Diunggah oleh Diego Martin Tanoni\nComo añadir repositorios externos a Ubuntu\nsimpanSimpan Repositorios Ubuntu Untuk Nanti\nAnalisis Numerico Basico r1\nFlujogramas de Concreto 1988 (232)\nDEL HELENISMO A LA EDAD MEDIA.pdf\nIDH Calculo y Distribucion Por Municipio\nCOSTOS Y GASTOS.pdf\n1. Eval. Diag. Repres\nAnda di halaman 1dari 258\nCarmen N. Paniagua\nConceptos básicos de simulación de procesos en simuladores modulares\nOmar Iglesias Carmen N. Paniagua\nConceptos básicos de simulación de procesos en simuladores modulares / Omar Iglesias y Carmen N. Paniagua. - 1a ed. - La Plata : Universidad Nacional de La Plata, 2013.\nE-Book. ISBN 978-950-34-1000-4\n1. Ciencias. 2. Enseñanza Universitaria. I. Paniagua, Carmen N. CDD 501.711\nFecha de catalogación: 20/08/2013\n47 N.º 380 / La Plata B1900AJP / Buenos Aires, Argentina +54 221 427 3992 / 427 4898 editorial@editorial.unlp.edu.ar www.editorial.unlp.edu.ar\nPrimera edición, 2013 ISBN 978-950-34-1000-4 © 2013 - Edulp\nEl proceso evolutivo de las ingenierías se ha nutrido de tres vertientes:\n1. El progreso del conocimiento en las ciencias que aplica cada especialidad de la ingeniería; 2. La innovación y desarrollo de los métodos y procedimientos de construcción de maquinarias , estructuras y procesos; y 3. El progreso de los métodos y procedimientos de cálculo y de diseño. Es en este último tema donde se inserta esta obra. Las mayores dificultades en el campo del cálculo y el diseño en la ingeniería química se deben a la diversidad de procesos y productos que debe manejar, la poca frecuencia de repetición de problemas similares y la extrema complejidad de los sistemas fisicoquímicos. Esto conduce a que cada nuevo emprendimiento sea generalmente un trabajo de alta originalidad donde hay que manejarse con información escasa y abundante incertidumbre. La ingeniería química parte a los inicios del siglo 20 con el problema de pasar del laboratorio químico a las dimensiones de producción industrial que permitan la satisfacción del mercado en condiciones económicas y de seguridad. Los cálculos se reducían a balances de materiales y de energía, con uso de máquinas manuales de cálculo o de la regla de cálculo, asistida por tablas (de logaritmos y de trigonometría). Los errores en los datos de diseño permitían trabajar apenas con 3 cifras significativas. Altos porcentajes de error y excesivo tiempo del diseño eran los problemas del ingeniero. El desarrollo de nuevos equipos más eficientes se basó en la investigación tecnológica basada fundamentalmente en desarrollos de ecuaciones empíricas con amplio uso de la teoría de los modelos. Muchos cálculos complejos se facilitaban con la construcción de gráficos, cartas y nomogramas. Las operaciones unitarias dieron los elementos fundamentales de los procesos químicos pero la concatenación de esos elementos operativos en un proceso solo podía intentarse a través de una planta piloto, que debía operarse por tiempos prolongados para descubrir problemas operativos no visibles en el laboratorio o el\nbanco de pruebas. Se disminuyeron así los porcentajes de error e incertidumbre pero aumentaron los costos y el tiempo de desarrollo de los proyectos. La gran revolución aparece con la computadora digital electrónica (viejo nombre obsoleto). Los cálculos más complejos son ahora posibles y además se pueden barrer gran cantidad de alternativas en segundos o minutos en búsqueda del óptimo funcionamiento. Al principio fueron grandes máquinas solo accesibles a poderosas instituciones y que además requerían de ímprobo trabajo de programación del cálculo. La Ingeniería Química se transformaba así en un coto de las grandes compañías tecnológicas de los países desarrollados. Por ese entonces comienza a aparecer la idea del desarrollo de programas que construyan en el papel la integración de los procesos. Estos programas se basaban en módulos de operaciones y procesos unitarios que deberían integrarse, en un programa a construir por el ingeniero. La miniaturización de las computadoras permite nuevamente al ingeniero individual y la pequeña empresa de ingeniería a participar del cálculo, construcción y operación de procesos. Los programas de cálculo, todavía un gran emprendimiento, se multiplican, perfeccionan y difunden a través de procesos de licencia. Son desarrollos costosos, solo accesibles a compañías industriales o tecnológicas de buena envergadura comercial, pero son los jóvenes ingenieros quienes deben manejarlos. El problema tiene varios estadios. 1. El conocimiento del programa, para lo que\nhay que leer el manual y realizar algunos ejercicios. Una cierta guía es necesaria para seleccionar las tareas de mayor utilidad relegando algunas actividades de\n2. Construir el programa específico para el propio proyecto, para lo cual se requieren estrategias y estratagemas de un ingeniero con gran experiencia y entusiasmo juvenil. Es en este contexto donde se ubica la obra de los Profesores Iglesias y Paniagua,\nindicando los procedimientos de ordenamiento y construcción del proceso, teniendo en cuenta las facilidades y limitaciones del Programa de Simulación (Simulador UniSim Design de Honeywell , un programa de la familia de Hysys). La\nposibilidad de practicar con el programa es indispensable para la asimilación de los conceptos. Sin embargo los conceptos estratégicos del desarrollo de aplicaciones serán siempre de aplicación general. El contenido de esta obra se reparte en capítulos, que incluyen un prólogo, 12 capítulos y otro final con algunas propuestas de trabajo. En el capítulo 1 se muestra la configuración básica del programa Simulador. Algunos pequeños ejercicios permiten una mejor asimilación de las herramientas del simulador y especialmente en cuanto a construir el diagrama de proceso. Así como el Capítulo 1 se orienta específicamente a cómo introducir la información pertinente al Simulador, el capítulo2 se orienta a obtener del Simulador la información calculada en alguna de las alternativas que ofrece el simulador. El capítulo 3 está dedicado al concepto clave de todo programa de simulación de procesos químicos. El banco de datos de modelos de predicción de propiedades fisicoquímicas y termodinámicas, tanto en productos puros como en mezclas. Esto requiere que el profesional que use el simulador tenga una noción cierta de cuáles son los modelos disponibles y los más apropiados a cada caso específico. Aquí es donde verdaderamente la obra de los Profesores Iglesias y Paniagua comienza a tener la mayor utilidad. Este tema se prolonga en el capítulo 4 en que se trata de predecir propiedades de materiales que no están en la base de datos y además como caracterizar mezclas determinadas como es el caso de los cortes de petróleo y representarlas por un producto hipotético. En el capítulo 5 a través del planteo de problemas de equilibrio entre fases en tanque flash se introduce al estudiante en la estrategia de los cálculos y el uso de reglas prácticas para establecer objetivos que permitan obtener un diseño óptimo. Al mismo tiempo se va adquiriendo práctica en el manejo de la predicción de propiedades, el uso de sistemas de unidades y en el uso de las diversas herramientas del simulador. En el capítulo 6 se expande el análisis general de estrategia de cálculo a la consideración de la estructura de un proceso en cuanto a la existencia o no de grados de libertad, la consistencia termodinámica, la construcción en el plano de equipos con varias funciones mediant e la combinación de operaciones\nelementales. Se analizan, además, los problemas de convergencia de los cálculos y una introducción al tratamiento de reciclos. En el capítulo 7 se encara la complejidad del problema de la existencia de numerosos reciclos de información y su influencia en el cálculo. La estrategia de cálculo implica en primera instancia la det erminación de los reciclos y la búsqueda del ordenamiento óptimo del cálculo de cada uno de los reciclos. En el capítulo 8 se trata el problema de los equipos de transferencia de calor en toda su generalidad: intercambiadores de calor con diferentes geometrías, evaporadores y hornos, interaccionando con servicios auxiliares o con otras corrientes de proceso, lo que generalmente introduce dificultades adicionales en el cálculo. El texto de la obra da estrategias especiales de cálculo. En el capítulo 9 se trata el problema del transporte de fluidos dentro de los procesos. Ello incluye los equipos de impulsión: bombas para el manejo de líquidos, compresores para impulsar gases o expansores para recuperar energía disponible, eyectores para la creación de vacío, etc. El sistema puede también calcular caudales o perdida de carga en tramos de cañerías. Si bien con líquidos se puede obviar el cálculo de equipos, en gases las propiedades de las corrientes cambian significativamente y además el costo de los equipos es importante y los equipos forman parte activa en el flowsheet a simular. El Capítulo 10 está destinado exclusivamente a la simulación de columnas de destilación. Esta operación tiene generalmente una gran complejidad en cuanto a los cálculos y además es una pieza costosa dentro del costo total de la inversión del proceso. El simulador solo resuelve el problema de verificar el funcionamiento de una columna existente en diferentes condiciones operativas, por lo que se debe realizar un procedimiento que diseñe una columna que aproximadamente resuelva el problema, (short cut design), para luego entrar en un proceso de diseño riguroso, siempre con la ayuda del simulador. Las condiciones de presión en la columna y las temperaturas de cabeza y fondo de la columna son variables que pueden determinar la economía de la instalación. La obra de los Profesores Iglesias y Paniagua guía en el procedimiento de diseño con numerosas reglas heurísticas y estrategias de cálculo que favorecen el encontrar las condiciones\nóptimas. Mediante ejemplos y ejercicios se verifican procedimientos de uso con el programa de simulación. El capítulo 11 se dedica a los reactores químicos. El simulador ofrece varias alternativas de diseño o simplemente de cálculo de rendimientos. Los avances de reacción pueden ser datos experimentales o resultados del cálculo en base a ecuaciones de cinética de reacción o de equilibrio químico. Mediante el uso de ejemplos cuidadosamente elegidos, la obra permite valorar los recursos del simulador e integrar el reactor químico al proceso productivo. Los capítulos precedentes mostraron procedimientos y reglas para constituir un proceso productivo de industrias de tipo químico. El proceso constituye generalmente un sistema complejo en el que la aspiración mayor en el proceso de diseño fue obtener un sistema en que se asegure un funcionamiento compatible de todos los equipos. A continuación es necesario verificar los rendimientos económicos del proceso y en esa etapa es conveniente, haciendo uso de los grados de libertad del sistema, proceder a un análisis de optimización del funcionamiento del proceso para obtener el máximo rendimiento económico. El capítulo 12 de la obra, constituye una introducción al uso de las herramientas matemáticas (procedimientos de optimización) que el simulador provee. Como siempre, se ejemplifican las operaciones con el uso de ejemplos y ejercicios cuidadosamente seleccionados. El Anexo propone el análisis de dos procesos industriales de los que se suministra el flowsheet y los datos de diseño necesarios para proceder al dimensionamiento de los equipos del proceso y los balances de materiales y energía. Como corolario digamos que la obra de los Profesores Iglesias y Paniagua constituye un excelente curso de diseño de procesos, que habitualmente no se proporciona en cursos regulares, por la cantidad de tiempo que insumiría a los alumnos y al profesor llevar adelante un simple ejemplo. El uso de un simulador permite obviar este inconveniente y es en este sentido una muy importante contribución a la enseñanza de la Ingeniería Química.