clase 2 tema 2
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7/23/2019 Clase 2 tema 2
http://slidepdf.com/reader/full/clase-2-tema-2 1/46
! "#$%%$&'
( $%)*
+ ,
7/23/2019 Clase 2 tema 2
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- . $
/01 "2
Proceso de Físico deSeparación
Transferencia deMasa
MezclaGaseosa
SolventeLíquido
C o l u m n a
C o l u m n a
Gas
Liq
Transferenciade compuestos
7/23/2019 Clase 2 tema 2
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- . $
"
Lo,Xo
Gas rico
Plato 1
Plato N
Gas Pobre
Liquidopobre
Liquidorico
VN+1, YN+1
V1, Y1
LN,XN
Columna cilíndrica, o torre
Equipada con una entrada de gas
Una entrada de líquido
Salidas para el gas y el líquido el
tope y el fondo, respectivamente
Masa soportada de cuerpossólidos inertes que recibe el
nombre de relleno de la torre.
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- . $
"
Lo,Xo
Gas rico
Plato 1
Plato N
Gas Pobre
Liquidopobre
Liquidorico
VN+1, YN+1
V1, Y1
LN,XN
Nomenclatura:
Vn+1= moles de gas rico.Yn+1=moles de un compuesto pormol de gas rico. (relación)
V1= moles de gas pobre.
Y1=moles restantes de uncompuesto por mol de gas rico.
Lo= moles de líquido pobre.Xo=moles de un compuesto pormol de líquido pobre.
Ln=moles de líquido rico.Xn= moles restantes de uncompuesto por mol de líquido rico.
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3
"
- . $
La cantidad de material (metano, etano, propano, etc.) absorbida, depende de
los siguientes factores:
- Presión.
- Temperatura.- Relación de flujo del líquido de absorción con respecto al flujo del gas que seesté tratando.
- Composición del gas de admisión.- Características del líquido de absorción.
- La intimidad del contacto del gas y el líquido.
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Gas rico
P T
Gas Pobre
Liquido
pobre
Liquidorico
Mientras más elevada sea la presión, más alta será
la absorción de compuestos pesados y dentro dellíquido de absorción.
Compuestos pesados absorbidos aumentan amedida que baja la temperatura.
Presión y Temperatura
3
"
- . $
7/23/2019 Clase 2 tema 2
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3
"
- . $
Gas rico
Gas Pobre
Liquidopobre
Liquidorico
Cantidad de Líquido de absorción
- La cantidad de material absorbido aumenta amedida que la relación de flujo de líquido de
absorción con respecto al flujo del gas va enaumento.
- La absorción máxima ocurre al más alto régimenal cual se puede bombear el líquido de absorciónen el absorbedor sin recargar (inundar) la torre.
La cantidad de aceite pobre afecta el número de platos teóricos requeridos.
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3
"
- . $
Cantidad de Líquido de absorción
C o l u m n a
C o l u m n a
Liq
Líquido de absorción es un aceite de alto pesomolecular entre 100 y 200.
El aceite de absorción de tipo ideal tiene un punto de
ebullición ligeramente por encima del que tiene elmaterial que está absorbiendo el gas. Esto produce quehalla una baja pérdida de vaporización del líquido deabsorción.
El aceite de absorción se denomina comúnmenteaceite o petróleo pobre.
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3
"
- . $
Gas rico
P T
Gas Pobre
Liquido
pobre
Liquidorico
Composición del gas de admisión
La cantidad de un hidrocarburo que puedeabsorberse obviamente guarda relación con la
cantidad del material presente en la corrientede gas de admisión.
Los hidrocarburos más livianos o con másalta tensión de vapor son más difíciles deabsorber, como son el propano, etano y
metano, tendiendo a permanecer en el gas.
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Gas rico
Gas Pobre
Liquido
pobre
Liquidorico
Intimidad de contacto del gas y el aceite de absorción
Para obtener máxima absorción, el gas y
el aceite deben mezclarse bien entre sí.Para el contacto se utiliza torres de platos.
