Trabajo de Simulación N° 6 (Benceno-Tolueno-Naftaleno-Etilbenceno)

Torre de Destilación

Se requiere separar una mezcla de Benceno, Tolueno, Naftaleno y Etilbenceno reutilizando una columna de destilación simple preexistente que trabaja a presión atmosférica y donde la caída de presión en el condensador es despreciable y con una eficiencia del 100% en la condensación. La torre cuenta con A platos y la alimentación se realiza actualmente en el plato B (los platos están numerados desde la cabeza de la torre hacia el fondo). El condensador de cabeza es total y el reboiler del fondo es parcial.

La relación de reflujo (Reflux ratio) es de C en el condensador y de D (Boilup ratio) en el reboiler.

Se cuenta con una alimentación de E kmol/s a F °C y G atm con una composición de H de Benceno, I de Tolueno, J de Naftaleno y K de Etilbenceno. Esta alimentación se precalientra mediante un Calentador (Heater) hasta una temperatura adecuada antes de ingresar a la Torre de Destilación (temperatura seleccionada por los estudiantes).

A continuación se puede observar el diagrama del proceso

Actividad con vencimiento

Determinar la composición de las corrientes de cabeza y fondo. A continuación realizar los ajustes necesarios para obtener una fracción del M de Benceno-Tolueno por la cabeza y de N de Naftaleno-Etilbenceno por el fondo de la torre. El desvió aceptable en las condiciones de concentración de cada corriente producto no puede ser superior a 0,005. Es decir si el valor pedido es 0,90 el valor debe estar en el rango [0,895; 0,905].

¿Qué debo cambiar para obtener las concentraciones pedidas?

Se pueden cambiar los reflujos (de cabeza y fondo) y la temperatura de ingreso de la mezcla para que ingrese a la torre parcialmente vaporizado (cambiar la temperatura de salida del Heater).

Nota: utilizar el paquete de propiedades de Peng-Robinson.

Guía: Al reutilizar una torre de destilación configurada previamente para otro producto es esperable que deban modificarse algunos parámetros de la misma e incluso el plato de alimentación. Así por ejemplo es esperable para la separación de la mezcla Benceno-Tolueno que haya que aumentar la tasa de reflujo en el fondo de la torre.

La resolución del problema planteado con el COCO Simulator podría arrojar 2 alertas (warnings) los cuales no implican un error de cálculo por lo que se obviarán para este ejercicio.