Problema Edmister

En la figura se muestran los datos de una columna de absorción de gases en la cual se desea separar los componentes más pesados del gas de alimentación, utilizando una corriente líquida de un aceite absorbente. Aplique el método de Edmister y calcule las características de las corrientes de salida.
Los parámetros se aplican a una presión de 400 psia y en el intervalo de temperaturas de 0° F a300° F.
Ki=∝i+βi+γiT2+δiT3
HiG=Ai+βiT+CiT2
HiL=∝i+biT+ciT2
En donde
T[=] °F
H[=] Btu/lbmol
Líquido absorbente
Lbmol/h
n-Butano C4 1
n-Pentano C5 3
Aceite absorbente AA 496
Total 500
Gas de salida

1

400 psia

Gas alimentadoLbmol/h
Metano C1 1510
Etano C2 150
Propano C3 110
n-Butano C4 30
n-Pentano C5 10
Total 1810
100° F
Líquido de salida
4




Constantes para el cálculo de Ki
Constantes para el cálculo de Ki |
Componente | αi | Βi | γi | δi |
C1 | 4.35 | 0.02542 | -0.00002 | 8.333E-09 |
C2 | 0.65 | 0.008183 | 0.0000225| -2.333E-08 |
C3 | 0.15 | 0.002383 | 0.0000235 | -2.333E-08 |
C4 | 0.0375 | 0.0005725 | 0.00001075 | -2.5E-10 |
C5 | 0.0105 | 0.0002692 | 0.00000255 | 1.108E-08 |
AA | 0.0000142 | 0.000000364 | 3.44E-09 | 1.5E-11 |

Constantes para el cálculo de HIG y HIL
Constantes para el calculo de HiG y HiL |
Componente | Ai | Bi | Ci | ai | bi | ci |
C1 | 1604 | 9.357 | 0.001782 | 0 | 14.17| -0.001782 |
C2 | 4661 | 15.54 | 0.003341 | 0 | 16.54 | 0.003341 |
C3 | 5070 | 26.45 | 0 | 0 | 22.78 | 0.004899 |
C4 | 5231 | 33.9 | 0.005812 | 0 | 31.97 | 0.005812 |
C5 | 5411 | 42.09 | 0.008017 | 0 | 39.68 | 0.008017 |
AA | 8000 | 74.67 | 0.03556 | 0 | 69.33 | 0.03556 |

Ecuaciones generales para el método de Edmister para absorción y desorción.
*Factor de absorción y factor dedesorción.
Ai=LKiG
Si=KiGL=1Ai
*Fracción de recuperación
∅i=Ai,e-1Ai,eN+1-1
*Donde Ae, es un factor de absorción efectivo promedio que se calcula con la ecuación:
Ai,e=Ai,NAi,1+1+0.251/2-0.5
*Para desorción
∅i,S=Si,e-1Si,eN+1-1
Si,e=Si,1Si,N+1+0.2512-0.5
Nm=log0.980.020.6530.0130.775log2.391=7.95
*Ecuaciones Adicionales:
gi,1=gi,N+1∅i,A+li,01-∅i,S
G2=G1GN+1G11NL1=L0+G2-G1
GN=GN+1G1GN+11N
TN-T1T0-T0=GN+1-G2GN+1-G1
Aplicando el método de Edmister, calcular las características de las corrientes de salida.
SOLUCIÓN
Primera Iteración
T=95°F
G5=1810 lbmol/h
L0=500 lbmol/h
1. Calculamos Ai
2. Con N=4 y los valores de Ai y Si previamente calculados, se obtienen ∅i,S y ∅i,A
3. Se calcula gi,1
4. De un balance de materia de cadacomponente en la columna completa se obtiene li,N
li,4=li,0+gi,5-gi,1


Segunda Iteración
1. Calcular G2, L1 y G4
2. T4-T1T4-90=0.7595
3. T1-0.2405T4-68.36=0
4. Balance de Entalpía en la columna

G5HG5+L0HL0-G1HG1-L4HL4=0
HG=i=1cyiHi5
HL=i=1cXiHiL
G5i=1cyi,5Ai+BiT5+CiT52+L0i=1cX1,0ai+biT0+ciT02-G1i=1cyi,1Ai+BiT1+CiT12-L4i=1cXi,4ai+biT4+ciT42=0
5. Calcular A1,S1, A4 y S4
6. Calcular Aie y Sie
7. Calcular ∅i,S y ∅i,A
8. Calcular li,4

Tercera Iteración.

1. Calcular G2, L1 y G4
2. T4-T1T4-90=0.7595, T1-0.2405T4-68.36=0 y Balance de Entalpía en la columna
3. Calcular T1, T4 y Ki
4. Calcular A1, S1, A4 y S4
5. Calcular Aie y Sie
6. Calcular ∅i,S y ∅i,A
7. Calcular gi,1
8. Calcular li,4Primera Iteración (Excel)
Compuesto | Ki | Ai | Si | φi,A |
Metano | 6.59154451 | 0.0419087 | 23.8613911 | 0.95809142 |
Etano | 1.61044494 | 0.17153216 | 5.82981069 | 0.82859089 |
Eropano | 0.56846994 | 0.48594143 | 2.05786119 | 0.52837592 |
n-butano | 0.18869191 | 1.46399016 | 0.6830647 | 0.08104665 |
n-pentano | 0.06858747 | 4.02760321 | 0.24828662 | 0.0028594 |
Aceite absorbente...