• Author / Uploaded
• RAMIRO BLANCO

Citation preview

SEGUNDO PARCIAL DE MODELAJE Y SIMULACIÓN NOMBRES Y APELLIDOS……………………………………………..FECHA:…………… Nota.- Antes de comenzar el diseño, se pide que lea muy bien el enunciado y la información dada, por favor tome en cuenta que el diseño de la planta es secuencial, es decir que usted requerirá los resultados de diseño de la unidad anterior para continuar con el de la siguiente unidad de proceso o etapa. (De nada servirá trabajar dividiéndose el trabajo y luego repartiendo ejercicios)

(10 Puntos) PROBLEMA N: 1 Cuando la alimentación de una columna de destilación contiene una pequeña cantidad de impurezas que son mucho más volátiles que el destilado que se desea obtener, es posible separar las impurezas volátiles del destilado separando el destilado como una corriente líquida lateral de una etapa situada varias etapas más abajo de la etapa superior. Tal como se indica en la figura, esta sección adicional de etapas recibe el nombre de sección de pasteurización.

(10 Puntos) PROBLEMA N: 2 Utilice la simulación para calcular composiciones de los productos, temperaturas de las etapas, flujos y composiciones interetapas, servicio del ebullidor y servicio del condensador para las siguientes especificaciones de destilación.

(10 Puntos) PROBLEMA N: 3 Se ha de diseñar un desetanizador para la separación que se indica. Estímese el número de etapas de equilibrio que se requieren suponiendo que es igual a 2,5 veces el número de etapas para reflujo total.

(20 Puntos) PROBLEMA N: 4 Para la separación de propileno-propano que se indica más abajo, calcúlese: (a) Servicio del ebullidor (el servicio del condensador está dado). (b) La variación de la función de disponibilidad. (c) El consumo de trabajo neto. (d) El trabajo perdido. (e) La eficacia termodinámica.

(25 Puntos) PROBLEMA N: 5 DISEÑO DE LA UNIDAD DE ENDULZAMIENTO DE GN. (PAQUETE: AMINE PKJ) El gas natural que se trabajara para este diseño proviene del campo Inkahuasi, el mismo se encuentra a 735 psia de presión y 27 C de Temperatura. El flujo que se aportara a la planta es de 35 MMSCFD. La composición de este GN está dada en la siguiente tabla: ALIMENTACIÓN Componente

% molar

C1

57,7

C2

17,36

C3

13,34

n-C4

2,25

i-C4

3,56

n-C5

0,86

i-C5

1,09

n-C6

0,13

CO2

3,7

H2S

0,01

Elabore el diseño de la unidad de endulzamiento, conforme al siguiente diagrama: recuerde que el principio fundamental de la absorción es la interacción de fase gaseosa con fase liquida, por tanto, como el gas es muy condensado el separador bifásico previo a la columna juega un rol muy importante. Considere que el GN a la salida de esta unidad debe tener la siguiente composición de contaminantes: CO2 = 0,8 % H2S = 0 %. Seleccione la mejor de opción de amina para este proceso. Los datos de diseño se encuentran en el diagrama:

Determine: 1. La amina utilizada y el flujo requerido para tratar el gas agrio 2. El flujo de gas natural que ingresa a la absorvedora para endulzarse

3. EL flujo y la composición de salida del gas que va a transporte 4. La energía requerida en el reboiler de la columna de regeneración de amina (25 Puntos) PROBLEMA N: 6 DISEÑO DE LA UNIDAD DE FRACCIONAMIENTO Y PURIFICACIÓN DE PROPILENO Finalmente se quiere diseñar un sistema de fraccionamiento y purificación de propileno. Que consta de dos columnas de destilación, la primera cumple la función de separar los productos secundarios, etileno y ligeros y la segunda se encarga de separar el propileno del propano, bajo las siguientes especificaciones: TORRE 1

TORRE 2

# Platos Considere como especificación una que permita recuperar la mayor cantidad de productos ligeros por la cabeza, quedando propano y propileno en fondo

55

# Platos Especificaciones: Fracción molar de componente en condensador de propano no más de 4% . Radio de reflujo: 20

Presión Condensador: Presión Reboiler:

150

2,50%

100 psi

220

psi

120 psi

250

psi

Determine: 1. Las condiciones de operación de ambas columnas 2. Cuáles fueron las especificaciones de la 1ra columna?. Justifique su respuesta. 3. El grado de recuperación del propileno obtenido (20 Puntos) OPCIONAL En la figura se indican los resultados de los cálculos de diseño para la operación de destilación de la mezcla metanol-agua. (a) Calcúlese el diámetro de la columna para el plato superior y para el plato inferior, si se utilizan platos perforados. Debería la columna tener dos diámetros diferentes? (b) Calcúlese la longitud y el diámetro del tanque horizontal de reflujo.