INTRODUCCIÓN I. LA INTERFAZ DEL USUARIO 1.1 1.2 1.3 1. 1.# 1.& 1.( 1.+
La ventana Principal de ASPEN PLUS La ventana de Flowsheet del proceso La librería de Modelos El !"scador de datos Sí$bolos $%s "sados 'atos principales )ipos de *orridas 'ando ,or$a - enerando /eportes
II. PROPIEDADES FÍSICAS DE COMPUESTOS PUROS 2.1 2.2
*o$ponentes 0"e est%n en la base de datos de Aspen Pl"s *o$ponentes 0"e no est%n en la base de datos de Aspen Pl"s 2.2.1 'atos de Propiedades Físicas para para el )AL 2.2.2 n4resando "n )it"lo 2.2.3 n4reso de in,or$aci5n de co$ponentes 2.2. Especi,icar propiedades a esti$ar 2.2.# n4resando estr"ct"ra $olec"lar 2.2.& n4reso de datos de Propiedades 2.2.( E,ect"ando la corrida 6/"nnin4 a Propert- *onstant Esti$ation 6P*ES77 2.2.+ E8a$inando las *onstantes de Propiedades 2.2.9 *reando - Usando "n Propert- !ac:"p File
III. II I. ASPE ASPEN N Y TERM TERMOD ODIN IN MI MICA CA Propiedades ,ísicas de co$ponentes en ,"nci5n de la te$perat"ra 3.2 Propiedades para Siste$as !inarios 3.2.1 nicio - Especi,icaciones enerales 3.2.2 ra,icas para siste$as binarios; Uso de Plot
Pen4 /obinson - /edlich ?won4 3.1
3..2 Ec"aci5n de Antoine 3.# *onstante de E0"ilibrio de /eacci5n 3.& *alor de /eacci5n
CONSTRU RUCCI CCI N Y CORR CORRIDA IDA DE UN MODE MODELO LO DE DE IV. CONST SIMULACIÓN SIMULACIÓN DE PROCESO .1 .2 .3 . .#
.& .( .+ .9 .1@ .11 .12 .13 .1 .1#
.1& .1( .1+
.19
*onstr"cci5n del Modelo de Proceso 'e,iniendo la Si$"laci5n; *ol"$na de /ec"peraci5n de Meth-lc-clohe8ane niciar Aspen Pl"s *rear "na N"eva Si$"laci5n 'e,iniendo el Flowsheet .#.1 Seleccionar "n !lo0"e Unidad de peraci5n .#.2 Para seleccionar "n icono /adFrac - colocar "n blo0"e .#.3 Para conectar corrientes al blo0"e Adicionando datos al Modelo de Proceso Especi,icando "n )ít"lo para la Si$"laci5n Especi,icando datos a ser reportados n4resando co$ponentes Seleccionando Mtodos ter$odin%$icos n4reso de datos para las corrientes Especi,icaci5n de la Unidad de peraci5n E,ect"ando la si$"laci5n E8a$inando los /es"ltados de la Si$"laci5n E8a$inando /es"ltados de las *orrientes .1#.1 'esple4ar los res"ltados r es"ltados calc"lados para "na corriente 'esple4ar los res"ltados calc"lados para todas las .1#.2 corrientes *a$biando especi,icaciones de entrada /ee,ect"ando la Si$"laci5n con los datos in4resados *reando /eportes .1+.1 Para enerar "n Archivo de /eporte .1+.2 Para ver - "ardar parte de "n /eporte "ardando s" archivo - saliendo de de Aspen Pl"s
V. AN LISIS LISIS DE SENS SENSIB IBIL ILID IDAD AD #.1
'e,iniendo el An%lisis de Sensibilidad
#.2 #.3 #. #.# #.& #.( #.+
n4resando Especi,icaciones de Sensibilidad 'e,inici5n de las variables *alc"ladas 6'ependientes7 Especi,icaci5n de la Bariable Manip"lada For$ato para tab"lar los res"ltados *orrida del An%lisis de Sensibilidad 'esple4ando los res"ltados del An%lisis de Sensibilidad ra,icando los /es"ltados de Sensibilidad
VI. CONSEGUIR ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DEL PROCESO &.1 &.2 &.3 &.
'e,iniendo la Especi,icaci5n de 'iseCo Especi,icar la Bariable Manip"lada *orrida del An%lisis de Especi,icaci5n de 'iseCo E8a$inando los res"ltados
VII. CREAR UN DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO (.1 (.2 (.3 (. (.# (.&
Pasar a $odo PF' Adicionando "na bo$ba al 'ia4ra$a 'esple4ando datos de las corrientes Adicionando "na )abla de *orrientes Adicionando )e8to $pri$iendo "n PF'
VIII. SIMULAC SIMULACII N DE DE EQUIPOS EQUIPOS DE TRANSFE TRANSFEREN RENCIA CIA DE MASA +.1
'ivisor de Fl"Do +.1.1 E,ect"ando la Si$"laci5n +.1.2 Adicionando )ablas - )e8to al PF' +.1.3 enerando /eportes +.2 Me=clador +.3 'estilaci5n +.3.1 'estilaci5n !inaria +.3.2 'estilaci5n de Mltiple *o$ponentes Mtodo corto Mtodo /i4"roso +. 'estilaci5n Flash
IX. EQUIPOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR 9.1
nterca$biador de casco - t"bos 6calentador7 9.1.1 'iseCo Preli$inar 9.1.2 'iseCo /i4"roso
X. REACTORES QUIMICOS [email protected] Modelos de /eactores en Aspen [email protected] /eactor Este0"io$trico [email protected] /eactor de de Fl"Do en Pist5n; PF/
XII. EXAMINANDO RESULTADOS Y GENERANDO REPORTES
INTRODUCCIÓN Hi!"#i$ En los aCos 19(@s los investi4adores Laboratorio de Ener4ía del nstit"to )ecnol54ico 'e Massach"setts 6M)7 desarrollaron "n prototipo para la si$"laci5n de proceso. Le lla$aron Siste$a Avan=ado para n4eniería de Procesos Advanced S-ste$ ,or Process En4ineerin4 6ASPEN7. Este so,tware ha sido co$erciali=ado en 19+@ por la ,"ndaci5n de "na co$paCía deno$inada Aspen)ech. Aspen)ech es ahora "na co$paCía co$ercial pblica 0"e "tili=a 1+@@ personas en todo el $"ndo - o,rece "na sol"ci5n inte4ral co$pleta para ind"strias de procesos 0"í$icos. Este pa0"ete de so,tware so,isticado p"ede ser "sado en casi todos los aspectos de in4eniería de proceso desde la etapa del diseCo hasta el an%lisis de costos - rentabilidad. )iene "na biblioteca $odelo incorporada para col"$nas de destilaci5n> separadores> ca$biadores de calor> reactores> etc. Los $odelos de co$porta$iento o propiedades p"eden e8tenderse dentro de s" biblioteca de $odelos. Estos $odelos del "s"ario son creados con s"br"tinas Fortran " hoDas de trabaDo E8cel - se s"$an a s" biblioteca $odelo. Usando Bis"al !asic Bis"al para aCadir ,or$as de entrada para el $odelo del "s"ario lo hacen indistin4"ible de las incorporadas. )iene "n banco de datos de propiedades incorporado para los par%$etros ter$odin%$icos ,ísicos. '"rante el c%lc"lo del dia4ra$a de ,abricaci5n c"al0"ier par%$etro ,altante p"ede ser esti$ado a"to$%tica$ente por diversos $todos de contrib"ci5n de 4r"pos.
O%&'!i(" ntrod"cir los conceptos 4enerales de si$"laci5n del 'ia4ra$a de Fl"Do 6GFlowsheetG7 - est"diar las características del Aspen Pl"s.
Q)* ' +$ i,)+$-i/ 0'+ Di$1#$,$ 0' F+)&"2 El "so de "n pro4ra$a de co$p"tadora para $odelar c"antitativa$ente las ec"aciones características de "n proceso 0"í$ico U$ +$ #'+$-i"/' 34i-$ 3)/0$,'/!$+'; • •
!alances de $asa - ener4ía /elaciones de e0"ilibrio
•
*orrelaciones de velocidad 6/eacci5n - trans,erencia de $asa calor7
P#'0i-' • • •
Fl"Dos> co$posiciones - propiedades de las corrientes *ondiciones de operaci5n ta$aCo de e0"ipo
V'/!$&$ 0' +$ Si,)+$-i/ /ed"ce el tie$po de diseCo de "na planta •
Per$ite al diseCista con,i4"raciones de planta.
e8a$inar
r%pida$ente
varias
A-"da a $eDorar procesos act"ales • •
•
/esponde a las interro4antes en el proceso 'eter$ina condiciones 5pti$as del proceso dentro de las restricciones dadas Asiste en locali=ar las partes 0"e restrin4en "n proceso
P#"%+',$ G'/'#$+ 0' Si,)+$-i/ *"%l es la co$posici5n de la corriente P/'U*)H
•
Para resolver este proble$a necesita$os !alances de Materiales !alances de Ener4ía
•
Sec"encial Mod"lar Aspen Pl"s es "n pro4ra$a de si$"laci5n Sec"encial Mod"lar
*ada bloc: de "nidad de operaci5n es res"elta en "na cierta sec"encia. •
Ec"aciones rientadas Aspen *"sto$ Modeler 6 For$al$ente SPEE'UP7 es "na ec"aci5n orientada al pro4ra$a de si$"laci5n. )odas las ec"aciones son res"eltas si$"lt%nea$ente
•
*o$binaci5n
Aspen '-na$ics 6,or$al$ente '-naPLUS7 "sa la apro8i$aci5n sec"encial $od"lar de Aspen Pl"s para iniciali=ar la si$"laci5n al estado estacionario - el Aspen *"sto$ Modeler 6,or$al$ente SPEE'UP7 ec"aci5n orientada apro8i$a a resolver la si$"laci5n din%$ica.
!"ena Practica para el 'ia4ra$a de Fl"Do •
• •
*rear ,lowsheets 4randes con "nos pocos blo0"es a la ve=. Esto ,acilita locali=aci5n de ,allas si oc"rren errores. Ase4"rarse 0"e las entradas del ,lowsheet son ra=onables. *o$pr"ebe 0"e los res"ltados son coherentes - realistas.
C$#$-!'#4!i-$ I,5"#!$/!' 0' A5'/ P+) • • • • • • •
Si$"laciones /i4"rosas de Electrolitos Manip"laci5n de S5lidos Manip"laci5n de Petr5leo /e4resi5n de 'atos AD"ste de 'atos pti$i=aci5n /"tinas del Us"ario
I. LA INTERFAZ DEL USUARIO 6.6 L$ ('/!$/$ P#i/-i5$+ 0' ASPEN PLUS
Las partes de la ventana principal de Aspen son; P$#!' 0' +$ ('/!$/$ B$##$ 0' T4!)+"
B$##$ 0' M'/7 B$##$ 0' H'##$,i'/!$
D'-#i5-i/ !arra hori=ontal en el tope de la ventana 0"e $"estra el ' de la corrida. El no$bre por de,ecto es Si,)+$!i"/ 6 hasta 0"e "sted de "n no$bre a la corrida !arra hori=ontal debaDo de la barra de tít"lo. 'a los no$bres de los Mens disponibles !arra hori=ontal debaDo de la barra de
B"!/ N'8! A#'$ 0' '!$0" B"!/ 0' M"0" S'+'-! Bentana de Flowsheet del proceso Librería de Modelos
Men. *ontiene botones 0"e c"ando son clic:eados> e,ect"an co$andos nvoca al siste$a e8perto de ASPEN PLUS. "ía a travs de los pasos para co$pletar s" si$"laci5n 'esplie4a estado de in,or$aci5n a cerca del $en act"al Pasa a $odo I/'#! para insertar obDetos - re4resa a $odo Select Bentana donde "sted constr"-e el ,lowsheet Irea en
Use los botones sobre la barra de $en para e,ect"ar acciones ,%cil r%pida$ente. La barra de herra$ientas por de,ecto es $ostrada a contin"aci5n;
6.9 L$ ('/!$/$ 0' F+":;''! 0'+ 5#"-'" Es donde Usted crea - vis"ali=a el Flowsheet del proceso PF'
6.< L$ Li%#'#4$ 0' M"0'+" Se "sa para seleccionar $odelos de "nidades de operaci5n c"-os iconos se deben colocar en el PF'. Aparece en el ,ondo de la ventana principal.
Esta librería de $odelos consta costa de "na paleta principal - en cada Unidad de peraci5n "na s"bPaleta.
J"nto a esta librería se enc"entra la librería de corriente> 0"e consta de corrientes de $aterial> )rabaDo - *alor
6.= E+ B)-$0"# 0' 0$!" El 'ata !rowser es "na hoDa 0"e per$ite "na vista Der%r0"ica del %rbol de la si$"laci5n disponible> entrada> res"ltados> - obDetos 0"e se han de,inido. Para abrir a el 'ata !rowser; •
• •
' "n clic sobre el bot5n 'ata !rowser en la barra de herra$ientas 'ata !rowser. 'el $en 'ata> el clic 'ata !rowser. El 'ata !rowser ta$bin aparece c"%ndo "sted abre c"al0"ier ,or$a.
Use el 'ata !rowser para; • •
•
• •
'esple4ar ,or$as - hoDas - $anip"lar obDetos Be $ltiples ,or$as - hoDas sin retornar al $en 'ata> por eDe$plo c"ando se che0"e Par%$etros de Propiedades in4resados. Editar hoDas 0"e de,inen la entrada para si$"laci5n del ,lowsheet Beri,icar el estado - contenido de "na corrida Ber c"ales res"ltados est%n disponibles.
Las partes de la ventana D$!$ B#":'# son;
6.> S4,%"+" ,? )$0" Los sí$bolos co$n$ente "sados en Aspen Pl"s son;
Entrada inco$pleta para el ,or$"lario No se han dado entradas para el ,or$"lario. pcional Entrada para el ,or$"lario *o$pleta /es"ltados para el ,or$"lario e8isten
c%lc"lo
/es"ltados para el ,or$"lario e8isten pero con errores de
/es"ltados para el ,or$"lario e8isten pero con advertencias de c%lc"lo
6.@ D$!" P#i/-i5$+' Ade$%s de dib"Dar el ,lowsheet> "sted necesita proveer datos para cinco carpetas principales; 1. Setup; Esta carpeta se "sa para especi,icar in,or$aci5n en la si$"laci5n> "nidades> etc. 2. Components; 'escribe los diversos especies 0"í$icos invol"crados en el proceso. 3. Properties; Le Per$ite esco4er el 6los7 $odelo6s7 ter$odin%$ico6s7 para esti$ar propiedades. . Stream; Esta carpeta est% donde "sted introd"ce datos de corriente. #. Blocks; *arpeta para proporcionar datos acerca del e0"ipo de proceso.
6. Ti5" 0' C"##i0$
Flowsheet Assa- 'ata
R)/ T5' Si$"laci5n est%ndar de Aspen Pl"s para el Flowsheet incl"-endo est"dios de sensibilidad - opti$i=aci5n. Las corridas del Flowsheet p"eden contener esti$aci5n de propiedades> p"eden anali=ar datos> - K o c%lc"los de an%lisis de las propiedades. Una corrida a"to sostenible de an%lisis de datos -
Anal-sis; Analisis de datos
'ata /e4ression
P/PE/)ES PLUS
PropertAnal-sis
PropertEsti$ation
4eneraci5n se"do co$ponentes. se "sa para anali=ar datos de pr"eba c"ando no se 0"iere reali=ar "na si$"laci5n del ,lowsheet en la $is$a corrida. Una /e4resi5n de datos a"tosostenible. Se "sa para aD"star par%$etros del $odelo de propiedades ,ísicas re0"erido por ASPEN PLUS para los co$ponentes p"ros $edidos> BLE> LLE> - otros datos de $e=cla. 'ata /e4ression p"ede contener calc"los de esti$aci5n de las propiedades - c%lc"los de an%lisis de las propiedades. ASPEN PLUS no p"ede e,ect"ar re4resi5n de datos en "na corrida de Flowsheet. P/PE/)ES PLUS es0"e$a de corrida Usa P/PE/)ES PLUS para preparar "n pa0"ete de propiedades para "sarlo con Aspen *"sto$ Modeler 6,or$al$ente SPEE'UP7 o Aspen Pinch 6,or$al$ente A'BEN)7> con la tercera parte de pro4ra$as co$erciales de in4eniería> o o con s"s pro4ra$as de la co$paCia. Usted debe licenciar el "so de de P/PE/)ES PLUS. Un Analisis de Propiedades a"tosostenible "sa Propert- Anal-sis para 4enerar )ablas de propiedades> P)envolventes> c"rvas resid"ales> - otros reportes de propiedades c"ando "sted no desea e,ect"ar "na si$"laci5n del ,lowsheet al $is$o tie$po. Propert- Anal-sis p"ede contener esti$aci5n de propiedades - an%lisis - c%lc"los de datos. Propert- *onstant Esti$ation corrida a"tosostenible>"sa Propert- Esti$ation para esti$ar par%$etros de propiedades c"ando "sted no desea e,ect"ar "na si$"laci5n del ,lowsheet al $is$o tie$po.
6.. D$/0" 3"#,$ G'/'#$/0" R'5"#!' Aspen le per$ite i$pri$ir reportes de di,erentes $aneras - aspectos para s" ,lowsheet> corrientes> conver4encias> "nidades> etc. El editor de te8to predeter$inado "sado en ASPEN es Bloc de Notas. Este $an"al le $ostrar% co$o ca$biar s" editor de te8to para el Word Microsoft - c5$o 4enerar in,or$es con Word . )a$bin le $ostrar% co$o colocar los datos de corriente en s" ,lowsheet. 6..6 C$,%i$/0" E0i!"#' 0' !'8!"
Para ca$biar s" editor de te8to inicie abriendo ASPEN Plus user Interface. L"e4o> seleccione blank simulation en el $en de inicio. Una ve= en la ventana de si$"laci5n de ASPEN Pl"s clic en el $en Tools en la barra de herra$ientas> - l"e4o seleccione a Options. Esto s"bir% la ventana de opciones. En la ventana de opciones seleccione la eti0"etastartup. !aDo la caDa text file settings "sted ver% 0"e el editor de te8to tiene Notepad en la caDa de blanco al lado de l. a4a clic en la caDa blanca - borre Notepad . L"e4o escriba en C:\Program Files\Microsoft Office\Office\Winword.ee. Esto ca$biar% el editor de te8to a Microso,t en las eti0"etaTextfiles. La otra opci5n es "sar el bot5n browse - encontrar al el $is$o
6..9 P#"5i'0$0' 0'+ #'5"#!' Por de,ecto> ASPEN proporciona ,l"Dos de las corrientes> te$perat"ras - otros datos varios> sin e$bar4o la in,or$aci5n tal co$o ,racci5n $olar de "n co$ponente dentro de "na corriente es con ,rec"encia re0"erida pero no proporcionada por de,ecto. Por lo tanto > es necesario de,inir la in,or$aci5n 0"e Aspen 4enere in$ediata$ente antes 0"e hacerlo a $ano o con "n pro4ra$a sec"ndario co$o E8cel. Para esto hacer lo Si4"iente;
II. PROPIEDADES FÍSICAS DE COMPUESTOS 9.6 C",5"/'/!' )' '!?/ '/ +$ %$' 0' 0$!" 0' A5'/ P+) *alc"lar - desple4ar las propiedaes ,ísicas del Etanol> A4"a - Acetona Para iniciar Aspen hacer clic en;
Start -> Programs -> AspenTech AES 11.1 -> Aspen Engineering Suite -> Aspen Plus 11.1-> Aspen Plus User Interfase
? Selecciona$os la opci5n PROPERTIES PLUS
Aceptar
?. Aparece el 'ata !rowser
ace$os clic en S'!)5. L"e4o introd"ci$os la in,or$aci5n de entrada. Especial$ente las opciones en el ,olderP#"5'#!
