proyecto final de tecnicas2

7/24/2019 Proyecto Final de Tecnicas2

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MEMORIA DE CLCULOEFICIENCIA DE PLATOS DE LA TORRE DE-ETANIZADORA

1. Determinacin de las caractersticas de la torre y los perfles decomposicin en los platos tericos

En la siguiente tabla se presentan los datos de diseo de la torre De-Etanizadora

Tabla 1. Dimensiones de la o!!e De-Eani"ado!a

Dimetro de la torre, DT !t"#mero de pasos, "p 1

Dimetro del orifcio, D$ %. in&rea del orifcio, 'o %.() !t*+

&rea de burbueo, ' 1%.%( !t*+

elacin rea de orifcio/&rea de burbueo, ' ! (.)+0 2ongitud del 3ertedero, 24i 56.6(0 in'ltura del 3ertedero, 74o 1. in

ecorrido de las lneas de 8uo, 2!p 55 !tEle3acin del baante de entrada, r 1) in

"#mero de orifcios 5659lato de 'limentacin 1:

2as torres de destilacin se di3iden en una zona de rectifcacin y otra deagotamiento, la primera zona corresponde a los platos ;ue se

encuentran encima de la alimentacin, en los cuales se 3a obteniendomayor pureza del componente ;ue se desea destilar mientras ;ue la segunda zona, corresponde a los platospor debao de la alimentacin, en los cuales la temperatura es mayor


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Tabla $. F!a%%iones mola!es del l&'(ido ) *a#o! de los%om#onenes %la*e li*iano ) #esadoFRACCION MOLAR

DEL +APOR, FRACCION MOLAR

DEL LI/UIDO, 0Pla

o C$ C C$ C1 %,60:+: 1,)E-%) %,)++%5 0,0%E-%)$ %,:(+%66 0,+%E-%) %,)65%5: +,60E-%: %,::1:)1 +,(+E-%) %,)0+1) :,((E-%:2 %,:)11:( 0,:E-%: %,)0(0+0 +,6+E-%03 %,:)55+0 +,5(E-%0 %,)0+() :,%6E-%04 %,:)5:%: 0,+1E-%0 %,)05:1 +,(:E-%65 %,:)5)%5 +,++E-%6 %,)0(1: 0,6(E-%66 %,:)5)%6 6,:5E-%6 %,)0(+( +,5E-%7 %,:)5:0: +,11E-% %,)05)+ 0,+E-%

18 %,:)5:1( 6,()E-% %,)0+: %,%%%++5:

11 %,:)561%,%%%1))

)65%,)0(:11

%,%%%6:)(

1$%,:)51:(

%,%%%6166+)

%,)05(%,%%+1+

5)

1 %,:)10:(%,%%1)%%

+:%,)6)%+

%,%%651:

12 %,::011%,%%:56

))%,)6%+

%,%1):666

13%,:0(1

%,%100+60

%,)1011%,%:(5

14 %,:561:6%,%1)5+

)%,:%05 %,1605

15 %,05(%55 %,1560(0 %,:%1(+ %,51))16 %,+6+( %,+05)( %,+)%6+5 %,5))6)+

Tabla . P!o#iedades del l&'(ido ) *a#o! en el #lao 7+a#o!

Temperatura -),:(: @A 1(,+1 @B

9resin +1(+ C9a 51%,6 9siaDensidad, 1),5+ Cg/m*5 1,+%6 lb/t*59eso molecular,FG

+:,:

Bluo de 3apor,GF

%,%(%(16660 Cmol/s

5+%,:lbmol/7

L&'(idoTemperatura -),:(: @A 1(,+1 @B


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Densidad, 2 (10,% Cg/m*5 +6,% lb/!t*5

iscosidad, H2 6,00E-%+ m9a.s 6,005E-%+ Ap9eso molecular,F2

+),05

Bluo de l;uido,

2F

%,%5615:

::) Cmol/s

+:6,:

lbmol/7

Aon los datos de la Tabla + se puede obtener el grfco I 3s. yJ en el cualse aprecia la pendiente de la cur3a, ;ue al ser constante asegura unabuena representacin de la seccin en la e3aluacin el plato ).

