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Columna de destilación reactiva Modelización y Simulación de acetato de etilo usando ASPEN PLUS RESUMEN En esta tesis se estudia el modelado y la simulación de una columna de destilación reactiva para la producción de acetato de etilo de ácido acético y alcohol etílico usando ASPENPLUS. A partir de una configuración convencional, que consiste en la inyección a una sola bandeja, se propone una configuración diferente y varias especificaciones se estudian para el logro de una mayor conversión y la pureza en el estado estacionario. En la dinámica ASPEN se lleva a cabo a continuación un análisis de la dinámica de columna. Estructura de control en cascada se estudia para el diseño de la base. INTRODUCCIÓN Y LITERATURA La destilación reactiva implica la reacción química simultánea y destilación. La reacción química por lo general se lleva a cabo en la fase líquida o en la superficie de un catalizador sólido en contacto con la fase líquida. Aplicación general de destilación reactiva es la separación de una mezcla de cerca de ebullición azeotrópica. Una segunda aplicación de destilación reactiva consiste en tomar en cuenta reacción no deseables que pudieran producirse durante la destilación, pero la aplicación más interesante implica la combinación de reacciones químicas y la separación por destilación en un aparato de destilación única. La técnica ofrece una oportunidad clave para la mejora de la estructura de un proceso. Es un proceso denominado híbrido, es decir, que se fusiona dos operaciones unitarias diferentes en un solo aparato, es decir, la reacción y la destilación. Sin embargo, la combinación de destilación y reacciones es posible sólo si las condiciones de ambas operaciones unitarias se pueden combinar. La destilación reactiva se puede utilizar con una amplia variedad de químicas, incluyendo las siguientes: La acetilación, condensación aldólica, alquilación, aminación, deshidratación, esterificación, eterificación, hidrólisis, isomerización, oligomerización, transesterificación. 1.1 ANTECEDENTES DE DESTILACIÓN REACTIVA: La destilación reactiva, combinación de reacción química y de componentes múltiples de destilación en una sola unidad, ha demostrado ser ventajoso con respecto a los sistemas de proceso convencionales que consisten en reactor separado y la unidad de destilación. Antes de la llegada de las computadoras digitales, la literatura se ocupó principalmente de las

Ensayo 1

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Columna de destilación reactiva Modelización y Simulación de acetato de etilo usando ASPEN PLUS

RESUMEN

En esta tesis se estudia el modelado y la simulación de una columna de destilación reactiva para la producción de acetato de etilo de ácido acético y alcohol etílico usando ASPENPLUS. A partir de una configuración convencional, que consiste en la inyección a una sola bandeja, se propone una configuración diferente y varias especificaciones se estudian para el logro de una mayor conversión y la pureza en el estado estacionario. En la dinámica ASPEN se lleva a cabo a continuación un análisis de la dinámica de columna. Estructura de control en cascada se estudia para el diseño de la base.

INTRODUCCIÓN Y LITERATURA

La destilación reactiva implica la reacción química simultánea y destilación. La reacción química por lo general se lleva a cabo en la fase líquida o en la superficie de un catalizador sólido en contacto con la fase líquida. Aplicación general de destilación reactiva es la separación de una mezcla de cerca de ebullición azeotrópica. Una segunda aplicación de destilación reactiva consiste en tomar en cuenta reacción no deseables que pudieran producirse durante la destilación, pero la aplicación más interesante implica la combinación de reacciones químicas y la separación por destilación en un aparato de destilación única. La técnica ofrece una oportunidad clave para la mejora de la estructura de un proceso. Es un proceso denominado híbrido, es decir, que se fusiona dos operaciones unitarias diferentes en un solo aparato, es decir, la reacción y la destilación. Sin embargo, la combinación de destilación y reacciones es posible sólo si las condiciones de ambas operaciones unitarias se pueden combinar. La destilación reactiva se puede utilizar con una amplia variedad de químicas, incluyendo las siguientes: La acetilación, condensación aldólica, alquilación, aminación, deshidratación, esterificación, eterificación, hidrólisis, isomerización, oligomerización, transesterificación.

