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DESTILACION DE MULTICOMPONENTES
Comp. % molar F(mol/hr) C2 0.1% 0. CL C3 32.0% 32. CP C4 16.0% 16. C5 16.5% 16. C6 17.0% 17. C8 18.4% 18. Total 100.0% 100. Se quiere producir Propano por el tope el cual no debe tener más de 0.5% en volumen de etano ni mas del 2% de butano Se desea determinar la presión de operación Se desea efectuar el balance de materia sobre la columna La carga está en punto de burbuja
SOLUCION
Comp. % molar F(mol/hr) C2 0.10% 0. CL C3 32.00% 32. CP C4 16.00% 16. C5 16.50% 16. C6 17.00% 17. C8 18.40% 18. Total 100.00% 100.
A.- Separacion Claves F = D +B
Separacion Clave Ligero fi = di + bi
fnC3 dnC Clave Ligero C3 32.0 31.84 Destilado recuperado en 99.5% 99.5% tope 99.5% bnC 0.16 Remanente al tope fnC4 bnC4 Fondos recuperado sea 99.0% Clave Pesado C4 16.0 15. 99% fondo 99.0% dnC 0.16 Remanente al fondo Se desea separa un mezcla gaseosa de 100 moles por hora constituida por
Depropa-
nizadora
ESPECIFIQUE ALIMENTACION Cálculos bu Flasheo adi Henstebeck Fenske DESTILACION CALCULE EL MINIMO NUMERO PLATOS FLASHEE ALIMENTACION A PRESION COLUMNA ESPECIFIQUE SEPARACION CLAVE LIGERO Y CLAVE PESADO DETERMINE LA PRESION DE LA COLUMNA Y TIPO CONDENSADORES EFECTUE BALANCE MATERIA PRELIMINAR
B.- Separacion preliminar de los no claves
Màs pesados clave pesado al fondo
Trabajaremos a 250 psia con agua como refrigerante
FLASHEAR A LA PRESION COLUMNA
P(psia) = 250 Temp(C) = 96.23 205.2211321 80 gr/mol Constante de Equilibrio CALCULO PUNTO BURBUJA Producto zi TC (°K) PC(psia) w P(psia) T(°C) TC (°K) ki Ki*zi C2 0.001 305.420 707.784 0.099 250.0 96.2 369.2 7.8510 0. C3 0.320 369.820 616.265 0.152 250.0 96.2 369.2 2.4410 0. C4 0.160 425.180 550.708 0.199 250.0 96.2 369.2 0.8304 0. C5 0.165 469.650 488.632 0.249 250.0 96.2 369.2 0.3154 0. C6 0.170 507.430 436.854 0.305 250.0 96.2 369.2 0.1269 0. C8 0.184 568.830 360.564 0.396 250.0 96.2 369.2 0.0251 0. Suma 1.000 1. La carga se encuentra a 250 psia y 96.23 °C
HENSTEBECK & GEDDES
ALIMENTACION
Producto zi TC (°K) PC(Bar) w P(Bar) T(°C) TC (°K) ki ai(ki/kiCP) C2 0.00 305.42 707.784 0.0990 250.0 96.2 369.2 7.8510 9. C.L C3 0.32 369.82 616.265 0.1520 250.0 96.2 369.2 2.4410 2. C.P C4 0.16 425.18 550.708 0.1990 250.0 96.2 369.2 0.8304 1. C5 0.17 469.65 488.632 0.2490 250.0 96.2 369.2 0.3154 0. C6 0.17 507.43 436.854 0.3050 250.0 96.2 369.2 0.1269 0. C8 0.18 568.83 360.564 0.3960 250.0 96.2 369.2 0.0251 0. Suma 1. Clave ligero: C3 % recuperacion. 99.5% CLAVE LIGERO diC2 31. biC2 0. Log(di/bi) 2. Clave pesado:C4 %recuperación 99.0% Log(ai) diC3 0.16 C2 0. biC3 15.84 CL C3 0. Log(di/bi) -1.99563519 CP C4 0. C5 -0.
ú
û
ù
ê
ë
é
÷
ø
ö
ç
è
+ æ -
÷
ø
ö
ç
è
= æ
T
Tc
P
Pc
k i^ *exp 5. 37 ( 1 w i ) 1 i å å =
1
i i
yi xiki
C6 -0.