\nIng. Miguel de Santiago, Gonnet, 20/06/2013\nCapítulo 1. Asomándonos al simulador\nUna mirada a nuestro simulador ………………………………………………\nLas primeras operaciones ……………………………………………………\nArmando el esquema de simulación ………………………………………\nUnidades usadas por los distintos sistemas disponibles en UniSim\nPropuesta de Trabajo ………………………………………………………\nCapítulo 2. Estructurando la salida de información\nUso del Workbook ……………………………………………………………… 22\nTablas en el ambiente de trabajo ……………………………………………\nEstudios de variaciones: DataBook …………………………………………\nCapítulo 3. Selección de modelos termodinámicos\nEl ELV y las interacciones moleculares ……………………………………… 34\nTermodinámica del ELV. Métodos de predicción …………………………\nRecomendaciones de uso ……………………………………………………\nPredicción de Propiedades. Métodos Disponibles en UniSim Design…….\nEcuaciones de estado ………………………………………………………\nModelos de coeficientes de actividad ……………………………………\nTratamiento de no condensables ………………………………………….\nPropuesta de Trabajo …………………………………………………\nCapítulo 4. Compuestos hipotéticos y cortes de petróleo\nCompuestos hipotéticos ………………………………………………………\nIncorporando un compuesto hipotético ………………………………………\nCaracterización de un corte de petróleo ……………………………………\nIngreso de la información …………………………………………………\nGeneración de los compuestos hipotéticos para el crudo ……………… 68\nTransferencia de la información ………………………………\nPropuestas de trabajo ………………………………………\nCapítulo 5. Equilibrio de fases. Tanque separador\nEquilibrio líquido - vapor en un tanque flash ………………………………… 74\nUn ejemplo de aplicación ……………………………………………………… 77\nOtros cálculos relacionados con el equilibrio de fases ……\nEnvolvente de fases y otras herramientas ………………\nPropuestas de trabajo ……………………………………\nPlanteo del problema ……………………………………\nAnálisis del problema propuesto ……………………………………………… 91\nA modo de ayuda ……………………………………………………………\nPropuestas de trabajo …………………………………………………………. 103\nCapítulo 7. Tratamiento de reciclos en simuladores modulares\nConsideraciones generales …………………………………………………… 105\nGeneración de la matriz de ciclos y arcos …………………………………\nSelección del conjunto de corte ……………………………………………\nLa selección final ……………………………………………………………… 113\nPropuesta de trabajo …………………………………………………………\nCapítulo 8. Procesos de transferencia de calor\nAlgunas consideraciones generales ………………………………………… 119\nLas operaciones más simples ………………………………………………… 122\nEl intercambiador de calor …………………………………………………… 125\nUniendo los elementos y otros cálculos adicionales ………………………. 132\nUso de la operación unitaria horno …………………………\nNormas TEMA: Códigos para designar intercambiadores de tubo y\ncoraza…………………………………………………………………………… 139 ..\nPropuestas de trabajo …………………………………………………………. 140\nCapítulo 9. Simulando el transporte de fluidos\nConsideraciones generales …………………………………………………… 141\nCañerías y bombas …………………………………………………………… 142\nAlgunas consideraciones sobre accesorios …………………………………. 149\nGases en movimiento ………………………………………………………… 150\nUna operación lógica vinculada al uso de varios paquetes\ntermodinámicos ………………………………………………………………… 154\nPropuestas de trabajo …………………………………………………………. 158\nCapítulo 10. Simulación de operaciones de destilación\nAlgunas consideraciones previas …………………………………………… 160\nEl uso de la operación Short Cut Column en UniSim ……………………… 162\nModelo riguroso de la columna de destilación. Grados de libertad ………. 166\nSimulación rigurosa de la columna …………………………………………\nLos equipos auxiliares ………………………………………………………… 177\nIncorporando el condensador ……………………………………………… 179\nIncorporando el reboiler …………………………………………………… 181\nSeparador de compuestos (Component Splitter) …………………………… 183\nCapítulo 11. Simulación de reactores\nAlgunas cuestiones generales ……………………………………\nEjemplo de aplicación …………………………………………………………. 188\nTipos de reacciones disponibles ……………………………………………… 191\nReacciones de equilibrio y de conversión …………………………………… 194\nReactores no cinéticos: equilibrio y conversión ……………………………\nReactores cinéticos: reactor tubular …………………………………………. 203\nReactores cinéticos: Reactor Tanque Agitado Continuo …………………\nPropuestas de trabajo …………………………………………………………. 216\nCapítulo 12. Asomándonos al optimizador\nCaracterísticas generales ……………………………………………………\nCaso propuesto ………………………………………………………………… 218\nUso del optimizador ……………………………………………………………. 220\nFunción objetivo y restricciones ………………………………………………. 223\nAnexo. Propuestas de análisis de un proceso visto como un sistema\nProducción de ciclohexano ……………………………………………………. 230\nProducción de óxido de etileno ……………………………………………… 231\nLos enfoques educativos, los técnicos, en particular, al igual que un sinnúmero\nde aspectos de la vida del hombre, son, necesariamente, procesos evolutivos.\nSin abandonar esta característica fundamental, hay momentos en la historia en\nlos que la velocidad de cambio es tan alta, que parecen producirse quiebres en\nel transcurrir de la evolución.\nCuando ello ocurre, suele decirse que estamos frente a un cambio de\nparadigma y los educadores nos vemos en la necesidad de modificar enfoques\ny contenidos de que y como los enseñamos.\nEn el campo de la Ingeniería, el último cuarto del siglo XX es un claro ejemplo\nde este cambio. Tal vez como pocas veces en el pasado, un elemento juega un\nrol preponderante en ese proceso: la informática.\nLa disponibilidad de potentes ordenadores habilitó no sólo la difusión de\ntécnicas numéricas complejas, sino el desarrollo de programas de aplicación de\nEsto se reflejó en las líneas directrices de formación de los ingenieros.\nPor ejemplo, en el caso de los ingenieros químicos, antes de la irrupción de las\ncomputadoras personales, en el ciclo profesional, se ponía un énfasis particular\nen el diseño de procesos, con una visión analítica y un acento muy fuerte en el\nmanejo de técnicas numéricas y algoritmos de cálculo específicos, de fuentes\nde datos, criterios y valores aconsejados.\nEn la actualidad, debido a que gran parte de todo esto puede ser resuelto con\nel uso de un software adecuado, el énfasis debe centrarse en el manejo de\nsituaciones “abiertas”, perfeccionando la capacidad de plantear y analizar\nalternativas, sobre la base de un amplio enfoque conceptual del problema y un\neficaz uso del software de cálculo.\nEsto requiere cambiar la anterior visión analítica por otra sistémica,\nconsiderando, simultáneamente, los distintos elementos que interactúan en un\nEn Ingeniería Química, la herramienta más adecuada para abordar este\nenfoque sistémico es, sin dudas, el simulador de procesos.\nBásicamente, permite resolver, en forma simultánea, los balances de materia y\nenergía que se verifican en una planta, teniendo en cuenta especificaciones\ndadas de presión, temperatura y composición.\nPara lograrlo, dispone de modelos matemáticos de los distintos componentes o\nequipos así como de algoritmos que permiten estimar las propiedades\ntermodinámicas de las mezclas que circulan a través de esos elementos. A\ntodo esto se suma la presencia de procedimientos que permiten abordar, con\néxito, la resolución de un sistema de miles de ecuaciones no lineales\nacopladas, un problema típico en diseño y análisis de plantas químicas.\nLa razón de esta obra es dotar a nuestros alumnos de un texto introductorio,\ndonde se planteen las cuestiones y técnicas básicas de la simulación de\nprocesos y en la que hemos querido transmitir la experiencia docente recogida\nen el dictado de cursos sobre el tema.\nEn esos cursos hemos utilizado el simulador UniSim Design de Honeywell, un\nprograma de la familia de Hysys, cuyo uso académico, por parte del\nDepartamento de Ingeniería Química de la Facultad de Ingeniería de la\nUniversidad Nacional de La Plata, fuese gentilmente autorizado por la empresa\npropietaria del programa.\nEn los distintos capítulos, en la medida de lo posible, hemos querido enfatizar\nel análisis de los sistemas a simular, en base a la consideración conceptual de\nlos grados de libertad que surgen de las distintas propuestas.\nDespués de presentar las características generales del software, decidimos\nincluir la consideración de los aspectos termodinámicos conexos a toda\nsimulación: la elección del paquete encargado de predecir las propiedades de\nlas mezclas, la incorporación de compuestos inexistentes en la base de datos\ndisponible y la caracterización de cortes de petróleo, problema, este último, de\nparticular relevancia para la Ingeniería Química en la región.\nSe abordan, luego, la simulación de distintas unidades de proceso, como\ntanques de separación de fases, equipos de intercambio de calor, transporte de\nfluidos, torres de destilación y reactores.\nParalelamente, se van presentando las operaciones lógicas y complementos,\ntales como Set, Adjust, Recycle y Spreadsheet, que permiten estructurar\nadecuadamente las simulaciones.\nAsimismo, presentamos una breve introducción al modo de trabajo cuando\ndebe encararse la optimización de un proceso utilizando un simulador.