Extraccion y Separacion de Liquidos Pagina 1 de 6 Dr. Deny Gonzalez Ejemplo Modelo de Calculo de Bandejas y Reflujo (GPSA Capitulo 19)

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1 Extraccon y Separacon de Lqudos Pagna 1 de 6 Dr. Deny Gonzalez Ejemplo Modelo de Calculo de Bandejas y Reflujo (GPSA Captulo 19) Ejemplo. 1 Para la sguente corrente de almentacon de gal/da ( almentacon en el punto de uruja) * prolema resuelto por el metodo computaconal del GPSA pag Producto deseado % C3 = 98 en tope (relatvo a la almentacon) % C4 = 1 en tope FLUJO ft3/da MMPCN/da * (1 l-mol/379,63 PCN)*(23,89804 l/l-mol)*(1da/24hr) =l/hr MMPCN/da * (1 l-mol/379,63 PCN)*(1da/24hr) = l-mol / hr Encontrar 1. Mnmo de andejas requerdas. 2. Reflujo mnmo. 3. Bandejas actuales a 1.3 veces el reflujo mnmo. Propedades Composcon. Mol % Moles Pc Tc w C C C nc C nc C Total = Para este ejercco. Componente Lgero = C3 Componente Pesado = C4 Entonces, Propano moles en el tope = = Os. Los moles en el fondo de propano seran los totales menos la cantdad que sale por el tope. Total C3 Tope C3 moles en el fondo = = 10.1 Etano. Se entende que todos los moles de etano van haca el tope de la torre, por tanto, moles etano tope = 21.5 Isoutano. Se plantea que el producto de tope tendra el 1 % de soutano. El soutano es el Componente pesado.

2 As con los moles de etano y pronano tenemos 99 % del producto de tope. Total moles de Tope = (495,5 + 21,5) / 0,99 = moles C4 tope =*sera la resta del total de moles menos la suma de C2 y C3 C2 + C3 tope = moles C4 = 5.2 moles C4 fon = * Los totales de almentacon menos los mole de tope moles C4 fon = = 99.8 Balance de masa de la torre. Tope Pagna 2 de 6 Fondo Comp. Almentacon Moles Moles % Moles Moles % C C C nc C nc C total = Correlacon de Wlson Pc p e 5.37(1 w Tc ) 1 T Donde, p = Preson del sstema, psa Pc = Preson Crtca del componente, psa Tc = Temperatura Crtca del componente, ºR T = Temperatura del Sstema, ºR w = Factor Acentrco del componente Estmacon de producto de tope Punto de Temp de Buruja = 120 ºF 580 ºR Punto de preson sugerdo = psa Composcon. Mol % Pc Tc ºR w a C C C Total = 100 * a se otenen medante la dvson _C3 y _C4

3 Pagna 3 de 6 Estmacon de producto de fondo Punto de Temp de Buruja = 250 ºF 710 ºR Composcon. Mol % Pc Tc ºR w a C C nc C nc C Total = 100 a promedo = Para determnar el numero de Bandejas. Se determna prmero el grado de separacon Sf. Punto de preson sugerdo = psa Sf X D X B X B X L D H * En funcon a los componentes claves, se consdera del C3 y C4, lo sguente; L XD = % mol de C3 Tope H XD = % de mol C4 tope XB = % mol de C3 fondo XB = % de mol C4 fondo entonces, Sf = = L 1.00 El mnmo de etapas, por la ecuacon de Fenske. log( Sf ) Sm log( a ave ) Sm = = Sf = a Ec 19-5 del GPSA. Correccón por volatldad. j L H L L * * j j H H (rehervdor ) (condensado r) dvdendo amas ecuacones se elmnan β j dando como resultado a como la únca ncognta; L = 0.72 tope H = 0.28 tope (condensador) * de C3 tope, C4 tope L = 2.30 fondo H = 1.08 fondo (rehervdor) * de C3 fondo, C4 fondo

4 log( log( Lrehervdor Hrehervdor / / Lcondensador Hcondensador = 0.88 *log(3.2027) / log(3.814) ) ) Pagna 4 de 6 o de esta forma, 0.72 = 0.28 ^ = ^ se destermna β j de cualquera de las dos ecuacones (rehervdor o condensador): Bj = *(0.72 / 0.28 ^ 0.88) Ec 19-6 del GPSA para calcular el mínmo número andejas con flujo molar S m X log X D B L X X B D log( ) j H B D 1 X D-L = lmol/hr Tope C3 log ( ) = X B-L = lmol/hr Fondo C3 X B-H = lmol/hr Fondo C4 Sm = X D-H = 5.22 lmol/hr Tope C B = lmol/hr moles fondo D = lmol/hr moles tope Sm = Aprx = 8 La correccon no afecto el numero de andejas. Reflujo mnmo por el metodo de Underwood. Pres = 14.7 psa Tem. = ºF ºR (1 q líq ) n 1 ( a ) / a x F a prom acete Composcon. Xf Pc Tc w a avg C C C nc C nc C Total = * Suma GPSA * Se otenen las por la correlacon de Wlson. Tc 5.37(1 w ) 1 Pc T e p

5 Pagna 5 de 6 Analss de reflujo mínmo: Aplcando el método de Underwood. Q = 1 Lqudo Saturado. Q = 0 Vapor Saturado q = (Hm-HV)/(HL-HV) q = 1 0 < Q < 1 Mezcla * Para mezcla. * El prolema estalece la condcon en el punto de uruja, del tal manera que Q = 1 Se dee encontrar un q satsfaga la ecuacón a través de la sumatora. 1-Q = (Z F /((a-)/a)) 1 - q = 0 * el valor se puede otener rapdamente por la funcon Producto de Tope. ojetvo de excel. Cond. Q = 16 Ensayo y Error Aplcacón del metodo de Newton Q Q = 16 Q = Q = Composcon. Xf a avg f(q) f (Q) f(q) f (Q) f(q) f (Q) C C C nc C nc C Total = E Q_exac = Qn = Qn = Qn = Consderando los tres componentes del producto de tope, C2 - C3 - C4. Composcon. Y ( ) a avg Q_exact C C C Total = Rm+1= Reflujo Real = 1,3*Rm Rm = Reflujo real = *R Bandejas Teorcas. L o R V1 R 1 Lo/ V1 = Sm = L o R m V1 Rm 1 m (Lo/V1) m = Bandejas S = Usando la Fgura Sm / S = 0.58 S aproxmada = 15 andejas

6 Fgura Pagna 6 de 6