C8 -1.
PRIMERA ITERACION EMPLEANDO HENSTEBECK Y GEDDES
Construyendo la gráfica. Componente log(alfai) Log(di/Bi) C.L C3 0.468 2. C.P C4 0.000 -1.996 5. ALIMENTACION Del Grafico. X Y zi flujo Log (Alfai) Log(di/bi) di/bi bi di C2 0.00 0.10 0.976 6.953 8,964,495 0.0000 0.1000 ^^^ C.L C3 0.32 32.00 0.468 2.299 199.000 0.1600 31.8400 199. C.P C4 0.16 16.00 0.000 -1.996 0.010 15.8400 0. C5 0.17 16.50 -0.420 -5.851 0.000 16.5000 0. C6 0.17 17.00 -0.816 -9.479 0.000 17.0000 0. C8 0.18 18.40 -1.520 -15.937 0.000 18.4000 0. Total 1.00 100. Balance despues de la primera distribucion Y =log(d/b)i carga Componentes zi Flujo molar di xdi bi xbi C2 0.0010 0.10 0.1000 0.003 0.0000 0. C.L C3 0.3200 32.00 31.8400 0.992 0.1600 0. C.P C4 0.1600 16.00 0.1600 0.005 15.8400 0. C5 0.1650 16.50 0.0000 0.000 16.5000 0. C6 0.1700 17.00 0.0000 0.000 17.0000 0. C8 0.1840 18.40 0.0000 - 18.4000 0.
y = 5.7482xy = 9.171x - - 1.9951.
-20. -15. -10. -5.
-2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1. Log(di/bi) Log(Alfai)
Total 1.0000 100.0000 32.1000 1.0000 67.9000 1.
C.- NUMERO MINIMO DE PLATOS FENSKE #¡REF! di bi x =log(α icp ) fi #¡REF! 0.001 0.100 0.000 1.157 0. CL #¡REF! 0.320 31.840 0.160 0.556 32. CP #¡REF! 0.160 0.160 15.840 0.000 16. #¡REF! 0.165 0.000 16.500 -0.500 16. #¡REF! 0.170 0.000 17.000 -0.975 17. #¡REF! 0.184 0.000 18.400 -1.816 18. #¡REF! 1.000 32.100 67.900 100.
Nm = 7.73 platos NP = 19 D.- REFLUJO MINIMO Se manejan con las ecuaciones de Underwood i.- Calcule θ de la Primera Ecuación de Underwood φφφφ Cuando los componentes claves son adyacentes (no hay compuesto intermedio) ii.- Sustituya el valor de θ en la Ecuación CP PROM CL CP CL CP CL m
b
b
d
d
N
çèæ ÷øö
÷
÷
÷
÷
ø
ö
ç
ç
ç
ç
è
æ
úû
ù
êë
é
úû
ù
êë
é
log a
log
a a a a a a a a - +-------+
=- =
å= - NC
NCNC NC i i i zf (^) q z z z 2 22 1 11 1 1 /
a CL a CP
å
÷÷=
ø
ö
ç
ç
è
æ
÷ + =
ø
ö
ç
è
æ
NC i (^) NC D D NCNCD i i
xD x x x
D
L
(^1 ) 22 1 11 min 0
a
a
a
a
a
a
a a
Si existe un clave distribuido existirán dos valores de θ Este caso es más complejo y requiere un proceso un poco más complicado Resolvamos el problema suponiendo para el cálculo que los no claves son no distribuidos
fi zi α ALI di xiD α TOP bi xiB
#¡REF! 0.100 0.001 9.454 0.100 0.003 13.563 0.000 0.
#¡REF! 32.000 0.320 2.939 31.840 0.992 3.497 0.160 0.
#¡REF! 16.000 0.160 1.000 0.160 0.005 1.000 15.840 0.
#¡REF! 16.500 0.165 0.380 0.000 0.000 0.324 16.500 0.
#¡REF! 17.000 0.170 0.153 0.000 0.000 0.111 17.000 0.
#¡REF! 18.400 0.184 0.030 0.000 0.000 0.017 18.400 0.
