sintesis de procesos


SÍNTESIS DE
SECUENCIAS DE SEPARACIÓN
Una escisión entre A y C, en presencia de B, no es posible en secuencias sencillas de separadores simples.
Para alimentaciones de proceso que contienen más de tres componentes. Algunas escisiones serán comunes a dos o más secuencias. Para una alimentación de proceso de cuatro componentes se necesitan tres separadores para cada una de las cincosecuencias. Por tanto, el número total de separadores para todas las escisiones es 15. Sin embargo, tal como se muestra en la Tabla 14.3, solamente 10 de ellas corresponden a escisiones únicas 17 dadas por la relación


Los valores de G y U para R hasta 11 se incluyen en la Tabla 14.1, a partir de la cual se desprende que al aumentar R también aumentan S, G y U. Sin embargo, en el límite cuando R → ∞,G(R + 1 )/G{R) → 1, U{R + l/U{R) → 1, pero S{R + 1 /S(R} → 4. Mientras que es posible diseñar todos los separadores y examinar todas las secuencias para pequeños valores de R, esto resulta prohibitivo para grandes valores de R,
Cuando una alimentación de proceso compuesta de R componentes se separa en P productos, donde R > P, todavía se pueden aplicar reemplazando R por P si no se obtienenproductos multicomponentes por mezcla y consta de componentes adyacentes ordenados. Por ejemplo, en la Fig. 1.18, donde se obtiene un producto multicomponente (íC5, nC5), R = 5, P = 4 y S = 5.

Técnicas heurísticas y de síntesis evolutiva
1. Cuando los componentes adyacentes ordenados de la alimentación del proceso varían grandemente en la volatilidad relativa, la secuencia de las escisiones seestablece en el orden de volatilidad relativa decreciente.

2. La secuencia de las escisiones para la separación de componentes se establece en el orden del porcentaje molar decreciente de la alimentación del proceso, cuando dicho porcentaje varía grandemente pero en cambio la variación de la volatilidad relativa es pequeña.

3. Cuando ni la volatilidad relativa ni el porcentaje molar en laalimentación varían grandemente, deben separarse los componentes uno a uno como productos de cabeza. Esta es la secuencia directa.

Estas tres reglas heurísticas están de acuerdo con numerosas observaciones relacionadas con el efecto de la presencia de componentes no clave sobre el coste de separación de dos componentes clave. Las observaciones están basadas en los métodos aproximados de diseñodescritos en el Capítulo 12, suponiendo flujos molares y volatilidad relativa constantes para cada pareja de componentes adyacentes. El coste de la destilación ordinaria depende fundamentalmente del número de etapas y de la velocidad de vaporización, que influyen sobre el diámetro de la columna y el consumo de calor en el calderín.

Cuando se consideran otros métodos de separación distintos de ladestilación ordinaria (especialmente los que emplean agentes másicos de separación) resultan útiles dos reglas heurísticas adicionales.

4. Cuando se utiliza un MSA, debe separarse éste en el separador siguiente a aquél en el que se ha introducido.

5. Cuando se especifican productos multicomponentes, son favorables las secuencias que conducen a estos productos directamente o con un mínimo demezclas, excepto que las volatilidades relativas sean notablemente menores que para una secuencia que requiere separadores adicionales y mezclado.

Una vez que se ha desarrollado una buena secuencia de separación a partir de reglas heurísticas, puede tratar de mejorarse mediante síntesis evolutiva en la forma descrita por Seader y Westerberg.” Este método consiste en desplazarse desde una secuenciade partida hacia secuencias cada vez mejores a través de una sucesión de pequeñas modificaciones. Para cada secuencia es preciso evaluar su coste con el fin de determinar si es mejor. Las siguientes reglas evolutivas de Stephanopoulos y Westerberg proporcionan una aproximación sistemática.

1. Intercambiar las posiciones relativas de dos separadores adyacentes.
2. Suktltuir una determinada...