Fi9(!a 1. Pendienes de e'(ilib!io de los %om#onenes %la*e#esado ) li*iano en la se%%i:n de des#o;amieno

% %.+ %.( %.6 %.: 1 1.+%

%.+

%.(

%.6

%.:

1

Re%i


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++ %,61:() %,5+%)( %,+:+(0( %,(555:+5 %,5+10 %,50:%61 %,+6+(:0 %,(16++( %,()+%) %,(1+ %,+501+5 %,(0(()+ %,((1(5( %,():6 %,+%01(: %,%1:%(+6 %,5:+%+6 %,%6))+ %,10(556 %,51))

+0 %,5100( %,6++0 %,1(116 %,6+0)(+: %,+50)) %,610+)1 %,11%1%6 %,)1:5)

+) %,1)1+ %,660:%:%,%:5%%:

%,610+0(

5% %,1((): %,01%::) 6,%0E-%+ %,65:%0+51 %,1%(6+ %,0(+: (,55E-%+ %,65:)+5+ 0,5(E-%+ %,00%)1( 5,%1E-%+ %,66(6%55 ,%5E-%+ %,0:0)+) +,%E-%+ %,66))5( 5,5(E-%+ %,0)(05 1,5E-%+ %,66650:5 +,1(E-%+ %,0:)0(( :,5E-%5 %,6(:6+0

56 1,+)E-%+ %,06%1:) ,%%E-%5 %,6%%)%6Fi9(!a $. Pendienes de e'(ilib!io de los %om#onenes %la*e

#esado ) li*iano en la se%%i:n de a9oamieno


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% %.1 %.+ %.5 %.( %. %.6 %.0 %.:%

%.1

%.+

%.5

%.(

%.

%.6

%.0

%.:

%.)

A9oamieno 17-4

Etano 9ropano

2os platos 5(, 5, (( y ( no son tomados en cuenta debido a ;ue lascomposiciones en estos se in3ierten dando una pendiente de la cur3a

no representati3a de la seccin.$. E*al(a%i:n del #lao 11

$.1. Pa!=me!os de o#e!a%i:n$.1.1.Ca!9a

2os parmetros de 8uo a ser determinados son los siguientesBluo de l;uido

9lato 56


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VL=LMML

L0.1246

VL= (%,0:5(::(6 gpm

3elocidad de 3apor a tra3Ks del rea de burbueo

VB=GMMG

3600VAB

VB= %,+1%+51%5 ft/s

elocidad de 3apor a tra3Ks de los orifcios

VO=VB

A f

VO=4.2669 ft/ s

El !actor basado en el rea de burbueo

FB=VB V

FB=0.2309 ft

s ( lbt3 )0.5

Bactor basado en el rea de orifcio

FO=VO V

FO=4.6858 ft

s ( lbt3 )0.5

$.$. Tiem#o de !esiden%iaLe debe 7allar el parmetro de energa de 3apor y el 8uo l;uido por

longitud de 3ertedero.

PVE=

6.3VB0.82

(VL)

0.36

(AOAB )0.25

PVE=1.2314


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VLw=VL

NPLwi

VLw=1.1129gpm

VLw=1.1129dm

3

smAon la relacinPVE

r =0.0648

1

M las Biguras 5 y ( se leen los !actores para el clculo grfco de la

altura de l;uido claro, altura promedio de la espuma y densidad de la

espumaKVE=3

Kw=0.82

Entonces la altura del promedio de la espurma se calcula de lasiguiente manera

h f=hwo+KVEKWhf=3.96

2a densidad de la espuma se obtiene de la Bigura donde se lee=0.49

Le prosigue con el clculo de la altura del l;uido claro y el tiempo de

residencia real en el platohc= hfhc=1.9404

tL=37.4hcA B

VLtL=17.8743 s

2os tiempos de residencia del l;uido y del 3apor basados en el

3olumen de la espuma se 7allan a continuacin

tL

'=37.4A B hf

VLtL

'=36.4781 s

tG=0.083hf

VBtG=1.5634 s

$.. Coee!en%ia de masa2os coefcientes de trans!erencia de masa se calculan para el 3apor y

l;uido con las siguientes ecuaciones respecti3amente


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KG=0.649VB0.76

hwo0.21(AOAB)