\nAl final de cada capítulo hemos agregado una o dos propuestas de trabajo,\ntomadas de nuestros cursos, donde se pueden ejercitar las cuestiones tratadas\nen cada tema. En muchas de ellas se ha buscado que la resolución implique el\ntratamiento de un pequeño sistema, para reforzar ese cambio de visión al que\nnos referíamos antes.\nEl libro se completa con la propuesta de simulación de dos plantas simples de\nproducción petroquímica, en cuya solución se pueden apreciar las\ncaracterísticas interactuantes que tienen los elementos que las componen.\nPor último, queremos agradecer a todos nuestros alumnos de grado y\nposgrado, quienes han sufrido, pacientemente, los avatares propios de este\ncamino que los autores han hecho al andar.\nASOMÁNDONOS AL SIMULADOR\nUna mirada a nuestro simulador\nComo ya dijimos, el objetivo de este libro es adquirir las destrezas básicas\nnecesarias para trabajar con un simulador de procesos.\nTodos los simuladores de proceso son esencialmente iguales, aunque\ndiferentes en lo particular. Con esto queremos decir que el esquema de uso\nprimordial de un simulador es el mismo, cualquiera sea el programa que se\nutilice. Las diferencias se establecen en la cantidad y calidad de información y\nlas prestaciones disponibles en cada uno de ellos.\nPor lo tanto, una vez que somos capaces de trabajar con un determinado\nsimulador nos costará muy poco esfuerzo utilizar otro diferente. Lógicamente,\ndeberemos aprender a manejarnos con los aspectos particulares del nuevo\nprograma. Esto nos obliga a considerar detenidamente las singularidades del\nsimulador que disponemos para poder trabajar con él.\nLa primera pantalla que encontramos al abrirlo es la que se muestra en la\nEn esa ventana podemos ver que existen varias zonas bien diferenciadas:\nla ventana de estado (Object Status Window/Trace Window)\n• la barra de estado.\nFigura 1. Ventana inicial de UniSim Design\nA través de la barra de menú podremos, por ejemplo:\nAbrir un libro de trabajo nuevo, recuperar uno previo, grabar o interrumpir la\noperación con el simulador. Todo esto se realiza eligiendo la opción File.\n• Modificar las preferencias por defecto de la simulación, por ejemplo, el\nsistema de unidades, como veremos más adelante. Para seleccionar esta\nopción, se lo hace a través del elemento Tools|Preferences. Las\nmodificaciones que se introduzcan, si se van a utilizar en otra simulación,\npueden grabarse como un archivo de extensión PRF. Al comienzo de la\nsesión, el simulador abre el archivo UniSim Design.PRF, por lo que, si se le\ndá este nombre a la modificación efectuada, se producirá el reemplazo y a\npartir de ese momento serán las preferencias que se adopten para todas las\nsimulaciones que se realicen. Si se le dá otro nombre, habrá que cargar el\nnuevo archivo de preferencias en la simulación que se desee utilizarlas.\nLa barra de herramientas está formada por íconos y constituye un atajo para un\nacceso más rápido a algunas de las operaciones de la barra de menú. Es de\nnaturaleza dinámica, ya que se va modificando de acuerdo al punto en que se\nencuentre la simulación.\nLa ventana de estado se divide en dos partes, una a la izquierda, que\ncorresponde al objeto y otra, a la derecha, de rastreo, donde se van dejando\nregistradas las distintas instancias de las operaciones de cálculo.\nEn la ventana de la izquierda, se indicarán los requerimientos necesarios, si\nhay alguno, para completar el cálculo del objeto o estará en blanco, si se han\nsatisfecho todos los requisitos.\nComencemos, ahora, a trabajar con nuestro simulador resolviendo un problema\nsimple: nos vamos a proponer encontrar la cantidad de calor que deberemos\nentregar a 10 kgmol/h de una mezcla equimolecular de propano, isopentano y\nn-hexano, disponible a 25 ºC y 4 bar, para obtener un caudal molar de\n4 kgmol/h de líquidos.\nUna cuestión que debemos establecer es el sistema de unidades con el que\nvamos a trabajar. Al final de este capítulo tenemos una tabla con las unidades\nutilizadas por el simulador para las principales variables en los distintos\nsistemas disponibles (EuroSi, Field, SI).\nLos simuladores admiten que se cambie en cualquier momento el sistema de\nunidades con el que se está trabajando. Es más, al introducir los datos es\nposible mezclar unidades y el programa se encargará de efectuar las\nconversiones para expresar los valores en las unidades que corresponda.\nEs una buena práctica establecer, al iniciar la simulación, el sistema con el que\nvamos a trabajar. Esto evita que, luego, si queremos cambiar, se pierda tiempo\nmientras el programa realiza todas las conversiones.\nSupongamos que quisiésemos usar una variante del sistema SI, donde la\nenergía (Energy) estuviese expresada en kW en lugar de kJ/h.\nPara ello, en el menú elegimos la opción Tools|Preferences, tras lo cual se abre\nuna ventana donde, al seleccionar la solapa Variables, aparece la ventana de\nla figura 2. La selección de un sistema de unidades o la modificación de uno\nexistente se realiza dentro de la opción Units.\nPara hacer lo que nos proponemos vamos a generar una copia del sistema SI.\nPara ello oprimimos el botón Clone. Aparece, entonces, un nuevo sistema\n“NewUser”; cambiémosle el nombre si lo deseamos y modifiquemos la unidad\nde energía a kW.\nFigura 2. Solapa Variables de la Ventana Tools|Preferences\nSi quisiésemos que éste fuera nuestro sistema de unidades por defecto,\ndeberíamos dejar tildada la opción Save Preferences file by default, lo que\nocasionará que al cerrar el simulador todas las modificaciones se graben\nautomáticamente en el archivo del sistema UniSim Design.PRF. Si queremos\npreservar el sistema que hemos definido pero que no sea el de defecto,\ndebemos destildar la opción y grabarlo con un nombre particular con el botón\nSave Preferences As…, para recuperarlo con Load Preferences, cuando sea\nnecesario. Con la opción sin seleccionar y sin grabar la modificación, el sistema\nde unidades sólo será usado por el caso que abramos posteriormente.\nComo en nuestra simulación vamos a trabajar en el sistema SI, deberemos\nseleccionarlo, desechando la modificación, antes de comenzar a trabajar en el\nLuego de elegir el sistema de unidades, utilicemos la opción File|New|Case\npara comenzar a estructurar la simulación. Tras ello, aparecerá la ventana de la\nFigura 3. Ambiente termodinámico (Basis Manager)\nEn esta ventana podemos definir el caso termodinámico, que es la conjunción\ndel paquete de propiedades y los compuestos a los que se le ha de aplicar.\nUniSim Design no admite cualquier modo de construir el o los casos. En lo que\nsigue adoptaremos una de las formas admitidas por el simulador, por ser la\nmás segura en cuanto a procedimiento.\nEmpecemos por abrir la solapa Fluid Pkgs para seleccionar el paquete\ntermodinámico que vamos a utilizar en la simulación. Al hacerlo , el aspecto de\nla ventana es el de la figura 4.\nFigura 4. Solapa Fluid Pkgs\nEn algunos simuladores existe un asistente para la selección de los modelos\ntermodinámicos, pero en UniSim Design no existe tal facilidad.\nPara nuestro problema vamos a elegir una ecuación de estado, por ejemplo,\nPeng-Robinson (en el capítulo “Selección de Modelos Termodinámicos”\nencontraremos la justificación del criterio de selección adoptado). En la solapa\nFluid Pkgs oprimimos el botón Add tras lo cual se abre la ventana que permite\ndefinir el paquete de propiedades. Ello lo realizamos en la solapa Set Up. Para\nfacilitar la selección podemos hacer uso del filtro de paquetes, indicando que\nmuestre sólo las ecuaciones de estado (EOSs). En la lista que aparece\nelegimos Peng-Robinson. En el indicador Property Pkg aparecerá el nombre\ndel paquete seleccionado. Si deseamos podemos darle un nombre,\nreemplazando el que, por defecto, asigna el simulador en el cuadro Name.\nTodo lo anterior se puede ver en la figura 5.\nFigura 5. Selección del paquete termodinámico\nUna vez seleccionado el paquete, debemos definir los compuestos, oprimiendo\nel botón View al lado del Component List Selection, tras lo cual aparece otra\nventana, como la de la figura 6, en la que se selecciona cada compuesto y\nluego al apretar el botón Add Pure, el mismo pasa a la lista de seleccionados.\nEn nuestro caso, la selección es sencilla, pero para facilitar el ingreso se puede\ncompues- escribir en Match la fórmula o el nombre del compuesto, indicando previamente\nla alternativa elegida. A medida que se va completando el ingreso, el simulador\nirá mostrando sólo aquellos compuestos cuya fórmula o nombre los convierte\nen candidatos de acuerdo al ingreso parcial realizado.\nPreviamente a esto puede acotarse el conjunto de compuestos a analizar\nhaciendo uso de los filtros disponibles, a través del botón View Filters desde\ndonde se puede elegir una o más familias de compuestos.\nFigura 6. Selección de los compuestos\nAl lado de la lista de compuestos seleccionados, se encuentran otros botones\nademás del ya usado Add Pure. El botón Substitute intercambia el compuesto\nresaltado en la lista de los seleccionados por el que se encuentra resaltado en\nla lista global. El botón Remove, obviamente, los elimina de la lista de los\nactivos y los devuelve a la de los elegibles. Con Sort List se modifica el orden\nen el que aparecen los compuestos: el elegido para moverse se colocará antes\ndel que se seleccione en segundo término. Estos movimientos se realizan para\ncorregir el orden originalmente planteado y lograr una mayor comodidad al\nmomento de introducir los datos de composición.\nFinalmente, con el botón View Component, se pueden ver las propiedades\nfísicas y termodinámicas del compuesto seleccionado.\nFinalizada la selección de compuestos, cerramos la ventana con la lista de\ncomponentes, tras lo cual volveremos a la ventana de la figura 5 y, al cerrarla,\na la 4, donde figura la información que hemos ingresado.\nAhora estamos en condiciones de comenzar a estructurar nuestra simulación.\nPara ello, oprimimos el botón Enter Simulation Environment que se encuentra\nabajo a la derecha de la ventana.\nSi en algún momento tuviésemos que volver al ambiente termodinámico, lo\npodemos hacer desde la entrada Simulation en el menú principal y allí elegir\nEnter Basis Environment, o, más directo, a través del ícono .