================

STREAM ID S1 S2

NAME PHASE VAPOR VAPOR

FLUID RATES, KG-MOL/HR1 ACETONE 0.0000 3962.43172 IPA 4399.9998 437.56813 H2 0.0000 3962.4317

4 H2O 600.0000 600.0000


TEMPERATURE, C 350.0000 803.9769PRESSURE, BAR 2.1600 1.7700ENTHALPY, M*KJ/HR 363.4410 601.3029

MOLECULAR WEIGHT 55.0472 30.7099MOLE FRAC VAPOR 1.0000 1.0000



38/59


38


STREAM SUMMARY 09/06/08=========================================================================

STREAM ID S1 S2

NAME PHASE VAPOR VAPOR

----- TOTAL STREAM -----

RATE, KG-MOL/HR 5000.0000 8962.4320K*KG/HR 275.2360 275.236STD LIQ RATE, M3/HR 345.4480 447.948TEMPERATURE, C 350.0000 803.977PRESSURE, BAR 2.1600 1.770MOLECULAR WEIGHT 55.0470 30.710

ENTHALPY, M*KJ/HR 363.4410 601.303KJ/KG 1320.4720 2184.685MOLE FRACTION LIQUID 0.0000 0.0000REDUCED TEMP (KAYS RULE) 1.1870 3.5027PRES (KAYS RULE) 0.0315 0.0405

ACENTRIC FACTOR 0.6280 0.1039WATSON K (UOPK) 10.8100 11.593STD LIQ DENSITY, KG/M3 796.751 614.437SPECIFIC GRAVITY 0.7975 0.6150

API GRAVITY 45.9210 98.565

-------- VAPOR ---------

RATE, KG-MOL/HR 5000.0000 8962.4320K*KG/HR 275.236 275.236K*M3/HR 119.934 453.476NORM VAP RATE(1), K*M3/HR 112.070 200.884SPECIFIC GRAVITY (AIR=1.0) 1.901 1.060MOLECULAR WEIGHT 55.047 30.710ENTHALPY, KJ/KG 1320.472 2184.685CP, KJ/KG-C 2.909 2.597DENSITY, KG/K*M3 2294.888 606.947



39/59


39

-------- LIQUID --------

RATE, KG-MOL/HR N/A N/AK*KG/HR N/A N/AM3/HR N/A N/AGAL/MIN N/A N/A

STD LIQ RATE, M3/HR N/A N/ASPECIFIC GRAVITY (H2O=1.0) N/A N/AMOLECULAR WEIGHT N/A N/AENTHALPY, KJ/KG N/A N/ACP, KJ/KG-C N/A N/ADENSITY, KG/M3 N/A N/A


(1) NORMAL VAPOR VOLUME IS 22.414 M3/KG-MOLE (0 C AND 1ATM)

*** THIS RUN USED 27.00 PRO/II SIMULATION UNITS


40/59


40

5.1.3 Reporte de Resultados Simulacin PFR con alimentacin en Kg/Hr.SIMULATION SCIENCES INC. R PAGE P-1PROJECT PRO/II VERSION 6.0PROBLEM OUTPUT

COMPONENT DATA 09/06/08

=======================================================================

COMPONENT COMP. TYPE PHASE MOL. WEIGHTDENSITYKG/M3

---------------------------------------------

--- ----------------------- ------------------------ --------------1 ACETONE LIBRARY VAP/LIQ 58.081 794.6472 IPA LIBRARY VAP/LIQ 60.097 790.2233 H2 LIBRARY VAP/LIQ 2.016 69.931


COMPONENTNBP

C

CRIT. TEMP.

C

CRIT. PRES.

BAR

CRIT. VOLM.

M3/KG-MOL------------------------ -------------------- ----------------------- ----------------------- ----------------

1 ACETONE 56.290 235.050 47.015 0.2092 IPA 82.330 235.160 47.643 0.2203 H2 -252.800 -239.900 12.970 0.065

4 H2O 100.000 374.200 221.192 0.0554

COMPONENT ACEN. FACT.HEAT FORM.KJ/KG-MOL

G FORM.KJ/KG-MOL

------------------------ --------------------- ----------------------- ------------------------1 ACETONE 0.32869 -217161.00 -152744.00

2 IPA 0.66615 -260817.00 -161818.003 H2 -0.22000 0.00 0.00

4 H2O 0.34800 -241997.00 -228796.00


CALCULATION SEQUENE AND RECYCLES09/06/08======================================================================


SEQ UNIT ID UNIT TYPE------------- ------------- -------------------

1 R1 PLUGFLOW


41/59


41



UNIT 1, 'R1', 'Reactor PFR'

