Problema 15.8 Treybal

Universidad Nacional Autónoma de MéxicoFacultad de Estudios Superiores Cuautitlán

Destilación Multicomponente, Método riguroso

Transferencia de Masa II2016-I

María Guadalupe Aguilar MartínezElizabeth De Luna HernándezJuan Carlos Sosa San Germán

15.8

Utilizando el método BP de Wang-Henke calcúlense composición de los productos, temperaturas de las etapas, composiciones y flujos de las corrientes de vapor y líquido interetapas, servicio del e bullidor y servicio del condensador para las especificaciones de la siguiente columna de destilación.Alimentación (líquido saturado a 250 psia y 213.9° F):

La alimentación se encuentra en su punto de burbuja. Los valores de K se obtienen por medio del programa ChemCAD por medio de la ecuación de estado SRW. A 250 Psia y con una fracción de vapor, la ecuación SRW arroja una temperatura de 210.65° F que es el valor que se utilizará:





Mediante Chemcad, con la herramienta TOWER (para torres de destilación con una alimentación y dos salidas de producto) se usa para calcular las composiciones tanto de destilado como de fondos, con las siguientes especificaciones:

Temperatura de Operación en toda la columna: 250 Psia

Número de etapas de equilibrio (incluido el Re hervidor y el Condensador)= 17

Etapa de alimentación ( 17/2)= La alimentación se envía a la etapa intermedia, que es 9.

Caudal de reflujo molar= 150 lbmol/h





Caudal Molar en los fondos=B=F-D=100-23=77 lbmol/h

Para la convergencia, se usan los siguientes datos:

Flujo de destilado= 23 lbmol/h

Tasa de reflujo= 150 lbmol/h

Y, se suponen las temperaturas para los fondos y el condensado:

T top= 120° F

T top 2=140° F

T fondos= 300° F

Los resultados son los siguientes:

Calor del condensador:

−862850 BTUh

Calor del rehervidor:

1.1199∗106 BTUh

Las composiciones del destilado y de los fondos son las siguientes:





Y en lb mol/h





Se comparan los valores obtenidos con los supuestos:

Temperatura de destilado supuesta 120° C-----115.82 °C Temperatura Real

Temperatura de fondos supuesta 300° C-------264.2° C Temperatura obtenida

Las composiciones y temperaturas de los componentes en las diferentes etapas son:





Conclusiones:

En este problema la separación se realiza entre propano y n-Butano es decir, estos dos componentes pueden ser designados como clave ligero (L K) y clave pesado (H K), respectivamente. Así pues, el etano, es más ligero que el clave ligero (L K), y pentano y hexano son más pesados que el clave pesado (H K).





Cada una de estos compuestos muestra un diferente tipo de perfil de composición, tal como lo observamos en las gráficas mostradas tanto para líquido como para vapor. Podemos constatar que la fracción de propano va incrementando

De acuerdo a los resultados obtenidos podemos observar que el componente clave ligero es como se planteó, propano ya que se encuentra en el destilado con un flujo de 19.48409 lb*mol /h, y el clave pesado el n-Butano ya que se encuentra con mayor flujo en los fondos. Las temperaturas supuestas:

Temperatura de destilado supuesta 120° C-----115.82 °C Temperatura Real

Temperatura de fondos supuesta 300° C-------264.2° C Temperatura obtenida

Podemos notar que las reales no son tan lejanas a las plateadas inicialmente ya que después de 3 iteraciones se obtuvieron. De igual forma se presentan los perfiles del líquido y vapor de los componentes que se platearon en el problema, de igual forma podemos observar la distribución en cada plato tanto del líquido y el vapor a las temperaturas obtenidas

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