determinación de la eficiencia de una torre de destilación de empaque

Texto completo

(1)

INTRODUCCION

INTRODUCCION

Cuando se plantea el problema de separar los componentes que forman una Cuando se plantea el problema de separar los componentes que forman una mezcla homogénea, el ingeniero aprovecha las diferencias que existen en las mezcla homogénea, el ingeniero aprovecha las diferencias que existen en las propiedades de los constituyentes que forman la mezcla para efectuar su propiedades de los constituyentes que forman la mezcla para efectuar su separación. Se analizan las diversas propiedades químicas y físicas de los separación. Se analizan las diversas propiedades químicas y físicas de los constituyentes, con el objeto de determinar en cuales de esas propiedades constituyentes, con el objeto de determinar en cuales de esas propiedades se observa una mayor diferencia entre los componentes ya que por lo se observa una mayor diferencia entre los componentes ya que por lo general, cuanto mayor sea la diferencia de alguna propiedad, más fácil y general, cuanto mayor sea la diferencia de alguna propiedad, más fácil y económica será la separación deseada. Resulta evidente que el ingeniero económica será la separación deseada. Resulta evidente que el ingeniero debe tomar en consideración muchos otros factores al seleccionar una ruta debe tomar en consideración muchos otros factores al seleccionar una ruta de separación para un proceso. Los requerimientos de energía, el costo y de separación para un proceso. Los requerimientos de energía, el costo y disponibilidad de los materiales de construcción y de proceso, así como la disponibilidad de los materiales de construcción y de proceso, así como la integración con el resto del proceso químico, son factores que contribuyen integración con el resto del proceso químico, son factores que contribuyen

(2)

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions!

Start Free Trial

Cancel Anytime.

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions!

Start Free Trial

Cancel Anytime.

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions!

Start Free Trial

(3)

para determinar cual proceso de separación ofrece un mayor atractivo para determinar cual proceso de separación ofrece un mayor atractivo desde el punto de vista económico.

desde el punto de vista económico.

A continuación realizaremos una práctica de destilación del agua en una A continuación realizaremos una práctica de destilación del agua en una torre de destilación de columna empacada que existe en el laboratorio de torre de destilación de columna empacada que existe en el laboratorio de ingeniería química del instituto.

ingeniería química del instituto.

MARCO TEORICO

MARCO TEORICO

El proceso de separación más utilizado en la industria química es El proceso de separación más utilizado en la industria química es la

la Destilación. Destilación. Esta Esta operación operación unitaria unitaria también también es es conocida conocida comocomo fraccionamiento o destilación fraccionada. La separación de los fraccionamiento o destilación fraccionada. La separación de los constituyentes se basa en las diferencias de volatilidad. En la destilación, constituyentes se basa en las diferencias de volatilidad. En la destilación, una fase de vapor se pone en contacto con una fase liquido, transfiriéndose una fase de vapor se pone en contacto con una fase liquido, transfiriéndose masa del líquido al vapor y del vapor al líquido. Por lo general, el líquido y el masa del líquido al vapor y del vapor al líquido. Por lo general, el líquido y el vapor contienen los mismos componentes aunque en distintas proporciones. vapor contienen los mismos componentes aunque en distintas proporciones. El líquido se encuentra a su temperatura de burbuja, mientras que el vapor El líquido se encuentra a su temperatura de burbuja, mientras que el vapor en equilibrio esta a su temperatura de rocío. En forma simultánea, se en equilibrio esta a su temperatura de rocío. En forma simultánea, se transfiere masa desde el líquido por evaporación y desde el vapor por transfiere masa desde el líquido por evaporación y desde el vapor por condensación. La evaporación y condensación involucran calores latentes de condensación. La evaporación y condensación involucran calores latentes de vaporización de cada componente y por ello, al calcular una destilación vaporización de cada componente y por ello, al calcular una destilación deben considerarse los efectos del calor.

(4)

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions!

Start Free Trial

Cancel Anytime.

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions!

Start Free Trial

(5)

evaporación y condensación de la mezcla, es una operación que necesita evaporación y condensación de la mezcla, es una operación que necesita grandes cantidades de energía.

grandes cantidades de energía.

