3er informe simulacion
DESCRIPTION
Simulación de procesosTRANSCRIPT
INDICE:
INTRODUCCION TEORICA:....................................................................................................2
PROPENO...............................................................................................................................2
PROPANOL.............................................................................................................................3
NONANO................................................................................................................................3
PROPENO A 2 PROPANOL...................................................................................................4
BIOXIDO DE CARBONO......................................................................................................4
SULFURO DE HIDROGENO.................................................................................................5
METANO................................................................................................................................5
ETANO....................................................................................................................................6
AGUA......................................................................................................................................6
ISOBUTANO...........................................................................................................................6
N-BUTANO.............................................................................................................................7
ISOPENTANO.........................................................................................................................7
N-PENTANO...........................................................................................................................8
HEXANO.................................................................................................................................8
OCTANO.................................................................................................................................8
DECANO.................................................................................................................................9
UNDECANO...........................................................................................................................9
HIDROGENO........................................................................................................................10
OBJETIVOS:.....................................................................................................................11
BASE DE CÁLCULO:.......................................................................................................11
PROBLEMA 1.......................................................................................................................11
PROBLEMA 2.......................................................................................................................11
PROBLEMA 3.......................................................................................................................12
DIAGRAMA DE FLUJO:..................................................................................................13
PROBLEMA 1.......................................................................................................................13
PROBLEMA 2.......................................................................................................................17
PROBLEMA 3.......................................................................................................................18
CONCLUSIONES:.............................................................................................................20
RECOMENDACIONES:...................................................................................................20
BIBLIOGRAFÍA:......................................................................................................................20
INTRODUCCION TEORICA:
PROPENO
El propileno o propeno es un hidrocarburo perteneciendo a los alquenos, incoloro e
inodoro. Es un homólogo del etileno. Como todos los alquenos presenta el doble enlace
como grupo funcional.
PROPANOL
Alcohol isopropílico, también llamado 2-propanol, propan-2-ol, es un alcohol incoloro,
inflamable, con un olor intenso y muy miscible con el agua.
Fórmula: C3H6
Densidad: 1,81 kg/m³
Punto de ebullición: -47,6 °C
Masa molar: 42,08 g/mol
Punto de fusión: -185,2 °C
Soluble en: Agua
Fórmula: C3H8O
Densidad: 786,00 kg/m³
Punto de ebullición: 82,5 °C
Denominación de la
IUPAC: isopropyl alcohol
Masa molar: 60,1 g/mol
Punto de fusión: -89 °C
NONANO
El nonano es un alcano, hidrocarburo saturado o parafina de cadena lineal cuya fórmula
química es CH3-7-CH3. Su radical sustituyente recibe el nombre de nonil, CH37CH2-,
y su equivalente estructural en forma de anillo es el ciclononano.
PROPENO A 2 PROPANOL
Por hidratación de propeno obtenido en gases craqueados. También subproducto de
determinados procesos de fermentación.
NITROGENO
El nitrógeno es un elemento químico, de número atómico 7, símbolo N y que en
condiciones normales forma un gas diatómico (nitrógeno diatómico o molecular) que
constituye del orden del 78% del aire atmosférico. En ocasiones es
llamado ázoe antiguamente se usó también Az como símbolo del nitrógeno.
Fórmula: C9H20
Punto de ebullición: 151 °C
Densidad: 718,00 kg/m³
Masa molar: 128,2 g/mol
Fórmula: N2
Punto de ebullición: -195,79 °C
Punto de fusión: -218.8 °C
Densidad: 0.81 g/ml
Masa molar: 14,0067 g/mol
BIOXIDO DE CARBONO
El Dióxido o Bióxido de carbono es un gas no inflamable, sin color, sin olor, que forma
parte del aire. El aire contiene tan sólo 0.03% de Bióxido de carbono, por lo que no
puede ser considerada una fuente de obtención.
SULFURO DE HIDROGENO
El sulfuro de hidrógeno, denominado ácido sulfhídrico en disolución acuosa (H2Saq),
es un hidrácido de fórmula H2S. Este gas, más pesado que el aire, es inflamable,
incoloro, tóxico, odorífero: su olor es el de materia orgánica en descomposición, como
de huevos podridos. A pesar de ello, en el organismo humano desempeña funciones
esenciales.
