Post on 27-Jun-2015
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE OAXACA.
DEPARTAMENTO DE ING. QUÍMICA Y BIOQUÍMICA
DISEÑO DE PROCESOS II
SIMULACIÓN EN ASPEN PLUS
REALIZA:
DE LOS SANTOS RIVERA JESÚS JOSÉ DOMINGO
NUM DE CONTROL: 05160759
CATEDRÁTICO:
ING. MARCO ANTONIO MALDONADO NUÑEZ
OAXACA DE JUÁREZ, OAX., JUNIO DEL 2010.
PROBLEMA 1.- Se ha de diseñar un desetanizador para la separación que se indica. Estímese el número de etapas de equilibrio que se requieren suponiendo que es igual a 2.5
veces el numero de etapas para reflujo total.
PROBLEMA 2.- Para la operación de destilación compleja que se muestra más adelante, utilícese la ecuación de Fenske con el fin de determinar el número mínimo de etapas que se
requieren entre:
a).- El destilado y la alimentaciónb).- La alimentación y la corriente lateral
c).- La corriente lateral y las colas.Los valores K pueden obtenerse a partir de la ley de Raoult
B1ALIMENTA
COR-LAT
COLAS
DESTILAD
PROBLEMA 3.- En la planta de gas natural ha de utilizarse un stripper con ebullidor para separa el propano y los gases más ligeros de la alimentación que se indica más abajo. Determínese por el método de grupos, las composiciones de los productos de vapor y
liquido.
B1
B2
W
D
6F
Base de método Peng-Robinson
Pr o b lema 3
Str eam I D 6 D F W
Fr o m B2 B1 B1
To B1 B2
Ph ase MI XED VA POR MI XED LI QUI D
Su b str eam: MI XED
Mo le F lo w lb m o l/h r
METHA -0 1 5 9 .5 0 0 0 0 5 9 .4 9 6 5 8 5 9 .5 0 0 0 0 3 .4 2 1 9 5 E- 3
ETHAN -0 1 7 3 .6 0 0 0 0 7 3 .4 6 5 3 2 7 3 .6 0 0 0 0 .1 3 4 6 8 1 1
PROPA- 0 1 1 5 3 .2 0 0 0 1 5 0 .2 1 8 5 1 5 3 .2 0 0 0 2 .9 8 1 5 0 5
N- BUT- 0 1 1 7 3 .5 0 0 0 1 4 1 .9 3 2 5 1 7 3 .5 0 0 0 3 1 .5 6 7 4 5
N- PEN- 0 1 5 8 .2 0 0 0 0 2 3 .5 9 7 6 3 5 8 .2 0 0 0 0 3 4 .6 0 2 3 7
N- HEX- 0 1 3 3 .6 0 0 0 0 3 .5 8 9 4 3 4 3 3 .6 0 0 0 0 3 0 .0 1 0 5 7
To tal F lo w lb m o l/h r 5 5 1 .6 0 0 0 4 5 2 .3 0 0 0 5 5 1 .6 0 0 0 9 9 .3 0 0 0 0
To tal F lo w lb /h r 2 7 1 0 2 .3 7 2 0 0 4 9 .1 8 2 7 1 0 2 .3 7 7 0 5 3 .1 8 3
To tal F lo w cu ft/h r 8 9 3 .3 4 6 7 1 6 5 6 6 .0 6 8 9 3 .3 2 8 1 4 3 0 .0 9 2 2
Temp eratu r e F 3 8 .9 9 8 2 8 1 3 4 .5 2 1 1 3 9 .0 0 0 0 0 4 0 0 .4 9 6 4
Pr essu re p s i 3 0 0 .0 0 0 0 1 5 0 .0 0 0 0 3 0 0 .0 0 0 0 1 0 5 0 .0 0 0
Vap o r Fr ac .0 1 3 2 5 1 3 1 .0 0 0 0 0 0 .0 1 3 2 4 8 8 0 .0
Liq u id Fr ac .9 8 6 7 4 8 7 0 .0 .9 8 6 7 5 1 2 1 .0 0 0 0 0 0
So lid Fr ac 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0
En th alp y Btu /lb mo l - 5 7 4 8 8 .1 6 - 4 5 2 3 1 .5 3 - 5 7 4 8 8 .1 6 - 5 7 7 4 8 .4 9
En th alp y Btu /lb - 1 1 7 0 .0 2 6 - 1 0 2 0 .4 0 2 - 1 1 7 0 .0 2 6 - 8 1 3 .0 2 6 5
En th alp y Btu /h r - 3 .1 7 1 0 E+7 - 2 .0 4 5 8 E+7 - 3 .1 7 1 0 E+7 - 5 .7 3 4 4 E+6
En tr o p y Btu /lb mo l-R - 8 9 .2 7 3 8 8 - 6 5 .1 7 2 7 6 - 8 9 .2 7 3 8 0 - 1 0 4 .6 3 0 7
En tr o p y Btu /lb - R - 1 .8 1 6 9 4 4 - 1 .4 7 0 2 6 6 - 1 .8 1 6 9 4 2 - 1 .4 7 3 0 6 9
Den sity lb m o l/cu f t .6 1 7 4 5 3 5 .0 2 7 3 0 2 8 .6 1 7 4 6 6 3 .2 3 0 8 8 0 7
Den sity lb /cu f t 3 0 .3 3 8 0 2 1 .2 1 0 2 5 7 3 0 .3 3 8 6 5 1 6 .3 9 9 2 3
Av er ag e MW 4 9 .1 3 4 0 9 4 4 .3 2 7 1 8 4 9 .1 3 4 0 9 7 1 .0 2 9 0 3
Liq Vo l 6 0 F cu ft/h r 8 1 8 .8 4 1 8 6 3 7 .9 5 3 7 8 1 8 .8 4 1 8 1 8 0 .8 8 8 1
PROBLEMA 4.- Utilice el método de grupo de Edmister para determinar las composiciones del destilado y de las colas para la operación que se indica más abajo.
