Ing. Petrquimica En Hysys

11. REACTOR DE CONVERSION
1. OBJETIVOS
1.
2.
3.
4.

Simular, en estado estacionario un reactor de conversión
Relacionar dos variables mediante la opción “Set” de HYSYS
Verificar los resultados obtenidos por HYSYS con los cálculados teóricamente
Utilizar la facilidad que permite la operación “Set” para simular una separación
instantánea P-Vf

2. INTRODUCCION
Reacción de conversiónHYSYS permite la simulación de procesos químicos con reacciones de varios tipos. En
la reacción de conversión se especifica, además de su estequiometría, el componente
base, la fase en que se realiza la reacción y una ecuación polinómica para calcular la
conversión en función de la temperatura de la reacción. Si la conversión es
independiente de la temperatura se especifica la conversión consolo el término
constante del polinomio función de temperatura
En un reactor donde se realizan un sistema de N reacciones de conversión en paralelo,
los flujos de salida de cada uno de los componentes en el sistema se pueden calcular
mediante un balance de materia, asignando una conversión (η) para cada una de las
reacciones y considerando sus coeficientes estequiométricos (γ) positivos paralos
productos y negativos para los reaccionantes escribiendo las reacciones con coeficiente
estequiométrico de uno para cada reactivo límite ( l ). Si hay un componente inerte su
coeficiente estequiométrico es cero
El balance de materia para cada componente se puede escribir, por lo tanto, de la
siguiente manera:

N

F = Fi + ∑ γ r , kη Fi l ( r )
k
p

k

r =1

(11.1)

Siendo p,el símbolo correspondiente a la corriente producto, i, el de la corriente de
entrada, k, el que representa a cada uno de los componentes y l(r) el componente límite
en la reacción r
La ecuación (11.1) expresa que el flujo en la corriente producto de un componente es
igual a su flujo de entrada mas la sumatoria de lo producido en cada reacción menos lo
consumido en cada reacción

Operación“Set”
La operación “Set” se utiliza para establecer el valor de una variable de proceso
específica mediante una relación lineal con otra variable de proceso. La relación es
entre las mismas variables de proceso en dos objetos similares; por ejemplo, la
temperatura en dos corrientes o el UA en dos intercambiadores de calor. La operación
puede emplearse tanto en simulación estacionario comodinámica
La variable dependiente u objetivo se define en términos de la variable independiente o
fuente de acuerdo a la siguiente relación lineal

Y = MX + B

Siendo

(11.2)

Y = variable dependiente u objetivo
X = variable independiente o fuente
M = multiplicador o pendiente
B = ajuste o intercepto

Para instalar la operación “Set”, seleccione el botón “Set” en la paleta de objetos óseleccione “Add Operation” del menú “Flowsheet” y seleccione la opción “Set”
3. PROCESO ESTUDIADO
Dos corrientes, una de monóxido de carbono puro a 550 °C, 1000 kPa y 100 kgmol/h y
otra de hidrógeno puro a las mismas condiciones de temperatura y presión se alimentan
a un separador de fases que servirá como reactor para la conversión de dichos reactivos
en metano y agua. Se establece que el flujomolar de la corriente de hidrógeno sea tres
veces el flujo molar de la corriente de monóxido

4. PAQUETE FLUIDO
COMPONENTES:
ECUACION:
UNIDADES:

Monóxido de carbono, Hidrógeno, Agua y Metano
Peng-Robinson
Sistema SI

REACCION DE CONVERSIÓN:

CO + 3 H2

CH4 + H2O

Para añadir una reacción de conversión, haga clic en la pestaña “Reactions” y en la
ventana “Simulation BasisManager” añada los componentes de la reacción haciendo
clic en el botón “Add Comps…” y seleccionándolos de la librería. Haga clic en el botón
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“Add Rxn…” y en la pestaña “Stoichiometry” de la ventana “Conversión Reaction:
Rxn-1” añada los componentes en el siguiente orden: monóxido de carbono, hidrógeno,
metano y agua. Complete la página estequiometría introduciendo con signos negativos...