MÓDULO VI– SIMULACIÓN DE PROCESOS EJERCICIOS DE CLASE – SIMULADOR PRO-II Ejercicio N° 1. Proceso simple de compresión. (simulación PR01) Determine los requerimientos de energía de cada equipo en la planta de compresión mostrada a continuación. 05
02 04 V-2 E-1
01 C-1
V-1
03 16
17 P-1
18
Las propiedades del fluido de alimentación son: Propiedades del C7+
Composición Comp.
%molar
Comp.
%molar
Comp.
N2 CO2 C1 C2 C3
1,0 1,6 72,5 11,5 6,75
iC4 nC4 iC5 nC5 C7+
1,25 3,0 0,55 1,10 0,75
C7+
Bp (°F) 210
Q01 = 40 MMPCED P01 = 205 psig T01 = 120°F
Las condiciones en cada salida /entrada de equipos son: Corriente 01 02 03 04 05 16 18
P(psig) 205 203 600
T(°F) 120 85 110
550
Otro
Eff adiabática: 72% ∆P = 5 psi. Eficiencia: 65%
°API 73
Enfriamiento en E-1: Aire. Ti = 80°F , To = 100°F
a).- Reporte el consumo de energía de cada equipo (Compresor: 2739 HP ; Bomba: 2,5 HP ; Enfriador: 177MMBTU/h) b).- Reporte la composición de cada corriente. Discuta los resultados Ejercicio N° 2. Intercambiador gas-gas. (simulación PR02) Un intercambiador gas-gas tipo carcasa-tubo alcanza 161°F en la corriente de salida lado carcasa. Se quiere evaluar el intercambiador para un escenario de mayor flujo.
Car-i
Tub-i
Tub-o
Car-o
Composición Comp. nC4 iC5 nC5 nC6 nC7 nC8 T (°F) P (psia) Qactual (lb/h) Qincrementado (lb/h)
Tub-i (%) 15 14 16 22 13 20
Car-i (%) 4 15 16 25 15 25
70 195 550000 606000
220 135 500000 660000
a).- Calcule el factor de ensuciamiento del lado carcasa, bajo las condiciones de operación. (0,00304 h-pie2°F/BTU) b).- Calcule la temperatura de salida del carcasa, con el ensuciamiento calculado. (168,7°F) Discuta los resultados
Ejercicio N° 3. Curvas de un compresor. (simulación PR03) Va-02 04
01
02 Va-01
03 06
E-1
08
07
C-1
V-1 05 E-2
Composición 01 Comp. C2 C3 iC4 nC4
%molar 1,04 96,94 1,68 0,34
Q01 (lbmol/h) T01 (°F) P01 (psia)
16500 15,5 315
Condiciones de operación de los equipos Equipo Va-01 E-1 E-2 Va-02 V-1
Dato P02 q ∆P ∆P T06 P07 -
Valor 87 2x106 4,4 8,8 Dp 65 -
Unidad Psia BTU/h Psi Psi °F psia -
Característica Hotside (cooler) Coldside (vaporizador) Adiabático
a).- Determine el punto de operación del compresor Discuta los resultados
Curvas del Compresor Q(acfh) 9x105 10x105 124x104 136x104 143x104
H(pie) 38000 37000 35300 33100 27250
η ad (%) 69 71 72 73 71
Ejercicio N° 4. Planta compresora de dos etapas. (simulación PR04) 03
02
06
05 E-1
C-1
08 E-2
C-2
04
07
01 V-1
V-2
11
V-3
10
09
Composición 01 Comp N2 CO2 C1 C2 C3 iC4
lbmol/h 400 4230 32000 20000 16000 1700
Comp nC4 iC5 nC5 nC6 C7+
Condiciones de operación lbmol/h 6200 2100 3600 3400 7000
C-1 P03 (psia) 170 ηad (%) 74
C-2 P06 (psia) 380 ηad (%) 72
E-1 T04 (°F) 135 ∆P (psi) 5
E-2 T07 (°F) 135 ∆P (psi) 5
T01 (°F) 100 P01(psia) 70 Prop C7+: Igual al C9
a).- Determine el líquido recolectado b).- Determine la BHP de los compresores c).- Determine el intercambio de calor en los enfriadores
Ejercicio N° 5. Sistema de gas combustible de turbina a gas. (simulación PR05)
El gas combustible de una turbina a gas modelo Rolls Royce RB-211 debe cumplir al menos con las siguientes condiciones mínimas. LHV = 1110 BTU/pie3. P = 500 psig T = 50°F sobre DP de hidrocarburo, y 20°F sobre DP de agua (como mínimo). Si el gas disponible tiene las características a continuación, diseñe una planta de adecuación del gas.
Ejercicio N° 06. Tarea 25%. (simulación LG_Grupo) Basado en el requerimiento del problema 05, para adecuar el gas con el mínimo número de equipos posible, determine: a).- La temperatura mínima que alcanza el sistema. b).- Se requerirá inyección de metanol. Calcule el flujo inyectado. b).- El requerimiento de potencia eléctrica. Sugerencia: Sólo utilice una válvula y un recipiente. Monitoree los tres valores límites del gas de entrega.
