Simulación En Hysys De Planta De Ciclohexano

Caso de estudio:
El caso de estudio propone la simulación de una planta productora de ciclohexano, como muestra el diagrama adjunto, a partir de la hidrogenación de benceno. La información de las alimentaciones es la siguiente:
| 1 | |
Benceno | 64.54 | Kmol/h |
Tolueno | 0.02 | Kmol/h |
MCC6 | 0.01 | Kmol/h |
TOTAL | 64.56 | Kmol/h |
Presión | 0 | Kg/cm2_g |
Temperatura | 40.6| ºC |
| 2 | |
Hidrogeno | 0.9 | Fracción molar |
Metano | 0.1 | Fracción molar |
Presión | 36.6 | Kg/cm2_g |
Temperatura | 32 | ºC |


El caudal molar necesario de Hidrogeno impuro para evitar craqueo de moléculas es de 4.5 a 1 respecto a la alimentación de benceno. El benceno se bombea a 36.6 Kg/cm2_g para mezclarse con la corriente de hidrogeno e intercambiarcalor en el M-601 saliendo a una presión de 35.86 Kg/cm2_g y a una temperatura de 162.8ºC .Se termina de calentar en M-602 a 204.5ºC y bajando su presión a 34.8 Kg/cm2_g para entrar en reactor K-601 donde reacciona

C₆H₆ + 3H₂ C₆H₁₂ (Ciclohexano)
CH₃-C₆H₅ + 3H₂ CH₃-C₆H₁₁ (Metil-ciclohexano)

Las reacción se producen con unaconversión del 100% en un reactor isotérmico q trabaja a 232.8ºCy con una caída de presión de 1.4 Kg/cm2_g.
El producto gaseoso intercambia calor en el M-601 con una pérdida de presión de 1.06 Kg/cm2_g y se enfría en el M-603 a 40.6ºC, siendo su presión en la salida de 31.64 Kg/cm2_g.
EL separador flash O-602 permite la separación del exceso de hidrogeno que se recirculara a la planta .Parte de lasalida gaseosa (el 16%) se ventea y el resto se comprime para realimentarse a 35.53 Kg/cm2_g.
La salida liquida del separador O-602 se descomprime en una válvula a 11.34 Kg/cm2_g, se precalienta con el fondo de N-601 en el M-604, donde se alcanza la temperatura de 135ºC (la caída de presión es de 1 Kg/cm2_g) para luego ingresar a la torre de destilación.
La torre trabaja con una presión decabeza de 10.19 Kg/cm2_g y de 10.34 Kg/cm2_g en el fondo. El diseño de la torre de permitir una calidad de salida de ciclohexano de 99.9% másico.




Simulación de la planta productora de ciclohexano en Hysys

Crear un set de unidades
El primer paso para nuestra simulación es elegir un conjunto de unidades con el que se prefiere trabajar .Hysys no permite modificar los tresconjuntos de unidades básicos (SI, EuroSI, Field) que trae incorporado, pero si posibilita generar uno a partir de ellos, un nuevo set que se ajusta a nuestras exigencias o preferencias.
1. Para cambiar las unidades debemos seleccionar “Tools” del menú principal y posicionar el cursor sobre “Preferences”, aparecerá una pantalla titulada “Session preferences (HYSYS.prf)”.Seleccionar la pestaña“Units” como se muestra en la figura 1. El set de unidades por defecto es el SI pero se puede modificar desde esta pantalla.

Para cambiar las unidades, seleccionamos SI y apretamos el botón “Clone”, New user aparecerá en la ventana “Unit set name”, donde colocaremos el nombre que deseamos, en nuestro caso será ciclohexano y modificaremos las unidades de la presión, pasando de kPa a Kg/cm2_g.Cuando el nuevo conjunto de unidades queda definido cerramos la ventana.
Inicio de la simulación: Construcción de la planta
Para comenzar un nuevo caso seleccionamos File New Case tal como se muestra en la figura.

Aparecerá la ventana del “Simulation Basis Manager” como se muestra en la fig. 5.
El próximo paso es crear el “Fluid Package “.Este contiene los componentesy el método elegido para la predicción de las propiedades físico-químicas.



Estando en la pestaña de Fluid Pkgs presionamos el botón “add”, se abre una nueva ventana donde seleccionaremos el paquete de propiedades que para nuestro caso será el “Peng-Robinson”, como se muestra en la fig. 6

El siguiente paso es agregar los compuestos utilizados en el caso, en la celda “Match”...