9. COMPRESION DE UN GAS EN TRES ETAPAS

Transcripción

1 9. COMPRESION DE UN GAS EN TRES ETAPAS 1. OBJETIVOS 1.1. Especificar una corriente a partir de las especificaciones de otra corriente 1.2. Utilizar el botón Reciclo para calcular una corriente de recirculación dentro de un proceso químico 1.3. Simular, en estado estacionario, un proceso de compresión de un gas en varias etapas 2. PROCESO ESTUDIADO La corriente gaseosa de entrada y de nombre Alimento se encuentra a 50 F y 80 psia y se comprime hasta 1000 psia en tres etapas. En cada una de las etapas de compresión el líquido que resulta después de un enfriamiento y separación de fases es recirculado a la entrada de la etapa de compresión que le antecede. Las condiciones de temperatura y presión son 120 F y 200 psia después de la primera etapa de compresión, 120 F y 500 psia después de la segunda etapa y 120 F y 1000 psia después de la tercera etapa. La Figura 1 muestra el diagrama de flujo del proceso de compresión multietapa 3. PAQUETE FLUIDO COMPONENTES: Nitrógeno, Dióxido de carbono, Metano, Etano, Propano, i- Butano, n-butano, i-pentano, n-pentano, n-hexano, n-heptano y n-octano. ECUACION: Peng-Robinson REACCIONES: No hay SISTEMA DE UNIDADES: Field 4. SIMULACION EN ESTADO ESTACIONARIO Corriente de alimentación: Instale la corriente Alimento con las siguientes especificaciones en la página Conditions de la pestaña Worksheet Temperatura 50 F Presión 80 psia Flujo molar 250 lbmole/h En la página Composition de la pestaña Worksheet especifique las siguientes concentraciones para el alimento en fracciones molares: Nitrogen Mole Frac n-butane Mole Frac CO 2 Mole Frac i-pentane Mole Frac Methane Mole Frac n-pentane Mole Frac Ethane Mole Frac n-hexane Mole Frac Propane Mole Frac n-heptane Mole Frac i-butane Mole Frac n-octane Mole Frac

2 Para construir este diagrama de flujo, un conjunto de separadores, compresores, enfriadores y mezcladores tienen que instalarse con las especificaciones que aparecen a continuación. Las corrientes de recirculación se añadirán después que las operaciones se hayan instalado. Instale las operaciones con las especificaciones descritas a continuación Mezclador MIX-100 Alimento EntradaV-100 Automatic Pressure Assignment Set to Lowest La corriente de recirculación RC-100 se instalará a este mezclador después que hayan sido instaladas todas las operaciones Separador V-100 s Vapour Liquid EntradaV-100 VaporV-100 LiquidoV-100 Compresor K-100 Energy VaporV-100 EntradaE-100 QK-100 Enfriador E-100 (Cooler) Feed Stream Product Stream Energy Stream Pressure Drop EntradaE-100 SalidaE-100 QE-100 ) 5 psi 58

3 Especifique la temperatura y la presión de la corriente SE-100 con valores de 120 F y 200 psia respectivamente Mezclador MIX-101 SalidaE-100 EntradaV-101 Automatic Pressure Assignment Set to Lowest La corriente de recirculacion RC-101 se instalará a este mezclador después que todas las operaciones hayan sido instaladas Separador V-101 Feed Vapour Liquid EntradaV-101 VaporV-101 LiquidoV-101 Compresor K-101 Energy VaporV-101 EntradaE-101 QK-101 Enfriador E-101 (Cooler) Feed Stream Product Stream Energy Stream Pressure Drop EntradaE-101 SalidaE-101 QE psi Especifique la temperatura y presión de la corriente SalidaE-101 como 120 F y 500 psia respectivamente 59

4 Mezclador MIX-102 SalidaE-101 EntradaV-102 Automatic Pressure Assignment Set to Lowest La corriente de recirculación RC-102 se añadirá al mezclador después que todas las operaciones hayan sido instaladas Separador V-102 Feed Vapour Liquid EntradaV-102 VaporV-102 LiquidoV-102 Compresor K-102 Energy VaporV-102 EntradaE-102 QK-102 Enfriador E-102 Feed Stream Product Stream Energy Stream Pressure Drop EntradaE-102 SalidaE-102 QE psi Especifique la temperatura y presión de la corriente SalidaE-102 con valores de 120 F y 1000 psia, respectivamente 60

5 Separador V-103 Feed Vapour Liquid SalidaE-102 VaporV-103 LiquidoV-103 Añada, ahora, las corrientes de recirculación, presione el botón Define from other Stream que se encuentra en el fondo de la ventana de propiedades de dichas corriente y utilice la ventana Spec Stream As para definirlas utilizando otras propiedades de las corrientes Corrientes de recirculación 1. Especifique la corriente de recirculación RC-100 como la corriente LiquidoV-101 y conéctela como un alimento al mezclador MIX Especifique la corriente de recirculación RC-101 como la corriente LiquidoV-102 y conéctela como un alimento al mezclador MIX Especifique la corriente de recirculación RC-102 como la corriente LiquidoV-103 y conéctela como un alimento al mezclador MIX-102 Las propiedades de las corrientes LiquidoV-101, LiquidoV-102 y LiquidoV-103 sirven como los estimativos iniciales para las corrientes de recirculación. Antes de instalar las operaciones Recycle, se sugiere colocar el resolvedor del diagrama de flujo en Modo Holding Operaciones de recirculación RCY-1 Feed: LiquidoV-101; Product: RC-100 RCY-2 Feed: LiquidoV-102; Product: RC-101 RCY-3 Feed: LiquidoV-103; Product: RC-102 Coloque el revolvedor del diagrama de flujo en el Modo Activo haciendo clic en el icono Solver Active y la simulación convergerá satisfactoriamente. 61

6 Figura 1. Proceso de compresión de un gas en tres etapas 62