SIMULACI

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• SIMULACIÓN DE EQUIPOS PARA TRANSFERENCIA DE MASA
•  
• Divisor de Flujo (Component Splitter)
•  
• Es necesario especificar
• Fracción en la cual la
• corriente de entrada se divide.
• Este equipo puede usarse para simular procesos
  de separación no estándares que no se encuentran
  en Hysys.

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Se desea dividir 226000 lb/h de Amoniaco (-9 F y
225 psig) en dos corrientes una con 30 y otra
con 70 de la cantidad de masa.   Solución   1.  
Adicionar el componente Amoniaco y agua. 2. 
Seleccionamos el paquete Peng Robinson 3. 
Ingresamos al espacio de la simulación (Enter
Simulation Environment)
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5.  Vamos a la paleta de unidades de equipo y
seleccionamos Component Spliter (divisor de
corriente) y hacemos  clic sobre el icono
6.  Vamos al espacio de simulación y hacemos clic
con lo cual queda seleccionada esta unidad de
equipo
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7. Definimos las corrientes de entrada y salida,
para lo cual hacemos doble clic en la unidad de
operación. Clic en Connections y nombramos a la
unidad como Divisor-1 y a las corrientes
Alimentación, Salida-1 y Salida-2
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Y vemos que estos nombres aparecen en las
corrientes del diagrama de flujo en el espacio de
la simulación.
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8.  Especificar la corriente alimentación con la
siguiente información
Especificación Cantidad
Temperatura -9 F
Presión 225 Psig
Flujo másico 226000 lb/h
Fracción molar 1
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Al especificar lo anterior, vamos a Conditions y
vemos que la barra inferior ha cambiado a verde y
se han completado los parámetros que faltaban
Si hay otras alimentaciones podemos hacer clic en
Define from Other Stream para especificarlas
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Al volver al Diagrama de Flujo, la corriente
Alimentación ha cambiado a color Azul lo cual
indica que ha sido especificada completamente.
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9. Especificaciones de parámetros de operación
del equipo Doble clic en el equipo y en la
pagina de parámetros seleccionar Equal
Temperatures.
El programa nos indica que no se ha definido la
fracción dividida
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Para especifica la fracción dividida por lo que
pasamos a Splits y especificamos 0.3 Para la
Salida-1 y 0.7 para la Salida-2
Pero aún falta especificar otro parámetro y este
puede ser la presión
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En Parameters y especificamos la presión en cada
corriente de salida de 225 psig. Como este valor
es igual al de la alimentación también se logran
los mismos valores empleando el radio botón
Equalize All Stream Pressures
La barra verde indica que se han especificado
todos los parámetros para la unidad. Los
resultados lo podemos ver en la etiqueta
Worksheet.
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Y volviendo al PDF vemos todas las corrientes de
Azul
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Manipulando el Diagrama de Flujo Hysys permite
al usuario ver las propiedades y tablas e
imprimir información para el PFD, operaciones
unitarias y corrientes. 1.  Para el PFD, clic
derecho del mouse y seleccionar Add Workbook
Table
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Aparece la ventana para seleccionar lo que
deseamos mostrar
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Al hacer clic en Select aparece una tabla con los
valores seleccionados
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• También se puede mostrar la información de forma
  individual para cada corriente.
• Seleccionar la corriente, hacer clic derecho y
  hacer clic en Show Table

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Y aparece la tabla adjunta para la corriente
seleccionada
Este mismo procedimiento lo podemos usar para
mostrar información de la Unidades de Proceso
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• Mezclador (Mixer)
• El MEZCLADOR combina
• varias corrientes de materia de entrada para
  producir una corriente de salida.
• Calcula rigurosamente la temperaturas, entalpías,
  presión, composición que no se conocen.
• Calcula la temperatura teniendo en cuenta el
  calor de mezclado

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• Ejercicio 6. Se desean mezclar tres corrientes
  para encontrar la composición de la corriente
  mezclada.
• Procedimiento
• Adicionar la lista de componentes Benceno,
  Tolueno y Xileno.
• 2. Seleccionar Peng Robinson como Fluid package
  Mezclador-1
• 3. Insertar en el PFD un mezclador

