UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA. FACULTAD DE INGENIERIA. ESCUELA DE QUIMICA. PROCESOS DE SEPARACION. TAREA 1: FLASH ADIABATICO.

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1 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA. FACULTAD DE INGENIERIA. ESCUELA DE QUIMICA. PROCESOS DE SEPARACION. TAREA 1: FLASH ADIABATICO. Prof. SALVATORE, Valentno CHEN, WILLIAM. CI MARIÑO, MARYERI. CI RODRIGUEZ, NELIANA. CI CARACAS, MAYO DE 2004.

2 INTRODUCCION En la ndustra de los procesos químcos, los ngeneros a expensas de muchas horas de trabajo e nvestgacón han logrado optmzar certas operacones con cambos, que en algunos casos ncluyen susttucón de equpos por otros totalmente dstntos que cumplen con la msma fnaldad, pero sn mportar que cambos se efectúen, el separador Flash, ocupa una poscón central en todo proceso. Alrededor de este se encuentran los equpos para el tratamento físco de las correntes de almentacón y salda, tales como bombas para transporte de fludos, ntercambadores de calor, equpos de mezclado entre otros. Usualmente la coexstenca de fases más encontradas en la práctca ndustral son la de lqudo-vapor, aunque tambén puedan presentarse los estados líqudo-líqudo, vapor-sóldo, y líqudosóldo, de allí la mportanca de este nforme, pues sendo la coexstenca de fases más común, es dóneo poseer un buen manejo y conocmento del equlbro de mezclas de este tpo, partendo de una solucón de dos o mas componentes para su posteror separacón determnando fnalmente el equlbro entre las fases de cada mezcla. En el presente nforme se analzará la naturaleza del equlbro de una mezcla de cnco componentes: etano, propano, so-butano, n-butano y n-pentano; con ayuda de un programa especalzado (PROII) se smulará la separacón en una etapa smple de dcha mezcla empleando como sstema termodnámco Peng-Robnson, Redlch-Kwong-Soave, con el fn de obtener la temperatura de la

3 corrente de almentacón, las composcones de cada componente en cada una de las correntes de vapor y líqudo y la fraccón vaporzada. Se escogeron éstos métodos termodnámcos ya que proporconan una buena aproxmacón al comportamento real de los hdrocarburos no polares, especalmente aquellos que poseen bajo peso molecular. Otra razón por la cual se escogeron éstas bases termodnámcas es que los componentes de la mezcla son semejantes, es decr, tenen grupos funconales guales. Con la ayuda de las funcones del programa, se compararon los dagramas de fases de cada una de las correntes, y se hzo una comparacón de estos cambando el sstema termodnámco que modela el proceso de separacón. Para el análss de la sensbldad de certos parámetros o varables con respecto a la varacón de la caída de presón proporconada por la presenca de la válvula, se empleo la funcón de Case Study que ofrece el programa, y se obtuvo una tabla por medo del cual refleja los cambos de las varables, los cuales serán analzados posterormente. La confguracón de un Flash sotérmco, con las msmas condcones de almentacón, proporconó las bases para el análss y la comparacón de operacón entre Flash Isotérmco y adbátco. Se debe acotar que los cálculos y los resultados obtendos con el programa fueron determnados con la fjacón de una base de cálculo, la cual es: 100 lb-mol/h de mezcla en la corrente de almentacón.

4 MARCO TEORICO Destlacón Flash es un proceso típcamente usado para separar una mezcla de componentes. El proceso nvolucra calentamento y expansón del flujo a almentar en una válvula mantenéndolo a baja presón. Una undad de destlacón calcula el estado termodnámco de cualquer flujo de entrada cuando dos especfcacones (por ejemplo temperatura y presón) son dadas. Una vez que el equlbro de fase es determnado, las fases pueden ser separadas en dstntos flujos de salda. En la destlacón goberna la dferenca relatva de volatldad; el vapor que sale de la parte superor contene en mayor proporcón el compuesto de mayor volatldad. A contnuacón se presenta una breve descrpcón de los sstemas termodnámcos usados para la resolucón con el programa: Ecuacón de Peng Robnson La ecuacón de estado Peng Robnson (PR) es una modfcacón de la ecuacón de estado de Redlch-Kwong y fue publcada por Peng y Robnson en Es smlar a la ecuacón de Soave-Redlch-Kwong desde muchos puntos de vsta y fue dseñada para mejorar la pobre predccón de la densdad de líqudos del método de SRK. (Para mayor nformacón acerca de cada unos de los térmnos, favor revsar el archvo de ayuda que proporcona PROII). RT a( T ) P = ( V b) b [ V ( V + b) + b( V )] Se ha consegudo mucha precsón de predccón para mezclas no polares de hdrocarburos; pero no tene mucha precsón para las predccones de componentes polares.

