Validación del Modelo Termodinámico

Desde la tabla # 4 hasta la tabla # 11 se muestra una comparación entre los valores de diseño aportados por el balance de masa contenido en el diagrama de flujo de proceso original de la planta y los valores calculados por el simulador, utilizando las ecuaciones de Peng-Robinsón (PR) y Soave-Redlich-Kwong (SRK).En estas tablas se presentan los parámetros operacionales de diseño mas importantes como lo son: flujo molar, temperatura y presión.

para el proceso en estudio, sin embargo la ecuación de Soave Redlich- Kwong (SRK) es más exacta que la de Peng-Robinsón (PR) en este caso debido a que la desviación obtenida es más pequeña en relación con los datos suministrados por el balance de masa del diseño. Por lo tanto la ecuación seleccionada es la de SRK, (ver tablas desde la # 4 hasta la # 11).

Así mismo los resultados que se exhiben desde la tabla # 4 hasta la # 11, validan el uso del simulador HYSYS 3.2 ya que la composición de los productos, calor en el rehervidor y condensador, flujos de tope, fondo y reflujo se ajustan a los indicados en el en el diseño original de la planta.

En las siguientes tablas se muestran los resultados de la validación que permitió seleccionar el modelo termodinámico que más se adaptaba al sistema evaluado.

Tabla # 4.Validacion de la corriente de alimentación a la torre V-301. (W Almarza, 2008).

En la tabla # 4 se puede observar que no existe una desviación considerable en el valor de las condiciones de operación del diseño original con respecto al valor suministrado por los modelos termodinámicos de (PR) y (SRK).

Lo cual indica que ambos modelos se adaptan muy bien a las condiciones de operación que por diseño se alimentan a la torre V-301.

Tabla # 5.Validacion de la corriente de propano producto del tope de la despropanizadora. (W Almarza,

2008).

En la tabla # 5 se puede observar que el porcentaje de desviación esta dentro del el rango permitido para cada una de las variables, sin embargo al comparar los porcentajes de desviación dados por el modelo termodinámico de (PR) con los suministrados por (SRK) se puede deducir que el modelo termodinámico de (SRK) tiene menor porcentaje de desviación y por ende se adapta mas a las condiciones originales de diseño que posee el propano producto.

Tabla # 6.Validación de la corriente de alimentación a la desbutanizadora. (W Almarza, 2008).

En la tabla # 6 de igual manera se puede deducir que los porcentajes de desviación expresados por ambos modelos termodinámicos son muy bajos lo cual indica que ambos modelos se amoldan perfectamente a las condiciones del diseño no obstante cabe destacar que el modelo que menor porcentaje de desviación posee es el de (SRK).

Tabla # 7.Validacion de la corriente de butano producto del tope de la desbutanizadora. (W Almarza,

2008)

A diferencia de las tablas anteriores en la tabla # 7 se observa claramente que el porcentaje de desviación es un poco mayor para algunas de las variables, no obstante cabe destacar que los valores de estos porcentajes se encuentra dentro de el parámetro permitido para el modelo termodinámico de (SRK),en contraste con los resultados arrojados por el modelo termodinámico de (PR) en los cuales existe una variable que posee un porcentaje de desviación que excede los límites permitidos, esta variable es el flujo de NC5 la cual posee un porcentaje de desviación con respecto al diseño de 20.10% razón por la cual se pudo contemplar que este modelo posee una menor grado de exactitud y por consiguiente es más conveniente utilizar el modelo de (SRK) para obtener el butano producto.

Tabla # 8.Validacion de la corriente de gasolina producto del fondo de la desbutanizadora. (W Almarza,

2008).

De acuerdo con los razonamientos que se han venido realizando en la tabla # 8 se puede apreciar que el valor del porcentaje de desviación para cada una de las variables utilizando ambos modelos termodinámicos se encuentran bajo un rango aceptable, con excepción del flujo de IC4 el cual posee un porcentaje de desviación del 87.48% con el modelo de (PR) y de un 80% con (SRK).

Es evidente entonces que el flujo de IC4 tiene un porcentaje de desviación mayor al permitido para ambos modelos termodinámicos sin embargo se escogió el modelo termodinámico de (SRK) porque es el que poseía menor porcentaje de desviación y se acercaba a las condiciones del diseño original, ahora bien este porcentaje de desviación tan alto no perjudica en lo absoluto la simulación, esto se debe a que en la gasolina producto habría una menor cantidad de IC4 lo que mejoraría su pureza.

Tabla # 9.Validacion de la corriente de alimentación a la desisobutanizadora. (W Almarza, 2008).

En la tabla # 9 se puede constatar que para la alimentación a la desisobutanizadora el modelo termodinámico que más se ajusta a las condiciones de diseño es el (SRK) debido a que los porcentajes de desviación de todas las variables están por debajo del valor máximo permitido a diferencia del modelo termodinámico de (PR) en el cual los resultados expresan que una de las variables excede el valor permitido de desviación esta variable es el flujo de NC5 el cual posee un porcentaje de desviación de 20.10%.

Tabla # 10.Validacion de la corriente de isobutano producto del tope de la desisobutanizadora. (W

Almarza, 2008).

En la tabla # 10 se puede observar que los porcentajes de desviación para ambas condiciones de operación tanto la presión como la temperatura están por debajo del porcentaje de desviación permitido lo que quiere decir que ambos modelos se adaptan excelentemente a las condiciones de diseño original del isobutano producto. Sin embargo cabe destacar que no se pudieron comparar los flujos molares de los componentes de esta mezcla con flujos de diseño debido a que no se pudo encontrar un balance de masa con las tres columnas operando juntas a su máxima eficiencia y en condiciones de diseño original.

Tabla # 11.Validacion de la corriente de n-butano producto del fondo de la desisobutanizadora. (W

Almarza, 2008).

Al igual que en la tabla # 10 en la tabla # 11 los porcentajes de desviación de la

termodinámicos por lo que se podría utilizar cualquiera de estos dos modelos para la simulación de la corriente de N-butano producto. De igual manera no se pudieron obtener el porcentaje de desviación de los flujos molares por las razones expuestas anteriormente.

4.2.2 Resultados de la Simulación por Diseño Utilizando el Modelo