Estudio en aspen hysys de la controlabilidad de un sistema de destilación metanol - agua mediante redistribución de la corriente de entrada en múltiples platos de alimentos

Abstract

Dada la importancia de la destilación en las industrias químicas y del petróleo, así como el interés en la búsqueda de mecanismos de control alternativos para incrementar la eficiencia y disminuir los gastos energéticos asociados al control de sistemas de rectificación, se realizó un estudio de la viabilidad de la manipulación de la ubicación del plato de alimento como estrategia de control para contrarrestar perturbaciones en la concentración de entrada utilizando como caso de estudio el sistema metanol-agua simulado en ASPEN HYSYS. Inicialmente se establecieron las relaciones entre las concentraciones de alimento (zF), fondos (xB), destilado (xD) y la ubicación del plato de alimento en lazo abierto y estado estable para un sistema modelado de rectificación metanol - agua. Posteriormente, se determinó el tiempo de respuesta en lazo abierto presentado ante cambios en zF y cambios en la ubicación del plato de alimento en ambas direcciones encontrándose que el segundo presenta tiempos muertos menores y un efecto mayor sobre la concentración del destilado. Para efectos comparativos se modeló un sistema de control convencional reflujo vapor (R - V) siguiendo las pautas establecidas en investigaciones afines para efectos comparativos. Se diseñó una estrategia de control basada en un divisor enviando el flujo de entrada a platos de alimento superiores para perturbaciones positivas en zF o platos inferiores para perturbaciones negativas. Se compararon las estrategias de control encontrándose que la estrategia propuesta basada en la manipulación del plato de alimento presenta una mejor controlabilidad de xD y requerimientos energéticos del rehervidor menores para contrarrestar las perturbaciones en zF.