Ficosa

Simulació i Optimització de Processos

MÓDULO 5.
EMPÍRICA.

OPTIMIZACIÓN:

DISEÑOS

FACTORIALES

Y

SECUENCIALES,

MODELIZACIÓN

5.2. OPTIMIZACIÓN SECUENCIAL
1. Laboratorio
1.1.Herramienta de cálculo
Hysys®
1.2. Caso de estudio
Se desea optimizar el rendimiento económico del proceso de obtención de cloruro de etilo desarrollado en el
laboratorio anterior, cuyo esquema sepresenta en la siguiente figura.

R
W

S2

Alimentación
100 kmol/h
50% HCl
48% C 2H 4
2% N2

M-1

S3

Columna de
destilación,
D-1

Reactor Catalítico
P

Puro
C2H 5ClInicialmente se considera que la corriente de alimentación se compone de un 50 mol% de HCl, 48 mol% de
C2H4 y 2 mol% de N2 con una alimentación de 100 kmol/h a 25ºC y 1 atm. Para evitar la acumulación deinertes
en el sistema se purga un caudal de 8 kmol/h.
Se puede estimar el beneficio, suponiendo una tasa de retorno del 10% mediante la siguiente expresión, que
será la función objetivo, como
0.6
 330  24
330  24

 Fr  
Bº  330  24  0.001  2.5  P  1.5  x et  x HCl   F - 0.1  R - 0.02  W   0.1  500   
  1000
(N r + 20)1.2








en donde xet yxHCl son las fracciones másicas de etileno y HCl en la alimentación y R, W, F y P son los caudales
másicos de reciclo, purga, alimentación y producto de salida, respectivamente, expresados en kg/h.Fr
corresponde al caudal másico total y Nr el caudal másico de N2 que entran en el reactor catalítico expresados
ambos, igualmente, en kg/h.
Se dispone de una hoja de cálculo en la que se puedecalcular la función beneficio en función de los valores
indicados en la ecuación anterior. En dicha hoja de cálculo se incluyen dos celdas que el usuario puede modificar
directamente y que correspondea los valores de flujo molar del caudal de purga W y el flujo másico de N2 en la
corriente de alimentación del sistema. A partir de la asignación de diversos valores de purga y alimentación de
N2...