Manual chemcad 3 - Equipos de destilación

Handbook of Distillation Unit in Steady State. Chemistry Engineer

91

by Collantes A. Wilmer GENio

Cyrius Performance

–

Cyrius Technology Inc.2006

By Collantes Acuña Wilmer

GENIO .

–

Course of CHEMCAD for Students

Chemistry Engineer

Chemistry Engineer Measurement, Simulation & Control

Cyrius Performance

Handbook of Distillation Unit In 5.1.3 Steady State using Chemcad Manual de unidades de destilación en estado estacionario usando funcionamiento de unidades usando usando chemcad 5.1.3

By Collantes A. Wilmer S. GENIO Cyrius Technology, Inc.

This chapter describes the input for all distillation unit operation modules. Este capitulo describe las entradas para todas los funcionamiento de los módulos de unidades de destilación. SHORTCUT DISTILLATION (SHOR) RIGOROUS INSIDE-OUT DISTILLATION (TOWR) A Description of the SCDS Column TOWER PLUS MODULE (TPLS)


–

Destilación Destilación de entrada-salida rigurosa Columna SCDS Modulo Torre Plus


.

–


92

Chemistry Engineer

Cyrius Performance

Los dispositivos que están subrayados con una sola línea, significa que son utilizados para el control del proceso como: censores (controladores), registradores y funciones para programar el proceso a modo automático con respecto a un tiempo. Los dispositivos que se encuentran subrayados con doble línea significan que contienen mayor información similar al equipo, por ejemplo, si colocamos el puntero del mouse sobre este icono “SCDS columm” en la paleta de equipos, aparecerá una nota que indica el nombre del equipo seguido de un aviso “para mayor información, clic con el botón derecho

del Mouse”. Se mostrara una barra conteniendo más equipos:

SCDS columm #1,#2,#3,#4,#5,#6,#7 Estos equipos son diferentes cada uno, se caracterizan por: algunos accesorios adicionales que llevan, la función que cumplen el equipo, como una destilación reactiva, el número de aliment., que puede ser máximo 5, el número de corrientes de productos intermedios y controles que puedan tener. SCDS Columm #1: Columna de Destilación con 2 alimentaciones, 2 corrientes laterales de productos, un condensador y un ebullidor. Indispensable: - Numero de platos. - El Nº de plato que entra la 1° y 2° alimentación. - Modo de condensado. - Selección de modo de reboiler. SCDS Columm #2: Columna de Destilación con 5 alimentaciones, 4 corrientes laterales de productos, un condensador y un ebullidor. Indispensable: - Numero de platos. - El Nº de plato que entra las alimentaciones. - Modo de condensado. - Selección de modo de reboiler. SCDS Columm #3: Columna de Absorción con 2 alimentaciones, 2 corrientes de productos. Indispensable: - Numero de platos. - El Nº de plato que entra la 1° y 2° alimentación. - Modo de condensado (No condensado) - Selección de modo de reboiler (No Reboider)

93


–


.

–


Chemistry Engineer

Cyrius Performance

SCDS Columm #3: Columna de destilación con 3 alimentaciones, 1 corrientes lateral de productos, un ebullidor y una corriente de cabeza. Indispensable: - Numero de platos. - El Nº de plato que entra la 1° y 2° alimentación. - Modo de condensado (No condensado) - Selección de modo de reboiler. SCDS Columm #4: Columna de destilación reactiva con 3 alimentaciones, 2 corrientes lateral de productos, un ebullidor, condensador una corriente de cabeza y cola. Indispensable: - Numero de platos. - El Nº de plato que entra la 1° y 2° alimentación. - Modo de condensado (No condensado) - Selección de modo de reboiler. - Especificaciones paras Dest. Reactiva SCDS Columm #5: Columna de Absorción reactiva con 2 alimentaciones, 2 corrientes de productos, Indispensable: - Numero de platos. - El Nº de plato que entra la 1° y 2° alimentación. - Especificaciones paras Dest. Reactiva

SCDS Columm Dinamica: Columna de destilación Dinamica con 3 alimentaciones, 3 corrientes lateral de productos, un ebullidor, condensador, vessel, valcula de reflujo una corriente de cabeza y cola. Indispensable: - Numero de platos. - El Nº de plato que entra la 1° y 2° alimentación. - Modo de condensado (No condensado) - Selección de modo de reboiler.


–


.

–


94

Chemistry Engineer

Cyrius Performance

DESTILACIÓN

E

sta sección describe las técnicas disponibles para resolver individual mente los problemas de destilación de multicomponentes o dentro del diagrama de flujo interconectado. CHEMCAD ofrece un método corto y dos tipos básicos de métodos rigurosos, “Al revés” y “Rectificación simultáneas”. El método método “Al revés” entra entra en dos formularios, TOWR y TORRE PLUS. TOWR representa las configuraciones de la columna normales mientras que la TORRE PLUS permite que las columnas complejas contengan heat exchangers (intercambiadores de calor), pumparounds (bombas intermedias que sacan parte del flujo, lo enfrían y lo regresan al plato superior siguiente) y Stripping laterales (corrientes intermedias que sacan el gas absorbido del liquido). El método de las Rectificación simultáneo, SCDS, son requeridos típicamente para los súperfraccionamiento y columnas químicas que requieren la robustez sustancial. Naturalmente, SCDS proporciona la plataforma para simular una destilación reactiva.

Destilación Reactiva

Además de los anteriores, hay consideraciones suaves que perjudican la opción de los modelos. Por ejemplo, En las condiciones termodinámicas non-ideales normalmente perjudican la opción de SCDS, considerando que TOWR es normalmente más seguro y apropiado.

2- Pautas Generales Para La Destilación 2.1-Los grados de libertad CHEMCAD requieren rigurosos modelos de destilación, tú tienes que especifica el número de platos, perfil de presión, y todos los flujos de la entrada. entrada. Estas características características técnicas técnicas son suficiente para definir todos el rendimiento completamente de un absorbente simple o un stripper sin las cargas de calor externas y ninguna línea lateral. En otros términos, el algoritmo contiene tantas ecuaciones independientes que son desconocidos, tal que no hay ningún GRADO DE LIBERTAD restante. Cada grado de libertad libertad le permite permite al usuario especificar una variable independiente como la proporción del reflujo, carga de calor o flujo del componente o fracción.

1. Escogiendo un Modelo Para la destilación rigurosa

Los tres modelos rigurosos pueden desempeñarse como absorbedores "Standard", stripper y fraccionamiento fraccionamiento c/s reboilers, condensadores, alimentos múltiples y múltiples líneas. Por consiguiente, consiguiente, la opción opción de los modelos se hace más fácilmente por la excepción, considerando solamente estas áreas no son dirigidas dirigidas por un modelo particular. La siguiente tabla muestra excepciones que requieren el uso de un modelo particular: Condiciones Requeridas

95


Cada reboiler, condensador o intercaciadores lateral agregan un grado de libertad a la columna. Cada línea línea lateral lateral agrega agrega un grado de libertad. Cada pumparound agrega dos grados de libertad porque la línea de salida y retorno al plato son diferentes y los pumparound de intercambiadores de calor modifica la condición térmicas del flujo de retorno. Un Stripper lateral agrega agrega dos grados de libertad pero CHEMCAD exige al usuario que defina la fuente de calor del Stripper, mientras que deja un grado de libertad para el usuario.

Modelo Reque:

Eficiencia de platos < 100% Side strippers and pumparounds Condiciones especificas de platos –

SCDS

SCDS TOWER P. TOWR, TOWER P.

2.2-Escogiendo las especificaciones Como una regla general, las características técnicas preferidas, son aquéllos con el posible


.

