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Process Systems Engineering
Prof. Davide Manca
Exercises on the process simulator: UNISIM
Example 1 ‐ Flash
Case study 1.1
Equazione di stato termodinamica: SRK Dati:
Alimentazione liquida
Portata, kmol/h 300.
Temperatura, K 343.
Pressione, kPa 1000.
Frazioni molari:
1 ‐ BENZENE 0.1082
2 ‐ BUTANO 0.3243
3 ‐ 1‐BUTENE 0.1351
4 ‐ 1,3‐BUTADIENE 0.4324
Condizioni operative
Duty, 1E+6 kJ/h 2.
Pressione, kPa 400.
Case study 1.2
Equazione di stato termodinamica: SRK Dati:
Alimentazione liquida
Portata, kmol/h 300.
Temperatura, K 343.
Pressione, kPa 1000.
Frazioni molari: vedi caso precedente
1 ‐ BENZENE 0.1082
2 ‐ BUTANO 0.3243
3 ‐ 1‐BUTENE 0.1351
4 ‐ 1,3‐BUTADIENE 0.4324
Flash (Adiabatico)
Duty, 1E+6 kJ/h 0.
Perdite di carico, kPa 0.
Valvola
Perdite di carico, kPa 600.
Scambiatore (Cold Side)
Duty, 1E+6 kJ/h 2.
Pompa
Prevalenza, kPa 500.
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Example 2 – Ammonia synthesis
Equazione di stato termodinamica: Grayson‐Streed
Case study 2.1
Dati:
Alimentazione
Portata, kmoli/h 1000.
Temperatura, K 673.
Pressione, kPa 50000.
Frazione molare:
1 ‐ NH3 0.0000
2 ‐ H2 0.7143
3 ‐ N2 0.2381
4 ‐ CH4 0.0476
Reattore (adiabatico)
Reaction Set : Ammoniaca Reaction : Sintesi N2+3H2=2NH3
Conversione 0.1
Perdite di carico, kPa 5000.
Duty, 1E+6 kJ/h 0.
Scambiatore (Hot side)
Temperatura di uscita, K 260.
Flash (adiabatico)
Duty, 1E+6 kJ/h 0.
Perdite di carico, kPa 0.
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Case study 2.2
Dati:
Splitter
Spurgo/(Alimentazione splitter) 0.1
Compressore
Pressione di uscita, kPa 50000.
Scambiatore (Cold Side)
Temperatura di uscita, K 673.
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Example 3 – Distillation column
Equazione di stato termodinamica : RKS
Dati:
Alimentazione (liquida al punto di bolla)
Portata, kmoli/h 380.
Temperatura, K 360.
Pressione, kPa 101.32
Frazioni molari:
1 ‐ BENZENE 0.70
2 ‐ TOLUENE 0.28
3 ‐ DIFENILE 0.02
Colonna (Condensatore totale)
o Numero Piatti 35
o Piatto di alimentazione 24 o Rapporto di riflusso, L/D 1.479
o Temperatura condensatore, K 353.9
o Temperatura ribollitore, K 386.5
o D, kmoli/h 272.50
o B, kmoli/h 107.50
o Duty condensatore, 1E+6 kJ/h ‐19.3409 o Duty ribollitore, 1E+6 kJ/h 19.6361
Efficienze di Murphree
Piatti dal 2 al 23 dal 24 al 34
Toluene 0.77 0.77 0.87 0.87
Difenile 0.64 0.64 0.72 0.72
Per il Benzene l'efficienza di Murphree è pressoché unitaria.
