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Presentation Transcript

  1. EJEMPLO 2 En la hidrodealquilación térmica a alta presión y alta temperatura de tolueno a benceno se utiliza exceso de hidrógeno para minimizar el craqueo de aromáticos a gases ligeros. En la práctica, la conversión de tolueno es solamente del 70%. Para separar y recircular el hidrógeno, los 5597 kmol/h de vapor caliente que salen del reactor se condensan parcialmente enfriando con agua hasta 100ºF (310.8 K), separando las fases que se producen en una cámara flash. Si la velocidad de flujo y la composición del efluente del reactor son las que se indican seguidamente, y la presión de la cámara flash es 485 psia (3344 kPa), calcula las composiciones de equilibrio y las velocidades de flujo del vapor y del líquido que salen de la cámara de flash. Componente Fracción molar Hidrógeno 0.31767 Metano 0.58942 Benceno 0.07147 Tolueno 0.02144 Utiliza la correlación de Chao-Seader para calcular el coeficiente de actividad de la fase líquida y considera que la fase vapor se comporta idealmente.

  2. Componente Fracción molar Hidrógeno 0.31767 Metano 0.58942 Benceno 0.07147 Tolueno 0.02144 T, P Cámara de destilación VAPOR ALIMENTO (líquido o vapor) F, zi, HF, TF, PF V, y, HV 100ºF 485 psia LÍQUIDO Q (aportado o eliminado) L, x, HL Balance de materia Equilibrio f(T,P,xi,yi) f(T,P,xi,yi)

  3. Esquema de cálculo: • Fija P i T de la operación • Si el vapor no se puede considerar como gas ideal: supón yi • Si el líquido no se puede considerar como mezcla ideal: supón xi • Calcula Ki: calcula Piº = f(T) • calcula gi = f(T,xi) • calcula ji = f(T, P,yi) • calcula ki = giPiº/ji/P • 5. Supón y • 6. Calcula yi=f(zi, y, ki) y xi = yi/ki • 7. Syi = 1 (ec. del flash)? Sí, continúa • No, vuelve a paso 5 • 8. xi calculado = xi supuesto? Sí: continúa • No: vuelve a paso 3 • 9. yi calculado = yi supuesto? Sí: se ha acabado el cálculo No: vuelve a paso 2

  4. Volumen molar del componente i Parámetro de solubilitat “Fracción volumètrica” del componente i Datos: - Modelo para calcular g - Ecuación de Antoine Modelo para calcular g: ? ? Volumen molar de la mezcla

  5. Volumen molar del componente i Densidad molar en kmol/m3 Parámetro de solubilidad C7H8 C6H6 Unidades: (energía/volumen)1/2 Tr = T/Tc l en J/kmol

  6. viL (cm3/mol) H2 31 CH4 52 Volumen molar del componente i H2 CH4 Parámetro de solubilidad di (cal/cm3)1/2 H2 0 CH4 5.68

  7. Solución: FO: incluye todas las condiciones Valores supuestos Solver: cambiando y y las 4 xi

  8. Después de hacer “solver”:

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