–


Chemistry Engineer rango más amplio. Con tal aspecto, aspecto, el usuario esta menos posible a violar los límites aceptables. Por ejemplo, ejemplo, las proporciones del reflujo pueden variar teóricamente de cero (ningún reflujo) a la infinidad (reflujo total). Por otro lado, la temperatura de un componente puro esta en función de la posición. Ambas experiencias e intuición indican esa facilidad de convergencia que es proporcional al rango de la especificación escogido. Desgraciadamente, Desgraciadamente, la la especificación especificación aceptable del rango no siempre es obvio y puede variar con la configuración de la columna y presión.

Cyrius Performance Reiniciando desde el perfil de convergencia "startup", la columna normalmente puede converger a componentes puros u otras aspectos similares. 2.4-Estimaciones Las estimaciones convenientes proporcionan a menudo un perfil de arranque bueno que el propio algoritmo. Sin embargo, desde el algoritmo preferencialmente siempre usa un valor estimado de entrada para inicializar su perfil. Lo siguiente puede ser útil: Las temperaturas pueden ser estimadas por sintetizando lo que esperamos sobre la cabeza, productos de fondo y puntos de la burbuja calculado. El flujo superior puede estimarse del flujo de los producto. Puede estimarse el flujo del reflujo de la proporción del reflujo esperada y el flujo de productos.

Cuando las metas de la simulación exigen el uso de una especificación de rango mínimo, es posible definir el rango aceptable por la proporción del reflujo variando y notando el cambio en la especificación especificación deseada. Si la especificación deseada no puede lograrse dentro de los limites de una proporción del reflujo muy baja y muy alta, puede ser necesaria la re configuración de la columna, puede cambiar la presión o puede buscar los errores en los modelos termodinámicos.

2.5-El factor húmedo En la configuración de la TOWR (sitios de inout), el factor húmedo puede usarse para minimizar el efecto de variaciones fuertes en los cálculos cálculos del factor factor de de K. El valor valor tiene tiene como valor predefinido 1 y puede variarse entre 0 y 1.0 dividir o promediar los valores de K entre las iteraciones globales dentro del algoritmo. Los factores húmedos bajos (0.20.5) minimiza minimiza la oscilación oscilación del valor valor K pero no puede constituir a poco realista o especificaciones especificaciones fuera de los limites. Un similar efecto húmedo puede lograrse en una SCDS reduciendo la eficacia de la fase arbitrariamente. arbitrariamente. Esto tiene el efecto de minimizar el valor K, mientras que permite el equilibrio material y la concentración se perfila para converger. Este acercamiento no debe usarse con las especificaciones de la concentración puesto que una columna ineficaz es menos probable para ser capaz de hacer tales aspectos. Con el perfil de la concentración estabilizado, la columna puede relajarse normalmente por la eficacia requerida en uno o más pasos

2.3-Inicialización de columnas difíciles Las columnas difíciles normalmente pueden ser inicializadas escogiendo variables del ancho-rango que más probablemente son converger arbitrariamente, mientras que se proporciona un camino factible a la solución requerida. Empezando de una solución convergida (juego inicial flag=1), es más probablemente que la columna convergerá a las especificaciones especificaciones requeridas. Por ejemplo, una columna normal con reboiler y condensador normalmente puede converger poniendo la proporción del reflujo, R/D, y flujo de los fondos. R/D es una especificación especificación preferida, Porque la mayoría de los valores es aceptable, y un valor fijo estabiliza el intercambio de vapor-líquido en la columna, que, a su vez, estabiliza el perfil de temperatura y valores valores de K. Semejantemente, se estima el flujo de los fondos fácilmente, el flujo del alimento y los requisitos de purezas, esto estabiliza el equilibrio material total. by Collantes A. Wilmer GENio

–


.

–


96

Chemistry Engineer

Cyrius Performance

DATOS GENERALES La configuración contiene los parámetros en el orden siguiente de entrada:

3- DESTILACIÓN REACTIVA Descripción La destilación reactivo es simulado usando SCDS como una plataforma para la adición de especificaciones de la reacción químicas. Las reacciones pueden definirse como cinético y/o equilibrio y puede ocurrir en el líquido y/o fase de vapor, simultáneamente. Las expresiones para el equilibrio y proporciones de reacción descritos son iguales para el reactor del equilibrio y el reactor cinético.

El número de reacciones líquidas: Se permite un total combinado de 20 líquido y/o reacciones de vapor. El número de reacciones de vapor: Se permite un total combinado de 20 líquido y/o reacciones de vapor La unidad de flujo molar: Se necesitan definir las unidades de flujo molar, las condiciones de concentraciones de la reacción. Seleccione del menú siguiente (s.d.m.s): 0 Lbmoles 1 Kmoles (Kilogramo-mol) 2 Gmmoles Activation energy: Seleccione la energía de activación s.d.m.s.: 0 Btu 1 kBtu (mil) 2 MMBtu (millon) 3 Joules 4 kJoules 5 MJoules 6 Cal 7 kCal 8 Mcal Unidad de volumen (s.d.m.s) 0 Cubic feet 1 Cubic meters 2 Liters 3 Cubic centimeters

Definición de Parámetros de la Dest. Reactiva El cuadro de dialogo de la destilación reactivo son activadas poniendo un checkmark en el El control se presenta sobre la pagina general del cuadro de dialogo del SCDS.

Unidad de Tiempo (s.d.m.s) 0 Hours 1 Minutes 2 Seconds Indicador de la concentración: concentración: Para las reacciones de fase de vapor el usuario puede definir las condiciones de la concentración como moles/volume o la presión parcial 0 Moles/volume 1 Partial pressure Unidades de Presión 0 psia 1 atm

97


–


.

–


Chemistry Engineer

2 3 4 5 6 7 8

Cyrius Performance

psig mmHg bar kPascal MPascal Pascal kg/cm2

Unidad de Temperatura Sólo, para las reacciones de equilibrio uno debe definir las unidades de temperatura en la ecuación que expresa la dependencia del equilibrio K en la temperatura. Esta unidad de temperatura no se usa en la expresión cinética desde que la unidad de temperatura se infiere de la unidad de energía de activación. 0 Degrees Rankine 1 Degrees Kelvin 2 Degrees Fahrenheit 3 Degrees Celsius

DATOS DE EQUILIBRIO

TIPOS DE REACCIÓN Se configura el tipo de cada reacción cinético o equilibrio.

La fase de la reacción. Especifique reacción de la fase líquida o reacción de fase de vapor. Los parámetros (A) a través de (D) Representa los coeficientes para la ecuación de equilibrio de reacción siguiente:

Reacción (N) = numero de reacción desde 1 - 20. Kinetic Equilibrium

ln( keq ) = A +

VOLUMEN DE REACCIÓN

B 2 + C . ln(T ) + DT + ET T

La definición de Keq depende en la fase de la reacción. Use la flecha hacia abajo para desplegar los menús.

Volumen de Reacción Etapa (N), liquido volumen (N), Etapa (N), vapor volumen (N),

DATOS DE EQUILIBRIO CINÉTICO Configuración de los parámetros de reacción y estequiometricos requeridos para cada reacción. Repetirá hasta que todas las reacciones se describan.

Datos Cinéticos La fase de la reacción. Reacción de fase líquida Reacción de fase de vapor Frequency factor In número (constante). Activation energy. In numero (energía de activ.) Reservado para casos especiales. 3 parámetro. El coeficiente estequiometrico, el factor exponencial, factor de adsorción, energía de adsorción, exponente de adsorción. by Collantes A. Wilmer GENio

–


.

–


98

Chemistry Engineer

Cyrius Performance

REACCIONES INVÁLIDA Le permite al usuario desactivar una o dos reacciones, típicamente del líquido y vapor, en las fases seleccionadas,:

Puesto que las separaciones de la tres-fase son por su naturaleza non-ideales, generalmente se recomienda que el usuario seleccione el módulo de SCDS para realizar la simulación de la destilación desde que este módulo mantiene las características de la convergencia superiores no sistemas no ideal. Esto no se requiere, sin embargo, si fuese mas conveniente, el usuario podría seleccionar TOWR o TPLS.