*lic en NEXT e in4resa$os los co$ponentes 6P"eden ser 1 o $%s co$ponentes7
*lic en NEXT - en pri$era instancia aparecen los par%$etros binarios
*lic en NEXT - aparecen las si4"ientes opciones
*lic en O - el pro4ra$a nos indica 0"e se han in4resado todos los datos para n"estro prop5sito
*lic en A-'5!$# - el pro4ra$a co$ien=a a 4enerar el reporte. L"e4o nos da el $ensaDe de 0"e se ha co$pletado la 4eneraci5n de las tablas
Ba$os al D$!$ B#":'#; R')+! P)#' -",5"/'/! - ve$os la tabla con las propiedades ,ísicas de los co$ponentes
Esta tabla de propiedades lo pode$os pasar directa$ente a "na hoDa de c%lc"lo para 4enerar el reporte Parameter
API CHARGE CHI DGFORM DGFVK DGSFRM DHAQFM DHFORM DHFVK DHSFRM DHVLB DLWC DVBLNC HCOM
Data set
KCAL/MOL KCAL/MOL KCAL/MOL KCAL/MOL KCAL/MOL KCAL/MOL KCAL/MOL KCAL/MOL
KCAL/MOL
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Component
Component
Component
ETANOL
AGUA
ACETONA
46,7 0 0 -40,090284 0 0 -68,859272 -56,116843 0 0 9,2994411 1 1 -294,97468
10 0 0 -54,597783 0 -56,549155 0 -57,756282 0 -69,96274 9,74472151 1 1 0
48,5 0 0 -36,137384 0 0 0 -51,51906 0 0 7,05947263 1 1 -396,24534
MUP MW OMEGA PC RHOM RKTZRA S025E SG TB TC TREFHS VB VC VCRKT VLSTD ZC
DEBYE
BAR KG/CUM CAL/MOL-K C C C CUM/KMOL CUM/KMOL CUM/KMOL CUM/KMOL
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1,69083192 46,06904 0,643558 61,37 0 0,2522 120,878547 0,7939 78,29 240,85 25 0,0626953 0,168 0,168 0,0581727 0,241
1,84972372 18,01528 0,344861 220,55 0 0,243172 0 1 100 373,98 25 0,0188308 0,0559478 0,0559478 0,01805 0,229
2,88101204 58,08004 0,306527 47,01 0 0,2452 122,249618 0,786 56,29 235,05 25 0,0774659 0,209 0,209 0,0739962 0,233
"arda$os el trabaDo con el no$bre; P#"5i'0$0'
9.9 C#'$/0" )/ /)'(" -",5"/'/!' 9.9.6 D$!" 0' P#"5i'0$0' F4i-$ 5$#$ '+ T AZOL El )ia=ol 6*33NS7 no est% en la base de datos de Aspen Pl"s. La si4"iente in,or$aci5n es obtenida de di,erentes ,"entes;
Peso Molec"lar; +# P"nto de eb"llici5n nor$al; 11&.+ * *orrelaci5n para presi5n de vapor; ln pi 1&.# 32+1.@K6)O21&.2##7 para pi en $$4> ) en * para &9 * ) 11+* Ba$os a calc"lar los si4"ientes par%$etros P$#?,'!#" D'-#i5-i/ )* )e$perat"ra crítica P* Presi5n crítica *oe,icientes para capacidad calorí,ica del *P 4as 'F/M *alor de ,or$aci5n 'F/M Ener4ía libre de ibbs de ,or$aci5n *oe,icientes de calor de vapori=aci5n de 'BL<)
1. 'esde el escritorio> seleccionar nicio Q Pro4ra$as. 2. Seleccionar Aspen)ech R Aspen En4ineerin4 S"ite R Aspen Pl"s R Aspen Pl"s User nter,ace. Aparece la ventana de di%lo4o de nicio de Aspen Pl"s . 3. Seleccione )e$plate - clic en ?. Aparece la n"eva ventana de di%lo4o. . 'e la n"eva ventana seleccione el tipo de aplicaci5n eneral with En4lish Units. #. En el ca$po /"n )-pe> clic - seleccione Propert- Esti$ation. &. *lic ?.
Aparece el D$!$ B#":'#. no ha- ,lowsheet de procesos para "na esti$aci5n de propiedades. Pri$ero in4rese el tít"lo para la si$"laci5n. L"e4o de,ina "n co$ponente n"evo con el no$bre )ia=ol - solicite a Aspen Pl"s esti$ar todas las propiedades ,altantes. L"e4o in4rese la estr"ct"ra $olec"lar del )ia=ol - las propiedades conocidas. por lti$o e,ecte la esti$aci5n.
9.9.9 I/1#'$/0" )/ Ti!)+" 1. E8panda el ,older S'!)5 en el %rbol de $en de D$!$ B#":'# clic S5'-i3i-$!i"/. Aparece la hoDa S'!)5 S5'-i3i-$!i"/ G+"%$+ . Sleccione el )he r"n t-pe Propert- Esti$ation. 2. En el ca$po )itle> colocar Esti$aci5n de Propiedades del )ia=ol.
A contin"aci5n de,ina el co$ponente no$brado )AL
9.9.< I/1#'" 0' i/3"#,$-i/ 0' -",5"/'/!' 1. E8panda el ,5lder C",5"/'/! en el $en del clic S5'-i3i-$!i"/. Aparece la hoDa C",5"/'/! S5'-i3i-$!i"/ S'+'-!i"/. 2. En la pri$era línea de la col"$na C",5"/'/! ID> in4rese TIAZOL.
9.9.= E5'-i3i-$# 5#"5i'0$0' $ '!i,$# 1. E8pandir el ,5lder P#"5'#!i' - en el ,5lder E!i,$!i"/ hacer clic en I/5)!. Aparece la hoDa Properties Esti$ation np"t Set"p 2. Aceptar la opci5n predeter$inada E!i,$!' $++ ,ii/1 5$#$,'!'#.
Las de$%s hoDas en este ,or$"lario le per$iten seleccionar $etodos especí,icos de esti$aci5n para cada propiedad si "sted no desea "sar los $etodos predeter$inados. Para este eDe$plo> los predeter$inados son adec"ados. Ahora> in4rese la estr"ct"ra $olec"lar del )AL. *lic en
.
*lic en O
9.9.> I/1#'$/0" '!#)-!)#$ ,"+'-)+$# 1. E8pandir el ,older P#"5'#!i' M"+'-)+$# S!#)-!)#' - hacer clic en TIAZOL. Aparece la hoDa P#"5'#!i' M"+'-)+$# S!#)-!)#' THIAZOLE G'/'#$+;
Nota; Usted p"ede de,inir la estr"ct"ra $olec"lar -a sea "sando el M*!"0" G'/'#$+ el c"al se basa en %to$os individ"ales o %to$os "niones> o $ediante el M*!"0" 0' G#)5" F)/-i"/$+' en donde "sted indica los 4r"pos ,"ncionales especí,icos para "n $todo partic"lar de esti$aci5n. Este eDe$plo e8plica co$o "sar el $todo eneral.
En la hoDa eneral> especi,icar la estr"ct"ra $olec"lar del )ia=ol $ediante el listado de cada "no de los %to$os e8cepto el %to$o de hidr54eno - cada enlace. Aspen Pl"s $anip"la al hidr54eno. 2. Mostrar la estr"ct"ra del )ia=ol - n"$erar todos los %to$os 0"e no sean hidr54eno;
*ada %to$o debe ser listado dos veces> "na co$o "n %to$o 0"e conecta 6A!", 67 - "na co$o "n %to$o 0"e es conectado 6 A!", 9. 3. n4rese la si4"iente in,or$aci5n para A!", 6; Número
Tipo
1
C
2
C
3
S
4
C
5
N
Esta tabla asocia cada n$ero con el tipo de %to$o . n4rese la si4"iente in,or$aci5n para A!", 9 Número
Tipo (generado automáticamente)
2
C
3
S
4
C
5
N
1
C
Esta tabla indica c"al %to$o est% conectado a cada "no de los %to$os de la pri$era tabla #. En la col"$na B"/0 !5'> seleccionar !ou"le "ond para los enlaces entre %to$os 1 - 2 - entre - #> - seleccionar Single "ond para los de$%s enlaces.
La hoDa P#"5'#!i' M"+'-)+$# S!#)-!)#' THIAZOLE G'/'#$+ est% ahora co$pleta.
Ense4"ida in4resar los datos conocidos para el )AL
9.9.@. I/1#'" 0' 0$!" 0' P#"5i'0$0' La in,or$aci5n de la estr"ct"ra $olec"lar es s",iciente para 0"e Aspen Pl"s esti$e las propiedades. Sin e$bar4o> in4resando todos los datos disponibles $eDorar% la e8actit"d en la esti$aci5n de las propiedades.
I/1#'$/0" P#"5i'0$0' F4i-$ 1. E8panda el ,older P#"5'#!i' P$#$,'!'# en el $en del D$!$ B#":'# - clic en P)#' C",5"/'/!. Aparece el la hoDa P#"5'#!i' P$#$,'!'# P)#' C",5"/'/!. 2. *lic en N':. 3. En la caDa de di%lo4o N': P)#' C",5"/'/! P$#$,'!'#> seleccionar S-$+$#.
. n4resar el n"evo no$bre TBM 6para el p"nto de eb"llici5n peso $olec"lar7 - clic en O.
Aparece la hoDa P#"5'#!i' P$#$,'!'# P)#' C",5"/'/! TBM I/5)!. #. En el ca$po C",5"/'/!> clic
- seleccionar TIAZOL.
&. *lic en el ca$po P$#$,'!'#> - seleccionar TB 6p"nto de eb"llici5n nor$al7. (. *lic en el ca$po U/i!> - seleccionar * para e8presar el p"nto de eb"llici5n en 4rados *elsi"s. +. En la c"arta col"$na 6debaDo del ca$po C",5"/'/!7 in4resar 11&.+. 9. *lic en la se4"nda celda debaDo de la col"$na P$#$,'!'#> seleccionar M 6peso $olec"lar7. 1@. En la c"arta col"$na> in4rese +#. Usted ha in4resado las propiedades de co$ponente p"ro para el )ia=ol.
I/1#'$/0" I/3"#,$-i/ 0' E-)$-i/ 0' A/!"i/' A contin"aci5n especi,ica$os los coe,icientes para la correlaci5n de Antoine para la presi5n de vapor. 1. *lic en P#"5'#!i' P$#$,'!'# P)#' C",5"/'/! del $en D$!$ B#":'#. N"eva$ente aparece la hoDa para in4resar los datos. Usted p"ede ver 0"e 0"e -a se han ,iDado los datos para TBM co$o escalar. 2. *lic en N':. 3. En la caDa de di%lo4o N': P)#' C",5"/'/! P$#$,'!'#> seleccionar TD'5'/0'/! -"##'+$!i"/. aparece "n $en para los tipos de correlaci5n. . 'ebaDo de Li)i0 V$5"# P#')#'> seleccionar PLXANT6 para la correlaci5n de Antoine para presi5n de vapor.
#. *lic en O. Aparece la hoDa P#"5'#!i' P$#$,'!'# P)#' C",5"/'/! PLXANT6 I/5)!. &. *lic en el ca$po C",5"/'/!> - seleccionar TIAZOL. La correlaci5n de Antoine para presi5n de vapor 6 ta$bin dada anterior$ente7 es; ln pi 1&.# 32+1.@K6)O21&.2##7 para pi en $$4> ) en * para &9 * ) 11+* Usted p"ede obtener a-"da acerca de los coe,icientes especí,icos haciendo clic en - l"e4o en PLTAN) en el tope de esta hoDa. aparece el lin: aE8!'/0'0 A/!"i/'K$1/'#.
(. *lic en el ca$po T',5'#$!)#' )/i!> seleccione *. +. *lic en el ca$po P#"5'#! )/i!> seleccione $$4. 9. n4rese los *oe,icientes de la Ec"aci5n de Antoine para el )ia=ol en los ca$pos n"$erados 1 hasta 9. Campo Coeficiente 1
16.445
2
-3281
3
216.255
4
0
5
0
6
0
7
0
8
69
9
118
*on esto se ha co$pletado la hoDa P#"5'#!i' P$#$,'!'# P)#' C",5"/'/! PLXANT6 I/5)!.
Se han in4resado todos los datos disponibles de propiedades para el )ia=ol - esta$os aptos para correr el siste$a de esti$aci5n de constantes de propiedades 6propert- constant esti$ation s-ste$ 6P*ES77.
9.9. E3'-!)$/0" +$ -"##i0$ R)//i/1 $ P#"5'#! C"/!$/! E!i,$!i"/ PCES 1. Seleccionar Vi': C"/!#"+ P$/'l o presionar F o presionar el bot5n de P$/'+ C"/!#"+ en la barra de herra$ientas de A5'/ P+). 2. Seleccionar R)/ R)/ o presionar F> o presionar el bot5n para e,ect"ar la esti$aci5n. A $edida 0"e se eDec"ta la corrida> se desplie4a $ensaDes de estado en el C"/!#"+ P$/'+. En la barra de estado en el ,ondo de la ventana principal> aparece el $ensaDe R')+! A($i+$%+' :i!; $#/i/1. En este eDe$plo>
i4nore estas advertencias 6warnin4s7 -a 0"e "sted no "sa 4r"pos ,"ncionales s" la especi,icaci5n de la estr"ct"ra.
9.9. E8$,i/$/0" +$ C"/!$/!' 0' P#"5i'0$0' E8a$ine los res"ltados de s" si$"laci5n PCES. 1. En el D$!$ B#":'#> clic en R')+! S),,$# R)/ S!$!). Aparece "na hoDa de res"$en indicando los c%lc"los e,ect"ados con advertencias. 2. En el D$!$ B#":'# -+i- P#"5'#!i' E!i,$!i"/ R')+!. Aparece la hoDa P)#' C",5"/'/!> con las propiedades de co$ponente p"ro esti$adas para el Ti$"+. Son tab"lados el no$bre de la propiedad> abreviaci5n> valor esti$ado> "nidades> $todo "sado para la esti$aci5n.
3. *lic en la eti0"eta )'ependent. Aparece la hoDa )'ependent con los coe,icientes esti$ados para polino$ios 0"e $odelen la dependencia de la te$perat"ra de las propiedades listadas. l no$bre de la propiedad> abreviaci5n> valor esti$ado> "nidades> - $todo "sado para la esti$aci5n. En "na oDa E8cel se tiene; PropertyName Parameter IDEAL GAS HEAT CAPACITY CPIG
Estimated value Units Method -18820 K,J/KMOL-K JOBACK 383,17 -0,32472 0,0001112
HEAT OF VAPORIZATION
DHVLWT
MOLAR VOLUME
RKTZRA
VAPOR VISCOSITY
MUVDIP
LIQUID VISCOSITY
MULAND
LIQ THERM CONDUCTIVITY KLDIP
LIQUID SURFACE TENSION SIGDIP
0 0 280 1100 36029,2 0,14817965 2,16490922 38893138,7 K,J/KMOL 342,15 0,32051562 0,20012116 342,15 0,26920341 K,N4,17E-08 SEC/SQM 0,94302215 0 0 0 280 1100 K,N73,120896 SEC/SQM -4171,8425 -11,801306 389,95 626,146298 -0,8992989 K,WATT/M-K 0,00923106 -3,01E-05 4,24E-08 -2,25E-11 389,95 626,146298 0,09015221 K,N/M 1,22222222 2,50E-10 -2,76E-10 1,11E-10 389,95 619,821588
DEFINITI
GUNN-YAM REICHENB
LETSOU-S
SATO-RIE
BROCK-BI
9.9. C#'$/0" U$/0" )/ $#-;i(" 0' "5"#!' P#"5'#! B$-)5 Fi+' "ardar esta esti$aci5n de propiedades co$o "n archivo de soporte 6%$-)5 .%57 0"e "sted p"eda i$portarlo a "na si$"laci5n de ,lowsheet 0"e "se el Ti$"+.
1. Seleccionar Fi+' S$(' A. 2. En la ventana de di%lo4o Save As> seleccionar Aspen Pl"s !ac:"p Files en el ca$po Save as t-pe. 3. En el ca$po Fi+' N$,'> in4rese !i$"+. . *lic en S$('. Aparece "na caDa de di%lo4o de Aspen Pl"s advirtiendo 0"e "sted no esta habilitado para iniciar n"evos c%lc"los a partir de los res"ltados previos - s"4iere 4"ardar el archivo co$o "n A5'/ P+) 0"-),'/! 3i+' .$5:. #. *lic No -a 0"e "sted sola$ente el bac:"p ,ile. A contin"aci5n probar el "so de s" bac:"p para i$portar tia=ol a s" eDe$plo ,lash.apw.
Usando "n archivo de soporte 6bac:"p ,ile7 *orrer la si$"laci5n F+$; con ,'!;$/"+> :$!'#> - !i$"+ enla C"##i',!' 6. E,ect"ar si4"ientes pasos; 1. Abrir F+$;.$5: desde s" escritorio de trabaDo - clic Y' para cerrar la esti$aci5n de tia=ol. 2. *lic Fi+' I,5"#! - seleccionar !i$"+.%5 - clic O5'/. Nota; Usted no p"ede i$portar "n archivo doc"$ento de A5'/ P+) .$5: a otra si$"laci5n. 3. Aparece "na caDa de dialo4o I/3"#,$!i"/. *lic O. El ,lowsheet desaparece -a 0"e el archivo de soporte tia=ol es "na esti$aci5n de propiedades. Sin e$bar4o> los datos del ,lowsheet Flash.apw est%n disponibles. . Presionar F para abrir el D$!$ B#":'#. #. En el $en del D$!$ B#":'# e8pandir el ,older S'!)5 clic S5'-i3i-$!i"/. Aparece la hoDa S'!)5 S5'-i3i-$!i"/ G+"%$+.
&. En el %rea G+"%$+ S'!!i/1> *a$biar el tipo de corrida a Flowsheet. Ahora est%n disponibles el ,lowsheet - corrientes - blo0"e in4reso de datos para Flash.apw. (. En el $en del D$!$ B#":'#> clic P#"5'#!i' E!i,$!i"/ I/5)! - l"e4o seleccionar D" /"! '!i,$!' $/ 5$#$,'!'# -a 0"e los par%$etros del tia=ol -a han sido esti$ados. +. En el $en del D$!$ B#":'#> clic S!#'$, 6 I/5)! - l"e4o en el %rea C",5"i!i"/ de la hoDa S5'-i3i-$!i"/> escribir #@ para el ,l"Do $olar del co$ponente tia=ol el c"al es ahora listado D"nto con el Metanol - el A4"a. 9. Presionar F> para correr la si$"laci5n con tia=ol en la *orriente 1. S$+i# 0' A5'/ P+) 1. Selecciona Fi+' E8i!. Aparece "na caDa de di%lo4o Aspen Pl"s. 2. *lic N" para conservar la si$"laci5n ori4inal 6sin el tia=ol7.
III. ASPEN Y TERMODINÁMICA <.6 P#"5i'0$0' 34i-$ 0' -",5"/'/!' '/ 3)/-i/ 0' +$ !',5'#$!)#$ nicia$os el pro4ra$a
Start -> Programs -> AspenTech AES 11.1 -> Aspen Engineering Suite -> Aspen Plus 11.1-> Aspen Plus User Interfase
En esta caso "sa$os los datos dados en el eDe$plo para propiedades ,ísicas de co$ponentes> por lo 0"e car4a$os el pro4ra$a P#"5i'0$0' 4"ardado previa$ente.
Se car4a el eDe$plo P#"5i'0$0' - aparece en D$!$ B#":'#
Selecciona$os del $en; T""+ A/$+i P#"5'#! P)#'...
Aparece la ventana P)#' C",5"/'/! P#"5'#!i' A/$+i CASO 6. Selecciona$os *apacidad calorí,ca para E)ANL Li0"ido ,iDa$os "nidades - ran4o de te$perat"ra
Al hacer clic en o aparece la 4r%,ica de *p vs )e$perat"ra
- ta$bin en ,or$a tab"lar
CASO 9. Selecciona$os *apacidad calorí,ca pero ahora para dos co$ponentes al $is$o tie$po E)ANL - AUA Bapor> ,iDa$os "nidades - ran4o de te$perat"ra
Al hacer clic en G" aparece la 4r%,ia *p vs )e$perat"ra para los co$ponentes seleccionados
ta$bin en For$a )ab"lar
CASO <. Ahora desea$os "na propiedad de transporte. Selecciona$os P#"5'#! !5'; T#$/5"#! - la propiedad 6P#"5'#! 7 cond"ctividad tr$ica para la Acetona lí0"ida en "n ran4o de @ a #@ *. Acondiciona$os la in,or$aci5n para 0"e la variaci5n de la te$perat"ra va-a de 1 en 1.
Al hacer clic en o aparece la 4r%,ica ? vs. )e$perat"ra
ta$bin en ,or$a tab"lar.
<.9 P#"5i'0$0' 5$#$ Si!',$ Bi/$#i" Usted p"ede 4enerar dia4ra$as de ,ase co$"nes para siste$as binarios para;
• • • • •
Beri,icar la valide= de datos - valores de los par%$etros Eval"ar el 4rado de no idealidad Beri,icar la e8istencia de a=e5tropos Beri,icar para la e8istencia de dos ,ases li0"idas Beri,icar la calidad de e8trapolaci5n del $odelo
<.9.6 I/i-i" E5'-i3i-$-i"/' G'/'#$+' Para iniciar Aspen hacer clic en;
Start -> Programs -> AspenTech AES 11.1 -> Aspen Properties 11.1 -> Aspen Properties User Interface
En esta caso car4a$os el archivo P#"5i'0$0' 0"e he$os 4"ardado previa$ente> en el c"al se han colocado los co$ponentes; E)ANL> AUA - A*E)NA
Al hacer clic en O> aparece el D$!$ B#":'#
Selecciona$os del $en; T""+ A/$+i P#"5'#! Bi/$#...
Aparece la ventana Bi/$# A/$+i. Selecciona$os Anal-sis t-pe; T8> para l siste$a E)ANL K AUA - coloca$os la in,or$aci5n solicitada
'esp"s de colocar toda la in,or$aci5n hace$os clic en G" - el analisis aparece en ,or$a de "na 4r%,ica
- en ,or$a tab"lar
<.9.9 G#$3i-$ 5$#$ i!',$ %i/$#i" U" 0' P+"! i$#0 ace$os clic en el !ot5n Plot
ace$os clic en N'8! - selecciona$os el tipo de 4r%,ica 0"e desea$os obtener
En este caso selecciona$os la 4r%,ica YX> l"e4o hace$os clic en N'8!> aparece la ventana para seleccionar al co$ponente c"-a co$posici5n desea$os 4ra,icar.
