Etapa 3 - Estructura Del Informe 2015
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Departamento de Ingeniería Química Facultad Regional Córdoba OPERACIONES UNITARIAS II DISEÑO DE TORRE DE DESTILACIÓN MULTICOMPONENTES EN MÚLTIPLES ETAPAS ETAPA 3 Cálculo riguroso OPERACIONES UNITARIAS II ALUMNO: López Carlos Sebastián LEGAJO: 52513 FECHA DE ENTREGA: 04/09/2015 VERSIÓN: 1 Ing. Gustavo I. Servetti - Ing. Héctor R. Macaño Pág. 1
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Etapa 3 - Estructura Del Informe 2015
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Departamento de Ingeniería QuímicaFacultad Regional CórdobaUniversidad Tecnológica Nacional
OPERACIONES UNITARIAS II
DISEÑO DE TORRE DE DESTILACIÓN
MULTICOMPONENTES EN MÚLTIPLES ETAPAS
ETAPA 3
Cálculo riguroso
OPERACIONES UNITARIAS II
ALUMNO: López Carlos Sebastián
LEGAJO: 52513
FECHA DE ENTREGA: 04/09/2015
VERSIÓN: 1
Ing. Gustavo I. Servetti - Ing. Héctor R. Macaño Pág. 1
Departamento de Ingeniería QuímicaFacultad Regional CórdobaUniversidad Tecnológica Nacional
OPERACIONES UNITARIAS II
Índice1 CÁLCULO RIGUROSO..........................................................................................................3
1.1 Objetivo..........................................................................................................................3
1.2 Desarrollo.......................................................................................................................31.2.1 Especificaciones de las corrientes externas............................................................3
1.2.2 Especificaciones para el diseño...............................................................................31.3 Gráficas..........................................................................................................................7
1.3.1 Perfil de temperatura...............................................................................................71.3.2 Perfil de flujo molar líquido y vapor..........................................................................7
1.3.3 Perfil de composición del líquido.............................................................................71.3.4 Perfil de composición del vapor...............................................................................8
1.3.5 Imagen de verificación de cálculos..........................................................................81.4 Referencias....................................................................................................................9
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OPERACIONES UNITARIAS II
I. ETAPA 3
1 CÁLCULO RIGUROSO
1.1 Objetivo
Simular una operación de destilación fraccionaria de múltiples etapas multicomponentes, para encontrar los calores involucrados ylos perfiles de temperatura, flujo de líquido y flujo de vapor; plato a plato a lo largo de la torre.
1.2 Desarrollo1.2.1 Especificaciones de las corrientes externas
Especificación Alimentación (F) Destilado (D) Residuo (B)
Indicador de fase α [0:liq; 1:vap] 0 0 0
Flujo molar total [kmol/hr] 100 45.63 54.37
Flujo másico total W [kg/hr]
Com
posic
ión
[frac
ción
mol
ar] A: 0.351 0
B: 0.373 0
C: 0.263 0.055
D: 0.014 0.375
E: 0 0.57
Temperatura [°C] 212.666 174.295 214.257
Presión [bar] 1.013 1.013 1.013
1.2.2 Especificaciones para el diseño
Modelo termodinámico UNIFAC
Número total de etapas (N) 21
Reflujo (R) 9
Etapa de alimentación (Nr) 13
Etapa corriente lateral (Nl) -
Flujo de calor del condensador QD [kJ/hr] 5.562*106
Flujo de calor del calderin QB [kJ/hr] 5.175*106
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OPERACIONES UNITARIAS II
Etapa Vapor a la etapa
T [ºC] FV [kmol/hr] WV [kg/hr] QV [L/hr] δV[kg/L]1 174.313 0 0 0 02 175.745 456.3 5.667.104 1.68.107 3.373:10-3
3 176.941 454.681 5.686.104 1.679.107 3.387.10-3