4. DESTILACIÓN 3 FASES CHEMCAD es capaz de simular las columnas de destilación de tres-fases, es decir, columnas que tienen dos líquidos y una fase de vapor. Puede aplicarse a todos los tipos de destilaciones sin tener en cuenta qué materiales comprenda las dos fases líquidas. Para usar esta facilidad, el usuario debe hacer dos cosas:

Al realizar una simulación de destilación de tresfase, debe notarse que: a. La fases de los dos-líquido son desplegados cuando los perfiles de la torre están impresos o vistos.

1. Esa el método termodinámico apropiado, es decir, los métodos selectos y BIP que reconocerá la existencia de dos fase líquidas encima del rango considerado.

b. No es necesario decir al programa dónde las fases líquidas múltiples se formarán. Algunos programas requieren requieren esto. CHEMCAD no necesita esa especificaci{on. especificaci{on. CHEMCAD le dirá donde las dos fases líquidas se formarán.

2. El valor K selecto del eq. LLV que convierte el proceso flash en la simulación flash de tres fases rigurosa o especificando la destilación de tres-fase en el menú de SCDS. .

99


–


.

–


Chemistry Engineer

Cyrius Performance

4.1PAUTAS

Cerca de los puntos de ebullición

Columna de presión alta

Si la columna involucra una separación del punto de ebullición cercana, la diferencia de temperatura entre la cima y fondo de la columna es normalmente pequeña. En este caso, la estimación de temperatura inicial es importante. Si el perfil de arranque generado por el programa muestra la distribución de flujo incorrecta en los platos, como todo el flujo va a la cima de la columna y el fondo se seca, usted puede tener que re-estimar la T cabeza o fondo de T. Usa una estimación más bajo de temperatura si la columna se seca al fondo y una estimación de temperatura más alta si la columna se seca en la cabeza.

La columna debe operarse debajo de la presión crítica del flujo interior. Si la columna se opera bajo una misma condición de presión alta, el algoritmo de la inicialización no puede dar una distribución composicional apropiada en cualquiera de los platos de la columna. Esto a veces causa que la columna no pueda converger. Si esto pasa, usted puede simular la columna bajo una presión más baja, consiga un valor a una presión baja que converja. Entonces cambie la presión al valor deseado y ponga la opción 1 del perfil (inicial flag) inicial. Reestrene la columna y en la mayoría de los casos, la columna convergerá.

Problemas de Convergencia

2. Verifique si las características técnicas si son razonables como: a. Calor del condensador, reboiler o los intercambiadores laterales que pueden empujar totalmente todos los materiales del alimento al tope o al fondo.

Si usted tiene problema para que converge la columna, verifique los pasos siguientes: 1. Sintaxis de errores de entrada. Más errores de la sintaxis se informan por el programa antes de que usted ejecute SCDS. by Collantes A. Wilmer GENio

–


.

–


100

Chemistry Engineer

Cyrius Performance

b. La temperatura especificada no puede estar archivada en la composición especificada y presión. d.Flujo característica técnicas pueden chocar con los flujos del producto.

linearizará al perfil entre las fases en que usted lo estableció. Por Consiguiente, Consiguiente, estime el perfil en las fases dónde la mayoría de característica nonlinear existe.

3. Si todos los pasos correctivos se han tomado y la columna todavía no converge, intente usar el perfil inicial opciones 2, 3 o 4. El programa

EJEMPLOS DESTILACIÓN SCDS 1. Destilación simple con condensador total La unidad no. 1 No. de etapas 1ra etapa de aliment. Tipo del condensador Modo del condensador Especif. del condensador El modo de Reboiler Especificación de Reboiler P de Tope Caída de P del Condensador Caída de P de la columna Destilado estimado Razón de reflujo estimada T estimada de tope T estimada de fondo

Una proporción del reflujo de 2.5 se especifica para el condensador total y la proporción de producto de fondo se especifica como 255.8 lbmol/hr. Se dan las Estimaciones para la T de tope, T de fondo, proporción de destilado y reflujo.

SCDS 1 -3 -4 = 25 = 15 =0 =1 = 2.5 =4 = 255.8 lbmol/hr. = 130. el psia = 3. el psia = 5. el psia = 180. el lbmol/hr. = 450. el lbmol/hr. = 100 F = 250 F

La columna tiene 25 etapas con un flujo de alimento en la etapa 15. El flujo 3 es el líquido destile de tope y flujo 4 es el producto del fondo. Para este caso Diseñe el proceso similar a la (Img.-009), luego pase a la simulación grafica en donde tendrá que inserte los mismos componentes del ejemplo de la pagina 13 (tolueno y benceno), especificar las condiciones de la alimentación. Para ello clic doble sobre el rectángulo con el numero 1 o doble clic en el conducto 1 del grafico (Img.-009), luego aparecerá un cuadro de dialogo (imagen a la derecha) donde se especifica la temperatura, presión, flujo de cada componente y el nombre del conducto en “Stream Name”, ningún dato adicional es necesario. La configuración del Equipo se muestra mediante las3 imágenes siguientes. Esto cuadro de dialogo aparecerá al dar doble clic sobre el equipo.

101


–


.

–


Chemistry Engineer


Cyrius Performance

–


.

–


102

Chemistry Engineer

Cyrius Performance

Especificación de las Ecuaciones: Clic sobre este icono Aparecerá el cuadro de dialogo de la izquierda. En donde especificamos para el valor K el método de “Peng Robinson” Aceptamos (O.K) aparecerá un cuadro de dialogo que nos dirá que el proceso de reiniciara con la ecuación especificada , aceptamos esta advertencia.

103


–


.

–


Chemistry Engineer

Cyrius Performance

Luego damos clic en este ic. El cuadro de dialogo de la izquierda nos pide que especifiquemos que método utilizara el simular para hallar la entalpía, especificamos “Peng - Robinson” Luego damos clic en el siguiente icono: Para ejecutar la simulación

Luego Damos clic en cualquiera de estos dos iconos son para ver los reportes, el primer icono muestra un reporte resumido mientras que el otro más completo

Ejemplo 02 – absorción (Model EVL)


–


.

–


104

Chemistry Engineer General Condenser Type Nº of stages Feed stages 1st feed for stage 2st feed for stage Simulation Model Specifications Condenser mode Reboiler mode Convergente General estimaciones Dest. Rate Temperatura estimate T top T botton Convergencia Inicial flag

Cyrius Performance

= =

0 (Total o none) 15

= = =

1 15 Regular EVL model

= =

0 0

=

360 lbmol/hr

= =

54.5 C 65.5 C

=

1 (reload column profile)

2. Absorbedor con Reboiled y un flujo Lateral de producto La unidad no. 1 No. de fases No. of stages 1st feed stage 2nd feed stage Condenser mode Reboiler mode Reboiler specification Reboiler component i spec. Side stream 1 stage no. Side stream 1 spec. P top

105


= = = = = = = = = = = –

SCDS 1 2 -3 -4 -5 18 18 1 8 0 5 388. lbmol/hr. 3 4 -450. lbmol/hr. 250. psia Cyrius Technology Inc.2006

.

–


Chemistry Engineer Condenser pressure drop Column pressure drop Estimated distillate rate Estimated T top Estimated T bottom

Cyrius Performance

= = = = =

0 5. psia 500. lbmol/hr. -90. F 30. F1 fase del alimento

El modo del condensador condensador 0 muestras muestras que no hay hay ningún condensador condensador en la cabeza de la columna. Una proporción de flujo de 388 lbmol/hr. para el tercer componente componente se especifica el fondo. Es especifica en que etapa salen los flujos. flujos. No hay ningún reflujo, para que una estimación de proporción de reflujo no es necesaria.

