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Prefacio
1 Simulación de procesos en ingeniería química
1.1 introducción
1.2 simulador de procesos químicos
1.3 tipos de simuladores
1.3.1 simuladores modulares secuenciales
1.3.2 simuladores simultáneos u orientados por ecuaciones
1.3.3 simuladores híbridos
1.3.4 simuladores aspen Plus® y Aspen Hysys®
1.4 aplicaciones de la simulación de procesos químicos
1.4.1 diseño asistido por computador
1.4.2 optimización de procesos
1.4.3 solución de problemas de operación
1.4.4 otras aplicaciones
1.5 análisis de convergencia
1.5.1 métodos de convergencia
1.5.2 problemas con recirculaciones simples
1.5.3 particiones y análisis topológico
1.5.4 reciclos anidados
1.6 ejemplo introductorio
1.6.1 descripción del problema
1.6.2 simulación con aspen Hysys®
1.6.3 simulación con aspen Plus®
1.7 análisis de sensibilidad
1.7.1 análisis de sensibilidad en aspen Plus®
1.7.2 análisis de sensibilidad en aspen Hysys®
1.8 especificaciones de diseño
1.9 conclusiones
1.10 problemas propuestos
1.11 referencias bibliográficas
2 Modelos termodinámicos y de propiedades
2.1 introducción
2.2 modelo ideal
2.3 ecuaciones de estado
2.4 modelos de coeficientes de actividad
2.5 modelos especiales
2.5.1 sistemas poliméricos
2.5.2 sistemas electrolíticos
2.6 integración de modelos de actividad con ecuaciones de estado
2.7 selección del modelo termodinámico
2.8 ejemplo de selección del modelo de propiedades
2.9 ejemplo de diagramas de fases
2.10 ejemplos de ajuste de parámetros
2.11 compuestos hipotéticos
2.11.1 uso en aspen Hysys®
2.11.2 uso en aspen Plus®
2.12 conclusiones
2.13 problemas propuestos
2.14 referencias bibliográficas
3 Equipos de manejo de fluidos
3.1 introducción
3.2 aspectos generales
3.2. Generalidades
3.2.2 tuberías
3.2.3 bombas
3.2.4 compresores y expansores
3.3 módulos disponibles en aspen Plus®
3.4 módulos disponibles en aspen Hysys®
3.5 ejemplo introductorio de manejo de gases
3.5.1 aspectos generales
3.5.2 simulación del proceso
3.5.3 análisis de resultados
3.6 ejemplo introductorio de manejo de líquidos
3.6.1 aspectos generales
3.6.2 simulación del proceso
3.6.3 análisis de resultados
3.7 conclusiones
3.8 problemas propuestos
3.9 referencias bibliográficas
4 Equipos de intercambio de calor
4.1 introducción
4.2 tipos de programas disponibles
4.3 aspectos generales
4.3.1 cálculo corto
4.3.2 cálculo detallado
4.3.3 modelos de cálculo
4.4 módulos de cálculo disponibles en aspen Plus®
4.5 módulos de cálculo disponibles en aspen Hysys®
4.5.1 intercambiadores termodinámicos
4.6 ejemplo introductorio de intercambiadores de calor
4.6.1 descripción del problema
4.6.2 simulación en aspen Plus®
4.6.3 simulación en aspen Hysys®
4.6.4 simulación en aspen Htfs+®
4.6.5 comparación y análisis de resultados
4.7 conclusiones
4.8 problemas propuestos
4.9 referencias bibliográficas
5 Reactores químicos
5.1 introducción
5.2 aspectos generales
5.3 ecuaciones de diseño de los reactores
5.4 módulos disponibles en aspen Plus®
5.5 módulos disponibles en aspen Hysys®
5.6 ejemplo introductorio de reactores
5.6.1 descripción del problema
5.6.2 simulación en aspen plus®
5.6.3 simulación en aspen hysys®
5.6.4 análisis de los resultados obtenidos
5.7 ejemplo del reactor de propilenglicol
5.7.1 aspectos generales
5.7.2 simulación del proceso en aspen plus®
5.7.3 análisis de resultados
5.8 reactor pfr de reformado de metanol
5.8.1 descripción del problema
5.8.2 simulación en aspen Plus®
5.8.3 simulación en aspen Hysys®
5.8.4 análisis y comparación de resultados
5.9 conclusiones
5.10 problemas propuestos
5.11 referencias bibliográficas
6 Equipos de separación gas-líquido
6.1 introducción
6.2 módulos disponibles en aspen Plus®
6.2.1 métodos cortos
6.2.2 métodos rigurosos
6.3 módulos disponibles en aspen Hysys®
6.3.1 columnas predeterminadas
6.3.2 módulo de cálculo corto
6.3.3 interfaz de columnas
6.4 ejemplo introductorio de destilación
6.4.1 descripción del problema
6.4.2 simulación en aspen Plus®
6.4.3 simulación en aspen Hysys®
6.4.4 análisis y comparación de resultados
6.5 ejemplo introductorio de absorción
6.5.1 descripción del problema
6.5.2 simulación del proceso
6.6 destilación asistida
6.6.1 mapas de curvas residuales (mcr)
6.6.2 destilación extractiva
6.7 modelos de no equilibrio
6.7.1 ejercicio del modelo de no equilibrio
6.8 análisis térmico e hidráulico de columnas
6.8.1 ejercicio de aplicación
6.9 conclusiones
6.10 problemas propuestos
6.11 referencias bibliográficas
7 Optimizaciones de procesos en ingeniería química
7.1 introducción
7.2 formulación de un problema de optimización
7.2.1 grados de libertad
7.2.2 función objetivo
7.2.3 clasificación de los problemas de optimización
7.3 optimización en simuladores modulares
7.4 ejemplo introductorio
7.4.1 simulación en aspen Plus®
7.4.2 análisis de sensibilidad
7.4.3 resultados
7.5 conclusiones
7.6 problemas propuestos
7.7 referencias bibliográficas
8 Análisis dinámico de procesos
8.1 introducción
8.2 aspectos generales
8.2.1 control de procesos
8.2.2 controladores
8.2.3 sintonía de controladores
8.3 ejercicio introductorio
8.4 bjending de gasolina
8.5 válvulas de relevo
8.5.1 aspectos generales
8.5.2 ejercicio de aplicación
8.6 control del reactor de propilenglicol
8.7 control de columnas de destilación
8.7.1 aspectos generales
8.7.2 ejercicio de control de columnas
8.8 conclusiones
8.9 ejercicios propuestos
8.10 referencias bibliográficas
9 Casos de estudio
9.1 introducción
9.2 simulación de un reactor de resina de nylon 6,6
9.2.1 descripción del problema
9.2.2 ingreso de la cinética de la polimerización
9.2.3 producción en continuo
9.2.4 producción por lotes
9.2.5 comparación de los resultados
9.3 destilación azeotrópica del sistema etanol-agua usando ciclo hexano
9.3.1 aspectos generales
9.3.2 simulación del proceso
9.3.3 recomendaciones para la convergencia
9.4 producción de óxido de etileno
9.4.1 descripción del proceso
9.4.2 simulación en aspen Hysys®
9.4.3 conclusiones
9.5 evaluación económica usando aspen Icarus®
9.5.1 aspectos generales
9.5.2 simplificaciones
9.5.3 simulación en aspen Icarus®
9.5.4 análisis de resultados
9.6 referencias bibliográfica