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ITP DGT SEP

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Diseño de una columna de destilación con costos

PETROQUÍMICOS NACIONALES PENA

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Proyecto pp-847517

Se desea fraccionar por destilación una mezcla de hidrocarburos con la siguiente composición molar:

|Propano |5 % |
|Iso-butano |15% |
|n-butano |25 %|
|Iso-pentano |20 % |
|n-pentano |20 % |
|n-hexano |15 % |

Esta corriente llega al destilador como un vapor saturado a una presión de 120 psia. Se puede considerar que toda la columna opera a esta presión. La composición molar del iso-pentano en el destilado deberá ser de cuando más 0.5 %,mientras que la composición molar del n-butano en el residuo debe ser cuando mucho 1 %. La planta de Agualeguas, N.L. tiene una capacidad instalada tal que se procesan 100 lbmol/min. de la mezcla en la columna. Se consideran 8000 hrs. de operación por año.

El cálculo del diámetro de la columna se basa en un porcentaje de inundación del 80 % y se consideran una eficiencia global de la columnade 65 %. Los servicios disponibles son vapor de agua a 150 psia saturado y agua de enfriamiento a 75 °F. El cambio de temperatura permisible para el agua de enfriamiento en el condensador será de 50°F. El coeficiente global de transferencia de calor (U) para el condensador será de 100 BTU/hr ft2 °F y para el reboiler de 150 BTU/hrft2°F.

Para los datos de equilibrio-vapor se pueden utilizarlas correlaciones de ki reportadas por Foust et al (1980) en la tabla D-2d de las páginas 730-731.

INFORMACIÓN DE COSTOS

Debido a que la información disponible para el costeo del equipo se encuentra en dólares, todos los cálculos serán con esta moneda.

Considerar un costo del vapor de US $0.60/1000 lb, del agua de enfriamiento de US $0.10/1000 gal. La columna será de aceroal carbón, con platos perforados, con plataformas y escaleras también en acero al carbón. Para el costeo de la columna, utilizar las ecuaciones reportadas en Chem. Eng. December 28, 1981, pp. 76. Para el equipo de transferencia de calor, considerar los costos de un intercambiador de calor de cabezal flotante en acero al carbón, diseñado para una presión máxima de 150 psia reportados en Chem. Eng.January 25, 1982. pp. 125.

Considerar para el costo total anual, el 10 % del costo del equipo fijo, más el costo de los servicios como costo variable. Para pasar los costos de equipo al año 2000, utilizar el índice Chemical Engineering Equipment Index.

Se desea determinar el reflujo óptimo de operación de la columna tal que nos resulte un costo total anual mínimo.

Mezcla de alimentación|Com |mol/m |XD |XB |B |
| | | | |lbmol/m |
|1 |.351698 |15.7103 |60.3803 |15.7103|
|2 |.3810066 |17.0195 |61.6895 |17.0195 |
|3 |.4103148 |18.3287 |62.9987 |18.3287 |
|4 |.439623 |19.6379 |64.3079 |19.6379|

Es importante considerar flujos internos constantes, pues la bibliografía para poder calcular el diámetro de la columna nos piden que manejemos flujos internos constantes, para toda la trayectoria de la columna, aunque esto no es real, puesto que la alimentación contribuye a los cambios de flujo dentro de la columna
Por la grafica I de la correlación de paltos teóricos con la razón de...
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