Trenes de separación
dona02Apuntes30 de Septiembre de 2020
735 Palabras (3 Páginas)433 Visitas
UNIVERSIDAD AUTONÓMA METROPOLITANA
UNIDAD IZTAPALAPA
DIVISIÓN: CIENCIAS BÁSICAS E INGENIERIA
Licenciatura. Ingeniería Química
[pic 2]
Secuencia de separación
- El efluente del reactor de un proceso de alquilación de butano está compuesto por: C3=310 mol/h, i-C4=11892 mol/h, O-C4=143 mol/h, n-C4=419 mol/h, i-C8=918 mol/h y C12=184 mol/h (donde i-C4 no se separa de O-C4). Sugiere una secuencia de torres de destilación con base en heurísticas.
Solución.
COMPUESTO | SÍMBOLO | FLUJO (mol/h) | TEMP. DE EBULLICIÓN (°C) |
C3 (Propano) | A | 310 | -42 |
i-C4 (iso-butano) | B | 11892 | -11.7 |
O- C4 | C | 143 | -11.7 |
n- C4 (n-butano) | D | 419 | -1 |
i- C8 (Iso-octano) | E | 918 | 216.2 |
C12 (Dodecano) | F | 184 | 99 |
Tabla 1. Datos de los compuestos del proceso
- Se utiliza el siguiente método algorítmico para estimar las secuencias:
[pic 3]
[pic 4]
[pic 5]
Heurísticas | Observaciones |
Remover los componentes corrosivos tan pronto como sea posible. | Ningún compuesto es corrosivo |
Remover componentes reactivos o monómeros tan pronto como sea posible. | Ningún componente reactivo o monómero |
Remover productos como destilados (mayor pureza). | Los productos con mayor pureza serán el propano (A) y el n-butano (D) |
Separar primero al compuesto más abundante. | Se separa al iso-butano (B) ya que es el compuesto más abundante |
Lo más ligeros se separan primero. | Los compuestos más ligeros son el propano, iso-butano (B) y O-C4 (C) |
Las separaciones más difíciles se dejan al final. | Las separaciones más difíciles son las del iso-octano (E) y dodecano (F) |
Favorecer separaciones equimolares. | Esta heurística no se favorece en todas las corrientes |
La siguiente separación debe ser la más barata. | No se cumple del todo en esta separación |
- Se desea separar una mezcla de cuatro componentes en productos esencialmente puros. La mezcla original consiste en 1000 kgmol/h con una composición molar de ABCD = (0.3, 0.2, 0.4, 0.1). Se consideran dos métodos de separación, destilación ordinaria (I) y destilación extractiva (II). El orden de componentes volátiles para cada propiedad es:
(I): ABCD (II): ACBD
Los valores de volatilidades relativas promedio entre los diferentes componentes de la mezcla se dan a continuación:
AB | AC | CB | BC | BD | CD | |
αI | 2.0 | 2.5 | 3.5 | 1.5 | 2.0 | 1.2 |
αII | 2.5 | 1.7 | 3.5 | 1.8 | 1.5 | 2.0 |
Los costos de operación para cada alternativa se describen mediante los siguientes modelos:
Método I: [pic 6]
Método II: [pic 7]
Donde F es la alimentación a cada columna y α es la volatilidad relativa entre componentes clave. Obtén la secuencia de separación óptima y justifica tu respuesta
- Se utiliza el siguiente método algorítmico para estimar las secuencias:
[pic 8]
[pic 9]
Solución.
MÉTODO 1.
Tabla 2. Datos de los compuestos del método 1
COMPUESTO | FLUJO (kgmol/h) |
A | 300 |
B | 200 |
C | 400 |
D | 100 |
- Primera Secuencia[pic 10]
Torre de separación | Separación | Costo de separación |
1 | AB/CD | [pic 11] |
2 | A/B | [pic 12] |
3 | C/D | [pic 13] |
COSTO TOTAL | 296,712.8 |
- Segunda Secuencia[pic 14]
Torre de separación | Separación | Costo de separación |
1 | A/BCD | [pic 15] |
2 | B/CD | [pic 16] |
3 | C/D | [pic 17] |
COSTO TOTAL | 297,666.63 |
...