4. Condensador Con Productos L.V. La unidad no. 2

SCDS 1 -2 -3 -4

No. de fase 1 fase del alimento El tipo del condensador El modo del condensador La especificación del condensador El modo de Reboiler La especificación de Reboiler El arroyo lateral 1 fase no. El arroyo lateral 1 especificación. La cima del P La gota de presión de condensador La gota de presión de columna Estimado destile el flujo La proporción del reflujo estimada T estimados cubren T estimados basan


–

= 34. = 15. = 1. = 4. = 320. el lbmol/hr. =2 = 1.2 MBtu/hr = 1. = -210. el lbmol/hr. = 50. el psia = 3. el psia = 4. el psia = 320. el lbmol/hr. = 650. el lbmol/hr. = 120. F = 300. F


.

–


106

Chemistry Engineer

Cyrius Performance

11

Columna SCDS

11.1.Descripción

Este modelo puede simular sistemas de destilación de dos fases o tres fases rigurosamente. rigurosamente. Si el cálculo es la tres-fases, el usuario tiene la opción para decantar una de las fases líquidas en el condensador, mientras el reflujo en el otro.

S

CDS es un módulo de equilibrio V-L de muchas etapas rigurosas que simula cualquier cálculo de la columna, incluso las columnas de destilación, absorbedores, absorbedores con reboiled y Stripper. Los productos laterales con calentadores/refrigeradores del lado también pueden ser simulados rigurosamente por el SCDS. La eficacia de los platos también puede introducirse. introducirse. SCDS se se ocupa de columnas con fases ilimitadas, cinco arroyos de alimento, y cuatro productos del lado. No hay ningún límite al número de SCDS en un flowsheet.

SCDS es principalmente diseñado para simular el valor K non-ideal para sistemas químicos. Esto usa un método de convergencia y calcula los derivado de cada ecuación rigurosamente (Newton-Raphson), incluso el termino DK/DX (derivado del valor K con respecto a la composición) que es significante en la simulación del sistema química. El tiempo de ejecución de SCDS es sobre todo normalmente más largo que el otro método TOWR cuando el número de componentes involucrado es mayor que 10. La guía general para la destilación se especifican en las paginas 7 y 8,

SCDS ofrece una variedad de especificaciones, como la proporción de flujo molar total (such as total mole flow rate), calor (heat duty), proporción del reflujo (eflux ratio), proporción de ebullición (boil-up ratio), temperatura, fracción molar (mole fraction), fracción de recuperación (ecovery fraction), proporción de flujo de componente (component flow rate), y proporción de flujo de dos componentes en los productos (flow ratio of two components in products).

107


–

11.2. Descripción de los Parámetros Generales-Unidades de Op. 2.1.- Tipo del condensador 0 condensador total 1 condensador parcial 2 condensador total - con decantación


.

–


Chemistry Engineer 3 Condensador parcial - con decantación

Cyrius Performance decant) (upper layer Alpha (capa superior A), lower layer Beta (capa inferior B)). (Img-SCDS-04)

Img- SCDS-01

Img-SCDS-02 Para la opción 1 o 2 (1 salida lateral = reflujo) (2 salida lateral =decantado)

Para opción 0 , el condensador total 2-fases, el destilado será líquido. Para opción 1 , el condensador parcial 2-fases, el destile será sólo el vapor del condensador. Todo el líquido es el reflujo en la condición predefinida. Si el usuario usuario tiene un condensador parcial y desea separar el líquido realimentado del condensador, esto debe ser retirado como un producto de la cima (con el vapor), Ud. deben especificar un arroyo del producto lateral que viene de la etapa 1 (el condensador) ( Img-SCDS-02). Este arroyo debe identificarse en el flowsheet y su presencia crea otro grado de libertad en el problema que debe equilibrarse por una especificación del producto lateral (debajo).

Img-SCDS-03 Chemcad detecta la corriente de producto que le tomara como corriente decantado.

Para opción 2 , el condensador total con decantación tres-fase, dos fases líquido desde desde el condensador. El usuario puede especificar qué porción de condensado es el reflujo, qué porción es decantado, y qué porción se retira como producto. El destilado, sin embargo, siempre es formado hacia arriba de alguna porción de la fase líquida ligera. Normalmente, por supuesto, una de las fases, es completamente decantada, pero esto no es requerido por CHEMCAD. (Img-SCDS-03)

Esta opción requiere que el usuario prepare un arroyo lateral de la columna (Img-SCDS-02). Esto debe hacerse en los gráficos del flowsheet o Topología. Este flujo lateral es para el líquido decantado. decantado. Su presencia presencia no crea un grado extra de libertad y, por consiguiente, no requiere una especificación del producto lateral. Cuando usamos 3-fases con decantación, opciones 2 (sobre) o 3 (debajo) usted no debe definir la fase de decantación o la especificación. El SCDS asume que el primer lado de productos definido por gráficos será la decantación del condensado.

Img-SCDS-04 Para opción 3 , el condensador parcial con decantación tres-fase, vapor, y dos fases líquidas desde el condensador. El vapor es el destilado. Las dos fases líquidas son decantadas o sirven como reflujo. El usuario puede especificar cuánto de cada fase líquida se decanta y cuanto de cada fase liquida sirve como reflujo

La porción de cada fase líquida que va al decantador se especifica en página 1 del menú de SCDS “Para condensador con decantación” (For Consdenser with by Collantes A. Wilmer GENio

–


.

–


108

Chemistry Engineer usando (For Consdenser with decant) “Para condensador con decantación” (Img-SCDS-04)

Cyrius Performance

11.2.5. Column pressure drop Caída de presión de la columna:

Esta opción requiere que el usuario prepare un arroyo lateral de la columna (Img-SCDS-02). Este arroyo lateral es para los líquidos decantados. Su presencia no crea un grado extra de libertad y, por consiguiente, no requiere que una especificación del producto lateral se haga.

Ingrese la caída de presión a través de la columna y reboiler como un número positivo. La presión en cada plato se calculará por el linealización de la presión de entrada en la cima de la columna (excluyendo el condensador) y fondo de la columna (incluso el reboiler si existe).

11.2.6. Reflux Pump Pressure Presión de Bomba de reflujo:

Determina la presión de destilado y reflujo.

11.2.7. Bottoms Pump Pressure : Presión de bombeo de los ffondos. ondos.

Determina la presión del flujo de los fondos.

11.2.8. No. of Stages/ Segments: No. de etapas / Segmentos :

Img-SCDS-05

11.2.2. Condenser degree subcooled: Grado de sub-enfriado del condensador:

Img-SCDS-06

El sub-enfriamiento puede especificarse para un condensador total. El número insertado es el número de grados debajo del punto de la burbuja del líquido destilado. No es la temperatura del condensador. Por ejemplo, especificar un condensador total que opera a una temperatura 20 °F debajo del punto de burbuja del líquido destilado, ponga el tipo del condensador 0 y los grados del condensador de subcooling (subenfriamiento) a 20.

Para el modelo EVL regular , éste es el número de fases incluyendo el condensador y reboiler. Se numeran las fases de la cima de de la columna. Si un condensador está presente, se trata como etapa 1. Si un reboiler está presente, se trata como la etapa N. teóricamente, no hay ningún límite al número deetapas. El número real de etapas permitido depende de la memoria de la computadora y el número de componentes en el sistema. El número mínimo de etapas es 2.

11.2.3. Top Presure

Para el modelo “Tray Mass Transfer ” , transferencia de masa en platos, éste es el número teórico (no ideal) de los platos en la columna. platos1 y N todavía son el condensador y reboiler, si están presente.

