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Práctica 3. Evaluación de columnas de destilación usando simulador de

procesos

Punto Fijo, Marzo del 2016

Facilitador:- Ing. Johemar Almera

- - Ing. Zoraida Carrasquero- - Ing. Jhoanna Ramones

- Ing. Ramón Quintero Reyes

Universidad Nacional Experimental “Francisco de Miranda”

Simulación de torres de destilación: - Shortcut para las etapas teóricas de operación y sus

aplicaciones.- Simulación “Distillation”, platos reales.- Simulación de columnas de destilación empleando las

herramientas “sizing y rating” para hidráulica de la torre.- Análisis de sensibilidad con la herramienta «Caso Estudio»

CONTENIDO SINÓPTICO :

Universidad Nacional Experimental

“Francisco de Miranda”



Tipo de Proceso Paquete Termodinámico recomendadoDeshidratación de TEG PRAcuoso ácido Sour PRProcesamiento de gas criogénico PR, PRSVSeparación de aire PR, PRSVTorres atmosféricas de crudo PR y sus variantes, Grayson Streed (GS)Torres a vacío PR y sus variantes, GS, Braun K10, EssoTorres de etileno Lee Kesler PlockerSistemas con alto contenido deH2 PR, Zudkevitch-Joffee (ZJ), GSReservorios PR y sus variantesSistemas de vapor ASME Steam, Chao Seader, GSInhibición de hidratos PRProductos químicos Modelos de actividad, PRSVAlquilación de HF PRSV, NRTLHidrocarburos-agua (alta solubilidad del agua en HC)

Kabadi Danner

Separaciones de hidrocarburos PR, SRKAromáticos Wilson, NRTL, UNIQUACHidrocarburos sustituidos (cloruro

de vinilo, acrilonitrilo)PR, SRK

Producción de éter (MTBE, ETBE, ter-amil metil eter TAME)

Wilson, NRTL, UNIFAC

Plantas de etilbenceno / estireno PR, SRK o Wilson, NRTL, UNIFAC (según la tecnología de producción)

Producción de ácido tereftálico Wilson, NRTL, UNIQUAC Planta de amoníaco PR, SRK



SHORTCUT

Método Fenske – Underwood y Gilliland, el cual determina el nº de etapas mínimas requeridas para la operación, el reflujo mínimo y de

operación y el plato de alimentación.

1.- Componentes Clave: Son aquellos compuestos para los que se especifica la separación, es decir, quienes delimitan la distribución de destilado y fondo.

Componente Clave ligero (LK) Componente Clave pesado (HK)

Es el más volátil de ambos ó el más pesado entre los componentes livianos

Es el menos volátil de ambos ó, el más volátil de los pesados



2.- Presión en la columna

a) Si PD < 1,5 MPa (215 Psia) se usa un condensador total y utiliza aguacomo refrigerante.

b) Si PD > 1,5 MPa ya no se puede utilizar un condensador total y se calculala presión de rocío del destilado.

Columnas atmosférica y de sobrepresión

Columnas a vacío

Se asume una caída de presión de 0,1 Psi (0.7 KPa) por cada plato

Se asume una caída de presión de 0,05 Psia (0.35 KPa) por cada plato

3.- FENSKE - Número mínimo de etapas de equilibriorequeridas

El Nmin es independiente de la condición térmica de la alimentación ysólo depende del grado de separación deseado y de la volatilidad relativa

∗

∝



1.- Se desea fraccionar cualitativamente una mezcla metanol – agua equimolar para generar un producto destilado de 98% de calidad y de fondo de 3% referido al componente más volátil. La alimentación entra a una tasa de 5000 Kg/hora, a 20 Psia y en su punto de rocío. Para un condensador parcial. Determine:a) Número mínimo de etapas de equilibrio.b) Relación mínima de reflujo.c) Número de platos reales para una relación de reflujo de 1,25 veces la mínima y una eficiencia global de 60%.

2.- Se desea fraccionar la siguiente corriente de proceso:

Componentes Fracción molarn- propano 0,05Iso- butano 0,10n- butano 0,30

Iso – pentano 0,25N – pentano 0,30

La mezcla entra en su punto de burbuja a 140 Psia para obtenerno más de 7,5% de n – pentano en el destilado y no más de 8% den – butano por el fondo. La torre dispone de un condensador totaly el reflujo regresa en su punto de burbuja.Determinar:- Número mínimo de platos ideales- Composición del producto- Cargas térmicas en la torre- Relación de reflujo mínimo para un R = 2,6

MSc. Ramón Quintero




DISTINTAS FORMAS PARA SOLICITAR LAS ESPECIFICACIONES DE LAS CORRIENTES



Algoritmo Ventajas Desventajas

Inside‐Out

Rápida convergencia.Insensible a estimaciones iniciales.Se puede utilizar con rehervidores termosifón.

Sólo se permite una fase líquida dentro de la columna.No se permiten pumparounds.Difícil resolver sistemas altamente no ideales.

Sure Permite dos fases líquidasPermite pumparounds

Sensible a estimaciones inicialesNo permite rehervidor

ChemdistPermite dos fases líquidasSistemas altamente no ideales.

No permite pumparoundsSistemas termodinámicos basados en coeficiente de actividad.

Enhanced IO Permite dos fases líquidasPermite pumparounds

No es recomendable para sistemas altamente no ideales.


Algoritmos para el cálculo de las etapas de equilibrio y las especificaciones de la torre




Tipos de platos utilizados para el diseño y la evaluación de torres de destilación.

1.- Platos perforados (Sieve)Son los platos más sencillos y

no permiten un óptimo contacto entre las fases.

Actualmente muy poco en uso.

2.- Campana de burbujeo (CAP)

Son los mas utilizados. Evitan el arrastre de líquido en la

columna y mejoran el contacto líquido - vapor.

3.- Platos de válvula (valve)Su construcción consiste en un agujero donde encima hay una válvula, la cual se eleva con el

paso del corriente líquido.Universidad Nacional Experimental


CARACTERIZACIÓN ASSAY (CURVAS DE DESTILACIÓN)

% Destilado Temperatura (ºF)

2 179

5 207,5

10 216

20 225,3

30 234,1

40 242,4

50 252,1

60 262,4

70 272,7

80 288,3

90 309,495 330,1

98 359

Caracterización de crudos y combustibles

Primer análisis de calidad para hidrocarburos y

combustibles (livianos y pesados)

Sirve para verificar la eficiencia de las unidades de

refinación

D86 método estándar para la destilación de

petróleo.

D1160 método estándar para la

destilación de petróleo a presiones reducidas.


D2887 destilación simulada.

Universidad Nacional Experimental “Francisco de Miranda”

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN!!!

¨La creatividad es más importante queel conocimiento¨.

Albert Einstein

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