Una gran ventaja de la destilación es que no es necesario añadir un Una gran ventaja de la destilación es que no es necesario añadir un componente a la mezcla

componente a la mezcla para efectuar la separación.para efectuar la separación.

Las aplicaciones de la destilación son muy diversas. El oxígeno puro que se Las aplicaciones de la destilación son muy diversas. El oxígeno puro que se utiliza en la fabricación de acero, en las naves espaciales y en aplicaciones utiliza en la fabricación de acero, en las naves espaciales y en aplicaciones medicinales, se produce destilación del aire previamente licuado. Las medicinales, se produce destilación del aire previamente licuado. Las fracciones del petróleo (tales como gases ligeros, nafta, gasolina, kerosén, fracciones del petróleo (tales como gases ligeros, nafta, gasolina, kerosén, combustóleo, aceites lubricantes y asfalto) se obtienen en grandes columnas combustóleo, aceites lubricantes y asfalto) se obtienen en grandes columnas de destilación a las que se alimenta el crudo. Estas fracciones se procesan de destilación a las que se alimenta el crudo. Estas fracciones se procesan después para obtener los productos finales y, con frecuencia, la destilación después para obtener los productos finales y, con frecuencia, la destilación también interviene en las etapas intermedias de

también interviene en las etapas intermedias de este proceso.este proceso.

Para la destilación se utilizan varios tipos de dispositivos, como, por Para la destilación se utilizan varios tipos de dispositivos, como, por ejemplo, los

ejemplo, los empaques vaciados u ordenados y las bandejas o platos empaques vaciados u ordenados y las bandejas o platos , para, para que las dos fases entren en

que las dos fases entren en contacto intimo. Los platos se colocan uno contacto intimo. Los platos se colocan uno sobresobre otro y se encierran en una cubierta cilíndrica para formar una

otro y se encierran en una cubierta cilíndrica para formar una columna columna .. El material de

El material de alimentación alimentación que se debe separar en fracciones se introduceque se debe separar en fracciones se introduce a la columna. Debido a la diferencia de gravedad entre la fase de vapor y la a la columna. Debido a la diferencia de gravedad entre la fase de vapor y la líquida, el líquido corre hacia debajo de la columna, cayendo en cascada de líquida, el líquido corre hacia debajo de la columna, cayendo en cascada de plato a plato, mientras que el vapor asciende por la columna, para entrar en plato a plato, mientras que el vapor asciende por la columna, para entrar en contacto con el líquido en cada uno de

contacto con el líquido en cada uno de los platos.los platos.

El líquido que llega al fondo de la columna se vaporiza parcialmente en un

El líquido que llega al fondo de la columna se vaporiza parcialmente en un re re 

hervidor 

hervidor  calentado para proporcionarcalentado para proporcionar vapor vapor rehervido que asciende por larehervido que asciende por la columna. El resto del líquido se retira

columna. El resto del líquido se retira comocomo producto del  producto del fondo fondo . El vapor que. El vapor que llega a la parte superior de la columna se enfría y condensa como líquido en llega a la parte superior de la columna se enfría y condensa como líquido en el

el condensador superior condensador superior . Parte de este líquido regresa a la columna. Parte de este líquido regresa a la columna como

como reflujo reflujo , para proporcionar un, para proporcionar un derrame líquido derrame líquido . El resto de la corriente. El resto de la corriente superior se retira como producto de

superior se retira como producto de destilado o superior.destilado o superior.

Este patrón de flujo en el domo de la columna de destilación proporciona un Este patrón de flujo en el domo de la columna de destilación proporciona un contacto, a contracorriente de las corrientes de vapor y líquido, en todos contacto, a contracorriente de las corrientes de vapor y líquido, en todos los platos de la columna. Las fases de vapor y líquido en un plato dado se los platos de la columna. Las fases de vapor y líquido en un plato dado se acercan a los equilibrios de temperatura, presión y composición, hasta un acercan a los equilibrios de temperatura, presión y composición, hasta un punto que depende de la eficiencia del plato de contacto.

(6)

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions!

Start Free Trial

Cancel Anytime.

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions!

