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EJEMPLO 2 En la hidrodealquilación térmica a alta presión y alta temperatura de tolueno a benceno se utiliza exceso de hidrógeno para minimizar el craqueo.

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1 EJEMPLO 2 En la hidrodealquilación térmica a alta presión y alta temperatura de tolueno a benceno se utiliza exceso de hidrógeno para minimizar el craqueo de aromáticos a gases ligeros. En la práctica, la conversión de tolueno es solamente del 70%. Para separar y recircular el hidrógeno, los 5597 kmol/h de vapor caliente que salen del reactor se condensan parcialmente enfriando con agua hasta 100ºF (310.8 K), separando las fases que se producen en una cámara flash. Si la velocidad de flujo y la composición del efluente del reactor son las que se indican seguidamente, y la presión de la cámara flash es 485 psia (3344 kPa), calcula las composiciones de equilibrio y las velocidades de flujo del vapor y del líquido que salen de la cámara de flash. Componente Fracción molar Hidrógeno Metano Benceno Tolueno Utiliza la correlación de Chao-Seader para calcular el coeficiente de actividad de la fase líquida y considera que la fase vapor se comporta idealmente.

2 Q (aportado o eliminado) Cámara de destilación ALIMENTO (líquido o vapor) F, z i, H F, T F, P F T, P V, y, H V VAPOR L, x, H L LÍQUIDO ComponenteFracción molar Hidrógeno Metano Benceno Tolueno ºF 485 psia Balance de materia Equilibrio f(T,P,x i,y i )

3 Esquema de cálculo: 1.Fija P i T de la operación 2.Si el vapor no se puede considerar como gas ideal: supón y i 3.Si el líquido no se puede considerar como mezcla ideal: supón x i 4.Calcula K i : calcula P i º = f(T) calcula i = f(T,x i ) calcula i = f(T, P,y i ) calcula k i = i P i º/ i /P 5. Supón 6. Calcula y i =f(z i,, k i ) y x i = y i /k i 7. y i = 1 (ec. del flash)? Sí, continúa No, vuelve a paso 5 8. x i calculado = x i supuesto? Sí: continúa No: vuelve a paso 3 9. y i calculado = y i supuesto? Sí: se ha acabado el cálculo No: vuelve a paso 2

4 Datos:- Modelo para calcular - Ecuación de Antoine Modelo para calcular Volumen molar del componente i Volumen molar de la mezcla Parámetro de solubilitat Fracción volumètrica del componente i ? ?

5 Volumen molar del componente i Parámetro de solubilidad Densidad molar en kmol/m 3 T r = T/T c en J/kmol Unidades: (energía/volumen) 1/2 C 7 H 8 C 6 H 6

6 Volumen molar del componente i Parámetro de solubilidad H 2 CH 4 v iL (cm 3 /mol) H 2 31 CH 4 52 i (cal/cm 3 ) 1/2 H 2 0 CH

7 Solución: Valores supuestos FO: incluye todas las condiciones Solver: cambiando y las 4 x i

8 Después de hacer solver:


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