OPERATING CONDITIONS

Reactor Type IsothermalDuty, M*KJ/HR 1.0787Total Heat of Reaction at 25.00 C, M*KJ/HR 1.2738Tubes 1000.000Diameter, MM 50.000Length, M 6.1000Volume/Tube, M3 0.0120Total Volume, M3 11.9773Residence Time, sec 5310.21

Maximum Velocity at 6.10 M from Inlet, M/sec 0.0012


------------------------- ------------------------- -------------------------Feed S1VAPOR Product S2Temperature, C 350.00 350.00


REACTION DATA

--------- Rates, KG-MOL/HR ----------Component Feed Change Product

FractionConverted

------------------------ ------------------------ ------------------------ ------------------------ ---------------- 1 ACETONE 0.0000 29.1781 29.1781

2 IPA 31.9726 -29.1781 2.7945 0.91263 H2 0.0000 29.1781 29.1781

4 H2O 4.3599 0.0000 4.3599

Total 36.3325 29.1781 65.5106

Base Component ReactionKG-MOL/HR

Converted

Fraction

Converted------------------------ ------------------------ ----------------------- ----------------

2 IPA 1 29.1781 0.9126


42/59


42


--------- Rates, KG/HR ----------


FractionConverted

---------------------- --------------------- -------------------- ------------------ -------------1 ACETONE 0.0000 1694.6922 1694.69222 IPA 1921.4580 -1753.5152 167.9428 0.91263 H2 0.0000 58.8230 58.8230

4 H2O 78.5436 0.0000 78.5436

Total 2000.0016 0.0000 2000.0016



UNIT 1, 'R1', 'Reactor PFR' (Cont)REACTOR PROFILES

Reactor

Distance PresM BAR

----------------- ----------------------

0 0.0000 2.16001 0.3050 2.14052 0.6100 2.12103 0.9150 2.10154 1.2200 2.08205 1.5250 2.06256 1.8300 2.04307 2.1350 2.02358 2.4400 2.00409 2.7450 1.9845

10 3.0500 1.965011 3.3550 1.945512 3.6600 1.926013 3.9650 1.906514 4.2700 1.887015 4.5750 1.8675

16 4.8800 1.848017 5.1850 1.828518 5.4900 1.809019 5.7950 1.7985

20 6.1000 1.7700


43/59


43



UNIT 1, 'R1', 'Reactor PFR' (Cont )

-- Component Mole Fractions vs. Distance from Inlet


-------------- ---------------------- ----------------------- --------------------

0 0.0000 0.88000000 0.00000000 0.000000001 0.3050 0.69115678 0.10044852 0.100448522 0.6100 0.55752445 0.17152955 0.171529553 0.9150 0.45843158 0.22423852 0.224238524 1.2200 0.38239679 0.26468256 0.264682565 1.5250 0.32252437 0.29652959 0.29652959

6 1.8300 0.27441793 0.32211812 0.322118127 2.1350 0.23513931 0.34301100 0.343011008 2.4400 0.20264845 0.36029338 0.360293389 2.7450 0.17548344 0.37474285 0.37474285

10 3.0500 0.15256858 0.38693161 0.3869316111 3.3550 0.13309424 0.39729030 0.3972903012 3.6600 0.11643915 0.40614939 0.4061493913 3.9650 0.10211844 0.41376679 0.4137667914 4.2700 0.08974815 0.42034673 0.4203467315 4.5750 0.07902022 0.42605308 0.4260530816 4.8800 0.06968466 0.43101880 0.4310188017 5.1850 0.06153658 0.43532890 0.4353289018 5.4900 0.05440648 0.43914549 0.4391454919 5.7950 0.04815306 0.44247178 0.44247178

20 6.1000 0.04265767 0.44539486 0.44539486


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STREAM MOLAR COMPONENT RATES 09/06/08=====================================================================

STREAM ID S1 S2


FLUID RATES, KG-MOL/HR

1 ACETONE 0.0000 29.17812 IPA 31.9727 2.79453 H2 0.0000 29.1781

4 H2O 4.3599 4.3599


TEMPERATURE, C 350.0000 350.0000

PRESSURE, BAR 2.1600 1.7700ENTHALPY, M*KJ/HR 2.6409 2.0589MOLECULAR WEIGHT 55.0472 30.5294MOLE FRAC VAPOR 1.0000 1.0000



STREAM SUMMARY 09/06/08

============================================================================== STREAM ID S1 S2

NAME PHASE VAPOR VAPOR----- TOTAL STREAM -----

RATE, KG-MOL/HR 36.3330 65.5110K*KG/HR 2.0000 2.0000STD LIQ RATE, M3/HR 2.5100 3.2650TEMPERATURE, C 350.0000 350.0000PRESSURE, BAR 2.1600 1.7700MOLECULAR WEIGHT 55.0470 30.5290ENTHALPY, M*KJ/HR 2.6410 2.0590KJ/KG 1320.4720 1029.4490