Presión en el tope.

La presión a condensador o cima de la columna. Si no entró, la primera presión de arroyo de alimento se usará.

Para el modelo “Packed Column Mass Transfer ” Transferencia de masa para columnas empacadas, éste es el número de segmentos usado como los segmentos de cálculo en los métodos numéricos del modelo de transferencia de masa. En el EVL regular, regular, CHEMCAD

11.2.4. Condenser pressure drop: Caída de presión del condensador:

Ingrese la caída de presión de condensador como un número positivo.

109


–


.

–


Chemistry Engineer realiza un cálculo de EVL alrededor de cada etapa. Para la columna condensada, CHEMCAD realiza el EVL y cálculos de transferencia de masa alrededor de cada segmento. Usando muy pocos segmentos origina usar demasiados tamaños del paso en la integración numérica; el resultado será un ajuste agitado a una curva lisa. Usando muchos segmentos proporcionarán la respuesta correcta, pero tomará para calcular más tiempo. Como una regla general, usa 25-100 segmentos.

Cyrius Performance las transferencia de masa para columnas empacadas y platos se muestran en (Img-10 y img-11).

11.2.11. Upper Layer (Alpha) Capa superior (Alfa)

La capa superior es la división de fracción de decantación para la fase líquida ligera en el condensador. Sólo se usa cuando el tipo del condensador es 2 o 3, es decir, cuando dos fases líquidas existen en el condensador. El valor predeterminado es 0. Cuando la capa superior = 0, toda la fase ligera es elreflujo, y ninguno se envía al decantador. Cuando la capa superior superior = 1, toda la fase ligera se envía al decantador y ninguno es el reflujo. Se permite cualquier número entre 0 y 1. Aun cuando un destilado o el producto lateral de líquido ligero se han tomado fuera del condensador, la fracción se aplica a la cantidad total de producto de líquido ligero condensada por el condensador.

11.2.9. Feed stage locations Situar la etapa de Alimentación.

En las etapas del alimento deben ingresarse desde la cima hacia el fondo. El número de sitios de las etapas de alimentación debe ser igual que el número de flujos del alimento a la columna. Se ingresan en los sitios como calentadores/condensadores. (Img-SCDS-07 ) El ejemplo: SCDS 9 5 3 -7 -6 1ra etapa del alimento: 3 2da etapa del alimento: 10 3ra etapa del alimento: 24

Este parámetro es llamado (Alpha) “Alfa” en las versiones anteriores de CHEMCAD.

En el ejemplo anterior, la columna tiene tres arroyos de alimento. Corriente 9 entra en etapa 3, corriente corriente 5 entra en etapa 10 y corriente 3 entra en etapa 24. Se permite un flujo de alimento que entra en un condensador o en un reboiler. reboiler. Si usted requiere que los flujos de alimentos múltiples entren en la misma etapa, debe usar el mezclador antes de ingresar a la columna.

Img-SCDS-07

Img-SCDS-09

11.2.12. Lower Layer (Beta) Capa Inferior Beta

La capa inferior en la división de fracción en la decantación para la fase del líquido pesado en el condensador. Sólo se usa cuando el tipo del condensador es 2 o 3, es decir, cuando las fases de doslíquido existen en el condensador. El valor predeterminado es 0. Cuando la Capa inferior = 0, toda la fase pesada es el reflujo y ninguno se decanta. Cuando la Más bajo Capa = 1, toda la fase pesada se envía al decantador y ninguno ninguno al reflujo. beta puede ser cualquier número entre 0 y 1.Beta se aplica a la cantidad total de líquidos pesados condensado por el condensador.

Img-SCDS-08

11.2.10. Simulation Model Modelo de simulación:

Escoja EVL regular para usar el SCDS normal para una columna de N etapas. Este modelo asume el equilibrio de mezcla en cada etapa. Las opciones de transferencia de masa usan difusibilidades de Maxwell-Stefan y la correlación empírica para calcular la matriz de coeficientes globales de transferencia de masa. (ImgSCDS-08), los cuadros de diálogos de configuración de by Collantes A. Wilmer GENio

–


.

–


110

Chemistry Engineer Este parámetro es llamado Beta en las versiones anteriores de CHEMCAD.

11.2.16. Three-phase flag

Cyrius Performance

Señalador de tres-fase

11.2.13. Reactive distillation? ¿destilación reactivo?

El modo predefinido (0) es para la destilación de dos fases.El usuario puede convertir para tres-fases la destilación seleccionando con un aspa en este opción para permitir equilibrio LLV en esta unidad (local) o usando el valor K (global) del E_LLV en el menú del valor K.

Un aspa aquí, indica que la destilación es reactiva. Si este campo se verifica, el cuadro de dialogo de entrada de datos para la destilación reactiva aparecerán automático cuando el usuario pulse el botón botón [Ok]. Vea destilación reactiva mostrada en las paginas anteriores anteriormente.

11.2.17. Three-phase stage from

11.2.14. Stage efficiency at top

Tres fases desde la etapa

Eficacia de la etapa en el tope

Cuando una simulación de tres-fases se ha especificado, el valor predeterminado, los cálculos de las tres-fases son en todas las etapas. Si estas estas fases existen, se se mostrarán; si no, no se muestran y se perderá tiempo de cómputo. Este método de buscar buscar tres fases en todas las fases es el acercamiento más seguro. seguro. También es el más lento. Para acelerar el cálculo, el usuario puede decir al programa solamente buscar en ciertas etapas para dos fases líquidas. En esta celda, la etapa de arranque se identifica.

Ingrese en la celda la eficacia en el tope de la columna. El valor predefinido es 1. Una manera alternada de especificar las eficacias de la etapa se proporciona a través de la PERFIL DE EFICIENCIA DE LA ETAPAS opción localizada en página 3 de 5 del cuadro de dialogo mostrado en el inicio inicio de este capitulo columna columna SCDS.

11.2.15. Stage efficiency at bottom Eficacia de la etapa en el fonfo

Ingrese en la celda la eficacia en el fondo de la columna. El valor predefinido es 1.

11.2.18. Three-phase stage to Ésta es la etapa final para la especificación anterior.

3. Descripción del condensador, reboiler y la especificación de los platos.

111


–


.

–


Chemistry Engineer

Cyrius Performance destilado de la lista de componentes que se muestra al costado.

11.3.1 Select Condenser mode

Seleccione el modo de especificación de condensador del menú siguiente: Mode no. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Specification

no condensador proporción del reflujo poder calorífico de condensador, en negativo, temperaturas del condensador proporción de flujo molar en la destila total proporción de flujo molar de un componente en el destilado fracción molar de un componente en el destilado fracción de separación en la corriente de alimentación para el destilado. fraccionaria de la cantidad de alimentos en el destile proporción de flujo molar entre dos componentes en el destilado. proporción de flujo de masa en el destilado proporción de flujo de masa de los componentes en el destilado fracción de masa de los componentes en el destilado. proporción de flujo del volumen de líquido saturado en el destilado. proporción del flujo molar del reflujo. proporción del flujo masico del reflujo.

Ejemplo: Modo del Condensador = 5 especificación del condensador = 25.7 lbmol/hr Especificación del componente = 2 Especifique la proporción de flujo del segundo componente en el destile para ser 25.7 lbmol/hr. Para el modo 9, comp. i y comp. j

Esto se requiere para el condensador modo 9 qué requiere especificación de dos componentes. Entre en la posición del componente para el componente i y j. Ejemplo: Modo del Condensador = 9 Especificación del condensador = 0.03 Proporción del condensador posición 1 = 4 Proporción del condensador posición 2 = 3

La proporción de flujo molar del comp 4/mole proporción de flujo de comp 3 = 0.03 en el destilado.