\nArmando el esquema de simulación\nCuando se ingresa al ambiente de simulación, la vista inicial depende de lo que\nse haya elegido en las preferencias. Las 3 vistas disponibles son:\n• PFD (Process Flow Diagram), que es una representación gráfica del\ndiagrama de procesos del caso a simular;\nWorkbook, donde se despliega, en forma tabular, la información de las\ncorrientes y los equipos involucrados;\n• Summary, es una ventana desde la cual se puede revisar en forma individual\ncada una de las corrientes de materia y energía y los equipos presentes en\nCualquiera de ellas pueden ser desplegadas cuando se desee, pero al ingresar\nal ambiente, aparece sólo la seleccionada en las preferencias. La opción por\ndefecto es PFD, como se muestra en la figura 7.\nFigura 7. El PFD y la paleta de objetos\nEn la figura se pueden observar dos zonas principales: una, de fondo verde, la\nzona de trabajo, donde se construirá el diagrama de proceso de la simulación;\nuna segunda, la paleta de objetos, que contiene los elementos más usados\npara estructurar una simulación. La flecha azul, por ejemplo, nos permite\nincorporar una corriente de materia; si tuviésemos que hacerlo con una de\nenergía deberíamos usar la flecha roja que está a su derecha.\nEn la barra de menú de la zona de trabajo hay un ícono que permite ocultar\nla paleta si es que está visible y molesta o mostrarla si está oculta.\nComencemos a estructurar la simulación que nos permitirá determinar la\ncantidad de calor a transferir a la mezcla del problema planteado mas arriba\nUn esquema posible para resolver el problema\npropuesto es el que se muestra en la figura 8. Para conocer la cantidad de calor que necesita la corriente Alim, es suficiente\ncalentador y las\nde entrada y salida. El separador\ncorrientes necesario, porque podemos especificar la fracción\nFigura 8. Caso propuesto\nvaporizada deseada en la corriente de salida del\ncalentador, pero lo incorporamos para facilitar consideraciones posteriores.\nAgreguemos, entonces, una corriente de materia que representará la\nalimentación al sistema. Con doble clic sobre la flecha azul de la paleta, se\nincorpora un ícono, que la representa, a la zona de trabajo y se abre una\nventana para ingresar la información que corresponde a ese objeto. Por\ndefecto, la ventana se abre en la opción Conditions de la solapa Worksheet, en\nla cual es posible ingresar la información general de la corriente. Le vamos a\nasignar el nombre Alim e ingresaremos los valores de la temperatura, la\nOtra forma de entrar un objeto es con un único clic en el ícono de la paleta y luego otro en la zona de trabajo.\npresión y el flujo molar, de acuerdo a los datos del problema. Para la presión\ndebemos ingresar la unidad (bar), ya que es distinta a la del sistema de\nunidades SI elegido, eligiéndola de la lista desplegable que se dispone.\nPodemos ver que las restantes entradas permanecen vacías y aparece un\naviso, indicando que debe ingresarse la composición. Lo haremos\nseleccionando la opción Composition. Por defecto, se supone que se\ningresarán fracciones molares; si fuese necesario definir la composición de otro\nmodo deberemos cambiar la base, accediendo a la lista de opciones admitidas\na través del botón Basis.\nEn nuestro problema bastará con entrar, como fracción molar, el mismo\nnúmero para cada uno de los compuestos. Al indicar que se ha terminado con\nlos ingresos, apretando el botón OK, el simulador se encargará de normalizar\nlos valores entrados, haciendo que su suma sea uno.\nEn este momento vemos que la corriente está totalmente especificada, tanto en\nsus variables intensivas como extensivas. Podemos ver que la corriente es un\nlíquido en su punto de burbuja o por debajo de él.\nPara continuar estructurando la simulación, cerremos la ventana de Alim. En\nrealidad no se necesita hacerlo; el simulador la ocultará en el momento que se\nabra la de otro objeto. Agreguemos, ahora, en el PFD dos equipos, un\ncalentador (Heater) y un separador (Separator). A estos últimos cambiémosles\nlos nombres por defecto, llamándolos, por ejemplo, Cal y Sep,\nrespectivamente. Para ello, al hacer clic sobre el objeto que lo representa en la\nzona de trabajo, se abre una ventana para ingresar la información que\ncorresponde a ese objeto. Por defecto, en los equipos, la ventana se abre en la\nopción Connections de la solapa Design y para las corrientes, como ya vimos,\nen la opción Conditions de la solapa Worksheet.\nComo su nombre lo indica, en Connections es donde se deben definir las\ncorrientes de entrada y salida de los equipos, además del nombre que se le\nquiera dar al equipo. Por ejemplo, en la ventana del calentador, ingresemos el\nnombre Cal y elijamos a Alim como su corriente de alimentación\nseleccionándola de la lista desplegable correspondiente. En la ventana del\nseparador, además de cambiarle el nombre, vamos a designar como Vap a la\nsalida en fase vapor (Vapour Outlet) y Liq a la salida en fase líquida (Liquid\nOutlet). El simulador creará, con esos nombres, las corrientes de salida del\nPuede verse que no es necesario que generemos a priori las corrientes de\nmateria y energía vinculadas a un equipo. La corriente Alim, por ejemplo,\npodría haber sido generada directamente desde el calentador.\nVolviendo al PFD, podemos observar los ingresos realizados. Nos falta aún, la\nconexión entre el calentador y el separador.\nPara ello, seleccionemos el modo attach desde el ícono de la barra de\nmenú de la zona de trabajo (o desde el menú mediante la secuencia\nPFD|Selection Mode|Attach). Al posicionar el mouse sobre el equipo aparecen\ntodos los posibles puntos de conexión. En este caso, ubicándolo sobre la salida\nde Cal (Product), aparece un pequeño cuadrado blanco, en ese momento\noprimimos el botón izquierdo y manteniéndolo apretado arrastramos el cursor\nhacia la entrada de Sep. Cuando allí aparezca otro cuadrado blanco liberemos\nel mouse y la conexión queda hecha a través de una nueva corriente.\nAnulemos el modo attach, volviendo al modo move. Cambiemos el nombre de\nla corriente generada a SalCal y, si es necesario, mejoremos el diagrama con\nPFD| Auto Position All.\nSi todas las conexiones se han realizado correctamente, deberemos obtener un\ndiagrama como el de la figura 9. En ella podemos observar que la corriente\nAlim que está totalmente especificada, está representada por una flecha azul, a\ndiferencia de las restantes que lo están en celeste. El color amarillo del\nseparador nos indica\nque no está resuelto y\nel rojo del calentador,\nque requiere una\ncorriente de energía.\nEl simulador indica\neste requerimiento en\nActivemos Cal para\nFigura 9. Paso intermedio en la simulación\nver qué modificaciones se han producido. Si nos situamos en la opción\nConditions de la solapa Worksheet, veremos obviamente que, el puerto de\nentrada está totalmente especificado pero en el de salida sólo se encuentran\nlos valores de composición y caudal. Allí también podemos ver el mensaje\nrequiriendo una corriente de energía.\nOtro dato que hay que fijar en el calentador, es la pérdida de carga. Como lo\nque queremos saber es la cantidad de calor a entregar a la corriente, sin\nmodificar la presión, fijaremos en Cal esa pérdida igual a cero. Lo haremos\neligiendo la opción Parameters en la solapa Design. Si volvemos a la solapa\nWorksheet, veremos que la corriente de salida tiene determinada la presión.\nPara resolver la ausencia de la corriente de energía, una posibilidad es\ngenerarla en el PFD. Para ello elijamos la flecha roja en la paleta,\ndepositémosla cerca del calentador, cambiémosle el nombre a Qin y en el\nmodo attach, conectemos el final de la flecha con la entrada de energía de Cal.\nSalgamos del modo attach.\nEl problema aún no está resuelto. Falta ingresar un dato, la fracción líquida (o\nla vaporizada, que es el complemento) que se requiere. Hagámoslo, poniendo\nel valor del flujo molar en cualquiera de las corrientes de salida o la fracción\nvaporizada en la corriente SalCal. Se resuelve el sistema y se obtiene, para el\nflujo de calor a agregar, un valor cercano a 54 KW.\n¿Y que hubiera pasado si, en lugar de un caudal molar se hubiera requerido un\nvalor determinado del caudal másico de la corriente líquida? En este caso, el\nsimulador carece de un algoritmo que permita determinar la temperatura y la\ncomposición de las fases líquido y vapor de la salida, como ocurría en el caso\nanterior, con igual cantidad de información. Deberemos, entonces, generar el\nprocedimiento que permita el cálculo para esta situación no prevista.\nEs obvio que el programador no puede prever todas las circunstancias que\npuedan aparecer en un cálculo pero el programa debe tener alguna\nherramienta que permita resolverlas.\nSi conociéramos presión, composición y temperatura a la entrada del\nseparador, la operación calculará, sin problema, la condición de equilibrio. Se\ndispondrá, entre otros, del valor del caudal másico de la corriente líquida de\nsalida. Es posible, entonces, realizar un cálculo iterativo modificando la\ntemperatura a la entrada para conseguir el caudal másico requerido.\nLa operación a la que debemos recurrir es Adjust. Esta unidad, en esencia, no\nrealiza otra cosa que la búsqueda de la raíz de una ecuación.\nNosotros pretendemos que el caudal másico de la corriente Liq sea igual a\n450 kg/h variando la cantidad de calor que se agrega en el calentador Cal, que\nes un modo de modificar la temperatura.\nComencemos por quitar la especificación de 4 kgmol/h en la corriente Liq, con\nlo cual el sistema queda sin resolver.\nLuego, agreguemos al esquema de simulación, desde la paleta de objetos, un\n. En la figura 10 podemos ver la información que debemos incorporar\nen la solapa Connections. Dejémosle el nombre ADJ-1.\nFigura 10. Solapa Connections del Adjust\nEn el Adjust hay tres parámetros fundamentales: 1) la variable ajustada\n(Adjusted Variable), que corresponde a la variable que se modificará; 2) la\nvariable cuyo valor se quiere hacer igual a la especificación (Target Variable) y\n3) el valor de esta última (Specified Target Value).\nIngresemos la variable que el simulador debe modificar. Para ello, oprimamos\nel botón Select Var\nde Adjusted Variable, tras lo cual se despliega la ventana\nde la figura 11.\nElijamos Qin de la lista Object, tras lo cual, en el sector denominado Variable,\naparece una lista asociada a la variable seleccionada. Elijamos Heat Flow y\noprimamos el botón OK.\nFigura 11. Selección de la variable ajustada\nRepitamos el procedimiento para la variable objeto de la especificación\noprimiendo Select Var en Target Variable. En este caso seleccionemos la\ncorriente Liq y la variable Mass Flow.\nColoquemos el valor deseado de 450 kg/h en el cuadro Specified Target Value.