Problema HYSYS

Planteamiento del Problema

El éter etílico se produce por la deshidratación de alcohol etílico en presencia deH 2SO4 a 140°C. De acuerdo a la reacción

Mediante el proceso que se describe a continuación:

Se dispone de la siguiente información. Donde: M-1 es Tanque de Mezclado R-2 es Reactor S-3 es Separador de Éter S-4 es Separador de Alcohol Se dispone de la siguiente información: 1. La corriente D está compuesta por 95 % (peso) de alcohol en agua. 2. La corriente G es H2SO4 al 93 % (peso) en solución acuosa. 3. En el reactor, la reacción es simple y con una conversión del 87 % (alfa) respecto del C2H5OH. 4. En el separador de éter, el destilado es, prácticamente, éter puro, sabiendo que en el fondo no se arrastra éter. 5. En el separador de alcohol se obtiene un destilado R (92 % en peso de alcohol en agua) que se recircula; mientras que en el fondo se obtiene una solución acuosa de H 2SO4. Para producir 2000 kg/ h de éter etílico, calcular las otras corrientes y sus composiciones, sabiendo que se recomienda en la alimentación del proceso, una relación 1 : 1 en peso de H 2SO4 / Alcohol.

Resolución:

A partir de la información que se entrega se puede generar un diagrama de flujo, que se muestra en la figura 1.

Ilustración 1 Diagrama de flujo del proceso en HYSYS

Donde los valores de las composiciones de las corrientes han sido calculados. En la siguiente tabla se muestran las condiciones de operación de cada uno de los equipos y de las corrientes, los datos azules son ingresados por el usuario, los datos en color negro son calculados por el programa de forma automática cuando los grados de libertad son 0, y el sistema se halla, por lo tanto, suficientemente especificado. Mezclador (M1):

Reactor CSTR-1:

Separador (S-3):

La corriente J es la que contiene éter casi puro, y se produce los 2000 kg/h que se pide en el ejercicio. Separador (S-4):

Las composiciones de cada una de las corrientes se muestran a continuación:

Sólo con la finalidad de evaluar la variación de la conversión en el reactor de mezcla perfecta con la variación de la temperatura se agrega una corriente de energía al proceso. El diagrama de flujo respectivo se ve a continuación:

La dependencia de la conversión con respecto al cambio de temperatura queda:

Se evaluó en este gráfico entre 20 y 70 °C de temperatura de salida del reactor la conversión que se alcanza, siendo ésta mayor cuando mayor es la temperatura de salida. Conclusiones:  



El HYSYS permite la simulación de cualquier proceso en la industria química. El HYSYS permite obtener adecuar las corrientes, composiciones, temperatura y presión para obtener una cierta especificación, en este caso varió temperatura y flujos con el fin de obtener los 200 kg/h de éter. Este programa permite conocer la interrelación existente entre 2 variables del proceso.