Procesos de Simulacion en Ingenieria Qumica. Capitulo 8 . Procesos de Separacion. Hysys
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Capitulo 8: Ejercicios y problemas PROCESO DE SEPARACIÓN 1
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Capitulo 8: Ejercicios y problemas
PROCESO DE SEPARACIÓN
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Ejercicio 1Una mezcla compuesta por 440 lbmol/h de acetona y
1260 lbmol/h de agua va a ser alimentada a una columna de destilación de multietapas a 20 psia y 180˚F. si la columna va a operar a 15psia, con una relación de reflujo igual a 2 y alimentándose en el plato 9, estimen el numero de platos necesarios si se desea obtener un flujo de destilado de 453 lbmol/h y una recuperación de acetona de 99%
a) utilice las opciones termodinámicas ideal, NRTL, Wilson y Uniquac.
b) escriba una conclusión con relación a los resultados del inciso a.
3Pasos para resolver el problema
1• Se abre
el simulad
or Hysys
versión 3.2.
2• Se abre un nuevo
caso, dando
clic en el icono de la hoja
en blanco.
3• Se abrirá una nueva ventana en la cual se dará clic en donde dice add, para
agregar los componentes del sistema.
4
Una vez que se dio clic en agregar, se
abrirá otra ventana donde se seleccionaran los componentes a
utilizar en el problema. En este
caso acetona y agua
4
Ya que se seleccionaron los componentes se
cierra la ventana y nos regresara a la ventana
anterior, donde daremos clic en
paquete de fluidos, en donde seleccionaremos
el modelo termodinámico a
utilizar
5
Para este problema se
pueden utilizar 3 modelos
diferentes, el modelo de NRTL,
UNIQUAC y WILSON. Una vez seleccionado el
modelo se cierra la ventana.
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5 MODELO TERMODINAMICO.
Como el inciso a de este problema nos pide que utilicemos las 3 opciones termodinámicas ideales, se resolvió el problema 3 veces, de la misma manera, solo con diferente modelo, el procedimiento, con cualquiera de los modelos se mostrara a continuación.
NRTL
UNIQUAC
WILSON
6
7. Una vez seleccionado los componentes y el modelo
termodinámico, se es entrara al ambiente de simulación.
8. Ya en el ambiente de simulación se iniciara con el diseño del diagrama del proceso el
cual consta de 3 módulos, una columna de destilación, un reflujo y un separador.
9. Colocados los módulos, se da doble clic en la columna y aparecerá una nueva
ventana, donde se introducirán los datos del problema.
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15. Dando clic en Next, pasamos a la pág. 2 de 4, para seguir insertando datos.
14. Ya que se introdujeron los datos correspondientes en esa ventana, la opción NEXT, se activa para avanzar en la solución del problema.
13.Como en el problema nos pide que la alimentación sea en el plato #9, se tomo un # de platos >9 (10).
12. Indicamos las energías del condensador y del re-boiler con e1 y e2 respectivamente.
11. Después adicionamos las corrientes de entrada y salida de la columna.
10. Primero seleccionamos en donde dice condensador, la opción de Full Rflx condensador , ya que nuestro problema nos indica que hay
un recirculado.
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11
12
1314
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En la siguiente ventana se agregan las presiones a las
que operan el reboiler y el
condensador, que es la misma presión a la
que opera la columna de destilación.
•16
1017. Volvemos a dar clic en next, para entrar a
la pág. ¾ en esta ventana, donde pueden
o no agregar la temperatura de los
equipos
18. Una vez mas se da clic en next y ahora
estaremos en la pág. 4/4 donde se agregara el dato de reflux ratio
19. Una vez que se introdujeron todos los datos damos clic en
done.
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18
19
1220. al dar clic en done, se abrirá una nueva ventana, la cual cerramos.
13 21. ahora daremos doble clic
en la corriente #1 para introducir los datos de presión, temperatura y las concentraciones de los componentes.
22. para introducir las concentraciones, damos doble clic donde dice empy, enfrente de donde dice molar flow (lbmole/hr).
Se abriera una ventana donde daremos clic n la opción de MOLES FLOWS y ahí agregamos las concentraciones del agua y la acetona. Y damos clic en “OK”
14 23. Ya que se agregaron los datos, se cierra la
ventana y se vuelve a dar doble clic en la columna de destilación, y se abrirá la ventana que habíamos visto anteriormente. De lado izquierdo vienen una serie de pestañas, donde daremos clic en donde dice “monitor”, en esta nueva ventana, se harán iteraciones para lograr que el proceso converja.
24. como nuestro problema dice que queremos obtener una destilación de 453 lbmol/hr, agregaremos este dato donde dice “Btms Prod Rate”, y se desactivara la opción de “Ovhd vap Rate” para activar la opción de “Btms Prod Rate”, y automáticamente el proceso convergerá.
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25. Bien nuestro sistema ya
convergió ahora es momento de
unir las conexiones con el separador.
26. Después de conectar el separador, damos clic donde dice parámetros,
aquí, especificaremo
s el 99% de recirculado del
destilado
27. Ya especificado el
% de recirculación, la corriente que tiene el .99
será la que se conectara al
reciclo.
28. Después del reciclo se dará doble clic en la
columna, donde se le agregara una corriente mas de entrada, que será
la que sale del recirculado.
Cuando esto se relaza, el sistema
desconverse.
17PASO 26
182
9 Como des convergió, volvemos a dar clic en monitor nuevamente y damos clic en “Run” y el sistema convergerá nuevamente.
30 Ahora si nuestro
problema esta
resuelto.
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GRA
FIC
A N
RTL
Grafica del modelo NRTL
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GRAFICA UNIQUAC
Grafica del modelo uniquac
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GRA
FIC
A W
ILSO
N
Grafica del modelo Wilson
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concl
usi
ón
De acuerdo a las graficas obtenidas y usando los diferentes modelos termodinámicos, concluimos que cualquiera de los 3 modelos es adecuados para la resolución del problema ya que nos da como resultado los mismos valores y la misma grafica.. Por lo tanto, el numero de platos estimados para este problema son mas que 9, en este caso utilizamos 10.