L"e4o aparece la ventana para colocar )ít"lo - coordenadas de la 4r%,ica
Al hacer clic en Finish aparece la 4r%,ica 8 para el siste$a E)ANLKAUA
'e $anera si$ilar pode$os proceder si en la ventana !inar- Anal-sis selecciona$os A/$+i !5' P8
<.9.< E/'#14$ Li%#' 0' Gi%% 0' M'-+$ Bolve$os a la ventana Bi/$# A/$+i. Selecciona$os A/$+i !5' Gi%% E/'#1 "3 ,i8i/1 Selecciona$os el siste$a E)ANL AUA - coloca$os la in,or$aci5n solicitada
ace$os clic en G" - aparece el res"ltado en ,or$a 4r%,ica
en ,or$a tab"lar
<.< A/?+ii 0' R'i0)$+' Selecciona$os del $en; T""+ A/$+i P#"5'#! R'i0)'...
Aparece la ventana para R'i0)' C)#('
Al hacer clic en G" aparece la 4r%,ica /esid"al para el siste$a E)ANLKAUAKA*E)NA
ta$bin en ,or$a tab"lar
<.=.9 E-)$-i"/ 0' ANTOINE El divinil ter 6*&7 esta en el 0$!$%$/ de aspen pl"s pero se co$pararan los valores reales con los esti$ados> la si4"iente in,or$aci5n esta disponible en la literat"ra; 6 A@91
P"nto de eb"llici5n nor$al; *orrelaci5n de presi5n de vapor;
3@1.#
?
2+.3
*
lo41@ P A O !K) O * lo41@ ) O ') O E)2 P Presi5n de vapor> $$ 4 A> !> *> ' - E *oe,icientes de re4resi5n para el co$p"esto 0"í$ico ) )e$perat"ra> ? A ! * ' E
; &>12 ; 1&9@>& ; +>9# ; @>@2&@@( ; @>@@@@1+++
Para calc"lar las entalpías - densidades Aspen pl"s re0"iere de la si4"iente in,or$aci5n 6LA VUE SE BA A ES)MA/7; Parámetro
Descripción
TC
Temperatura crítica
PC
Presión crítica
CPIG
Coeficientes de capacidad calorífica del gas
DHFORM
Calor de formación
DGFORM
Energía libre de Gibbs de formación
DHVLWT
Coeficientes de calor de vaporización de Watson
VC
Volumen crítico
ZC
Factor de compresibilidad crítico
2.3.1 Predicci5n con A5'/ P#i5'#!i' 17 Para iniciar Aspen hacer clic en; Start -> Programs -> AspenTech AES 11.1 -> Aspen Properties 11.1 -> Aspen Properties User Interface
27 Selecciona$os plantilla
37 ?. Seleccione la plantilla ENE/AL <) ME)/* UN)S
7
En el ,or$"lario Set"p co$pleta$os la in,or$aci5n
#7 Ba$os al si4"iente $en
#7 Selecciona$os el radio bot5n ES)MA)E ALL MSSN PA/AME)E/S
&7 Ne8t. EN *MPNEN)S SPE*F*A)NS escriba el si4"iente no$bre 6 las dos celdas ad-acentes debe 0"edar en blanco7
(7 La $olc"la del divinil ter es la si4"iente 6 es conveniente n"$erar inicial$ente los %to$os> e8cept"ando los hidr54enos7
+7 En la carpeta P/PE/)ES MLE*UAL/ S)/U*)U/E co$plete;
97 En la carpeta P/PE/)ESW. PA/AME)E/SW. PU/E *MPNEN)S co$plete cree "n obDeto S*ALA/ la in,or$aci5n del peso $olec"lar te$perat"ra de eb"llici5n;
New...
?
1@7 *ree otro obDeto P/PE/)ESW. PA/AME)E/SW. PU/E *MPNEN)S pero ahora dependiente de la te$perat"ra 6presi5n de vapor7
117 ?.
127 Seleccione la a-"da el s"b$en <A)XS )S - *lic sobre PLTAN)1
137 *o$plete la in,or$aci5n de la correlaci5n e8tendida de Antoine para el divinil ter;
<.> C"/!$/!' 0' E)i+i%#i" 0' R'$--i/ La $e=cla es $antenida a "na te$perat"ra constante de #2( o? - a "na presi5n constante de 2&>2 at$. As"$a 0"e sola$ente oc"rre la reacci5n; H9O 1 C9 H= 1
↔
C2H5OH(g)
Eval"ar la constante de e0"ilibrio ? 1) Para iniciar Aspen hacer clic en: Start -> Programs -> AspenTech AES 11.1 -
> Aspen Properties 11.1 -> Aspen Properties User Interface
27 Selecciona$os plantilla; B+$/ Si,)+$!i"/ 37 Seleccione el $5d"lo; R'$-!"# RE)i+ - *onstr"-a el PF'
7 "arde el trabaDo con "n no$bre; ') #7 *lic
E in4resar los datos en S5'-i3i-$!i"/ &7 *lic
. n4resar los co$ponentes
(7 *lic
. Seleccionar el $odelo ter$odin%$ico
+7 *lic
. l"e4o ?
Especi,icar la corriente de ali$entaci5n
97 *lic
1@7 *lic
. Especi,icar condiciones de operaci5n
. Editar reacciones
117 *lic . Aparece el $ensaDe con,ir$ando 0"e se han in4resado toda la in,or$aci5n - e,ect"ar la si$"laci5n. Aceptar
127 Se eDec"ta la si$"laci5n
137 se obtienen los res"ltados
La constante de e0"ilibrio es; .@@=<
<.@. C$+"# 0' R'$--i/ *alc"lar el calor de reacci5n para la síntesis de a$oniaco a partir de hidr54eno - nitr54eno a 1 at$ - 1##.@* en N9
1. :calK:$ol de N 2 reaccionado. 2. :JK$ol de 2 reaccionado. 3. La constante de e0"ilibrio 6?7. 1) Para iniciar Aspen hacer clic en: Start -> Programs -> AspenTech AES 11.1 -
> Aspen Properties 11.1 -> Aspen Properties User Interface
27 Selecciona$os plantilla; B+$/ Si,)+$!i"/
37 Seleccione el $5d"lo; R'$-!"# RE)i+ - *onstr"-a el PF'
7 "arde el trabaDo con "n no$bre; -$+# #7 *lic
E in4resar los datos en S5'-i3i-$!i"/ &7 *lic
. n4resar los co$ponentes
(7 *lic
. Seleccionar el $odelo ter$odin%$ico
+7 *lic
. Aparecen los par%$etros binarios
97 *lic
. l"e4o ?
1@7 Especi,icar co$posici5n - propiedades de corriente de entrada
117 *lic
. Especi,icar condiciones de operaci5n
127 *lic
. Editar reacci5n6es7
137 *lic . El pro4ra$a in,or$a 0"e se ha co$pletado la in,or$aci5n necesaria
Aceptar; Se reali=a la si$"laci5n 17 /es"ltados
1. :calK:$ol de N 2 reaccionado. 66 @@@ 2. :JK$ol de 2 reaccionado. 1 :cal .1+ :J 611 &&& 8 .1+7K3 6@ 9.6 3. La constante de e0"ilibrio . >.=966
IV. CONSTRUCCIÓN Y CORRIDA DE UN MODELO DE SIMULACIÓN DE PROCESO En esta si$"laci5n> crear "n $odelo en Aspen Pl"s para "na col"$na de rec"peraci5n de Metilciclohe8ano; $eth-lc-clohe8ane 6M*7 . Esta si$"laci5n est% dividida en tres secciones;
1. Construcción del Modelo de Proceso 2. Adicionando datos para el Modelo de Proceso 3. Efectuar (Corrida) la simulación
=.6 C"/!#)--i/ 0'+ M"0'+" 0' P#"-'" En esta secci5n> constr"cci5n del $odelo de proceso e,ect"ando las si4"ientes tareas; 1. 2. 3. 4.
Definir el proceso a ser simulado. Iniciar Aspen Plus. Crear una Nueva Simulación. Crear un Flowsheet (diagrama de flujo) del proceso.
.2 'e,iniendo la Si$"laci5n; *ol"$na de /ec"peraci5n de Meth-lc-clohe8ane El dia4ra$a de ,l"Do del proceso - las condiciones de operaci5n son $ostradas en la Fi4. .1.
Figura #.$ !efinici%n de la Simulaci%n: Columna de &ecuperaci%n de MC'
El M* - tol"eno ,or$an "n siste$a de p"nto de eb"llici5n cercano 0"e esdi,icil de separar por destilaci5n binaria si$ple. En la col"$na de rec"peraci5n de la Fi4"ra .1> el Fenol es "sado para e8traer el )ol"eno> per$itiendo rec"perar $eth-lc-clohe8ane relativa$ente p"ro en el prod"cto del tope. La p"re=a del $eth-lc-lohe8ane rec"perado depende del ,l"Do de entrada de ,enol. En esta secci5n> crear "na si$"laci5n en Aspen Pl"s 0"e per$ita investi4ar el ,"nciona$iento de la col"$na.
=.< I/i-i$# A5'/ P+). 1. Desde su escritorio, seleccionar Inicio y luego seleccione Programas . 2. Seleccione AspenTech, luego Aspen Engineering Suite , luego Aspen Plus 11.1, y luego Aspen Plus User Interface .
Aparece la caDa de di%lo4o de inicio del A5'/ P+) . *rear "na n"eva si$"laci5n "sando "na plantilla 6 T',5+$!'7 Aspen Pl"s .
=.= C#'$# )/$ N)'($ Si,)+$-i/. Aspen Pl"s proporciona plantillas de constr"cci5n para aplicaciones tales co$o che$icals> petrole"$> electrol-tes> specialt- che$icals> phar$ace"ticals> and $etall"r4-. 1. En la caDa de di%lo4o de nicio de Aspen Pl"s> seleccionar T',5+$!' - hacer clic ?.
Aparece la caDa de di%lo4o N': Use la caDa de di%lo4o N': para especi,icar el )ipo de Aplicaci5n el tipo de corrida 6R)/ T5'7 para la n"eva corrida. Aspen Pl"s "sa el )ipo de Aplicaci5n 0"e "sted selecciona para establecer varios estandares apropiados para s" aplicaci5n.
2. Seleccione la plantilla G'/'#$+ :i!; E/1+i; U/i!. El R)/ T5' por de,ecto F+":;''!> es apropiado para esta si$"laci5n.
3. *lic en O para aplicar estas opciones.
Aparece la ventana principal. *o$o an no se han in4resado datos> el espacio de trabaDo est% en blanco.
=.> D'3i/i'/0" '+ F+":;''! =.>.6 S'+'--i"/$# )/ B+")' U/i0$0 0' O5'#$-i/ En el Flowsheet para el proceso M* $ostrado en la Fi4"ra .1> hados corrientes de ali$entaci5n 6M*tol"eno ali$entado - ,enol solvente7> "na "nidad de operaci5n 6"na col"$na de destilaci5n e8tractiva7> - dos corrientes de prod"cto 6destilado - ,ondos7. Establecer el ,lowsheet del proceso en Aspen Pl"s colocando el blo0"e de la "nidad de operaci5n en el espacio de trabaDo - conectando c"atro corrientes a el.
Nota; Si "sted hace clic en antes de constr"ir el ,lowsheet del proceso> Aspen Pl"s desplie4a la caDa de di%lo4o F+":;''!
D'3i/i!i"/> in,or$ando a "sted 0"e el pri$er paso es constr"ir el ,lowsheet. *lic en O - constr"-a el ,lowsheet.
1. 'e la librería de $odelos en la parte in,erior de la ventana P#"-' F+":;''! i/0":> seleccione la eti0"eta *ol"$ns la lista de las col"$nas de destilaci5n disponibles aparece desple4ada co$o "na ,ila de iconos. Moviendo el c"rsor sobre el blo0"e> hace 0"e apare=ca "na descripci5n en la parte in,erior i=0"ierda de la ventana. 2. Leer el pro$pt para el blo0"e R$0F#$-. La descripci5n s"4iere 0"e ste es el $odelo correcto para esta si$"laci5n. 3. Seleccionar R$0F#$-> l"e4o presionar F1 6la clave de A-"da7 sobre el teclado. La in,or$aci5n de a-"da con,ir$a 0"e /adFrac sirve para destilaci5n e8tractiva. . acer clic en
en el tope de la ventana de A-"da para cerrarla.
Barios iconos est%n disponibles para representar la col"$na R$0F#$-.
=.>.9 P$#$ '+'--i"/$# )/ i-"/" R$0F#$- -"+"-$# )/ %+")' 1. *lic la ,lecha a la derecha de la col"$na R$0F#$-. Aparecen los iconos disponibles para R$0F#$-. 2. Mover el c"rsor sobre los iconos desple4ados para ver la eti0"eta para cada icono. 3. Seleccionar el icono eti0"etado FRACT6 - arrastrarlo 6haciendo clic - $antener presionado7 a s" ,lowsheet del proceso. esto le per$ite colocar "n blo0"e sobre s" ,lowsheet del proceso. M"eva al rat5n para el centro del %rea de trabaDo - s"elte el bot5n del rat5n. El blo0"e aparece en el ,lowsheet con el no$bre predeter$inado B6;
Notas acerca de colocaci5n del blo0"e; • •
FRACT1 es ahora el icono predeterminado para el bloque RadFrac. Hacer clic una vez en un icono posibilita colocación múltiple del bloque.
El c"rsor se convierte en "n GcrosshairG - "sted p"ede hacer clic donde0"iera en el ,lowsheet de proceso para colocar c"al0"ier n$ero de blo0"es. acer clic en c"ando se ter$ina. •
Para detener el nombramiento automático de bloques, seleccione a Tools, luego Options, luego la etiqueta Flowsheet y luego despeje el checkbox apropiado.
=.>.< P$#$ -"/'-!$# -"##i'/!' $+ %+")'
1. 'e la librería de $odelos hacer clic en per$itir% colocar varias corrientes.
"na ve=. Esto le
2. M"eva el c"rsor 6ahora "n crosshair7 enci$a del ,lowsheet de proceso. Los p"ertos sobre el blo0"e 0"e son co$patibles con la corriente son indicados con "na ,lecha. /oDo indica /e0"erido> A="l opcional.
ravite sobre "n p"erto para ver "na descripci5n. 3. Encontrar el p"esto F''0 6R')'#i0" )/" " ,$7 - hacer clic para conectar "na corriente de ali$entaci5n al p"erto. . M"eva el c"rsor para c"al0"ier parte del espacio vacío del ,lowsheet de proceso - ha4a clic "na ve= para e$pe=ar la corriente del ali$entaci5n 6*orriente no$brada 1 por de,ecto7 en esa posici5n. #. *ree otra corriente de ali$entaci5n de $aterial 6*orriente no$brada 2 a"to$%tica$ente7 conect%ndose al blo0"e !1 en el $is$o p"erto co$o la *orriente 1 repitiendo los pasos 3 - . &. *ree otra corriente 6*orriente 37 conectada al p"erto de destilado li0"ido cerca al tope del blo0"e. El no$bre co$pleto de esta corriente es; Li)i0 Di!i++$!' R')'#i0" ' +$ F#$--i/ 0' ($5"# 0'+ D'!i+$0" ' 6S'!)5 C"/0'/'# ;''!. (. *onecte la corriente al p"erto B"!!", 6/e0"erido7 +. acer clic en
Para parar de adicionar corrientes.
S" ,lowsheet del proceso est% ahora co$pleto.
El indicador de estado en el ,ondo derecho de la ventana dice &e(uired )nput )ncomplete indicando 0"e son necesarias especi,icaciones posteriores antes de e,ect"ar la si$"laci5n. Notas acerca de colocar las corrientes. Y Para seleccionar "na corriente de *alor 6eat7 o )rabaDo 6 clic la ,lecha al lado del bot5n de corriente - esco4er el icono -a sea de eat o
Y Para cancelar la cone8i5n de "na corriente en c"al0"ier $o$ento> presione la tecla Escape. Y Usted p"ede s"pri$ir "na corriente seleccion%ndola - presionando la tecla D'+'!'. Sin e$bar4o> Aspen Pl"s contin"ar% incre$entando la eti0"eta n"$rica para corrientes n"evas> si est%n siendo eti0"etadas a"to$%tica$ente. Y Para reno$brar "na corriente partic"lar> selecci5nela> de clic derecho - seleccione R'/$,' S!#'$, en el $en corto. Y La ,or$a $%s ,%cil para obtener el $en corto es seleccionar la eti0"eta de corriente - clic derecho en s" caDa. Y ' "n clic sobre el icono de corriente en el M"0'+ Li%#$# avance lenta$ente colocar "na sola corriente. Arrastre para "n p"erto - s"elte el bot5n del rat5n a conectar la corriente. M"eva el c"rsor para c"al0"ier %rea en blanco " otro p"erto - ha4a clic "na ve= para colocar el otro e8tre$o de la corriente.
=.@ A0i-i"/$/0" 0$!" $+ M"0'+" 0' P#"-'" Ahora 0"e se ha creado el Flowsheet> "sa$os el D$!$ B#":'# para in4resar la in,or$aci5n ,altante re0"erida para esta si$"laci5n. •
•
•
•
•
•
La ,"nci5n N'8! de Aspen Pl"s desplie4a a"to$%tica$ente las hoDas de la in,or$aci5n re0"erida. *lic en 'ata de la barra de $en de Aspen Pl"s - seleccione la hoDa 0"e "sted desea. *lic en 'ata de la barra de $en de Aspen Pl"s> seleccione el D$!$ B#":'# - "se el %rbol de $en para nave4ar a c"al0"ier hoDa de entrada. ' "n clic sobre el bot5n 0"e es propio de la hoDa 0"e "sted desee de la barra de herra$ientas del D$!$ B#":'#;
Seleccione "na corriente o blo0"e en el ,lowsheet del proceso> clic derecho - l"e4o seleccione I/5)! en el $en corto 'oble clic en "na corriente o blo0"e en el ,lowsheet del proceso
=. E5'-i3i-$/0" )/ T4!)+" 5$#$ +$ Si,)+$-i/ 1. *lic en
Aspen Pl"s desple4ar% la caDa de di%lo4o F+":;''! C",5+'!' indicando 0"e s" ,lowsheet est% co$pleto - 0"e "sted necesita proporcionar la especi,icaciones ,altantes.
2. *lic en O para desple4ar la pri$era hoDa de las entradas re0"eridas. Aspen Pl"s abre la ventana del D$!$ B#":'# conteniendo el %rbol de $en del 'ata !rowser - la hoDa S'!)5 S5'-i3i-$!i"/ G+"%$+;
3. En la celda Ti!+'> in4rese el te8to Proceso de &ecuperaci%n de Metilciclo*eano - presione E/!'# La hoDa S'!)5 S5'-i3i-$!i"/ G+"%$+ e8hibe "n n$ero de tras,ondos 0"e se aplican a la si$"laci5n entera. La plantilla
seleccionada coloc5 las "nidades para in4ls 6EN7. Estas p"eden variarse a0"í 4lobal$ente> o en otras hoDas para corrientes de detalle o blo0"es.
=. E5'-i3i-$/0" 0$!" $ '# #'5"#!$0" Los res"ltados p"eden ser revisados interactiva$ente en Aspen pl"s o desp"s de la si$"laci5n en "n archivo de reporte $ediante "n editor de te8to> Para esta si$"laci5n> di4a a Aspen Pl"s 0"e calc"le la ,racciones $olares así co$o ta$bin "n conD"nto de propiedades lla$ado )TP/). 1. Nave4ar sobre el ,or$"lario S'!)5 R'5"#! O5!i"/ haciendo clic en el ,or$"lario R'5"#! O5!i"/ baDo el ,older S'!)5 en el %rbol del $en de D$!$ B#":'#.
Nota; Si no es visible el ,or$"lario R'5"#! O5!i"/> hacer clic en el sí$bolo D"nto al ,5lder S'!)5 para e8pandirlo.
Aparece la hoDa S'!)5 R'5"#! O5!i"/ G'/'#$+ 'ando "n clic sobre la eti0"eta apropiada> "sted p"ede hacer a la $edida la in,or$aci5n para partes especí,icas de la si$"laci5n. 2. *lic en la eti0"eta S!#'$, 3. En el %rea F#$-!i"/ %$i seleccione M"+
Ahora Aspen Pl"s calc"lar% - reportar% las ,racciones $olares de los co$ponentes en las corrientes. . *lic en P#"5'#! S'! #. La plantilla 0"e "sted seleccion5 al inicio contiene "n n$ero de conD"ntos de propiedades. Seleccione TXPORT de la lista - hacer clic en para $over el conD"nto de propiedades a la col"$na S'+'-!'0 5#"5'#! '!.
