COCO Simulator en combinación con ChemSep permite la simulación de procesos químicos de forma gratuita y se presenta como alternativa a Aspen y ChemCAD. Este curso presencial mostrará su descarga e instalación así como la resolución de ejemplos de menor a mayor grado de complejidad.

1. Curso de iniciación a la simulación
de procesos químicos con COCO
Computer-aided Chemical Engineering
www.cacheme.org
Alba Carrero
Simulator y ChemSep

2. Esquema Primera sesión
• Instalación del simulador.
• Introducción a COCO Simulator.
• Consideraciones previas.
• Manejo básico de COCO. Destilación Flash.
• Temperatura de rocío y de burbuja.
• Mezcla binaria. Equilibrio líquido vapor. Azeótropo.
Segunda sesión
• Estudio paramétrico. Variación de la fracción de vapor.
• Problemas. Revisión de conceptos.
• Manejo básico de ChemSep. Columna destilación
binaria.
• Selección modelos termodinámicos
• Diagrama de McCabe.
• Perfiles de la columna.

3. cacheme.org
Instalación del simulador
Procedimiento de descarga:
https://www.youtube.com/watch?v=Rn-cU3N-2Wo
Enlace de descarga:
http://www.cocosimulator.org/index_download.html

4. cacheme.org
Introducción
¿Qué es COCO ?
COCO Simulator es un simulador de uso libre y gratuito.
Ha sido desarrollado por la empresa Amsterchem con estándares abiertos
CAPE-OPEN.
Incluye el simulador de procesos de separación ChemSep (destilación,
extracción, absorción).

5. cacheme.org
Introducción
¿Qué es COCO?
Es un paquete que reúne varias aplicaciones:

6. cacheme.org
Consideraciones previas
Se deben tener en cuenta las siguientes etapas antes de empezar a realizar
una simulación de un proceso:
• Inicio de un nuevo trabajo
• Selección de las unidades
• Creación del diagrama de flujo
• Selección de los componentes del sistema
• Selección de las propiedades termodinámicas
• Introducción de los datos de la corriente de alimentación
• Introducción de las especificaciones de las unidades de diagrama de
flujo
• Ejecución de la simulación
• Revisión de los resultados

7. Manejo básico de COCO. Destilación Flash cacheme.org
La alimentación se bombea a través de un cambiador de calor hasta alcanzar una temperatura
determinada, se descomprime bruscamente haciéndola pasar a través de una válvula de
expansión, lo que origina la vaporización parcial del líquido tras lo cual la mezcla se introduce en
un recipiente de mayor volumen con el objeto de separar la fase condensada del vapor

8. cacheme.org
Temperatura de burbuja: Temperatura a la que se forma la primera burbuja de gas en un material
líquido.
Temperatura de rocío: Temperatura a la que empieza a condensarse la primera gota de líquido
contenido en el aire.
Calcula de una mezcla isomolecular de benceno, tolueno y o-xileno la temperatura de burbuja y de rocío
a 1 atm de presión.
P = 1 atm
Fracción de vapor = 0.99
P = 1 atm
Fracción de vapor = 0.01
Ejercicio 1. Temperatura de rocío.
Ejercicio 1. Temperatura de burbuja.
Feed
Vapor
Liquid
Feed
Vapor
Liquid
Stream
Temperature / [°C]
Flow rate / [kmol / h]
Mole frac Toluene
Mole frac Benzene
Mole frac O-xylene
Feed
50
100
0.25
0.5
0.25
Vapor
115
100
0.25
0.5
0.25
Liquid
115
0.01
0.223
0.198
0.579
Stream
Temperature / [°C]
Flow rate / [kmol / h]
Mole frac Toluene
Mole frac Benzene
Mole frac O-xylene
Feed
50
100
0.25
0.5
0.25
Vapor
95.9
0.01
0.162
0.781
0.0571
Liquid
95.9
100
0.25
0.5
0.25
Destilación Flash. Trocío y Tburbuja

9. cacheme.org
Mezcla binaria. Equilibrio líquido-vapor.
Calculo de los datos de equilibrio del sistema benceno – tolueno a 1 atmosfera de
presión.
http://demonstrations.wolfram.com/FlashDistillationCascadeForABenzeneTolueneMixture/

10. Mezcla binaria. Equilibrio líquido-vapor. cacheme.org
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
Mole fraction Benzene
115
110
105
100
95
90
85
80
BubblePointTemperature, stream "Vapor"
DewPointTemperature, stream "Vapor"
Sistema benceno-tolueno

11. cacheme.org
Mezcla binaria. Equilibrio líquido-vapor. Azeótropo.
Un azeótropo (“mezcla azeotrópica”) es una mezcla de uno o más compuestos químicos,
en los que la composición del líquido y del vapor son iguales, por lo que al no haber
cambio en la misma, el punto de ebullición es constante, comportándose como una
sustancia pura.
Calcula de los datos de equilibrio del sistema acetona – cloroformo a 1 atmosfera de
presión.
http://www.learncheme.com
http://demonstrations.wolfram.com/FlashDistillationCascadeForAnAcetoneChloroformMixture/

