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
Simulator y ChemSep
Computer-aided Chemical Engineering
www.cacheme.org
Alba Carrero
Ingeniero Químico

2. Esquema Cuarta sesión
• Consideraciones para el diseño de una columna
binaria
• Columna de rectificación
• Columna de agotamiento
• Destilación multicomponente. Separación de
hidrocarburos
• Curvas de residuo
• Sucesión de columnas

3. cacheme.org ¿Cómo llevar a cabo el diseño de una columna?
1. Selección del modelo termodinámico.
2. Simulación aproximada – Estudio de la variación de reflujo.
3. Cálculo de los costes de la columna – Selección de la razón de reflujo óptima.
4. Simulación rigurosa de la columna – Cálculo costes finales.
5. Selección de los elementos internos.
• http://docencia.udea.edu.co/ingenieria/transferenciademasa_borrar/unidad_1/sist_binarios.html
• http://iq.ua.es/McCabe-V2/apartado4-7.htm

4. cacheme.org Diagrama de McCabe
HIPOTESIS
La presión es constante a lo largo de toda la
columna.
La columna es perfectamente adiabática.
Los calores latentes molares de los dos componentes
de la mezcla son iguales, lo que equivale a suponer
que el calor latente molar de vaporización de la
mezcla es independiente de la composición de la
misma.
Las variaciones de la entalpía de las dos fases a lo
largo de la columna son despreciables frente a los
elevados valores de las entalpías del vapor.
El calor de mezcla también es despreciable frente a
los elevados valores de entalpías del vapor.
http://iq.ua.es/McCabe-V2/
http://iq.ua.es/Ponchon/

5. Diagrama de McCabe. Estado del alimento. cacheme.org
http://iq.ua.es/McCabe-V2/

6. Diagrama de McCabe. Estado del alimento. cacheme.org
http://iq.ua.es/McCabe-V2/

7. cacheme.org Columna de rectificación
http://www.learncheme.com/simulations/separations
http://demonstrations.wolfram.com/

8. cacheme.org Columna de agotamiento
http://www.learncheme.com/simulations/separations
http://demonstrations.wolfram.com/

9. cacheme.org
Destilación multicomponente. Separación de hidrocarburos.

10. cacheme.org
Destilación multicomponente. Separación de hidrocarburos.

11. Curvas de residuo cacheme.org
Una curva de residuo representa la evolución con el tiempo de la composición del residuo
en una destilación simple. La gran utilidad de los mapas de curvas de residuo radica en
que, dado que las líneas de residuo son sólo función del equilibrio líquido-vapor, se suelen
utilizar para representar este tipo de equilibrio en el caso de mezclas ternarias
http://iq.ua.es/Destilacion/apartado2_2.htm

12. cacheme.org
Ejercicio aplicación
Columna provista de 9 platos, caldera y condensador parcial. Alimento líquido en el
punto de burbuja a 120 psia. Se introduce en el 5 piso. La alimentación contiene: 5 lb-mol/
h de C3, 15 lb-mol/h de iC4, 25 lb-mol/h de nC4, 20 lb-mol/h de ic5 y 35 lb-mol/
h de nc5.
Calcula la composición de los productos, las temperaturas de las etapas, los flujos, el
servicio de la caldera y del condensador.
Destilado vapor = 48.9 lb-mol/h
Reflujo = 126.1 lb-mol/h
P = 120 psia en toda la columna
Solución:
D=48.9 lb-mol/h
Xc3 =0.1
T=159.8ºF

13. Sucesión de columnas cacheme.org
Separación propano, butano e isobutano
Flujo total
(kmol/h)
5269
x Etano 0.0005
x Propano 0.332
x Isobutano 0.3583
x butano 0.1543
x pentano 0.0518
x isopentano 0.10
P (atm) 59
T (K) 310
Columna 1 2 3
Numero de pisos 51 31 81
Piso de alimentación 24 16 40
Presión condensador 17 7.1 6.60
Presión zona superior 17.1 7.1 6.7
Presión zona inferior 17.5 7.4 7.4

14. Sucesión de columnas (solución) cacheme.org
Stream
Pressure / [atm]
Temperature / [K]
Flow rate / [mol / h]
Mole frac Ethane
Mole frac Propane
Mole frac Isobutane
Mole frac N-butane
Mole frac N-pentane
Mole frac Isopentane
Feed
17.4
378
1.2e+07
0.0005
0.332
0.358
0.154
0.0518
0.103
Propane
17
323
3.99e+06
0.00151
0.998
0.0001
1.09e-06
2.21e-13
2.23e-12
Botton product 1
17.5
381
8.04e+06
9.58e-15
0.001
0.536
0.231
0.0775
0.154
Feed 2
7.3
340
8.04e+06
9.58e-15
0.001
0.536
0.231
0.0775
0.154
Top product
7.1
329
6.18e+06
1.25e-14
0.0013
0.697
0.3
0.000137
0.002
Botton product 2
7.4
372
1.85e+06
2.6e-18
4.71e-12
0.000175
0.002
0.336
0.662
butane
6.6
322
4.37e+06
1.76e-14
0.00184
0.979
0.0194
5.31e-21
5.43e-17
Isobutane
7.4
340
1.82e+06
3.73e-18
4.21e-18
0.02
0.973
0.000466
0.0068

15. Muchas gracias por su atención
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