B3ENTRADA
LIQUIDO
VAPOR
Base de método Peng-Robinson
problema 4
Stream ID ENTRADA LIQUIDO VAPOR
From B3 B3
To B3
Phase MIXED LIQUID VAPOR
Substream: MIXED
Mole Flow kmol/hr
E THAN-01 30.00000 6.52614E-3 29.99347
PROPA-01 200.0000 10.10352 189.8965
N-BUT-01 370.0000 359.9336 10.06639
N-PE N-01 350.0000 349.9564 . 0436386
N-HEX-01 50.00000 50.00000 4.50935E-6
Total Flow kmol/hr 1000.000 770.0000 230.0000
Total Flow kg/hr 60788. 51 50924. 60 9863.909
Total Flow l/min 7803.790 1820.171 4392.476
Temperature K 380.3722 400.4375 322.0747
Pressure atm 17.01149 17.01149 17.01149
Vapor Frac . 2745491 0.0 1. 000000
Liquid Frac . 7254509 1. 000000 0.0
Solid Frac 0.0 0.0 0.0
Enthalpy cal /mol -32164. 99 -34269. 18 -24641. 08
Enthalpy cal /gm -529.1294 -518.1635 -574.5641
Enthalpy cal /sec -8.9347E +6 -7.3298E +6 -1.5743E +6
Entropy cal /mol-K -96.49407 -105.9461 -66.56857
Entropy cal /gm-K -1. 587374 -1. 601948 -1. 552201
Densi ty mol/cc 2.13571E-3 7.05062E-3 8.72704E-4
Densi ty gm/cc . 1298269 . 4662986 . 0374272
Average MW 60.78851 66.13584 42.88656
Liq Vol 60F l/min 1725.091 1390.126 334.9655
PROBLEMA 5.- En una alimentación liquida en el punto de burbuja ha de destilarse en la forma que se indica más adelante. Utilícese el método de grupos de Edmister para estimar
las composiciones del destilado y las colas. Supóngase unas temperaturas iníciales de cabeza y colas de 150 y 250 ºF, respectivamente.
B1FEED
W
D
Base de método Peng-Robinson
problema 5
Stream ID D FEED W
Temperature K 367.7 367.9 388.0
Pressure atm 8.17 8.17 8.17
Vapor Frac 1.000 1.000 0.000
Mole Flow kmol/hr 99.000 100.000 1.000
Mass Flow kg/hr 6441.535 6513.684 72.150
Volume Flow l/min 5042.463 5096.078 2.342
Enthalpy MMBtu/hr -12.405 -12.535 -0.149
Mole Flow kmol/hr
PROPA-01 5.000 5.000 trace
ISOBU-01 15.000 15.000 trace
N-BUT-01 25.000 25.000 < 0.001
2-MET-01 19.930 20.000 0.070
N-PEN-01 34.070 35.000 0.930
PROBLEMA 6.- Una mezcla de etilbenceno y xileno ha de destilarse en la forma que se indica más abajo. Suponiendo que son aplicables las leyes de Raoult y de Dalton:
a) Utilícese el meotod de Fenske-Underwood-Gilliland para estimar el numero de etapas que se requieren para una relación de reflujo 1,10 veces el reflujo mínimo.
Estímese la localización de la etapa de alimentación mediante la ecuación d Kirkbride.
b) A partir de los resultados del apartado a) para el reflujo, las etapas y el flujo de destilado, utilícese el método de grupo de Edmister para predecir las composiciones
as destilado y de las colas. Compárense los resultados con las especificaciones.