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4. Dar nombre a las corrientes de entrada y salida
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5. Si deseamos podemos aumentar o disminuir el
tamaño de las unidades y la corrientes con la
opción Size Mode
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6. Especificamos las corrientes de alimentación

• Todas las corrientes de alimentación están a
  temperatura ambiente (25 oC) y presión
  atmosférica (1 atm).
• Las composiciones están en Flujo molar (Kmol/h)
  y son

Componentes Corriente benceno Corriente Tolueno Corriente Xileno
Benceno 10 20 30
Tolueno 0.5 1 1.5
Xileno 0.25 0.5 0.75
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(No Transcript)
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Destilación Continua  Columna de Destilación por
métodos corto (Shotcut column)
La Shortcut Column desarrolla los cálculos no
rigurosos para torres simples con el método
Fenske-Underwod. Con el método de Fenske se
calcula el número mínimo de platos y el de
Underwood calcula la relación de reflujo mínima.
Con la Shortcut Column se estiman además los
flujos de vapor y líquido en la sección
rectificadora y despojadora, el Qcondensador y
Qrehervidor, plato de alimentación óptimo y
número de platos ideal. - Esta unidad da valores
iniciales para las torres rigurosas - Está
limitado para torres simples.
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Destilación Una corriente a razón de 100
kmol/hr con un composición molar de 50 etanol y
50  n-propanol, es alimentada a una columna de
destilación continua a temperatura ambiente  (298
K) y presión atmosférica (1 atm). La caída de
presión a través de la columna es despreciable y
se usa una relación de reflujo de 1.5.  Se
quiere que el destilado tenga un 93 en mol del
etanol y un 5 mol del n-propanol de la corriente
de alimentación. Diseñar una columna de
destilación continua para conseguir las
especificaciones deseadas usando una Shortcut
column en HYSYS y  reportar el número total de
etapas, número mínimo de etapas, ubicación de la
etapa de alimentación, relaciones de reflujo
mínimo y calculado, concentraciones del destilado
final y corriente de fondo, y cargas de calor del
rehervidor (reboiler) y condensador.
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• Solución
• Adicionar etanol y n-propanol en una component
  list.
• 2. Adicionar como Fluid package (Destilación-1)
  el paquete Geneal NRTL con modelo de vapor SRK

3. Clic en el icono de Short Cut Distillation
de la paleta de objetos y crear el PDF.
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4. Especificar la corriente de alimentación
Especificación Valor
Temperatura 24.85 C
Presión 101.3 kPa
Flujo molar 100 Kgmole/h
El flujo de alimentación es equimolar
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5. Definir los parámetros de equipo en la página
Parameters
Parámetros Valor
Light key Ethanol in Bottoms 0.07
Heavy Key n-Propanol in Distillate 0.05
Condenser Pressure 1 atm
Reboiler Pressure 1 atm
Al especificar lo anterior se obtiene la relación
minima de reflujo (1.610)
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6. A partir de la relación minima de reflujo
(Rmin) se calcula por regla de dedo la relación
de reflujo externa (Eternal Relux Ratio) que es R
1.5 Rmin Para este caso R 1.5 (1.610)
Esto completa el diseño de la columna de
destilación usando un método corto.
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Los resultados del balance de materiales lo
podemos ver haciendo clic en la etiqueta Worksheet
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Los resultados para el número de etapas así como
el condensador y rehervidor pueden verse haciendo
clic en la etiqueta performance.
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Columna de Destilación por método Riguroso
El Propano y Propileno son muy difíciles de
separar uno de otro, ya que son componentes con
puntos de ebullición cercanos. No obstante, la
destilación  a presión elevada es una tecnología
común, con tal que exista suficiente número de
platos en la columna de destilación. En este
ejemplo, se presentan cálculos de una torre con
148 platos reales. El modelo de destilación SCDS
(Método de corrección simultánea) se usa para
acomodar un número grande de platos, y dar
explicación sobre platos reales. El equilibrio
liquido-vapor Propane/propylene y 
ethane/ethylene son afectados por interacciones
entre los componentes. Se usan los parámetros
especiales de interacción binaria para la
Ecuación de Estado de Peng-Robinson para reflejar
estas no idealidades
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• Compuestos Propileno, Propano, Etano y n-Butano
• 2. Crear el Fluid package (Destilación-2) Peng
  Robinson
• 3. Colocar la corriente de Alimentación con las
  siguientes especificaciones