Ahora Aspen Pl"s calc"lar% - reportar% densidad> viscosidad tensi5n s"per,ecial para todas las corrientes. &. *lic *lose (. *lic Aparece la hoDa C",5"/'/! S5'-i3i-$!i"/ S'+'-!i"/
=. I/1#'$/0" -",5"/'/!' Use la hoDa C",5"/'/! S5'-i3i-$!i"/ S'+'-!i"/ para seleccionar los co$ponentes 0"í$icos presentes en la si$"laci5n. Los co$ponentes para el proceso en esta si$"laci5n son; tol"ene> phenol> - $eth-lc-clohe8ane. acer clic en Find. Aparece el b"scador de co$ponentes. En la celda C",5"/'/! /$,' "# 3"#,)+$ escribir el no$bre T"+)'/' - l"e4o hacer clic en Fi/0 N":. El b"scador desple4ar% todos los co$ponentes con no$bres i4"ales si$ilares> seleccionar el co$ponente adec"ado - hacer clic en A00> para adicionarlo a la lista de co$ponentes
/epetir para los de$%s co$ponentes. *"ando se ha co$pletado la lista hacer clic en C+"'.
*lic en
. Aparece la hoDa P#"5'#!i' S5'-i3i-$!i"/ G+"%$+
=.6 S'+'--i"/$/0" M*!"0" !'#,"0i/?,i-" Use la hoDa P#"5'#!i' S5'-i3i-$!i"/ G+"%$+ para seleccionar el $todo de propiedades "sado para calc"lar propiedades tales co$o Balores?> entalpía - densidad. La lista de $todos contiene todos los $todos de propiedades constr"idos dentro de Aspen Pl"s. La lista de $todos p"ede ser red"cida especi,icando "n tipo de proceso partic"lar. Para esta si$"laci5n "sa$os el $todo de propiedades UNFA* para calc"lar las propiedades ter$odin%$icas.
*lic en . Aparece la caDa de di%lo4o R')i#'0 P#"5'#!i' I/5)! C",5+'!'
*lic en O Aparece el ,older para in4resar datos para las corrientes.
=.66 I/1#'" 0' 0$!" 5$#$ +$ -"##i'/!' 1 FiDar la corriente 1 co$o la ali$entaci5n de la $e=cla M* )LUEN. n4resar las si4"ientes variables de estado - co$posici5n de la corriente; Parámetro
Valor Unidades
Temperatura
220
F
Presión
20
psi
Flujo de Tolueno
200
lbmol/hr
Flujo de MCH
200
lbmol/hr
*lic en
. Aparece la hoDa S!#'$, 9 I/5)! S5'-i3i-$!i"/
n4resar las si4"ientes especi,icaciones para la *orriente 2 Parámetro
Valor Unidades
Temperatura
220
F
Presión
20
psi
1200
lbmol/hr
Flujo de Fenol
*lic en . Aparece la hoDa para especi,icar la Unidad de peraci5n R$0F#$-.
=.69 E5'-i3i-$-i/ 0' +$ U/i0$0 0' O5'#$-i/ En la hoDa B+"- B6 S'!)5 C"/3i1)#$!i"/> los datos re0"eridos son el n$ero de etapas 6n"$ber o, sta4es7> tipo de condensador 6condenser t-pe7> - dos especi,icaciones de operaci5n. El tipo de rehervidor> ,ases v%lidas> - $todo de conver4encia tienen selecciones desple4adas predeter$inadas en cada tipo. 1. n4rese las si4"ientes especi,icaciones para la col"$na. Parámetro Number of stages Condenser Distillate rate Reflux ratio
Valor
Unidades
22
-
Total
-
200
lbmol/hr
8
-
Aceptar los ca$pos por de,ecto para R'%"i+'#> V$+i0 5;$'> - C"/('#1'/-'. 2. *lic en o en la eti0"eta S!#'$,. Aparece la hoDa B+"- B6 S'!)5 S!#'$, En el $odelo /adFrac ha- N etapas. La etapa 1 es la etapa del tope 6el condensador7Z la etapa N es la etapa del ,ondo 6el rehervidor7. *o$o se $"estra en la Fi4"ra 3.1> la $e=cla M*)ol"eno ali$entada 6corriente 17 in4resa sobre la etapa 1 - la corriente de ,enol solvente 6corriente 27 in4resa sobre la etapa (. 3. n4rese 1 en el ca$po Sta4e para la corriente 1 . n4rese ( en el ca$po Sta4e para la corriente 2
#. *lic en
.
Aparece la hoDa B+"- B6 S'!)5 P#')#' Usted p"ede in4resar "n per,il etapa por etapa> o especi,icar "na presi5n en la etapa del tope - "na caída de presi5n para el resto de la col"$na. Para este eDe$plo "se "na presi5n en el condensador de 1& psi> - "na presi5n en el rehervidor de [email protected] psi. Aspen Pl"s interpola la presi5n de las etapas inter$edias. &. En la lista Vi':> clic - seleccione P#')#' 5#"3i+'. (. En el pri$er ca$po de S!$1' escribir 1 - presionar la tecla )ab. +. En el pri$er ca$po de P#')#'> escribir 1& - presionar )ab. 9. En el ca$po si4"iente de S!$1'> escribir 22 - presionar )ab. 9. En el ca$po si4"iente de P#')#'> escribir [email protected]. 1@. Aceptar las "nidades predeter$inadas de Presi5n 6psi7.
11. *lic en
. Aparece la si4"iente caDa de di%lo4o.
*lic en Aceptar - se e,ecta la si$"laci5n
=.6< E3'-!)$/0" +$ i,)+$-i/ 'e la ventana de di%lo4o R')i#'0 I/5)! C",5+'!'> clic en ?. Aparece el Panel de *ontrol - co$ien=a a e,ect"arse la si$"laci5n
Use el *ontrol Panel para $onitorear los c%lc"los de la si$"laci5n.
=.6=. E8$,i/$/0" +" R')+!$0" 0' +$ Si,)+$-i/ 1. r a la ventana del Flowshhet del proceso.
2. Seleccionar el blo0"e no$brado con !1 o el $is$o blo0"e - hacer clic derecho para desple4ar el $en corto
3. 'el $en corto> seleccionar R')+!. aparece la hoDa; !loc: !1 /es"lts S"
Para esta corrida> los res"ltados del blo0"e son reportados de tres ,or$as; R')+! S),,$# P#"3i+' - S!#'$, R')+!. En el %rbol de $en del D$!$ B#":'#> aparece "n chec:$ar: en "n c"adrado en cada ,or$"lario para indicar 0"e ellos contienen los res"ltados. . 'el %rbol del $en del D$!$ B#":'#> seleccionar !loc:s R !1 R Pro,iles haciendo clic -a sea en P#"3i+' o s" -;'-,$#. Aparece la hoDa B+"- B6 P#"3i+' TPFQ> reportando te$perat"ra> presi5n> car4a de calor> - per,iles de ,l"Do para el blo0"e;
#. Use la scrollbar6s7 para ver los per,iles desple4ados. &. 'esple4ar la lista de Vi': para seleccionar S!$1' 3+":.
(. Use la lista !asis para especi,icar las "nidades para los res"ltados desple4ados. +. Use la ventana de "nidades en cada col"$na para seleccionar las "nidades deseadas.
9. Use el $en de %rbol del D$!$ B#":'#> the bot5n > -Ko las eti0"etas sobre cada ,or$"lario para ver el resto de res"ltados para el !lo0"e !1. 1@. Beri,icar la p"re=a del $eth-lc-clohe8ane en el prod"cto del tope e8a$inando la co$posici5n en el tope de la col"$na 6etapa 17.
Esta si$"laci5n predice "na p"re=a al4o $a-or a 9( [ para el prod"cto M* con las especi,icaciones del blo0"e - corrientes dadas.
=.6> E8$,i/$/0" R')+!$0" 0' +$ C"##i'/!' =.6>.6 D'5+'1$# +" #')+!$0" -$+-)+$0" 5$#$ )/$ -"##i'/!' Seleccionando directa$ente "na corriente del ,lowsheet del proceso. 1. Nave4ar en el ,lowsheet del proceso. 2. Seleccionar la *orriente 3 - clic derecho para desple4ar el $en corto. 3. Seleccionar R')+!.
Aparece la hoDa S!#'$, R')+! M$!'#i$+> proporcionando los res"ltados para la corriente 3;
En adici5n al estado ter$odin%$ico - res"ltados de ,l"Do para la corriente> ta$bin son dadas las ,racciones $olares 6"se la barra de despla=a$iento vertical para vis"ali=arlas7 por0"e esto ,"e re0"erido
haciendo clic en en el apropiado chec:bo8 en e n la hoDa S'!)5 R'5"#! O5!i"/ S!#'$,. S!#'$,.
=.6>.9 D'5+'1$# +" #')+!$0" -$+-)+$0" 5$#$ !"0$ +$ -"##i'/!' -"##i'/!' 1. En la hoDa S!#'$, R')+! M$!'#i$+> M$!'#i$+> clic en la caDa de lista en el tope de la pri$era col"$na de la tabla tabla de datos datos 6i4norando el ca$po eti0"etado al lado i=0"ierdo7 - seleccionando 1.
2. *lic en la lista - selccionar 2. 3. *lic en la lista - selccionar 3. . *lic en la lista - selccionar . Ser%n desple4ados los res"ltados para las c"atro corrientes. Una $aner% $%s r%pida para hacer esto es seleccionando selecc ionando A++ !#'$, en !#'$, en la lista desple4ada.
=.6@. C$,%i$/0" '5'-i3i-$-i"/' '5'-i3i-$-i"/ ' 0' '/!#$0$ [email protected] P$#$ i/-#','/!$# '+ 3+)&" 0' +$ -"##i'/!' 0' S"+('/!' F'/"+ En esta secci5n revisare$os los e,ectos de incre$entar el ,l"Do de solvente sobre la p"re=a del $eth-lc-clohe8ane rec"perado. 1. Nave4ar a la ventana P#"-' F+":;''!. F+":;''!. 2. Seleccionar +$ C"##i'/!' 9> 9> - clic derecho para desple4ar el $en corto. 3. Seleccionar I/5)!. I/5)!.
Aparece la hoDa Strea$ 2 np"t Speci,ications. . En el %rea *o$position> ca$biar el ,l"Do de FENL de 12@@ lb$olKhr a 1+@@ lb$olKhr - presionando Enter en el teclado.
'esde 0"e "sted ha ca$biado las especi,icaciones de entrada> aparecen $ensaDes np"t *han4ed en las %reas de la ventana principal - en la ventana 'ata !rowser. )a$bin> los sí$bolos aparecen en varios l"4ares en el %rbol del $en 'ata !rowser. Final$ente> son habilitados el bot5n r"n - el co$ando /"n del $en R /"n.
=.6 R''3'-!)$/0" +$ Si,)+$-i/ -"/ +" 0$!" i/1#'$0" 1. *lic en
para contin"ar.
Aparece la caDa de di%lo4o /e0"ired np"t *o$plete indicando 0"e s"s entradas est%n co$pletas - pre4"ntando si "sted 0"iere e,ect"ar la si$"laci5n con las n"evas especi,icaciones. 2. *lic en Aceptar para e,ect"ar la si$"laci5n. Aparece el *ontrol Panel - los calc"los de la col"$na son co$pletados "sando el n"evo ,l"Do de ,enol. 3. 'esple4ar en n"evo blo0"e - res"ltados de las corrientes -a sea seleccionando los blo0"es - corrientes del ,lowsheet del proceso co$o anterior$ente o nave4ando "sando el 'ata !rowser. La p"re=a del M* con el ,l"Do de FENL incre$entado est% ahora sobre 9+[. Para seleccionar "n ,l"Do opti$o> es de $"cha a-"da 4enerar "na 4r%,ica de p"re=a del M* vers"s ,l"Do de FENL. Esto se ver% en el Cap+tulo ,. -fectuando un nalisis de Sensi"ilidad.
=.6. C#'$/0" R'5"#!' Aspen Pl"s Per$ite a "sted enerar "n archivo de reporte conteniendo las especi,icaciones de la si$"laci5n - los res"ltados calc"lados.
=.6.6 P$#$ G'/'#$# )/ A#-;i(" 0' R'5"#!'. 1. 'e la barra de $en de Aspen Pl"s> Pl"s > seleccionar File - l"e4o seleccionar E8port. Aparece la ventana de di%lo4o E8port. 2. En la lista Ti5"> Ti5"> clic
- seleccionar /eport File 6\.rep7.
3. En la celda No$bre> escribir M*. . *lic en "ardad para 4enerar "n archivo de reporte> M*.rep. M*.re p. Por de,ecto> M*.rep es 4"ardado en s" directorio de trabaDo. Usted p"ede seleccionar otro directorio. Usted p"ede abrir M*.rep con "n editor de te8to para leer o i$pri$ir el archivo. No es necesario abrir abrir Aspen Pl"s Pl"s a la ve=> si "sted hace doble clic ser% abierto el archivo de reporte> probable$ente con Notepad
=.6.9 P$#$ ('# G)$#0$# 5$#!' 0' )/ R'5"#!' Usted ta$bin p"ede e8a$inar el reporte antes de salir de Aspen Pl"s seleccionando Vi': R'5"#! desde R'5"#! desde la barra de $en de Aspen Pl"s. Aparece la caDa de di%lo4o R'5"#! per$itindole R'5"#! per$itindole seleccionar c"al parte del reporte 0"iere "sted desple4arlo 6por eDe$plo> datos para la *orriente 1 sola$ente7. Aspen Pl"s desple4ar% des ple4ar% la parte seleccionada del reporte 6o co$pleta$ente todo> si "sted selecciona i,)+$!i"/7 i,)+$!i"/7 "sando Notepad. de la ventana Notepad> "sted p"ede 4"ardar el ,ra4$ento del reporte 0"e esta act"al$ente viendo seleccionando Fi+' S$(' $. $.
=.6. G)$#0$/0" ) $#-;i(" $+i'/0" 0' A5'/ P+) 1. 'e la barra de $en de Aspen Pl"s> seleccionar Fi+' S$(' $. 2. En No$bre del archivo> escribir E&',5+"6. Ase4"rarse 0"e se 4"arde co$o A5'/ P+) D"-),'/! W.$5: - clic en Save. Aspen Pl"s 4"ardar% s" archivo en el ,5lder de trabaDo. 3. Seleccione Fi+' E8i! para salir de Aspen Pl"s. Los *apít"los # - & "san E&',5+"6.$5: co$o p"nto de partida.
V. ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD Uno de los bene,icios de "na si$"laci5n es 0"e "sted p"ede est"diar la sensibilidad de dese$peCo del proceso para los ca$bios en las variables de operaci5n. *on Aspen> "sted p"ede variar las entradas> p"ede tab"lar el e,ecto en "n conD"nto de res"ltados de s" elecci5n. Este procedi$iento es lla$ado "n an%lisis de sensibilidad. En este capít"lo> "sted reali=ar% "n an%lisis de sensibilidad "sando la si$"laci5n de rec"peraci5n $eth-lc-clohe8ane 6M*7 0"e "sted cre5 en *apít"lo . 1. niciar Aspen Pl"s 2. Abrir "na Si$"laci5n e8istente. Abrir el archivo E&',5+"6.$5: 3. "ardar la si$"laci5n baDo "n n"evo no$bre; E&',5+" 6ASEN.$5:
>.6 D'3i/i'/0" '+ A/?+ii 0' S'/i%i+i0$0 En el *apít"lo se ha si$"lado la rec"peraci5n de M* "sando dos valores para la tasa de ,l"Do del solvente de ,enol. En el si4"iente an%lisis de sensibilidad> tab"le la p"re=a del prod"cto del destilado $eth-lc-clohe8ane 6M*7 6la ,racci5n del tope7> así co$o ta$bin la car4a del condensador - del rehervidor> para varias tasas di,erentes de ,l"Do de ,enol.
>.9 I/1#'$/0" E5'-i3i-$-i"/' 0' S'/i%i+i0$0 1. Seleccionar D$!$ M"0'+ A/$+i T""+ S'/i!i(i!.
Aparece S'/i!i(i! D$!$ B#":'#.
Usted p"ede "sar esta hoDa para; Y *rear "n n"evo blo0"e de sensibilidad. Y Editar blo0"es de sensibilidad e8istentes. Y Ber el estado de los blo0"es de sensibilidad e8istentes. 2. *lic en N':. Aparece la caDa de di%lo4o C#'$!' N': ID;
3. *lic en ? para aceptar el ID predeter$inado 6S67. Aparece la hoDa M"0'+ A/$+i T""+ S'/i!i(i! S6 I/5)! D'3i/'
Este an%lisis de sensibilidad 4enerar% "na tabla de datos. La pri$era col"$na contendr% "n ran4o especi,icado por el "s"ario de valores de entrada para la tasa de ,l"Do del ,enol. Las otras tres col"$nas contendr%n res"ltados calc"lados para la p"re=a de M* en el prod"cto destilado. la car4a del condensador> la car4a del rehervidor.
>.< D'3i/i-i/ 0' +$ ($#i$%+' C$+-)+$0$ D'5'/0i'/!' En la hoDa D'3i/'> de,inir los no$bres para cada "na de las variables calc"ladas 6p"re=a de prod"cto> car4a condensador> car4a rehervidor7. En la hoDaV$#> especi,icar el ran4o e incre$entos para la variable $anip"lada 6tasa de ,l"Do de ,enol7. En la hoDa T$%)+$!'> establecer el ,or$ato 0"e "sted desea para la tabla de datos. niciar con la de,inici5n de la variable p"re=a del M* en el prod"cto destilado. 1. Sobre la hoDa D'3i/'> clic N':. Aparece la caDa de di%lo4o *reate new variable. 2. Escribir TM* - clic en O.
Aparece la caDa de di%lo4o V$#i$%+' D'3i/i!i"/. 'e,inir TM* a ser la ,racci5n $olar de M* en la corriente 3 co$o si4"e. 3. En el %rea C$!'1"#> seleccionar S!#'$,. . En el %rea R'3'#'/-'> clic en seleccionar M"+'F#$-.
del ca$po T5' -
A $edida 0"e "sted co$plete las especi,icaciones en esta caDa de di%lo4o> aparecer%n $%s ca$pos necesarios para co$pletar la de,inici5n de la variable. #. En el ca$po S!#'$,> seleccionar <. En esta si$"laci5n> Usted no necesita $odi,icar el valor predeter$inado de MIXED en el ca$po S)%!#'$,. &. En el ca$po C",5"/'/!> seleccionar MCH. Usted ha de,inido TM* a ser la ,racci5n $olar de M* en Strea$ 3. El chec:$ar:s a="l indica 0"e la especi,icaci5n de la variable est% co$pleta.
(. *lic en C+"'. /eaparece la hoDa M"0'+ A/$+i T""+ S'/i!i(i! S6 I/5)! D'3i/' con la pri$era variable de,inida> TM*> listada.
E/'1)i0$ 0'3i/i# +$ ($#i$%+' -$#1$ 0'+ -"/0'/$0"# -$#1$ 0'+ #';'#(i0"#. 1. *lic otra ve= en N':. Aparece la caDa de di%lo4o C#'$!' /': ($#i$%+'. 2. Escribir V*N' - clic en ?.
Aparece la caDa de di%lo4o V$#i$%+' D'3i/i!i"/. 'e,inir V*N' a ser la car4a del condensador para el !lo0"e !1 /adFrac.
3. En el %rea C$!'1"#> seleccionar B+"-. . En el ca$po T5' - seleccionar B+"-V$#. A $edida 0"e "sted co$plete las especi,icaciones en esta caDa de di%lo4o> aparecer%n $%s ca$pos necesarios para co$pletar la de,inici5n de la variable. #. En el ca$po B+"-> seleccionar B6. &. En el ca$po V$#i$%+'> seleccionar CONDDUTY. Usted ha de,inido TM* a ser la ,racci5n $olar de M* en Strea$ 3. El chec:$ar:s a="l indica 0"e la especi,icaci5n de la variable est% co$pleta. Aspen Pl"s a"to$%tica$ente rellena el ca$po Sentence> basado en s" elecci5n de variable.
N" Ci'##' la caDa de di%lo4o. Antes de de,inir la variable si4"iente> V/E!. (. En el ca$po V$#i$%+' /$,'> seleccionar N':.
Nota; Usted ta$bin p"ede hacer clic derecho sobre el ca$po V$#i$%+' /$,' - desde el $en corto> seleccionar C#'$!'.
Aparece la caDa de di%lo4o N': I!',. +. Escribir V/E! - clic O. 'e,inir V/E! a ser la car4a al rehervidor para el !loc: !1. 9. En el %rea C$!'1"#> seleccionar B+"-. 1@. En el ca$po T5' - seleccionar B+"-V$#. 11. En el ca$po B+"-> seleccionar B6. 12. En el ca$po V$#i$%+'> seleccionar REBDUTY.
13. *lic en C+"'.
Usted ha de,inido ahora V*N' - V/E! a ser la car4a del condensador - la car4a del rehervidor para el !lo0"e !1. /eaparece la hoDa M"0'+ A/$+i T""+ S'/i!i(i! S6 I/5)! D'3i/' con las tres variables calc"ladas de,inidas> TM*> V*N'> - V/E! listadas.
A contin"aci5n> especi,ica$os el ran4o> ta$aCo de incre$ento> eti0"eta para la variable $anip"lada tasa de ,l"Do de ,enol.
>.= E5'-i3i-$-i/ 0' +$ V$#i$%+' M$/i5)+$0$ 1. *lic en
> o clic en la eti0"eta V$#.
