Lab I Aspen

LABORATORIO I

1. Se realizo durante este laboratorio una destilación instantánea de etanol-agua empleando dos métodos en el simulador, IDEAL y NRLT-2. Adicionalmente se realizo una comparación entre los diagramas de equilibrio obtenidos en cada método corrido.
2. Se elaboró la simulación de destilación instantánea con una alimentación de etanol (z1= 0.9) y agua (z2= 0.1) con unafracción de vapor de 0.4.
3.1. Se compararon los resultados en Aspen del modelo IDEAL con los del libro Wankat, utilizando los diagramas Txy y XvsY. Allí pudimos observar en las graficas anexas a este documento para el modelo IDEAL, que en esta simulación no se puede observar el azeotropo el cual caracteriza el equilibrio etanol-agua, una de las razones para afirmar que este método se aleja de larealidad. Observando el diagrama XvsY de la figura 2.2 del libro Wankat, se forma un azeótropo con una concentración de XE=0,95.
3.2. Se realizo la simulación del modelo NTRL-2 en donde podemos observar en las graficas anexas a este documento un cambio en los datos del equilibrio, ya que si observamos la grafica Txy del libro Wankat, y los datos de la tabla 2-1, el método NTRL-2 es masaproximado al de la literatura lo cual nos muestra que es mas adecuado para este tipo de equilibrio. En esta grafica es posible observar la presencia del azeótropo de este equilibrio.
3. En el numeral 7 del laboratorio se requiere realizar la simulación con distintas entradas de datos, con base a la grafica obtenida se puede concluir que la fracción de vapor es directamente proporcional al flujodel componente mas volátil. Al aumentar la fracción de vapor (V/F), se incrementa el flujo másico en el vapor, por lo tanto habrá aumento del componente más volátil.
4. Cambiando a un problema de tipo ternario, como lo indica el numeral 8 del laboratorio 1, se evidencia que si se incrementa la fracción del componente más pesado en la alimentación, se requiere más energía o un aumento en latemperatura para volatilizarlo.
5.3. Si se modifica la temperatura del tambor, si esta es elevada, el flujo volumétrico se ve afectado ya que como ocurre una vaporización más rápida, el flujo en el vapor aumenta, y aun más, si la temperatura está por encima del punto de ebullición de los tres componentes, toda la alimentación se evaporara.
Respuesta a las preguntas (Numeral 9)
1.Binaria. ¿Cómo se relacionan las composiciones de las corrientes vapor y liquido en el sistema instantáneo? ¿Cuál es el papel de la fracción evaporada? ¿Cómo podría realizar a mano los cálculos?

RTA/ Como los datos de las composiciones vapor y de liquido se conocen o se pueden obtener por medio de las operaciones de separación y se tiene un dato numérico de estas, se puede obtener los equilibrios,que ha su vez pueden ser comparados y relacionados en simuladores tales como Aspen-Plus, o simplemente estos ya se encuentran en tablas tabuladas a ciertas especificaciones como temperatura y presión.
La función que tiene la fracción evaporada en este caso es otorgarnos el grado de libertad para poder obtener los balances necesarios tanto de energía como de materia, y las especificaciones deltambor, ya que propiedades como la temperatura del tambor puede o no conocerse y este valor influirá en los balances.
Es posible realizar los cálculos a mano, pero se tiene que tener en cuenta el logaritmo dado para la solución de este tipo de problemas, en el cual se tienen en cuenta valores como la Temperatura del tambor (hallada o estimada de una manera correcta), hallando las relaciones desalidas, se resuelve la ecuación de Rachford-Rice, se comprueban valores de las fracciones y los balances necesarios para las corrientes, y finalmente se revisa que satisface los balances de energía.

2. Ternario. ¿Cómo se relacionan las corrientes vapor y líquido en el sistema instantáneo? ¿Cuál es el papel de la fracción evaporada? ¿Cómo podría realizar a mano los cálculos?

RTA/ Para un...