La mayoría de los absorbedores
contienen entre 7 a 10 platosteóricos (20-30 platos reales)
Baja eficiencia (25 – 40 %)
3
"
- . $
7/23/2019 Clase 2 tema 2
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4 45 65#
- . $
Gas dedespojamiento
Gas recuperadoLiquido
rico
LiquidoPobre de regreso al
absorbedor
El aceite pobre es despojado de los componentes absorbidos del gas enuna columna de despojadora
El despojamiento es lo contrario al de la absorción. Eldespojar consiste en extraer por ebullición o separarlos hidrocarburos absorbidos del aceite original de
absorción. Ello se hace en el mismo tipo de torre queutiliza el absorbedor. Se aplica calor a la parte inferior
de la torre para "extraer por ebullición" los materialesabsorbidos
P T
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6 45
"
- . $
Gas rico
Gas Pobre
Liquidopobre
Liquidorico
Gas dedespojamiento
Gas recuperado
Liquido rico
LiquidoPobre de regreso al
absorbedor
P T
P T
AceiteGlycolAminaSelexol
7/23/2019 Clase 2 tema 2
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Métodos de cálculo
- Método de Kremser y Brown
-Método de Edmister
78 ""
- . $
7/23/2019 Clase 2 tema 2
http://slidepdf.com/reader/full/clase-2-tema-2 14/46
Métodos de cálculo
- Método de Kremser y Brown
Factor de absorción “A”
y despojamiento “S”promedio
Gas (V)
Liq (L)
L/V es aproximadamente constante
78 ""
- . $
Este método tienen una de las definicionesmás sencillas del “factor de absorción
promedio”
1. +
=
N promedio
o
V K
L
A
A= factor de absorción
Vn+1= moles de gas rico.
Lo= moles de líquido pobre.
K = constante de equilibrio, y/x @ P de la torre y T promedio
7/23/2019 Clase 2 tema 2
http://slidepdf.com/reader/full/clase-2-tema-2 15/46
- Método de Kremser y Brown
78 ""
- . $
Lo,Xo
Gas rico
Plato 1
Plato N
Gas Pobre
Líquidopobre
Líquido
rico
VN+1, YN+1
V1, Y1
LN,XN
o N
N a
Y Y
Y Y E
−
−=
+
+
1
11
Eficiencia de absorción
Se requiere conocer el% recobro requerido en
un compuesto clave1.
+
=
N promedio
o
V K
L AFactor de absorción “A”
Ea y A se relacionan en la fig. 19-51 GPSA 2004
11
1
−
−=
+
+
N
N
A
A A E a
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% absorción
% Despojamiento
n = e t a p
a s t e ó r i
c a s
n =
Factor A o S
78 ""
- . $
a E
E s
- Método de Kremser y Brown
7/23/2019 Clase 2 tema 2
http://slidepdf.com/reader/full/clase-2-tema-2 17/46
78 ""
- . $
Lo,Xo
Gas rico
Plato 1
Plato N
Gas Pobre
Líquidopobre
Líquidorico
VN+1, YN+1
V1, Y1
LN,XN
Lo = min. para
7-10 platos teóricos20 – 30 platos reales
Ln = Lo + moles absorbidos
Moles absorbidos= (Yn+1 (%molar)i x Eai)
Moles de gas Pobre = (Yn+1 (%molar)i – Xn)
- Método de Kremser y Brown
7/23/2019 Clase 2 tema 2
http://slidepdf.com/reader/full/clase-2-tema-2 18/46
Problemas tipo 1a
Lo= conocido
Ea= % recuperación conocido para un
compuesto clave
Caudal de gas =Qgas = Vn+1 conocido
P y Tprom = conocidos
Y n+1 = conocido
Se calcula el número de platos
78 ""
- . $
Lo,Xo
Gas rico
Plato 1
Plato N
Gas Pobre
Líquidopobre
Líquidorico
VN+1, YN+1
V1, Y1
LN,XN
Procedimiento:
Con P y T prom se halla Ki (utilizar método de la prsión de convergencia).