11.3.2.- Condenser specification Especificación del condensador

11.3.3.- Modo de Reboiler

Ingrese en la especificación del condensador según el modo del condensador condensador seleccionado anteriormente. El poder calorífico del condensador debe ser un número real negativo. Si el modo es 0, este valor no se necesita.

El modo no. La especificación 0 no reboiler 1 proporción de Ebullición V/B 2 Poder Calorífico del Reboiler, positivo, 3 temperatura del Reboiler 4 proporción de flujo molar total en el fondo 5 proporción del flujo molar de un componente en el fondo 6 fracción molar de un componente en el fondo 7 fracción de separación de un componente en la corriente de alimentación en el fondo. 8 fracción de cantidad de alimentos en el fondo 9 proporción de flujo molar entre dos componentes en el fondo 10 proporción de flujo masico en el fondo 11 proporción de flujo masico de componentes en el fondo 12 fracción masica de los componentes en el fondo.

ejemplo A: modo del Condensador = 1 La especificación del condensador = 2.3

El ejemplo B: Modo del Condensador = 2 Especificación del condensador = -2.3 MMBtu

Para los modos 5, 6, 7, 11, 12, Especificación de componentes i en el condensado.

El modo 0 indica ningún reboiler (como un absorbente). Cualquier otro modo mayor que el cero indica que el reboiler existe y se proporcionan la característica técnica.

Se requiere para el condensador los modos 5, 6, o 7. Ingrese el componente que desee especificar en el by Collantes A. Wilmer GENio

–


.

–


112

Chemistry Engineer

Cyrius Performance componente si la especificación de un componente en el fondo es necesaria.

11.3.4.- Especificación de Reboiler Ingrese en la especificación del reboiler según el modo del reboiler seleccionado anteriormente. El poder calorífico del Reboiler debe ser un número real positivo. Si el modo es 0, este valor no se necesita.

ejemplo: el modo de Reboiler = 5 especificación de Reboiler = 25.7 lbmol/hr. Especif. Del componente i en el reboiler. = 3

ejemplo A: modo de Reboiler = 4 especificación de Reboiler = 213.5 lbmol/hr.

Especifique la proporción de flujo del tercer componente en el fondo debe ser 25.7 lbmol/hr.

modo de Reboiler = 9 comp i y comp j

Especifique la proporción del flujo molar en el fondo como 213.5 lbmol/hr.

Esto se requiere para el reboiler modo 9. Entre en la posición del componente para los componentes i y j.

ejemplo B: modo de Reboiler = 2 especificación de Reboiler = 42.3 MMBtu

El ejemplo: especificación de Reboiler = 0.01 proporción de Reboiler posición 1 = 4 proporción de Reboiler posición 2 = 5

Especifique el poder calorífico del reboiler como 42.3 MMBtu.

Especifique proporción de flujo molar de comp = 4/mole proporción de flujo de comp 5 = 0.01 en el fondo.

Especificación de los componentes componentes i del reboiler.. reboiler.. Esto se requiere para los modos 5, 6, 7, 11, o 12. ingrese en la posición del componente en la lista del

11.3.5. Side Products mode nº: Modo de números de productos productos laterales. (este cuadro saldrá cuando su equipo equipo se parecerá a la (Img-SCDS-02 )

113


–


.

–


Chemistry Engineer En las sitios de las etapas de producto laterales deben ingresarse desde las corrientes de etapas localizadas desde el tope hasta hasta las colas. El número de sitios de las etapas de producto laterales debe ser igual que el número de flujos de productos laterales definidos en el diagrama de flujo de la columna.

Cyrius Performance 5 del menú de la entrada. Todavía es necesario hacer la especificación original a su condensador, reboiler, o al flujo lateral de la manera normal. La especificación del plato varía el valor de la especificación original entonces para encontrar la especificación del plato. Para usar esta opción usted debe completar las celdas siguientes:

El ejemplo: TOWR 2 3 -4 -7 -9 -12 1 etapa del alimento no. 5 2 etapa del alimento no. 15 1 etapa de producto de lado no. 3 2 etapas de producto de lado no. 10 La columna tiene dos arroyos del alimento que entran respectivamente en las etapas 5 y 15. la Corriente 4 es el destilado desde el tope de la columna y la corriente 7 es el producto de fondo. La corriente 9 es el primer producto lateral desde la etapa 3 y la corriente 12 es el segundo producto desde la etapa 10.

11.3.10. Adjust the specification

Especificación de ajuste El programa variará el valor de la especificación del condensador, la especificación del reboiler, o cualquiera de las especificaciones de los productos laterales.

11.3.6. Side Products mode: modo de los Productos lateral:

11.3.11. until the…measured object: Es el setpoint de tipo inconstante. inconstante. Puede estar en una una etapa o en el destilado.

El modo no. La especificación 1 proporción del flujo masico del liquido 2 proporción del flujo molar del liquido 3 proporción de líquido trazado {proporción de líquido trazado} / {líquido Neto que deja el plato} 4 Proporción de vapor trazado = {proporción de vapor trazado} / {vapor Neto que deja el plato} 5 proporción del flujo masico del vapor 6 proporción del flujo molar del vapor

11.3.12. Tray number: Número de platos Si la variable moderada está en un plato, ingrese el número de la etapa aquí.

11.3.13. Variable. Este campo identifica qué variable del plato especificada será puesto el valor especificado. Abriendo la ventana proporciona una lista completa de las opciones. Resalte la variable deseada.

11.3.7.- Side stream La especificación del flujo lateral. (La equivalencia. Nos. 17, 19, 21, 23):

11.3.14. Phase:: Identifique si la variable especificada anteriormente en la fase de vapor que deja la etapa o la fase líquida que deja la etapa.

11.3.8.- Side stream draw rate estimates

11.3.15. Comp Position:

Proporción flujo molar estimado. El ingreso de datos es optativa.

Si la especificación de la Etapa especificada es una variable de composición, será necesario identificar qué componente está envuelto. Esto se hace ingresando la posición de los componentes en la lista de componente en este campo.

11.3.9. Optional Tray Specifications Especificaciones optativas de las Etapas A veces es necesario hacer una especificación a un plato particularmente en vez de un condensador, reboiler,o. En CHEMCAD usted puede hacer esto usando las especificaciones optativas de los platos en la página 3 de by Collantes A. Wilmer GENio

–

11.3.16.El Valor especificado: Dé el valor numérico de la variable especificada en flowsheet global que diseñó las unidades.


.

–


114

Chemistry Engineer

Cyrius Performance

Img-10 - Transferencia de masa en columnas empacadas

Img-11 - Transferencia de masa en Platos 115 by Collantes A. Wilmer GENio – Cyrius Technology Inc.2006 .

–


Chemistry Engineer

Cyrius Performance

Ejemplo 02 (Absorbedor)

Configuración de Equipo

General Condenser type = Nº de stages = 1º feed tray for stream = 2º feed tray for stream = Simulation model = Specifications Condenser mode = Select Reboiler mode = Convergence General Estimates Dist. Rate = T top = T bottom = Initial flag = Damping factor = Tray efficiencye profile =

0 total or none 15 1 15 Packed column mass transfer none none 3600 lbmol/hr 54.5 ºC 65.6 ºC 1 reload column profile 1 2 comp/tray efficiencye.

Component Tray efficiency Stages Nº 1 15 Packed Column Diameter section 1 Parking height Liquid flow model Calculation method Packing type Packing name Packing material Packing size

= = = = = = = =


Com 1 0.2 0.2

Com. 4 1 1

0.25 m 2m mixed flow 1 Structured Packing (Bravo, Rocha and fair) Dumped Raschig Ring Ceramic Use

–


.

–


116

Chemistry Engineer

117


Cyrius Performance

–


.

–


Chemistry Engineer


Cyrius Performance

–


.

