Universidad Privada del Valle Docente: Ing. Martha Siles C. Materia: Simulación de Procesos Hidrocarburiferos EJERCICIOS # DESTILACIÓN 1. DISEÑO DE DUCTOS PARA UNA UNIDAD DE PURIFICACIÓN DE METANOL Se tiene un diagrama de flujo de la unidad de purificación de metanol obtenido a partir de gas natural para el cual se quiere diseñar una red de ductos que transporten los diferentes fluidos generados en las torres de destilación a las condiciones requeridas. La composición de la alimentación a esta unidad viene de la síntesis de metanol por lo que se tiene: ALIMENTACIÓN Componente % molar N2 0.03 H2O 52.46 O2 0.04 CO 0.3 CH3OH 47.17 Flj = 2079 lbmol/h T= 300 F Pr = 500 psia Considere las siguientes especificaciones de diseño para torres, ductos y equipos: La caída de presión del aeroenfriador es igual a 50 psi y del cooler es 0. La temperatura ambiente de la zona es de 77 F El coeficiente de transferencia de calor para los ductos expuestos será 370 Btu/h ft2 F y para ductos aislados será igual a 0. Utilice Draw tube como material para tuberías a gas y acero galvanizado para tuberías de líquidos, todas en esquema 40, utilice un numero de 15 celdas para las tuberías a gas. El tanque de almacenamiento de agua posee una corriente de enfriamiento para mantener el mismo a condiciones atmosféricas. Las especificaciones de las torres son: Universidad Privada del Valle Docente: Ing. Martha Siles C. Materia: Simulación de Procesos Hidrocarburiferos TORRE 1 TORRE 2 Etapas totales: 26 15 Etapa de Alimentación: 10 7 Presión de operación: 500 psi - Presión condensador - 15 psi Presión de Rebolier - 20 psi 80% met - Temperatura fondo 242° C 100.4° C Temperatura cabeza - 68.28° C Reflujo total en torre Si Si Composición de cabeza Realice su diseño de forma que determine el diámetro mínimo tolerable para la consistencia de este sistema y determine: a) Los diámetros de cada ducto y la caída de presión máxima en cada uno de ellos. b) El flujo total de metanol obtenido c) La pureza de metanol obtenida al final de proceso AÑADA UN REPORTE CON LOS RESULTADOS PEDIDOS 2. FLUJO MÍNIMO DE LÍQUIDO EN UNA TORRE EMPACADA La corriente de gas de un reactor químico contiene 25 % en mol de amoníaco y el resto son gases inertes según la siguiente composición: Universidad Privada del Valle Docente: Ing. Martha Siles C. Materia: Simulación de Procesos Hidrocarburiferos ALIMENTACIÓN Componente % molar N2 41 O2 22 He 2,3 H2 1,1 NH3 25 CO2 8,9 El flujo total de alimentación es 181,4 Kgmol/h que pasa a una torre de absorción a 303 K y 101,3 KPa de presión en donde el líquido limpiador es agua que contiene en su composición 0,005 de fracción molar de amoníaco. La concentración del gas de salida no deberá exceder el 2% de amoníaco. Cuál es el flujo mínimo de agua que se requiere para lograr este objetivo? La torre tiene 15 etapas totales y opera a 65 psia de presión. Nota.- No adicione especificaciones a la torre, realice procesos iterativos de cálculo de flujo hasta llegar a la especificación pedida. Añadir la utilidad Tray – Sysing y diseñe la columna con platos perforados. Determine: a) Las composiciones de salida de la torre. b) Altura de la torre, diámetro de la torre, caída de presión por sección de área. Es adecuado este diseño? 3. APLICACIÓN DE DATOS DE DESTILACIÓN SHORT CUT Se pide diseñar los ejercicios planteados en la práctica de destilación short – cut, pero bajo un diseño de columna convencional. Para ello deberá tomar en cuenta datos obtenidos de la práctica anterior como: # de etapas totales Etapa de alimentación Radio de reflujo Temperaturas de operación Recuerde que no es necesario definir mas que tres especificaciones como mínimo dependiendo los grados de libertad del diseño.