5 Ecuacón de Redlch-Kwong-Soave La ecuacón de estado de Redlch-Kwong-Soave (SKR) es una modfcacón de la ecuacón de estado de Redlch-Kwong (basada en la ecuacón de van der Waals) y fue publcada por Georg Soave en a Soave reemplazó el térmno de 0. 5 en la ecuacón de Redlch-Kwong T por un térmno general dependente de la temperatura, a(t). Su expresón modfcada es la sguente: (Para mayor nformacón acerca de cada unos de los térmnos, favor revsar el archvo de ayuda que proporcona PROII). RT a( T ) P = ( V b) V ( V + b) Se ha consegudo mucha precsón de predccón para mezcla no polar de hdrocarburos; pero no tene mucha precsón para las predccones de componentes polares. Ley de Raoult Esta ecuacón de Raoult es generalmente aplcado a sstemas los cuales exhben un comportamento cercano a la dealdad en la fase líquda. La ley de Raoult permte reducr los cálculos de Equlbro Líqudo Vapor basándose en dos suposcones: - La fase de vapor se comporta como gas deal. - La fase líquda se comporta como solucón deal. La prmera suposcón mplca que la ley de Raoult se aplca sólo a presones bajas a moderadas. Y la segunda suposcón tene valdez aproxmada sempre y cuando los componentes que los componen son sat semejantes. La ley de Raoult establece que: yp= xp

6 ENUNCIADO DE LA TAREA Una corrente compuesta por etano, propano, so-butano, n- butano y n-pentano que se encuentra a 400 psa y a la temperatura de burbuja, se expande adabátcamente, en una válvula dspuesta para tal fn, hasta reducr la presón a 200psa. Tabla N 1: Composcón de la almentacón. COMPONENTE FRACCION MOLAR EN LA ALIMENACION Etano 0,09 Propano 0,20 Iso-butano 0,25 n-butano 0,30 n-pentano 0,16 Se pde: 1.- Determnar la temperatura e almentacón y compararla con el resultado obtendo por el smulador. 2.- Compare los dagramas de fases de todas las correntes nvolucradas en el proceso y explque las posbles dferencas. 3.- Calcule con los métodos analítcos vstos en clases las composcones de equlbro, temperaturas de operacón, fraccón vaporzada, flujo de vapor y lqudo obtendos en el tambor y compararlos con los resultados obtendos por el smulador. 4.- S se desea recuperar la mayor cantdad de etano y propano de los demás componentes, haga un análss de sensbldad que contemple los sguentes aspectos, sobre la base de condcón de almentacón constante: Porcentaje vaporzado en funcón de la caída de presón de la válvula (P) Temperatura de operacón del tambor en funcón de la caída de presón de la válvula. Composcón de etano y propano en funcón de la caída de presón de la válvula. Con los resultados de este análss determne la mejor condcón de operacón. 5.- S el flash es sotérmco, es posble una mejora en la separacón de los componentes de nterés (etano y propano) en el vapor?. Justfcar su respuesta con los resultados necesaros.

7 Para obtener una mejor vsón del dagrama vste:

8 1. Temperatura de la corrente de almentacón: Para la determnacón de la temperatura se aplcaron dos formas de resolucón, los cuales son: medante el uso de un smulador (PROII) y por métodos analítcos. Para la resolucón analítca se presentan tres dferentes métodos los cuales permteron llegar a solucones smlares. a.) Usos de los Nomogramas (Cartas de DePrester) Se sabe que la temperatura de almentacón está en su punto de burbuja, por lo que las composcones de almentacón (Z ) se toman como (X ). Con la nformacón anteror y la presón dada se procede a aplcar el método de teracón de la sguente forma: Suponer T burb. Determnar K a través de los nomogramas. Comprobar: 5 = 1 ( X. K )=1 S se cumple esa es la T correcta, sno suponer otra T burb. Los resultados obtendos son: Tabla N 2: Resultados obtendos por los nomogramas. TEMPERATURAS COMPONENTES K K. X Etano 1,75 0,1575 T= 100 F Propano 0,76 0,152 Iso-butano 0,32 0,08 n-butano 0,245 0,0735 n-pentano 0,079 0,0126 ( K. X)= 0,47564 Etano 3,4 0,306 T= 200 F Propano 1,5 0,3 Iso-butano 0,84 0,21 n-butano 0,68 0,204 n-pentano 0,31 0,0496 ( K. X)= 1,0696