#¡REF! 100.000 1.000 32.100 1.000 67.900 1.
Se cumple razonablemente lo indicado 100. Debemos saber que 1- q = Fracción Vaporizada en la carga Fracción vaporizada = 0 Punto Burbuja Primera ecuacion underwood q = 1 Debo resolver
θ f(θ)
1.326 0.00000 Emplee buscar objetivo El valor de θ es 1.000 1.326 2.
Ahora calculamos el Reflujo Mínimo según: Segunda ecuacion underwood topes Topes
Rmin =(L 0 /D)min = 0.
E.- NUMERO PLATOS
R =(L 0 /D) = 1.25*(L 0 /D)min^ 0. Correlation for Number of Stages at Finite Reflux Ratio
- Gilliland - empirically related N at finite L/D to Nmin and (L/D)min
- Figure next page contains the Gilliland correlation as modified by Liddle Procedure to use the Gilliland correlation:
- Calculate Nmin from the Fenske equation
- Calculate (L/D)min from Underwood equation
- Choose actual (L/D)
- Calculate abscissa L D - (^) L D (^) min
a CL a CD
a
a
a
a
a
a
a a -
å = NC NCNC NC i i i
zf q z z z
2 22 1 11 1
å= -
÷÷=
ø
ö
çç
è
æ
÷ +=
ø
ö
ç
è
æ NC
i (^) NC D D NCNCD i i
xD x x x
D
L
(^1 ) 22 1 11 min 0
a a a a a a a a 8/18 C:\Users\JAIME SANTILLANA\Webpage\ejemplo destilación multicomponentes
ESPECIFIQUE ALIMENTACION Underwood Cálculos burbuja y rocío Gilliland Flasheo adiabático Kirkbride Henstebeck & Geddes Balance Energía Fenske Heurísticos FIN DISEÑO DESTILACION MULTICOMPONENTES METODO FUG CALCULE EL MINIMO NUMERO PLATOS CALCULE REFLUJO MINIMO CALCULE EL NUMERO PLATOS PARA RELACION REFLUJO DADO CALCLUE PLATO ALIMENTACION DIESEÑE CONDENSADOR Y REHERVIDOR CALCULE DIAMETRO Y ALTURA COLUMNA FLASHEE ALIMENTACION A PRESION COLUMNA ESPECIFIQUE SEPARACION CLAVE LIGERO Y CLAVE PESADO DETERMINE LA PRESION DE LA COLUMNA Y TIPO CONDENSADORES EFECTUE BALANCE MATERIA PRELIMINAR
Log(ai)
- C2 0.31% 0. Mas ligeros clave ligero al tope Comp. % molar di(mol/hr) - CL C3 99.19% 31. - CP C4 0.50% 0.
- Comp. % molar fi(mol/hr) C5 0.00% 0. - C6 0.00% 0. - C2 0.10% 0.1 C8 0.00% 0.
- CL C3 32.00% 32.0 Total 100.0% 32.
- CP C4 16.00% 16. - C5 16.50% 16. - C6 17.00% 17. - C8 18.40% 18. - Total 100.00% 100. - C2 0.0% 0. Comp. % molar bi(mol/hr) - CL C3 0.2% 0.16 32. - CP C4 23.3% 15. - C5 24.3% 16. - C6 25.0% 17. - C8 27.1% 18. - Total 100.0% 67.90 100. - 100.00 67.90 32. Balance Global F = B + D - Balance Componente fnC3 = bnC3 + dnC - 32.00 0.16 31.
- Pto burbuja Suma Ki*Zi =
- -0.
- -0.
- -1. - 2. Log(di/bi) - -1.996 y = 9.171x - 1. - 5.000 R² = - 5. - 6. - 6. - 7.
- -2. - y = 9.171x - 1. - R² =
- -6.
- -5.
- -5.
- -4.
- -4.
- -3.
- -3.
- -2.
- -2.
- -1.
- -1.
- -0.
- -2.000 -1.500 -1.000 -0.500 0.000 0.500 1.000 1.
on underwood topes eflux Ratio L/D to Nmin and (L/D)min correlation as modified by Liddle equation equation D (^) min 17/18 C:\Users\JAIME SANTILLANA\Webpage\ejemplo destilación multicomponentes