\nEn este momento aparece el mensaje Unknow Maximum, que nos indica que\ndebemos ir a la solapa Parameters. Demos el valor 0.5 kg/h a la tolerancia\n(diferencia entre el valor requerido y el calculado por el simulador) y dejemos el\nvalor por defecto, 2.5 kW, al tamaño del paso.\nPara poder operar, el objeto Adjust requiere que la corriente Qin disponga de\nun valor inicial para el flujo de energía. Ingresemos 50 kW en Qin y luego, en la\nventana de Adjust, oprimamos el botón Start que se encuentra en la parte\ninferior de la misma, como se puede ver en la figura 10.\nSi nos fijamos en la solapa Monitor de Adjust, veremos las iteraciones\nnecesarias para llegar a la convergencia solicitada. La figura 12 muestra los\nresultados de las iteraciones para el valor inicial elegido.\nPodemos observar que para lograr un flujo másico de 450 kg/h, equivalente a\nun flujo molar de 6 kgmol/h, se requiere un flujo de calor de 36.3 kW. Este valor\nes inferior al del caso visto anteriormente, ya que también es menor la fracción\nFigura 12. Resultados de las iteraciones del objeto Adjust\nTerminemos, ahora, nuestra sesión de trabajo con el simulador. Primero,\ngrabemos lo realizado mediante la opción File del menú, elijamos Save As y\ndemos un nombre. El simulador dará automáticamente la extensión usc.\nSi deseamos continuar con otra simulación, debemos cerrar la actual con la\norden File|Close Case, en caso contrario, con la orden Exit, abandonamos\nnuestra sesión de trabajo.\nEn el simulador, en la barra de herramientas, como podemos ver en la\nfigura 13, en la parte derecha de la barra de íconos, al lado del correspondiente\npara ingresar al ambiente termodinámico, se encuentran dos botones, uno\ncolor verde que está seleccionado y otro rojo. El primero habilita el cálculo\nmientras que el segundo indica, cuando está activo, que el mismo se encuentra\nFigura 13. Barra de herramientas\nEn la simulación que hemos realizado no ha ocurrido ningún error fatal, y, por\nconsiguiente, nunca se ha “encendido” el botón rojo. Si hubiera ocurrido,\ndeberíamos haber subsanado el error para luego habilitar el cálculo a través del\nEn algunas situaciones, nos puede convenir que el cálculo no comience hasta\nque hallamos completado cierta información. En este caso, nosotros\nseleccionaremos el botón rojo, ingresaremos los datos y luego activaremos el\ncálculo con el botón verde.\n- UniSim Design User Guide\nUNIDADES USADAS POR LOS DISTINTOS SISTEMAS DISPONIBLES EN UNISIM DESIGN\nkJ/ ºC h\nBtu/ ºF h\nkJ/h m2 ºC\nBtu/hr ft2 ºF\nMass Heat Of Vap.\nEncuentre la cantidad de calor que se necesita extraer a la fase vapor del\nprimer separador para obtener 50 kgmol/h en la fase vapor del segundo\nLa corriente de alimentación al sistema de 100 kgmol/h, se dispone a 150 ºC y\n1000 kPa y su composición es:\nAdopte una pérdida de carga en el enfriador igual a 40kPa.\nIndique además, cual es el flujo del n-C6 en la fase líquida.\nESTRUCTURANDO LA SALIDA DE INFORMACIÓN\nUso del Workbook\nYa hemos visto que el Workbook despliega, en forma tabular, la información de\nlas corrientes y los equipos involucrados en la simulación. Pero, si en la\nsimulación se tuviesen, por ejemplo, varios intercambiadores de calor y\nnosotros quisiésemos tener una solapa donde se encuentren exclusivamente\nestos equipos, deberíamos agregarla. UniSim nos permite incorporar páginas\nadicionales, así como, agregar o borrar variables asociadas a las corrientes y\nequipos que se muestran en cada página o modificar el formato de esos\nPara comprender las potencialidades de es ta herramienta, lo haremos en base\na un problema simple: nos vamos a proponer encontrar\nla cantidad de calor que deberemos entregar a\n10 kgmol/h de una mezcla equimolecular de propano,\nisopentano y n-hexano, disponible a 25 ºC y 4 bar, para\nobtener un caudal molar de 4 kgmol/h de líquidos. En la\nfigura 1 se muestra un esquema posible para resolver\nel problema propuesto.\nFigura 1. Caso propuesto\nUna vez realizada la simulación, abramos el Workbook. El aspecto de las\ndistintas solapas depende de la versión del simulador que dispongamos, en\neste caso, como podemos ver en la figura 2, aparece una solapa Streams\ndonde se encuentran las corrientes de materia junto a las de energía y otra\npara las operaciones unitarias.\nNo debemos olvidar que el Workbook es, como el PFD, una representación de\nnuestro caso. Por lo tanto, si eliminamos desde él una corriente o equipo,\nposicionándonos sobre su nombre y oprimiendo la tecla de borrado, lo\nestaremos haciendo de la simulación.\nFigura 2. Solapa Streams del Workbook\nSi queremos que en el Workbook no aparezca alguna corriente o equipo, lo que\ndebemos hacer, como veremos más adelante, es ocultar esos objetos.\nEn la figura 2 está seleccionada la corriente Alim. En el sector inferior,\naparecen las operaciones unitarias vinculadas a la misma (si se tratase de una\noperación, aparecerían las corrientes de entrada y salida de la misma). En este\ncaso, Alim ingresa al calentador Cal y no proviene de ninguna otra operación.\nEl simulador indica esto atribuyendo el origen a FeederBlock, que representa el\nexterior a la simulación. Si fuese una corriente producto que no ingresase a\notro equipo, el exterior lo representa como ProductBlock. En todos los casos\nespecifica a que corriente se refiere, agregando _nombre de la corriente.\nDebajo de este sector aparece seleccionada la opción Horizontal Matrix, que\npermite definir si las corrientes aparecerán en columnas, como en este caso, o\nSi hacemos doble clic sobre cualquier celda, excepto las de los flujos, se abre\nla ventana de propiedades de la corriente. Si lo hacemos sobre las celdas de\nlos flujos, se abre una ventana con las composiciones, en forma de fracción\nmolar, másica o volumétrica dependiendo del flujo que se haya elegido. Si se\nrealiza la misma operación en el sector inferior sobre las operaciones unitarias\ninvolucradas, se abre la ventana de las mismas.\nSi accedemos a la solapa Unit Ops, nos encontraremos con una ventana que\ntiene el aspecto de la figura 3 y desde allí se pueden realizar las distintas\nopciones. Si bien es posible, como en el caso de las corrientes, agregar o\nborrar una operación, por sencillez, nosotros lo haremos siempre desde el\nPFD. El único botón realmente útil en este caso, es el que nos permite abrir la\nventana del equipo seleccionado e ingresar o modificar información.\nFigura 3. Solapa Unit Ops del Workbook\nCuando el Workbook se encuentra activo, se incorpora en la barra de menú el\nelemento Workbook, como lo podemos ver resaltado, en la figura 2.\nLos comandos asociados con este menú son los siguientes:\nSetup: permite el manejo de las distintas solapas del Workbook, como\n• Export: contiene un submenú mediante el cual se puede exportar la\nestructura del Workbook o de algunas páginas del mismo.\nImport: es la operación inversa a Export.\n• Page Scope: permite, en ciertos casos,\nmostrar u ocultar los objetos de los\nsubflowsheets. Lo mejor es hacerlo\nactivando el botón Include Sub-\nFlowsheets, en la solapa activa.\n• Order/Hide/Reveal Objects: mediante\nesta opción se pueden ordenar y ocultar\nFigura 4. Ordenamiento en el Workbook\nlos objetos del Workbook. En la figura 4 podemos ver que hemos ordenado\nlos nombres de las corrientes de materia en forma ascendente (la opción por\ndefecto es Manual) y que esté oculta la corriente de energía.\nHabíamos dicho que podíamos agregar páginas adicionales al Workbook,\nFigura 5. Opción Setup del Workbook\ncambiar las variables que se\nmuestran en cada página o\nmodificar el formato de los valores.\nhace mediante la opción\nencuentran los nombres de las\nsolapas existentes en el Workbook, pudiéndose desde allí, borrar alguna de\nellas o agregar nuevas. En el sector de la derecha, además del nombre de la\nsolapa activa y el tipo de objetos contenidos en la misma, se indica el formato\n(exponencial, un número fijo de decimales o un número de dígitos\nsignificativos) y la precisión con el que se verán los valores de las variables.\nEsto último se puede modificar con el botón Format.\nVeamos ahora cómo se puede agregar una nueva solapa. Supongamos que\nqueremos generar una con la\nmolecular de las\ncorrientes. Estas son propiedades\nde materia, por lo cual\ndeberemos generar una solapa que contenga sólo objetos de ese tipo y, luego,\nhacer que se muestren esas propiedades.\nPara hacerlo, oprimamos el botón Add del sector de\nla izquierda de la ventana de la figura 5 y se abrirá\notra ventana que nos permitirá seleccionar el tipo de\nobjetos que contendrá la nueva solapa.\nExpandamos el ícono Streams para visualizar los\nsubítems, seleccionemos Material Stream y\noprimamos el botón OK (Figura 6). Al cerrarse la\nventana retornamos a la anterior, donde si lo\ndeseamos, podemos cambiar el nombre que el\nFigura 6. Agregando solapas\nsimulador dá a la nueva solapa, por “Otras Prop” y borrar todas las variables\npor defecto con el botón Delete del grupo Variables del sector inferior de la\nAhora concretemos lo que nos propusimos oprimiendo el botón Add y desde la\nnueva ventana elijamos, primero, la densidad molar, como podemos ver en la\nfigura 7 y oprimamos el botón OK.\nFigura 7. Agregando una fila\nRepitamos el procedimiento para el peso\nSi esto último lo hubiéramos hecho en la\nsolapa Streams no hubiéramos tenido\nnecesidad de generar una nueva. El\nprocedimiento adoptado ha sido al sólo\nefecto de ver como generar una nueva\nDel mismo modo podríamos agregar la composición de las corrientes,\nexplicitando la totalidad de los compuestos o sólo de algunos.\nUna vez estructurado el Workbook, podemos imprimir la información contenida,\nen forma parcial o en su totalidad. Para ello, es necesario tenerlo abierto y\ndesde la barra del título, con el botón derecho del mouse seleccionar Print\nSe abre una ventana como la de la\nfigura 8 y desde allí podemos elegir las\npáginas a imprimir, optar por imprimir\nsólo los objetos contenidos en las\npáginas seleccionadas sobre los que\nhemos realizado alguna especificación\n(opción Specs Only) o generar un\nFigura 8. Opciones de impresión\narchivo de texto en lugar de enviarla directamente a la impresora. Usando el\nbotón Format/Layout podemos elegir el sistema de unidades en el que se\nexpresarán los resultados impresos, así como ciertos aspectos formales de la\nsalida, tal como marcar aquellos valores que hemos introducido como\nSi lo deseamos, podemos imprimir sólo la información de una corriente. Para\nello, una posibilidad es situarnos, en el Workbook, en cualquier celda de la\ncolumna de la corriente deseada y oprimir el botón derecho del mouse. Al\nseleccio- hacerlo, podremos seleccionar, en la ventana que se ha de abrir, la información\nnada la corriente en el PFD.