9.1 Combustión de 3-Methyl-1-Pentene
Plan: Usar CHEMCAD para mezclar, calentar y reaccionar dos corrientes para combustión completa de 3-Methyl-1-Pentene 3-Methyl-1-Pentene sin reciclo. Las variables de la corriente de alimentación son dadas a continuación. La reacción en el reactor es: 1C6H12 + 9O2 --------------> 6H 2O + 6CO 2 todo lo demás es inerte. La corriente mezclas alimentada al reactor debe estar a 250°F y a una presión de 300 libras por pulgada cuadrada (absoluta). La conversión del hidrocarburo es 75%. Asumimos una caída de presión de 30 psi en el intercambiador de calor. El reactor opera adiabáticamente.
Corrientes de Alimentación Nombre de la Corriente Flujo en lbmol/hr Temperatura ( 0F) Presión (psi) Nitrógen % mol Oxygen % mol 3-Methyl-1Pentene % mol Helium % mol Water % mol Carbon Dioxide % mol Total %
Corriente 1 Aire 200 100 200 79 21 0 0 0 0 100
Corriente 2 Combustible 100 125 300 0 0 45 55 0 0 100
La siguiente es una lista de los pasos que debe seguir para la simulación: 1. Crear un nuevo trabajo y archivo
El Caso lo guardaremos con el nombre
Combust3M1P .
2. Establecer el sistema de Unidades de Ingeniería ENGLISH 3. Confeccionar el diagrama de Flujo (Flowsheet)
Las UnitOps usadas son: Mixer (use Mixer #1 o #4), Pump, Heat Exchanger (Use Heat Exchanger #1 o #2), Reactor (Use Stoichometric Reactor #2), este es el tipo mas simple de reactor.
4. Lista de Componentes
46 Nitrogen 47 Oxygen 1352 3-Methyl-1-Pentene 551 Helium-3 62 Water 49 Carbon Dioxide
5. Selección de modelos termodinámicos para los K-Values y entalphy
Seleccionamos K = SRK y H = SRK. Este es el modelo Soave Redlich Kwong. 6. Especificar propiedades de Alimentaciones (y corrientes laterales) Corriente 1
Corriente 2
Nota: La suma de las fracciones molares debe ser igual a 1.0000. Afortunadamente, si este no es el caso, cada entrada debe ser normalizada. La normalización permite que matemáticamente
la computadora tome cada entrada y la divida por la suma de todas las entradas. Por ejemplo, que se tiene una corriente con cuatro componentes con el primer componente siendo 10%, el segundo, 20%; el tercero, 30%; y el cuarto 40%. Ingresando (1,2,3,4), (2,4,6,8), (10,20,30,40), o (501,1002,1503,2004) para las fracciones molar es, ChemCAD podría entender cada uno de los cuatro conjuntos de fracciones molares como (.1,.2,.3,.4), las cuales suma 1.0000. De otro modo, suponer una corriente con 1/33 de componente A, 2/33 de componente B, 9/33 de componente t C, 10/33 de componente D, y 11/33 de componente E. En otra palabras, esta corriente es 1 parte de A, 2 partes de B, 9 partes de C, 10 partes de D, y 11 partes de E. Se hallaría una disposición para ingresar 1,2,9,10,11 para fracciones molares para los componentes A,B,C,D,E en ese orden ya que la computadora normalizará los datos ingresados.
7. Especificación de los parámetros de equipo Mixer: Para este equipo, la pantalla podría quedarse vacía y la simulación todavía surtiría efecto
perfectamente. Colocar el cursor en el campo de dato en el banco en el tope y presione F1 para leer que. Dejando el campo de dato en la línea más alta de esta pantalla, en este caso, ajusta la presión de la corriente mezclada para la presión mas baja o mínima de corriente entrando en el mezclador.
Pump: Fijamos Mode: Specify Outlet Pressure
Establecemos Output Pressure: 330 psia
Heat Exchanger: Pressure Drop: 30.0 Temp Out (Temperature of Stream 5): 250°F
Stoichiometric Reactor: El reactor estequiométrico es el tipo mas simple de reactor en
CHEMCAD. Notar como este puede ser ajustado a ser un reactor isotérmico, adiabático o con carga de calor. If it Thermal Mode: Adabatic Key Component : 3-Methyl-1Pentene Frac. Conversion: 0.75 Stoichiometric coefficients: Para cada componente usando la guia dada en la nota siguiente.
Nota: Coeficients son negativos si son reactantes, positivos si son productos y cero si son inertes. Los coeficientes no necesariamente tienen que ser enteros. Si cualquier campo de datos queda vacio el programa da por supuesto que tal componente es inerte. Establecer los coeficientes estequiométricos de los componentes según lo listado por las siguientes razones:
Componente 1 2 3 4 5 6
Coeficiente 0 -9 -1 0 6 6
Razón Nitrogen es inerte 9 moles Oxygen reaccionan 1 mole of Methyl-1Pentene reaccionan Helium es inerte 6 moles Water son producidos moles Carbon Dioxide son producidos
Luego la ventana de diálogo del Reactor quedará de la manera siguiente:
Al hacer clic en OK aparece un mensaje de advertencia para el intercambiador el cal lo podemos ignorar
8. Efectuar la Simulación
Al efectuar la simulación aparece el siguiente mensaje:
Los cuales podemos ignorar Una vez efectuada la simulación podemos colocar la tabla adjunta al DF o ver los reportes de la manera que deseemos.