Aparece la hoDa M"0'+ A/$+i T""+ S'/i!i(i! S6 I/5)! V$# 'e,inir la tasa de ,l"Do de ,enol 6Strea$ 27 a variar desde 12@@ lb$olKhr hasta 2@@@ lb$olKhr en incre$entos de 1@@ lb$olKhr. 2. En el ca$po V$#i$%+' /),%'#> seleccionar 6. 3. En el ca$po T5'> seleccionar S!#'$,V$#. . En el ca$po S!#'$,> seleccionar 9. #. En el ca$po V$#i$%+'> seleccionar MOLEFLO. &. En el %rea V$+)' 3"# ($#i'0 ($#i$%+'> seleccionar O('#$++ #$/1' e in4resar los si4"ientes valores
Campo
Valor
Lower
1200
Upper
2000
Incr
100
(. En el %rea R'5"#! +$%'+> in4resar la si4"iente in,or$aci5n en las líneas; Línea
Valor
Línea 1
FENOL
Línea 2
FLUJO
Usted ha co$pletado la especi,icaci5n del FLUJ de FENL co$o "na variable $anip"lada para ste an%lisis.
A contin"aci5n> especi,icar el ,or$ato para la tabla 0"e prod"cir% Aspen Pl"s c"ando se e,ecte el an%lisis.
>.>. F"#,$!" 5$#$ !$%)+$# +" #')+!$0"
1. *lic en
o clic en la eti0"eta )ab"late.
Aparece la hoDa M"0'+ A/$+i T""+ S'/i!i(i! S6 I/5)! T$%)+$!'. 2. n4resar 6> 9> - < en los ca$pos C"+),/ N". e in4resar XMCH> QCOND> - QREF en los ca$pos T$%)+$!'0 ($#i$%+' "# '85#'i"/. La hoDa co$pleta aparece ahora co$o;
3. *lic en )able For$at. Aparece la caDa de di%lo4o )able For$at. n4resar eti0"etas para col"$nas 1> 2> - 3> c"-os datos contenidos ,"eron de,inidos anterior$ente. Las eti0"etas son divididas en líneas para el archivo reporte. *ada línea p"ede contener hasta +caracteres. . En la col"$na 1 escribir M* PU/EA EN 'ES) "sando 3 líneas. #. En la col"$na 2 escribir *A/A *N'ENS "sando 2 líneas. &. En la col"$na 3 escribir *A/A /EE/B "sando 2 líneas
La caDa de di%lo4o co$pleta aparece ahora co$o;
(. *lic en *lose. El ,or$"lario M"0'+ A/$+i T""+ S'/i!i(i! S6 I/5)! est% co$pleto - "sted p"ede proceder a correr el analisis de sensibilidad.
>.@. C"##i0$ 0'+ A/?+ii 0' S'/i%i+i0$0 *orrer la si$"laci5n por c"al0"iera de las si4"ientes vías; Y 'e la barra de $en de Aspen Pl"s> seleccionar /"n> - l"e4o seleccionar /"n. Y 'e la barra de tareas de Aspen Pl"s> clic en
.
Y *lic en para abrir el C"/!#"+ P$/'+ - l"e4o clic en del C"/!#"+ P$/'+. Y Presionando F#. Ahora "sted p"ede desple4ar - 4ra,icar los res"ltados.
>.. D'5+'1$/0" +" #')+!$0" 0'+ A/?+ii 0' S'/i%i+i0$0 El res"ltado del An%lisis de Sensibilidad consta de "na tabla de valores 0"e "sted ha re0"erido en la hoDa I/5)! T$%)+$!'> $ostrado co$o ,"nci5n de la variable $anip"lada 0"e "sted ha de,inido en la hoDa I/5)! V$#. 1 'el arbol del $en del D$!$ B#":'#> clic en M"0'+ A/$+i T""+ S'/i!i(i! S6 R')+!. Aparece la hoDa M"0'+ A/$+i T""+ S'/i!i(i! S6 R')+! S),,$#;
N"!$; El res"ltado anterior ,"e obtenido "sando el archivo del doc"$ento Aspen Pl"s> E&',5+"6.$5:. Si "sted "sara "n archivo bac:"p de Aspen Pl"s>E&',5+"6.%5> de la carpeta EDe$plos> s"s res"ltados p"eden ser li4era$ente di,erentes 6en el 3er. di4ito si4ni,icante7. Estas di,erencias oc"rren debido a 0"e los p"ntos de inicio para las c%lc"los iterativos son di,erentes. *"ando "sted "se "n archivo .$5:> Aspen Pl"s inicia los c%lc"los a partir de los res"ltados previos. *"ando "sted "sa "n archivo .%5> Aspen Pl"s reiniciala=a antes de iniciar los c%lc"los.
>.. G#$3i-$/0" +" R')+!$0" 0' S'/i%i+i0$0 acer "na 4r%,ica de p"re=a de M* vs. tasa de ,l"Do de ,enol. 1. Seleccionar la col"$na VARY 6 FENOL FLUJO haciendo clic en s" eti0"eta. 2. 'el $en P+"!> seleccione XA8i V$#i$%+'. 3. Seleccione la col"$na MCH PUREZA EN DEST haciendo clic en s" eti0"eta. . 'el $en P+"!> seleccione YA8i V$#i$%+'. #. 'el $en P+"!> seleccione Di5+$ P+"!. Aparece "na n"eva ventana conteniendo la 4r%,ica 0"e "sted ha especi,icado.
'el $en de Aspen Pl"s> seleccione File - l"e4o seleccione E8it. Aparece la ventana de di%lo4o de Aspen Pl"s. *lic es para 4"ardar la si$"laci5n.
VI. CONSEGUIR ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DEL PROCESO En el *apít"lo #> "sted ha "sado Aspen Pl"s para tab"lar la sensibilidad de la p"re=a de M* en el destilado - las car4as para ca$bios en la tasa de ,l"Do del solvente ,enol. Usted ta$bin p"ede "sar Aspen Pl"s para conse4"ir "na especi,icaci5n de diseCo del proceso $ediante la $anip"laci5n de c"al0"ier variable de entrada. En ste capít"lo> "sted "sar% Aspen Pl"s para alcan=ar "na especi,icaci5n de diseCo -a sea "sando la si$"laci5n de la rec"peraci5n del $eth-lc-clohe8ane 6M*7 creada en el capít"lo o la si$"laci5n de M* 0"e ,"e colocada en el ,5lder EDe$plos al instalar Aspen Pl"s. 1. niciar Aspen Pl"s 2. Abrir "na Si$"laci5n e8istente. Abrir el archivo E&',5+"6.$5: Aparece la ventana del ,lowsheet para la si$"laci5n de la col"$na de M* 3. "ardar el archivo con el no$bre de E&',5+"6'5.$5:
@.6. D'3i/i'/0" +$ E5'-i3i-$-i/ 0' Di'" En el *apít"lo > he$os si$"lado la rec"peraci5n de M* "sando dos valores para la tasa de ,l"Do del solvente ,enol. En el analisis de sensibilidad del *apít"lo #> he$os tab"lado la p"re=a de M* en el destilado prod"cto> - las car4as del condensador rehervidor> co$o "na ,"nci5n de la tasa de ,l"Do del solvente ,enol. Ahora "sare$os Aspen Pl"s para deter$inar la e8acta tasa de ali$entaci5n del solvente ,enol re0"erida para $antener "na p"re=a de M* en el destilado de 9+.@[. 1. Seleccione D$!$ F+":;''!i/1 O5!i"/ D'i1/ S5'-.
Aparece la hoDa D'i1/ S5'- D$!$ B#":'#
2. *lic New. Aparece la hoDa *reate New '
3. *lic en ? para aceptar el predeter$inado ID DS6. Aparece la hoDa F+":;''!i/1 O5!i"/ D'i1/ S5'- DS6 D'3i/'
En la hoDa D'3i/'> de,ini$os XMCH a ser la p"re=a de MCH. En la hoDa S5'-> in4resar la especi,icaci5n co$o "na e8presi5n $ate$%tica conteniendo n$eros - variables de,inidas> - ta$bin in4rese "n valor obDetivo para esta e8presi5n - "na tolerancia. En la hoDa V$#> especi,icar "na variable de entrada a ser $anip"lada - "n ran4o dentro del c"al Aspen Pl"s b"scar% en ra=5n a obtener el valor obDetivo dado en la hoDa S5'-. nicie$os con la de,inici5n de XMCH co$o la ,racci5n $olar de MCH en la *orriente 3. P$#$ 0'3i/i# XMCH
1. *lic N':. Aparece la caDa de di%lo4o C#'$!' N': V$#i$%+' 2. Escribir XMCH - clic en O
Aparece la caDa de di%lo4o V$#i$%+' D'3i/i!i"/. 'e,ina XMCH a ser la ,racci5n $olar de MCH en la *orriente 3. 3. En el %rea C$!'1"#> seleccione S!#'$,. . En el %rea R'3'#'/-'> clic en el ca$po T5' - seleccione M"+' F#$-. A $edida 0"e "sted llena los ca$pos> Aspen Pl"s desplie4a ca$pos adicionales necesarios para co$pletar la de,inici5n de la variable. #. En el ca$po S!#'$,> seleccione <. &. Aceptar el valor predeter$inado de MIXED en el ca$po S)%!#'$, - seleccione MCH en el ca$po C",5"/'/!. La de,inici5n de XMCH se ha co$pletado.
Esta variable ser% s",iciente para establecer la especi,icaci5n de diseCo para este eDe$plo> por lo tanto no es necesario de,inir otras variables. (. *lic *lose. /eaparece la hoDa F+":;''!i/1 O5!i"/ D'i1/ S5'- DS6 I/5)! D'3i/' con la variable de,inida> XMCH> listada.
Ense4"ida> ,iDar la si4"iente especi,icaci5n de diseCo; El porcentaDe de M* rec"perado debe ser 9+.@ con "na tolerancia de @.@1.
P$#$ E!$%+'-'# +$ E5'-i3i-$-i/ 0' Di'" 1. *lic en
o clic en la eti0"eta Spec.
Aparece la hoDa F+":;''!i/1 O5!i"/ D'i1/ S5'- DS6 I/5)! S5'-. 2. En el ca$po S5'-> escribir XMCHW6. El ,actor $"ltiplicador de 1@@ convierte la ,racci5n $olar $"estreada a porcentaDe $olar. 3. En el ca$po T$#1'! 6obDetivo7> in4resar 9+.@. . En el ca$po T"+'#$/-'> in4resar @.@1 para especi,icar "na desviaci5n aceptable del porcentaDe obDetivo. La hoDa co$pletada aparecer% co$o;
Ense4"ida> especi,icar la tasa de ,l"Do de ,enol 6Strea$ 27 co$o la variable 0"e Usted 0"iere 0"e Aspen Pl"s $anip"le en ra=5n de conse4"ir la especi,icaci5n de diseCo anterior. 'ar "n ran4o de 12@@ a 2@@@ dentro del c"al b"scar% Aspen Pl"s.
@.9. E5'-i3i-$# +$ V$#i$%+' M$/i5)+$0$ 1. *lic en
o en la eti0"eta V$#.
Aparece la hoDa F+":;''!i/1 O5!i"/ D'i1/ S5'- DS6 I/5)! V$#. 2. En el %rea M$/i5)+$!'0 ($#i$%+'> clic en el ca$po T5' seleccionar S!#'$,V$#. 3. En el ca$po S!#'$, /$,'> seleccionar 9. . En el ca$po S)%!#'$,> aceptar el predeter$inado> MIXED. #. En el ca$po V$#i$%+'> seleccionar MOLEFLO. &. En el %rea M$/i5)+$!'0 ($#i$%+' +i,i!> clic en el ca$po L":'# - escribir 69.
(. En el ca$po U55'# escribir 9. +. En el %rea R'5"#! L$%'+> clic en el ca$po Li/' 6 escribir FENOL. 9. En el ca$po Li/' 9> escribir FLUJO. La hoDa co$pletada ser%;
El ,or$"lario F+":;''!i/1 O5!i"/ D'i1/ S5'- DS6 est% co$pleto - pode$os proceder a correr el an%lisis de especi,icaci5n de diseCo - e8a$inar los res"ltados.
@.<. C"##i0$ 0'+ A/?+ii 0' E5'-i3i-$-i/ 0' Di'" *orrer la si$"laci5n por c"al0"iera de las si4"ientes vías; Y 'e la barra de $en de Aspen Pl"s> seleccionar /"n> - l"e4o seleccionar /"n. Y 'e la barra de tareas de Aspen Pl"s> clic en
.
Y *lic en para abrir el C"/!#"+ P$/'+ - l"e4o clic en del C"/!#"+ P$/'+. Y Presionando F#. Ahora "sted p"ede e8a$inar los res"ltados.
@.=. E8$,i/$/0" +" #')+!$0" 'eter$ine 0"e tan bien ha sido satis,echa s" especi,icaci5n de diseCo e8a$inando la hoDa R')+! S),,$# C"/('#1'/-' D'i1/ S5'- S),,$#. 1. 'el %rbol del $en del D$!$ B#":'#> clic en R')+! S),,$# C"/('#1'/-'. Aparece la hoDa R')+! S),,$# C"/('#1'/-' D'i1/S5'S),,$#;
Los res"ltados $"estran 0"e el c%lc"lo ha conver4ido ,avorable$ente - 0"e es necesario "n valor de tasa de ,l"Do de ,enol de apro8i$ada$ente 1#1(.1. Las "nidades> lb$olKhr> no son $ostradas.
'el $en de Aspen Pl"s> seleccione File - l"e4o seleccione E8it. Aparece la ventana de di%lo4o de Aspen Pl"s. *lic es para 4"ardar la si$"laci5n.
VII. CREAR UN DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO
Aspen Pl"s tiene dos $odos para desple4ar las 4r%,icas; Y Modo Si$"laci5n Y Modo PF' 6Process Flow 'ia4ra$7 En a$bos $odos> "sted p"ede $odi,icar s" ,lowsheet para preparar dia4ra$as co$"nes para s"s reportes $ediante; Y Adici5n de te8tos - 4r%,icas Y 'esple4ando datos 4lobales para corrientes - !lo0"es Y 'esple4ando tablas de res"ltados para las corrientes Y Adicionando obDetos LE En el $odo PF'> "sted p"ede $odi,icar el ,lowsheet para describir s" planta. Por eDe$plo> "na pie=a si$ple de e0"ipo en la planta 0"e es $odelada por dos blo0"es de "nidades de operaci5n p"ede ser ree$pla=ada por "n blo0"e si$ple en $odo PF'. Estos ca$bios para prop5sitos de vis"ali=ar sin a,ectar al ,lowsheet 0"e "sted ha desarrollado para $odelar s" proceso. En este *apít"lo> "sted "sar% el $odo PF' para 4enerar "n dia4ra$a de planta para a partir del ,lowsheet de proceso "sado por "sted en la si$"laci5n del M*. Usted p"ede "sar el archivo creado en el *apít"lo o la si$"laci5n 0"e ,"e 4"ardada en el ,5lder E8a$ples c"ando ha instalado Aspen Pl"s. 1. niciar Aspen Pl"s 2. Abrir "na Si$"laci5n e8istente. Abrir el archivo E&',5+"6.$5: Aparece la ventana del ,lowsheet para la si$"laci5n de la col"$na de M* 3. "ardar el archivo con el no$bre de E&',5+"6'5.$5:
.6 C"/,)!$# $ ,"0" PFD El $odo Si$"laci5n es el $odo predeter$inado de Aspen Pl"s 0"e "sted "sa para $odelar "n proceso o e,ect"ar c%lc"los. El $odo PF' es "sado para crear "na representaci5n 4r%,ica de s" proceso para "n reporte o para prop5sitos de vis"ali=aci5n. Use el $odo PF' para hacer lo si4"iente; Y Adicionar iconos de e0"ipo - corrientes 0"e no estn e8plicita$ente incl"idas en la si$"laci5n. Y 'esple4ar datos de las corrientes. Y 'esple4ar "na tabla de res"ltados. Y Adicionar "n tít"lo. Para alternar entre el $odo Si$"laci5n - el $odo PF'> "se "no de los si4"ientes $todos; Y Seleccionar Vi': PFD M"0'. Y Preione F12. El si4"iente -;'- ,$# al PF' Mode en el $en Biew - la barra de estado en el ,ondo de la ventana principal indican 0"e el $odo PF' est% abierto. )a$bin> el espacio de trabaDo del ,lowsheet del proceso tiene "n borde coloreado c"ando "sted est% "sando el $odo PF'. *"ando "sted selecciona el $odo PF'> Aspen Pl"s crea "na n"eva 4r%,ica idntica al ,lowsheet ori4inal. Esta n"eva 4r%,ica es independiente de la ori4inal. aciendo ca$bios en las corrientes blo0"es en c"ales0"iera - alternando los $odos $ostrar% 0"e estos ca$bios no pasan de "no al otro.
Nota; Si "sted ca$bia el ,lowsheet ori4inal del proceso - 0"iere iniciar con "n n"evo estilo de PF' 0"e conten4a estos ca$bios> seleccione Vi': R''! PFD $ientras est en $odo PF'. S" PF' anterior ser% borrado - ser% ree$pla=ado por "n n"evo dib"Do idntico al ,lowsheet de proceso de s" $odelo de si$"laci5n revisada.
.9. A0i-i"/$/0" )/$ %",%$ $+ Di$1#$,$ En la si$"laci5n del M*> no se ha $odelado la bo$ba de ali$entaci5n a la col"$naZ en s" l"4ar> si$ple$ente se ha especi,icado la presi5n en la corriente de ali$entaci5n. Sin e$bar4o> pode$os incl"ir "na bo$ba de ali$entaci5n en "n dib"Do "sado para "n reporte. *olocar "na bo$ba en s" dia4ra$a - dividir la *orriente 1 en dos *orrientes "na entrando a la bo$ba - otra saliendo de la bo$ba - entrando al !lo0"e !1. Se4"ir las si4"ientes indicaciones. 1. n4resar a $odo PF' seleccionando Biew R PF' Mode si "sted todavía no lo ha hecho. Beri,dicar el borde coloreado en el ,lowsheet del proceso - las palabras PF' Mode en la barra de estado del ,ondo para ase4"rarse de estar en Modo PF'. 2. 'e la librería de $odelos 6Model Librar-7> clic en la eti0"eta P#')#' C;$/1'#.
3. *lic en el $odelo de "nidad de operaci5n P),5. . 'esple4ar los iconos - seleccionar *N1. #. *olocar el icono de la bo$ba en la $itad de la *orriente 1. &. Seleccionar la *orriente 1 - clic derecho. (. 'el $en corto> seleccionar R'-"//'-! D'!i/$!i"/.
La *orriente 1 es ahora desconectada del !lo0"e !1 - est% lista para conectar a la bo$ba. +. Mover el c"rsor al p"erto de entrada a la bo$ba - clic i=0"ierdo. La corriente 1 est% ahora in4resando a la bo$ba - "sted est% listo para crear "na n"eva corriente desde la bo$ba al !lo0"e !1. 9. *olocar la n"eva corriente si4"iendo los $is$os procedi$ientos para colocar corrientes. Nota; Para cancelar la cone8i5n de "na corriente en c"al0"ier instante> presionar ES*. S" dia4ra$a deber% aparecer ahora co$o;
.< D'5+'1$/0" 0$!" 0' +$ -"##i'/!' 1. 'el $en Vi':> ase4"re 0"e G+"%$+ D$!$ ten4a "n chec:$ar: adD"nto. 2. Seleccionar T""+ O5!i"/ R')+! Vi':. 3. Seleccionar chec:bo8es T',5'#$!)#' - P#')#'.
. *lic A-'5!$# La te$perat"ra - presi5n calc"ladas por Aspen Pl"s d"rante la si$"laci5n del M* son $ostradas sobre cada corriente. Aspen Pl"s ta$bin desplie4a "na caDa de le-enda en la es0"ina in,erior i=0"ierda de la pantalla. La caDa de le-enda $"estra los sí$bolos - las "nidades para los datos 4lobales. Mover - redi$ensionar la le-enda en la $is$a ,or$a 0"e los blo0"es.
Nota; Si "sted no ve la caDa de le-enda> seleccione Vi': Z"", Z"", F)++ o presione *trlEnd para ver todo el dib"Do.
.=. A0i-i"/$/0" )/$ T$%+$ 0' C"##i'/!' Los dib"Dos del PF' ,rec"ente$ente incl"-en "na tabla con las propiedades de las corrie3ntes. Para 4enerar esta tabla; 1. 'esde el $en Vi':> ase4rese 0"e se ha seleccionado A//"!$!i"/. 2. Seleccionar D$!$ R')+! S),,$# S!#'$,. Aparece la hoDa R')+! S),,$# S!#'$, M$!'#i$+ con datos para todas las corrientes. 3. *lic en la eti0"eta S!#'$, T$%+' para colocar la tabla en s" dia4ra$a. . *lic en la eti0"ete del Flowsheet del proceso para retornar al dia4ra$a. Una tabla de las propiedades de las corrientes es $ostrada en s" dia4ra$a;
.> A0i-i"/$/0" T'8!" Adicionar "n tít"lo al dia4ra$a "sando la barra de herra$ientas D#$:. 1. Seleccionar Vi': T""+%$#. 2. En la caDa de di%lo4o )oolbars> seleccionar D#$: -;'-%"8. 3. *lic O. Aparece la barra de herra$ientas Di%)&". Ahora pode$os colocar el te8to - otras características al PF'
.@ I,5#i,i'/0" )/ PFD 1. Seleccione Fi+' P#i/! P#'(i':. El blo0"e - las corrientes 's - todos los datos en s" dia4ra$a son escalados apro8i$ada$ente co$o aparece en la i$presi5n. 2. *lic Z"", I/ o Z"", O)!. 3. *lic P#i/!. Aparece la caDa de di%lo4o de i$presi5n . Seleccionar la i$presora adec"ada - clic O. 'el $en de Aspen Pl"s> seleccione Fi+' - l"e4o seleccione E8i!. Aparece la ventana de di%lo4o de Aspen Pl"s. *lic Y' para 4"ardar la si$"laci5n.