MOLE FRACTION LIQUID 0.0000 0.0000REDUCED TEMP (KAYS RULE) 1.1870 2.0371PRES (KAYS RULE) 0.0315 0.0407

ACENTRIC FACTOR 0.6280 0.1000WATSON K (UOPK) 10.8100 11.6040STD LIQ DENSITY, KG/M3 796.7510 612.5620SPECIFIC GRAVITY 0.7975 0.6132

API GRAVITY 45.9210 99.2690


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-------- VAPOR ---------

RATE, KG-MOL/HR 36.3330 65.5110K*KG/HR 2.0000 2.0000K*M3/HR 0.8720 1.9180NORM VAP RATE(1), K*M3/HR 0.8140 1.4680

SPECIFIC GRAVITY (AIR=1.0) 1.9010 1.0540MOLECULAR WEIGHT 55.0470 30.5290ENTHALPY, KJ/KG 1320.4720 1029.4490CP, KJ/KG-C 2.9090 2.1300DENSITY, KG/K*M3 2294.8880 1042.9530


-------- LIQUID --------

RATE, KG-MOL/HR N/A N/AK*KG/HR N/A N/AM3/HR N/A N/AGAL/MIN N/A N/ASTD LIQ RATE, M3/HR N/A N/ASPECIFIC GRAVITY (H2O=1.0) N/A N/AMOLECULAR WEIGHT N/A N/AENTHALPY, KJ/KG N/A N/ACP, KJ/KG-C N/A N/ADENSITY, KG/M3 N/A N/A


(1) NORMAL VAPOR VOLUME IS 22.414 M3/KG-MOLE (0 C AND 1 ATM)*** THIS RUN USED 7.00 PRO/II SIMULATION UNITS


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REACTING SIDE Inlet Outlet------------------------- ------------------------- -------------------------

Feed S1 VAPOR Product S2 Temperature, C 350.00 350.00



--------- Rates, KG/HR ---------- FractionConvertedComponent Feed Change Product

------------------------- 1 ACETONE 0.0000 1694.6922 1694.6922

------------------------- ------------------------- ------------------------- -------------------------

0.9126 3 H2 0.0000 58.8230 58.8230 2 IPA 1921.4580 -1753.5152 167.9428

Total 2000.0016 0.0000 2000.0016

4 H2O 78.5436 0.0000 78.5436

Tabla 3. ACETONA EN KG X HR.out, PLUGFLOW SUMMARY. UNIT 1, R1, Reactor PFR

El anlisis se hace con respecto a la conversin, ya que el propsito denuestro proceso es obtener acetona en la mayor proporcin, se realizaron tresdiferentes simulaciones ya que en un principio se realiz la alimentacin alreactor con un flujo en Kgmol/hr, el cul nos reportaba una conversin del1.97%, lo que significa que nuestro proceso no era viable, pues no cumpla conel objetivo principal -obtencin de acetona-.

Para mejorar el proceso, se decide incluir a este un controladormultivariable ya que puede ajustar un sin nmero de variables de entrada paraalcanzar el mismo nmero de objetivos especificados. Cada una de las

especificaciones puede ser tanto una corriente del proceso o una propiedad,unidad de operacin o resultado calculado.

Por lo que se ha especificado para este proceso una conversin deseada, ycomo variable la temperatura de Salida, tomando en cuenta que se trata de unproceso isotrmico, y la temperatura de salida la conocemos, necesitamosentonces saber a que temperatura estaramos obteniendo un proceso al 90%de la conversin. Al realizar este cambio en el simulador reporta los datos, enlos cuales la temperatura a la cul se lograra tener esa conversin, es de803.98C, sin embargo para nuestro objetivo principal esto no es posible, yaque la temperatura de ignicin del Isopropanol es de 456C.

