Diseño y simulación de columnas de destilación multicomponentes

Abstract

Palabra clave: Diseño de Columnas de Destilación Continua (DCDC). Se presenta el programa denominado DCDC (Diseño de Columnas de Destilación Continua), el cual nace con el propósito de crear un programa similar al “SHORT CUT DISTILLATION“, “ASPEN - PLUS“, “WHENDI“, “MADSED“ y otros, cuyos costos son generalmente elevados, motivo por el cual, su uso está restringido. DCDC es un programa práctico que predice el equilibrio líquido - vapor de mezclas además diseña y simula columnas de destilación; el programa incluye modelos termodinámicos nuevos es de fácil uso y tiene la capacidad de realizar las siguientes funciones a) Calculo de equilibrio líquido - vapor, incluyendo determinaciones de los puntos de burbuja y rocío, y el cálculo del flash isotérmico. El cálculo de los coeficientes de fugacidad en la fase líquida y vapor se realiza mediante las Ecuaciones de Estado de Soave - Redlich - Kwong y Peng - Robinson, las cuales son ampliamente utilizadas. Existe la opción, de obtener los coeficientes de actividad de la fase líquida mediante UNIFAC estándar y UNIFAC - DORTMUND; este último publicado con modificaciones en 1998 [2], [3], [4], Los coeficientes de fugacidad del componente puro a la presión de vapor saturado, son obtenidos a partir de la Ecuación de Estado de Soave - Redlich - Kwong; los coeficientes de fugacidad en la fase vapor son calculados mediante esta misma ecuación; las presiones de vapor son Aculadas mediante la ecuación de presión de vapor reducida de Riedel - Planck - Miller [5], Los volúmenes molares del componente puro en la mezcla, en la fase líquida, son obtenidos mediante la correlación de Cavett [6] También se usa el Modelo de EDMISTER que consiste en una corrección de la constante de equilibrio basada en la Ley de Raoult. La forma funcional de este término es proporcionada por Rice [7], En este modelo, las presiones de vapor son calculadas mediante la ecuación de presión de vapor reducido de Pitzer [7], b) Cálculos de diseño mecánico de la columna de destilación continua que permite obtener la capacidad y geometría de la columna, asimismo las condiciones de operación. c) Simulación de la operación de la columna de destilación mediante el método aproximado de Smith - Brinkley; la información de equilibrio liquido - vapor es proporcionada por el modelo ideal de EDMISTER. Para la ejecución de las herramientas que contiene DCDC se cuenta con una amplia base de datos, cuyos componentes contienen codificación numérica. Finalmente, el programa realiza una serie de recomendaciones del uso de una u otra ecuación de estado o modelos termodinámicos para la fase líquida, permitiendo de forma sistematizada la utilización de dichas ecuaciones y modelos, considerando el tipo de mezcla analizada y las condiciones de operación impuestas al sistema.