Capítulo 7 de metodología de Douglas

Aquí se cuenta sólo la síntesis de un sistema de separación para recuperar gaseos y componentes líquidos. nuestro análisis se divide en tres dow contradictorio separadas: la estructura general del sistema de recuperación de vapores sistemand separación de líquidos. También hay que tener en cuenta thatwe necesidad de determinar el mejor sistema de separación en función de las variables el desing, i, e, el rango de las variables en el desing figura 6.7.1 donde obtenemos operación rentable. por lo tanto, nuestros estudios económicos previos ayudan a ti simplificar el esfuerzo computacional.

Estructura general del sistema de separación

Para determinar la estructura general del sistema de separación, que primero determinar la fase de la corriente de reactoreffluent (véase la figura 7.1). para los procesos de vapor-líquido, sólo hay tres posibilidades:

1,. si el efluente del reactor es un líquido, suponemos que sólo necesitamos un sistema de separación de líquidos (véase la figura 7.1.2). este sistema migth incluyen columnas de destilación, unidades de extracción, destilación azeotrópica, etc, pero normalmente no habrá ningún absorbedor de gas, unidades de adsorción de gas, etc

2.- si el efluente del reactor es una mezcla de dos fases, podemos usar el reactor como un divisor de fase (o ponemos un tambor de expansión súbita después de que el reactor). enviamos los líquidos a un sistema de separación de líquidos. si el ir reactor que opera por encima de la temperatura del agua de refrigeración, por lo general enfriar la corriente de vapor del reactor a 100 ° F y la fase de división en esta corriente (véase la figura 7.1.3) la baja temperatura del líquido de flash e obtener contiene principalmente reactans (y ningún producto componentes que se forman como intermedios en un Sheme reacción consecutiva), la que ellos reciclar al reactor (tenemos el equivalente de un condensador de reflujo). Sin embargo, si el líquido súbita a baja temperatura contiene principalmente productos, sendthis corriente al sistema de recuperación de líquido. el vapor flsh de baja temperatura se envía normalmente a un sistema de recuperación de vapores. pero, si el reactoreffluent directamente a un sistema de separación de líquidos (es decir, tren de destilación).

3.- si el efluente del reactor es todo vapor, enfriamos la corriente a 100 ° F (temperatura del agua de refrigeración) y se intenta lograr una separación de fases (ver figura 7.1.4) o para complety condensar esta corriente. El líquido condensado se envía a un sistema de recuperación de líquido, y el vapor se envía a un sistema de recuperación de vapor. si no se obtiene una fracción de fase, vemos si podemos presurizar el sistema de reactor de manera que se obtenga una separación de fases (vemos organizarte una alta presión se puede conseguir mediante el uso de sólo aquellas bombas en Strems cuotas líquidas, y verifique que la presión no afecta a la distribución del producto) si una fase se puede obtener sin necesidad de refrigeración, también consideramos la posibilidad de enviar la corriente efluente del reactor directamente a un sistema de recuperación de vapores.

tenemos que asegurarnos de que la misma estructura se obtiene para la gama completa de variables el desing en consideración. estas reglas se basan en la heurística que divisiones de fase son el método más barato de la separación y el supuesto de que algún tipo de separación por destilación es posible.

Cálculos aproximados en flash

para determinar la fase del efluente del reactor, en algunos casos, se puede utilizar un procedimiento de aproximación aguda-split para evitar las soluciones de ensayo y de error asociados con los cálculos del flash. las ecuaciones de flash se pueden escribir como

equilibrio general balance de componente equilibrio

un procedimiento aproximado alternativo para los cálculos del flash

otro procedimiento shortcurt para los cálculos de flash fue publicado por el rey, si volvemos a considerar Ecuaciones 7.1.1 través 7.1-3 podemos escribir

sistema de recuperación de vapor

cuando tratamos de sintetizar un sistema de recuperación de vapor, tenemos que tomar dos decisiones

1 -. ¿Cuál es la mejor ubicación?