Start Free Trial

(7)

vapor que se hace más rica en componentes ligeros al ir ascendiendo por la vapor que se hace más rica en componentes ligeros al ir ascendiendo por la columna, y una fase líquida que se va haciendo cada vez más rica en columna, y una fase líquida que se va haciendo cada vez más rica en componentes pesados conforme desciende en cascada. La separación general componentes pesados conforme desciende en cascada. La separación general que se logra entre el producto superior y el del fondo depende que se logra entre el producto superior y el del fondo depende primordialmente de las

primordialmente de las volatilidades relativas volatilidades relativas de los componentes, elde los componentes, el número de platos de contacto y de la relación de reflujo de la fase líquida a número de platos de contacto y de la relación de reflujo de la fase líquida a la de vapor.

la de vapor.

Destilación por lotes: Destilación por lotes:

También llamada destilación por cargas, es el proceso de separación de una También llamada destilación por cargas, es el proceso de separación de una cantidad específica (la carga) de una mezcla líquida en productos. Este cantidad específica (la carga) de una mezcla líquida en productos. Este proceso se utiliza ampliamente en laboratorios y en las unidades pequeñas proceso se utiliza ampliamente en laboratorios y en las unidades pequeñas de producción, donde la misma unidad puede tener que servir para muchas de producción, donde la misma unidad puede tener que servir para muchas mezclas. Cuando existen

mezclas. Cuando existen n n componentes en el material de alimentación, serácomponentes en el material de alimentación, será suficiente una columna por lotes, donde se requerirían

suficiente una columna por lotes, donde se requerirían n-1 n-1 columnas decolumnas de destilación continuas simples.

destilación continuas simples.

En una destilación por lotes típica, el líquido que va a procesarse se carga a En una destilación por lotes típica, el líquido que va a procesarse se carga a un calderín caliente, sobre la cual se instala la columna de destilación un calderín caliente, sobre la cual se instala la columna de destilación equipada con su condensador. Una vez que se carga el líquido inicial ya no se equipada con su condensador. Una vez que se carga el líquido inicial ya no se suministra mas alimentación. El líquido del calderín hierve y los vapores suministra mas alimentación. El líquido del calderín hierve y los vapores ascienden por la columna. Parte del líquido que sale del condensador, se ascienden por la columna. Parte del líquido que sale del condensador, se refluja y el resto se extrae como producto destilado. No se extrae ningún refluja y el resto se extrae como producto destilado. No se extrae ningún producto del calderín sino hasta que se completa la corrida.

producto del calderín sino hasta que se completa la corrida.

Debido a que el destilado que se obtiene es más rico en el componente Debido a que el destilado que se obtiene es más rico en el componente volátil que el residuo del destilador, este se agotara en el componente más volátil que el residuo del destilador, este se agotara en el componente más volátil a medida que

volátil a medida que progresa la destilación.progresa la destilación.

Muchas instalaciones grandes, también tienen un alambique por lotes. El Muchas instalaciones grandes, también tienen un alambique por lotes. El material que se tiene que separar puede tener un contenido elevado de material que se tiene que separar puede tener un contenido elevado de sólidos, o bien, alquitranes o resinas que ensucien o atasquen una unidad sólidos, o bien, alquitranes o resinas que ensucien o atasquen una unidad continua. El uso de una unidad por lotes puede mantener separados los continua. El uso de una unidad por lotes puede mantener separados los sólidos y permitir el retiro conveniente al terminarse el proceso.

sólidos y permitir el retiro conveniente al terminarse el proceso. Torres de Platos:

Torres de Platos:

Las torres de platos son cilindros verticales en que el líquido y el gas se Las torres de platos son cilindros verticales en que el líquido y el gas se

(8)

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions!

Start Free Trial

Cancel Anytime.

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions!

Start Free Trial

(9)

entonces burbujea a través del líquido para formar una espuma, se separa entonces burbujea a través del líquido para formar una espuma, se separa de la espuma y pasa al plato superior. El efecto global es un contacto de la espuma y pasa al plato superior. El efecto global es un contacto múltiple a contracorriente entre el gas y el líquido, aunque cada plato se múltiple a contracorriente entre el gas y el líquido, aunque cada plato se caracteriza por el flujo transversal de los dos. Cada plato en la torre es una caracteriza por el flujo transversal de los dos. Cada plato en la torre es una etapa, puesto que sobre el plato se ponen los fluidos en contacto íntimo, etapa, puesto que sobre el plato se ponen los fluidos en contacto íntimo, ocurre la difusión interfacial y los

ocurre la difusión interfacial y los fluidos se separan.fluidos se separan.