METANO
Metano, compuesto de Carbono e Hidrógeno, de fórmula CH4, cada uno de los átomos
de hidrógeno está unido al de carbono por medio de un enlace covalente. Es un
hidrocarburo, el primer miembro de la serie de los alcanos.
Fórmula: CO2
Punto de ebullición: –57 °C
Punto de fusión: –78 °C
Densidad: 1.6 kg/m3
Masa molar: 44 g/mol
Fórmula: HCL
Punto de ebullición: –60 °C
Punto de fusión: –86 °C
Masa molar: 34,1 g/mol
Fórmula: CH4
Punto de ebullición: –161,5 °C
Punto de fusión: –182,5 °C
Masa molar: 16 g/mol
ETANO
Etano. Compuesto Orgánico producto del enlace entre el Carbono e Hidrógeno, cuyá
fórmula Química es C2H6, es el alcano más sencillo que puede existir en diferentes
conformaciones donde cada uno de los átomos de hidrógeno está unido al de carbono
por medio de un enlace covalente. Pertenece a los hidrocarburos aromáticos, es el
segundo miembro de la serie de los alcanos o serie parafínica (que tiene poca afinidad)
AGUA
El agua (del latín aqua) es una sustancia cuya molécula está formada por dos átomos
de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O). Es esencial para la supervivencia de todas las
formas conocidas de vida. El término agua, generalmente, se refiere a la sustancia en
su estado líquido, pero la misma puede hallarse en su forma sólida llamada hielo, y en
forma gaseosa denominada vapor.
ISOBUTANO
El metilpropano o isobutano es un compuesto orgánico perteneciente a los alcanos de
fórmula (H3C)-CH CH3 -CH3, isómero del butano.
La preocupación reciente por el deterioro de la capa de ozono ha llevado a un
incremento del uso del isobutano en sistemas de refrigeración y como propelente, en
sustitución de los clorofluorocarbonos.
Fórmula: C2H6
Punto de ebullición: –88,6 °C
Punto de fusión: –182,76 °C
Densidad: 1.282 kg/m3
Masa molar: 30 g/mol
Fórmula: H2O
Punto de ebullición: 100 °C
Punto de fusión: 0 °C
Masa molar: 18 g/mol
N-BUTANO
El butano (de ácido butírico y éste del latín butyrum, 'manteca' y del sufijo -ano) es un
hidrocarburo liberado en la fermentación de las mantecas rancias, de ahí su nombre.
También llamado n-butano, es un hidrocarburo saturado, parafínico o alifático,
inflamable, gaseoso que se licúa a presión atmosférica a -0,5 °C, formado por cuatro
átomos de carbono y por diez de hidrógeno
ISOPENTANO
Isopentano o metilbutano, C5 H12 , también llamado 2-metilbutano, es un alcano de
cadena ramificada con cinco átomos decarbono. Es un líquido extremadamente volátil y
extremadamente inflamable a temperatura y presión ambientales. El punto de ebullición
normal está solamente unos pocos grados por encima de la temperatura ambiente por lo
que hervirá de modo continuo y se evaporará en un día cálido. Se usa habitualmente
junto al nitrógeno líquido para conseguir un baño termostático a una temperatura de -
160 °C
Fórmula: (H3C)-CH CH3 -CH3
Punto de ebullición: -12 °C
Punto de fusión: -160 °C
Masa molar: 58 g/mol
Fórmula: C4H10
Punto de ebullición: 0 °C
Punto de fusión: -138 °C
Masa molar: 58 g/mol
Fórmula: C5H12
Punto de ebullición: 28 °C
Punto de fusión: -160 °C
Masa molar: 72 g/mol
N-PENTANO
Pentano es un hidrocarburo saturado o alcano con fórmula química C5H12.
A diferencia de los 4 primeros alcanos que son gaseosos, el pentano se encuentra en
forma líquida a temperatura ambiente.