–


118

Chemistry Engineer

Cyrius Performance

4. CONVERGENCIA

Cuadro de dialogo de convergencia de un SCDS Column

11.4.1. Estimación de la proporción de destilado

Ingrese la estimen del reboiler o la temperatura de la ultima etapa. Es recomendable ingresar ingresar este valor. Deje el espacio en blanco si el valor es desconocido.

La estimación de la proporción de destilado de flujo molar. Son recomendados ingresar. No ingrese un número arbitrario o cualquiera. Si usted no tiene ninguna idea sobre la proporción de destilado, deje este espacio de especificación en blanco. El SCDS usará su propia estimación.

11.4.5. Estimación de la T2: Ingrese la estimación de la temperatura de la etapa 2. Esto se recomienda para problemas que tienen una diferencia de temperatura grande entre T de tope y T2 como las columnas con un condensador condensador subcooled. El ingreso de este valor es opcional.

11.4.2. Estimación de la proporción de reflujo. La estimación de la proporción de reflujo del flujo molar. Ésta no es la especificación de la proporción de reflujo y no debe ingresarse si no se conoce aproximadamente. Se recomienda ingresar este dato si es conocido, sobre todo para un reflujo muy grande.

11.4.6. Estimación de la T(N-1): Ingrese la estimación de la temperatura de la etapa N-1. Esto se recomienda para problemas que tienen una diferencia de temperatura grande entre la T de colas y T (N-1). El ingreso de este valor es Opcional.

11.4.3. Estimación de la T de Tope. Ingrese la estimación del condensador o la temperatura de la etapa de tope. Es recomendado ingresar este valor. Deje el espacio en blanco si el valor es desconocido.

11.4.7. Máaximo Numero de Iteraciones. Ingrese el número máximo de iteraciones para ña convergencia. El valor por defecto es 20 iteraciones.

11.4.4. Estimación de la T de Colas. 119


–


.

–


Chemistry Engineer

Cyrius Performance casos. Esta opción se usa internamente si la columna es la parte de un reciclado de regreso.

11.4.8. Indicador Inicial El propósito del algoritmo de cálculo de la destilación es permitir al usuario proporcionar las estimaciones iniciales para el cálculo de la destilación. La opción predefinida es 0. Esta opción requiere la cantidad mínima de información de la entrada (proporción de flujo de destilado, proporción del reflujo, etc.) y iniciar su propia estimación del perfil por el algoritmo de generación del perfil incorporado. En la mayoría mayoría de los casos, la opción 0 no tiene ningún problema de convergencia

Si el SCDS no converge debido al vapor sumamente non-lineal o al perfil de temperatura del líquido en la columna, usted puede querer estimar el perfil inicial como sigue: 2 Temp Profile Only: Estime el perfil de temperatura solamente. 3 Temp and Vapor Profile: Estime la temperatura, y la proporción del flujo de vapor. 4Temp, Vapor, Liquid Profile: Estime la temperatura, vapor y el perfil del líquido. Nota: La temperatura, el vapor y las proporciones del flujo molar del líquido deben tener las mismas unidades como usted seleccionó en la sección de selección de unidad.

11.4.8.1 Recargar el Perfil de la Columna :

5 Temp, Vapor, Liquid, Pressure: Estime la temperatura, flujo de vapor, flujo líquido y presión. Nota: El P's proporcionado son valores arreglados, es decir, Los demás arreglan el perfil de presión. presión. Los T's, V's, y L's sólo son las estimaciones iniciales.

La recarga del perfil de la columna entera de los resultados simulados anteriores, es muy eficaz para los estudios del caso. Asegúrese que usted tenga una base de casos desde las ejecuciones anteriores antes de que usted seleccione opción 1. El número de fases y el número de componentes debe permanecer igual que la base de


–


.

–


120

Chemistry Engineer Si el usuario desea normalmente arreglar un perfil de presión en la columna de otra manera que el perfil lineal creado por el programa, esto puede hacerse seleccionando opción 5.

Cyrius Performance Usted puede especificar la tolerancia si usted desea. Típicamente.Sin embargo si usted está utilizando concentraciones en ppm, usted puede tener que apretar la convergencia. convergencia. Un valor demasiado pequeño puede causar algún error de Round-off.

Para opciones 2, 3, 4 y 5, es necesario completar el Menú de Estimaciones que aparecerá siguiendo el menú de SCDS inmediatamente cuando el usuario pulse el botón [Ok]. El menú de estimaciones sólo aparece si el indicador de inicialización es igual a la opción 2,3, 4, o 5.

11.4.10. Factor Humedecido: Ingrese un valor entre 0 - 1 si el SCDS no converge usando los métodos ordinarios. Esto activa una disminución de la eficacia de arranque que puede estabilizar las columnas difíciles.

No es necesario dar las estimaciones para cada fase en el menú. Dé sólo sólo las fases fases deseadas y el programa programa realizará la interpolación lineal para determinar las estimaciones iniciales para el resto. Deben proporcionarse el tope y la etapa del fondo.

11.4.11.Reboiler Thermosyphon, corriente de la fracción de vapor :

El SCDS calcula la tolerancia de la convergencia por las ecuaciones siguientes:

Factor = ( v2 + L1 + Feed/3 ) / 2 Toleranc.=1.0E-9*((2*nc +1)*nstage)*[Factor*4]^2

11.4.12.Perfil de la Eficienciade de Plato: Esta opción le permitirá especificar las eficiencias de las múltiples platos o por el componente y platos. Si un perfil incompleto se proporciona, el programa interpola para conseguir los valores perdidos. Si esta opción se selecciona, la especificación se ingresa en las pantallas que aparecen al terminar el SCDS,

Donde:

121

= flujo de Vapor en fase 2. = flujo Líquido en fase 1. = Alimentación total de moles. = No. de componentes. = No. de etapas.


–

de

Si su reboiler es un reboiler de thermosyphon, usted puede especificar la fracción de vapor de la toma de corriente del reboiler. Si usted hace que, CHEMCAD calculé la proporción de flujo y la curva calorífica del reboiler. Este cálculo no afectara el cálculo de la destilación, sólo el reporte de la información del reboiler.

11.4.9. Tolerancia de la Convergencia:

V2 L1 Feed nc nstage

toma


.

–


Chemistry Engineer

Cyrius Performance

11.4.13.Calculo Poder Calorífico del condensador:

Visualizando la proporción del reflujo calculada por CHEMCAD, basado en las especificaciones del usuario. Note que si usted no tiene un condensador que éste en el numero non-cero, como usted tiene líquido que deja la etapa de tope. Para una columna con el condensador, ésta es la proporción de Reflujo molar.

CHEMCAD calcula el poder calorífico del condensador, basado en las especificaciones del usuario.

11.4.13. Calculo del Poder Calorífico del Reboiler: CHEMCAD calcula el poder calorífico del reboiler, basado en las especificaciones del usuario.

11.5 TOPOLOGÍA Las etapas de la columna se enumeran de la cima de la columna hacia abajo. En los flujos de la alimento como de costumbre, se ingresan como los números del flujos positivos mientras en los flujos de salida se ingresan como números de flujo negativo. Los flujos flujos de alimento deben ingresarse desde el tope hacia el fondo.

11.4.14. Calculo del Reflujo del flujo Molar: Visualizando los líquidos que salen del ‘plato teórico ' en la etapa 1. Nota: si usted no tiene un condensador que éste en el numero non-cero, como usted tiene líquido que deja la etapa de tope. Para una columna con el condensador, ésta es la proporción de Reflujo molar..

Un heater/cooler (calentador/enfriador) lateral es simulado especificando un flujo de alimento en la etapa deseada con proporción de cero de flujo pero teniendo la proporción de entalpía deseada. La entalpía positiva indica un calentador; la entalpía negativa indica un enfriador.

