Hysys

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL - FACULTAD REGIONAL ROSARIO Departamento de Ingeniería Química Cátedra: Integración IV Tema: Aplicación del simulador HYSYS para desarrollar el modelo estacionario de una planta simplificada para la cloración de propileno. Alumnos: Damián Matich, Marcos Bossi y Juan M. Pignani Profesores: Dr. Nicolás Scenna, Dr. Alejandro Santa Cruz y Dra. Sonia Benz Año decursado: 1999

Problema: En una planta de cloración de Propeno (C3H6), reacciona Cl2 con Propeno para producir Cloruro de Propeno (ClC3H5), 1,2-Dicloro Propano (Cl2C3H6) y 2,3-Dicloro Propeno (Cl2C3H4). La reacción tiene lugar en un reactor tanque agitado continuo y los productos resultantes se separan aguas abajo en una columna fraccionadora. Las condiciones de la corriente de alimentación se indicanen la Tabla I. La corriente de alimentación ingresa al reactor, que opera a 73.50 psia y 800ºF, y tiene un volumen de 10 ft3. Las reacciones ocurren en fase vapor. Los productos del reactor se enfrían a 50ºF. El intercambiador de calor tiene una caída de presión de 0.30 psi. La corriente que sale del enfriador ingresa a una columna de destilación que principalmente separa los componentesreactivos de los compuestos clorados, obtenidos como productos de la reacción. Para conocer el número de etapas de la columna y determinar el plato de alimentación de la misma se deberá diseñar la torre con el auxilio de un modelo shortcut. La corriente de tope de la columna de destilación está en fase vapor (condensador: Full Reflux). El condensador opera con una presión de 20 psia y tiene una pérdida decarga de 0.20 psi, mientras que la presión es de 27 psia. La composición molar de propeno en el producto de tope es del 92%, mientras que la composición de cloruro de propeno en la corriente de fondo (producto formado por los propilenos clorados), asciende al 65%. Tabla I Temperatura (ºF) Presión (psia) Flujo molar (lbmol/hr) Flujo molar Cl2 (lbmol/hr) Flujo molar C3H6 (lbmol/hr) Flujo molarClC3H5 (lbmol/hr) Cl2 + C3H6 → ClC3H5 + HCl Cl2 + C3H6 → Cl2C3H6 Cl2 + ClC3H5 → Cl2C3H4 + HCl Alimentación 128 88 1310 106 1186 18

r = 2.1 * 1011 e ( −27009.6 / RT ) (C Cl 2 )(C C3H 6 ) r = 1.19 * 10 7 e ( −6811.98 / RT ) (C Cl2 )(C C3H 6 ) r = 4.69 * 1014 e ( −42300 / RT ) (C Cl2 )(C ClC3H 5 )

r: [lbmol/(ft3 hr)], energía de activación: [BTU/lbmol]

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Actividades: 1. 2. Construir elflowsheet usando el simulador HYSYS. Diseñar la columna de destilación en base al modelo de una columna de destilación shortcut, siendo la presión de tope = 20 psia y la presión de fondo = 27 psia, y sabiendo que, la fracción molar del componente clave liviano en el fondo es de 0.004 y la del clave pesado en el tope es de 0.014. Asumir que la relación de reflujo es 5. Determinadas las característicasde diseño que debe reunir la columna separadora de propeno, instalar una columna de destilación y determinar las condiciones operativas (relación de reflujo, cargas calóricas en condensador y rehervidor, etc.), en que estará funcionando la columna en base a la especificación dada de productos. Comparar los resultados obtenidos en base a dos tipos de paquetes de propiedades diferentes:SoaveRedlich-Kwong y/o Peng Robinson y un paquete de actividad (Uniquac o Unifac).

3.

4.

Informe Técnico: A) Las hipótesis, consideraciones y datos que se han tenido en cuenta para calcular e ingresar la información del proceso al modelo del simulador HYSYS fueron:
S S S S

Datos sobre las corrientes de entrada (temperatura, presión, flujo molar, etc.). Elección del paquete de propiedades: PR óSRK. Fijar el sistema de unidades. Determinar el número de platos de la torre de destilación: - Modelo: columna de destilación shortcut. - Presión de tope = 20 psia y de fondo = 27 psia. - Fracción molar del componente clave liviano en el fondo = 0.004 - Fracción molar del componente clave pesado en el tope = 0.014 - Relación de reflujo = 0.50

B) Los resultados parciales y las condiciones de las...