1.1 ANTECEDENTES DE DESTILACIÓN REACTIVA:

La destilación reactiva, combinación de reacción química y de componentes múltiples de destilación en una sola unidad, ha demostrado ser ventajoso con respecto a los sistemas de proceso convencionales que consisten en reactor separado y la unidad de destilación. Antes de la llegada de las computadoras digitales, la literatura se ocupó principalmente de las aplicaciones propuestas y procedimientos simplificados calculational. Este concepto parece haber sido pronunciada por primera vez por Backhaus, que, a partir de 1921, obtiene una serie de patentes de reacción de esterificación en una columna de destilación. Este concepto de reacción química continua y simultánea y destilación en un solo recipiente se verificó experimentalmente por Leyes y Othmer, para la esterificación de ácido acético con un exceso de n-butanol en presencia de catalizador de ácido sulfúrico para producir acetato de butilo y agua.

Modelado de destilación reactiva ha recibido considerable atención en los últimos 15 años, y varias contribuciones importantes han aparecido en la literatura (Doherty y Malone [24] y la excelente visión general de Noeres et al.,). Pilavachi et al. Presentó un amplio análisis de varios aspectos importantes que afectan el modelado preciso de los procesos de destilación reactiva. Schenk et al. Descrito en considerables detalles un entorno híbrido de modelado en el que un proceso de destilación reactiva puede ser simulado utilizando una combinación de los modelos de transferencia de masa de equilibrio y, tanto en los modos dinámicos estado y constante. Recientemente, Almeida-Rivera et al. Presenta una revisión crítica de los métodos disponibles en la actualidad para el diseño de procesos de destilación reactiva.

El control de la destilación reactiva ha recibido alguna atención en los últimos años. Al-Arfaj y Luyben [23], Sneesby et al., [25] Kumar y Daoutidis, [26] discute las estructuras de control PI descentralizadas para la columna de destilación reactiva. Al-Arfaj y Luyben [23] discutido la posibilidad de múltiples estados estacionarios en muchos sistemas de destilación reactiva. La presencia de las multiplicidades y la naturaleza no lineal de la

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destilación reactiva puede imponer limitaciones en el uso de los controladores lineales. Kumar y Daoutidis [26] han discutido el rendimiento superior del controlador no lineal en comparación con el control lineal para sistemas de destilación reactiva.

1.2 LAS APLICACIONES COMERCIALES DE DESTILACIÓN REACTIVA INCLUYEN SIGUIENTE [1]

1. La esterificación de ácido acético con etanol para producir acetato de etilo y agua.2. La reacción de formaldehído y metanol para producir metilal y agua, utilizando un catalizador ácido sólido, tal como se describe por Masamoto y Matasuzaki.3. La esterificación de ácido acético con metanol para producir acetato de metilo y agua, utilizando ácido sulfúrico como catalizador, como patentado por Agreda y Partin, y descrito por Agreda, Partin y Heise.4. La reacción de isobuteno con metanol para producir éter de metil-terc-butílico (MTBE), el uso de un catalizador sólido, ácido fuerte resina de intercambio iónico, como patentado por Smith y desarrollado por DeGarmo, Parulekar, y Pinjala.

Hay muchas historias de éxito documentados relacionados con la aplicación industrial de destilación reactiva. Las aplicaciones de la destilación reactiva en las industrias química y del petróleo han aumentado rápidamente en la última década. Un ejemplo de ello es la fabricación de acetato de metilo por la Eastman Chemical Company. En este caso una sola columna de destilación reactiva sustituye la hoja de flujo tradicional que consiste en once principales operaciones de la unidad junto con una variedad de intercambiadores de calor, bombas y controladores. El resultado fue una reducción de cinco veces en la inversión de capital y el consumo de energía sobre el diseño convencional para la producción de acetato de metilo.