9 TEMPERATURAS COMPONENTES K K. X Etano 3,3 0,297 T= 198 F Propano 1,45 0,29 Iso-butano 0,8 0,2 n-butano 0,66 0,198 n-pentano 0,3 0,048 ( K. X)= 1,033 Etano 3,25 0,2925 T= 196 F Propano 1,4 0,28 Iso-butano 0,79 0,1975 n-butano 0,64 0,192 n-pentano 0,29 0,0464 ( K. X)= 1,0084 De este método se concluye que la temperatura de almentacón es aproxmadamente de 196 F, ya que ( K. X) en esa temperatura tene el valor más cercano a uno; el método empleado mplca el uso de gráfcos (Ver dagrama N 1) en consecuenca tene asocado un error por ello se utlza una toleranca de 1E -2. b.) Uso de la Ecuacón de Antone (Para el calculo de K) Este método mplca consderar la mezcla como una solucón deal por lo tanto permte la aplcacón de la ley de Raoult conjunto con la ecuacón de Antone. Para la resolucón por éste método se defne: P sat K = donde: P P A2 = P exp sat c A 1 T ( K ) + A Tabla N 3: Coefcentes de la Ec. De Antone COMPONENTES A 1 A 2 A 3 Pc (psa) Etano 5, ,178-13, ,787 Propano 5, ,824-25, ,2675 Iso-butano 5, ,233-27, ,8094 n-butano 5, ,436-27, ,7102 n-pentano 5, ,604-36, ,6033 3

10 Se procede a aplcar los sguentes pasos: Susttuyendo cada coefcente en P sat. Se aplca la condcón: 5 = 1 ( X. K )=1 Se despeja y se obtene la T buró medante una calculadora o cualquer programa con funcón de Solver. La ecuacón obtenda, ya con todos los coefcentes y térmnos susttudos es: 707, 787 psa 1582,178 0, 09 exp 5, psa + T 13, ,2675 psa 1872,824 0,20 exp 5, psa + T 25, ,8094 psa 2150,233 0,25 exp 5, psa + T 27, , 7102 psa 2292, 436 0,30 exp 5, psa + T 27, ,6033psa 2554,604 0,16 exp 5, psa = T 36, 2529 Resolvendo la ecuacón anteror se obtene que T burb =200,3775 F

11 c.) Uso de la ecuacón de K (McWllams) Para este método se emplea la ecuacón de McWllams para calcular las constantes de equlbro (K); la ecuacón tene un error para cada componente dado comparado con las cartas de DePrester. Nótese que las temperaturas están en R y las presones están en psa. Ésta ecuacón es válda para rangos comprenddos entre -70 C (365,7 R) hasta 200 C (851,7 R) y para presones desde 101,3 Kpa (14,69 psa) hasta 6000 Kpa (870,1 psa). La ventaja que ofrece éste método comparado con el del uso de los nomogramas es la posbldad de ntroducr la ecuacón, para ser programada, en una computadora o una calculadora; para evtar la teracón. Se aplca los msmos pasos que para el método de la Ec. De Antone. Para la resolucón por éste método se defne: at1 at2 ap2 ap ln k = + + a 2 T6 + ap 1 ln p+ + 2 T T P P Tabla N 4: Coefcentes de la Ec. De McWllam COMPONENTE a T1 a T2 a T6 a P1 a P2 a P3 Etano ,25 0 7, , ,02 0 Propano , , , ,90224 Iso-butano -1166, , , n-butano -1280, , , n-pentano -1524, , , La ecuacón obtenda, ya con todos los coefcentes y térmnos susttudos es: , 25 49, , 09 exp + 7, ,8860 ln T ,5625 6, , 20 exp + 7, , ln T ,846 0, 25 exp + 7, ,92213 ln T 1280,557 0,30 exp + 7, ,96455 ln T 1524,891 0,16 exp + 7, ,89143 ln 400 = 1 2 T Resolvendo la ecuacón anteror se obtene que T burb =683, R = 223,71271 F 3

