25. SEPARACION DE UNA MEZCLA PROPILENO-PROPANO

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1 25. SEPARACION DE UNA MEZCLA PROPILENO-PROPANO 1. OBJETIVOS 1.1. Simular, en estado estacionario, una columna de destilación de una mezcla propileno propano construida mediante el botón Custom Column de HYSYS 1.2. Determinar algunas variables manipulables para lograr mayores concentraciones de los productos de la destilación 2. INTRODUCCION Un separador propileno-propano es una columna fácil de simular. Sin embargo, un factor crítico al producirlos es la predicción de las volatilidades relativas de los dos componentes claves. Se dará una consideración especial a estos componentes, al desarrollar los coeficientes de interacción binarios para la ecuación de Soave Redlich Kwong (SRK) para asegurar que este método modela correctamente este sistema. Estos separadores tienen varias etapas y se construyen, a menudo, como dos columnas separadas. 3. PROCESO ESTUDIADO Esta simulación consta de dos columnas, una de agotamiento y otra de rectificación. La columna de agotamiento se opera como un absorbedor con rehervidor, contiene 94 etapas teóricas y se carga con dos corrientes, una es la corriente Alimentación que contiene 40 % molar de propano y 60 % molar de propeno, en fase vapor a 300 psia y un flujo de lbmol/h, y la otra corriente es la que emerge como fondos de la columna rectificadora La columna rectificadora es un absorbedor con reflujo que contiene 89 etapas teóricas.. El propano es recuperado de los fondos de la columna de agotamiento (95 %) y el propileno es el producto de cabeza de la columna rectificadora (99 %) 4. PAQUETE FLUIDO COMPONENTES: Propano y Propeno o Propileno ECUACION: Soave Redlich Kwong (SRK) REACCIONES: No hay SISTEMA DE UNIDADES: Field 5. SIMULACION EN ESTADO ESTACIONARIO Instale una corriente de materia con el nombre de Alimento y especifíquela con una fracción de vaporde 1.0, 300 psia, lbmol/h, 40 % mol de propano y 60 % mol de propileno.

2 Instalación de las columnas El siguiente paso es instalar la columna. Presione el botón Custom Column que se encuentra en la paleta de objetos para desplegar la ventana que se observa en la Figura 1. Se utilizará la opción Custom Column para construir ambas columnas en un solo ambiente Figura 1. Opción para configurar el diagrama de flujo de una columna Presione el botón Start with a Blank Flowsheet. Se colocará en la ventana Column Runner en el ambiente principal. Haga clic sobre la pestaña Flowsheet y abra la página Setup. Introduzca la corriente Alimento como una corriente de alimentación externa, haciendo que esta corriente sea accesible al ambiente templado. Observe la Figura 2 Figura 2. Corrientes externas alimentadas a la columna 164

3 Para este ejemplo, se necesitará un condensador, un rehervidor y dos secciones de platos. Una sección de platos y un condensador se usarán como un absorbedor con reflujo o Columna Rectificadora; un rehervidor y otra sección de platos se usarán para el absorbedor con rehervidor o Columna de Agotamiento. El producto de cabeza de la Columna de Agotamiento servirá como alimento a la Columna Rectificadora y el producto de fondo de la Columna Rectificadora suministra un segundo alimento a la Columna de Agotamiento que entra en la etapa 1. COLUMNA DE AGOTAMIENTO Haga clic sobre el botón Column Environment para instalar primero la Columna de Agotamiento como un absorbedor con rehervidor. Esta columna tiene 94 etapas ideales y un rehervidor que se instalan seleccionándolos de la paleta de objetos de la columna que se observa en la ventana desplegada Instalación de la Sección de platos Para esta columna una nueva sección de platos se instalará. Seleccione el botón Tray Section en la paleta de objetos. Despliegue la ventana de propiedades del botón Tray Section e introduzca la siguiente información en las páginas Connections y Pressures de la pestaña Design Página Parameters Number of Theoretical Trays 94 Liquid Inlet LiquidoRectificadora Vapour Inlet ReflujoAgotamiento Vapour Outlet VaporAgotamiento Liquid Outlet LiquidoAgotamiento Optional Feeds Stream Alimento Tray Number 47 Tray 1 Tray 94 Página Pressures 290 psia 300 psia Instalación del rehervidor El rehervidor del absorbedor debe instalarse con la Columna Agotamiento. Seleccione el botón Reboiler e introduzca las siguientes especificaciones sobre la página Connections de la ventana de propiedades del rehervidor. 165

4 Boilup Inlets Bottoms Outlet Energy ReflujoAgotamiento LiquidoAgotamiento Propano QrAgotamiento COLUMNA RECTIFICADORA Esta columna tiene 89 etapas ideales y un condensador parcial Instalación de la Sección de platos Nuevamente, seleccione el botón Tray Section en la paleta de objetos, despliegue su ventana de propiedades e introduzca los siguientes parámetros Liquid Inlet Vapour Inlet Vapour Outlet Liquid Outlet ReflujoRectificadora VaporAgotamiento VaporRectificadora LiquidoRectificadora Página Parameters Number of Theoretical Trays 89 Página Pressures Tray 1, psia 280 Tray 89, psia 290 Instalación del Condensador Total Se requiere un condensador total para la columna. Seleccione el botón Total Condenser en la paleta de objetos e introduzca los siguientes parámetros Inlets Distillate Reflux Energy VaporRectificadora Propileno ReflujoRectificadora QcRectificadora 166

5 Especificaciones adicionales Se requieren dos especificaciones adicionales para la columna, T-100. Haga clic sobre el icono de forma de flecha vertical verde de nombre Enter Parent Simulation Environment que se encuentra sobre la barra estándar para entrar al ambiente de simulación de la columna padre o T-100: 1. El flujo de la corriente propileno en la columna Rectificadora es de lbmole/h 2. La razón de reflujo en el tope de la columna Rectificadora es 16.4 Observe la Figura 3 donde se observan las ventanas donde se introdujeron las anteriores dos especificaciones Figura 3. Especificaciones para la columna T-100 A continuación haga clic sobre el botón Run de la ventana de propiedades de la columna T-100 para completar la simulación satisfactoriamente. Haga clic sobre la pestaña Design y en la página Connections y asigne los nombres de las corrientes de productos y de energía de la columna T-100 como se observan en la Figura 4 La configuración de la columna T-100 construida mediante la opción Custom Column se observa en la Figura 5. Despliegue el libro de trabajo y observe las especificaciones de las corrientes de productos y los requerimientos energéticos en el condensador y rehervidor de la columna T

6 Figura 4. Columna de separación de una mezcla de Propano - Propileno Figura 5. Configuración interna de la columna T