\nque deseamos imprimir: Worksheet (Condiciones, composición, propiedades,\netc.), Attachments (Operaciones unitarias y utilidades), User Variables, etc.\nOtra forma de imprimir la información de la simulación, en forma personalizada\ny en el orden que el usuario lo desee, es usando la opción Tools|Reports del\nmenú. Al hacerlo, se abre una ventana desde la cual se puede crear un\n“reporte” o editarlo, si ya existe uno.\nSi elegimos crear uno, en el próximo paso podríamos cambiar el nombre que el\nsimulador dá por defecto, pero lo imprescindible es seleccionar la información\nque se incluirá en el informe. Para ello debemos oprimir el botón Insert\nDatasheet, tras lo cual aparece una ventana, como la de la figura 9. Allí se\nencuentran dos botones de radio que permiten mostrar, para una posterior\nelección, los objetos en forma individual o por categorías (Stream, Unit\nOperations, Vessels, etc.), pudiéndose, en este caso, desplegar las distintas\nFigura 9. Selección de la información a imprimir en el reporte\nSi se elige la primera de las opciones, aparecerá un filtro, a través del cual se\nrestringe la lista a los objetos de un mismo tipo.\nTengamos presente que, si se elige por categoría, se imprimirán todos los\nobjetos de la misma.\nUna vez elegido el objeto, con el botón Add, lo agregamos al conjunto a ser\nimpreso; pero antes de hacerlo, debemos elegir la información que se ha de\nimprimir. Esto lo hacemos desde el sector de la derecha, donde aparecen las\ndistintas solapas propias de la ventana del objeto, con sus opciones, que se\npueden desplegar u ocultar.\nTengamos en cuenta que la información contenida en una opción se imprime\nen forma completa. Si, por ejemplo, para las corrientes de materia,\nseleccionamos la opción Conditions de la solapa Worksheet, no podremos\nevitar que en el informe aparezca la entalpía molar de las corrientes, aunque\neste valor no nos interese. En este sentido, la impresión del Workbook nos da\nAsimismo, las eliminaciones que hagamos para un objeto determinado, serán\nválidas para todos los objetos del mismo tipo.\nPor último, y como un detalle, podemos ver que es posible imprimir desde aquí,\nalgunas o la totalidad de las páginas del Workbook, al igual que lo hacíamos,\noportunamente, con la orden Print Datasheet.\nTablas en el ambiente de trabajo\nEn el ambiente de trabajo, complementando la información del PFD, podemos\nincorporar tablas con el valor de las variables de corrientes específicas o de la\ntotalidad de ellas.\nSi deseamos generar la de una corriente en particular, nos posicionamos sobre\nella y desde el menú que se despliega al oprimir el botón derecho del mouse,\nelegimos Show Table.\nAl hacerlo aparece, junto a la corriente, un cuadro donde se muestran los datos\nde temperatura, presión y flujo molar de la misma. Esta información la podemos\nmodificar, removiendo o agregando otras variables.\nSupongamos que vamos a reemplazar el flujo molar total por los\ncorrespondientes a cada uno de los compuestos.\nFigura 10. Selección de las variables de la tabla\nPara hacerlo, nos ubicamos\nsobre la tabla y desplegamos,\ncon el botón derecho, un menú\nalternativas, del que\nelegimos View Properties. Se\nventana como la de la\nfigura 10. Allí nos ubicamos sobre Molar Flow y la eliminamos. Luego, con el\nbotón Add Variable, vamos incorporando los caudales molares individuales,\neligiendo, en la ventana que se despliega, la variable Comp Molar Flow para\ncada uno de los compuestos.\nLa tabla nos quedará como la que\nmuestra la figura 11.\nSi, en cambio, deseamos que la tabla\ncontenga la totalidad de las\ncorrientes, podemos hacerlo\nFigura 11. Aspecto de una tabla\noprimiendo el botón derecho del mouse en el ambiente de trabajo, seleccionar\nAdd Workbook Table en el menú que se despliega y elegir la solapa del\nWorkbook que deseamos mostrar. Tengamos presente que el simulador admite\ngenerar tablas sólo de aquellas solapas vinculadas a corrientes, con la\nestructura que hemos definido para ellas.\nAmbos tipos de tablas se pueden ocultar o borrar como se lo hace con\ncualquier objeto del PFD.\nEstudios de variaciones: DataBook\nEn la figura 11 vemos que el flujo molar de propano en la fase vapor es de\naproximadamente 3 kgmol/h, que corresponde a un aporte de calor en Qin de\n1,933 10 5 kJ/h.\nPodría interesarnos ver como se modifica el flujo de ese compuesto en esa\nfase, cuando se varía Qin. Obviamente, una forma sencilla sería cambiar\ndirectamente el valor del Heat Flow, repitiendo el procedimiento tantas veces\ncomo valores diferentes quisiéramos analizar.\nUniSim dispone de una herramienta que permite hacer automáticamente estos\ncambios dentro de un rango determinado y muestra los resultados, para las\nvariables seleccionadas, en forma tabular o gráfica.\nEl acceso a esta herramienta se\nrealiza desde la opción DataBook del\nmenú Tools. Al hacerlo, se abre una\nventana como la de la figura 12. En la\nsolapa Variables, presionamos el\nbotón Insert para elegir las variables\nque integrarán el estudio.\nAl hacerlo, aparece una ventana en la\nFigura 12. Solapa Variables del DataBook\nque iremos definiendo el objeto al que pertenece cada variable, por ejemplo,\npara Qin, la variable en este caso es Heat Flow. Podría ser necesaria una\nespecificación adicional como ocurre cuando elegimos el caudal molar de\npropano, donde, sucesivamente, seleccionaremos el objeto Vap, la variable\nComp Molar Flow, para luego, especificar que se trata de propano, como\npodemos ver en la figura 13. Cuando completamos esta operación, damos OK\ny el simulador vuelve a la ventana general del DataBook.\nAllí debemos ir a la solapa Case Studies para definir los casos a analizar y, en\ncada uno de ellos, identificar las variables que se consideran, según su\nnaturaleza, y establecer los límites y el paso de la o las variables\nFigura 13. Selección de las variables en el DataBook\nEn este caso vamos a considerar como variable independiente el aporte de\ncalor y como variable dependiente al caudal molar de propano.\nDebemos permitir que se modifique el valor en Qin, lo que en la simulación tal\ncomo se ha realizado hasta aquí, ese es un valor calculado. Para permitirlo,\nquitemos la especificación que introdujimos en el flujo molar de la fase líquida.\nEn general, el problema deberá tener tantos grados de libertad como variables\nindependientes se vayan a establecer, o, si no los tiene, las variables que se\nfijarán como independientes deben estar especificadas como datos. Esta última\nalternativa es la mejor, ya que siempre se contará con un caso base inicial.\nPara nuestro análisis se puede ver que el punto de burbuja de la corriente de\ningreso al separador, requiere un aporte de calor algo menor a 1,2 10 4 kJ/h y el\nde rocío algo superior a 3 10 5 kJ/h, por lo cual, tomaremos como límites para el\nanálisis los valores 2,5 10 4 kJ/h y 3 10 5 kJ/h. En la definición del límite inferior\nse ha considerado la conveniencia de disponer de caudales molares\nAhora debemos definir el caso. Para hacerlo oprimimos el botón Add de la\nsolapa Case Studies, donde nos encontramos. La naturaleza de las variables,\ndependientes e independientes, se fija seleccionando la casilla\ncorrespondiente. Luego, con el botón View, accedemos a otra ventana donde,\nademás de poder personalizar el nombre del caso, debemos ingresar los\nlímites y el paso de las variables independientes o la cantidad de puntos a\nconsiderar en el análisis.\nEn nuestro caso vamos a tomar 11 valores,\ninformación tiene la forma que podemos ver en la figura 14.\nFigura 14. Definición de parámetros de la variable independiente\nUna vez que completamos esta información, se habilita el botón Start, que\nrealiza el estudio solicitado. El botón Result nos permite ver los resultados\nobtenidos en forma gráfica o tabular, según sea la opción que elijamos, como\nobservamos en la figura 15.\nFigura 15. Resultados del caso en estudio\n- UniSim Design Operations Guide\nCualquier simulación de un proceso requiere disponer del valor de las\npropiedades fisicoquímicas y termodinámicas de las mezclas de compuestos\nque circulan, o han de circular, entre los distintos equipos de la planta, en todas\nlas condiciones de composición, presión y temperatura que puedan llegarse a\nverificar en la operación de la misma.\nEsto, obviamente, es prácticamente imposible y debemos hacer uso de\ntécnicas de predicción que permitan estimar esos valores.\nLa adecuada selección de estas técnicas será crucial para un cálculo preciso\nde los equipos y corrientes de la planta simulada.\nEsto es, no basta con que nuestro simulador cuente con los mejores algoritmos\nde cálculo, los más rápidos y estables. Si hemos realizado una elección\nincorrecta del método de predicción de propiedades los resultados que\nobtengamos en la simulación tendrán poco o nada que ver con la realidad.\nResulta obvio que es imposible realizar una consideración pormenorizada de\ntodas las posibles mezclas de compuestos que pueden presentarse en la\nsimulación de una planta química, a fin de poder establecer el método de\npredicción más adecuado para cada una de ellas. Solo podemos abordar la\ncuestión en forma general, tratando de establecer criterios de selección y\nanálisis, con un rango de validez más o menos amplio.\nAntes de hacerlo, detengámonos a considerar el comportamiento de los\ncompuestos y sus mezclas, en particular el equilibrio líquido vapor (ELV),\ndesde un punto de vista molecular.\nEl ELV y las interacciones moleculares\nCualquier propiedad de un compuesto o de una mezcla de ellos está\ndeterminada por las fuerzas que existen entre los átomos, dentro de las\nmoléculas, y entre éstas, en la masa del compuesto o mezcla.\nDe nuestros cursos de Química General podemos recordar la justificación del\ncomportamiento “anómalo” del agua –un líquido en condiciones normales de\npresión y temperatura, cuando debería ser un gas– como consecuencia de\nfuerzas intermoleculares que otorgaban al compuesto una cohesión particular.