El número de platos teóricos o etapas en el equilibrio en una columna o tor

El número de platos teóricos o etapas en el equilibrio en una columna o torrere

sólo depende de lo complicado de la separación que se va a llevar a cabo y sólo depende de lo complicado de la separación que se va a llevar a cabo y sólo depende de lo complicado de la separación que se va a llevar a cabo y sólo depende de lo complicado de la separación que se va a llevar a cabo y sólo está determinado por el balance de materia y las consideraciones sólo está determinado por el balance de materia y las consideraciones acerca del equilibrio. La eficiencia de la etapa o plato y por lo tanto, el acerca del equilibrio. La eficiencia de la etapa o plato y por lo tanto, el número de platos reales se determina por el diseño mecánico utilizado y las número de platos reales se determina por el diseño mecánico utilizado y las condiciones de operación.

condiciones de operación. Características generales: Características generales:

-- Vertederos: Vertederos: El líquido se lleva de un plato al siguiente mediante losEl líquido se lleva de un plato al siguiente mediante los vertederos. Estos pueden ser

vertederos. Estos pueden ser tuberías circulares o, de tuberías circulares o, de preferencpreferencia, simplesia, simples partes de la sección transversal de la torre eliminadas para que el líquido partes de la sección transversal de la torre eliminadas para que el líquido fluya por los platos verticales. Puesto que el líquido se agita hasta formar fluya por los platos verticales. Puesto que el líquido se agita hasta formar una espuma sobre el plato, debe permitirse que permanezca un tiempo una espuma sobre el plato, debe permitirse que permanezca un tiempo adecuado en el vertedero para permitir que el gas se separe del líquido, de adecuado en el vertedero para permitir que el gas se separe del líquido, de tal forma que sólo entre líquido claro en el plato inferior. El vertedero debe tal forma que sólo entre líquido claro en el plato inferior. El vertedero debe colocarse lo suficientemente cerca del plato inferior como para que se una colocarse lo suficientemente cerca del plato inferior como para que se una al líquido en ese plato, así se evita que el gas ascienda por el vertedero para al líquido en ese plato, así se evita que el gas ascienda por el vertedero para acortar el camino hacia el plato superior.

acortar el camino hacia el plato superior.

-- Derramaderos: Derramaderos: La profundidad del líquido sobre el plato, requerida para elLa profundidad del líquido sobre el plato, requerida para el contacto con el gas, se mantiene mediante un derramadero, que puede ser o contacto con el gas, se mantiene mediante un derramadero, que puede ser o no continuación del plato de

no continuación del plato de descensodescenso

-- Platos Perforados: Platos Perforados: Su bajo costo ha hecho que se conviertan en los platosSu bajo costo ha hecho que se conviertan en los platos más importantes. La parte principal del plato es una hoja horizontal de más importantes. La parte principal del plato es una hoja horizontal de metal perforado, transversal al cual fluye el líquido; el gas pasa en forma metal perforado, transversal al cual fluye el líquido; el gas pasa en forma ascendente a través de las

ascendente a través de las perforaciones.perforaciones. Concepto de la etapa de equilibrio:

(10)

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions!

Start Free Trial

Cancel Anytime.

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions!

Start Free Trial

(11)

vapor y la de líquido que salen de una etapa en equilibrio están en equilibrio vapor y la de líquido que salen de una etapa en equilibrio están en equilibrio completo entre sí y se pueden utilizar relaciones termodinámicas para completo entre sí y se pueden utilizar relaciones termodinámicas para relacionar las concentraciones de las dos corrientes en equilibrio. Se diseña relacionar las concentraciones de las dos corrientes en equilibrio. Se diseña una columna hipotética que se compone de etapas de equilibrio (en lugar de una columna hipotética que se compone de etapas de equilibrio (en lugar de verdaderos platos de contacto), para realizar la separación especificada verdaderos platos de contacto), para realizar la separación especificada para la columna real. A continuación, el número de etapas hipotéticas de para la columna real. A continuación, el número de etapas hipotéticas de equilibrio se debe convertir en un número dado de platos reales, por medio equilibrio se debe convertir en un número dado de platos reales, por medio de

de eficiencias de plato eficiencias de plato que describen el punto hasta el cual el rendimientoque describen el punto hasta el cual el rendimiento de una bandeja real de contacto corresponde al rendimiento de una etapa de una bandeja real de contacto corresponde al rendimiento de una etapa de equilibrio.

de equilibrio.