1.3 VENTAJAS DE DESTILACIÓN REACTIVA:

1. El aumento de la velocidad y la mejora de la eficiencia.2. Menores costos - menor uso de equipos, uso de energía y el manejo.3. Menos residuos y menos subproductos4. Mejora de la calidad del producto de reducción de oportunidad para la degradación debido al menor calor; exigencia de calor se puede reducir mediante la utilización del calor de reacción (si está presente) in situ.5. Costes de reciclaje para el exceso de reactivo, que es necesario para un reactor convencional para evitar reacciones secundarias y limitación de equilibrio químico, se pueden reducir.6. Conversiones de reacción se puede aumentar mediante la superación de limitación de equilibrio químico a través de la eliminación de los productos de reacción.7. Limitación de la mezcla azeotrópica se puede superar mediante la reacción, descrita por Terril et al. [1]

1.4 LIMITACIONES Y DESVENTAJAS DE DESTILACIÓN REACTIVA:

A pesar de las ventajas antes indicadas de destilación reactiva, no se puede utilizar para cada proceso que requiere una reacción y separación en una sola unidad. Tiene algunas limitaciones. En general, la destilación reactiva no es atractivo para la condición supercrítica, para la reacción en fase gaseosa, y para la reacción que debe tener lugar a alta temperatura y presiones, y / o que implica reactivos sólidos o productos [1].

Este tipo de destilación reactiva se considera como una alternativa a la utilización de reactor separado y recipiente de destilación siempre tiene el siguiente:

1. Temperatura y presión para la reacción y la destilación factible son la misma. Es decir, las velocidades de reacción y las tasas de destilación son de igual magnitud. Las reacciones tienen que mostrar los datos razonables para las conversiones a niveles de presión y temperatura que son compatibles con las condiciones de destilación.

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2. La reacción química se produce en la fase líquida, en presencia o ausencia de un catalizador homogéneo, o en la interfase de un líquido y un catalizador sólido.

3. La reacción de equilibrio es-limitado de tal manera que si uno o más de los productos formados se pueden quitar, la reacción se puede conducir a la finalización, por lo que un gran exceso de un reactivo no es necesario para alcanzar una conversión alta. Esto es particularmente ventajoso cuando la recuperación del exceso de reactivo es difícil debido a la formación de azeótropo.

4. Requisitos más altos en la calidad de los sistemas de diseño y control, incluyendo diseños más sofisticados controladores y estructuras de control más complicados.

5. Requisitos de tiempo de residencia, pero limitada atraco en la columna de destilación.

6. Limitaciones de volatilidad para los reactivos y productos en la zona de reacción de la columna de destilación.

1.5 ACETATO DE ETILO:

El acetato de etilo es el compuesto orgánico con la fórmula CH3COOC2H5. Este líquido incoloro con un característico olor acre como ciertas colas o quitaesmaltes, en los que se utiliza. El acetato de etilo es el éster a partir de etanol y ácido acético; se fabrica a gran escala para su uso como un disolvente. El acetato de etilo es un disolvente moderadamente polar que tiene las ventajas de ser volátil, relativamente no tóxicas, y no higroscópico. Es un débil aceptor de enlace de hidrógeno, y no es un donante debido a la falta de un protón ácido. El acetato de etilo se puede disolver hasta 3% de agua y tiene una solubilidad de 8% en agua a temperatura ambiente. Es inestable en presencia de bases fuertes y ácidos acuosos. Es soluble en la mayoría de disolventes orgánicos, tales como alcohol, acetona, éter y cloroformo.

Propiedades y usos:Fórmula molecular CH3COOC2H5Masa molar 88.105 g / molDensidad 0,897 g / cm ³Punto de fusión -83,6 ° CPunto de ebullición 77 ° CViscosidad 0.426 cp a 25 ° C

Acetato de etilo tiene una amplia gama de aplicaciones, a través de muchas industrias, incluyendo:

Tratamiento de superficie y diluyentes: acetato de etilo es uno de los disolventes más populares y encuentra un amplio uso en la fabricación de lacas de nitrocelulosa, barnices y diluyentes, para disolver los pigmentos de los esmaltes de uñas. Se exhiben altas relaciones de dilución con tanto aromático y diluyentes alifáticos y es el menos tóxico de disolventes orgánicos industriales.

Productos farmacéuticos: acetato de etilo es un componente importante en extractantes para la concentración y purificación de los antibióticos. También se usa como un intermedio en la fabricación de diversos fármacos.

Sabores y esencias: acetato de etilo encuentra un amplio uso en la preparación de esencias de frutas sintéticas, sabores y perfumes.