\nEl agua es un caso particular de moléculas polares. En ellas existen enlaces\ncovalentes entre átomos de diferente afinidad eléctrica. Los electrones\ncompartidos, entonces, se desplazan hacia el átomo más electronegativo (el O\nen el caso del agua) volviendo electropositivo el otro extremo del enlace. Sobre\neste dipolo aparecerán fuerzas de atracción entre el extremo positivo de una\nmolécula y el negativo de otra.\nEl hidrógeno es, quizás, el caso paradigmático, con la formación del llamado\nenlace o puente de hidrógeno con otros átomos electronegativos además del\noxígeno, como el flúor, el cloro o el nitrógeno.\nEn otros casos la molécula es no polar, como en los hidrocarburos alifáticos,\npor ejemplo. Allí, la electronegatividad del carbono es baja y, en consecuencia,\nel enlace covalente no se polariza y aunque está presente el hidrógeno no se\nverifica la existencia de puentes.\nNo obstante, existen otro tipo de fuerzas a nivel molecular, las tipo van der\nWalls, repulsivas a corta distancias y de atracción al separarse las partículas.\nNo es la intención de este capítulo ahondar sobre estas cuestiones pero sí\ntenerlas en cuenta como para poder abordar la selección del método de\npredicción de propiedades con una cierta sustentación teórica.\nEn principio, podríamos comenzar por ejemplificar lo dicho sobre la\ninterrelación de las propiedades de los compuestos y las fuerzas existentes a\nnivel molecular considerando el punto de ebullición normal de los 10 primeros\nhidrocarburos alifáticos normales.\nEn la figura 1 se encuentran graficados tales valores. De algún curso\nintroductorio de Química general quizás recordemos la mención de la\ndependencia de esas temperaturas con el peso molecular de los compuestos.\nSin embargo, no se trata de una consecuencia de la acción de fuerzas de tipo\ngravitacional, como se puede deducir de la figura 2, donde se han representado\nlos puntos de ebullición normal de los isómeros n-pentano, 2-metilbutano y\n2,2 dimetilpropano, de peso molecular 72 y con 0, 1 y 2 cadenas laterales,\nFigura 1. PEb vs longitud de cadena\nFigura 2. PEb de isómeros de C5\nUna línea de pensamiento que permite explicar lo que se muestra en ambos\ngráficos parte de la consideración de las fuerzas intermoleculares que existen\nen el seno de los hidrocarburos.\nSi tomamos dos moléculas del compuesto C n H 2n+2 de la figura 1 es fácil ver que\nexisten n 2 interacciones C C, n(2n+2) C H y (2n+2) 2 H H. Es obvio que,\na medida que aumenta el número de átomos de C se incrementan las\ninterrelaciones y, por ende, las fuerzas a nivel molecular.\nEsto se traduce en un aumento del punto de ebul lición o, lo que es equivalente,\nen una disminución de la presión de vapor.\nAparentemente, con lo anterior podríamos explicar el comportamiento de la\nfigura 1 pero no el de la 2. Sin embargo, si tenemos en cuenta que la existencia\nde cadenas laterales “enmascara” la presencia de algunos átomos (el C sobre\nel que están ubicadas, por ejemplo), este ocultamiento parcial debilita las\ninteracciones de esos átomos con los de las otras moléculas. Es de esperar,\npor tanto, que, a medida que aumenta la ramificación, baje el punto de\nPodemos aplicar estas líneas de razonamiento a las mezclas binarias, por ser\nlas de tratamiento más sencillo y, luego, extender, como criterios heurísticos,\nlas conclusiones obtenidas a mezclas multicomponentes.\nAhora la cuestión básica a considerar será cómo se ven afectadas las fuerzas\nintermoleculares que existen, en estado puro, en un compuesto A por el\nagregado de B, el otro integrante de la mezcla binaria.\nObviamente, a muy bajas concentraciones de B los efectos no resultarán\nnotorios pero lo que nos interesa es analizar la gama completa de\nAl agregar a A una cantidad significativa de B nos podemos encontrar frente a\nalguna de estas tres situaciones:\nla interacción entre las moléculas de A y de B en la mezcla es similar a la\nque existe entre las moléculas de A o B en estado puro;\nla interacción entre las moléculas de A y de B en la mezcla es más débil que\nla que existe entre las moléculas de A o B en estado puro;\n• la interacción entre las moléculas de A y de B es más fuerte que la que\nexiste entre las moléculas de A o B en estado puro.\nEn el primer caso, el comportamiento de la mezcla seguirá una ley de\ncaracterísticas aditivas, como la de Raoult para el caso del equilibrio líquido-\n= 1 , 2\ny a una determinada temperatura la presión total en la fase gaseosa es una\ncombinación lineal de las presiones de vapor de los componentes puros. En\nestos casos, el comportamiento de la mezcla se considera ideal.\nConsideremos, por ejemplo, la mezcla de dos alcanos normales. La estructura\nde las moléculas permite augurar que las interacciones entre átomos de\nmoléculas de hidrocarburos diferentes serán similares a las que existen entre\nmoléculas del mismo hidrocarburo. Esto se reforzará cuanto menos diferencia\nexista en el número de átomos de C.\nEn las otras dos situaciones planteadas para la mezcla de A con B existe una\ndesviación de la idealidad. Cuando la interacción es más débil, la presión de la\nfase gaseosa será más alta que la que correspondería al comportamiento ideal.\nTendremos, en consecuencia, un apartamiento positivo de la ley de Raoult. La\nmezcla resulta ser más volátil que si fuera ideal y, de existir un azeótropo, este\ntendrá una temperatura de ebullición menor que la de cualquiera de los\nEn el otro caso existe un apartamiento negativo debido a una mayor afinidad o\ninteracción entre una molécula de A y una de B que entre dos moléculas de A o\ndos de B.\nLa mezcla es menos volátil y, si existe un azeótropo, tendrá un punto de\nebullición superior al de los compuestos puros.\nLa desviación positiva se produce, típicamente, en la mezcla de una sustancia\npolar como agua o alcohol y una no polar, como un hidrocarburo.\nPara el otro caso, una mezcla binaria con desviación negativa de la ley de\nRaoult puede ejemplificarse con acetona y cloroformo. Aquí existe una\nmolécula, el Cl 3 CH, que tiene un “exceso” de átomos electronegativos, o\ndadores: tres Cl con un único átomo de H disponible para formar puentes. En el\notro compuesto, CH 3 COCH 3 , se produce la situación inversa, un oxígeno frente\na seis hidrógenos. En consecuencia, la mezcla equilibrará estas asimetrías,\naumentando las fuerzas intermoleculares respecto de los compuestos puros y\nhabrá un aumento del punto de ebullición o, lo que es lo mismo, un descenso\nTermodinámica del ELV – Métodos de predicción\nEl equilibrio termodinámico entre las fases vapor y líquida de un sistema\nmulticomponente requiere tres condiciones:\nequilibrio térmico, para lo cual la temperatura debe ser igual en ambas fases;\n• equilibrio mecánico, que implica igualdad de la presión en ambas fases;\n• equilibrio químico, que exige la igualdad de la fugacidad en la mezcla de\ncada componente en cada fase.\nEsta última condición se expresa de distintas maneras, según el grado de\nidealidad que se admita para el sistema. Así:\na) Si ambas fases se comportan en forma ideal, el equilibrio se plantea a través\nde la ley de Raoult\ny P = x p\nb) Si existe una ligera\no moderada no\nidealidad en ambas fases se puede\nutilizar una formulación del equilibrio que incluye sendos coeficientes de\nφ, los que se calculan a partir de una ecuación de estado para\nc) Si la fase líquida presenta una marcada no linealidad, por ejemplo, debido a\nla existencia de puentes de hidrógeno, acudiremos al modelo de soluciones, a\ntravés del coeficiente de actividad γ:\ny φ P = γ x φ\nEn la expresión anterior se agrega, además, el factor de Poyting POY i , que\npermite tener en cuenta la influencia de la variación de la presión entre la\npresión de vapor p sat y la del sistema P.\nd) Debemos tener presente que el apartamiento de la ideal idad se produce en\nla fase líquida en condiciones de presión y temperatura menos severas que\npara la gaseosa; esto es, la fugacidad en el vapor se sigue expresando por y i P\npero en el líquido se requiere hacer uso del modelo de soluciones. Tendremos,\nen este caso, una ley de Raoult modificada como expresión de la igualdad\ny P = γ\nLa consideración del ELV en el caso de gases como el N 2 merece un párrafo\naparte. En este caso, se trata de un gas que se encuentra disuelto en el líquido\ny la fugacidad no tiene relación, como antes, con un cambio de fase, por lo que\ncorresponde aplicar una extensión de la ley de Henry más que la de Raoult.\nAsí, para esos casos, la igualdad de fugacidades quedará expresada como:\ny P = H\nComo dijimos, los coeficientes de fugacidad se calculan a partir de ecuaciones\nde estado para sistemas reales. En los simuladores de proceso existe a\nnuestra disposición un gran número de tales ecuaciones. Las más comunes\nSoave-Redlich-Kwong (SRK) y sus variantes\n• Peng-Robinson (PR) y sus variantes.\nTodas estas ecuaciones requieren el uso de coeficientes de interacción\nbinarias para considerar adecuadamente las mezclas multicomponentes. La\namplitud y calidad de la base de datos disponible en un simulador en particular\ndeterminará, como es obvio, el ajuste de los resultados que obtengamos,\nsiempre dentro del rango de validez de aplicación del método elegido.\nPara el cálculo de coeficientes de actividad disponemos, en general, de varias\nEcuaciones de Margules\nModelo Non Random Two Liquids (NRTL)\nModelo UNIversal QUAsi Chemical (UNIQUAC)\n• Modelo UNIquac Functional group Activity Coefficient (UNIFAC).\nLas cuatro primeras metodologías requieren, para su aplicación, valores\nexperimentales de parámetros de interacción entre los compuestos de la\nmezcla en tanto que UNIFAC es un método predictivo, basado en la\ncontribución de grupos, por lo que se transforma en una alternativa valiosa\ncuando la información experimental es escasa.\nLo que sigue es, en su mayor parte, una reelaboración de las recomendaciones\nrealizadas por G.J.Suppes del Departamento de Ingeniería Química de la\nUniversidad de Missouri-Columbia para la selección de la metodología de\ncálculo del equilibrio líquido-vapor (ELV) o líquido-líquido (ELL).\na) Cuando la temperatura reducida de la mezcla, calculada como Tr = T / Σ z i Tc i , es mayor que 0.75 y no se prevén fases líquidas inmiscibles, se debe usar una ecuación de estado como SRK o PR, privilegiando aquellas que cuentan con datos experimentales en la base de datos del simulador. De acuerdo a Hyprotech, PR es preferible a SRK, aunque existen opiniones en contrario.\nb) Cuando Tr es menor que 0.75 se debe usar un modelo de solución para la fase líquida y una ecuación de estado para el vapor.