El empleo del concepto de una etapa de equilibrio separa el diseño de una El empleo del concepto de una etapa de equilibrio separa el diseño de una columna de destilación en tres

columna de destilación en tres partes principalespartes principales::

 Los datos y los métodos termodinámicos que se requieren paraLos datos y los métodos termodinámicos que se requieren para

predecir las composiciones del equilibrio de fases se tienen que predecir las composiciones del equilibrio de fases se tienen que determinar

determinar cuidadosacuidadosamente.mente.

 Se debe calcular el número de etapas de equilibrio que se requierenSe debe calcular el número de etapas de equilibrio que se requieren

para lograr una separación específica o la separación que se obtendrá para lograr una separación específica o la separación que se obtendrá con un número dado de etapas de equilibrio.

con un número dado de etapas de equilibrio.

 El número de etapas de equilibrio se debe convertir en un númeroEl número de etapas de equilibrio se debe convertir en un número

equivalente de platos reales de contacto, o determinar la altura del equivalente de platos reales de contacto, o determinar la altura del empaquetamien

empaquetamiento y to y el diámetro de el diámetro de la columna.la columna.

Datos Termodinámicos: Los datos termodinámicos confiables son esenciales Datos Termodinámicos: Los datos termodinámicos confiables son esenciales para el diseño o análisis preciso de las columnas de destilación. A menudo, para el diseño o análisis preciso de las columnas de destilación. A menudo, las fallas del equipo para funcionar a los niveles especificados se pueden las fallas del equipo para funcionar a los niveles especificados se pueden atribuir, al menos en parte, a

atribuir, al menos en parte, a la falta de dichos datos.la falta de dichos datos.

-- Datos de Equilibrio de Fase: Datos de Equilibrio de Fase: Para una mezcla binaria, la temperatura y laPara una mezcla binaria, la temperatura y la presión determinan las composiciones del líquido y de vapor en el equilibrio. presión determinan las composiciones del líquido y de vapor en el equilibrio. Por consiguiente, los datos experimentales se presentan con frecuencia en Por consiguiente, los datos experimentales se presentan con frecuencia en forma de tablas de la fracción molar del vapor

forma de tablas de la fracción molar del vapor “y” “y” y la fracción molar dely la fracción molar del líquido

líquido “x” “x” , para un constituyente, en un intervalo de temperatura, para un constituyente, en un intervalo de temperatura “T” “T” , para, para una presión fija

una presión fija “P” “P” o en un intervalo de presión, para una temperatura fija.o en un intervalo de presión, para una temperatura fija. Una recopilación de dichos datos, básicamente a la presión de 101.3kPa para Una recopilación de dichos datos, básicamente a la presión de 101.3kPa para algunos sistemas binarios (principalmente no ideales) puede apreciarse en el algunos sistemas binarios (principalmente no ideales) puede apreciarse en el

(12)

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions!

Start Free Trial

Cancel Anytime.

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions!

Start Free Trial

(13)

Start Free Trial

Cancel Anytime.

fija, como

fija, como “y” “y” contracontra ”x” ”x” , con la inclusión de una pendiente de 45° como, con la inclusión de una pendiente de 45° como referencia. En la mayor parte de los sistemas binarios, uno de los referencia. En la mayor parte de los sistemas binarios, uno de los componentes es más volátil que el otro, en

componentes es más volátil que el otro, en todo intervalo de composición.todo intervalo de composición. En el diagrama

En el diagrama x-y x-y se grafica casi siempre el componente más volátil en lase grafica casi siempre el componente más volátil en la región donde se realiza la destilación. La curva que se presenta a región donde se realiza la destilación. La curva que se presenta a continuación muestra el caso más usual, en el

continuación muestra el caso más usual, en el que el componente 1permaneceque el componente 1permanece como el más volátil en todo

(14)

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions!

