Purga SISTEMA DE. Reciclo de Gases RECUPERACION DE VAPORES. Vapor SISTEMA DE REACTORES SEPARADOR. Líquido. Alimentos FASES. Líquido SISTEMA DE

Transcripción

1 Recclo de Gases SISTEMA DE RECUPERACION DE VAPORES Vapor Purga Almentos SISTEMA DE REACTORES SEPARADOR DE FASES Líqudo Líqudo Recclo de Líqudos SISTEMA DE SEPARACION DE LIQUIDOS Productos

2 (mol/h) Hdrogeno 1554 Metano 1036 Benceno 265 Tolueno 91 Denlo 4 Hdrogeno 1552 Metano 1029 Benceno 20 Tolueno 2 Denlo 0 Hdrogeno 2 Metano 7 Benceno 245 Tolueno 89 Denlo 4

3 Balance de Masa Global: Balance de Masa de Componentes: Relacones de Equlbro: F V + L Fz Vy + Lx y Kx

4

5 l Lx K j v l 1 K j

6 j j K j j l j j j K j v K y L x j j j j j j j j 1

7

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9 Benceno Perddo en Purga 0.13(20) 2.6 mol/hora Tolueno Perddo en Purga 0.13(2.0) 0.26 mol/hora

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19 n-c5 n-c5 n-c5 n-c6 n-c7 I n-c6 I I n-c5 I I n-c6 n-c7 I n-c6 n-c7 n-c7

20 Secuencas Columna 1 Columna 2 Columna 3 1 A/BCD B/CD C/D 2 A/BCD BC/D B/C 3 AB/CD A/B C/D 4 ABC/D A/BC B/C 5 ABC/D AB/C A/B B/CD C/D A B C D A/BCD BC/D B/C AB/CD A/B C/D ABC/D A/BC B/C AB/C A/B

21 1 A/BCDE B/CDE C/DE D/E 2 A/BCDE B/CDE CD/E C/D 3 A/BCDE BC/DE B/C D/E 4 A/BCDE BCD/E B/CD C/D 5 A/BCDE BCD/E BC/D B/C 6 AB/CDE A/B C/DE D/E 7 AB/CDE A/B CD/E C/D 8 ABC/DE A/BC D/E B/C 9 ABC/DE AB/C D/E A/B 10 ABCD/E A/BCD B/CD C/D 11 ABCD/E A/BCD BC/D B/C 12 ABCD/E AB/CD A/B C/D 13 ABCD/E ABC/D A/BC B/C 14 ABC/DE ABC/D AB/C A/B

22 No. de Secuencas ( 2( n 1) ) n! ( n 1)! S! n 1

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25 seg pe pe mol M v m G G /, ) / ( ρ ρ 0.88(1.5)(3600 ) / 0.88(3600 ) ) / ( 0.88 ) / ( 3 m G m M F v h mol F v seg pe Q A ρ ρ 4 1/ 2 1/ 2 1/ m G T M F v Q A D ρ π π

26 α k ( 1 q) F α φ k α k d Vmn ( Rmn + 1) D α φ k αk α φ k b V mn R mn B α k Volatldad relatva de con respecto a k φ Varable a determnar, d, b Flujos molares de componentes F, D, B Flujos molares totales q Fraccón del almento que se une a la corrente líquda en el plato de almentacón R mn Relacones de relujo mínmas mn, R V mn,v mn Flujos mínmos de vapor

27 αk αk αk d + b ( 1 q) F α φ α φ α φ k k k V mn αk d α φ k (1 q) F αk b α φ k Para los componentes,, no claves Flujo mínmo de vapor margnado del componente α k αk αlk + α 2 hk

28 DESTILACION DE SISTEMAS IDEALES MEZCLA TERNARIA ALIMENTO: COMPOSICION: 20% n-c5; 30% n-c6; 50% n-c7 FLUJO: 10 mol/s CONDICION: Punto de burbuja OBJETIVO: Obtener por destlacón tres productos en sus puntos de burbuja con composcones del 99% n-c5, 99% n-c6 y 99% n-c7, respectvamente ASIGNACION: Determnar la secuenca, drecta o ndrecta, de dos columnas de destlacón smple con las que se consga el objetvo propuesto con un menor costo total.

29 DESTILACION DE SISTEMAS IDEALES MEZCLA TERNARIA PROPIEDADES Propedad n-pentano n-hexano n-heptano Peso mol T. de ebullcón, K T. Crítca, K P. Crítca, bar

30 DESTILACION DE SISTEMAS IDEALES MEZCLA TERNARIA CALCULOS FLASH HYSYS (UNIQUAC Ideal) Condcón Fraccón de vapor Temperatura K Constantes de Equlbro n-c5 n-c6 n-c7 Volatldad Relatva n-c5 / n-c7 Volatldad Relatva n-c6 / n-c7 Burbuja 0 341,6 2,466 L-V 0,5 351,3 2,779 0,948 0,445 5,54 2,13 1,238 0,597 4,65 2,07 Rocío 1,0 357,4 3,242 1,424 0,687 4,72 2,07

31 DESTILACION DE SISTEMAS IDEALES MEZCLA TERNARIA n-c5 n-c5 n-c5 n-c6 n-c7 I n-c6 II II n-c5 n-c6 n-c7 I n-c6 n-c7 n-c7 (a) (b) Fgura 1. Secuenca (a) drecta y (b) ndrecta

32 DESTILACION DE SISTEMAS IDEALES SECUENCIA DE COLUMNAS SIMPLES BALANCES DE MATERIA Balances de componentes I ( n C5) + II ( n C5) 2 mol / s ( n C6) + ( n C6) + ( n C6) I II III II ( n C7) + III ( n C7) 5 mol / s 3 mol / s