Tomando en cuenta tanto la cintica de la reaccin y teniendo presente quela simulacin se llevo a cabo con una alimentacin de 5000 Kgmol/hr., sedecide hacer un cambio en el flujo de entrada a 2000 Kg/hr., para tener unavisin ms clara de los resultados. Al realizar este cambio, se puede observarcomo sin necesidad de un controlador, se logra obtener una conversin de91.26%, manteniendo el proceso de manera isotrmica y teniendo con ello lamayor transformacin del azetropo IPA- Agua en Acetona.


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7. CONCLUSIONES

Se llev a cabo la simulacin del proceso de produccin de Acetona va

Alcohol Isoproplico, utilizando el Software Pro II en su versin 6.0, en el cual seutiliz un Reactor de Flujo Pistn, para un proceso continuo en el cul existe pocamezcla en direccin radial, requiere tiempos de residencia menores, lo cul setraduce en ahorro para el proceso. Este tipo de reactores puede operar a elevadastemperaturas y presiones para aumentar el porcentaje de conversin.

Una vez que se han establecido las condiciones de nuestro proceso, serealizo la simulacin con las diferentes variables antes mencionadas.

La carga trmica que se debe alimentar a travs del reactor PFR, para que semantenga la isotermicidad, en el proceso seleccionado, es de 1.0787 MKJ/HR,que es menor que el de las otras simulaciones, bajando con esto el costo deoperacin del proceso y hacindolo mas rentable.

El tiempo de residencia de la simulacin seleccionada, es de 1 hr 48 minutosaproximadamente, con una velocidad de flujo de 0.0012 M/seg; lo que nos indicaque se deben colocar empaques, que bien puede ser algn catalizador para que lareaccin se lleve a cabo a mayor velocidad, o un empaque inerte que solo detengael flujo el tiempo suficiente para que se pueda llevar a cabo la reaccin a laconversin deseada.

La mezcla de IPA y H2O que se obtiene al final de la reaccin se encuentraen una proporcin de 68% y 32% respectivamente, esta mezcla es la que serecircula hacia la alimentacin fresca con la finalidad de no desperdiciar materiaprima.

El volumen del reactor obtenido en la simulacin es de 12 m3, si nuestroreactor tiene una longitud de 6.1 m, entonces deber tener un dimetroaproximado de 0.80 m lo que lo vuelve un reactor viable para construir, sindimensiones que requieran de un diseo especial que elevara su costo

As pues, una vez analizado los resultados nos vemos en la posibilidad deconcluir que en nuestro proceso, se ve afectada la simulacin cuando los datosno son los adecuados, que la cintica de la reaccin en conjunto con losparmetros de operacin, son importantes para poder tener una simulacinadecuada.


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Ya que se han hecho las distintas simulaciones, el PFR que fue msrentable es el ltimo en el cul el flujo de alimentacin es de 2000 Kg/hr, que parainterpretacin de datos y constancia en los parmetros fue el que mejor

conversin de IPA logro tener.Para concluir este trabajo se puede decir que; el uso del Software PRO II, en

cualquiera de sus versiones, es una herramienta muy til y fcil de utilizar para lasimulacin de procesos en fase lquida y vapor. Sin embargo no es unaherramienta mgica, se deben tener conocimientos previos del diseo dereactores y las propiedades de los compuestos as como de los tipos dereacciones que se llevaran a cabo, para alimentar los datos correctos al simuladory obtener resultados lo mas cercanos a la realidad.


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8. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

LIBROS

CURSO GENERAL DE QUIMICA, Ignacio Puig, Ed. Marin S.A., Undcima Edicin1959

ELEMENTOS DE INGENIERIA DE LAS REACCIONES QUIMICAS, H. ScottFogler, Ed. Pearson Educacin, Cuarta Edicin.

ENCICLOPEDIA ILUSTRADA CUMBRE, Varios Autores, Tomo 1, Ed. Cumbre,1980

MANUAL DEL INGENIERO QUIMICO, Perry, Robert H., Ed. Mc Graw Hill, SextaEdicin.

MANUAL DEL INGENIERO QUIMICO, Perry, Robert H., Ed. Mc Graw Hill, TerceraEdicin.

MANUAL DE QUIMICA ORGANICA, Jos Barluenga Mur, Ed. Reverte, 1987

METODOS DE LA INDUSTRIA QUIMICA, Una visin panormica y moderna delos mtodos de la Industria Qumica Ludwig Mayer, Ed. Reverte, 1987

QUIMICA ORGANICA, Morrison Boyd, Ed. Pearson Educacin, Quinta Edicin

QUIMICA ORGNICA INDUSTRIAL, Productos de partida e intermedios msimportantes, Klaus Weissermel, Ed. Reverte, 1981


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INTERNET

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9. ANEXOS


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