Simulacion con aspen hysys

6. DESTILACION AZEOTROPICA POR CAMBIO DE PRESIONES
1. OBJETIVOS 1.1. Simular la destilación azeotrópica de una mezcla de tetrahidrofurano y agua por cambio de presiones asistida por HYSYS 1.2. Analizar el efecto de variaciones en las presiones de las columnas de destilación en las concentraciones de los productos obtenidos en cada columna de destilación 1.3. Aplicar la estrategia de control porrazón para regular el flujo de la corriente de reflujo en una columna de destilación 2. INTRODUCCION En los casos donde se da un azeótropo homogéneo, la separación no puede hacerse en una sola columna. Un azeótropo existe cuando la composición de la fase líquida es la misma que la de la fase vapor Xj = Yj , j = 1,…,NC Donde Xj , es la composición de la fase líquida, Yj , es la composición de lafase vapor y NC es el número de componentes. Un azeótropo presenta una limitación a la separación que se quiere lograr. Si no hay diferencia de composiciones entre la fase líquida y la fase vapor, las composiciones no pueden cambiar entre plato y plato, de modo que no puede haber separación de ahí en adelante. El azeótropo formado constituye una condición límite de la separación. Hay varias técnicaspara separar azeótropos. Un método es la variación de presiones y se puede usar en los casos donde hay una variación en la composición del azeótropo con la presión. Considere una columna cuyo alimento es una mezcla binaria de componentes A y B con composición z (fracción molar de A, el componente más volátil). El equilibrio vaporlíquido para este sistema tiene un azeótropo de punto de ebulliciónmínimo de composición yaz1, la composición del azeótropo a baja presión, y constituye la fracción más volátil. A una presión superior P2, la composición del azeótropo cambia a un valor menor yaz2. Dos columnas que operen a dos presiones diferentes pueden separar el alimento en dos corrientes: una de A casi puro y otra de B casi puro. Si la composición del alimento es menor que yaz1, el alimento seintroduce en la columna de baja presión (BP). El producto del fondo de esta columna de destilación es B casi puro. El destilado tiene una composición bastante cercana a la composición azeotrópica yaz1 y se alimenta a una columna de alta presión. Esta composición del alimento es mayor que la composición azeotrópica yaz2 a la mayor presión, de modo que el producto de fondo de la columna de altapresión es A casi puro. El destilado D2 de la columna de alta presión (AP) tiene una

composición que es cercana a la composición azeotrópica yaz2. Esta corriente de destilado se retorna a la columna de baja presión. De este modo la columna de baja presión tiene dos alimentos: el alimento en sí y el destilado D2 de la columna de alta presión con una composición algo mayor que yaz2 pero menor queyaz1. De este modo ambas columnas están interconectadas por las dos corrientes de destilado y tienen que diseñarse y controlarse como unidades interactuantes, de modo que hay que simular el sistema completo 3. PROCESO ESTUDIADO En esta práctica se estudiará la separación de la mezcla azeotrópica compuesta de tetrahidrofurano (THF) y agua. Esta es una separación industrial importante porque el THFse utiliza como solvente en muchos procesos químicos Equilibrio Líquido-Vapor A la presión atmosférica, las temperaturas de ebullición normales para ambos componentes son 150.7°F para el THF y 212°F para el agua. Sin embargo, la fase líquida es altamente no ideal y se forma un azeótropo con temperatura de ebullición mínima. A la presión atmosférica, la composición del azeótropo es 82.8 % molar enTHF y el azeótropo hierve a 147°F. Si una mezcla de THF y agua con una fracción molar de 0.5 para el THF se alimenta a una columna que opera a la presión atmosférica, la corriente del fondo será en su mayor parte agua. Pero la corriente del destilado no puede tener una pureza mayor a una fracción molar de 0.828 de THF, aún con un número infinito de platos y con una razón de reflujo infinita. Si...