12 Para la resolucón programada, es decr, medante el uso del smulador se presentan tres dferentes métodos los cuales permteron llegar a solucones smlares. a.) Método Termodnámco: Peng Robnson La temperatura de la corrente de almentacón arrojada por el smulador es: T burb = 220,237 F b.) Método Termodnámco: Redlch-Kwong-Soave La temperatura de la corrente de almentacón arrojada por el smulador es: T burb = 220,297 F c.) Método Termodnámco: Ideal La temperatura de la corrente de almentacón arrojada por el smulador es: T burb = 191,457 F Tabla N 3: Comparacón de las T buró obtendas por c/método. METODO T burb Analítco: Nomogramas 196 F Analítco: Ec. De Antone 200,3775 F Analítco: Ec. De McWllam 223,71271 F PROII: Peng Robnson 220,237 F PROII: Redlch-Kwong-Soave 220,297 F PROII: Ideal 191,457 F Los resultado obtendos por los métodos que se consderan deal, como: nomogramas, Antone y el método Ideal; la temperatura de burbuja está entre 191 F y 200 F, los cuales están uno muy cercanos una a los otros. Sn embargo, los resultados obtendos por métodos que se aproxman al comportamento real de los hdrocarburos lvanos, como: McWllam, Peng Robnson y Redlch-Kwong-Soave; la temperatura de burbuja está entre 220 F y 223,713 F; lo cual nos hace pensar que la temperatura de burbuja en un proceso real debe estar entre el rango de temperaturas 220 F y 223 F.

13 2. Comparacón de los Dagramas de Fase de las correntes nvolucradas. En los dagramas de fases para las cuatro correntes nvolucradas se puede observar que las característcas del domo varían muy consderablemente debdo a que estas camban de acuerdo a la composcón de los componentes de nuestro sstema. Comparando la curva que presenta la corrente de almentacón (corrente Feed) con la curva pertenecente al flujo de salda de la válvula (corrente Mezcla) se puede observar que no varía su geometría, es decr, tenen la msma característca, forma, tamaño, dreccón y tenen el msmo punto crítco; esto se debe a que la composcón de los componentes de estas dos correntes, como se puede observar en el sguente recuadro no presentan varacones en la composcón debdo a que no ha ocurrdo una separacón de los componente lvanos y pesados. Tabla N 4: Comparacón de las composcones Componente Composcón de la corrente feed Composcón de la corrente mezcla Etano Propano Iso-butano n-butano n-pentano Para el la curva presentada por la corrente lquda y la de vapor sucede todo lo contraro, los domos de estos no se superponen. En el dagrama de la corrente de vapor se puede observar que el punto crítco se encuentra a una presón aproxmada de 659,56 psa y una temperatura de 262,1562 ºF, en cambo el punto crítco de la corrente lquda a una presón de 592,161 psa y una temperatura de 301,540 ºF; por lo que su domo es un poco más angosto comparado con el domo de la corrente de vapor. Todo lo expuesto anterormente se debe a que ocurró una separacón entre los componentes lvanos y pesados orgnando así una varacón de las composcones entre las dos correntes como se puede observar en la sguente tabla:

14 Tabla N 5: Comparacón de las composcones Componente Composcón de la corrente lquda Composcón de la corrente de vapor Etano Propano Iso-butano n-butano n-pentano Tambén se puede observar que la gráfca pertenecente a la corrente de vapor se encuentra más arrba que el de la corrente de líqudo, esto es debdo a que exste mayor composcón de los componentes lvanos en el flujo de vapor. El punto crítco de la gráfca de la corrente de almentacón y la gráfca de la corrente mezcla concden y se encuentra entre los puntos crítcos de los dagramas de la corrente lquda y la corrente de vapor (P=621,051 psa, T=287,640 ºF aproxmadamente). Comparando el dagrama del flujo de almentacón con el dagrama del flujo del lqudo y el del vapor se puede observar que la curva de la corrente de almentacón se encuentra entre las curvas de lqudo y de vapor ya que como se observa en la tabla 4 y 5 las varacones de las composcones de las dstntas correntes es notable, por ello no se superponen estas curvas. Para mayor nformacón acerca de las dreccones, puntos crítcos, geometrías de los dagramas de fase de cada una de las correntes, puede vsualzar la gráfca N 1 para un mejor entendmento.