33 DESTILACION DE SISTEMAS IDEALES SECUENCIA DE COLUMNAS SIMPLES RELACIONES INICALES Especcacones ncales de productos Producto I: I ( n C5) 99 I ( n C6) ( n C7) II ( n C6) 990 Producto II: II ( n C5) II ( n C6) II Producto III: III ( n C7) 99 III ( n C6)

34 DESTILACION DE SISTEMAS IDEALES SECUENCIA DE COLUMNAS SIMPLES FLUJOS Y COMPOSICIONES DE PRODUCTOS Componentes Producto I mol/s Producto I % mol Producto II mol/s Producto II % mol Producto III mol/s Producto III % mol n-c5 1,985 0,990 0,015 0,005 0,000 0,000 n-c6 0,020 0,010 2,930 0,990 0,050 0,010 n-c7 0,000 0,000 0,015 0,005 4,985 0,990 Total 2,005 1,000 2,960 1,000 5,035 1,000

35 DESTILACION DE SISTEMAS IDEALES SECUENCIA DIRECTA DE COLUMNAS SIMPLES FLUJOS MINIMOS DE VAPOR METODO DE UNDERWOOD Columna I: Almento en el punto de burbuja ( q 1) Ec. (1) (2mol/ s) + (3mol/ s) + (5mol/ s) (1 1)( 10mol/ s) 5.54 φ 2.13 φ 1 φ Resolvendo: φ [ 3.68, 1.43] Columna I: Flujo mínmo de vapor Ec. (2) V (1.985mol/ s) + (0.02mol/ s) mn 4.02 mol/ s

36 DESTILACION DE SISTEMAS IDEALES SECUENCIA DIRECTA DE COLUMNAS SIMPLES FLUJOS MINIMOS DE VAPOR METODO DE UNDERWOOD Columna II:Almento en el punto de burbuja ( q 1) Ec. (1) 5.54 ( φ mol / s) ( φ mol 1 / s) + (5 mol 1 φ / s) 0 Resolvendo para los componentes claves: φ [ 1.50] Columna II: Flujo mínmo de vapor Ec. (2) V 5.54(0.015 mol / s) (2.93 mol / s) (0.015 mol / s) mn mol / s Flujo mínmo total de vapor mol/s (S.D)

37 DESTILACION DE SISTEMAS IDEALES SECUENCIA INDIRECTA DE COLUMNAS SIMPLES FLUJOS MINIMOS DE VAPOR METODO DE UNDERWOOD Columna I: Almento en el punto de burbuja ( q 1) Ec. (1) (2mol/ s) + (3mol/ s) + (5mol/ s) (1 1)( 10mol/ s) 5.54 φ 2.13 φ 1 φ Resolvendo: φ [ 3.68, 1.43] Columna I: Flujo mínmo de vapor Ec. (2) V 5.54(2 mol / s) 2.13(2.95 mol / s) 1(0.015 mol / s) mn mol / s

38 DESTILACION DE SISTEMAS IDEALES SECUENCIA INDIRECTA DE COLUMNAS SIMPLES FLUJOS MINIMOS DE VAPOR METODO DE UNDERWOOD Columna II:Almento en el punto de burbuja ( q 1) Ec. (1) 5.54 (2 mol 5.54 φ / s) (2.95 mol 2.13 φ 1 / s) + ( φ mol / s) 0 Resolvendo para los componentes claves: φ [ 3.36] Columna II: Flujo mínmo de vapor Ec. (2) V 5.54(1.985 mol / s) 2.13(0.02 mol / s) mn mol / s Flujo mínmo total de vapor mol/s (S.I)

39 Secuenca drecta: DESTILACION DE SISTEMAS IDEALES FLUJO MINIMO DE VAPOR MARGINADO Flujo mínmo de vapor Secuenca ndrecta: 1 marg nado de n-c7 (5) mol / s Flujo mínmo de vapor 5.54 marg nado de n -C5 (2) mol / s Menor lujo mínmo de vapor margnado: S.D

40 Alcohol Flujo Volatldad relatva Mol/s A B C 1 3 D 7 2 E 10 1

41 C. Claves A B C D E A/B B/C C/D D/E

42 13,3 6,7 B/CDE C/DE 12,3 8,0 2,0 A/BCDE BC/DE CD/E 18,6 2,8 9,3 AB/CDE BCD/E B/CD 10,4 9,1 1,3 ABC/DE A/BCD BC/D 4,3 14,6 2,6 ABCD/E AB/CD A/BC 3,7 5,4 ABC/D AB/C

43 Secuenca No. Separacones Flujo margnado Poscón 1 A/BCDE, B/CDE, C/DE, D/E 32, A/BCDE, B/CDE, CD/E, C/D 27, A/BCDE, BC/DE, B/C, D/E 20,3 8 4 A/BCDE, BCD/E, B/CD, C/D 24, A/BCDE, BCD/E, BC/D, B/C 16,4 6 6 AB/CDE, A/B, C/DE, D/E 25, AB/CDE, A/B, CD/E, C/D 20,6 9 8 ABC/DE, A/BC, B/C, D/E 13,0 2 9 ABC/DE, AB/C, A/B, D/E 15, ABCD/E, A/BCD, B/CD, C/D 22, ABCD/E, A/BCD, BC/D, B/C 14, ABCD/E, AB/CD, A/B, C/D 18, ABCD/E, ABC/D, A/BC, B/C 10, ABCD/E, ABC/D, AB/C, A/B 13,4 3