Composición Másica de las corrientes de alimentación.

EJERCICIO 1

En una refinería de petróleo, y más específicamente en la sección de ligeros asociada a la unidad de destilación atmosférica, existe una columna desbutanizadora diseñada con 15 platos y con un condensador de cabeza que opera con condensación parcial. En la torre se introducen dos corrientes de alimentación. Las características de cada una se establecen en la tabla No 01.

Las corrientes `Alimentación 1´ y `Alimentación 2´ ingresan en las etapas 4 y 8, respectivamente.

Los productos de tope esta formados por la corriente de venteo (F3) y una corriente denominada butanos (F4).

El contenido de pentanos(i-pentano y n-pentano) en la corriente F4 corresponden al  3.7 % y el contenido de butanos (i-butano, n-butano e i-buteno) corresponde al 91.1 %.

En la corriente F4 se encuentran presentes todos los componentes alimentados.

Determinar las corriente de venteo, butanos y fondos expresadas en lb.m/h y lb.mol/h y la composición de la corriente F4.

(las corrientes Cond-Duty / Reboiler/Duty corresponde a líneas de energía)

[pic 1][pic 2][pic 3][pic 4][pic 5][pic 6]

[pic 7]

Alimentación No01 : 10000 Lb/h           Alimentación No02 :  20000 Lb/h

Tabla No 01 Composición Másica de las corrientes de alimentación.

Tabla No 02 Composición Másica de las corriente de salida

SOLUCION

• BALANCE TOTAL (lb-m/h)

F1+F2=F3+F4+F5

F3+F4+F5=10000+20000

F3+F4+F5=30000  (1)

• BALANCE DE PENTANOS (i-pentano y n-pentano) Lb/h

F1(wi-pentano +w n-pentano)1 +F2(wi-pentano   +w n-pentano)2 =F4(wi-pentano+ wn-pentano)4 + F5(wi-pentano   +w n-pentano)5

10000(0.125)+20000(0.13) = F4(0.037)+F5(O.663)

F4(0.037)+F5(O.663) = 4030                                                  (2)

• BALANCE DE BUTANOS (i-butano,n-butano) Lb/h

F1(wi-butano  +w n-butano  +wi-buteno)1 +F2(wi-butano  +w n-butano  +wi-buteno)2 = F3(wi-butano +w n-butano +wi-buteno)3 +F4(wi-butano  +w n-butano  +wi-buteno)4 +F5(wi-butano +w n-butano + wi-buteno)5

10000(0.6)+20000(0.555)=F3(0.121)+F4(0.911)+F5(0.075)

F3(0.121)+F4(0.911)+F5(0.075)=17100                                               (3)

ECUACION 3x3  Tres ecuaciones para tres incógnitas ( F3, F4 y F5)

 Cogemos las tres ecuaciones y armamos la matriz así:

F3      +    F4       +   F5           =30000

                  F4(0.037)+F5(O.663) = 4030

F3(0.121)+F4(0.911)+F5(0.075)=17100

F3  =7541.53 Lb/h

F4  =17348.19 Lb/h

F5  =5110.28 Lb/h

• BALANCE DE PROPANO Lb/h

F1(wpropano)1+F2(wpropano)2=F3(wpropano)3 +F4(wpropano)4 +F5(wpropano)5

10000(0,185)+20000(0,278)=7541.53(0.879)+17348.19(wpropano)4

+5110.28(0,065)

(Wi-propano)4=0,02587

• BALANCE DE I-BUTANO Lb/h

F1(wi-butano)1 +F2(wi-butano)2 =F3(wi-butano)3 +F4(wi-butano)4 +F5(wi-butano)5

10000(0,25)+20000(0,222)=7541.53(0,046)+17348.19(wi-butano)4 +5110.28(0,024)

(Wi-butano)4=0,3729

• BALANCE DE N-BUTANO Lb/h

F1(wn-butano)1+F2(wn-butano)2=F3(wn-butano)3 +F4(wn-butano)4 + F5(wnbutano)5

10000(0,25)+20000(0,194) = 7541.53(0,058)+17348.19(wn-butano)4 + 5110.28(0,029)

(Wn-butano)4=0,334

• BALANCE DE I-BUTENO Lb/h

F1(wi-buteno)1+F2(wi-buteno)2 =F3(wi-buteno)3 +F4(wi-buteno)4 +F5(wi-buteno)5

10000(0,1)+20000(0,139)= 7541.53(0,017)+ 17348.19(wn-butano)4

+5110.28(0,022)

(Wi-butano)4=0,204

• BALANCE DE I-PENTANO Lb/h

F1(wi-pentano)1 +F2(wi-pentano)2 =F4(wi-pentano)4 +F5(wi-pentano)5

10000(0,075)+20000(0,111)= 17348.19(wi-pentano)4 +5110.28(0,49)

(Wi-pentano)4=0,027

(wi-pentano)4+(wn-pentano)4=0.037

0,027+(wn-pentano)4=0.037

(Wn-pentano)4=0,01

• BALANCE DE N-HEXANO Lb/h

F1(wn-Hexano)1 +F2(wn-Hexano))2 =F4(wn-Hexano)4 +F5(wn-Hexano)5

10000(0,05)+20000(0,017)= 17348.19(wn-Hexano)4 +5110.28(0,115)

(Wn-Hexano)4=0,01454

• BALANCE DE N-HEPTANO Lb/h

F1(wn-Heptano)1 +F2(wn-Heptano))2 =F4(wn-Heptano)4 +F5(wn-Heptano)5

10000(0,025)+20000(0,011)= 17348.19(wn-Heptano)4 +5110.28(0,055)

(Wn-Heptano)4=0,01089

• BALANCE DE N-OCTANO Lb/h

F1(wn-Octano)1 +F2(wn-Octano)2 =F4(wn-Heptano)4 +F5(wn-Heptano)5

10000(0,015)+20000(0,006)= 17348.19(wn-Octano)4 +5110.28(0,028)

(Wn-Octano)4=0,007

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