Modeling and Optimization of a Crude Distillation Unit: a case Study for Undergraduate Students

Specifications for the Distillation Columns. Atmospheric distil-
lation column:
The specifications for the quality of the products for this
column are:
• LSR D86 95% (Volume %) = 232
◦
F.
• Naphtha D86 95% (Volume %) = 360
◦
F.
Figure 7
Profile of flows and temperature in the stabilization. [Color figure can be viewed in the online issue, which is
available at www.interscience.wiley.com.]

---

8
GARC´IA-HERREROS AND G ´
OMEZ
Table 8 Sensibility Analysis
Variable
Original value
Original answer (lb mol/h)
Answer to 85% (lb mol/h)
Answer to 115% (lb mol/h)
STEAM flow
5,000 lb/h
882.3
880.9
883.6
STEAM temperature
650
◦
F
882.3
882.3
882.3
STEAM pressure
64.7 psia
882.3
882.3
882.3
STEAM-1 flow
3,500 lb/h
882.3
881.1
883.3
STEAM-1 temperature
650
◦
F
882.3
882.3
882.3
STEAM-1 pressure
64.7 psia
882.3
882.3
882.3
STEAM-2 flow
2,500 lb/h
882.3
881.6
883.0
STEAM-2 temperature
650
◦
F
882.3
882.3
882.3
STEAM-2 pressure
64.7 psia
882.3
882.3
882.3
STEAM-3 flow
750 lb/h
882.3
882.1
882.5
STEAM-3 temperature
650
◦
F
882.3
882.3
882.3
STEAM-3 pressure
64.7 psia
882.3
882.3
882.3
WET-GAS flow
200 lb mol/h
882.3
900.8
—
Reflux rate of C1
3 mol
882.3
872.2
888.0
Condenser temperature of C3
120
◦
F
882.3
—
—
• Kero D86 95% (Volume %) = 515
◦
F.
• Diesel D86 95% (Volume %) = 650
◦
F.
• AGO D86 95% (Volume %) = 820
◦
F.
Since the system has 10 degrees of freedom, other 5 specifi-
cations should be added:
• Wet-Gas flow = 200 lb mol/h.
• Reflux rate = 3 lb mol/lb mol.
• Kero pumparound flow = 3,500 lb mol/h.
• Diesel pumparound flow = 2,200 lb mol/h.
• AGO pumparound flow = 995 lb mol/h.
Vacuum distillation column:
The specifications for the quality of the products for this
column are:
• LHGV D1160 95% (Volume %) = 805
◦
F.
Since the system has 4 degrees of freedom, other 3 specifi-
cations should be added:
• Liquid flow at tray 2 = 1 lb mol/h.
• Liquid flow at tray 4 = 1 lb mol/h.
• Vacuum flow = 50 lb mol/h.
Stabilization column:
The specifications for the quality of the products for this
column are:
• Molar fraction of IC5 in C3-C4 = 0.01.
• Molar fraction of NC4 in STAB.-LSR = 0.025.
Since the system has 3 degrees of freedom, another specifi-
cation should be added:
• Condenser temperature = 120
◦
F.