Start Free Trial

(15)

Start Free Trial

Cancel Anytime.

utilizar posteriormente deben concordar con las utilizadas para los datos de utilizar posteriormente deben concordar con las utilizadas para los datos de equilibrio.

equilibrio.

Método de McCabe-Thiele: Método de McCabe-Thiele: Este es un método

Este es un método gráfico muy útil, puesto que no requiere datos detalladosgráfico muy útil, puesto que no requiere datos detallados de entalpía. Excepto cuando las pérdidas de calor o los calores de solución de entalpía. Excepto cuando las pérdidas de calor o los calores de solución son extraordinariamente grandes, el método de McCabe-Thiele se adecua a son extraordinariamente grandes, el método de McCabe-Thiele se adecua a la mayoría de los fines. Su adecuación depende de que, como aproximación, la mayoría de los fines. Su adecuación depende de que, como aproximación, las líneas de operación sobre el diagrama

las líneas de operación sobre el diagrama x-y x-y puedan considerarse rectaspuedan considerarse rectas para cada sección de un fraccionado entre puntos de adición o eliminación para cada sección de un fraccionado entre puntos de adición o eliminación de corrientes.

de corrientes.

Este método se basa en la representación de las ecuaciones de balance de Este método se basa en la representación de las ecuaciones de balance de materia como las líneas de operación en el diagrama

materia como las líneas de operación en el diagrama x-y x-y . Las líneas se hacen. Las líneas se hacen rectas, como se mencionó anteriormente, y se

rectas, como se mencionó anteriormente, y se evita la necesidad del balanceevita la necesidad del balance de energía mediante la suposición de que hay un derrame molar constante. de energía mediante la suposición de que hay un derrame molar constante. Se supone que el flujo de la fase líquida es constante de plato a plato en Se supone que el flujo de la fase líquida es constante de plato a plato en cada sección de la columna entre el punto de adición (alimentación) y el de cada sección de la columna entre el punto de adición (alimentación) y el de retiro (producto). Si el flujo del líquido es constante, el flujo del vapor retiro (producto). Si el flujo del líquido es constante, el flujo del vapor tendrá que ser también

tendrá que ser también constante.constante.

La suposición del derrame molar constante representa varias suposiciones La suposición del derrame molar constante representa varias suposiciones anteriores. La más importante de ellas es la de calores molares de anteriores. La más importante de ellas es la de calores molares de vaporización iguales para los dos componentes. Las otras suposiciones son vaporización iguales para los dos componentes. Las otras suposiciones son las de que la operación es adiabática (sin “fugas de calor”) y que no hay las de que la operación es adiabática (sin “fugas de calor”) y que no hay efectos de calor de mezcla o de calor sensible. Estas suposiciones se efectos de calor de mezcla o de calor sensible. Estas suposiciones se aproximan más, para isómeros con puntos de

aproximan más, para isómeros con puntos de ebullición cercanos.ebullición cercanos.

Cuando se ha cargado una cantidad suficiente de material en la columna para Cuando se ha cargado una cantidad suficiente de material en la columna para llenar el rehervidor, los platos y el acumulador de condensado superior llenar el rehervidor, los platos y el acumulador de condensado superior

(16)

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions!

Start Free Trial

(17)

Start Free Trial

Cancel Anytime.

Volatilidad Relativa:

Volatilidad Relativa: Cuanto mayor Cuanto mayor es es la distancia la distancia entre entre la la curva decurva de equilibrio y la diagonal de la figura 1, mayor es la diferencia en las equilibrio y la diagonal de la figura 1, mayor es la diferencia en las composiciones del líquido y del vapor, y mayor

composiciones del líquido y del vapor, y mayor es la facilidad para realizar laes la facilidad para realizar la separación por destilación. Una medida numérica de lo anterior se conoce separación por destilación. Una medida numérica de lo anterior se conoce como el

como el factor de separación factor de separación o, particularmente en el caso de la destilación,o, particularmente en el caso de la destilación, la

la volatilidad relativa volatilidad relativa . Esta es la relación entre la relación de. Esta es la relación entre la relación de concentraciones de los componentes en una fase y en la otra, y es una concentraciones de los componentes en una fase y en la otra, y es una medida de la posibilidad de

medida de la posibilidad de separación.separación.

