Practicas de aspen

INTRODUCCIÓN
Las siguientes prácticas de simulación de procesos intentan servir de base al curso de Simulación de Procesos (IQ-30702) del nuevo plan de la Carrera de Ingeniería Química y además a la materia de Diseño y Simulación de Procesos (IQ-40604) de la Maestría en Ingeniería Química en Integración de Procesos. Básicamente la diferencia entre los dos cursos es los casos de estudio que seanalicen, típicamente para un curso de nivel licenciatura bastarán las 7 prácticas propuestas y un caso de estudio de los propuestos. En cambio para el nivel de posgrado se deberán realizar la simulación de dos de los casos de estudio propuestos y uno sugerido por el estudiante.
El material está diseñado en cinco partes.
En la primera parte se da énfasis a la importancia que tiene un modelomatemático de un proceso para poder realizar su simulación. En general, dicho modelo incluirá balances de materia y energía, relaciones termodinámicas, reacciones, etc. Se ejemplifica con el modelado de procesos de separación.
La segunda parte contiene 7 prácticas de simulación, desde tanques flash, columnas de destilación, absorción, reactores, bombas, compresores, cambiadores de calor, etc. Seincluyen sistemas en serie y con reciclos, los cuales sirven para establecer estrategias y métodos de convergencia de procesos globales. Las prácticas incluyen especificaciones de diseño para ajustar los procesos y análisis de sensibilidad para determinar la influencia de las variables manipuladas en las variables de salida del proceso.
La tercera parte incluyen tres casos de estudio, una plantaproductora de acetato de etilo, una secuencia de destilación compleja y una planta de gas natural. En estos tres casos de estudio se requiere el uso de especificaciones de diseño y optimización con el propósito de reducir el consumo de energía en los procesos.
La cuarta parte presenta una práctica de simulación en Aspen Plus 10.2 para ser tomada como referencia, corresponde a la práctica númerodos de la parte II.
Finalmente la quinta parte presenta un reporte típico de la simulación de la planta de gas natural.




JUSTIFICACIÓN
La simulación de procesos ha alcanzado un gran uso en el área de ingeniería química, por esta razón se han desarrollado un gran número de simuladores comerciales y programas para la optimización de procesos, como Aspen Plus, Aspen Dynamics, Hysys, ASCEND,GAMS, etc.
Actualmente todo programa revisado de ingeniería química debe de incluir al menos un curso de simulación de procesos, tal es el caso de la licenciatura y la maestría en ingeniería química que se imparten en la Universidad de Guanajuato. En virtud de esto, resulta necesario tener un manual de prácticas que guíen al alumno y al maestro en el proceso de enseñanza aprendizaje, lasprácticas pueden resolverse con cualquier simulador de procesos disponible, se recomienda usar Aspen Plus que es uno de los simuladores comerciales más utilizados tanto en el ámbito académico como industrial. Estas prácticas vienen a facilitar el desarrollo de habilidades como lo es la solución de problemas reales mediante el uso de equipo de cómputo y software especializado y además ser eficientes yrápidos en la solución.

OBJETIVOS

Adiestrar al estudiante en el manejo de simuladores de procesos químicos.
Resolver de manera eficiente y rápida problemas de ingeniería química que incluyan un equipo o varios, mediante simuladores.








PARTE I: FORMULACIÓN DE UN MODELO PARA SIMULACIÓN DE PROCESOS

Para poder realizar la simulación de cualquier proceso químico es necesario lamodelación de dicho proceso en términos de balances de materia y energía, equilibrio, reacciones químicas, etc. Como ejemplo de modelación, se presenta el caso de columnas de destilación, absorción, desorción usando el concepto de etapa de equilibrio mostrada en la figura 1.


Figura 1. Etapa de equilibrio j.


Las ecuaciones de la 1 a la 5 describen la etapa de equilibrio.

Balance de...