Con Ki se halla A para el compuesto clave
Se halla el número de platos de la gráfica 19.51 del GPSA.
7/23/2019 Clase 2 tema 2
http://slidepdf.com/reader/full/clase-2-tema-2 19/46
78 ""
- Método de Kremser y Brown
Problemas tipo 1b
Lo= desconocido
Ea= % recuperación conocido para un
compuesto clave
Vn+1 = conocido
P y Tprom = conocidos
Se calcula el número de platos
Lo,Xo
Gas rico
Plato 1
Plato N
Gas Pobre
Líquidopobre
Líquidorico
VN+1, YN+1
V1, Y1
LN,XN
- . $
7/23/2019 Clase 2 tema 2
http://slidepdf.com/reader/full/clase-2-tema-2 20/46
- Método de Kremser y Brown
-Problemas tipo 1b
Procedimiento:
Con el % de recuperación se corta la línea de y se lee un Amin. Con
Amin se clacula Lo min despejando de la ecuación.
Con Lo min se calcula Lo sabiendo que Lo=1,3 Lo min
Con Lo se calcula A
Con A y Ea del componente clave se halla el numero de etapas de la
grafica 19.51 del GPSA
78 ""
- . $
1
min
min
.+
=
N
o
V K
L A
1.
+
=
N promedio
o
V K L A
7/23/2019 Clase 2 tema 2
http://slidepdf.com/reader/full/clase-2-tema-2 21/46
78 ""
- Método de Kremser y Brown
Problemas tipo 2
Número de Platos = conocido
Ea= % recuperación conocido para un
compuesto clave
Vn+1 = conocido
P y Tgas = conocidos
Se calcula Lo
Lo,Xo
Gas rico
Plato 1
Plato N
Gas Pobre
Líquidopobre
Líquidorico
VN+1, YN+1
V1, Y1
LN,XN
- . $
7/23/2019 Clase 2 tema 2
http://slidepdf.com/reader/full/clase-2-tema-2 22/46
- Método de Kremser y Brown
-Problemas tipo 2
Procedimiento:
Con el % de recuperación y el número de platos se halla Ai de la gráfica
19.51 del GPSA
Con Ai se halla Lo despejando de la ecuación
Se calculan los moles absorbidos
Se calculan los moles de líquido rico Ln
Se calculan los moles de gas pobre
78 ""
- . $
1.
+
=
N
iV Ki
Lo A
7/23/2019 Clase 2 tema 2
http://slidepdf.com/reader/full/clase-2-tema-2 23/46
- Método de Edmister
Se calcula el factor de adsorción usando la siguiente ecuación.
- . $
78 ""
A= factor de adsorciónn= a condiciones de fondo
1= a condiciones de tope
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- . $
78 65#
Lm+1,Xm+1
Gas de despojamiento(Opcional)
Plato 1
Plato N
Gas Recuperado
LíquidoRico
Líquido Pobre
Vo, Yo
Vm, Ym
L1,X1
1
.
+
=
m
m
L
V K St
Factor de despojamiento “S”
om
ms
X X
X X E
−
−=
+
+
1
11
Eficiencia de despojamiento
11
1
−
−=
+
+
m
m
St
St St E s
7/23/2019 Clase 2 tema 2
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- . $
- Método de Kremser y Brown
Problema tipo 1a. Ejemplo:
Un absorbedor que consta de 6 platos
teóricos usa un aceite pobre con una
densidad relativa de 0.825 fluyendo a unatasa de 1136 m3 /d. El peso molecular es de
161. La presión de la torre es de 500 KPa y
la temperatura promedio es de 30°C. La tasa
de flujo de gas es de 488500 std m3 /d.
