Diseño preliminar de una columna de destilación

Especificación del problema

Se desea separar 31250 kg/hr de una mezcla que tiene la siguiente composición:

•Benceno 1.0%•Tolueno 1.76%•Etilbenceno 44.0%•Estireno 53•Pesados 0.24% Se permite una concentración máxima de 1% de estireno en la corriente de destilado y 100 ppm de etilbenceno en el fondo

¿Cómo resolver el problema?

Metodología para diseño preliminar de una columna

Metodología para diseño preliminar de una columna

Selección de componentes claves

el primer paso en el diseño de una columna de destilación , es la selección del componente clave ligero y clave pesado.

Componente clave ligero: Es el componente que deseamos aparezca en mayor concentración en la corriente de destilado

Componente clave pesado: Es el componente que deseamos aparezca en mayor concentración en la corriente de fondo

Selección de componentes claves

Se ordenan los componentes en orden ascendente de punto de ebullición, se elige el componente clave ligero y clave pesado.

•Benceno•Tolueno•Etilbenceno Clave Ligero•Estireno Clave pesado•Alfametilestireno•Pesados

Balance preliminar de Materia

SELECCIÓN DE LA PRESION DE OPERACIÓN Y TIPO DE CONDENSADOR

SELECCIÓN DE LA PRESIÓN DE OPERACIÓN

HACER UN CALCULO DEL PUNTO DE ROCIO DE LA COMPOSICION DEL DESTILADO A 49°C.

Estimar la temperatura del fondo de la columna

•Realizar un cálculo del punto de burbuja de la corriente de fondo.•Para columnas de platos se supone una caída de presión de 5 psi entre la columna y el condensador, 0.1psi/plato ó bien para columnas a vacío de 20 mmHga total.

Condición a la que entra la alimentación

•La alimentación se somete a un flash adiabático a una presión de PD+7.5 psi ó bien a PD+10 mmHgA para columnas a vacío con el objetivo de determinar la condición física de la alimentación.

Modelo de la columna de destilación

Para el diseño de una columna de destilación se requiere formular y resolver un conjunto de ecuaciones para determinar las condiciones de operación:

1.Balance Global de materia.2.Ecuaciones de equilibrio.3.Balance por componente.4.Balance de energía.

Representación general de una etapa en equilibrio

Ecuaciones del modelo

Ecuaciones del modelo

¿Como se resuelve estas?

•Métodos gráficos: Mc Cabe-Thiel y Ponchon Savarit.

•Métodos cortos: Fenske-Underwood-Gilliland.

•Métodos rigurosos: Cálculo etapa a etapa

Método de Fenske-Underwood-Gilliland

Método de Fenske-Underwood-Gilliland•Cálculo de reflujo mínimo

•Distribución de componentes en destilado y fondos

Diseño de la columna usando AspenPlus

Definir las especificaciones de la columna

Resultados

Diseño preliminar

Relación de reflujo mínimo: 5.07Relación de reflujo real: 6.08

Platos mín: 41

Platos teóricos: 74

Platos de Alim: 25