Diseo Bsico de ProcesosTarea 2Nivel 3 y 4Estructura de
recirculacin en el diagrama de flujoAsumimos que obtenemos
recuperaciones completas de todos los componentes valiosos que son
menos voltiles que el propileno.Se debe saber cuntos reactores sern
requeridos, y si hay un sistema de separacin intermedia, cuntas
corrientes de recirculacin hay, si se usar un exceso de un
reactante, si es necesario un compresor de gas recirculado y cmo
afecta al potencial econmico; si el reactor trabajar
adiabticamente, con calor directo o agua de enfriamiento; qu
queremos cambiar del equilibrio usando un exceso de composicin,
temperatura o presin.Heursticas para reactores simplesSi algunas de
las etapas de reaccin se llevan a cabo a muy diferentes
temperaturas o presiones, o si diferentes catalizadores se utilizan
para diferentes etapas de reaccin, a continuacin, se utilizan
diferentes reactores para estos pasos. Heurstica para corrientes de
alimentacin del reactorUna vez que nos hemos asociado a cada etapa
de reaccin con un nmero de reactor, podemos identificar los
componentes que reaccionan con un nmero de reactor.Heurstica para
el nmero y destinos de corrientes de recirculacinHemos ordenado
previamente todos los componentes en el efluente del reactor por
sus puntos de ebullicin normales. Ahora nos agrupamos componentes
de reciclaje vecinos que tienen el mismo destino de reactor. El
nmero de corrientes de reciclo ser el nmero de nudos; sera un
desperdicio separar dos componentes y devolverlos en el mismo
reactor.Especificacin de la estructura del reactorDespus de haber
identificado la corriente de alimentacin y asociar la recirculacin
con cada nmero de reactor, podemos aadir una estructura ms fina al
bloque de sistema del reactor.Balances de materia de
recirculacinReacciones simples: reactivo limitante. Para las
reacciones individuales debemos especificar la conversin del
reactor del reactivo limitante. Una primera suposicin razonable
parece ser la de elegir una conversin del 96% para las reacciones
irreversibles y 98% para las reacciones reversibles.Reacciones
simples: sin recirculacin. Debe tenerse en cuenta que hay una
conversin ptima para las reacciones individuales incluso si no hay
recirculacin. En estas situaciones, la conversin ptima a menudo
excede de 99%Mltiples reactantes. Reacciones simples o complejas.
Relaciones estequiomtricas de reactivos dan las velocidades de
reaccin ms altas y ms pequeos volmenes de reactor, pero en muchos
casos es deseable operar con una cantidad en exceso de un reactivo
en la entrada del reactor.Reacciones complejas. Es necesario
especificar la conversin del reactivo limitante para las reacciones
complejas con el fin de ser capaces de calcular los balances de
materia totales. Utilizamos este mismo valor para estimar los
flujos de recirculacin del reactivo limitante.Compresor de
recirculacin de gasEl compresor es una de las piezas ms caras del
equipo de procesamiento, por lo tanto se deben estimar los
costos.Normalmente, se obtiene un ptimo (en funcin de la composicin
de purga y de conversin) de este procedimiento porque el reciclaje
flujos de llegar a ser muy grande como la composicin de la
conversin o de purga de reactivo se vuelve muy pequea. Efectos de
calor del reactorUna vez que hemos estimado los flujos de
reciclaje, podemos calcular el aumento de temperatura adiabtica. El
calor total generado en cada reactor depende de la distribucin del
producto y el calor generado por las diferentes etapas de reaccin,
y esta generacin de calor (consumo) calienta (se enfra) los
productos.Si el aumento de la temperatura adiabtica no es
razonable, a continuacin, se evala la posibilidad de utilizar la
calefaccin directa para obtener una posibilidad de cambio. La
temperatura razonable de calentamiento directo (enfriamiento)
depende del calor total generado (consumido) y la a relacin
superficie-volumen del reactor.Limitaciones de equilibrioLas
conversiones que elegimos arbitrariamente podran superar los
valores de equilibrio. Las conversiones de equilibrio pondrn
restricciones adicionales sobre las curvas de costos, y limitarn an
ms la gama de las variables de diseo.NIVEL 4Estructura general del
sistema de separacinLo que se trata es dividir el sistema de
separacin en un sistema de recuperacin de vapor y un sistema de
separacin de lquidos.Usamos la heurstica que tiene las tres
alternativas:1. Si la corriente efluente del reactor es un lquido,
suponemos que podemos separar la mezcla en slo un sistema de
separacin de lquidos, pero no hay corrientes de salida de vapor.2.
si el efluente del reactor es una mezcla de dos fases a la
temperatura y presin del reactor; el flujo de lquido que sale del
divisor de fase va al sistema de recuperacin de lquido; si el
lquido que sale de este flash de baja temperatura es principalmente
reactivo a partir de ese reactor, se distribuir al reactor Por otro
lado, si el lquido que sale de este flash de baja temperatura no es
principalmente un reactivo de ese reactor, lo enviamos al sistema
de recuperacin de lquido.Eel vapor flash del tambor de expansin
sbita a baja temperatura se enva a un sistema de recuperacin de
vapor.3. Si no se produce una separacin de fases, tratamos de
presurizar el efluente del reactor y / o el uso de refrigeracin
para lograr una separacin de fases. En los casos donde se necesita
una alta presin, la posibilidad de presurizar el reactor debe ser
considerado. El lquido de flash se enva a un sistema de recuperacin
de lquido y el vapor de destilacin sbita se enva a un sistema de
recuperacin de vapor.Sistema de recuperacin del vaporDecisiones: La
localizacin de la corriente del sistema de recuperacin de vapor (y
si existir purga). El tipo de sistema de recuperacin del vapor
(condensacin, absorcin, adsorcin, separacin por membranas).Sistema
de recuperacin del lquidoOrdenamos los componentes de sus puntos de
ebullicin normales (o el punto de un azetropos de ebullicin), y
determinamos las volatilidades relativas. Luego agrupamos los
componentes y el entonces buscamos una secuencia de destilacin para
separar la lista revisada de los componentes. Despus de haber
establecido una secuencia de destilacin, consideramos maneras de
separar los componentes agrupados. Las alternativas disponibles
son.a. La destilacin azeotrpicab. destilacin extractivac.
destilacin reactivad. extraccin, seguido de destilacin e.
cristalizacinEn muchos casos habr algunos productos finales ligeros
disueltos en el lquido que sale de un tambor flash, una corriente
condensada, o el disolvente dejando un absorbedor de gas. Si estas
fracciones ligeras se contamine una corriente de producto, o deben
ser eliminado por alguna otra razn, las alternativas disponibles
son:a. soltar la presin y la fase de divisinb. utilizar una seccin
de pasteurizacin en la parte superior de la primera columc.
utilizar una columna estabilizadora.La alternativa adecuada para
elegir depende de la cantidad de luz que termina presente
Mungua Chvez Jos Francisco4IV76