0.084

KG=0.2383cm /s

KL=

0.158

L

1

3L0.42

KL=0.165cm/ s

$.2. !ea ine!>a%ialLe 3erifca el lmite de aplicacin in!erior, para tal e!ecto se recurre a

la fgura 6 de donde se lee ;ue el caudal de 3apor mnimo para la

aplicabilidad de la correlacin para el rea inter!acial esFO mi!imo=3.75

9re3iamente se determin ;ue B$N(.6:: 3alor ;ue es mayor a B$

mnimo, lo cual 3alida el clculo del rea inter!acial, obtenida acontinuacin

"=4.54 (10.1FB)"=4.4352 cm

2/cm

3

$.3. Unidades de T!ans>e!en%ia2as unidades de trans!erencia de masa del 3apor y l;uido se

determinan de la siguiente maneraNG=KG " tGNG=1.6523

NL=KL " tL 'NL=26.71

$.4. Pa!=me!os de e'(ilib!ioAon la ayuda de la tabla 1 se obtienen las pendientes de las cur3as

de composicin tanto para el componte cla3e li3iano como del

pesado utilizando las composiciones en el plato superior e in!erior al

e3aluado, o sea, en los platos : y 1%, adems de los parmetros O.

m=d#

d$

%=mGM/Lm9ara el componente cla3e li3iano, A+m=0.554217

%=0.61999ara el componente cla3e pesado, A5m=0.290055

%=0.3244$.5. E


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2a siguiente relacin se aplica para ambos componentes cla3e, el

li3iano y pesado, de modo ;ue se tiene

(NL%)p&"do=82.34

(NL

%)lii"!o=43.09

Aon la ayuda de la fgura 0 se obtiene la efciencia puntual(EOG( )p&"do=81(EOG( )lii"!o=80

Aontinuando con la e3aluacin de la efciencia se tiene la siguiente

relacin de donde se obtiene el n#mero total de unidades de

trans!erencia1

NOG

= 1

NG

+ %

NL(NOG )p&s"do=1.62(NOG )lii"!o=1.5913

'7ora se calculan las efciencias puntuales de diseoE

OG=1&NOG

(EOG )p&s"do=0.7669(EOG )lii"!o=0.7617

9ara determinar efciencia del plato se calcula la di!usi3idad de Eddy

aplicado al mo3imiento en 8uo cruzado del l;uido sobre el plato y el

n#mero de piscinas de mezcla, n.

)E=0.635( 1)3

hc

)E=10.4731

!=1+( 465Lfp2

)E tL )!=19.7851

Le obtiene

(% EOG )p&s"do=0.249

(% EOG

)lii"!o=0.4722

Aon estos 3alores se ingresa en la fgura : de donde se lee el e!ectodel mezclado del l;uido sobre la efciencia del plato

(EMWEOG )p&s"do=1.12


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2. Res(lados

9armetros de carga

P210%.)6

16gpm

%.50(6 !t/s

o 0.6%5( !t/s

B %.(501!t/sJ


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Aonsiderando ambas secciones se calcul ;ue la torre opera con un)1.10 de efciencia en la seccin de rectifcacin y con un :).5: enla seccin de agotamiento. Aonsiderando la efciencia global de toda latorre como un promedio entre ambas secciones se determina ;ue estatrabaa con un )%.+: de efciencia.


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Ane@os

Bigura 5. 9armetro de energa del 3apor

BuenteV Fanual de Efciencia de platos-9DL'

Bigura (. Bactor RQ


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BuenteV Fanual de Efciencia de platos-9DL'Bigura . Densidad de la espuma


Bigura 6. Aaudal de 3apor mnimo para la aplicabilidad de la correlacin para elrea inter!acial


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BuenteV Fanual de Efciencia de platos-9DL'Bigura 0. Efciencia puntual



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Bigura :. E!ecto del mezclado del l;uido sobre la efciencia del plato


Bigura ). E!ecto del mezclado de 3apor sobre la efciencia del plato


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Bigura 1%. Efciencia Global


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