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Modulo tutorial para el estudio de una torre de destilación fraccionada a escala piloto : Modelación y simulación

Resumen

En el presente trabajo se desarrolló un software para la simulación de la torre de destilación a escala piloto ubicada en el Laboratorio de Operaciones Unitarias del Programa de Ingeniería Química en la universidad de Cartagena. Para plantear el modelo matemático que rige el proceso se utilizó el concepto de etapa de equilibrio, implementando las ecuaciones MESH (balances de materia y energía, sumatoria de fracciones, relaciones de equilibrio), las cuales se solucionaron por los algoritmos de Thomas y Wang-Henke para el cálculo de la condición de operación inicial de la columna en el estado estable; y acoplados al método Runge-kutta, para la componente dinámica de la misma. Los resultados obtenidos fueron validados con datos experimentales de la torre de destilación a escala piloto, reportándose desviaciones que oscilan en un rango de 1.51% a 0.02%, para un promedio de 0.48%, con lo cual queda demostrada la efectividad de la solución de los modelos y su capacidad de convergencia. El software fue construido en la interfaz gráfica de MATLAB, cuenta con una plataforma de simulación en la que se generan gráficas y tablas para facilitar la compresión del comportamiento de las variables que intervienen en el proceso de destilación, además contiene otras herramientas entre las cuales se pueden destacar la aplicación del método McCabe-Thiele, el cálculo de entalpias y equilibrio termodinámico para la mezcla etanol agua a diferentes condiciones de presión, la descripción del concepto y los tipos de destilación, y una breve explicación acerca de los métodos de solución empleados