15 Grafca Nº 1 : Dagrama de Fases de las dferentes correntes Temperature (ºF) Almentacon Pto. Crítco de Corrente de Almentacon Corrente de Lqudo Pto. Crtco de Corrente de Lqudo Corrente de Vapor Pto. Crtco de Corrente de Vapor Corrente de Mezcla Pto. Crtco de Corrente de Mezcla Preson (psa)

16 3. Temperatura de Operacón del Flash, Fraccón Vaporzada, Flujo de vapor y líqudo y composcones en equlbro. Para la resolucón de este planteamento se aplca los sguentes pasos los cuales nvolucran el uso del método deal, que está mplícto en la forma como se obtene la constante de equlbro (K) medante las ecuacones de Antone. Se sguen el sguente método teratvo de resolucón analítca: Suponer T operacon. Calcular las Psat con las ecuacones de Antone (Ver Tabla N 3). Se determnan las K. Aplcar Rachford-Rce para halla la fraccón vaporzada, ψ. Hallar X y Y. Determnar las entalpías de cada una de las correntes medante los Cp de cada uno de los componentes. Aplcar balance de energía y verfca s el Q flash es gual a cero. S se cumple la temperatura supuesta es la correcta, sno se supone otra temperatura de operacón. Tabla N 5: Constantes de Cp para líqudos. Componente A B C Etano 66, e e-4 Propano 87, e e-4 Iso-butano 114, e e-4 n-butano 120, e e-4 n-pentano 143, e-4 Cp = A + B T + C T lq 2

17 Tabla N 5: Constantes de Cp para gases. Componente A B C D Etano e e-9 Propano e e-8 Iso-butano e e-8 n-butano e e-8 n-pentano e e-8 Cp = A + B T + C T + D T vap 2 3 Cálculos Típcos: - 1 ) Temperatura supuesta: T operacón = 330 F. K etan o 707, 787 psa 1582,178 = exp 5, , psa = , 7622 K propano 616, 2675psa 1872,824 = exp 5, , psa = ,1011 K sobu tan o 528,8094 psa 2150, 233 = exp 5, , psa = , 6228 K n butan o 550, 7102 psa 2292, 436 = exp 5, , psa = ,8623 K n pentan o 486, 6033psa 2554, 604 = exp 5, , psa = , 2529 Aplcando Rachford-Rce: 5 = 1 ( K 1) Z 1 + ϕ ( K 1) = 0 (5, ) 0.09 (1,3998 1) 0.20 (0,5903 1) ϕ (5, ) 1+ ϕ (1,3998-1) 1+ ϕ (0,5903-1) (0,4347 1) 0.30 ( ) ϕ (0,4347-1) 1+ ϕ (0,1417-1) = 0

18 Medante el uso de una calculadora l se obtene el valor de ψ ϕ = 0,3615 Luego se calcula el flujo de vapor y líqudo de la sguente forma: V = ϕ F = 0, mol = 36,15mol L = F V = 100mol 36,15mol = 63,85mol Se calculan las composcones de los componentes en corrente líquda y vapor: X Z K Z = Y 1 + ϕ ( K 1) = 1 + ϕ ( K 1) 0,09 X etan o = = 0, ,3615 (5, ) 0,20 X propano = = 0, ,3615 (1,3998 1) 0,25 X sobu tan o = = 0, ,3615 (0,5903 1) 0,30 X bu tan o = = 0, ,3615 (0, ) 0,16 X pentan o = = 0, ,3615 (0,1417 1) X = 1,1131 Y e tan o Y propano Y sobu tan o Y bu tan o Y pen tan o 5, ,09 = = 0, ,3615 (5, ) 1,3998 0,20 = = 0, ,3615 (1,3998 1) 0,5903 0,25 = = 0, ,3615 (0,5903 1) 0, ,30 = = 0, ,3615 (0, ) 0,1417 0,16 = = 0, ,3615 (0,1417 1) Y = 0,8003