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Embalaje flexible: cantidades sustanciales de acetato de etilo se utilizan en la fabricación de envases flexibles y en la fabricación de películas de poliéster y películas de BOPP. También se utiliza en el tratamiento de láminas de aluminio.

Ocurrencia en vinos: acetato de etilo es el éster más común encontrado en el vino, siendo la producción del ácido láctico-ácido acético más común orgánico volátil y el alcohol etanol creado durante la fermentación del vino. El aroma de acetato de etilo es más vivo en los vinos jóvenes y contribuye a la percepción general de "frutado" en el vino. La sensibilidad varía con la mayoría de las personas que tienen un umbral de percepción en torno a 120 mg / lit. Una cantidad excesiva de acetato de etilo se considera un fallo vino. La exposición al oxígeno puede exacerbar el fallo debido a la oxidación de etanol creación de acetaldehído. Esto puede hacer que el vino en vinagre fuerte sabor similar.

Varios: acetato de etilo se utiliza en la fabricación de adhesivos, líquidos de limpieza, tintas, quitaesmaltes y seda, papeles recubiertos, explosivos, cuero artificial, películas y placas fotográficas. En el campo de la entomología, acetato de etilo es un veneno eficaz para su uso en la recogida de insectos y estudio. En un frasco de matar cargada con acetato de etilo, los vapores pueden matar al (generalmente adultos) insectos recogidos rápidamente sin destruirlo. Debido a que no es higroscópico, acetato de etilo también mantiene el insecto lo suficientemente suave para permitir el adecuado montaje para una colección.

1.6 PRODUCCIÓN DE ACETATO DE ETILO:

Acetato de etilo se produce por la reacción de esterificación de alcohol etílico y ácido acético usando catalizadores tales como ácido sulfúrico, ácido tolueno sulfónico Pará o resinas de intercambio iónico. La reacción de etanol (EtOH) con ácido acético (AcOH) hacia acetato de etilo (EtAc) y agua (H2O) es una reacción de equilibrio.

El sistema es fuertemente no-ideal debido a la presencia de etanol, ácido acético, y agua. La separación de los componentes puros es muy difícil debido a la existencia de cinco azeótropos normales, a saber, etanol-agua, ácido acético-agua, etanol, acetato de etilo, acetato de etilo-agua, y etanol-acetato de etilo-agua. Sujuki et al. [9] También determinó el equilibrio de fases para el sistema teniendo en cuenta la reacción (cabían 16 coeficientes en las ecuaciones de Margules modificados, para calcular el VLE-modelo de esta mezcla).

El punto de ebullición normal de etilo, etanol, agua y ácido acético es acetato de 77,1, 78,4, 100 y 118.1 en ° C, respectivamente.

El orden de la volatilidad es de etilo, etanol, agua y ácido acético acetato. El etanol y el agua no difieren en gran medida de la volatilidad, por lo que es difícil de mover etanol hasta la columna. El mínimo de ebullición azeótropos binarios homogéneos están formados por agua etanol a 78,2 ° C con agua 10.57mol% y acetato de etilo-etanol a 71,8 ° C con 46 mol% de etanol. Un binario de punto de ebullición mínimo azeótropo heterogéneo está formado por acetato de etilo-agua a 70,4 ° C con agua 24mol%, y un ternario, azeótropo de punto de ebullición mínimo está formado por etanol-acetato de etilo-agua a 70,3 ° C con 12.4mol% de etanol y 60,1% en moles de acetato de etilo. [1]

Los principales problemas encontrados en la consecución de productos de alta pureza en el sistema de destilación reactiva de acetato de etilo se resumen posteriormente (Bock et al 1997, Chang y Seader [29].):

• Conversión reactivo desfavorable;• K-valores similares de etanol, agua y acetato de etilo;• El perfil de temperatura en la columna;

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• El sistema es fuertemente no ideal

1.7 ASPEN PLUS SOFTWARE:

En 1970 los investigadores del Laboratorio de Energía de MIT desarrollaron un prototipo para la simulación de procesos. Lo llamaron Sistema Avanzado de Ingeniería de Procesos (ASPEN). Este software ha sido comercializado en 1980 por la fundación de una empresa llamada AspenTech. ASPEN PLUS ofrece una solución completa e integrada para las industrias de procesos químicos. Este sofisticado paquete de software se puede utilizar en casi todos los aspectos de la ingeniería de proceso, desde la etapa de diseño de análisis de costos y rentabilidad. Cuenta con una biblioteca de modelos integrados para las columnas de destilación, separadores, intercambiadores de calor, reactores, etc modelos decoro personalizado o puede ampliar su librería de modelos.