Para una

Para una solución ideal, solución ideal, la la presión parcial presión parcial en el en el equilibrio P* equilibrio P* de unde un componente a una temperatura fija es igual al producto de su fracción mol componente a una temperatura fija es igual al producto de su fracción mol en el líquido por su presión de vapor P cuando está puro a esta temperatura. en el líquido por su presión de vapor P cuando está puro a esta temperatura. Esto se conoce como la ley

Esto se conoce como la ley de Raoult:de Raoult:

Eficiencia de Etapa: En el equipo real de multietapas a contracorriente, las Eficiencia de Etapa: En el equipo real de multietapas a contracorriente, las dos fases que salen de una etapa no se encuentran en equilibrio, debido a un dos fases que salen de una etapa no se encuentran en equilibrio, debido a un tiempo de contacto insuficiente o a una dispersión inadecuada de las dos tiempo de contacto insuficiente o a una dispersión inadecuada de las dos fases en la etapa.

fases en la etapa.

Si bien el modelo físico de una etapa de equilibrio es conveniente para los Si bien el modelo físico de una etapa de equilibrio es conveniente para los cálculos antes de construir un equipo de multietapas, el número resultante cálculos antes de construir un equipo de multietapas, el número resultante de etapas de equilibrio debe relacionarse con el número de etapas reales. La de etapas de equilibrio debe relacionarse con el número de etapas reales. La relación se expresa por lo general como una

relación se expresa por lo general como una eficiencia de etapa.eficiencia de etapa. Se hanSe han definido varias eficiencias para expresar la imposibilidad de alcanzar el definido varias eficiencias para expresar la imposibilidad de alcanzar el equilibro en una etapa real. La operación de una etapa real depende de equilibro en una etapa real. La operación de una etapa real depende de muchas variables físicas. La etapa debe poner en contacto íntimo dos fases muchas variables físicas. La etapa debe poner en contacto íntimo dos fases  y

 y después después separarlas. separarlas. Un Un contacto contacto más más íntimo íntimo y y un un tiempo tiempo de de contactocontacto mayor, originan una mayor tendencia al equilibrio en las

mayor, originan una mayor tendencia al equilibrio en las corrientes de salida.corrientes de salida. Entre las variables que afectan se incluyen el área interfacial entre las Entre las variables que afectan se incluyen el área interfacial entre las

(18)

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions!

Start Free Trial

(19)

Start Free Trial

Cancel Anytime.

Las

Las eficiencias de etapa de Murphree eficiencias de etapa de Murphree describen la eficiencia de una soladescriben la eficiencia de una sola etapa. En la siguiente figura se muestra una representación esquemática de etapa. En la siguiente figura se muestra una representación esquemática de una sola etapa.

una sola etapa.

La etapa que se muestra es un plato perforado en donde las burbujas de la La etapa que se muestra es un plato perforado en donde las burbujas de la fase ligera V, suben a través de la fase pesada L.

fase ligera V, suben a través de la fase pesada L.

Se supone que el vapor que llega a una etapa se encuentra totalmente Se supone que el vapor que llega a una etapa se encuentra totalmente mezclado y tiene una composición uniforme yn+1. El vapor que sale de la mezclado y tiene una composición uniforme yn+1. El vapor que sale de la etapa tiene una composición promedio yn. Quizá se encontrará bien etapa tiene una composición promedio yn. Quizá se encontrará bien mezclado cuando llegue a la etapa de arriba, pero la composición del vapor mezclado cuando llegue a la etapa de arriba, pero la composición del vapor puede variar cerca de la superficie del líquido en la etapa n, debido a que puede variar cerca de la superficie del líquido en la etapa n, debido a que tiene contacto con un líquido de composición variable. La composición del tiene contacto con un líquido de composición variable. La composición del vapor y se aplica a un solo punto sobre la etapa donde el vapor tiene vapor y se aplica a un solo punto sobre la etapa donde el vapor tiene

(20)

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions!