19 Se procede a calcular las entalpías de cada una de las correntes. Por facldad se escoge la temperatura de referenca como la temperatura de burbuja de la almentacón. T ref = 361,737 K Como la temperatura de referenca es la temperatura de burbuja de la almentacón el h f se elmna, como se muestra: 5 T oper h = Cp Z dt = 0 f = 1 T ref Para la entalpía de la corrente líquda se tene: T 5 oper L = 1 Tref h = Cp X dt Para la entalpía de la corrente vapor se tene: 5 Toper V = + λ = 1 Tref H Cp Y dt Y Tope = ,1856 ( T e-5 T e-9 T ) dt , ,763 Tope = ,2446 ( T e-4 T e-8 T ) dt ,33 361,763 Tope = hl = 0,1732 ( T e-4 T e-8 T ) dt ,218 = 4405,4558 J mol 361,763 Tope = ,1639 ( T e-4 T e-8 T ,84) dt + 361,763 T ope = ,0328 ( T e-4 T e-8 T ) dt ,62 361,763

20 H V Tope = ,1856 ( T e-5 T e-9 T ) dt , ,763 Tope = , 2446 ( T e-4 T e-8 T ) dt ,33 361,763 Tope = = 0,1732 ( T e-4 T e-8 T ) dt , 218 = 7806,16 J 361,763 mol Tope = ,1639 ( T e-4 T e-8 T ,84) dt + 361,763 T ope = , 0328 ( T e-4 T e-8 T ) dt , ,763 J J Q = flash L h + l V H = v 63,85 mol (4405, 4558 ) 36,15 mol ( 7806,16 ) ,73J mol + mol = - 1 ) Temperatura supuesta: T operacón = 350 F. Se aplcan los msmos pasos anterores y las msmas ecuacones, por lo tanto solo se mostrarán los resultados. Tabla N 5: Resultados obtendos para T operacón = 345K. Compon K X Y Etano 6,9740 0,034 0,2395 Propano 2,0431 ψ=0,2712 0,1559 0,3185 Isobutano 0,9178 L=72,8792 0,2557 0,2347 n-butano 0,6964 V=27,1208 0,3269 0,2277 n- 0,2467 0,2011 0,0496 pentano h L= -4010,48J/mol H v= 10777,7L/ mol Q flash =0,00 80J Obtendos los resultados anterores se dce que la temperatura de operacón del Flash es de 345K aproxmadamente. A contnuacón se muestra las T de operacón obtendas por PROII. Tabla N 5: Resultados de las T operacon. METODO T oper Analítco: Ec. Antone 161,35 F PROII: Peng Robnson 177,1 F PROII: Redlch-Kwong-Soave 168,3 F PROII: Ideal 157,7 F Se puede observar que las temperaturas de operacón están en un rango muy cercano, el resultado analítco es muy smlar al obtendo por PROII:Ideal ya que el método empleado es deal.

21 4. Análss de sensbldad Para cada uno de los procesos, es mportante realzar un análss o un estudo acerca del comportamento que presenta cada una de las varables del proceso con respecto a una. Para hacer este estudo se utlzó la funcón que posee el programa PROII, que es el CaseStudy el cual nos faclta la comprensón del los comportamentos de la temperatura de operacón del Flash, la fraccón vaporzada, y las composcones del etano y propano en la corrente de vapor. Para ejecutar esta funcón se debe prmero especfcar los datos del Casestudy, medante el Casestudy Data en las opcones de nput. Luego se debe defnr un parámetro, el cual es la varable el cual se rá alterando según un paso; se puede dentfcar la varable ntroducéndole un nombre de gusto, luego se defne la propedad que se rá varando, a partr de un determnado valor ntroducdo, con respecto a un paso defndo, tantas veces o cclos se ntroduzca. Después se debe ntroducr la varable defnda en Result o la propedad que se va a ver afectada por el parámetro defndo. Realzado todo lo anteror, se tene dos opcones de Casestudy que se puede ejecutar, estos son: Plot (Grafcar) o Tables (Tablas); los cuales se deben confgurar antes de poder obtenerlos. Para poder grafcar, se deben establecer los ejes de coordenadas a los cuales van a estar la varable de parámetro y de resultados. Como se puede observar en la gráfca Nº 2 mentras aumenta la caída de presón se apreca una decrecmento consderablemente de la temperatura ya que la recta tene una pendente negatva con un ángulo bastante aprecable, del msmo modo ocurre con la composcón de etanol y la composcón de propano en la corrente de vapor, es decr, mentras aumenta ΔP dsmnuyen las composcones de los estos dos componentes, pero no tan aprecable como le sucede a la temperatura. Como se observa en la gráfca las pendentes de las composcones son negatvas con un ángulo poca aprecable para el propano y un ángulo más o menos aprecable para el etano lo que quere decr que la composcón de etano dsmnuye con una mayor rapdez que la composcón de propano.

