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7. SEPARADOR DE TRES FASES 1. OBJETIVOS 1.1. Separar en forma instantánea una corriente con un contenido de hidrocarburos y agua 1.2. Determinar los puntos de rocío y burbuja para una mezcla de hidrocarburos - agua 2. INTRODUCCION Una corriente que contiene hidrocarburos y agua puede presentarse en varias fases, dependiendo de sus condiciones de estado. Los cálculos para determinar sus puntos de rocío y burbuja se describen en libros como “Design of Equilibrium Stage Processes” de Smith Buford D., McGraw-Hill (1963) y son de un relativo interés académico. HYSYS dispone de una unidad para separar, en forma instantánea, una carga que se alimente con tres fases, vapor, líquida y acuosa 3. SEPARACION DE UNA MEZCLA DE HIDROCARBUROS - AGUA 1. Abra un nuevo caso y defina el siguiente paquete fluido 2. Ecuación: Peng Robinson 3. Componentes: C1, C2, C3, i-C4, n-C4, i-C5, n-C5, H2O 4. Unidades: SI 5. Entre al ambiente de simulación e instale una corriente con el nombre de “Alimento” y las siguientes especificaciones a. Temperatura: 20 °C b. Presión: 200 kPa c. Flujo: 100 kgmol/h d. Composición (Fracción Molar) i. Metano 0.10 ii. Etano 0.03 iii. Propano 0.04 iv. i-Butano 0.08 v. n-Butano 0.10 vi. i-Pentano 0.12 vii. n-Pentano 0.13 viii. Agua 0.40 6. Maximice la ventana de propiedades de la corriente “Alimento” y observe las condiciones de las tres fases que la componen en la Figura 1 7. Haga clic en la página “Composition” y observe las composiciones correspondientes a dicha corriente en la Figura 2. 8. Presione el icono de nombre “3-Phase Separator” que se encuentra en la paleta de objetos y en forma sostenida desplace con el clic derecho del Mouse arrástrelo hasta la ventana del PFD de HYSYS. 9. Seleccione el separador de 3 fases haciendo doble clic sobre el icono correspondiente en la paleta de objetos. Figura 1. Especificaciones de la corriente “Alimento” Figura 2. Composición de las tres fases de la corriente “Alimento” 10. En la página “Connections” de la pestaña “Design” introduzca los nombres de las corrientes de entrada y salida como se observan en la Figura 3. 11. Haga clic en la página “Parameters” y observe que, por defecto, la caída de presión es cero. Introduzca una caída de presión de 10 kPa y observe la diferencia en los resultados. 12. Haga clic en la pestaña “Rating” y presione el botón “Quick Size” para dimensionar, por defecto, el tanque cilíndrico horizontal correspondiente al separador de tres fases 48 13. Observe la verificación de la opción para seleccionar el anexo de una bota. Al presionar el botón “Quick Size”, inmediatamente HYSYS también sugiere unas dimensiones para la bota como se observan en la Figura 4. Figura 3. Corrientes de entrada y salida al Separador de tres fases Figura 4. Dimensionamiento del tanque Separador de Tres Fases 14. Haga clic sobre la pestaña “Worksheet” y observe las condiciones de las corrientes de salida del Separador de Tres fases, Figura 5. Compárelas con las especificaciones de las tres fases de la corriente “Alimento”. 49 15. Haga clic sobre la página “Composition” y observe las concentraciones de las corrientes de salida del Separador de Tres Fases, Figura 6. Compárelas con las especificaciones de las tres fases de la corriente “Alimento” Figura 5. Condiciones de las corrientes de salida del Separador de Tres Fases Figura 6. Composición de las corrientes de salida del Separador de Tres Fases 3. CASOS DE ESTUDIO 3.1. Determine el punto de rocío de la corriente “Alimento” a 200 kPa? ¿Cuántas fases se observan? Explique por qué la fase vapor contiene agua 3.2. Determine el punto de burbuja de la corriente “Alimento” a 200 kPa?. ¿Cuántas fases se observan?. Explique por qué la fase líquida no contiene agua 50
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