Estos modelos de usuario se crean con subrutinas FORTRAN o hojas de cálculo Excel y se agregan a su biblioteca de modelos. Uso de Visual Basic para agregar formularios de entrada para los modelos de usuario hace que sean indistinguibles de los incorporados. Cuenta con una base de datos propiedad integrada de termodinámica y los parámetros físicos. Durante el cálculo de la hoja de flujo de cualquier parámetro que falta puede ser estimado de forma automática por diversos métodos de contribución de grupos.

Aspen Plus puede cambiar interactivamente especificaciones, tales como, la configuración del flujo de situación, las condiciones de operación, y las composiciones de piensos, para ejecutar nuevos casos y analizar alternativas de procesos Aspen Plus nos permite realizar una amplia gama de tareas tales como la estimación y regresión de las propiedades físicas, generando gráfica personalizada y resultados de salida tabulares, datos de plantas de montaje en los modelos de simulación, optimización de procesos y la interconexión resultados de hojas de cálculo.

1.8 DINÁMICA DE ASPEN:

Aspen Dinámica complementa las capacidades de simulación en estado estacionario de Aspen Plus y entrega los beneficios del modelado dinámico para los productos petroquímicos, productos químicos, productos químicos y las industrias especializadas en toda operación de la planta y de las organizaciones de ingeniería.

En Aspen dinámica que puede fácilmente:

• Agregar, cambiar o eliminar elementos de control• Seleccione las variables medidas y manipulado de las listas de selección• Configuración de bucles de control en cascada• Las estructuras de control de las importaciones de otros Dinámica Aspen generan archivos de entrada

Aspen Dynamics es una solución de un estado-of-the-art diseñado específicamente para la simulación de procesos dinámicos. Aspen Dynamics está estrechamente integrado con Aspen Plus, simulador de estado estacionario de Aspen Tech para las industrias de procesos químicos. Esta integración permite a los usuarios utilizar una simulación Aspen Plus estado estacionario existente y crear rápidamente una simulación dinámica. Esto permite a los usuarios aprovechar completamente sus inversiones existentes en los modelos de estado estacionario Plus Aspen y garantiza la coherencia con los resultados de la simulación en estado estacionario.

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MODELADO

Figura 2.1-Configuración de la columna de destilación reactiva-

Considere la posibilidad de un proceso continuo, la columna en general, que consiste en N etapas dispuestas en cascada a contracorriente separar componentes C. Una representación esquemática de destilación reactiva se muestra en la figura 1, donde la etapa 1 es un condensador total que se produce un líquido saturado y la etapa N es un rehervidor. Por otra parte, vamos a reacciones químicas se producen en cada etapa de la fase líquida.

Las hipótesis empleadas en el desarrollo de modelos:

1. Cada etapa es una composición líquida es decir, perfectamente mezclada en cada etapa es homogénea e igual a la composición de líquido que sale de la etapa.

2. El vapor y el líquido de dejar cualquier etapa están en equilibrio físico.

3. El arrastre de gotas de líquido en el vapor y la oclusión de burbujas de vapor en el líquido son despreciables.

4. Vapor molar atraco y las reacciones químicas en fase vapor eran desatendidas. La extensión de la reacción en fase líquida en cada etapa se rige por reversibles expresiones cinéticas de velocidad.

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La figura 2.2 muestra una representación esquemática de una etapa general de destilación reactiva.

Figura 2.2 General etapa de destilación reactiva

Los tres tipos de funciones que describen los procesos físicos y químicos en el escenario i son:

Saldos de componentes:

Donde las últimas cuentas plazo para las reacciones químicas.

