Destilacion Multicomponente

09/06/2011

Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Química Dpto. de Operaciones Unitarias y Proyectos

DESTILACION MULTICOMPONENTE

Prof. Yoana Castillo yoanacastillo@ula.ve
Web:http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/yoanacastillo/

CONTENIDO
Destilación multicomponente. Métodos cortos cortos. Definiciones de componentes:
Claves, pesados.

Presión deoperación de la columna y tipo de condensadores. Método de Fenske Underwood Guilliland.
Algoritmo de resolución resolución.

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DESTILACIÓN MULTICOMPONENTE
Separación de mezclas con más de dos componentes. • Balances de masa engorrosos.

¿Si son 10 componentes?

• No se puede aplicar Método grafico de Mc Cabe Thiele. • El cálculo riguroso requiere iteraciones etapa poretapa.
Diseños preliminares, estudios paramétricos para establecer condiciones óptimas de diseño y síntesis de procesos, con el objeto de determinar la secuencia óptima de separación. Punto de partida para los métodos rigurosos.

• Métodos Cortos o aproximados

Solución:
• Métodos Rigurosos

Solución rigurosa, requiere el uso de computadoras.

MÉTODOS CORTOS

[1,2]

• Métodos deSmith-Brinkley: Solución analítica de las ecuaciones de diferencias finitas, que se pueden expresar para procesos de separación finitas por etapas cuando se conocen o se superponen las velocidades de flujo de las etapas o de las interetapas. • Métodos del grupo de Kremser: Considera solamente un tratamiento global de las etapas de la cascada sin tratar cambios detallados de temperatura y composiciónen las etapas individuales. • Método de Fenske-Underwood-Gilliland (FUG): Combina la ecuación de ( ) reflujo total de Fenske y la de reflujo mínimo de Underwood con una relación grafica de Gilliland que relaciona el comportamiento real de la columna con las condiciones de reflujo total y mínimo para una separación especificada entre 2 compuestos claves.

Se desarrollará en este curso.

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Definiciones importantes:
• Componentes Claves:

[1-3]

Son aquellos en los cuales se basa la separación de los productos. • Clave liviano o ligero (LK): Es aquel componente dentro de los livianos que está presente en los productos de tope y fondo a cualquier relación de reflujo. En general se especifica el flujo o composición en el producto de tope. • Clave pesado (HK): Esaquel componente dentro de los pesados que se distribuye dentro de los productos de tope y fondo a cualquier relación de reflujo. En general se especifica el flujo o composición en el producto de fondo.

Definiciones importantes:
• Componentes distribuidos: Es aquel o aquellos componentes que poseen volatilidad relativa intermedia entre los componentes clave liviano y pesado. Se les denominadistribuidos pesado porque se distribuyen entre el tope y fondo de la columna al igual que los claves. • Componente de referencia: El componente clave pesado es el de referencia, se debe conocer el flujo en tope y fondo. A´ B´ C´ Clave liviano (LK): C´ ( ) D´ Clave pesado (HK): E´ Reflujo E´ Distribuidos: D´ Destilado
Alimentación

A´ B´ C´ D´ E´ F´ G´

D, xD = 0.95 de C´ C´ D´ E´ F´ G´

FondoB, xB = 0.85 de E´

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Presión de operación de la columna y tipo de condensador.
Algoritmo para establecer la presión de operación de la columna y tipo de condensador [1] condensador.[1]
Comienzo Composiciones del destilado y fondo conocidas o estimadas
PD < 215 psia (1,48 MPa)

Calcular la presión PD del punto de burbuja del destilado a 120ºF (49ºC) PD > 215 psiaCalcular la presión PD del punto de rocío del destilado a 120ºF (49ºC)

Utilizar condensador total (Reponer PD a 30 psia si PD < 30 psia) TB < la temperatura de descomposición de los fondos o la temperatura crítica

PD < 365 psia (2,52MPa) Utilizar condensador parcial

Estimar la presión de fondo (PB)

Calcular la temperatura del punto de burbuja (TB) de fondo a PB
TB > la temperatura de...