Tesis profesional presentada por Jorge Luis Figueroa Rodríguez

Licenciatura en Ingeniería Química con área en Ingeniería de Procesos. Departamento de Ingeniería Química y Alimentos. Escuela de Ingeniería y Ciencias, Universidad de las Américas Puebla.

Jurado Calificador

Presidente: Mtro. Gonzalo Rocha Aguilera
Vocal y Director: M.C. Alejandra Alarcón García
Secretario: Mtro. Luis Gabriel Ríos Casas

Cholula, Puebla, México a 13 de mayo de 2006.

Resumen

El uso de columnas complejas y con acoplamiento térmico en la industria no está muy difundido debido a que presentan dos graves problemas: la falta de métodos confiables para el diseño y la dificultad en el control y la operación de las columnas. Entre los esquemas de columnas complejas propuestos en la literatura, se seleccionó para este estudio al sistema tipo Petlyuk, ya que varios autores han demostrado ahorro energético de hasta un 30% en las cargas térmicas de condensadores y rehervidores.

Se propone un algoritmo de diseño para el sistema Petlyuk basado en la descomposición del sistema Petlyuk en tres columnas sencillas, y realizando el diseño/optimización de éstas, y así obtener el diseño final. Se utilizó como herramienta el simulador Aspen Plus 2004.1 para el diseño/optimización de las columnas utilizando tanto método corto como método riguroso para lograr el diseño final.

Se utilizó el caso de estudio propuesto por Jiménez - Castro (2002), que es una mezcla equimolar de tres hidrocarburos, usando la ecuación de Redlich -Kwong - Soave como método de propiedades.

Una vez realizado el diseño con el algoritmo desarrollado se obtuvieron ahorros significativos con respecto a las secuencias tradicionales. Se tuvieron ahorros en cargas térmicas de alrededor del 40% en condensador y del 30% en rehervidor y presentan columnas de tamaño semejante a las secuencias tradicionales. Con respecto a lo reportado por Jiménez - Castro, se tuvieron resultados semejantes, con columnas ligeramente más grandes y con reflujos menores, lo que significaría un mayor costo fijo, pero una disminución en los costos de operación.

Índice de contenido

Capítulo 1. Resumen (archivo pdf, 24 kb)

Capítulo 2. Introducción (archivo pdf, 23 kb)

Capítulo 3. Objetivos (archivo pdf, 24 kb)

  • 3.1 Objetivo General
  • 3.2 Objetivos Específicos

Capítulo 4. Revisión Bibliográfica (archivo pdf, 620 kb)

  • 4.1 Destilación Multicomponente
  • 4.2 Método Corto de Diseño Fenske - Underwood - Gilliland
  • 4.3 Métodos Rigurosos de Simulación
  • 4.4 Secuencias de destilación
  • 4.5 Columnas Complejas
  • 4.6 Métodos de Diseño de Columnas Complejas

Capítulo 5. Materiales y Métodos (archivo pdf, 60 kb)

  • 5.1 Caso de Estudio
  • 5.2 Aspen Plus 2004.1

Capítulo 6. Resultados (archivo pdf, 273 kb)

  • 6.1 Algoritmo Propuesto
  • 6.2 Resultados para el caso de estudio
  • 6.3 Comparación con las secuencias directas e indirectas
  • 6.4 Comparación con el estudio de Jiménez y Castro

Capítulo 7. Conclusiones (archivo pdf, 23 kb)

Referencias (archivo pdf, 27 kb)

Apéndice A.  (archivo pdf, 77 kb)

Apéndice B.  (archivo pdf, 80 kb)

Figueroa Rodríguez, J. L. 2006. Método de Diseño de Columnas Complejas Térmicamente Acopladas (Sistemas Petlyuk). Tesis Licenciatura. Ingeniería Química con área en Ingeniería de Procesos. Departamento de Ingeniería Química y Alimentos, Escuela de Ingeniería y Ciencias, Universidad de las Américas Puebla. Mayo. Derechos Reservados © 2006.