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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Transcripción de la presentación:

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 0.31767 Metano 0.58942 Benceno 0.07147 Tolueno 0.02144 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.

(aportado o eliminado) Componente Fracción molar Hidrógeno 0.31767 Metano 0.58942 Benceno 0.07147 Tolueno 0.02144 Q (aportado o eliminado) Cámara de destilación ALIMENTO (líquido o vapor) F, zi, HF, TF, PF T, P V, y, HV VAPOR L, x, HL LÍQUIDO 100ºF 485 psia Balance de materia Equilibrio f(T,P,xi,yi)

Esquema de cálculo: Fija P i T de la operación Si el vapor no se puede considerar como gas ideal: supón yi Si el líquido no se puede considerar como mezcla ideal: supón xi Calcula Ki: calcula Piº = f(T) calcula gi = f(T,xi) calcula ji = f(T, P,yi) calcula ki = giPiº/ji/P 5. Supón y 6. Calcula yi=f(zi, y, ki) y xi = yi/ki 7. Syi = 1 (ec. del flash)? Sí, continúa No, vuelve a paso 5 8. xi calculado = xi supuesto? Sí: continúa No: vuelve a paso 3 9. yi calculado = yi supuesto? Sí: se ha acabado el cálculo No: vuelve a paso 2

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

Densidad molar en kmol/m3 Volumen molar del componente i Densidad molar en kmol/m3 Parámetro de solubilidad C7H8 C6H6 Unidades: (energía/volumen)1/2 Tr = T/Tc l en J/kmol

Volumen molar del componente i viL (cm3/mol) H2 31 CH4 52 Volumen molar del componente i H2 CH4 Parámetro de solubilidad di (cal/cm3)1/2 H2 0 CH4 5.68

FO: incluye todas las condiciones Solución: FO: incluye todas las condiciones Valores supuestos Solver: cambiando y y las 4 xi

Después de hacer “solver”: