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EJEMPLO 13 Calcula el caudal y la composición de los productos (vapor y líquido) que se obtienen en el absorbedor de la figura, en el que se lleva a cabo.

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1 EJEMPLO 13 Calcula el caudal y la composición de los productos (vapor y líquido) que se obtienen en el absorbedor de la figura, en el que se lleva a cabo la separación de los componentes más pesados de una mezcla ligeramente sobrecalentada de hidrocarburos gaseosos con un aceite de peso molecular relativamente elevado. La presión de operación es de 400 psia. El caudal de absorbente es de 165 lbmol/h y se utilizan 6 etapas teóricas.

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3 Para resolver el problema: se han de calcular las fracciones de recuperación para absorción ( A ) y para desorción ( s ) Se han de calcular los factores de absorción y de desorción efectivos (Edmister) Se han de calcular los factores de absorción y de desorción en las etapas de cabeza y cola A ij = 1/S ij = L j /(K ij V j ) Se necesitan L, V y K i (es decir, T) en las etapas de cabeza y cola

4 1.Se suponen valores iniciales de L, V y T para las etapas de cabeza y cola (Kremser) 2.Se calculan A y S en las etapas de cabeza y cola 3.Se calculan A y S efectivos (Edmister) 4.Se calculan las fracciones de recuperación 5.Se calculan los caudales de componentes (las composiciones) y los caudales totales de los productos de cabeza y cola 6.Se calculan las temperaturas de las etapas de cabeza y cola (balance de entalpía + ecuación de las temperaturas) 7. Se comparan los valores supuestos y calculados y si no son próximos, se continúa desde el paso 2

5 Especificaciones del problema:

6 RESOLUCIÓN: Se suponen valores iniciales de L, V y T para les etapas de cabeza y cola (Kremser) ¡Aunque en la 1ª iteración L y V son los mismos en todas las etapas! Iguals als cabals alimentats Mitjana aritmètca de T dels aliments + balance: Valores supuestos: Caudales necesarios para los factores de absorción y el balance de entalpía:

7 2. Se calculan A y S en las etapas de cabeza y cola 3. Se calculan A y S efectivos (Edmister) 4. Se calculan las fracciones de recuperación 5. Se calculan los caudales de componentes (las composiciones) y los caudales totales de los productos de cabeza y cola

8 f(T) L/(KV) 1/A f( A, S ) v 1 = v 7 A +l 0 (1- S ) Balance l 6 = v 7 +l 0 -v 1 Edmister

9 6. Se calculan las temperaturas de las etapas de cabeza y cola (balance de entalpía + ecuación de las temperaturas) Se utilizan V 1 y L 6 calculados en esta iteración Se quiere calcular T 1 y T 6 Hay que calcular la entalpía de cada corriente Procedimiento: -Suponer T 6 (o T 1 ) - Despejar T 1 (o T 6 ) de la 1ª ecuación - Calcular las entalpías de V 1 y L 6 - Comprobar si se cumple el balance de entalpía i, si no se cumple, repetir con una nueva T 6 (o T 1 ) Ojo: ¡no hagas solver para optimizar simultáneamente T 1 y T 6 ! -

10 Despejada de 1ª ecuación Con buscar objetivo para hacer el balance 0

11 7. Se comparan los valores supuestos y calculados y si no son próximos, se continúa desde el paso 2 Hay que hacer una nueva iteración, con los nuevos valores calculados

12 Sugerencias para hacer más cómoda la finalización del problema: 1.Copia y pega (a valores) los nuevos valores de T, L y V donde antes habías puesto los de la aproximación de Kremser. Haz buscar objetivo para calcular la nueva temperatura. Después comprueba si ya has llegado a la solución. Problema: pierdes los valores de la anterior iteración 2. Haz una copia de la hoja de cálculo y pega (a valores) los nuevos valores de T, L y V donde antes habías puesto los de la aproximación de Kremser. Haz buscar objetivo para calcular la nueva temperatura. Después comprueba si ya has llegado a la solución. 3. Haz una macro. Problema: si hacen falta muchas iteraciones, acabarás con muchas hojas

13 Solución:


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