INGENIERO

Revista Investigaciones Aplicadas No. 5 (2009) 44-54
Publicada en línea por la Universidad Pontificia Bolivariana
http://convena.upb.edu.co/revistaaplicada
ISSN 2011-0413
SIMULADOR DINÁMICO DE REACTORES FLUJO TAPÓN
†

Daniel F. Rodríguez*, Brenda M. Restrepo*, Jorge A. Velásquez*
*
Universidad Pontificia Bolivariana, Cq. 1 #70-01, of. 11-259, Medellín, Colombia,
Recibido 26 Marzo 2009;aceptado 08 Abril 2009
Disponible en línea: 30 Junio 2009

Resumen: FLUJO PISTÓN es un simulador dinámico de reactores flujo tapón, el
cual opera como complemento de Microsoft Excel®. Como modelo de simulación
se utiliza la estrategia de segmentos finitos en serie. En la solución del sistema
generado se emplea, el método de la homotopía en la solución de sistemas de
ecuaciones algebraicasno lineales y la ecuación cúbica de estado de PengRobinson, PR con reglas de mezcla de Van der Waals para los cálculos de
propiedades termodinámicas de mezclas. Se comparo exitosamente los resultados
obtenidos mediante la utilización del simulador, comparándolos con datos obtenidos
del simulador comercial HYSYS. Copyright © 2007 UPB.
Abstract: FLUJO PISTON is a dynamic simulator of plug flowreactors which
operates as a complement of Microsoft Excel. As a simulation model it is used the
strategy of finite segments in series. In the solution of the system generated it was
used, the homotopic method in solving systems of nonlinear algebraic equations and
the cubic equation of state of Peng-Robinson, PR with mixing rules of van der
Waals for the calculations of thermodynamicproperties mixtures. Verification of
the results obtained using the simulator was compared with data obtained from the
commercial simulator HYSYS.
Keywords: Simulation, plug flow reactor, cubic equation of state, homotopy
1. INTRODUCCIÓN
La industria mundial de procesos invierte
anualmente alrededor de medio billón de euros en
diseño conceptual, ingeniería de proceso, ingeniería
de detalle,construcción, puesta en marcha y
operación y mantenimiento de plantas químicas.
Para su ejecución es necesario que los ingenieros de
procesos modelen y conozcan previamente las
propiedades termodinámicas y el comportamiento
de las fases de los sistemas químicos con los que
†

Jorge Alberto velásquez

Tel. (+054) 4159020 ext. 9081, fax 4118779.
E-mail: jorge.velasquezj@upb.edu.co (JorgeVelásquez).

van a trabajar (Feliu J. A., 2006). La solución de
estos
modelos
requiere
de
herramientas
computacionales y simuladores que faciliten y
optimicen dicha solución.
Con el desarrollo de los métodos matemáticos y el
auxilio de la computación, la modelación
matemática de los procesos adquiere gran
importancia, ya que a través de ella se puede
obtener información del comportamientodel

D. Rodríguez, B. Restrepo, J. Velásquez/ Investigaciones Aplicadas No. 5 (2009) 44-54
diseñado para permitir la modelación de sistemas
físicos complejos, como, mecánicos, eléctricos,
electrónicos, hidráulicos, térmicos, control, potencia
eléctrica
o
procesos
orientados
por
subcomponentes. Las librerías libres de Modelica y
las herramientas de simulación disponibles han sidoutilizadas ampliamente en las exigentes aplicaciones
industriales (www.modelica.org).

proceso sin necesidad de realizar experimentos, que
podrían ser costosos y sujetos a errores
experimentales difíciles de estimar (Ribas M, et al.,
2006).
La simulación surge así como una necesidad de
sintetizar procesos, logrando integrar balances de
materia, energía, dimensiones y costos, y así lograr
unaevaluación económica preliminar, optimizando
los mismos. En las aplicaciones efectuadas entre
1994 y 1996 en celanese Mexicana S.A. de C.V.
(Celmex) se obtuvieron ahorros o utilidades
adicionales de aproximadamente
3’800.000
dólares, relacionados directamente al uso de la
simulación de procesos. Tomando en cuenta, que la
licencia para usar un simulador de procesos es de
aproximadamente...