Estime el % de recobro de cada compuesto y
la composición del gas de residuo.
#5 )
1Total
0,008nC5
0,004iC5
0,017nC4
0,009iC4
0,048C3
0,084C2
0,83C1
y(n+1)iComp
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- . $
#5 )
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http://slidepdf.com/reader/full/clase-2-tema-2 27/46
- . $
#5 )
1,000815,25234,248849,5001Total0,000170,1376,6596,7960,97991,50270,190,008nC5
0,000330,2723,1263,3980,92011,18960,240,004iC5
0,0097,4387,00314,4420,48490,49230,580,017nC4
0,0064,9462,7007,6460,35310,35690,80,009iC4
0,04334,9705,80640,7760,14240,142820,048C3
0,08468,2773,08171,3580,04320,04336,60,084C2
0,858699,2135,872705,0850,00830,0084340,83C1
Y1V1
(kmol/h)
L absen
kmol/h
V(n+1)ien
Kmol/h
Ea(%recobro)
AKy(n+1)iComp
Resultados
7/23/2019 Clase 2 tema 2
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- . $
- Método de Kremser y Brown
Problemas tipo 2. Ejemplo:
Aceite de absorción será utilizadopara recuperar 75% de el propano presente en
una corriente de gas rico de 100 moles. El absorbedor tendrá 6 platos teóricos.
¿Cuál es el flujo de circulación de aceite a ser usado si la temperatura promedio
y la presión del absorbedor son 104°F y 1000 psig? El aceite pobre que entra se
asume completamente despojado de los componentes de gas rico. ¿Cuál será
la composición del gas residual que sale del absorbedor?
#5 $
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- . $
#5 $
7/23/2019 Clase 2 tema 2
http://slidepdf.com/reader/full/clase-2-tema-2 30/46
- . $
#5 $
7/23/2019 Clase 2 tema 2
http://slidepdf.com/reader/full/clase-2-tema-2 31/46
- . $
#5 $
Resultados
- Método de Edmister
Desarrollar el ejemplo 2 usando el método de Edmister
#5 9
1,00086,79413,206100,0001,00Total
0,000000,0000,4000,4001,0008,00000,0370,004C6
0,0000,0280,9721,0000,9721,74120,170,01nC40,0010,0450,4550,5000,9101,40950,210,005iC4
0,0090,8002,4003,2000,7500,80000,370,032C3
0,0342,9921,3084,3000,3040,32890,90,043C2
0,95582,9297,67190,6000,0850,09253,20,906C1
Y1V1L abs enkmol/h
V(n+1)ien
Kmol/h
Ea(%recobr
o)AKy(n+1)iComp
7/23/2019 Clase 2 tema 2
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- . $
-Cálculo de despojador
Agua ácida que contiene 2500 ppm w de sulfuro de hidrógeno será
despojada a 1,5 ppm w. El calor indirecto en el rehervidor es
proporcionando para permitir que 0,75 libras de vapor salgan por el platode tope por cada galón de alimentación. El flujo de alimentación es 10
GPM y el tope de la torre operará a 21 psia. Determine el número de
platos teóricos requeridos.
#5 :
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http://slidepdf.com/reader/full/clase-2-tema-2 33/46
Proceso de absorción y Despojamiento simple
Gas deentrada
Gaspobre
Aceiterico
P T
P T
Intercambiador aceitepobre- aceite rico
Enfriador
Absorbedor Despojador
- . $
7/23/2019 Clase 2 tema 2
http://slidepdf.com/reader/full/clase-2-tema-2 34/46
Procesos de Absorción
Lo,Xo
Gas rico
Plato 1
Plato N
Gas Pobre
Liquidopobre
Liquidorico
VN+1, YN+1
V1, Y1
LN,XN
1.