2 -. Qué tipo de sistema de recuperación de vapor es más barata ubicación del sistema de recuperación de vapor

Hay cuatro opciones para la ubicación del sistema de recuperación de vapor:

1 -. La corriente de purga

2 -. La corriente de gas de reciclo

3 -. La corriente de vapor de flash

4 -. Ninguno

Las reglas que utilizamos para tomar esta decisión son (véase la figura 7.2.1 como sigue:

1 -. Coloque el sistema de recuperación de vapor en la corriente de purga si cantidades significativas de materiales valiosos se están perdiendo en la purga. La razón de esta heurística es que la corriente de purga normalmente tiene una tasa de flujo más pequeña.

por lo que decidimos no incluir un sistema de recuperación de vapor en este punto en el desarrollo del diseño. bien podríamos reconsiderar esta decisión después de que se ha determinado si el proceso HDA es rentable; ICWE deciden abandonar la projetc, queremos minimizar el esfuerzo enginerering que invertimos.

Por lo tanto, sería de esperar que algunos (o la mayoría) de cualquier benceno que se recicla al reactor se convertirá en difenil desafortunadamente, el selectivitydata estamos utilizando no incluyen el efecto de cualquier alimentación de benceno al reactor, por lo que no podemos estimar el cantidad de benceno perdió ante difenilo. este difficukty podría superar si tuviéramos un modelo kinetc disponible.

Tipo de sistema de recuperación de vapor

Las opciones más comunes (con la tecnología actual) son:

-condensación de presión hig o baja temperatura, o ambos

- absorción

-adsorción - Proceso de separación de membrana

- Los sistemas de reacción

Estrategia

Diseñamos el sistema de recuperación de vapores antes de considerar el sistema de separación de líquidos, porque cada uno de los movimiento de precesión de recuperación de vapor por lo general genera una corriente de líquido que debe purificarse adicionalmente. para el caso de un absorbedor de gas, en el que necesitamos para suministrar un disolvente para el absorbedor, también introducimos un nuevo bucle de reciclado entre los sistemas de separación (véase la figura 7.2.2), normalmente tenemos que estimar el tamaño y los costos de cada unidad para determinar con que es el más barato

Heurísticos generales

Hay algunas heurísticas generales que se pueden utilizar para simplificar el procedimiento de selección de secuencias de columna (véase la figura 7.3.3) la primera heurística en esta lista se basa en el hecho de que el material de construcción de la columna es mucho más caro que el acero de carbono si los componentes corrosivos están presentes. Por lo tanto los más columnas que un componente corrosivo atraviesa, más caro será el tren de destilación.

Componentes reactivos cambiarán el problema de la separación y por lo tanto deben ser removidos lo más pronto posible. Monómeros falta calderines, por lo que es necesario para ejecutar las columnas en condiciones de vacío con el fin de disminuir la cabeza de la columna y temperaturas inferiores, de modo que las columnas de presión, y preferimos evitar el aumento de los costos de limpieza.

Preferimos para eliminar productos y corrientes de reciclo a reactores de lecho Paked como un destilado para evitar la contaminación del producto o corriente de reciclado con materiales pesados, óxido, etc alwals que se acumulan en un proceso. si es necesario para eliminar un producto o corriente de reciclaje como una corriente de fondo, a menudo se toma como un vapor desde un reboliler y de nuevo el condensado. al mismo tiempo,

un pequeño arroyo, purgue el líquido puede ser tomada del calderín para evitar la acumulación de contaminantes.

Otros tipos de separación

- Extracción - Destilación extractiva- Destilación azeotropica- Destilación reactiva- Cristalización

Extracción, destilación extractiva y la destilación azeotrópica todos implican la separación de mezclas líquidas no ideales. hasta hace poco no ha habido precedure Desing simple que se podría utilizar para la sceening rápida de estas alternativas. un procedimiento de este tipo ha sido recientemente desarrollado por Doherty y compañeros de trabajo, una parte de la ideasif de base, este procedimiento se discuten a continuación.

Balances de materia rigurosos

Después de haber seleccionado un sistema de separación de líquidos, hemos fijado completamente todas las corrientes Thecle) unidades en el diagrama de flujo en el que el componente de los flujos de cambio. estos unist incluir mezcladores (para la alimentación fresca y corrientes de recirculación), divisores (por corrientes de purga), reactores Flsh tambores (divisores de fase), amortiguadores de gas (y / u otras unidades de recuperación de vapores), y columnas de destilación (y / u otros de separación de líquidos sistemas), por lo tanto, ahora podemos desarrollar una serie de balances de materia rigurosos.