4 177.902 453.495 5.707.104 1.678.107 3.401.10-3
5 178.663 452.615 5.726.104 1.677.107 3.414.10-3
6 179.276 451.924 5.745.104 1.677.107 3.425.10-3
7 179.803 451.29 5.76.104 1.677.107 3.435.10-3
8 180.317 450.584 5.773.104 1.676.107 3.445.10-3
9 180.918 449.619 5.783.104 1.675.107 3.453.10-3
10 181.764 448.085 5.79.104 1.672.107 3.463.10-3
11 183.121 445.433 5.791.104 1.667.107 3.474.10-3
12 185.432 440.775 5.784.104 1.658.107 3.489.10-3
13 189.273 433.107 5.77.104 1.643.107 3.512.10-3
14 191.305 317.785 4.284.104 1.211.107 3.538.10-3
15 193.786 315.846 4.317.104 1.21.107 3.569.10-3
16 196.749 313.653 4.357.104 1.209.107 3.604.10-3
17 200.111 311.466 4.407.104 1.209.107 3.645.10-3
18 203.715 309.465 4.465.104 1.21.107 3.689.10-3
19 207.409 307.673 4.528.104 1.213.107 3.733.10-3
20 211.103 305.957 4.591.104 1.215.107 3.777.10-3
21 214.719 304.305 4.651.104 1.218.107 3.819.10-3
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OPERACIONES UNITARIAS II
EtapaLíquido de la etapa
T [ºC] FL [kmol/hr] WL [kg/hr] QL [L/hr] δL[kg/L] sL[dyn/cm] μL [cP]
1 174.313 410.6715.101.104 6.81110.4 0.749 14.886 0.22
2 175.745 409.0525.119.104 6.855.104 0.747 14.722 0.221
3 176.941 407.8655.14.104 6.901.104 0.745 14.571 0.222
4 177.902 406.9865.16.104 6.945.104 0.743 14.437 0.223
5 178.663 406.2935.178.104 6.986.104 0.741 14.323 0.224
6 179.276 405.665.194.104 7.022.104 0.738 14.226 0.225
7 179.803 404.9545.206.104 7.054.104 0.737 14.145 0.226
8 180.317 403.995.217.104 7.08.104 0.735 14.075 0.227
9 180.918 402.4555.223.104 7.102.104 0.734 14.014 0.227
10 181.764 399.8045.224.104 7.118.104 0.732 13.957 0.228
11 183.121 395.1445.217.104 7.128.104 0.729 13.899 0.228
12 185.432 387.4775.203.104 7.136.104 0.725 13.835 0.228
13 189.273 372.1565.129.104 7.074.104 0.722 13.751 0.226
14 191.305 370.2155.163.104 7.148.104 0.719 13.637 0.227
15 193.786 368.0245.203.104 7.234.104 0.716 13.525 0.227
16 196.749 365.8365.253.104 7.337.104 0.713 13.414 0.226
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OPERACIONES UNITARIAS II
17 200.111 363.8355.311.104 7.453.104 0.709 13.306 0.224
18 203.715 362.0435.374.104 7.577.104 0.706 13.203 0.22
19 207.409 360.3285.436.104 7.701.104 0.703 13.108 0.215
20 211.103 358.6745.497.104 7.821.104 0.7 13.019 0.209
21 214.719 54.3718.456.103 1.208.104 0.738 12.934 0.202
Condiciones seleccionadas para el cálculo hidráulico
SECCIÓN ZONA DE ENRIQUECIMIENTO
Vapor Líquido
-(max)175.745 456.3 5.667.104 1.68.107 3.373:10-3 185.432 387.47
75.203.104 7.136.104 0.72
5 13.835 0.228
-(min) 185.432 440.775 5.784.104 1.658.107 3.489.10-3 174.313 410.671 5.101.104 6.811.104 0.74
9 14.886 0.22
SECCIÓN ZONA DE AGOTAMIENTO
Vapor () Liquido
-(max)
214.719 304.305 4.651.104 1.218.107 3.819.10.3 211.103358.67
45.497.104 7.821.104 0.7 13.019 0.209
-(min)196.749 313.653
4.357.104 1.209.107 3.604.10.3
191.305 370.215
5.163.104 7.148.104 0.719 13.637 0.227
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* Ver “Referencias” al final del informe
1.1 Gráficas1.1.1 Perfil de temperatura
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OPERACIONES UNITARIAS II
1.1.2 Perfil de flujo molar líquido y vapor
1.1.3 Perfil de composición del líquido
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OPERACIONES UNITARIAS II
1.1.4 Perfil de composición del vapor
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Imagen de verificación de cálculos
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1.2 Referencias
T: Temperatura de la etapa
FV: Flujo molar de vapor
WV: Flujo másico de vapor
QV: Caudal volumétrico de vapor
δV: Densidad del vapor
FL: Flujo molar de líquido
WL: Flujo másico de líquido
QL: Caudal volumétrico de líquido
δL: Densidad del líquido
sL: Tensión superficial del líquido
μL: Viscosidad del líquido
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