Balances de energía:

A diferencia de los balances de materiales componentes, no es necesario tomar el calor de reacción en cuenta porque entalpías se hace referencia a los elementos en vez de a los componentes.

Relaciones de equilibrio:

Donde Qi,j se deriva de la definición de K i,j

Especificaciones para las ecuaciones (2-4) son el número total de etapas, lugares fase de todos los canales, arroyos laterales, y los intercambiadores de calor, todas las presiones de la etapa y en fase líquida atraco volúmenes y especificación completa de cada alimento fresco. Esto deja N especificaciones que deben tomarse antes de la solución de los (2C + 1) N ecuaciones para el correspondiente N (2C + 1) variables de iteración. Si las

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especificaciones son N tasas de transferencia de calor de una etapa, entonces las ecuaciones se resuelven por 2CNcomponent flujos molares y N temperaturas etapa. Sin embargo, ya que los derechos de condensador y rehervidor dependen en gran medida y, en general se pueden especificar de forma independiente sobre rangos desconocidos sólo estrechas, otras especificaciones son más deseables.

La fase total de condensador es un caso especial que no está representada por la ecuación (3). Deje que los componentes de los flujos molares del destilado líquido se llama, 1,1, 1,2, 1,3, .................... 1,c. Si se especifica la relación de reflujo, la ecuación de balance de energía de primera etapa se cambia a una ecuación de reflujo de relación:

donde R es la relación de reflujo. La composición de destilado, 1,1, 1,2, 1,3, .................... 1,c es la misma composición que en el líquido que sale del condensador y, por lo tanto, las relaciones de equilibrio no son independientes. La ecuación de equilibrio para el componente 1 se sustituye por la ecuación de punto de burbuja:

en donde el componente 1 debe estar presente en el destilado en cantidades no triviales. Al igual que la ecuación de balance de energía, las otras ecuaciones de equilibrio, Q1,1-Q1,c, son sustituidos por las ecuaciones de reflujo componentes; a saber.

r i,n Velocidades de reacción química en fase líquida se modelan por la ley ecuaciones cinéticas de energía reversibles. Vapor molar atraco y las reacciones químico en fase vapor descuidado. Debido a que las ecuaciones de balance de materiales (1) están en la forma hacia fuera-menos-en, el término representa los moles de componente j producido en la fase líquida. Por lo tanto, i,j el coeficiente estequiométrico para el componente j en la reacción química, es positivo si el componente j es creado por la reacción de n-ésima (donde el subíndice n se omite en la siguiente ecuación)

Donde:Ci, q = q Concentración de componente en el escenario ikp = constante de velocidad para el término de PTH, donde p = 1 indica que la reacción directa de reacción yp = 2 indica que la reacción inversa; k1 y k2 es positivo es negativo.m = Exponente de la concentraciónAp = factor exponencial PreEp = energía de activación

Se toman muchos intentos para simular las ecuaciones del modelo rigurosamente utilizando diferentes métodos poniendo diferentes criterios para la convergencia. Desde 1970, se han notificado los procedimientos de cálculo adecuados para su aplicación en las computadoras digitales, de forma rigurosa la solución de la masa, el equilibrio y balances de energía en varios componentes multietapa columnas de destilación reactiva. Los procedimientos, que implican la solución de grandes conjuntos de ecuaciones lineales y no lineales combinadas, así

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como aplicaciones, se resumen por Seader et al., [29]. Desde un procedimiento de cálculo numérico, estos estudios se informó anteriormente se pueden dividir en tres categorías: (1) los métodos que utilizan las variables lagrimales (método del punto de burbuja), (2) técnicas de relajación (enfoque dinámico), y (3) los métodos que incorporan el método de Newton-Raphson. [29]

La presencia de un sistema de control en un proceso introduce dinámicas adicionales que, junto con la dinámica de la unidad, dar lugar a más complicación.

