Estudio económico de la influencia de la presión en columnas de destilación

Abstract

Una de las grandes problemáticas asociadas a la Industria Química es la búsqueda de la
sostenibilidad asociada al ahorro energético sin la dismunición de la producción. El
descenso del consumo energético puede estar ligado a innumerables modificaciones de
un proceso. En concreto, los procesos de separación consumen enormes cantidades de
energía, es por esto, que en este estudio se presentde aportar una optimización energética
y económica para los procesos de destilación, contratamente, los procesos de destilación
extractiva.
En el caso de la existencia de azeótropos, la destilación extractiva más sencilla consiste
en una columa de separación y otra columna de recuperación del disolvente. Desde el
punto de vista técnico de la columna, la selección de la presión de operación es uno de
los aspectos más importantes. Una buena elección de la presión puede permitirnos reducir
significativamente los costes de los servicios auxiliares y la energía consumida.
En este caso, se ha utilizado la separación del N-heptano y el isobutanol utilizando NMP
(N-metil-pirrolidona) como disolvente para estudiar la influencia de la presión. Resulta
un caso idóneo dada la presencia de un azeótropo a una temperatuda de 364,1 K cuando
la presión es de 1 bar siendo las temperaturas de ebulición del N-heptano y del isobutanol
371,6 K y 380,8 K respectivamente.
Primero se establece una herurística de diseño para el proceso y se defiine la herramienta
a utilizar: Aspen Plus V10 para la simulación y Aspen Economics para el estudio
económico ayudándose de métodos factoriales para el cálculo de los costes asociados a
la instalación de la planta.
Por otro lado, se utilizará NTRL-RK como método termodinámico para la simulación. Es
un modelo conmbinado de interacción binaria y mezclas de hidrocarburos que funciona
correctamente con los equilibrios líquido-vapor de mezclas azeotrópicas. Igual de
importante es la elección de la columna para la simulación, para ello, se utiliza Radfrac,
en la cual se puede definir con gran exactitud y complejidad la configuración de la
separación.