Problemas de destilación flash

PROBLEMAS DE DESTILACIÓN INSTANTÁNEA INSTANTÁNEA 1.-Determínese la condición fäsica de una corriente que tiene la siguiente composición a7,2°C(45°F) y 2.6 bars(37.7 psias). Nomogramas de hidrocarburos . Perry(Fig 3-14 pag. 1257)

Componente

Kmol/h

N2

1.0

Zi

Ki

0.016

1000 (Tc=221.3°R ;Pc=492.9).

C1

124.0

0.193

50

C2

87.6

0.1363

7.8

C3

161.6

0.2515

2.1

nC4

176.2

0.2742

0.55

nC5

58.5

0.0910

0.15

nC6

33.7

0.0524

0.047

( () )

Ec. De Rachford –Rice : ∑[( [())

] ]



Si    ; f()= ∑Z i i (K    i  i-1);  

entonces si

f(0)<0 estaremos abajo del punto de burbuja.

Si    ; f()=1- ∑Z   ∑Z i  /K i );

entonces si

f(1)>0 estaremos arriba del punto de rocío

f(0)= 26.3938;

f(1)= -1.3468 entonces hay dos fases.

= 0.7504  0.7504

(Solo aparece en fase vapor)

El 75.04% 75.04% de la mezcla está es fase gaseosa y el 24.96 % en fase líquida

Definiendo una función en matlab

function y=fburb(x) function  y=fburb(x) %si fburb determina la phi=V/F (vaporización) z1=0.016;z2=.193;z3=.1363;z4=.2515;z5=.2742;z6=0.0910;z7=.0524; k1=1000;k2=50;k3=7.8;k4=2.1;k5=0.55;k6=0.15;k7=.047; y=z1*(k1-1)/((k1-1)*x+1)+z2*(k2-1)/((k2-1)*x+1)+z3*(k3-1)/((k3-1)*x+1)+z4*(k4-1)/((k41)*x+1)+z5*(k5-1)/((k5-1)*x+1)+z6*(k6-1)/((k6-1)*x+1)+z7*(k7-1)/((k7-1)*x+1); En la ventana de comandos

fzero('fburb',.5)

2.-Una mezcla equimolar de benceno y tolueno se evapora totalmente a una temperatura constante de 90°C. ¿Cuáles son las presiones a las que inicia y termina el procesode vaporización? Considérese una disolución ideal y utilíce la ecuación de Antoine con constantes tomadas del Apéndice 1 para presiones de vapor. Ley de Raoult: P = ∑ x i P°  (Presión de vapor de la mezcla o presión de burbuja)   i  P = 1/∑ (y i / P° i )   (Presión de rocío) T=90°C-----------------------P1°=1.3611 bars; P2°=o.54223bars ( thermosolver) Pburb= 0.5(1.3611) + .5(0.54223)= 0.9517 bars Procío = 1/[ (0.5/1.3611) + (.5/0.54223)]=0.7755 bars

7.10 **La siguiente mezcla se introduce en una col umna de destilación como líquido saturado a 1,72 MPa. Calcúlese la temperatura del punto de burbuja utilizando los valores K de la Fig. 7.5. Compuesto kmol/h Etano 1.5 Propano 10.0 n-Butano 18.5 n-Pentano 17.5 n-Hexano 3.5 Un líquido que contiene 30 moles % de tolueno, 40 moles % de etilbenceno y 30 moles % de agua se somete a una destilación continua de flash a la presión total de 0,5 atm. Suponiendo que las mezclas de etilbenceno y tolueno siguen la ley de Raoult y que los hidrocarburos y el agua son totalmente inmiscibles entre sí, calcúlese la temperatura y la composición de la fase de vapor a la temperatura del punto de burbuja. 3.**-

7-12.-** Una mezcla de siete componentes se somete a flash a una temperatura y presión especificadas. (a) Utilizando los valores  K i y la composición de la alimentación que se indica más abajo, constrúyase una gráfica de la función de flash de Rachford-Rice para intervalos de 0 d e 1, y a partir de la gráfica, estímese la raíz correcta de .

5.-El sistema que se representa seguidamente se utiliza para enfriar el efluente de un reactor y separar los gases ligeros de los hidrocarburos más pesados. Calcúlese la composición y l a velocidad de flujo del vapor que sale de la cámara de flash. Solución con ASPEN PLUS

Se usó el modelo termodinámico de Peng-Robinson.

Y1=0.4983; Y2=0.4932; Y3=0.0079;Y4= 5.6651e-004 V=4006.97 HV=10 306 570 Btu/h V=4600lb/h hV=10 729 970

X1= 0.0053; X2= 0.0401; X3=0.7898; X4=0.1648 Flash isotérmico L=593 hL = -61 727 140 Btu/h Q=(-61727140.00+10306570.00)- 10729970.00=-52493567BTU/hr

5.-**En un proceso para producir estireno a partir de tolueno y metanol, se genera un efluente de un reactor. La composición de la corriente se indica en la tabla 1. Tabla 1 Efluente del reactor de producción de estireno 100°C y 10 bars Kmol/h Componente Hidrógeno Metanol Agua Tolueno Etilbenceno Estireno

350 107 491 107 141 350

Si esta corriente es llevada a equilibrio a 40°C y 3 bars en el tanque flash calcule las cantidades, composición de las fases formadas y cantidad de calor requerido. Considere la posibilidad de que debido a la presencia de agua, hidrocarburos y gases ligeros, existan dos fases líquidas y una gaseosa. 6.- Resuelva el problema anterior considerando que se ti ene un flash adiabático: Alimentación 100°C y 10 bars, presión de operación del flash 3 bars. ( En el flash, P=3 bars ; Q=0). 7.-El cumeno es un petroquímico utilizado en la obtención de fenol y acetona. En un proceso se obtiene cumeno a partir de benceno y propileno. Al reactor se alimentan los reactantes en proporción estiquiometrica . 100 Kmol de benceno y 100 Kmol de propileno, y 4 Kmol de propano (inerte). La alimentación se realiza a 20 bars y la temperatura del reactor es de 170°C. Considere que se alcanza el equilibrio en el reactor ( Reactor de Gibbs) Proponga un proceso de separación que incluya a la destilación flash en el cual se optimicen los requerimientos de energía y la pérdida de reactantes.