VIII. EQUIPOS DE TRANSFERENCIA DE MASA 8.1 Divisor de Corriente
EDe$plo Se desea dividir 22&@@@ lbKh de A$oniaco 69 F - 22# psi47 en dos corrientes "na co @ [ - otra con &@ [ de la ali$etaci5n. 8.1.1 Efectuando la Simulación 1) PDF
2) Data Browser. Ingresar la información inicial para la Simulación
3) Next. Ingresar Componente(s)
4) Next: Modelo Termodinámico
5) Next. Muestra el nivel de información suministrada
6) OK. Composición y condiciones de la alimentación.
7) Next. Especificar fracción que debe salir en cada corriente.
8) Next. Información acerca de los datos ingresados
97 Aceptar. *orrida del Si$"laci5n e in,or$e de la $is$a.
1@7 Para ver los reportes; Ne8t
1@7 ?. Se $"estran los res"ltados en el Set"p.
117 aciendo clic en el bot5n se p"eden ver todos los c%lc"los re,erentes a la si$"laci5n. Por eDe$plo las corrientes;
Esta $is$a tabla ca$biando de "nidades en la parte s"perior
.6.9 A0i-i"/$/0" T$%+$ T'8!" $+ PFD Pode$os adicionar "n tít"lo 6- otro te8to7 - "n )abla de datos de corriente para hacer el dia4ra$a $%s til en reportes. A0"í est% "n eDe$plo;
•
17
Pri$ero; para adicionar te8to a s" dia4ra$a> necesita desple4ar la barra de herra$ientas para dib"Do. Esto p"ede hacerse por; Seleccionar la opci5n Vi': T""+%$#
27 Seleccionar GD#$:G - *lic en el bot5n ?.
37 Aparece la barra de herra$ientas de dib"Do
*on la c"al pode$os a4re4ar te8to - ,i4"ras al PF'
7 Para adicionar "na )abla de Fl"Do> "sted necesita desple4ar la tabla de corrientes res"ltante $ediante;
#7 L"e4o "sted debería encontrar la corriente 0"e el /es"lts )able desple45;
&7 ' "n clic sobre el bot5n GStrea$ )ableG para insertar la tabla en s" dia4ra$a
.6.< G'/'#$/0" R'5"#!' Para 4enerar reportes va$os a;
Selecciona$os el reporte 0"e desea$os - l"e4o ?
tene$os el reporte en Notepad
tra $anera es copiar los res"ltados - vis"ali=arlos en "na E8cel ENTRADA Temperature F Pressure
psi
Vapor Frac Mole Flow lbmol/hr Mass Flow lb/hr Volume Flow cuft/hr Enthalpy
MMBtu/hr
SALIDA1
SALIDA2
-9
-9
-9
239,7
239,7
239,7
0
0
0
13270,262
5308,105
7962,157
226000
90400
135600
5408,095
2163,238
3244,857
-401,37
-160,548
-240,822
13270,262
5308,105
7962,157
Mole Flow lbmol/hr AMMON-01
.9 M'-+$0"# E/)/-i$0" 0'+ 5#"%+',$
*orriente de !en=ene; 1@ :$ol !en=ene> @.# :$ol )ol"ene> @.2# :$ol T-lene *orriente de )ol"ene; :$ol !en=ene *orriente de T-lene; :$ol )ol"ene
2@ :$ol )ol"ene>
1 :$ol T-lene> @.#
3@ :$ol T-lene> 1.# :$ol !en=ene> @.(#
)odas las corrientes de ali$entaci5n est%n a te$perat"ra a$biente 62# o*7 - presi5n at$os,rica 61 at$7. El Me=clador tiene "na presi5n de 2 at$. Encontrar la co$posici5n - la te$perat"ra de la corriente $e=clada.
17 *on,ecci5n de PF'. En este caso "sare$os !lo0"es.
27 n4resa$os al 'ata !rowser - coloca$os la in,or$aci5n inicial
37 Ne8t. n4resa$os co$ponentes
7 Ne8t. Nodelo ter$odin%$ico 'EAL
#7 N8t. Aviso sobre el si4"iente paso
(7 ?. *o$posici5n - condiciones de las corrientes a7 !nceno
+7 Ne8t. Especi,icaciones del Me=clador
97 Ne8t. n,or$aci5n sobre la in,or$aci5n s"$inistrada
1@7 Aceptar; n,or$aci5n de la si$"laci5n
117 *o$posici5n de las corrientes. Selecciona$os todo> copia$os pe4a$os en "na hoDa de c%lc"lo
127 Ahora tene$os los los reportes en E8cel
.< D'!i+$-i/ E8isten varios $odelos de col"$nas en ASPEN PLUS para si$"lar en estado estacionario "na destilaci5n. Estos son los n"eve $odelos disponibles; 1. DSTWU 2. Distl
4. Extract
7. PetroFrac
5. MultiFrac
8. RateFrac
3. RadFrac
6. SCFrac
9. BatchFrac
*"ando se va-a a si$"lar "na col"$na> la elecci5n del $odelo depende del tipo de aplicaci5n 0"e se trate en el proble$a> de c"anta co$pleDidad se 0"iera introd"cir en el diseCo o aD"ste de la col"$na> de si lo 0"e se 0"iere es e,ect"ar "n est"dio ri4"roso o si$ple$ente preli$inar - depende asi$is$o del vol"$en de res"ltados 0"e se desee obtener "na ve= eDec"tada la si$"laci5n. /adFrac es "n $odelo aplicable en "n a$plio n$ero de sit"aciones -> ade$%s> o,rece s",iciente co$pleDidad - ri4or en el c%lc"lo> co$patibles a$bos con la sencille= en la constr"cci5n c onstr"cci5n del $odelo de col"$na en ASPEN PLUS. Es "n $odelo de col"$na de destilaci5n bastante $%s ri4"roso 0"e los basados en UnderwoodFens:e o si$ilares - $%s sencillo 0"e los "sados para destilaciones de cr"doZ pero tiene el s",iciente ri4or para destilaciones convencionales
.<.6 D'!i+$-i/ Bi/$#i$ E&',5+" 6.
La corriente 0"e desea$os separar est% ,or$ada por dos co$p"estos benceno - tol"eno. La ,racci5n $olar de cada co$ponente en la ali$entaci5n es @.+@1 para benceno - @.199 para tol"eno. La salida deseada para este siste$a es 2&# lb $ol con "na p"re=a de benceno de @.999(Z Este prod"cto debe ser obtenido a partir de "na corriente de ali$entaci5n de 1(@ :4$olsKhr Aspen per$ite al "s"ario $odelar las col"$nas de destilaci5n en varias ,or$as di,erentes. El $odelo $%s ,%cil en Aspen es el $5d"lo 'S) el c"al re0"iere $enos par%$etros de operaci5n 0"e c"al0"iera de las otras "nidades de destilaci5n Aspen. A0"í est% "na lista de especi,icaciones 0"e deben ser alcan=adas en la separaci5n; • •
• •
• • •
La ali$entaci5n tiene "na ,racci5n $olar de benceno de @.+@1. El prod"cto del tope debe tener "na ,racci5n $olar de benceno de @.999(. Ali$entaci5n a ra=5n de 1(@ :4$olKhr. Prod"cir "n prod"cto de ,ondo con "na concentraci5n de benceno de # [ $ol. Ali$entaci5n co$o li0"ido sat"rado. pera a "na relaci5n de re,l"Do 2@ [ $%s 0"e el $íni$o. pera a presi5n cercana a la at$os,rica.
Ahora 0"e las restricciones de operaci5n han sido establecidas> es $o$ento de crear el siste$a en Aspen. En esta secci5n> la creaci5n del $odelo estar% c"bierta breve$ente. Bisite el capít"lo Gintrod"cci5n para AspenPl"sG para "na e8plicaci5n $%s a ,ondo en para $odelos en Aspen. 17 *rear el PF'.
27 *lic en el 'ata !rowser. n4resar in,or$aci5n inicial
37 *lic en Ne8t. n4resar co$ponentes
7 *lic Ne8t. Modelo ter$odin%$ico 'EAL
#7 Ne8t. )ene$os la in,or$aci5n s",iciente para deter$inar propiedades ,isicas.
&7. *lic en bot5n ?. Especi,ica$os las condiciones de la ali$entaci5n
(7 Ne8t. Par%$etros de operaci5n de la col"$na
+7 Ne8t. MensaDe de co$pilaci5n
97 Aceptar. MensaDe de corrida del pro4ra$a
1@7 Bis"ali=aci5n de los res"ltados
Se presentan los res"ltados prod"cto de la si$"laci5n
aciendo clic en QQ varias veces se da toda la in,or$aci5n sobre el diseCo de la col"$na. Por eDe$plo para las condiciones de /e,l"Do Etapas de E0"ilibrio se tiene;
117 enerando los reportes;
Se $"estra "na ventana con todos los ,or$"larios acerca de los reportes;
Por eDe$plo seleccionando S!#'$, A++
.<.9 'estilaci5n de Mltiple co$ponentes 6M5d"lo /A'F/A*7 e$os recibido instr"cciones de diseCar "n ,raccionador de *2 0"e dar% "na rec"peraci5n de 9# [ del etileno ali$entado> así co$o ta$bin "na p"re=a de etileno de 99 [ en el destilado. Las condiciones de la ali$entaci5n son las si4"ientes;
Componente Hydrogen - H2 Methane - CH4 Ethylene - C2H4 Ethane - C2H6 Propylene - C3H6-2
Fraccion Molar 0.00014 0.00162 0.75746 0.24003 0.00075
Usare$os el $odelo 'S) // 3.1> - "na base 1@@ lb$olKhr . 'S) con dos corrientes de prod"ctos> con "n condensador parcial o total. L"e4o "sare$os estos res"ltados para diseCar "n an%lisis /A'F/A*. /A'F/A* . /adFrac es "n $odelo ri4"roso de c%lc"lo plato a plato para si$"lar todos los tipos de operaciones $"ltietapa de operaciones de ,racciona$iento lí0"idas vapor. Ase4rese 0"e "sted tiene "n condensador total> - 0"e "sted tiene "na especi,icaci5n la c"al establece la p"re=a de etileno en el 'estilado co$o 99 [. Posterior$ente "sare$os "n an%lisis de sensibilidad para deter$inar la posici5n 5pti$a de la ali$entaci5n - n$ero de etapas. Baríe el n$ero de etapas de 233# - la posici5n de la ali$entaci5n de 12 21. La ra=5n de re,l"Do de salida> la car4a en el rehervidor> - la car4a en el condensador. $ M*!"0" -"#!" 17 *rear el PF' con "n blo0"e 'S)
27 Abrir el 'ata !rowser - colocar la in,or$aci5n necesaria 37 Ne8t. n4resar co$ponentes
7 Ne8t. Seleccionar el $odelo ter$odin%$ico PEN/! #7 ne8t. - l"e4o ? e in4rese las condiciones de la ali$entaci5n Pressure
18 bar
Vapor Fraction
0
Composition Basis
Mole Fraction
HYDROGEN
0.00014
METHANE
0.00162
ETHANE
0.24003
ETHYLENE
0.75746
PROPYLEN
0.00075
Total Mole Flow
100 lbmol/hr
&7 Ne8t. n4resar especi,icaciones para la col"$na Reflux Ratio
3.1
Light Key: Component
Ethylene
Recovery
0.95
Heavy Key: Component
Ethane
Recovery
0.03
Condenser Pressure
17.8 bar
Reboiler Pressure
18.2 bar
Nota; La especi,icaci5n Li4ht ?e- /ecov de .9# es para rec"perar 9# [ de etileno. La eav- ?e- /ecov de .@3 debe hacer la p"re=a de la corriente del destilado apro8i$ada$ente 99 [ de etileno. Este valor p"ede calc"larse haciendo "n balance de $ateriales alrededor de la col"$na. El valor de .@3 no da e8plicaci5n sobre c"al0"ier de los
otros co$ponentes -endo en la corriente del prod"cto destilado> - es por consi4"iente solo "na esti$aci5n.
(7 Ne8t. Aspen deber% indicar 0"e las entradas re0"eridas est%n co$pletas. Usted deber% 4"ardar el pro4ra$a entes de presionar ? - correrlo. +7 Usted p"ede 0"erer ca$biar la ,racci5n $olar de salida en ptions Strea$ del Set"p /eport antes de eDec"tar la si$"laci5n. 97 EDec"te la si$"laci5n> - co$pr"ebe los res"ltados. Usare$os los res"ltados de las corrientes - el !loc:s !1 6'stw"./es"lts7. Los valores $%s i$portantes a notar son; A7 )otal Molar Flow /ate de la corriente destilado del prod"cto del. ]ste es "na de las entradas necesarias para el $odelo /A'F/A*. Este n$ero no es co$pleta$ente correcto desde 0"e el valor de .@3 para la rec"peraci5n del ? es si$ple$ente "na esti$aci5n.
!7 Act"al E0"ilibri"$ Sta4es> esto ser% "tili=ado co$o el pri$er s"p"esto para n"estra col"$na /A'F/A*. *7 Feed Sta4e Location> esto ta$bin ser% "tili=ado co$o "n pri$er s"p"esto para la col"$na /A'F/A*. A0"í los res"ltados en Notepad
en E8cel
% M*!"0" Ri1)#"" P#'5$#$/0" C"/3i1)#$/0" )/$C"+),/$ 0' D'!i+$-i/ )$/0" RADFRAC 17 *rear el PF' con "n blo0"e RDFRAC
27 Abrir el 'ata !rowser - colocar la in,or$aci5n necesaria 37 Ne8t. n4resar co$ponentes
7 Ne8t. Seleccionar el $odelo ter$odin%$ico PEN/! #7 Ne8t. - l"e4o ? e in4rese las condiciones de la ali$entaci5n Press"re Bapor Fraction *o$position !asis '/EN ME)ANE E)ANE E)LENE P/PLEN )otal Mole Flow
1+ bar @ Mole Fraction @.@@@1 @.@@1&2 @.2@@3 @.(#(& @.@@@(# 1@@ lb$olKhr
&7 Ne8t. n4resar especi,icaciones para la col"$na S'!)5 O5!i"/ N"$ber o, Sta4es; 32 6Este valor ," to$ado del $odelo 'S) pero ha sido calc"lado del balance de $ateriales.7 /e,l"8 ratio 6Mole7; 3.1 6Esta es la $is$a // 0"e en el $odelo 'S)
b7 *orrientes
c7 Presi5n
(7 Abrir el bDect Man4er ,or$ del !loc:!1'esi4nSpecs. +7 *lic en el bot5n New.. 97 *lic ? Para aceptar el n$ero por de,ecto de la especi,icaci5n de diseCo 1@7 n4rese la si4"iente especi,icaci5n de diseCo en el For$"lario !loc:!1'esi4nSpecs1Speci,ications. 'esi4n speci,ication t-pe; Mole p"ritSpeci,ication )ar4et; .99 Strea$ )-pe; Prod"ct Nota; Esto le dice a Aspen 0"e "sted 0"iere "na p"re=a $olar en "na de las corrientes de prod"cto a ser 99[.
117 *lic en el bot5n N'8! - se abre el ,or$"lario !loc:s!1 'esi4nSpecs1*o$ponents. Seleccione Eth-lene co$o el co$ponente a especi,icar.
127 *lic en el bot5n N'8! - se abre el ,or$"lario !loc:s!1 'esi4nSpecs1FeedKProd"ct Strea$s. Seleccione strea$ 'ES)LA' 6la corriente 27 co$o la corriente especi,icada.
137 *lic en Ne8t - aparece !loc:s!1Bar-bDect Mana4er. *lic N': - aceptar el n$ero ' por de,ecto para Bar-. 17 n4resar la si4"iente in,or$aci5n en el ,or$"lario !loc:s!1 Bar-Speci,ications. AdD"sted variable t-pe; /e,l"8 /atio Lower !o"nd; 2 Upper !o"nd; 2@ Ma8i$"$ step si=e 6optional7; 1
17 "arde la si$"laci5n> l"e4o corrala 6No se olvide de ca$biar la ,racci5n $olar de salida en el ,or$"lario Set"p/eport ptions Strea$ antes de eDec"tar la si$"laci5n7. Beri,i0"e los res"ltados. Usted deber% tener 9#[ de eth-lene rec"perado> 99[ de p"re=a de eth-lene en el prod"cto destilado. Ase4rese 0"e el res"ltado sea ra=onable. /eporte
*o$o ve$os se tiene "n destilado con "na ,racci5n $olar de Eth-lene de @.99
.= D'!i+$-i/ F+$; EDe$plo; Una $e=cla co$p"esta por 3@ :$olKhr de !enceno> #@ ?$olKhr de )ol"eno - @ :$olKhr de T-leno> se so$ete a destilaci5n ,lash baDo las si4"ientes condiciones 1. *aso 1> Especi,icando P - ) 2. *aso 1> Especi,icando P - rec"peraci5n ,raccional de "n co$ponente 3. *aso 3> Especi,icando P - BKF
17 *rear el PF'
27 *lic en Ne8t
37 Aceptar
7 Ne8t. Selecciona$os el $odelo 'EAL
#7 Ne8t
&7 ?; *o$pleta$os la in,or$aci5n
(7 Ne8t. Especi,ica$os las condiciones del Flash
+7 Ne8t. Aparece el $ensaDe indicando 0"e la in,or$aci5n necesaria se ha dado
97 Aceptar. El Panel de *ontrol $"estra la in,or$aci5n de la corrida.
1@7 Los ,l"Dos - condiciones de las corrientes p"eden ser vistos en la tabla de res"$en de las corrientes 0"e Ud. p"ede conse4"ir de la si4"iente $anera;
A0"í est% lo 0"e he$os encontrado
Si Usted "sa el bot5n varias veces> encontrar% los res"ltados 0"e nor$al$ente son reportados para "n c%lc"lo Flash. A0"í est% la i$a4en de la ventana 0"e $"estra las ,racciones $olares - valores ? para las corrientes. N)A. En la ventana de res"ltados de ASPEN> F indica la corriente de ALMEN)A*^N> T es la corriente de LVU'> es la corriente BAP/> - ? KT
Este es el procedi$iento b%sico para e,ect"ar "n ,lash en ASPEN. Ahora per$ítanos ver 0"e es necesario para resolver los tres tipos de proble$as ,lash en el EDe$plo 3.2 de !<. Los co$p"estos son cercanos a lo ideal. Por lo tanto el pa0"ete deal es "sado en todos los casos.
IX. EQUIPOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR .6 I/!'#-$,%i$0"# 0' -$-" !)%" -$+'/!$0"# E/)/-i$0" 0'+ 5#"%+',$. Freon12> a "na ra=5n de ,l"Do de 1@#&@ :4Khr> necesita ser calentado desde 2@ ? hasta 3@@ ?. *o$o $edio de calenta$iento se dispone de Etilen 4licol 6Eth-lene 4l-col7 a 3#@ ?. Ser% "sado "n interca$biador típico de casco - t"bo. El 4erente de ,%brica reco$ienda 0"e el acerca$iento $íni$o de te$perat"ra
debería ser por lo $enos 1@ ?. El ta$bin reco$ienda "sar t"bos de acero al carbono 2@ !< con "na caída de presi5n 0"e no e8ceda 1@ psi4 6@.&( at$7 para cada "no de los lados casco o t"bos.
