El siguiente paso en el diseño es pensar en las estructuras de separación gas y líquido. En este problema, el hidrógeno producido en el reactor será removido del reactor mismo como un gas. El modelo CSTR nos permite especificar corrientes de salida de gas y líquido separadas. La corriente líquida restante (R-Salida) es en su mayor parte A y B con un poco de High Boiler. La separación de A y B va a ser difícil ya que estos dos compuestos tienen propiedades físicas similares. El High Boiler por otra parte tiene un punto de ebullición muy superior como se muestra por nuestros cálculos de presión de vapor anteriores. Basado en esto con toda seguridad podemos concluir que la mejor estrategia es remover el High Boiler mediante ebullición de A y B. Para lograr la pureza deseada usaremos un Reboiled Absorber .

Para mantener los puntos de ebullición bajos podemos bajar la presión a cerca de 1 atm.
 

1)  Adicionar la unidad Reboiled Absorber desde la Paleta de Unidades de Opración. Completando su diagrama de flujo (PFD)  con las corrientes de entrada y salida al Reboiled Absorber, ahora debe aparecer como muestra la figura:

2)  Especificar los nombres para las corrientes de Alimentación, Tope, Fondos y Carga de Calor. Colocar el número de etapas igual a 2. Usted puede cambiar esto más adelante.

3)   Hacer Clic en Next y especificar la presión en el Tope y el Fondo igual a 14.7 psia.

4)  Clic en Next y Colocar en Optional Top Stage Temperature Estimate 200 ^oF y en Optional Reboiler Stage Temperature Estimate 300 ^oF

5)   Clic en Next y Colocar en Build Up Ratio 1.0  (razón de flujo de fondos a flujo de vapor) como un estimado inicial

6)   Hacer clic en Done de la ventana Reboliled Absorber  Column Input expert  o Doble clic sobre la torre.

   Luego clic sobre Column Environment.

  Ir a la página Specs

     Como vamos a trabajar con otra especificación desactivar las especificaciones que aparecen como activas:

 

7)  Hacer clic en Add y seleccionar Component Recovery y luego clic e Add Spec

8)    Especificar lo siguiente:

Draw: Mezcla AB

Spec Value:  0.95

Components:  Cyclohexanone

Esto especifica que nosotros queremos recuperar 95 % de la cyclohexanone (en la alimentación) en la corriente del tope, Mezcla AB.

9)   De la Página Design, asegurarse que Recovery Componente esté Activo bajo los Specifications. No puede haber otras especificaciones Activas. La torre debería correr automáticamente, s no clic el botón Run. Esto completa la simulación

     Cerramos esta ventana y nos mostrará el espacio de simulación para la columna con su paleta de herramientas para este equipo

     Pasamos de esta ventana a la ventana del PFD general haciendo clic en la flecha del menú de herramientas marcado dentro del circulo rojo. El PFD aparecerá ahora de la siguiente manera:

 

Responder a las siguientes Preguntas de evaluación:

1) ¿Cuánto A y B se pierde con el gas Hydrogen? Compute su valor en $/año usando las figuras de costo dadas en la declaración del problema. ¿Es esto una pérdida aceptable? Para contestar esta pregunta pregunta compare con el potencial económico computado en el punto anterior. Nota: Si la pérdida de A y B en la corriente vapor fuera grande, entonces podemos recuperar estos por un número de técnicas.

 
     (a) enfriamiento y condensación
     (b) absorción en un solvente
     (c) adsorción

    (Si la corriente del vapor debe ser descargada en la atmósfera, entonces podemos necesitar instalar sistemas de recuperación para cumplir con las reglas ambientales). Por ahora asumo que podemos deshacernos del hidrógeno como gas combustible gratis.

2)  ¿Cuál es el valor de A y B perdido en la corriente Residuos? ¿Exprese en $/año . Es esto significativo? ¿Cómo podemos recuperar más de A y B? Liste las opciones posibles. Si es posible pruebe una en su simulación y reporte los resultados

3)  Cual es la pérdida en las utilidades causada por la producción de C? ¿Es éste significativo? Usted puede reducir la pérdida de C cambiando las condiciones de operación. Haremos esto más tarde como en parte de nuestro cálculo de optimización.

4)  Después colocaremos una columna de destilación para separar la cyclohexanone del cyclohexanaol. El cyclohexanol será reciclado de regreso al reactor. ¿Qué ocurrirá con el High Boiler llevado con la corriente RESIDUOS? ¿Aparecerá en la corriente del producto? Explique su respuesta.

5)  Estudie el efecto de cambiar la especificación de recuperación en la columna (Note que en lo anterior especificamos la recuperación como 95 % de todo el A ingresado debería ser recuperado en la corriente Mezcla AB) en (1) la cantidad de A y B que se pierde en la corriente de residuos (Compute en términos del valor de A y B perdida con la corriente de residuos en $/año), y (2) la cantidad de High Boiler en la corriente Mezcla AB. Varíe la recuperación de 0.93 a 0 .98 en incrementos de 0.01. Haga esto como un estudio d casos, haga un gráfico del resultado y coméntelo.

6)   Estudie el efecto de cambiar el número de etapas. ¿Cuál es el significado económico  de esta variable?

7)  Probar el usar una columna Flash para remover el High Boiler. ¿Podemos lograr la separación deseada? ¿Por qué Sí o por qué no? Un destilador Flash será menos caro que un absorbedor rehervido