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![cacheme.orgEjemplo de un RCTA:
Producción de butil-acetato
r1 = (7000000*exp(-71760/(R*T))*C("Methyl acetate")*C("1-butanol")-9.467e6*exp(-72670/(R*T))*C(Methanol)*C("N-butyl acetate")) [mol/(s·m3)]
http://www.chemsep.com/downloads/data/Butyl_Acetate_iecr50p1247.fsd
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ie100103r
[kmol/(s·m3)]
Fuente: Ind. Eng. Chem. Res., Vol. 50, No. 3, 2011](https://image.slidesharecdn.com/simuladordereactoresquimicoscocosimulator-141218040559-conversion-gate01/75/Simulador-de-reactores-quimicos-COCO-Simulator-Free-15-2048.jpg)
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Simulador de reactores químicos - COCO Simulator - Free
El documento presenta un curso de iniciación a la simulación de procesos químicos utilizando Coco Simulator y ChemSep, enfocado en la simulación de reactores químicos y la producción de etilenglicol. Se describen distintos tipos de reactores, técnicas de simulación y ejemplos prácticos de equilibrio y cinética de reacciones. Además, se incluyen enlaces para descargar recursos y orientación sobre cómo utilizar el software.
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- 3. cacheme.org Introducción a COCO: •Simulador CAPE-OPEN de procesos químicos freeware (100% gratuito y diseñado para “conectarse” con otros software) Descarga: http://www.cocosimulator.org/ http://www.chemsep.com/downloads/docs/AIChEM2011_Luyben_Processes_with_COCO+ChemSep.pdf
- 4. cacheme.org Introducción a COCO: Fuenteoriginal: Jasper van Baten - AmsterCHEM (2011) http://www.chemsep.com/downloads/docs/AIChEM2011_Luyben_Processes_with_COCO+ChemSep.pdf
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- 9. cacheme.orgSimulación de reactoresquímicos con COCO (CORN+COUSCUS) • Primero consejo: Read the docs! (http://www.cocosimulator.org/index_help.php) • Diferentes niveles de aproximación disponibles ordenados por simplicidad: Si no dispongo de datos: • Reactor fijando la conversión Si dispongo de datos termodinámicos: • Reactor de equilibrio • Reactor Gibbs Si dispongo de la cinética de reacción: • RCTA: Reactor contínuo de tanque agitado (CSTR, inglés) • RFP: Reactor de flujo pistón (PFR, en inglés)
- 10. cacheme.org Esquema general deproducción Óxido de etileno Agua Reciclado monoetilenglicol Dietilenglicol Trietilenglicol Pesados a b c d e b a) Reactor; b) evaporadores (normalmente 2-4 columnas); c, d, e) columnas de destilación de productos.
- 11. cacheme.org Reactor de conversiónestablecida • Ejercicio: Simular con COFE (COCO) un reactor para producir etilenglicol considerando que no conocemos ningún dato cinético ni termodinámico pero como primera aproximación podemos considerar las conversión para cada reacción. Reacciones:
- 12. cacheme.org Simulación de unRFP con COFE (COCO) • Balance de materia: • Caída de presión: • Para un reactor de lecho fijo o empaquetado (Ec. de Ergun) • Balance de energía: http://www.cocosimulator.org/index_help.php?page=COUS/pfr.htm Re<2300 Turbulent flow Good news: Estas ecuaciones ya están implementadas y pueden ser resueltas con COCO directamente. Además, se puede acoplar MATLAB/Scilab para casos más complejos. Bad news: Sólo permite simular el comportamiento más simple (ideal).
- 13. cacheme.org RFP: Estudio paramétrico Cinética Expresionesde cada reacción a introducir en COFE: R1 = exp(13.62-8220/T)/60/1000*C(Water)*C("Ethylene oxide") R2 = exp(15.57-8700/T)/60/1000*C("Monoethylene glycol")*C("Ethylene oxide") R3 = exp(16.06-8900/T)/60/1000*C("Diethylene glycol")*C("Ethylene oxide") Ejercicio: Realiza un estudio paramétrico variando la longitud del reactor
- 14.
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- 16. cacheme.org Diseño del reactor 𝐷𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛𝑎𝑐𝑢𝑜𝑠𝑎: 𝑃𝑟𝑜𝑝𝑖𝑙𝑒𝑛𝑔𝑙𝑖𝑐𝑜𝑙 𝑀𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 Ó𝑥𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑝𝑖𝑙𝑒𝑛𝑜 Ó𝑥𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑝𝑖𝑙𝑒𝑛𝑜 𝐴𝑔𝑢𝑎 (𝑎𝑐𝑖𝑑𝑢𝑙𝑎𝑑𝑎) 𝑀𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 Metanol (M) A B C 𝐹𝐴0 𝑄 𝑉 𝑇0 𝐶𝐴0 𝐹𝐴 𝑄 𝑉 𝑇 𝐶𝐴 FA0 Flujo molar de entrada de óxido de propileno (kmol/h) 338.20 FB0 Flujo molar de entrada de agua y ácido sulfúrico (kmol/h) 6259.58 FM0 Flujo molar de entrada de metanol (kmol/h) 558.83 Qv Caudal volumétrico de entrada (m3/h) 158.57 Temperatura de operación: 37.8ºC Conversión mínima: 0.37
- 17.
Notas del editor
- #4 COFE: entorno de trabajo. TEA: entorno de trabajo/librería de propiedades termodinámicas. COUSCOUS: unidades de operación básicas. CORN: Equilibrio y reacciones.
- #17 La hidrolisis del óxido de propileno (A) para la producción de propilenglicol (C) es una reacción de hidratación exotérmica catalizada con una pequeña cantidad de H2SO4 (0.1% en peso de agua) y metanol (M). Como se ha comentado anteriormente, el propilenglicol reacciona con el óxido de propileno para formar dipropilenglicol, tripopilenglicol y poliéteres de poliol. Para minimizar este efecto, la temperatura de operación está fijada a 37.8ºC, con una proporción molar de agua-óxido de propileno superior a 15:1 y una conversión del 41.8%.