diseño preliminar de columnas de destilación
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Diseño preliminar de una columna de destilación
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Especificación del problema
Se desea separar 31250 kg/hr de una mezcla que tiene la siguiente composición:
•Benceno 1.0%•Tolueno 1.76%•Etilbenceno 44.0%•Estireno 53•Pesados 0.24% Se permite una concentración máxima de 1% de estireno en la corriente de destilado y 100 ppm de etilbenceno en el fondo
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¿Cómo resolver el problema?
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Metodología para diseño preliminar de una columna
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Metodología para diseño preliminar de una columna
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Selección de componentes claves
el primer paso en el diseño de una columna de destilación , es la selección del componente clave ligero y clave pesado.
Componente clave ligero: Es el componente que deseamos aparezca en mayor concentración en la corriente de destilado
Componente clave pesado: Es el componente que deseamos aparezca en mayor concentración en la corriente de fondo
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Selección de componentes claves
Se ordenan los componentes en orden ascendente de punto de ebullición, se elige el componente clave ligero y clave pesado.
•Benceno•Tolueno•Etilbenceno Clave Ligero•Estireno Clave pesado•Alfametilestireno•Pesados
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Balance preliminar de Materia
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SELECCIÓN DE LA PRESION DE OPERACIÓN Y TIPO DE CONDENSADOR
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SELECCIÓN DE LA PRESIÓN DE OPERACIÓN
HACER UN CALCULO DEL PUNTO DE ROCIO DE LA COMPOSICION DEL DESTILADO A 49°C.
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Estimar la temperatura del fondo de la columna
•Realizar un cálculo del punto de burbuja de la corriente de fondo.•Para columnas de platos se supone una caída de presión de 5 psi entre la columna y el condensador, 0.1psi/plato ó bien para columnas a vacío de 20 mmHga total.
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Condición a la que entra la alimentación
•La alimentación se somete a un flash adiabático a una presión de PD+7.5 psi ó bien a PD+10 mmHgA para columnas a vacío con el objetivo de determinar la condición física de la alimentación.
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Modelo de la columna de destilación
Para el diseño de una columna de destilación se requiere formular y resolver un conjunto de ecuaciones para determinar las condiciones de operación:
1.Balance Global de materia.2.Ecuaciones de equilibrio.3.Balance por componente.4.Balance de energía.
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Representación general de una etapa en equilibrio
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Ecuaciones del modelo
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Ecuaciones del modelo
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¿Como se resuelve estas?
•Métodos gráficos: Mc Cabe-Thiel y Ponchon Savarit.
•Métodos cortos: Fenske-Underwood-Gilliland.
•Métodos rigurosos: Cálculo etapa a etapa
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Método de Fenske-Underwood-Gilliland
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Método de Fenske-Underwood-Gilliland•Cálculo de reflujo mínimo
•Distribución de componentes en destilado y fondos
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Diseño de la columna usando AspenPlus
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Definir las especificaciones de la columna
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Resultados
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Diseño preliminar
Relación de reflujo mínimo: 5.07Relación de reflujo real: 6.08
Platos mín: 41
Platos teóricos: 74
Platos de Alim: 25