+
=
N promedio
o
V K
L
A
- . $
7/23/2019 Clase 2 tema 2
http://slidepdf.com/reader/full/clase-2-tema-2 35/46
Procesos de Absorción
Lo,Xo
Gas rico
Plato 1
Plato N
Gas Pobre
Liquidopobre
Liquidorico
VN+1, YN+1
V1, Y1
LN,XN
1.
+
=
N promedio
o
V K
L
A
T KSe incrementa “A”,
por lo tanto hay
mayor recuperación
- . $
7/23/2019 Clase 2 tema 2
http://slidepdf.com/reader/full/clase-2-tema-2 36/46
- . $
7/23/2019 Clase 2 tema 2
http://slidepdf.com/reader/full/clase-2-tema-2 37/46
Procesos de Absorción Refrigerada
Lo,Xo
Gasrico
Plato 1
Plato N
Gas Pobre
Liquidopobre
Liquidorico
V1, Y1
LN,XN
1.
+
=
N promedio
o
V K
L
A
T KSe incrementa “A”,
por lo tanto hay
mayor recuperación
AbsorciónRefrigerada
Sistema deRefrigeración
- . $
7/23/2019 Clase 2 tema 2
http://slidepdf.com/reader/full/clase-2-tema-2 38/46
Procesos de Absorción Refrigerada
Absorbedor PresaturadorTanque
de
expansión
Deetanizadora Despojador
- . $
7/23/2019 Clase 2 tema 2
http://slidepdf.com/reader/full/clase-2-tema-2 39/46
Procesos de Absorción Refrigerada
Gas rico del
sistema derefrigeración
Absorbedor PresaturadorTanque
deexpansión
Deetanizadora Despojador
- . $
7/23/2019 Clase 2 tema 2
http://slidepdf.com/reader/full/clase-2-tema-2 40/46
Procesos de Absorción Refrigerada
Gas rico del
sistema derefrigeración
A c e i t e
p o b r
e
Gas pobre
Absorbedor PresaturadorTanque
deexpansión
Deetanizadora Despojador
- . $
7/23/2019 Clase 2 tema 2
http://slidepdf.com/reader/full/clase-2-tema-2 41/46
Procesos de Absorción Refrigerada
Gas rico del
sistema derefrigeración
A c e i t e
p o b r e
Gas pobre
- . $
Absorbedor Presaturador
Tanque
deexpansión
Deetanizadora Despojador
7/23/2019 Clase 2 tema 2
http://slidepdf.com/reader/full/clase-2-tema-2 42/46
Procesos de Absorción Refrigerada
Gas rico del
sistema derefrigeración
A c e i t e
p o b r e
Gas pobre
Metano
- . $
Absorbedor Presaturador
Tanque
deexpansión
Deetanizadora Despojador
7/23/2019 Clase 2 tema 2
http://slidepdf.com/reader/full/clase-2-tema-2 43/46
Procesos de Absorción Refrigerada
Gas rico del
sistema derefrigeración
A c e i t e
p o b r e
Gas pobre
Metan
o
Etano
- . $
Absorbedor Presaturador
Tanque
deexpansión
Deetanizadora Despojador
7/23/2019 Clase 2 tema 2
http://slidepdf.com/reader/full/clase-2-tema-2 44/46
Procesos de Absorción Refrigerada
Gas rico del
sistema derefrigeración
A c e i t e
p o b r e
Gas pobre
AceiteRico
Metano
Etano
- . $
Absorbedor Presaturador
Tanque
deexpansión
Deetanizadora Despojador
7/23/2019 Clase 2 tema 2
http://slidepdf.com/reader/full/clase-2-tema-2 45/46
Procesos de Absorción Refrigerada
Gas rico del
sistema derefrigeración
A c e i t e
p o b r e
Gas pobre
AceiteRico
Metano
Etano
- . $
Absorbedor Presaturador
Tanque
deex ansión
Deetanizadora Despojador
7/23/2019 Clase 2 tema 2
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Procesos de Absorción Refrigerada
- . $
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