Post on 14-Mar-2020
Parámetros precisos y verificados de propiedades físicas son un
prerrequisito para una simulación de procesos químicos segura.
Debido a la importancia de los procesos de destilación, esto es
realmente verdadero para parámetros usados en la predicción del
comportamiento del equilibrio líquido-vapor en mezclas de
líquidos.
A fin de poder verificar estos parámetros con datos
experimientales en el DDB, interfaces a Aspen Plus© y PRO/II
©
han sido implementadas en el paquete de software DDB para las
siguientes propiedades:
VLE HPV γ∞ LLE h
E cPE
cP,mix
vE
vmix
PS cP
id cP
L,V,S
Aspen
Plus©
x x x x x x x x x x
PRO/II©
x x
x
La lista de propiedades va a ser extendida para otros tipos de
datos. El flujo de trabajo típico en el caso de Aspen Plus ©
consiste de las siguientes etapas:
Iniciar el programa “Dortmund Data Bank” y seleccionar el
boton Aspen para importar la lista de componentes de un
proyecto de simulación (.bkp, .apw).
El DDBSP es capaz de identificar casi todos los components de
la base de datos de Aspen. La identificación manual o adición
privada al DDB es requerida en su mayoria en el caso de
compuestos dados por el usuario.
La lista de components puede ser adicionada a el cuadro de
dialogo:
“System and Subsystems” producira todos los sistemas unarios,
binarios, ... en el DDB. Los subsistemas indiviudales pueden ser
convenientemente seleccionados en la vista de arbol al lado
izquierdo del cuadro de dialogo de resultados. En la siguiente
etapa, muchos conjuntos de datos para un sistema de interes
pueden ser seleccionados y la estimación de datos es realizada
usando el botón “Predict” (aquí para el caso de datos isobáricos
para el sistema acetona-agua a 101.3 kPa).
DDBSP 2014 Aspen Plus and PRO/II Interface
Verificando Parámetros de Propiedades Físicas Antes de la Simulación de Procesos.
(Incluido en la Adición DDBSP Mixture Prediction)
El dialogo “VLE/HPV Prediction” ofrece una gran variedad de
opciones. En el ejemplo de la izquierda, el paquete
termodinámico definido en el proyecto de Aspen es
seleccionado. Cabe notar, que el DDBSP recuerda tanto el
nombre en el proyecto de Aspen seleccionado anteriormente,
como el cambio de identificación del componente entre DDB y
Aspen.
Un primer paso típico es usar “Predict and Plot”, que generara
automáticamente varias representaciones graficas de los datos y
los resultados estimados o calculados.
Varios tipos de gráficas se muestran debajo. Al mover el cursor,
una linea aparece junto al punto o curva de datos y sus valores
numéricos, literatura, fuente, ... son desplegados. Es posible
hacer zoom en cualquier parte de la gráfica, remover conjuntos
de datos del diagrama y exportar datos o gráficos de otros
programas.
Varias representaciones en 2D y 3D de los datos están
disponibles incluyendo la presión, composición de la fase vapor,
coeficientes de actividad, factores K o factores de separación en
función de la fracción molar o másica de líquido. En el caso de la
acetona-agua, Aspen Plus (UNIQUAC usando parámetros VLE-
IG) brinda una buena descripción de los datos experimentales
Coeficiente de actividad
vs. Composición liquida
Factor de separacion vs.
Composición liquida
Composición de vapor vs.
Composición liquida
Temperatura vs. Composición
liquida y presión
Sin embargo, con frecuencia el rango de concentración mas
importante es aquel a altas concentraciones de acetona, donde el
factor de separación se acerca a valores muy poco por encima de
la unidad. Sí la acetona de alta pureza es el destilado deseado,
cerca de todo el esfuerzo de separación se encuentra en el tope de
la columna, donde el factor de separación no es favorable. En
este caso, la correcta descripción del rango de concetración entre
90 y 100 mol% de acetona es crucial. Siempre ha sido subrayado
por las compañias de simulación, que los parámetros de
propiedades físicas suministrados deben ser usados con cuidado
y no son aplicables en todos los casos.
Las siguientes figuras muestran esta área con datos
experimentales y cálculos via Aspen Plus usando distintos
modelos que emplean parámetros VLE-IG
El factor de separación correcto a dilución infinita esta
probablemente cerca de 1.16, basado en coeficientes de actividad
a dilución infinita. Ambos conjuntos de parámetros, Wilson y
NRTL, conllevarian a resultados muy alejados de la realidad en
el caso de acetona pura como destilado. En otras situaciones, los
parámetros pueden ser perfectamente adecuados
VLE SepFac/x-Chart
x(C4) [mol/mol]
10.990.980.970.960.950.940.930.920.910.9
Se
pF
ac
[]
2
1.9
1.8
1.7
1.6
1.5
1.4
1.3
1.2
1.1
1
0.9
0.8
0.7
0.6
NRTL – α12
∞
≈1
UNIQUAC – α12
∞
≈1.2
Wilson – Azeotrope at 94.5 mol%, α12
∞
≈0.7
α12
=1
El DDBSP agradece a Aspen Tech y Simsci-Esscor por proveer la información requerida y recomendaciones. También agradece a los compañeros de trabajo de la Universidad de Oldenburg por su valiosa retroalimentación