Como se ha mencionado anteriormente, los resultados del método corto de destilación son preliminares, y deberían verificarse usando un modelo de simulación riguroso en HYSYS. Las especificaciones requeridas para este modelo son realmente diferentes. La complejidad del modelo requiere que usted especifique la entrada con algún cuidado y el pensamiento. Un problema muy común encontrado es la incapacidad de que los cálculos de la columna converjan. El fracaso para converger puede deberse a muchas razones incluyendo:

1)  Especificaciones impropias de la columna, tales como las gradientes incorrectas de presión.

2)  Supuestos iniciales pobres para temperatura de bandeja y tasas de flujo.

3)  El método de convergencia usado no es la mejor opción.

4) Especificaciones impropias de la columna (La pureza especificada no puede ser alcanzada cambiando las variables especificadas)

5)  La separación especificada no es realizable debido a la termodinámica ( Formación de un azeotropo por ejemplo).
 

Paso 1.  Guarde su trabajo previo con el nombre de Caso-1a

     Elimine la Short Cut Column y adicione una Distillation Column a su simulación como muestra la Figura:

     Guarde su nuevo trabajo como Caso-1b

Nota: T-101 tiene un condensador parcial. Esto es necesario para impedir que el condensador trate de condensar cualquier hidrógeno que todavía puede estar presente. Así, la corriente designada como Hydrogen es la corriente del vapor y la corriente etiquetada producto es la corriente líquida. Verifique su flowsheet para asegurarse de que éste es ciertamente el caso.

Paso 2.  Doble clic en la columna para abrir la primera página del Distillation Column Imput Expert

Ingrese los siguientes resultados obtenidos del diseño preliminar.

En la Página Connections

1)   Etiquete las corrientes de la columna como se muestra en la Figura anterior.

2)   Number of Stages = 33

3)   La alimentación debe ingresar en la etapa 11

4)   Condenser = Partial Vapor

Página 2

Ingresar presión en el condensador y en el rehervidor igual a 3 psia

Página 3

Ingresar una temperatura estimada de 214 ^oF para la primera etapa y 240 ^oF para el rehervidor

Página 4

     Ingresar Reflux Ratio = 10  y Vapour Rate = 0.5 lbmol/hr (esto deberá remover todo el hidrógeno y algo de Ciclohexanona en el vapor)

     Otra restriccion que tenemos es que la composición de la corriente producto debe tener una composición de 95 % en Ciclohexanona.

     Para esto hacemos clic en el botón Done...  y se abre la siguiente página:

    Hacemos clic en Specs (especificaciones) para especificar la pureza de la corriente producto, con lo cual se abre la siguiente página:

Nosotros estamos interesados en Reflux Ratio, Overhead Vapor Rate, y  Component Fraction de cyclohexanone en la corriente Producto.

     Las dos primeras especificaciones ya las hemos definido, ahora debemos asegurarnos de que estén activas en esta hoja.

     Para definir la especificación de Component Fraction hacemos clic en Add, con lo que se abre la página de especificaciones

    Seleccionamos Component Fraction y hacemos clic en Add Spec, abriendose la página para definir la especificación.

    Definimos la especificación y cerramos la ventana. Ahora esta especificación aparecerá en la página de la columna, al activarla , los grados de libertad se hacen ceo y la columna es resuelta. Si la columna no corre automáticamente hacer clic en Run

Nota. Asegúrese de que las tres especificaciones dadas estén activas.

Compare sus valores especificados con los mostrados en la página Monitor

Trabajo de casa

1)  Cuál es la recuperación del clave ligero en el destilado? La recuperación es la   fracción de la alimentación que es recuperada en el destilado.

2) ¿Cual es la pureza molar de las corrientes del tope y reciclo? Se logró las especificaciones de pureza de 95 %? ¿Cuánto de C es reciclado?

3)   ¿Qué cantidad de producto se pierde con la corriente Hydrogen egresando la columna? ¿Cual es el valor anual en $/año?

4)  Nos gustaría reducir la pérdida de producto en la corriente de hidrógeno saliendo de la columna. Agregue una especificación a la columna que diga que la corriente de hidrógeno debería contener 70 % de hidrógeno. Notar que ésta es una especificación de pureza de componente en una corriente. Piense como puede hacer esto. Note que si usted adiciona una especificación usted debe liberar una especificación activa para mantener el número de grados de libertad igual a cero. Cuál la especificación de la columna que usted liberaría
Ahora compute la pérdida de producto en hidrógeno en $/año

     Guarde su corrida

5)  Suponga que usted quiere extraer el producto como un destilado líquido. Desconecte la corriente Producto y reconecte como una corriente líquida del destilado. Cambie las especificaciones en el Column Expert Input para un condensador total. Haga una corrida. ¿Qué sucede? ¿Por qué?

     Resetee su columna y vuelva a lo guardado anteriormente

6)  Bajo condiciones de vacío algo de aire se filtrará en el sistema. Asuma como 10 lb./hr de aire ingresando a la columna. Comente sobre el destino del aire filtrándose en el sistema. ¿Dónde acabará más adelante? ¿Cómo afectaría nuestra economía? Tendríamos que preocuparnos por eso?

7)  Incorpore el aire en la corriente de alimentación y adicione un condensador del producto a la corriente del vapor del destilado saliendo de la columna. Un modelo de calentador puede usarse para modelar el condensador. Con agua de enfriamiento disponible a 70 F podemos enfriar fácilmente el producto a aproximadamente 120 F. Note la condición de la corriente dejando el bloque del calentador. ¿Qué fracción es vapor? Separe el producto líquido de los no condensables hidrógeno y aire usando un tanque flash. ¿Cuál es el valor (en $/año . ) del producto perdido con la corriente no condensable? ¿Cómo podemos reducir esta pérdida?