Producción De MTBE

Producción de MTBE.

Termodinámica, Mecánica de Fluidos, Transferencia de Calor.

Chemical Reaction

The chemical reaction to form MTBE is as follows:

Memoria de Calculo.

Diseño de la Bomba de Reflujo en la Columna de Destilación.

Datos.

Bomba P-904 A/B

Fluido Metanol

Temperatura 301 K

Densidad 0.5626 g/cm3

Viscosidad 0.1572 cP

Presión de Vapor 52.597 psi

Diámetro Base 2 In

Peso Molecular 32 Kg/kmol

Cálculo de Flujo Másico.

Corriente 16

Componentes n (Kmol/h) Hf (kJ/kmol) T0 (K) T (K) H (kJ/h)

ib 0 -242000 298 303 0

b 0 -292990 298 303 0

CH3OH 125.4105263 0 0 303 2065696.155

H2O 0 0 0 303 0

MTBE 0 0 0 303 0

Total 2065696.155

Succión Descarga

Reducción Súbita 7 ft

Expansión Súbita 7 ft

Codo 90o 5 ft Codo 90o 10 ft

Tramo Recto 10 ft Tramo Recto 13.12 ft

Boquilla de Entrada 6.2 ft T 10.4 ft

Válvula 2.2 ft Valvula 59 ft

Longitud Equivalente 30.4 ft Boquilla Salida 12.3 ft

Longitud Equivalente 111.3 ft

Pérdidas por Fricción en la Succión.

Pérdidas por Fricción en la Descarga.

Cabeza de Succión.

Pérdidas por Fricción 3.7 ft

Presión Estática. 9.8 ft

Presión en el Reactor (45.57+147)(2.31/0.53)=262.68 ft

Cabeza de Succión 276.18 ft

Cabeza de Descarga.

Pérdidas por Fricción 16.6 ft

Presión Estática 65.61 ft

Presión en el Reactor (156.56+14.7)(2.31/0.53)=746.43 ft

Cabeza de Reactor 828.64 ft

Cabeza de la Bomba.

Diseño del Intercambiador de Calor. E-901

Corriente 6

Componentes n (Kmol/h) Hf (kJ/kmol) T0 (K) T (K) H (kJ/h)

ib 115 -16900 298 258 -47771.31172

b 385 -130 298 258 -159930.0436

CH3OH 230 -201300 298 258 -95542.62344

H2O 0 -242000 298 258 0

MTBE 0 -292990 298 258 0

Total -303243.9787

Corriente 7

Componentes n (Kmol/h) Hf (kJ/kmol) T0 (K) T (K) H (kJ/h)

ib 115 -16900 298 390 303071.9679

b 385 -130 298 390 1014632.24

CH3OH 230 -201300 298 390 606143.9358

H2O 0 -242000 298 390 0

MTBE 0 -292990 298 390 0

Total 1923848.144

Balance Energia

Q= 2227092.123 kJ/h

Propiedades Físicas de las Corrientes

Propiedades de los Materiales de Entrada al Reactor y del Vapor para el E-901

Componentes Isobuteno y butenos Vapor

Temperatura entrada, oC t1 = -15 T1 = 250

Temperatura salida, oC t2 = 117 T2 = 120

Calor Especifico, J/kg oC 2155 2010

Conductividad Termica, W/mK 0.07 0.0306575

Densidad, kg/m3 485 0.49375

Viscosidad, kg/ms 1.30005 x 10-4 1.55263 x 10-5

Flujo (alimentación), kg/s 10.9314 1.7649

Calculo de Tm

Donde

Tm = diferencia verdadera de temperatura

Ft = factor de corrección de temperatura

Donde

Tml = diferencia media logaritmica de temperatura

T1 = temperatura del fluido a la entrada de la coraza

T2 = temperatura del fluido a la salida de la coraza

t1 = temperatura de entrada a los tubos

t2 = temperatura de salida

El factor de corrección de temperatura se obtiene usando la figura 12.19 (Coulson & Richardson’s Chemical Engineering)

Usando la figura 12.19, (Coulson & Richardson’s Chemical Engineering)

Ft = 0.82

Sustituyendo valores

De la tabla 12.1 (Coulson & Richardson’s Chemical Engineering),

U = 300 W/m2 0 C

Balance Energía

Q= 2227092.123 kJ/h

Calculo del área.

Cálculo del Número de Tubos

De la tabla 12.3 (Coulson & Richardson’s Chemical Engineering)

Diámetro interno, di = 16 mm

Diámetro externo, do = 20 mm

Longitud de la tubería se asume como 16 ft.

L= 4.88 m

Área de la Tubería:

Área = LD

Área = (4.88)(3.142)(0.02)

Área = 0.3067 m2

Número de tubos

Nt = 308 tubes

Cálculo del Diámetro del Haz de Tubos y Coraza

Utilizando un arreglo triangular

Pitch = 1.25

Diametro haz de tubos

De la tabla 12.4 (Coulson & Richardson’s Chemical Engineering), para 1.25 pitch triangular, número de pasos = 2,

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