La palabra pentano también puede referirse a sus isómeros estructurales, o a una mezcla
de ellos. En la nomenclatura de la IUPAC, sin embargo, pentano es el nombre exclusivo
del n-pentano; los otros dos isómeros de cadena reciben los nombres
demetilbutano y dimetilpropano
HEXANO
El hexano y sus isómeros forman parte de derivados petróleos y se obtiene de ellos
mediante destilación fraccionada. A menudo no hace falta separar el n-hexano si no se
emplea directamente la mezcla obtenida cuyo intervalo de ebullición coincide
aproximadamente con el punto de ebullición del hexano
OCTANO
El octano (o n-octano) es un alcano lineal de 8 átomos de carbonos, de fórmula C8H18,
y tiene varios isómeros que en ocasiones son llamados de la misma forma. Es una
molécula orgánica.
Fórmula: C5H12
Punto de ebullición: 36 °C
Punto de fusión: -130 °C
Masa molar: 72 g/mol
Fórmula: C6H14
Punto de ebullición: 69 °C
Punto de fusión: -95 °C
Masa molar: 86 g/mol
El isómero de más importancia es el 2,2,4-Trimetilpentano (generalmente llamado
isooctano) porque fue seleccionado como punto de referencia 100 para la escala
del octanaje, en la que el heptano tiene el punto de referencia 0. Puede ver una lista
completa de los isómeros del octano en la página de desambiguación.
DECANO
El decano (o n-decano) es un alcano cuya fórmula molecular es C10H22.
Tiene 75 isómeros y todos son líquidos inflamables. Como otros alcanos, es
un compuesto no polar, y por lo tanto, no se disuelve en agua, es uno de los
componentes de la gasolina.
UNDECANO
El undecano (también llamado n-undecano o hendecano) es un alcano, parafina
o hidrocarburo saturado de cadena lineal y cuya fórmula química es CH3-(CH2)9-CH3.
Se usa como un atrayente sexual suave para varios tipos de mariposas nocturnas y
cucarachas. Tiene 159 isómeros.
Fórmula : C8H18
Punto de ebullición : 125 °C
Punto de fusión : -57 °C
Densidad : 703,00 kg/m³
Masa molar : 86 g/mol
Denominación de la IUPAC : Octane
Fórmula: C10H22
Punto de ebullición: 174,1 °C
Densidad: 730,00 kg/m3
Masa molar: 142,29 g/mol
HIDROGENO
El hidrógeno es un elemento químico representado por el símbolo H y con un número
atómico de 1. En condiciones normales de presión y temperatura, es un gas diatómico
(H2) incoloro, inodoro, insípido, no metálico y altamente inflamable. Con una masa
atómica de 1,00794 , el hidrógeno es el elemento químico más ligero y es, también, el
elemento más abundante, constituyendo aproximadamente el 73,9% de la materia
visible del universo.
Fórmula: C11H24
Punto de ebullición: 195 °C
Punto de fusión: -27 °C
Masa molar: 156,29 g/mol
Fórmula: H2
Punto de ebullición: -253 °C
Punto de fusión: -259 °C
Masa molar: 2,016 g/mol
OBJETIVOS:
Aprender a trabajar con reacciones en Hysys.
Aplicar los conocimientos previos acerca de diseño de reactores.
Analizar y deducir la mejor forma para desarrollar los ejercicios planteados en el
trabajo.
Aprender a realizar diagramas de flujo en Hysys.
Aprender a estimar datos aplicando nuestro conocimiento de termodinámica.
BASE DE CÁLCULO:
PROBLEMA 1
Hidratación a 353.15 °K y 1.013 bar
10 moles de propeno y 20 moles de agua
Adición de nonano al sistema en las siguientes cantidades:
a) 1 MOL
b) 10 MOL
c) 100 MOL
d) 300 MOL
e) 500 MOL
PROBLEMA 2
Una alimentación a 120°F y 49 psia.
En el separador 2 trabajamos a 120 °F y 270 psia
En el separador 3 trabajamos con 100 °F y 180 psia
En el separador 7 trabajamos con 96°F y 49 psia.
En el separador 9 trabajamos con 85°F y 13 psia.
