Simulación y control

 

Método corto para la destilación discontinua multicomponente considerando una política de reflujo variable

 

Shortcut method for multicomponent batch distillation considering a variable reflux policy

 

A. Narváez-García¹*, J.C. Zavala-Loría², A. Rocha-Uribe¹ y C. Rubio-Atoche¹

 

¹ Universidad Autónoma de Yucatán, Facultad de Ingeniería Química, Campus de Ingenierías y Ciencias Exactas, Periférico Norte Kilometro 33.5, Tablaje Catastral 13615, Colonia Chuburna de Hidalgo Inn, C.P. 97203, Mérida, Yucatán, México. Tel: +52 (999) 9460956. * Autor para la correspondencia. E-mail: narvaez1418@hotmail.com Tel.: +52 (999) 9460956, Fax +52 (999) 9460956.

² Universidad Autónoma del Carmen, Dependencia Académica de Ciencias Químicas y Petrolera (DACQyP), Facultad de Química, Cuerpo Académico Consolidado de Ingeniería Química Aplicada, Campus Principal, Calle 56 No. 4 Esquina Avenida Concordia, Colonia Benito Juárez, CP. 24180, Cd. del Carmen, Campeche, México. Tel: +52 (938) 3828484.

 

Recibido 26 de Octubre de 2012
Aceptado 14 de Julio de 2013

 

Resumen

Se ha propuesto un método corto para destilación discontinua considerando una política de reflujo variable. El método está basado en el trabajo de Sundaram y Evans (1993) y considera un balance global de materia, así como un balance parcial de materia. La relación funcional entre las concentraciones del fondo y del domo es calculada mediante la utilización de las ecuaciones de Fenske, Underwood y Gilliland (FUG). La solución al modelo matemático propuesto se ha comparado con un método riguroso utilizando varias mezclas del tipo Clase I y Clase II. El método corto propuesto es de simple aplicación y puede ser utilizado para trabajos preliminares de diseño, simulación y optimización.

Palabras clave: método corto, FUG, destilación discontinua, política de reflujo variable.

 

Abstract

A Shortcut method for batch distillation has proposed considering a variable reflux policy. The method is based on the work of Sundaram and Evans (1993) and considered an overall material balance, as well as a partial material balance. The functional relatiomhip between the concentrations of the bottom and the dome is calculated using the Fenske, Underwood and Gilliland equations (FUG). The solution to the proposed mathematical model has been compared with the rigorous method using Class I and Class II mixtures. The proposed shortcut method is very simple and it can be used for preliminary design, simulation and optimization work.

Keywords: shortcut method, FUG, batch distillation, variable reflux policy.

 

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Agradecimientos

Agradecemos a la Universidad Autónoma del Carmen y a la Universidad Autónoma de Yucatán, en México, por todas las facilidades brindadas para el desarrollo de este trabajo, de la misma manera agradecemos al PROMEP por aportar lo recursos financieros mediante el convenio PROMEP/103.5/10/5126.

 

Referencias

Barolo, M. y Guarise, G. B. (1996). Batch distillation of multicomponent systems with constant relative volatilities. Transactions of the Institution of Chemical Engineers 74, 863-871.         [ Links ]

Cressy, D.C., Nabney, Ian T. y Simper, A. (1993). Neural control of a batch distillation. Neural Computing and Applications 1, 115-123.         [ Links ]

Distefano, G.P. (1968). Mathematical modeling and numerical integration of multicomponent batch distillation equations. AlChE Journal 14, 190-199.         [ Links ]

Diwekar, U.M. (1988). Simulation, Design, Optimization and Optimal Control of Multicomponent Batch Distillation Columns. Ph. D. Thesis. Indian Institute of Technology, Bombay, India.         [ Links ]

Diwekar, U.M. y Madhavan, K.P. (1991). Batch-Dist: A comprehensive package for simulation, design, optimization and optimal control of multicomponent, multifraction batch distillation columns. Computers and Chemical Engineering 15, 833-842.         [ Links ]

Diwekar, U. (2012). Batch Distillation: Simulation, Optimal Design, and Control. Second Edition. CRC Press. U.S.A.         [ Links ]

Domenech, S. y Enjalbert, M. (1981). Program for simulating batch rectification as a unit operation. Computers and Chemical Engineering 5, 181-184.         [ Links ]

Ehsani, Mohammad R. (2002). Prediction of the operating conditions in a batch distillation column using a shortcut method. lran Journal of Chemistry & Chemical Engineering 21, 118-125.         [ Links ]

Monroy-Loperena, R. y Alvarez-Ramirez, J. (2003). A note on the identification and control of batch distillation columns. Chemical Engineering Science 58, 4729-4737.         [ Links ]

Monroy-Loperena, R. y Vargas-Villamil, F.D. (2001). Determination of the polynomial defining Underwood's equations in short-cut distillation design. lndustrial and Engineering Chemistry Research 40, 5810-5814.         [ Links ]

Shiras, R.N., Hanson, D.N. y Gibson, C.H. (1950). Calculation of minimum reflux in distillation columns. Industrial & Engineering Chemistry 42, 871-876.         [ Links ]

Sundaram, S. y Evans, L.B. (1993). Shortcut procedure for simulating batch distillation operations. lndustrial & Engineering Chemistry Research 32, 511-517.         [ Links ]

Zamar, Silvina D., Salomone, Enrique y Iribarren, Oscar A. (1998). Shortcut method for multiple task batch distillations. lndustrial & Engineering Chemistry Research 37, 4801-4807.         [ Links ]

Zavala-Loría, J.C., Córdova-Quiroz, A.V., Robles-Heredia, J.C., Anguebes-Franseschi, F., Narváez-García, A. y Elvira-Antonio, N. (2006). Efecto de la derivación del reflujo en destilación discontinua. Revista Mexicana de Ingeniería Química 5, 109-113.         [ Links ]