Calculo De Vaporizador

TECNOLOGÍA DE LA ENERGÍA TÉRMICA: PRÁCTICO DE VAPORIZADORES

1) Se requiere realizar el diseño para un reboiler de una torre de destilación el cual recibe una mezcla de hidrocarburos que se detalla a continuación:

COMPUESTO C9 C10 C11

Nº

% EN PESO 1 0,15 2 0,25 3 0,6

Al reboiler ingresan 43000 lb/hr de la mezcla. El líquido entra a 1kgf/cm2, debiendo respetar la caida de presiónestandar para este tipo de equipos. - Calcule un reboiler vertical de circulación natural con toda las dimensiones necesarias de acuerdo a los principios establecidos en el apunte y los métodos indicados. -Calcule como sería el equipo si fuese realizado por Kern. COMPOSICIONES Y CAUDALES DE LA ALIMENTACIÓN Porcentaje en peso:

 0.15  %P :=  0.25     0.6 
Peso molecular:

 %P = 1

128.258  gm PM :=  142.285     mol  156.312 
Presión del Líquido a la Entrada del Equipo: P := 1  kgf cm
2

+ 1atm = 1.968  atm

Caudal másico de alimentación a la torre de destilación: w := 43000  lb hr

Caudal molar de alimentación de cada componente: Fmi = moles/hora de cada compuesto en la alimentación. p = kg/hora de cada compuesto en la alimentación. i := 1 .. 3 Fm i := w %Pi PM i Fm i =

6.336 mol 9.519 s 20.797

Caudal molar total
3

Fm 1 = 2.281  10  mol s Fm 2 = 3.427  10  Fm 3 = 7.487  10 

4 mol

hr hr hr

F :=


i = 1

Fm i = 36.652
5 mol

4 mol 4 mol

F = 1.319  10 

hr

Fracciones molares de cada compuesto en la alimentación Fm i F
3

x i := xi =


i = 1

xi = 1

x 1 = 0.173 x 2 = 0.26 x 3 = 0.567

0.1730.26 0.567

Resolución Fisicoquímica
Para realizar el cálculo de vaporizador se debe empezar en el cálculo del rango de ebullición de la mezcla, para ello se deben obtener los valores de la temperaturas de Punto Burbuja y la temperatura del Punto Rocío. Para realizar esto se deben tener las presiones vapor de los componentes de la mezcla, para hacer el cálculo del equilibrio de fase en duchospuntos, obteniendo las composiciones de equilibrio y las temperaturas necesarias para determinar el rango de ebullición. PUNTO BURBUJA: Si partimos de una mezcla liquida subenfriada de composición X (punto A), se hace aumentar la temperatura hasta cortar con la curva de liquido saturado (curva inferior) leyendo esta temperatura corresponderá a la TEMPERATURA PUNTO BURBUJA donde aparece la primeraburbuja de vapor a la composición de equilibrio dada por la curva de vapor saturado (curva superior).

Grafico para una mezcla binaria, el concepto es aplicable a mezclas multicomponentes.

PUNTO ROCÍO: Si partimos de una mezcla gaseosa sobrecalentada de composición Y (punto A), se hace descender la temperatura hasta cortar con la curva de vapor saturado (curva superior) leyendo esta temperaturacorresponderá a la TEMPERATURA PUNTO ROCÍO donde aparece la primera gota de líquido a la composición de equilibrio dada por la curva de líquido saturado (curva inferior).

Grafico para una mezcla binaria, el concepto es aplicable a mezclas multicomponentes.

Cálculo de las Presiones de Vapor de los componentes puros

Ecuación de Antoine, seleccionada como correlación de presiones de vaporen función de la temperatura. log10P= A + B/T + C. log10T + D.T + E.T
2

Donde: P: presión de vapor [mm Hg] A, B, C, D y E: coeficientes de regresión para compuestos químicos. T: temperatura [K]. Bibliografía: Chemical Properties Handbook de Carl L. Yaws, Xiaoyan Lin, Li Bu, Deepa R. Balunggi y Saumya Tripathi; Lamar University, Beaumont, Texas. Capítulo 7, página 159. Ver Anexo, Parte Nº 1,tablas.

 8.8817  A :=  26.5125     82.923 

 -2.8042  103     3 B := -3.3584  10    -5.6085  103   

 1.5262    C :=  -6.1174  D :=  -2.7327  101   

 -1.0464  10- 2     - 10   -3.3225  10   1.0469  10- 2   

 5.7972  10- 6     -7 E := 4.8554  10    7.087  10- 13   

 424  TB :=  447.3   K    469.1 

...