\nc) Cuando sólo se prevé una única fase líquida, las mejores elecciones para las alternativas de modelos de solución son •\nNRTL para mezclas orgánicas con presencia de agua\n• Wilson para el resto, aunque algunas fuentes (VirtualMaterials Group)\nrecomiendan la ecuación de Margules para mezclas de hidrocarburos\nd) En aquellas situaciones donde pueda producirse ELL debe usarse NRTL, siempre suponiendo que se cuenta con coeficientes de interacción o se los puede estimar.\ne) Cuando no se puede disponer de coeficientes de interacción (experimentales o estimados) para usar con Wilson o NRTL, se debe utilizar el modelo de solución UNIQUAC con la predicción de los coeficientes de interacción binaria mediante UNIFAC.\nf) Algunos autores recomiendan la realización de gráficas xy, Txy ó Pxy para cada par de compuestos presentes en la mezcla y observar si en los mismos aparecen “comportamientos” extraños (picos o quiebres agudos, segmentos planos, etc.). Si nada de ello ocurre, la metodología elegida para predecir el equilibrio es adecuada.\nExisten otras recomendaciones, como las de la tabla 1, donde se indica el\nmodelo de coeficientes de actividad recomendado por la empresa\nVirtualMaterials, proveedora de paquetes de propiedades, para su uso en\nsimulación para distintos tipos de mezclas.\nCompuestos orgánicos con presencia de agua\nAlcoholes o en mezclas con fenoles\nAlcoholes, cetonas y éteres\nHidrocarburos C4 – C18\nTabla 1. Modelos recomendados por VirtualMaterials\nLa tabla 2 se refiere a la aplicabilidad de métodos de coeficientes de actividad\nen distintos sistemas, así como la posibilidad de extender la información\ndisponible a condiciones distintas de las originales.\nAL: aplicación limitada\nTabla 2. Aplicabilidad de los métodos de coeficientes de actividad Fuente: Honeywell\nLa tabla 3 muestra los paquetes básicos recomendados en función del tipo de\nPaquete Termodinámico recomendado\nDeshidratación de TEG\nTorres atmosféricas de crudo\nPR y sus variantes, Grayson Streed (GS)\nTorres a vacío\nPR y sus variantes, GS, Braun K10, Esso\nTorres de etileno\nLee Kesler Plocker\nSistemas con alto contenido deH2\nPR, Zudkevitch-Joffee (ZJ), GS\nPR y sus variantes\nASME Steam, Chao Seader, GS\nInhibición de hidratos\nModelos de actividad, PRSV\nAlquilación de HF\nHidrocarburos-agua (alta solubilidad del agua en HC)\nSeparaciones de hidrocarburos\nWilson, NRTL, UNIQUAC\nHidrocarburos sustituidos (cloruro de vinilo, acrilonitrilo)\nProducción de éter (MTBE, ETBE, ter-amil metil eter TAME)\nPlantas de etilbenceno / estireno\nPR, SRK o Wilson, NRTL, UNIQUAC (según la tecnología de producción)\nProducción de ácido tereftálico\nTabla 3. Paquetes recomendados en función del proceso Fuentes: Honeywell, ASPENTech\nASPENTech ha propuesto una guía para la selección de los paquetes de\npropiedades según el tipo de compuestos y las condiciones operativas. Lo que\nsigue es un seudocódigo que hemos elaborado a partir del esquema original de\nASPEN, considerando los paquetes disponibles en UniSim Design.\n1.- Si los compuestos son no polares ir a 4.\n2.- Si los compuestos son polares no electrolitos ir a 5.\n3.- Con electrolitos, usar un paquete específico. Fin.\n4.- No polares\na) Si la totalidad de los componentes no son hipotéticos, usar PR, SRK,\nLee-Kesler-Plocker. Fin. Si no\nb) Si la presión de la mezcla de componentes reales y pseudocomponentes\n- Superior a 1 atm usar CHAO-SEADER, GRAYSON. Fin.\n- Menor a 1 atm usar IDEAL. Fin.\n5.- Polares no electrolitos\na) Si la presión es inferior a 10 bar\na1) Si se dispone de parámetros de interacción (en la base de datos o\nsuministrados por el usuario)\na1.1) Si se prevé que el equilibrio será líquido-líquido usar: NRTL,\nUNIQUAC y sus variantes. Fin.\na1.2) Si se prevé que el equilibrio será líquido-vapor usar: WILSON,\nNRTL, UNIQUAC y sus variantes. Fin.\na2) No se dispone de parámetros de interacción, usar UNIFAC. Fin.\nb) Si la presión es superior a 10 bar\nb1) Si se dispone de parámetros de interacción usar métodos\nb2) Si no se dispone de parámetros de interacción usar métodos\n- Henley E. J., Seader J.D., “Operaciones de Separación por Etapas de Equilibrio en Ingeniería Química”, Ed.Reverté SA, 1988.\n- Suppes, “Selecting Thermodynamic Models for Process Simulation of Organic VLE and LLE Systems”, <http://students.aiche.org/pdfs/thermodynamics.pdf>.\n- UniSim Design Simulation Basis Guide.\n- Virtualmaterials Group <http://www.virtualmaterials.com>.\nPREDICCIÓN DE PROPIEDADES: MÉTODOS DISPONIBLES EN UNISIM DESIGN\nUniSim Design dispone de los siguientes modelos para realizar los cálculos\ntérmicos y de transporte para todas las fases:\nBWRS GCEOS Glycol Package Kabadi-Danner Lee-Kesler-Plocker MBWR Peng-Robinson PR-Twu\nPRSV Sour SRK Sour PR SRK SRK-Twu Twu-Sim-Tassone Zudkevitch-Joffee\nModelos de Presión de Vapor\nAmine Pkg ASME Steam Clean Fuels Pkg USD DBR Amine Pkg\nInfochem Multiflash NBS Steam Neotec Black Oil\nCuando se elige una ecuación de estado, debe especificarse el método que se\ndesea usar para el cálculo de entalpías. Existen dos opciones: 1) Ecuación de\nestado o 2) Lee-Kesler.\nLa primera opción usa el método propio de la ecuación de estado seleccionada;\nen cambio, al elegir Lee-Kesler, se usa la ecuación de estado para los cálculos\nde equilibrio LV y la de Lee-Kesler para el cálculo de entalpías y entropías. Los\nresultados obtenidos por Lee-Kesler son comparables a los hallados por las\necuaciones de estado estándares de UniSim y tiene idénticos rangos de\naplicabilidad, pero las entalpías calculadas con la segunda opción pueden ser\nligeramente más exactas en sistemas con hidrocarburos pesados.\nCuando se elige alguno de los paquetes PR, Sour PR, SRK o Sour SRK debe\noptarse por alguna de las maneras de calcular las densidades de los líquidos:\na) EOS Density y b) Smooth Liquid Density.\nEn versiones anteriores los paquetes citados usaban el modelo Costald para el\ncálculo de la densidad del líquido. Este método sólo se aplicaba cuando la\ntemperatura reducida era inferior a la unidad. Cuando Tr era superior a uno, la\ndensidad del líquido se calculaba de acuerdo a la ecuación de estado. Esto se\ntraducía en una discontinuidad en los valores de densidades, lo que\nocasionaba problemas, especialmente en el modo dinámico.\nSi se elige la segunda opción, entre Tr = 0.95 y Tr =1, UniSim Design interpola\nentre el modelo Costald y la ecuación de estado, dando un valor alisado para la\n1) Soave-Redlich-Kwong (SRK) y variantes\nLa ecuación SRK original puede usarse para hidrocarburos y gases livianos a\npresión atmosférica o superior. Los valores obtenidos para distintas\npropiedades termodinámicas son razonablemente precisos para su uso\ningenieril, por lo que goza de una amplia aceptación en el campo de la\nEl modelo Zudkevitch-Joffee es una modificación de la ecuación de estado RK.\nMejora la predicción del equilibrio líquido vapor de hidrocarburos y de sistemas\nque contienen hidrógeno.\nLa ventaja principal de este modelo es la capacidad de predecir la presión de\nvapor de compuestos puros y la simplificación del método para determinar los\ncoeficientes requeridos para la ecuación. Los cálculos de entalpía son\nrealizados usando el método de Lee-Kesler.\nEl modelo Kabadi-Danner es una variante de la ecuación SRK; mejora los\ncálculos del equilibrio LLV para sistemas hidrocarburo/agua, particularmente en\naquellos con escasa presencia de agua.\n2) Peng-Robinson (PR) y variantes\nEsta ecuación, al igual que SRK, goza de una amplia aceptación en\naplicaciones de la industria del gas, petróleo y petroquímica.\nAl seleccionar la ecuación de estado Peng-Robinson, debe elegirse una de las\ndos variantes disponibles: UniSim Design y Standard.\nLa variante Standard es una modificación de la ecuación RK y representa con\nmayor exactitud los sistemas con gas natural. Además, estima mejor las\ndensidades de los líquidos.\nUniSim Design es similar a la original pero introduce algunas mejoras, lo que\npermite extender el rango de aplicación y representar mejor el ELV de sistemas\nPeng-Robinson Stryjek-Vera (PRSV)\nLa ecuación de estado Peng-Robinson Stryjek-Vera extiende el rango de\naplicación de la ecuación original a sistemas altamente no ideales, dando\nresultados similares a los obtenidos con las ecuaciones de Wilson, NRTL o\nEsta ecuación tiene un buen comportamiento a bajas presiones. Posee,\nademás, un conjunto limitado de parámetros de interacción con compuestos no\nLa base de datos contiene parámetros experimentales para las curvas de\npresión de vapor de todos los componentes puros. Para compuestos\nhipotéticos que representan fracciones de petróleo, el sistema, en forma\nautomática, hace uso del método de Lee-Kesler para los parámetros de esas\ncurvas, en cambio, para otros definidos por el usuario, existe la posibilidad de\ningresar los valores o indicarle al sistema que los calcule a partir de las\ncorrelaciones de Lee-Kesler, Gomez-Thodos o Reidel.


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Comunidades de Salinas se quedarán sin agua este jueves - Voces del Sur\nInicio Noticias Comunidades de Salinas se quedarán sin agua este jueves\nComunidades de Salinas se quedarán sin agua este jueves\n9 de febrero de 2021 - 9:55 am Modificado: 12:30 pm\nVarios sectores de Salinas se quedarán sin el servicio de agua potable este jueves, 11 de febrero debido a trabajos programados de la Autoridad de Acueductos y Alcantarillados (AAA).\nYessenia Ruiz Pesante, directora del área de Guayama de la AAA, informó hoy que brigadas de la corporación pública relocalizarán las líneas de descarga y succión de la estación de bombas Booster Coco.\n“El propósito de esta relocalización de tubería es poder instalar un generador eléctrico permanente que permitirá continuar la distribución de agua en caso de ocurrir alguna falla eléctrica en la zona”, explicó mediante comunicado de prensa.\nLos trabajos se extenderán de 6:00 a.m. hasta la tarde del jueves, indicó.\nLas comunidades que experimentarán bajas presiones o interrupción del servicio serán: Coco, Húcar, Naranjo, Sabana Hoyos, La Plena, Vertero, Mattei, Cerrito, Parcelas Vázquez, Palmas, Lapas y la primera calle de Monte Grande.\nUna vez restablecido el servicio, se recomienda hervir el agua durante tres minutos.\nArtículo anteriorAgenda legislativa: Ángel Fourquet Cordero\nArtículo siguienteAcusan a hombre y mujer de Salinas por posesión de drogas