Componente Flujo molar (lbmol/h)
Etano 0.3
Propileno 550
Propano 200
N-Butano 5
Fracción de vapor 0
Presión 1655 kPa
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Ir a la paleta de unidades de equipo, seleccionar
Columna de destilación
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Hacer doble clic en la columna y aparecerá  el
Distillation Column Input Expert  a fin de guiar
en el llenado de los datos que definen a este
sistema En la página 1 de 4 ingresar los
siguientes datos Número de etapas 150
Plato de alimentación 110 Nombre de la
alimentación Alimentación Tipo de condensador
Total Nombres de las corrientes de materia y
energía según se muestra en la Fig.
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Completada la página 1 se habilitará el botón
Next. Presionando este pasaremos a la página
siguiente
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En la página 2 de 4 se define el perfil de
presión dentro de la columna. Los valores son
Presión en el condensador 220 psia Presión en
el rehervidor   250 psia Caída de presión en
el condensador 0 psia
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En la página siguiente 3 de 4 se pueden ingresar
estimaciones. Estos valores son opcionales y no
se consideran en este ejemplo.
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En la página siguiente 4 de 4 ingresamos
Cantidad de destilado liquido 550 lbmol/hr (el
equivalente a todo el propileno) Razón de
reflujo 20 Flow basis molar
Al terminar presionamos DONE
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Los datos del sistema quedan completamente
definidos. .
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Una vez posicionados en el libro de cálculo
correspondiente a la columna en la hoja Specs se
debe notar que las especificaciones establecidas
deben ser tales que garanticen que los grados de
libertad sean igual a 0 indicando que la columna
ya esta lista para ser resuelta
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El proceso exige obtener un destilado en el cual
la fracción molar de propano no sea mayor a 0.04
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Presionando el botón ADD aparece una ventana con
todas las posibles variables que pueden ser
especificadas.
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Cerramos la ventana y hacemos clic en Run
Durante la simulación puede aparecer algún
mensaje de advertencia el cual podemos omitir
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Cuando termina la simulación aparece la barra
verde que nos indica que la simulación ha
terminado y se ha logrado convergencia.
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Ahora pasamos a revisar los resultados de la
simulación
Notar que la mayoría de los datos de interés
aparecen en la hoja MONOITOR así como los
perfiles de las variables tales como temperatura,
presión, flujos de líquido y vapor se hallan
presentados en PROFILE
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Los resultados del caso principal pueden verse en
el WORKBOOK desplegando la información detallada
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LAS COMPOSICIONES DE LA CORRIENTES SON
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Con lo cual la columna esta completamente
especificada
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DESTILACIÓN FLASH (SEPARATOR)
La operación de Separación (Separator) permite
varias entradas y produce una corriente de vapor
y una de líquido con diferentes concentraciones.

En estas unidades también se llevan a cabo
reacciones.
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1 kmol/hr de una corriente que contiene
Benceno (40 mol) Toluene (30 mol) O-xylene
(30 mol) Ingresa a una unidad  flash a 373 K y
1 atm. Seleccione el paquete termodinámico.
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A continuación se introducen las corrientes de
entrada y salida del separador
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Una vez se especifican las composiciones, P, T y
Flujo molar de la corriente de alimentación se
especifica completamente el separador.
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Además de calcular las condiciones de salida,
además se dimensiona el equipo. Observe que se
puede seleccionar 3 tipos de separadores.