12. Mezcla binaria. Equilibrio líquido-vapor. cacheme.org
Comportamientos no lineales y aparición de azeótropos
0 0.5 1
Mole fraction Acetone
77
76
75
74
73
72
71
70
69
68
BubblePointTemperature, stream "Vapor"
DewPointTemperature, stream "Vapor"

13. cacheme.org
Estudio paramétrico. Variación fracción de vapor.
Se considera una mezcla compuesta por n-heptano y n-octano. El alimento contiene
50% de n-heptano a 303K. El flash trabaja a una presión constante de 1 atm. Calcula
las composiciones de vapor y del líquido y la temperatura del separador para
diferentes fracciones de vapor.
Estudio paramétrico
Fracción de vapor T (K) y n-heptano x n-heptano
0,000 382 0,500 0,500
0,100 383 0,662 0,482
0,200 384 0,645 0,464
0,300 384 0,628 0,445
0,400 385 0,610 0,427
0,500 385 0,591 0,409
0,600 386 0,573 0,391
0,700 386 0,554 0,374
0,800 387 0,536 0,357
0,900 387 0,518 0,341
1,000 388 0,500 0,500
http://www.learncheme.com
http://demonstrations.wolfram.com/FlashVaporizationOfAHeptaneOctaneMixture/

14. cacheme.org
Problemas destilación Flash
Composición del líquido en equilibrio a 1.5 atm con un vapor con la siguiente composición en
moles: 48.9% de benceno, 32.1% de ciclohexano y 19% de acetato de etilo.
En el esquema que sigue, 150 kmol/h de un líquido saturado, L1 a 758 kPa y cuya composición
molar es : propano 10%, n-butano 40% y n-pentano 50%, entra en el ebullidor procedente de la
etapa 1. ¿Cuáles son las composiciones y cantidades de VB y B?. B = 50 kmol/h
Ejercicio 4
150 kmol/h; 758kPa
Vb
B
Stream
Temperature / [°C]
Flow rate / [kmol / h]
Mole frac N-butane
Mole frac N-pentane
Mole frac Propane
Vb
85.6
100
0.45
0.419
0.131
B
85.6
50
0.299
0.663
0.0377
T (ºC) 89.5
Composiciones
Benceno 0.489 0.545
Ciclohexano 0.321 0.301
Acetato de etilo 0.190 0.154

15. Aplicaciones de la destilación cacheme.org
• Aislar componentes de materias primas
como los diferentes componentes del crudo
del petróleo.
• Concentrar compuestos en disolución como
el ácido nítrico.
• Purificar compuestos de reacción.
• Separar los materiales de la pirólisis.
• Eliminar el disolvente de la extracción para
poder reutilizarlo.

16. Manejo básico de ChemSep. Destilación binaria. cacheme.org
Realiza la simulación de una columna de
destilación con una corriente de alimento de
1kg/s formada por una mezcla equimolecular
de benceno y tolueno siendo 2 su razón de
reflujo e igual caudal de residuo y destilado.

17. Manejo básico de ChemSep. Destilación binaria. cacheme.org

18. cacheme.org
Compuestos orgánicos polares
Con gases ligeros
PSRK
Sin gases ligeros
No parámetros de
interacción binaria
UNIFAC
Si parámetros de
interacción binaria
ELV – Wilson, NRTL y UNIQUAC
ELL, ELLV, ELV – NRTL y UNIQUAC
Selección modelo termodinámico
• Diferencia entre simuladores  Banco de datos
• Comparación del modelo termodinámico seleccionado con datos experimentales

19. cacheme.org Diagrama de McCabe
http://www.learncheme.com/simulations/separations
http://demonstrations.wolfram.com/McCabeThieleGraphicalMethod/

20. cacheme.org Diagrama de McCabe
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
McCabe-Thiele diagram Benzene - Toluene
5
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
Y B e n z e n e / ( B e n z e n e + T o l u e n e )
X Benzene/(Benzene+Toluene)
ChemSep

21. cacheme.org Perfiles de la columna
2
4
6
8
10
Liquid phase composition profiles
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
S t a g e
Liquid mole fraction
ChemSep
Benzene Toluene
2
4
6
8
10
Flow profiles
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03
S t a g e
Flows (kmol/s)
ChemSep
V L

22. cacheme.org
Una columna de destilación separa 85 kmol/h de una mezcla
que tiene una fracción molar de benceno de 0,21 y
clorobenceno de 0,79. La columna tiene 26 pisos y la
alimentación entra por el piso 13. ¿Cuántos kmol/h se
obtendrán de destilado y de residuo si se requiere un producto
con una elevada pureza?

23. Columnas de destilación cacheme.org
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
Y B e n z e n e / ( B e n z e n e + M o n o c h l o r o b e n z e n e )
X Benzene/(Benzene+Monochlorobenzene)
McCabe-Thiele diagram Benzene - Monochlorobenzene
12
ChemSep

24. Columnas de destilación cacheme.org
5
10
15
20
Flow profiles
0 20 40 60 80 100 120 140
S t a g e
Flows (kmol/h)
ChemSep
V L

25. Columnas de destilación cacheme.org
Solución ejemplo 5.

26. Muchas gracias por su atención
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CAChemEorg
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