.6.6 Di'" P#'+i,i/$# 1. nicia$os con !lan: Si$"lation - crea$os el ,lowsheet> para lo c"al $ostra$os el s"bdirectorio H'$! E8-;$/1'#
Este $"estra las siete opciones de tipos de interca$biadores de calor. Estos representan cinco $todos de c%lc"lo di,erentes> no interca$biadores ,ísica$ente di,erentes. H'$!'# _ nterca$biador de calor b%sico> este e,ecta c%lc"los si$ples de balance de ener4íaZ re0"iere sola$ente "na corriente de proceso H'$!X _ Al4orit$os ,"nda$entales de trans,erencia de calor> "sados en diseCos ri4"rosos> calc"la balances de ener4ía> caídas de presi5n> %rea de trans,erencia> velocidades> etc.Z re0"iere dos corrientes de proceso `"na caliente - "na ,ría. Este blo0"e ser% "sado para n"estros c%lc"los de diseCo. M;'$!X _ Si$ilar al blo0"e previo pero aceptar% $%s corrientes de proceso H'!#$/ _ nter,ase el pro4ra$a de trans,erencia de calor !JA* etran. Este no ser% "sado -a 0"e el pro4ra$a !JA* no est% disponible. A'#"!#$/ _ tro blo0"e 0"e "sa el pro4ra$a !JA* HXF+)8. Modelo de c%lc"lo de trans,erencia de calor. Modela trans,erencia de calor convectiva entre "n receptor de calor "na ,"ente de calor. HTRIXi! . nter,ase al pro4ra$a Xi! ;'++ $/0 !)%' ;'$! '8-;$/1'# de H'$! T#$/3'# R''$#-; I/!i!)!' HTRI. Modela interca$biadores de calor> incl"-endo hervidores tipo calderin. *o$o "n pri$er paso en el diseCo "sa$os el bo0"e H'$!'#> para lo c"al vis"ali=a$os los di,erentes iconos de este blo0"e
- crea$os el ,lowsheet
2. *lic en el D$!$ B#":'#. n4resar in,or$aci5n inicial
3) Next. Ingresar Componente(s), considerando que (Freon-12 es CCl2F2 y Ethylene Glycol is C2H6O2)
7 N'8! Modelo )er$odin%$ico. En este eDe$plo "sare$os N/)L/?
5) Next. Muestra el nivel de información suministrada
6) OK. Composición y condiciones de la alimentación (Freon-12). Ingresamos toda la información de la corriente de entrada
(7 N'8!. Pasa$os a especi,icaciones del interca$biador
(7 N'8!. Par%$etros de operaci5n del interca$biador. *o$o se $"estra en la ,i4"ra> solo se necesitan dos de tres especi,icaciones; la te$perat"ra de salida> la ,racci5n de vapor de salida o la presi5n. n4rese la te$perat"ra de salida del en"nciado del proble$a. para la presi5n> tiene dos opciones> "sted p"ede in4resar en la presi5n de salida o in4resar en la caída de pasi5n para la "nidad. *o$o se $"estra en la ,i4"ra se ha in4resado la caída de presi5n. Este valor es sola$ente "n esti$ado inicial para la caída de presi5n. Notar 0"e el valor es "n n$ero ne4ativoZ A5'/ #'-"/"-' '+ ($+"# /'1$!i(" -"," )/$ -$40$ 0' 5#'i/. Por otra parte "n /7,'#" 5"i!i(" i1/i3i-$#4$ )/ ($+"# 5$#$ +$ 5#'i/ #'$+ 0' +$ $+i0$. Mantene$os Balid Phases establecidas co$o BaporLi0"id.
+7 N'8!. MensaDe de co$pilaci5n
97 A-'5!$#. MensaDe de corrida del pro4ra$a
1@7 Bis"ali=aci5n de los res"ltados. Pode$os vis"ali=ar los res"ltados directa$ente seleccionando /es"lts en eater> observare$os la te$perat"ra de salida> la presi5n de salida la car4a de calor.
Ahora borra$os el blo0"e H'$!'# - lo ree$pla=a$os por H'!X> para lo c"al vis"ali=a$os los iconos de este $odelo
*ada icono representa "n tipo de casco di,erente dado por la )EMA. EDe$plos de estos tipos de cascos p"eden verse en Perr-Xs (th edition> p4. 113. Para el blo0"e eatT> necesita adicionar la corriente de 4licol
*lic: Ne8t. Aparece "n $ensaDe dando a conocer 0"e el ,lowheet est% co$pleto
Al hacer clic en aceptar aparece la ventana de di%lo4o para la corriente de Etilen4licol> la c"al no se ha in4resado los datos. 'el en"nciado del proble$a> se conoce la te$perat"ra - la presi5n de la corriente de 4licol. Sin e$bar4o> el ,l"Do es desconocido. Este p"ede ser encontrado "sando la car4a de calor - la capacidad calorí,ica del Etilen licol.Aspen p"ede proporcionar a$bos de estos valores 6Ber Esti$aci5n de propiedades en Aspen 7. La cantidad de ,l"Do p"ede ta$bin encontrarse "sando "na especi,icaci5n de diseCo 6D'i1/5'-7. n4resar la in,or$aci5n necesaria - hacer clic en N'8!.
Aparece la ventana de di%lo4o para las especi,icaciones del interca$biador
Mostradas anterior$ente son las pri$eras hoDas de datos de entrada para el ca$biador de calor. )oda la in,or$aci5n necesaria para los c%lc"los son introd"cidos en estas p%4inas. Pri$ero> de$os "na visi5n 4eneral de cada s"bcarpeta. 6Mostrada en el círc"lo7. L"e4o cada hoDa estar% clari,icada en $%s detalle.
S'!)5 ` 6$ostrado en la ,i4"ra7 esta p%4ina e8teriori=a el tipo de c%lc"lo; preli$inar o detallado 6shortc"t o detailed7> la especi,icaci5n del ca$biador> -a sea 0"e el ca$biador este en contracorriente o corriente en paralelo 6co"nterc"rrent o coc"rren 7> - de,ine c5$o calc"lar% Aspen los coe,icientes de trans,erencia de calor. O5!i"/ ` $"estra las ,ases v%lidas para cada corriente 6por eDe$plo. lí0"idovapor7> ta$bin de,ine la conver4encia para c%lc"los G'",'!# ` $"estra las p%4inas de entrada de entrada para la distrib"ci5n; t"bos> di%$etros> de,lectores 6ba,,les7> etc. Usado sola$ente en c%lc"los detallados. U'# S)%#")!i/' ` provee "na inter,a= de tal $anera 0"e el "s"ario p"ede crear "n al4orit$o para eDec"tar c%lc"los para diseCo 6invol"cra pro4ra$aci5n F/)/AN7. H"! H-)#(' ` $"estra p%4inas de entrada a ,in de 0"e Aspen crear% per,iles de entalpía para la corriente caliente> $"- til para los procesos de eb"llici5n Kcondensaci5n - provee al4"na co$penetraci5n en la trans,erencia de calor C"+0 H-)#(' ` tal co$o la ot c"rves > pero crea per,iles para la corriente ,ría. B+"- O5!i"/ ` p%4inas 0"e $"estran los $todos de propiedades> - las opciones de si$"laci5n para el blo0"e. D/$,i- ` "sado sola$ente para el $odo din%$ico> no al estado estacionario. Para los pri$eros c%lc"los> estare$os "sando el $todo corto para el tipo de c%lc"lo. /etorna$os a las p%4inas S'!)5 - hace$os clic en ;"#!-)! ,'!;"0. El si4"iente paso es de,inir la E8-;$/1'# 5'-i3i-$!i"/. Al hacer clic en la ,lecha hacia abaDo aparece "na lista de especi,icaciones. *ada especi,icaci5n da "na di,erente eDec"ci5n de c%lc"los para Aspen. Estos son; H"!KC"+0 !#'$, ")!+'! !',5'#$!)#' `Especi,icar la te$perat"ra de salida de "na de las corrientes> "sado para sit"aciones donde no ha- nin4n ca$bio de ,ase.
H"!KC"+0 !#'$, !',5'#$!)#' -;$/1'`Especi,ica el incre$ento o dis$in"ci5n de la te$perat"ra de "na de las corrientes. H"! ")!+'! !',5'#$!)#' $55#"$-;`Especi,ica la di,erencia de te$perat"ra entre la corriente caliente de salida - la te$perat"ra de entrada del ,l"ido ,río> "sado con ,l"Do en contracorriente. H"!KC"+0 !#'$, 0'1#'' )5'#;'$!K)%-""+`Especi,ica la te$perat"ra de salida debaDo del p"nto de rocío o por enci$a del p"nto de eb"llici5n de "na cierta corriente> "sada en eb"llici5n condensaci5n H"!KC"+0 !#'$, ($5"# 3#$-!i"/`Especi,ica la ,racci5n de vapor de salida para "na corriente dada 61.@ Bapor sat"rado - @.@ li0"ido sat"rado7> "sado para diseCo de condensaci5n - eb"llici5n C"+0 ")!+'! !',5'#$!)#' $55#"$-;`especi,ica la di,erencia de te$perat"ra entre la salida de la corriente ,ría - la te$perat"ra de entrada de la corriente caliente> "sado en ,l"Do de contracorriente H'$! T#$/3'# A#'$`especi,ica el %rea del interca$biador> b"eno para proble$as donde el ta$aCo del interca$biador es ,iDo H'$! D)!`especi,ica la cantidad de ener4ía trans,erida desde "na corriente a otra G'",'!#`c%lc"los basados en la distrib"ci5n 6la-o"t7 del interca$biador> b"eno para "sar co$o "na veri,icaci5n de los c%lc"los 6N"!$ \> "sted necesita seleccionar el c%lc"lo detallado para acceder a la opci5n eo$etr-7 Para el eDe$plo> 0"ere$os 0"e la corriente de Freon12 alcance "na te$perat"ra de 3@@ ?. La $eDor especi,icaci5n para los c%lc"los es C"+0 !#'$, ")!+'! !',5'#$!)#'. Seleccione esta opci5n e in4rese e in4rese el valor especi,icado de 3@@ ?. 6$ostrado en la ,i4"ra si4"iente7. )a$bien se debe especi,icar si el interca$biador ser% de ,l"Do en paralelo 6coc"rrent7 o en contracorriente 6co"nterc"rrent7. En este eDe$plo "sare$os ,l"Do en contracorriente.
Esta es toda la in,or$aci5n necesaria para correr el $todo corto. Ahora e,ect"ar la si$"laci5n - veri,icar el blo0"e de res"ltados 6ve$os T;'#,$+ R')+!7.
Sie$pre co$pr"ebe esta p%4ina cada ve= 0"e e,ecte la si$"laci5n. Beri,i0"e las te$perat"ras de entrada - salida para a$bas corrientes para el cr"ce de te$perat"ras. Beri,i0"e ta$bin las ,racciones de vapor. *o$o "sted p"ede ver> la corriente de 4licol ca-5 debaDo de la
te$perat"ra del diseCo de 31@? 6En círc"lo7. La tasa de ,l"Do de esta corriente necesita ser a"$entada para $antener la di,erencia de te$perat"ra de la salida a 1@ ?. 6Una especi,icaci5n de diseCo p"ede ser aplicada para encontrar la tasa correcta de ,l"Do7 La tasa de ,l"Do para la corriente de 4licol res"lta ser 1@2.+( :$olKhr .6.9 Di'" Ri1)#"" Una ve= 0"e el ,l"Do - la car4a de calor son de,inidas clara$ente> es hora de iniciar los c%lc"los detallados. Así es 0"e re4rese a la p%4ina S'!)5 de las p%4inas de entrada del ca$biador de calor. La p%4ina S'!)5 es $ostrada a contin"aci5n. Ante todo> ca$bie el tipo de c%lc"lo de ;"#!-)! al $todo detallado. n$ediata$ente> Aspen le pre4"ntar% a "sted 0"e identi,i0"e por donde va el ,l"ido caliente H. Para este eDe$plo> "se co$o se $"estra en la ,i4"ra. Ade$%s> Aspen ahora calc"lar% "n ,actor de correcci5n de LM)' para el interca$biador. La correcci5n predeter$inada es la correcci5n basada en la 4eo$etría - eso estar% bien.
Ahora d "n clic sobre la eti0"eta Press"re drop en lo alto de la p%4ina - aparecer% "na p%4ina n"eva de entrada. A0"í> "sted necesita especi,icar c5$o calc"lar% Aspen la caída de presi5n del ca$biador de calor. are$os 0"e Aspen calc"le la caída de presi5n de la 4eo$etría del ca$biador de calor. Esta opci5n se $"esta en la i=0"ierda - es la opci5n pre,erida.
N"!$W; )anto el lado ,río co$o el caliente tienen 0"e ser especi,icados para los c%lc"los de caída de presi5n.
Ahora hacer clic en la eti0"eta U ,'!;"0 . Usted necesita especi,icar c5$o calc"lar% Aspen el UV$+)' para el interca$biador. a- varias opciones clari,icadas debaDo. Para este eDe$plo> el UV$+)' se calc"lar% de Fi+, -"'33i-i'/!. Esta opci5n precisar% $%s entrada - esa p%4ina ser% $ostrada desp"s.
C"/!$/! U($+)'`Aspen "sa "n valor constante en los c%lc"losZ el valor es dado por el "s"ario P;$' 5'-i3i- ($+)'`Aspen "sar% los valores por de,ecto dados para sit"aciones especí,icas de trans,erencia de calor 6por eDe$plo. eb"llici5n de lí0"idos> li0"ido en el casco a li0"ido en los t"bos> condensaci5n> etc.Z estos valores por de,ecto p"eden ta$bien ser ca$biados por el "s"ario para aplicar a sit"aciones n"evas7 P":'# +$: '85#'i"/`Aspen "sar% "n ,actor de escala$iento 6scalin47 con "n coe,iciente total de trans,erencia conocido - "n ,l"Do conocido de "na sit"aci5n si$ilar de trans,erencia de calorZ el "s"ario debe s"$inistrarar a$bos valores E8-;$/1'# 1'",'!#`Aspen calc"la "n Uval"e pro$edio a partir de la 4eo$etría del interca$biador "sando al4orit$os de trans,erencia Fi+, -"'33i-i'/!`el Uval"e es calc"lado a partir de coe,icientes individ"ales de trans,erencia 6ho> hi7Z Nota\$%s entradas son necesarias - otra p%4ina para esta opci5n U'# S)%#")!i/'`da p%4inas de entrada para 0"e el "s"ario s"$inistre "n al4orit$o F/)/AN para los c%lc"los de U
Ahora hacer clic en la eti0"eta Fi+, -"'33i-i'/!. Aparece la p%4ina para in4resar datos. A0"í es donde debe especi,icar co$o Aspen calc"lar% los coe,icientes individ"ales de trans,erencia de calor. 6Nota\; Esta p%4ina sola$ente necesita ser llenada si los U val"e son calc"lados a partir de Fi+, -"'33i-i'/!.7 Esta p%4ina es $"- si$ilar a la p%4ina de entrada de los $todos para U a,ort"nada$ente las opciones de c%lc"lo son las $is$as. El eDe$plo "sar% la opci5n C$+-)+$!' 3#", 1'",'!#. Notar> sin e$bar4o> 0"e a$bos lados 6caliente - ,río7 del interca$biador necesitan ser especi,icados. Es ta$bin "na b"ena idea para adicionar al4"nos ,actores de incr"staci5n 6,o"lin47 para cada corriente en el espacio proporcionado. El eDe$plo no "sa nin4n ,actor de incr"staci5n> pero si al4n valor para el siste$a es encontrado en la literat"ra> in4rselo a0"í.
'esp"s 0"e los c%lc"los del coe,iciente de trans,erencia de calor son especi,icados> el si4"iente paso es establecer la 4eo$etría del ca$biador de calor. 'esde 0"e Aspen no hace cada c%lc"lo> ser%n necesarias las co$p"taciones de la $ano . Usted> el "s"ario> debe s"$inistrar el n$ero de pasos en los t"bos> el di%$etro del casco> el n$ero de t"bos> el lar4o de los t"bos> los di%$etros interior e8terior de los t"bos> el Pt 65i!-;7> el $aterial de los t"bos> el n$ero de pantallas 6%$33+'7 - espacia$iento de pantallas. Una parte del $aterial previo es arbitraria - real$ente no necesita ser calc"lada. Sin e$bar4o> el %rea de trans,erencia de calor necesita ser esti$ada> al $enos para la pri$era si$"laci5n> en ra=5n a encontrar el n$ero de t"bos.
El %rea p"ede calc"larse "sando la si$ple ec"aci5n A VK U ')LM. la car4a de calor 6 V 7 ,"e encontrada por Aspen - la di,erencia $edia de te$perat"ras p"ede ser ,%cil$ente calc"lada 6ir a nnterca$biadores ca *alor 7. Para calc"lar el %rea> "sted necesita encontrar "n valor para el coe,iciente total de trans,erencia de calor 6 r a Balores esti$ados del coe,iciente total U7. Un valor típico para n"estro eDe$plo es alrededor de 1#@ se "sara t"bos de 1inch. La lon4it"d no es i$portante> pero debe estar dentro de valores pr%cticos 6"n ran4o típico es de +2@ ,t> 2+ $7. Una ve= 0"e se han establecido las di$ensiones de la t"bería> el n$ero de t"bos p"ede ser encontrado ,%cil$ente dividendo el %rea total por el %rea de "n t"bo. El di%$etro del casco ser% calc"lado en base al n$ero de t"bos. Una correlaci5n dada en nterca$biadores de calor es; '6ha= de t"bos7 .'.\6Nt K :761 K n7 .'. es el di%$etro e8terior de "n t"bo> Nt es el n$ero de t"bos> - : - n son constantes dependientes del n$ero de pasos en los t"bos. *o$o este eDe$plo "sa dos pasos en el lado de los t"bos ; : @.29 - n 2.2@(. Estos c%lc"los sola$ente dan el ta$aCo del ha= de t"bos - no el di%$etro del casco. El di%$etro del casco es ahora encontrado adicionando al ha= de t"bos la l"= entre el ha= de t"bos - el casco. El espacio de l"= depende del tipo de interca$biador de calor> pero tipica$ente los ran4os van de 1@ $$ a 9@ $$. Ber la si4"iente biblio4ra,ía; *o"lson and /ichardson. *he$ical En4ineerin4 Fl"id Flow> eat )rans,er and Mass )rans,er. Bol"$e 1> #th ed.> !"tterworth and eine$ann> 199&. ncropera and 'ewitt. F"nda$entals o, eat and Mass )rans,er. th ed.> John 199&.
Ahora iniciar la con,i4"raci5n dando "n clic sobre la s"bcarpeta G'",'!# en el lado i=0"ierdo de la pantalla. La pantalla de arriba es la p%4ina de entrada para las di$ensiones del casco. n4rese la in,or$aci5n adec"ada. TEMA ;'++ !5' `selecciona el tipo de cascol> "npaso> dospasos> ,l"Dodividido> etc. EDe$plos de cada tipo de casco p"eden verse en las p%4inas 113 de Perr-Xs (th edici5n. "3 !)%' 5$'`selecciona el n$ero de pasos en los t"bos> 4eneral$ente son "sasos dos pasos E8-;$/1'# "#i'/!$!i"/`selecciona orientaci5n vertical " hori=ontal de los t"bos. 6Nota\ si se eli4e orientaci5n vertical> el "s"ario ta$bin debe especi,icar la direcci5n de ,l"Do del ,l"ido7 "3 '$+i/1 !#i5 5$i# `no necesario para c%lc"los I/i0' ;'++ 0i$,'!'#`in4resa el di%$etro del casco con las "nidades adec"adas S;'++ !" %)/0+' -+'$#$/-'`in4resa el espacio entre el interior del casco - el ha= de t"bos> re,erirse a la literat"ra para el espaciado adec"ado
T;' !)%' $"estra la pantalla de entrada. Los valores son in4resados en los espacios dados co$o se $"estra a contin"aci5n.
S'+'-! !)%' !5'`-a sea %$#' 6t"bos lisos7 o 3i//'0 6t"bos con s"per,icie e8tendida7Z 4eneral$ente> se "san t"bos lisos 6bare7 T"!$+ /),%'#`especi,ica el n$ero total de t"bos L'/1!;`especi,ica la lon4it"d total de los t"bos> incl"ídos todos los pasos P$!!'#/`especi,ica el arre4lo de los t"bos> -a sea trian4"lar o c"adrado> 4eneral$ente se "sa arre4lo trian4"lar Pi!-;`in4rasa la distancia entre centros de t"bosZ 4eneral$ente> el Pt es 1.2# veces el di%$etro e8terior de "n t"bo M$!'#i$+`selecciona el $aterial de los t"bosZ Aspen tiene di,erentes $ateriales para seleccionar o p"ede ser dado por el "s"ario C"/0)-!i(i!`in4resa la cond"ctividad tr$ica del $aterial seleccionado. Nota\ si este espacio no se ca$bia> Aspen "sar% por de,ecto "na cond"ctividad de s" base de datos T)%' i'`especi,ica el di%$etro e8terior de "n t"bo. Notar 0"e p"ede "sarse el di%$etro no$inal de t"beríaZ el "s"ario sola$ente necesita s"$inistrar el ta$aCo - n$ero de cd"la. 6Nota\; Aspen tiene "n pe0"eCo banco de datos de ta$aCos no$inales de t"bería> para otros ta$aCos ver; Perr-> P.. and reen> '. Perr-Xs *he$ical
En4ineerin4 andboo:. (th ed.> Mcrawill *o.> 19+(. p4. 1@(2 hasta 1@(7 'esp"s de entrar en in,or$aci5n en la p%4ina de entrada del t"bo> el si4"iente paso sera especi,icar las características del las pantallas 6ba,,les7.
A contin"aci5n se $"estra la hoDa de entrada para los de,lectores. Si es posible> los res"ltados de c%lc"los a $ano deberían ser introd"cidos en los espacios dados. En caso de 0"e no> ha- re4las 4enerales si$ples para diseCo en Aspen. *ada espacio est% clari,icado debaDo.
B$33+' !5' `selecciona '1,'/!$+ %$33+' o #"0 %$33+'Z '1,'/!$+ %$33+' son típicas N". "3 %$33+' $++ 5$'`n$ero de pantallas en el interca$biador> si no se conoce el n$ero e8acto de diseCo> "n b"en valor de inicio es el doble de la lon4it"d del interca$biador en $etros> por eDe$plo si la lon4it"d de los t"bos es cinco $etros in4rese die= pantallas. Mas pantallas p"eden adicionarse para incre$entar los coe,icientes de trans,erencia de calor> pero ca"sar%n 0"e a"$ente la caída de presi5n> por lo 0"e debe veri,icarse 0"e esta caída est dentro de los lí$ites aceptables.
