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4. A. Año 2018 Vol.4 No.1

Title:	Optimización de una torre de destilación reactiva para la producción de etilenglicol con base a una función de carácter térmico
Other Titles:	Optimization of a reactive distillation tower for the production of ethylene glicol based on an objective function of thermal caracter
Authors:	Castañeda Vargas, Juan Diego
License type:	Atribución – No comercial – Sin Derivar
Keywords:	Optimización SQP;Superficie de respuesta;Destilación reactiva;Aspen Plus;Reactive distillation;Response surface
Issue Date:	Dec-2018
Publisher:	Ediciones Universidad de América
Resumen:	Este artículo presenta la importancia y la aplicación de un modelo de optimización para el diseño y simulación de procesos químicos, conocido como programación secuencial cuadrática (SQP), el cual es una extensión de los multiplicadores de Lagrange asistido con condiciones Karush Kuhn Tukker (KKT). Inicialmente se explican los modelos disponibles en el simulador Aspen Plus® y se escoge por un criterio de convergencia el modelo SQP. Asimismo, con base en un caso de estudio, se realiza un análisis centrado en la formulación de la función objetivo, las restricciones para el sistema de optimización y la solución de este mediante el simulador de procesos mencionado. Para aplicar los conceptos se toma como caso de estudio una torre de destilación reactiva para la producción de etilenglicol con múltiple alimentación y una zona reaccionante ubicada en las primeras cinco etapas, que es modelada en el simulador Aspen Plus® versión 9.0. Para la verificación de la solución se utilizan dos análisis posoptimización, el cálculo del costo anual totalizado (TAC) y las superficies de respuesta, para encontrar el comportamiento de las restricciones y la función objetivo con respecto a las variables independientes del sistema. La función objetivo es tomada como la relación del calor del rehervidor y el producto de fondos, teniendo en cuenta que el coste de calentamiento de la mezcla es significativo en la operación de la torre, el cual está restringido a la obtención de una composición de óxido de etileno en cimas del 95 % y una composición de etilenglicol en fondos mayor a 90 %. Como resultado de la optimización, disminuye el calor utilizado por el rehervidor y el condensador, en otras palabras, la cantidad de servicios de enfriamiento realizadas con agua y las de calentamiento efectuadas con vapor de alta presión son minimizadas.
Abstract:	In this article, we present the importance and application of an optimization model for the design and simulation of chemical processes, known as quadratic sequential programming (SQP), which is an extension of Lagrange multipliers assisted with Karush Kuhn Tukker conditions. (KKT). When performed by simulation, initially the models available in the Aspen Plus® simulator are discussed and the SQP model is chosen by a convergence criterion. Likewise, an analysis is made for a case study focused on the formulation of the objective function, the restrictions for the optimization system and its solution using the aforementioned process simulator. To apply the concepts, a reactive distillation tower for the production of ethylene glycol with multiple feed and a reactive zone located in the first 5 stages is taken as a case study. This is modeled in the Aspen Plus® simulator in its version 9.0. For the verification of the solution, 2 post optimization analyzes are used, the first one for the calculation of the Totalized Annual Cost (TAC), and as a second method, the response surfaces are used to find the behavior of the constraints and the objective function with respect to the independent variables of the system. The objective function is taken as the ratio of the heat of the reboiler and the bottom product, taking into account that the cost of heating the mixture is significant in the operation of the tower, which is restricted to obtain an ethylene oxide composition. In peaks of 95 % and a composition of ethylene glycol in funds greater than 90 %. As a result of the optimization, the heat used by the reboiler and by the condenser is decreased, in other words, the amount of cooling services provided by water, such as the heating ones provided by high pressure steam are minimized.
URI:	http://hdl.handle.net/20.500.11839/7738
ISSN:	2619-5267
Citation:	APA 6th - Fernández Ramírez, J. S. (2018) Análisis por distribución de cargas de exergía a un ciclo combinado regenerativo y con recalentamiento. Semilleros: Formación Investigativa. 4(1), 79-92 Retrieved from http://hdl.handle.net/20.500.11839/7732
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