11.4.15. Calculo del Reflujo del flujo Masico. Visualizando el líquido que sale del ‘plato teórico ' en etapa 1. Nota, si usted no tiene un condensador que éste en el numero non-cero, como usted tiene líquido que deja la etapa de tope. Para una columna con el condensador, ésta es la proporción de masa de Reflujo.

El primer flujo de salida será siempre el destilado y el segundo flujo de salida será siempre el producto de fondo de la columna. columna. Si el tipo del condensador condensador es 2 o 3, el flujo decantado siempre es el tercer flujo de la toma de corriente. corriente. Se tratan todos todos los arroyos de salida salida

11.4.16. Calculo de la Proporción de Reflujo. by Collantes A. Wilmer GENio

–


.

–


122

Chemistry Engineer adicionales como los productos laterales y deben ingresarse del tope hacia el fondo. Si la columna tiene un condensador parcial y tiene vapor y líquido ambos productos del condensador, el vapor del condensador se definirá como destilado y el producto líquido se definirá como el primer primer producto lateral. Si la columna tiene un condensador total, no habrá vapor del condensador y el producto líquido del condensador se define como un destilado.

Cyrius Performance corrientes 7 y 9 son dos productos más laterales localizados en alguna parte abajo la columna.

Ejemplo: SCDS 1 4 -2 -5 -3 -7 -9 Suponga la columna tiene un condensador parcial (condensador tipo 1) y un producto líquido del condensador. La topología declarada anteriormente proporciona la información siguiente:

11.6. MÉTODOS

La columna tiene dos flujos de alimento, 1 y 4. flujo 1 entra en la columna en un sitio más alto. El flujo 2 es el producto de vapor (destilado) del condensador y el flujo 5 es el producto líquido del fondo de la columna. El flujo 3 es el producto líquido del condensador (se trata como el primer flujo del producto lateral) y las

123


–

Los SCDS usan el método de la corrección simultáneo para la simulación el fraccionamiento riguroso. riguroso. Aunque el algoritmo es apropiado, usted puede encontrar una discusión del método general en Kister, H.Z.; Distillation Design, McGraw-Hill (1992).


.

–


Chemistry Engineer

12

Cyrius Performance

TOWER (Torre)

12.1. RIGUROSA DESTILACIÓN NSIDE-OUT

Destilación con condensador y reboiler.

La TOWR es un módulo de equilibrio vapor-líquido de muchas etapas rigurosas que simula solo el cálculo de la columna incluso las columnas de destilación, absorbedores, absorbedores con reboiled y strippers. Los productos laterales heaters/coolers de lado también pueden ser planeados rigurosamente por TOWR. La TOWR se ocupa de columnas con un máximo de cinco flujos de alimento, y cuatro productos laterales. La TOWR ofrece una variedad de especificaciones que lo hacen muy flexible al uso. Usted puede especificar el condensador, reboiler, o condiciones del plato. Las especificaciones, como la proporción de flujo total molar, el poder calorífico, proporción del reflujo, proporción de boil-up (ebullición), la temperatura, fracción molar, fracción de recuperación, la proporción de flujo de componente, la proporción de V/L, la proporción de flujo de masa, la proporción de flujo volumétrico, fracción de masa, la proporción de flujo de dos componentes, gravedad y peso molecular de productos, se permite en la TOWR.

Destilación con condensador y reboiler(mayor In y Out)

La convergencia de TOWR es normalmente más rápida que el otro módulo de cálculo de Plato-a-Plato del SCDS. Por consiguiente, se recomienda fuertemente que TOWR se use para simular una columna a menos que una de las situaciones siguientes ocurre: Absorbedor.

1. la eficacia del plano no es 1. 2. modelando de un sistema amino (MEA/DEA) (MEA/DEA) y la convergencia es lenta. 3. TOWR no converge. Si la torre involucra Stripers laterales y pumparounds o más de cinco alimentos o cuatro productos del lado se requiere, el modulo que debe usarse es TOWER PLUS. En la barra de Equipos el icono que representa la torre es

Destilación con reboiler.

Mayor especificación (Clic sobre el botón derecho)

Numero de Torres : by Collantes A. Wilmer GENio

–


.

–


124

Chemistry Engineer Destilación Reactiva.

Cyrius Performance Absorción Reactiva.

12.2. PARÁMETROS - PAGINA GENERAL

Las CONFIGURACIÓN GENERALES de los parámetros siguientes, en el orden de ingreso:

12.2.1. Tipo de condensador:

3 condensador parcial con decantación de agua en el cond.

0 total o ningún condensador 1 condensador parcial 2 condensador total con decantación de agua en el cond.

125


–


.

–


Chemistry Engineer

Cyrius Performance Ingrese la caída de presión del condensador como un número positivo.

12.2.5. Caída de presión de la columna: Ingrese la caída de presión a través de la columna y el reboiler como un número positivo. La presión en cada plato se pondrá por la interpolación lineal del plato desde el tope (no condensador) hasta el fondo de la columna (incluso reboiler).

Especifique el tipo del condensador como 0 si no hay ningún condensador. Para un condensador total, el destilado será líquido. Para un condensador parcial, el destilado será el vapor del condensador aun cuando hay un producto líquido en el condensador que se definirá como un producto lateral líquido.

12.2.6. Número de Etapas: El número de etapas incluso el condensador y reboiler. Se numeran a las etapas desde el tope de la torre hasta abajo. Si un condensador está presente, se trata como etapa 1. Si un reboiler está presente, se trata como la etapa N. El número mínimo de etapas es 2; no hay ningún máximo.

El agua inmiscible, opción K-valor debe usarse si el tipo se seleccionan 2 o 3. El usuario recordará K-valores K-valores locales que pueden asignarse al ops de la unidad individual, si se necesitara.

12.2.2. Temperatura de Subcooled:

12.2.7. Localización de los Sitios de Alimentación:

Subcooling puede especificarse para un condensador total. Si un valor no-cero en que X entra como una temperatura del subcooled, el condensador se arreglará a la temperatura X y el destilado será todo el líquido sin tener en cuenta si o no la temperatura especificada X realmente genera un Destilado líquido. En este caso, no especifique el modo del condensador como 3 (El modo 3 sólo es para un caso del no-subcooling).

En las etapas del alimento deben ingresarse de la cima hacia el fondo. fondo. El número de sitios de las etapas de alimentación debe estar igual que el número de flujos del alimento en la torre. Se ingresan los heaters/coolers laterales como arroyos que tienen entalpía pero ningún flujo, y en los sitios deben ingresarse como las etapas del alimento. Un flujo de alimento que ingresa en un condensador o un reboiler se permite.

12.2.3. Presión de la cima:

Ejemplo: TOWR 9 5 -7 -6 1 etapa de alimento: alimento: 3 2 etapa de alimento: alimento: 10

La presión del condensador o a el tope de la torre. Si ningún valor se ingresa, la presión del primer flujo del alimento se usará.

En este ejemplo, la torre tiene dos flujos de alimentación. Corriente 9 ingresa en la etapa 3 y la corriente 5 ingresa en la etapa 10.

12.2.4. Caida de presión del condensador:

12.3.Descripción del condensador, reboiler Estas especificaciones son similares a las especificaciones de la pagina 25 a la pagina 28, solamente se diferencia en que no se pueden especificar las eficiencia o propiedades de los platos en esta torre,


–


.

–


126

Chemistry Engineer

127


Cyrius Performance

–


.

–


Chemistry Engineer

Cyrius Performance

Ejemplos 1.- TOWR – Absorción


–


.

–


128

Chemistry Engineer

129


Cyrius Performance

–


.

–


Chemistry Engineer


Cyrius Performance

–


.

–


130

Manual chemcad 3 - Equipos de destilación

Recommend Documents