Aspen Technology utiliza el modelo simulador de adentro hacia afuera en ASPEN PLUS, en el programa de computadora llamado FRAC RAD y MULTIFRAC, estas aplicaciones son [1]:

1. La absorción, extracción, absorción recalienta, recalienta extracción, destilación extractiva, y la destilación azeotrópica2. Sistemas de tres fases (vapor-líquido-líquido)3. sistemas reactivos4. sistema altamente no ideal que requiere modelos de actividad con coeficientes5. sistemas interconectados de unidades de separación, incluyendo pumparounds, derivación e intercambiadores de calor externos6. estrecho punto de ebullición, punto de ebullición de ancho, y pesa de gimnasia (en su mayoría pesados y componentes de la luz con poco en el medio) RSS7. presencia de agua libre8. amplia variedad de especificación9. el uso de la eficiencia Murphree-etapa10. RADFRAC es capaz de manejar tanto las reacciones de equilibrio, así como reacciones cinéticamente limitadas

SIMULACIÓN DEL ESTADO ESTACIONARIO

3.1 CONFIGURACIÓN-1 (COLUMNA CON ALIMENTACIÓN SIMPLE):

La simulación de la columna de acetato de etilo se llevó a cabo utilizando el modelo riguroso RADFRAC destilación a partir de la hoja de flujo de simulador Aspen Plus. En las simulaciones de un método de propiedad WILSON se utiliza de propiedades globales ASPEN. El método de propiedad WILSON utiliza [4]

• El modelo de coeficiente de actividad Wilson para la fase líquida• La ecuación del gas ideal de Estado para la fase de vapor• El modelo Rackett para el volumen molar líquido• La ley de Henry para los componentes supercríticos

El modelo WILSON puede describir soluciones líquidas fuertemente no ideales. El modelo no puede manejar dos fases líquidas. En ese caso, utilice otro modelo de actividad como NRTL o UNIQUAC. Los métodos de propiedad con un modelo de fase de vapor que puede utilizarse hasta presiones moderadas, tienen la corrección Poynting incluido en el cálculo del coeficiente de fugacidad líquido. También puede manejar cualquier combinación de compuestos polares y no polares, hasta muy fuerte no idealidad [4].

La cinética de velocidad para la producción de acetato de etilo en la fase líquida se adopta partir de los datos de Holanda [27] para la reacción sin analizar [5]. Sin embargo, hemos utilizado diferente magnitud de las constantes de velocidad para simular la reacción catalizada realista que es cerca de 100 veces más rápido que uno sin analizar. Dado que el sistema es altamente no ideal, altamente convergencia no ideal se utiliza en ASPEN PLUS. Cuando se encuentra con RADFRAC convergencia lenta o difícil para los sistemas altamente no ideales utilizando el algoritmo estándar, se recomienda altamente la convergencia no ideal [4]. Para se requiere ninguna

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especificación de simulación por ordenador de problemas y otras variables se determinó a partir de las variables especificadas. .. Así que la primera simulación, el caso 1, se realiza con las mismas especificaciones que Jin-Ho Lee, et al, [5] El número total de etapas es de 13, incluyendo un condensador total y un hervidor parciales, la numeración de las etapas es superior a la baja, la presión de la columna es 1 atm. Todas las etapas son etapas reactivas. La velocidad de alimentación es 1,076 moles / s con un destilado líquido de 0,2080 mol / s, dando partes inferiores de 0.868mol / s. La alimentación se precalienta a su punto de burbuja a presión bandeja de alimentación y la relación de reflujo es 10. La alimentación se alimenta a la sexta etapa desde la parte superior y tiene la siguiente composición en moles de fracción: ácido acético x1 = 0,4962, etanol x2 = 0,4808, x3 = 0,0229 agua y acetato de etilo x4 = 0,0. Robo volúmenes son 1 litro y 10 litros, respectivamente, para el intercambiador de calor y cada una de las etapas l-l2. Aunque estas especificaciones son las mismas que las de Jin-Ho Lee, et al. Los resultados de este estudio, como veremos a continuación son diferentes. Las comparaciones con Ho Lee, et al. no se incluyen aquí, ya que utilizan considerablemente diferentes relaciones de equilibrio líquido-vapor en comparación con los utilizados aquí. La simulación de los resultados obtenidos con ASPEN-PLUS se muestra en las figuras 3.2 a 3.3.

Figura 3.1-de un solo diagrama de flujo de alimentación en la interfaz de usuario aspen más de RD

Figura 3.2-Etapa perfil de composición sabio