REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA.

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL RAFAEL MARÍA BARALT.

PROGRAMA: INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA.

PROYECTO INGENIERIA DE GAS.

“Asignacion de Simulacion”

Autores

Orlando Lima

Yermiry Sangonis

Juan Chirino

Santa Ana de Coro, Diciembre de 2015.

Asignación grupal

Se requiere producir y mejorar el rendimiento del isopropilbenceno (cumeno), a partir de benceno y propileno, la reacción es la siguiente:

C6H6 + C3H6 → C9H12

Se utilizará un sistema de recirculación con sucesivas etapas de enfriamiento, como el que se observa en la figura anexa. Para ello se suministra al primer reactor el 65% de la alimentación del proceso, operando dicho equipo con una conversión del 90%. La corriente de descarga del primer reactor se enfría hasta 130 ºF utilizando el E-1 donde se presentan caídas de presión de 0.1 psi. La corriente enfriada se introduce a un separador que trabaja a una presión de 1 atm y en el cual se desea recuperar el 98.57% del flujo de propileno alimentado a la unidad para ser recirculado. El producto líquido de este equipo es enfriado con el E-2 utilizando para ello solo el 10% de la capacidad calorífica del E-1. Este producto a su vez es utilizado para enfriar la corriente de descarga del primer reactor para posteriormente ser suministrado al E-3 donde la Temperatura de la corriente de salida solo debe estar 30 ºF por encima de la corriente de recirculación al primer reactor. Al segundo reactor se alimenta el resto de alimentación del proceso y la salida del E-3 en donde se opera con una conversion del 80%. Los reactores son adiabáticos.

RX1 E-1

E-3

E-2

SepDiv

RX2Alimentación

P: 36 psiaT: 220ºF

60 lbmol/h de benceno y propileno

respectivamente

a) Determine la data termodinámica a aplicar en la simulación y justifique: utilizamos Peng-Robinson para la fase de vapor ya que son hidrocarburos ligeros, y por tener condiciones de presion y temperaturas moderadas; pero corregimos la fase liquida, de sustancias puras a ser una mezcla real.

b) Determine los dutys de los equipos del proceso para cumplir lo especificado:

Reactor n°1

_

Reactor n°2

Intercambiador n°1

Intercambiador n°2

Intercambiador n°3

Separador n°1

c) Muestre la tabulación de todos los flujos y temperaturas de las corrientes del proceso

d) Determine las razones de cambio de lo que se consume y produce de cada componente por la reacción química: se consume todo el benzeno por ser el reactivo limitante en el primer reactor, para asi poder producir cumeno en su mayoria y pequeñas trazas de propileno y en el segundo reactor baja el rendimiento del cumeno debido a que entre una corriente del mismo en una mayor proporcion, esa disminuye los reactivos(benzeno y propileno).

e) ¿Qué pasaría en el proceso si la conversión baja a la mitad de las suministradas, justifique la respuesta?: si se disminuye la conversion a la mitad en los reactores, se igualan las composiciones de los reactivos y productos a la salida, esto no es beneficioso para el proceso, ya que mientras mayor es la conversion mejor es la optimizacion del proceso y mayor es el cambio. Como se observa en la figura las composiciones de los reactivos a la salida del primer reactor son mayores a del producto(cumeno).

Esto tambien ocurre a la salida del en el segundo reactor. La composicion del Cumeno es superior, pero no mucho al benzeno y al propileno, no es favorable esto, ya que como se menciono anteriormemente no hay la optimizacion adecuada del proceso.

Mientras que con la conversion al 90 % y 80% las composiciones del cumeno a la salida de los reactores son mucho mayores. Por ende ocurre la reaccion con un resultado optimo, como se observa en las figuras.

f) En caso que el item e no mostrara resultados favorables en algunas secciones del proceso, realice las posibles soluciones y justifique: si se disminuyen las conversiones en las unidades(reactores) a la mitad, la simulacion del proceso corre sin ningun problema pero con las composiciones de los reactivos menores o casi iguales a la de los productos, es decir que no hay reaccion. Cuando deberia ser al contrario, es decir; las composiciones del producto mucho mayores a la de los reactivos para que se optimice el proceso, la conversion debe ser alta para que ocurra una reaccion(cambio). Si no, deberiamos aumentar el flujo de la alimentacion al proceso para que asi se mejore la conversion.

Simulacion completa

Balance de materiales

Reactor 1

Reactor 2

Separador

Difusor

Intercambiador 1

Intercambiador 2

Intercambiador 3