22 En consecuenca no es favorable aumentar consderablemente la caída de presón porque generaría muchos costos, pero es necesaro que exsta un ΔP para ncar el cambo de fase. Ya que se desea recuperar la mayor cantdad de etano y propano en la corrente de vapor, por lo que debe haber un equlbro entre los térmnos composcón-caída de presón. Para el caso de la fraccón vaporzada sucede todo lo contraro; al aumentar la caída de presón aumenta la fraccón vaporzada; mantenendo la corrente de almentacón constante, lo que mplca que hay un aumento del flujo de la corrente de vapor. Como se observa en la gráfca Nº3 la pendente de la recta es postva con un ángulo bastante aprecable lo que quere decr que mentras aumenta ΔP aumenta consderablemente el flujo de vapor. S se aumenta excesvamente la caída de presón se podría tener sólo vapor a la salda del flash, lo que no es deseable, por ello debe haber un equlbro entre los térmnos fraccón vaporzada-caída de presón. En conclusón el caso más favorable es obtener la mayor cantdad de etano y propano en la corrente de vapor con la menor generacón de costos, en este caso sería una caída de presón entre ps ya que proporcona una buena cantdad del producto de nterés (cantdad de etano 6,2256-6,42738 Lb-mol/h y cantdad de propano 10, ,5201 L-mol/h) y a una temperatura 170,07-166,53 ºF, consderablemente moderada. En estas condcones se obtenen una buena cantdad de componentes deseados con menos requermentos económcos.

23 Grafca Nº 2 : Sensbldad con respecto a la cada de Presón Δ Preson (psa) 0,28 0,26 0,24 0,22 0,2 0,18 0,16 0,14 TEMPERATURA COMPOS.PROPA COMPOS.ETANO Temperatura Operacon (ºF) Composcones Molares

24 5. Flash sotérmco Para el caso de flash sotérmco se tene que la temperatura de la corrente de almentacón es gual a la temperatura de las correntes de salda del flash, es decr, la temperatura con la que trabaja el equpo. Para este caso se obtuvo por medo del smulador que solo exste una corrente de vapor por lo que no llega a producrse una separacón de los componentes lvanos y pesados, lo que ndca que no es posble una mejora en la separacón de los componentes de nterés s no se camba la caída de presón. Medante el análss del dagrama Nº6 de sensbldad en el Flash Isotérmco se puede aprecar que con el aumento de la caída de presón la fraccón vaporzada aumenta, es decr, el flujo de la corrente de vapor es mayor. Sn embargo, las composcones de los componentes deseados van dsmnuyendo con el crecmento de la caída de presón. Para que exsta una buena separacón entre los componentes lvanos y pesados se debe tener una caída de presón adecuada, gráfcamente se observa que esto sucede cuando la caída de presón es aproxmadamente entre un Δ Presón de ps. Tabla N 6: Flujos de vapor de etano y propano en Flash Isotérmco. Cada de Presón (ps) Flujo de Etano en el vapor (lb-mol/h) Flujo de propano en el vapor (lb-mol/h) Tabla N 7: Flujos de vapor de etano y propano en Flash Adabátco Componente Flujos en la corrente de vapor (lb-mol/h) Etano Propano

25 0,23 0,225 0,22 0,215 0,21 0,205 0,2 0,195 0,19 0,185 Dagrama Nª6: Grafca de Sensbldad (Flash Isotérmco) Δ Preson (ps) 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 FRACVAPOR COMP.ETAN COMP.PROP Fraccon Vaporzada Composcon

26 Dagrama N 4: Dagrama de Flujo realzado en PROII