Y la relación de alimentación y componente es la siguiente:
COMPONENTE ALIMENTACIÓN lbmol/h
COMPONENTE ALIMENTACIÓN lbmol/h
NITROGENO 358.2 ISOPENTANO 790.4
BIÓXIDO DE CARBONO
4965.6 N-PENTANO 1192.9
SULFURO DE HIDRÓGENO
339.4 HEXANO 1764.7
METANO 2995.5 HEPTANO 2606.7
ETANO 2395.5 OXTANO 1844.5
PROPANO 2291 NONANO 1669.0
ISOBUTANO 604.1 DECANO 831.7
N-BUTANO 1539.9 UNDECANO 1214.5
PROBLEMA 3
Proporción de CO y H2 de 1 a 2.9
El reactor opera con una conversión de 40% y temperatura de salida de 1 000°F.
Temperatura en la corriente de descarga del reactor 500 °F
Corriente de gas de recirculación con 1% de H2O a 100 °F
Corriente de agua líquida pura a 100 °F
Corriente de alimentación a temperatura de 200°F
Corriente de producto a 200 °F y con Mass Flow de 100 lbmol/h
Presión en el sistema completo de 100 psia.
DIAGRAMA DE FLUJO:
PROBLEMA 1
Abrir un nuevo caso y añadir los componentes.
Seleccionar un paquete de fluido: WILSON
Formular la ecuación; definiendo reactantes y productos.
Seleccionar el reactor de conversión
Añadir las condiciones.
Añadir base de calculo 1MOL.
Añadir base de cálculo 10 MOL.
Añadir base de cálculo 100 MOL.
Añadir base de cálculo 300 MOL.
Añadir base de cálculo 500 MOL.
PROBLEMA 2:
LOS FLUJOS DE SALIDA SON LOS SIGIENTES.
EL FLUJO GENERAL BIENE A SER EL SIGUIENTE:
PROBLEMA 3:
Se quiere mejorar un gas de síntesis que contiene CO, H2 y una pequeña cantidad de
CH4 (con proporción de CO a H2 de 1 a 2.9), aumentando su contenido de metano con
base en la relación.
CO + H2 CH4 + H2O
Se utilizara el sistema de reacción que se muestra en la figura. El reactor operara con
una conversión de 40% y con una temperatura de salida de 1000 0F, para obtener una
corriente de producto que contiene 50% de CH4 y 12% de CO. La razón de eliminación
de calor en el intercambiador 1 se ajusta, de manera que se enfría la corriente de
descarga del reactor a 500 0F. El separador se opera de tal manera que se obtiene una
corriente de gas de recirculación con 1% de agua y una corriente de agua líquida pura,
ambas a 100 0F. Suponiendo que el sistema completo opera a una presión constante de
100 psia.
a) Determine a que fracción del flujo de entrada al divisor debe recircularse para
cumplir lo especificado y calcule los flujos de temperatura de todas las
corrientes del proceso.
Fracción de flujo a la entrada del divisor:
Los flujos y temperaturas son las sigientes:
b) Determine que flujo de alimentación debe tener el proceso para una capacidad
de producción de metano de 100 lbmol/h a la salida.
Para 16.56 kmol/h de metano obtenemos un producto de 100.2kmol/h.
Para una relacion de (con proporción de CO a H2 de 1 a 2.9) se utilizó un SET
CONCLUSIONES:
Concluimos que a pesar de las variaciones molares del noneno la entropía
y la entalpia es constante.
El Mass Flow del mismo varía con respecto a la cantidad de moles dados.
En forma proporcional directa.
RECOMENDACIONES:
Para la elaboración de este trabajo se tomó en cuenta cada paso como así
la determinación de la variables de cada componente a usar.
Se desarrolló un cálculo minucioso para así determinar la cantidad de
flujo molara la salida del producto.
En el tercer apartado recomendamos colocar un set ya que nos pide
relación de 1:2.9 siendo los valores correspondientes en la estequiometria
1:3.
BIBLIOGRAFÍA:
http://es.wikipedia.org
http://www.ecured.cu
http://www.t3quimica.com/pdfs/8i_isopropanol.pdf
http://html.rincondelvago.com/alcoholes_3.html
http://www.cryoinfra.com/productos-y-servicios/gases/bioxido-de-
carbono-co2