B$33+' -)!`especi,ica la ,racci5n de %rea de secci5n transversal del casco para el ,l"Do del ,l"idoZ por eDe$plo> co$o se $"estra anterior$ente es "n valor de @.2# el c"al hace 0"e "na pantalla c"bra el (#[ del %rea de secci5n transversal del casco $ientras 0"e el 2#[ se deDa para el ,l"Do del ,l"ido. El %$33+' -)! debe estar entre @ - @.#. T)%';''! !" 6! %$33+' 5$-i/1`in4resa la lon4it"d entre la placa de t"bos - la pri$era pantalla B$33+' !" B$33+' 5$-i/1`especi,ica el espaciado entre pantallas L$! B$33+' !" !)%';''! 5$-i/1`in4resa la distancia entre la lti$a pantalla - la placa de t"bos 6'e "n lado_ en 4eneral el espacia$iento de pantallas` en el es0"e$a previo de tres espacios de pantallas> dos de los tres espacios necesitan estar llenos para la si$"laci5n. Si el espacia$iento del de,lector no se conoce en el inicio de la si$"laci5n> entonces la $eDor ,or$a es esco4er espacia$iento entre la placa de t"bos - el pri$er K lti$o de,lector. L"e4o Aspen a"to$%tica$ente calc"lar% el espaciando interior de las pantallas7 S;'++B$33+' -+'$#$/-'`especi,ica la distancia entre el casco - el e8terior de la pantallaZ esta in,or$aci5n no es necesaria para la si$"laci5n - p"ede deDarse en blanco T)%'B$33+' -+'$#$/-'`especi,ica la distancia entre el t"bo - el h"eco del t"bo en la pantallaZ esta in,or$aci5n no es necesaria para la si$"laci5n - p"ede deDarse en blanco. *"ando aparece "n -;'- ,$# a="l cerca a la eti0"eta ba,,le> la hoDa de datos de entrada est% co$pleta. La si4"iente p%4ina es los datos de entrada para acopla$ientos 6no==les7. *ada espacio es e8plicado a contin"aci5n. A0"í n"eva$ente> si es posible> "se los res"ltados de los c%lc"los a $ano.
S;'++ i/+'! /"+' 0i$,'!'#`di%$etro de la cone8i5n de entrada al casco. Si no se tienen valores disponibles en la literat"ra> "n b"en valor de inicio es "n c"arto el valor del di%$etro del casco para lí0"idos - "n $edio el di%$etro del casco para vapores S;'++ ")!+'! /"+' 0i$,'!'#`di%$etro de la cone8i5n de salida del casco debe ser i4"al a la cone8i5n de entrada c"ando no haca$bio de ,ase T)%' i/+'! /"+' 0i$,'!'#`di%$etro de la cone8i5n de entrada al t"bo. Si no se tienen valores disponibles en la literat"ra> "n b"en valor de inicio es "n 0"into el valor del di%$etro del casco para lí0"idos - "n c"arto el di%$etro del casco para vapores T)%' ")!+'! /"+' 0i$,'!'#`di%$etro de la cone8i5n de salida del t"bo debe ser i4"al a la cone8i5n de entrada c"ando no haca$bio de ,ase Ahora se ha co$pletado la especi,icaci5n del interca$biador. acer clic en N'8! para e,ect"ar la si$"laci5n
RESULTADOS La p%4ina de res"$en de los c%lc"los para el interca$biador de calor es $ostrada a contin"aci5n. Usted debe veri,icar sie$pre esta p%4ina. Ase4rese 0"e las te$perat"ras de entrada - salida son las deseadas> así co$o las ,racciones de vapor. En este
eDe$plo> no ha- ca$bio de ,ase así> las ,racciones de vapor en la entrada - salida deben ser i4"ales.
Ahora veri,i0"e$os la p%4ina E8-;$/1'# D'!$i+ 6$ostrada debaDo7. Ase4"rarse de ver el %rea re0"erida del interca$biador el %rea real del interca$biador.
*o$o "sted p"ede ver> el %rea real est% $"- por debaDo el %rea re0"erida. Usted ta$bin p"ede ver el coe,iciente de trans,erencia de calor calc"lado. Aspen ha calc"lado "n valor de 6>.=>
K,9 > el c"al est% por debaDo del valor esti$ado de 6> K,9 . Los res"ltados $"estran 0"e se necesita $%s %rea para la trans,erencia de calor - los coe,icientes de trans,erencia de calor necesitan ser incre$entados. Sin e$bar4o> antes de ca$biar la 4eo$etría del interca$biador> "sted necesita veri,icar el resto de p%4inas de res"ltados> iniciando con la caída de presi5n. La p%4ina de res"ltados P#')#' D#"5KV'+"-i!i' es $ostrada a contin"aci5n. Si',5#' se debe veri,icar esta p%4ina para ver si la caída de presi5n est% dentro de los li$ites. Ade$%s> veri,icar las velocidades para a$bos lados 6casco - t"bos7. Ber la biblio4ra,ía para encontrar las velocidades de ,l"Do reco$endadas para interca$biadores de calor. Para este eDe$plo> estos res"ltados est%n bien. 'e hecho> la velocidad del lado del casco p"ede ser a"$entada para a"$entar la trans,erencia de calor.
Ahora necesita$os re4resar - ca$biar la con,i4"raci5n del interca$biador para a"$entar el %rea de trans,erencia de calor. Use 0"e el %rea re0"erido 0"e Aspen ha calc"lado para encontrar "n valor n"evo para el n$ero de t"bos necesario. 6Nota \> es posible 0"e ser% necesario iteraciones para encontrar el %rea del diseCo. Para conver4er en el %rea de %rea de diseCo r%pida$ente es "na b"ena idea "sar 1@ [ sobre el %rea re0"erido.7 tra b"ena idea sería ca$biar la con,i4"raci5n de las pantallas para a"$entar los coe,icientes de trans,erencia de calor. Una ve= hecho esto> e,ect"ar la si$"laci5n otra ve= - veri,icar n"eva$ente todas las p%4inas de res"ltados. a4a los ca$bios necesarios para el interca$biador hasta 0"e el %rea real sea i4"al o $a-or 0"e el %rea re0"erido> las caídas
de presi5n est%n dentro de lí$ites> - sobre todo> se deben alcan=ar las te$perat"ras de salida dadas.
H$-'," +" i1)i'/!' -$,%i"
Ber la )abla 3.a para di$ensiones de ha= de t"bos en interca$biadores est%ndar A"$enta$os el n$ero - lon4it"d de los t"bos
*a$bia$os el n$ero - distancia entre pantallas e8tre$as - la paca de t"bos
E,ect"a$os la si$"laci5n - veri,ica$os los res"ltados A0"í est% la p%4ina )her$al /es"lts para el diseCo ,inal. El %rea act"al es 13[ $%s 0"e el %rea re0"erida. 6Esta esta en el ran4o de 1@2@[> considerada para prop5sitos de diseCo7
Pantallas
*o$o se p"ede ver> Aspen ha calc"lado el espaciado entre pantallas. 6!S @.+2 $etros7. /es"ltados detallados ta$bin son $ostrados para el casco> t"bos - acopla$ientos 6Gno==lesG7. Ahora co$probar si la 4eo$etría es adec"ada> la si$"laci5n debería ser e,ect"ada con los c%lc"los basados en la 4eo$etría. /etornar a la p%4ina de entrada S'!)5 para el ca$biador de calor. r a E8-;$/1'# S5'-i3i-$!i"/ - colocar C$+-)+$!i/ T5' SIMULATION - ree,ect" la si$"laci5n. Ahora los c%lc"los se basar%n en el %rea - con,i4"raci5n del interca$biador. *o$pr"ebe los res"ltados> si no son lo $is$o> consec"ente$ente la 4eo$etría necesita variarse. Los res"ltados no ser%n e8acta$ente i4"ales -a 0"e el %rea est% 13 [ sobre diseCada. Esto ca"sar% $%s trans,erencia de ener4ía entre los dos ,l"idosZ Así es 0"e las te$perat"ras de la cone8i5n de salida ser%n li4era$ente di,erentes a las te$perat"ras del diseCo. El eDe$plo res"lta p"es los c%lc"los de 4eo$etría son e8teriori=ados debaDo. *o$o "sted p"ede ver> las te$perat"ras de la cone8i5n de salida ca$biadas li4era$ente> - la corriente de lí0"ido de re,ri4eraci5n co$ien=a a vapori=arse. Sin e$bar4o> los obDetivos de la declaraci5n proble$%tica esta lo4rados.
Una ve= co$probada la 4eo$etría del interca$biador> re4resar a la p%4ina Set"p - v"elva a ca$biar al E8-;$/1'# S5'-i3i-$!i"/ para C"+0 !#'$, ")+'! !',5'#$!)#' Si Usted desea ca$biar al E8-;$/1'# S5'-i3i-$!i"/ a otra opci5n> establecer ese valor> - ree,ect"ar la si$"laci5n. Por eDe$plo> "sted p"ede esco4er H"! !#'$, ")!+'! !',5'#$!)#' p"ede colocar eso para la te$perat"ra de salida del Etilen4licol> la c"al es 31@ ?. /ee,ecte la si$"laci5n - co$pr"ebe los res"ltados. tra ve= los res"ltados deberían ser $"- si$ilares. ]sta es "na b"ena $anera para co$probar s" diseCo. /ec"erde> desp"s de cada si$"laci5n> sie$pre veri,icar las p%4inas S),,$# E8-;$/1'# D'!$i+ - P#'. D#"5KV'+"-i!i'Z para ase4"rarse 0"e el interca$biador est dentro de los lí$ites de diseCo. Una ve= 0"e el diseCo est% concl"ido> i$pri$a las p%4inas de entrada así co$o ta$bin los res"ltados para el ca$biador de calor para el in,or$e del diseCo. La si4"iente sesi5n abarcar% las operaciones de eb"llici5n condensaci5n. Estos dos procesos son de s"$a i$portancia en diseCo de n4eniería V"í$ica - ha- al4as consideraciones para hacerlos en Aspen.
R'3'#'/-i$ 1. Aspen Pl"s Si$"lator 1@.@1. User nter,ace 6199+7. 2. !ranan> *arl. /"les o, )h"$b ,or *he$ical En4ineers. 2nd ed.> "l, P"blishin4 *o$pan-> 199+.
3. *o"lson and /ichardson. *he$ical En4ineerin4 Fl"id Flow> eat )rans,er and Mass )rans,er. Bol"$e 1> #th ed.> !"tterworth and eine$ann> 199&. . ean:oplis> *hristie J. )ransport Processes and Unit perations> 3rd ed.> Prentice all> 1993. #. ncropera and 'ewitt. F"nda$entals o, eat and Mass )rans,er. th ed.> John 199&. &. Perr-> P.. and reen> '. Perr-Xs *he$ical En4ineerin4 andboo:. (th ed.> Mcrawill *o.> 19+(. (. /eid> Pra"snit=> and Polin4. )he Properties o, ases and Li0"ids. th ed.> Mcraw ill !oo: *o.> 19+(.
VII. REACTORES QUÍMICOS (.1 Modelos de /eactores en Aspen Aspen tiene los si4"ientes $odelos de reactores; MODELO
DESCRIPCIÓN
RSTOIC reactor este0"io$trico
reactor de RYIELD prod"cci5n
PROPÓSITO
UTILIDAD reactores donde la $odela reactores cintica es desconocida o este0"io$etricos poco i$portante con e8tensi5n o pero la conversi5n este0"io$etria especi,icada e8tensi5n son conocidas reactores donde la este0"io$etría - la cintica son $odela reactor con desconocidas o "na prod"cci5n poco i$portantes especi,ica pero la distrib"ci5n de rendi$iento es conocida
reali=a e0"ilibrio 0"í$ico - de ,ases por c%lc"los este0"io$etricos
reactores con si$"lt%neos reactor de REQUIL e0"ilibrio e0"ilibrios 0"í$icos - de ,ases reactores con si$"lt%neos e0"ilibrios reactor de reali=a e0"ilibrio 0"í$icos - de e0"ilibrio 0"í$ico - de ,ases ,ases. *alc"lo de RGIBBS con $ini$i=aci5n por de ener4ía de $ini$i=aci5n de la e0"ilibrios de ,ase !!S ener4ía de !!S para sol"ciones con s5lidos siste$as vapor li0"idosolido reactores de tan0"e a4itados con "na> dos> o tres ,ases con /eactor contin"o $odela reactor de reacciones de RCSTR de tan0"e a4itado tan0"e a4itado e0"ilibrio o controladas en al4"na ,ase basado en este0"io$etría o cintica reactores de ,l"Do pist5n con "na> dos> o tres ,ases /eactor de ,l"Do de $odela reactor de con reacciones de RPLUG pist5n e0"ilibrio o ,l"Do de pist5n controladas en al4"na ,ase basado en este0"io$etría o cintica reactores batch o se$icontin"os con "na> dos> o tres $odela reactores ,ases con reacciones de RBATCH /eactor !atch batch o e0"ilibrio o se$icontin"os controladas en al4"na ,ase basado en este0"io$etría o cintica
No es necesario especi,icar calores de reacci5n> por0"e Aspen Pl"s "sa la entalpía ele$ental del estado de re,erencia de calor de ,or$aci5n del co$ponente.
CIN[TICA DE RECCIONES DE LANGMUIRHINSHELOOD HOUGENATSON LHH
'onde; r : ) )o n Ea / *
; ; ; ; ; ; ; ; ; m ?1>?2>?i ;
Belocidad de reacci5n Factor pree8ponencial Temperatura en Kelvin
)e$perat"ra de re,erencia en ?elvin E8ponente de la te$perat"ra Ener4ía de Activaci5n *onstante "niversal de los 4ases *oncentraci5n del co$ponente E8ponente de la e8presi5n de absorci5n *onstantes de e0"ilibrio
ln Ki = Ai + Bi/T + Ci*ln(T) + Di*T donde; ?i )
; *onstante de e0"ilibrio ; )e$perat"ra en ?elvin Ai,Bi,Ci,Di *oe,icientes especi,icados por el "s"srio
.6
R'$-!"# E!')i",*!#i-" RSTOIC
* O 22 Q *3 Z reactor adiabaticoZ conversion de * 1@@[ la $e=cla reactante consta de 1 $ol de *> 2 $oles de 2 - # $oles de 'odecano *12 2&
17 PF'
27 'ata !rowser. Set"p - colocar in,or$aci5n inicial 37 'e,inir co$ponentes
7 Modelo ter$odin%$ico
#7 'e,inici5n de la ali$entaci5n
#7 Especi,icaci5n del /eactor
&7 *ree "n obDeto /EA*)N con el boton NE<> e introd"=ca la reaccion;
'ebe aparecer así el ,or$"lario
(7 *lic en la pestaCa EA) F /EA*)N para 0"e apare=ca el valor del calor de reacci5n en los res"ltados;
+7 *lic N'8! - eDec"te la si$"laci5n 6te$perat"ra de ,la$a adiabatica7; /es"ltados
En "na hoDa de c%lc"lo ALIMENTO Temperature F
77
PRODUCTO 163,7
Pressure
psi
14,7
14,7
0,375
0,125
8
6
883,734
883,734
1198,731
359,683
-0,805
-0,805
CARBO-01
1
0
HYDRO-01
2
0
METHA-01
0
1
N-DOD-01
5
5
Vapor Frac Mole Flow lbmol/hr Mass Flow lb/hr Volume Flow cuft/hr Enthalpy
MMBtu/hr
Mole Flow lbmol/hr
(.2 /eactor de Fl"Do en Pist5n 6PF/7
P#"%+',$ E&',5+" Pi#"+ii 0' B'/-'/" Se trata de "na reacci5n de pirolisis de benceno en "n reactor de ,l"Do en tap5n. 'ip,enil 6*121@7 es "n i$portante inter$edio ind"strial. Un es0"e$a de prod"cci5n i$plica la deshidro4enaci5n pirolítica de benceno 6*&&71. '"rante el proceso> ta$bin se ,or$a el tri,enilo 6*1+17 por "na reacci5n sec"ndaria. Las reacciones son las si4"ientes;
S"stit"-endo los 's si$b5licos si$b5licos A *&&> ! *121@> * *1+1 and ' 2
M"rhp-> La$b - el benceno lí0"ido ,"e vapori=ado> calentado hasta la te$perat"ra de reacci5n - ali$entado a "n reactor de ,l"Do en tap5n 6PF/7. La corriente del prod"cto es
condensada - anali=ada para co$ponentes diversos. Los res"ltados son tab"lados en la )abla 1. )abla 1 'atos de Laboratorio para P 1 at$. Temperatura (°F) 1400 1265 1265 1265 1265 1265 1265 1265 1265 1265
Flujo (lbmol/hr) 0.0682 0.0210 0.0105 0.0070 0.0053 0.0035 0.0030 0.0026 0.0007 0.0003
yA
yB
yC
yD
0.8410 0.8280 0.7040 0.6220 0.5650 0.4990 0.4280 0.4700 0.4430 0.4430
0.0695 0.0737 0.1130 0.13222 0.1400 0.1458 0.1477 0.1477 0.1476 0.1476
0.00680 0.00812 0.02297 0.03815 0.05190 0.06910 0.07400 0.07810 0.08700 0.08700
0.0830 0.0900 0.1590 0.2085 0.2440 0.2847 0.2960 0.3040 0.3220 0.3220
D$!" $0i-i"/$+' A *&&
! *121@
* *1+1
Di,'/i"/' 0'+ R'$-!"# T)%)+$# L 3(.# in>
' @.# in
L'' 0' V'+"-i0$0
C"/!$/!' '5'-43i-$ 0' ('+"-i0$0 0' #'$--i/
' 2
C"/!$/!' 0' ')i+i%#i"
V$+"#' 0' +" P$#?,'!#" E1 3@19@ calK$ol lb$oleKhK,t3Kat$2 E2 3@19@ calK$ol lb$oleKhK,t3Kat$2 AX 19.(& !X 1&92 *X 3.13 'X 1.&3E3 EX 1.9&E( P 1.&9#9# psi
A1 (.E& A2 +.&&3@E& AXX 2+.( !XX (2 *XX .32 'XX 3.1#E3 EXX #.@+E( / 1.9+( calK$olK?
E&'#-i-i" Si4"iendo las instr"cciones d"rante la sesi5n del laboratorio - el "so las hoDas de c%lc"lo para d"plicar los datos presentados en la )abla 1 para ) 1@@ F - P 1 at$. "sando Aspen Pl"s. f*"%l la di,erencia por ciento entre las ,racciones $olares e8peri$entales si$"ladasH 1 .S. Fo4ler> Ele$ents Ele $ents o, *he$ical /eaction En4ineerin4> 3rd ed.> p.(((9> Prentice all> New Jerse-> 1999.
2 .!. M"rph-> .. La$b> and ?.M. )rans. A$. nst. *he$. En4rs.> 637 29> 193+.
Para si$"lar el siste$a en ASPEN "sare$os el $odelo RPLUG 17 *ra$os el PF'
27 n4resa$os al 'ata !rowser coloca$os in,or$aci5n inicial. Siste$a de "nidades S
37 n4resa$os co$ponentes
7 Modelo ter$odin%$ico; SSP
#7 Ne8t
&7 ?. *ondiciones de la ali$entaci5n
97 Ne8t. )ipo de /eactor
1@7 'i$ensiones del reactor
117 n4resa$os al F5lder /eactions - s"b,older /eactions
12. *lic en New. Acepta$os el ' predeter$inado para el siste$a de reacciones /1 - selecciona$os Select )-pe P
137 ?. 'e,ini$os las reacciones. En ASAPEN> representare$os las dos reacciones reversibles co$o c"atro reacciones> cada "na con s" e8presi5n cintica. Selecciona$os New para proceder a especi,icar las reacciones. Pri$era reacci5n
Se4"nda reacci5n;
)ercera reacci5n;
*"arta reacci5n
Ahora el siste$a de reacciones debe aparecer co$o;
17 n4resa$os los datos cinticos reacci5n 1
/eacci5n 2
/eacci5n 3
/eacci5n
1#7 Ne8t. Adiciona$os el Set de reacciones al PF'
1&7 Ne8t. MensaDe de 0"e la in,or$aci5n est% co$pleta - proceder a la si$"laci5n. Antes de proceder a la si$"laci5n es reco$endable 4"ardar el trabaDo; PF/1
1(7
Panel de *ontrol 0"e indica co$o se ha llevado a cabo la si$"laci5n - las carpetas con los reportes.
1+7 /es"ltados. /es"$en
*orrientes
197 Para ver los per,iles in4resa$os a travs del $en;
2@7 Ne8t. M"estra los di,erentes tipos de 4ra,icas.
Selecciona$os *o$position - Ne8t.
217 Si desea$os ver o i$pri$ir los res"ltados
.< E85#'i/ 0' L' 0' P"!'/-i$ 5$#$ +$ ('+"-i0$0
.= C",5$#$-i/ 0' 0i3'#'/!' !i5" 0' R'$-!"#'
XII. EXAMINANDO RESULTADOS Y GENERANDO REPORTES *ar4a$os el eDe$plo del **l> *2*l2> - **l3 6EDe$plo 17 ace$os "n an%lisis de resid"ales
)ene$os la ,i4"ra;
- la tabla;
69.6 G'/'#$/0" #'5"#!' r a la barra de herra$ientas; Vi': I/5)! S),$#
