Simulación secuencial modular de la separación de mezclas azeotrópicas Acetona - Metanol mediante alternancia de presiones

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dc.contributor.advisorLoyola Carranza, Wilber Alamiro
dc.contributor.authorDomínguez Chávez, Leslie Gianella
dc.contributor.authorTorres Linares, Frank Diego
dc.date.accessioned2024-10-17T19:09:44Z
dc.date.available2024-10-17T19:09:44Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractLa presente investigación consistió en la simulación secuencial modular de la separación de mezclas azeotrópicas acetona-metanol mediante alternancia de presiones, usando el simulador COCO V.3.7. El procedimiento radicó en seleccionar los componentes y los módulos requeridos consistente en dos columnas de destilación simples, la primera con 52 platos con alimentación fresca óptima en el 37 avo plato operando a una relación de reflujo de 2,34 y presión 101,325 kN/m2 y la segunda con 62 platos, alimentación en el 41 avo con reflujo 3,11 a una presión constante de 405,3 kN/m2 , ambas alimentaciones obtenidas por análisis paramétrico de requerimiento de calor contra plato de alimentación. Asimismo, considerando los requerimientos de calor en el reboiler de17,82 MW para la primera se logró una eficiencia termodinámica de 17,7% y un consumo de calor de 13,19 MW para la segunda, su eficiencia fue de 98,09%. El arreglo topológico en serie permitió la separación de ambos componentes con purezas del 99,4% mol para la acetona y de 99,5% mol para el metanol. Palabras clave: Simulación, mezclas azeotrópicas acetona, metanol, alternancia de presiones, eficiencia termodinámica ABSTRACT The present investigation consisted of the modular sequential simulation of the separation of azeotropic acetone-methanol mixtures by alternating pressures, using the COCO V.3.7 simulator. The procedure consisted of selecting the required components and modules consisting of two simple distillation columns, the first with 52 plates with optimal fresh feed in the 37th plate operating at a reflux ratio of 2,34 and pressure 101,325 kN/m2 and the second with 62 plates, feeding in the 41st with reflux 3,11 at a constant pressure of 405,3 kN/m2, both feedings obtained by parametric analysis of heat requirement against feeding plate. Likewise, considering the heat requirements in the reboiler of 17,82 MW for the first, a thermodynamic efficiency of 17,7% was achieved and a heat consumption of 13,19 MW for the second, its efficiency was 98,09%. The series topological arrangement allowed the separation of both components with purities of 99,4% mol for acetone and 99,5% mol for methanol. Keywords: Simulation, azeotropic mixtures acetone, methanol, pressure alternation, thermodynamic efficiency
dc.description.tableofcontentsÍNDICE DEDICATORIA ...................................................................................................................... iii DEDICATORIA .......................................................................................................................iv AGRADECIMIENTOS .............................................................................................................v ÍNDICE DE TABLAS ........................................................................................................... viii ÍNDICE DE FIGURAS.............................................................................................................ix RESUMEN ...............................................................................................................................xi ABSTRACT.............................................................................................................................xii I. INTRODUCCIÓN ..............................................................................................................1 1.1 Realidad Problemática......................................................................................................1 1.2 Antecedentes Y Fundamentación Científica ....................................................................2 1.2.1 Marco teórico ............................................................................................................2 1.2.2 Método de alternancia de presión..............................................................................3 1.2.3 Simulador COCO V. 3.7 ...........................................................................................8 1.2.3.1 Modelo DECHEMA...............................................................................................8 1.2.3.2 Modelo UNIFAC....................................................................................................9 1.2.3.3 Eficiencia termodinámica .....................................................................................12 1.3 Justificación....................................................................................................................14 1.4 Problema.........................................................................................................................14 1.5 Hipótesis.........................................................................................................................14 1.6 Objetivo General ............................................................................................................14 II. MATERIALES Y MÉTODOS........................................................................................16 2.1 Objeto de estudio............................................................................................................16 2.1.1 Variables de estudio.................................................................................................16 2.2 Metodología para la simulación del proceso..................................................................16 2.2.1 Configuración de la primera columna de destilación ..............................................16 2.2.2 Configuración de la segunda columna de destilación .............................................18 2.2.3 Topología de las columnas en el simulador COCO V. 3.7......................................20 III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN....................................................................................22 3.1 Equilibrio de fases a diferentes presiones......................................................................22 3.2 Equilibrio de fases a presión de 1013,25 kN/m2 ............................................................22 3.3 Simulación de la alternancia de presiones entre 101,325 kN/m2 en primera columna y 405,3 kN/m2 en la segunda columna .......................................................................23 3.3.1 Análisis paramétrico de la alimentación fresca y requerimiento de calor por el calderín de C-1 ........................................................................................................28 vii 3.3.2 Ubicación de la alimentación del reciclo del tope de la C-2 a la C-1 .....................29 3.3.3 Análisis paramétrico de alimentación a la C-2........................................................30 IV. CONCLUSIONES .........................................................................................................38 V. RECOMENDACIONES .................................................................................................39 VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS...........................................................................40
dc.formatapplication/pdf
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14414/22574
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Nacional de Trujillo. Fondo Editorial
dc.publisher.countryPE
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectTECHNOLOGY::Simulación, mezclas azeotrópicas acetona, metanol, alternancia de presiones, eficiencia termodinámica
dc.subject.ocdehttps://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.04.00
dc.titleSimulación secuencial modular de la separación de mezclas azeotrópicas Acetona - Metanol mediante alternancia de presiones
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.versioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersion
renati.advisor.dni17805579
renati.advisor.orcid000-0002-8527-6115
renati.author.dni70764688
renati.author.dni77090003
renati.discipline531026
renati.jurorCastillo Valdiviezo, Pascual Ancelmo
renati.jurorMoncada Torres, Luis David
renati.jurorEsquerre Pereyra, Paul Henry
renati.jurorLoyola Carranza, Wilber Alamiro
renati.levelhttp://purl.org/pe-repo/renati/level#tituloProfesional
renati.typehttp://purl.org/pe-repo/renati/type#tesis
thesis.degree.grantorUniversidad Nacional de Trujillo. Facultad de Ingeniería Química
thesis.degree.nameIngeniero Químico
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