Start Free Trial

(21)

Start Free Trial

Cancel Anytime.

el punto (xn,yn*)

el punto (xn,yn*) está situado en está situado en la curva la curva de equilibrio, donde xn de equilibrio, donde xn es laes la composición del líquido que sale de la etapa real. Entonces, Ev es la relación composición del líquido que sale de la etapa real. Entonces, Ev es la relación del cambio real de la composición promedio del valor al cambio que ocurriría del cambio real de la composición promedio del valor al cambio que ocurriría si todo el vapor estuviera en equilibrio con el líquido que sale realmente de si todo el vapor estuviera en equilibrio con el líquido que sale realmente de la etapa.

(22)

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions!

Start Free Trial

(23)

Start Free Trial

Cancel Anytime.

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions!

Start Free Trial

Cancel Anytime.

OBJETIVO

OBJETIVO

Determinar la eficiencia energética de una torre

Determinar la eficiencia energética de una torre de destilación de columnade destilación de columna empacada

empacada

MATERIAL

MATERIAL

-unidad extractora solido liquido -unidad extractora solido liquido -probeta graduada de 1 lt -probeta graduada de 1 lt -vaso de precipitado de 500 ml -vaso de precipitado de 500 ml -agua -agua -cronometro -cronometro

PROCEDIMIENTO

PROCEDIMIENTO

-Se coloco cierta cantidad de agua en el calderin -Se coloco cierta cantidad de agua en el calderin

(24)

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions!

Start Free Trial

Cancel Anytime.

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions!

Start Free Trial

Cancel Anytime.

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions!

Start Free Trial

Cancel Anytime.

-se procedió a encender la unidad extractora -se procedió a encender la unidad extractora

-se tomo tiempo y temperatura de el -se tomo tiempo y temperatura de el aguaagua

(25)

Start Free Trial

Cancel Anytime.

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions!

Start Free Trial

Cancel Anytime.

-se procedió a destilar y medir el

-se procedió a destilar y medir el destiladodestilado

-despues se apago la unidad -despues se apago la unidad

-se procedió a medir el agua que había quedado en

-se procedió a medir el agua que había quedado en el calderin y se procedióel calderin y se procedió a hacer los cálculos pertinentes

(26)

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions!

Start Free Trial

Cancel Anytime.

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions!

Start Free Trial

Cancel Anytime.

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions!

Start Free Trial

Cancel Anytime.

CALCULOS

CALCULOS

DATOS DATOS V=133 VOLT  V=133 VOLT  A=7.3 Amp A=7.3 Amp Destilado=mLc=250ml=.25kg Destilado=mLc=250ml=.25kg

mL=masa del liquido=3300ml=3.30 kg mL=masa del liquido=3300ml=3.30 kg Cp=1 Cp=1    Teb=100ºC Teb=100ºC Tambiente=25ºC Tambiente=25ºC tiempo=1.59 hr(7140 seg) tiempo=1.59 hr(7140 seg) mLr=3050 ml=3.05 kg mLr=3050 ml=3.05 kg λ=538 λ=538 ENTRADAS=SALIDAS ENTRADAS=SALIDAS

(27)

Start Free Trial

Cancel Anytime.

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions!

Start Free Trial

Cancel Anytime.

CONCLUSION

CONCLUSION

Es fundamental destacar que el estudiar una columna de

Es fundamental destacar que el estudiar una columna de destilación ydestilación y analizar cada uno de los pasos necesarios para un correcto inicio de analizar cada uno de los pasos necesarios para un correcto inicio de operación de la

operación de la misma, permite al estudiante enriquecer sus conocimientosmisma, permite al estudiante enriquecer sus conocimientos acerca de este método para separar los componentes de una mezcla, y acerca de este método para separar los componentes de una mezcla, y

además conocer el funcionamiento de un

además conocer el funcionamiento de un equipo de tal magnitud. Estoequipo de tal magnitud. Esto permite que al momento de ir al

permite que al momento de ir al campo de trabajo, logre desempeñarse decampo de trabajo, logre desempeñarse de una manera excelente frente a una columna de este

una manera excelente frente a una columna de este tipo.tipo.

Cabe señalar también que el tiempo depende de la

Cabe señalar también que el tiempo depende de la temperatura de ebullicióntemperatura de ebullición liquido que se este destilando

Figure

Actualización...

Referencias

Actualización...

Related subjects :