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COLUMNAS DE DESTILACIÓN CON INTEGRACIÓN
ENERGÉTICA.

Objetivos
Simular y analizar sistemas de columnas de destilación integradas energéticamente.
Implementar estructuras de sistemas de control parar estos sistemas.
Analizar la controlabilidad de estos sistemas.
Sintonizar los controladores que conforman el proceso.

Introducción.
Cuando se plantea el problema de separar los componentes que formanuna mezcla homogénea,
el ingeniero aprovecha las diferencias que existen en las propiedades de los constituyentes que
forman la mezcla para efectuar su separación. Se analizan las diversas propiedades químicas y
físicas de los constituyentes, con el objeto de determinar en cuales de esas propiedades se observa
una mayor diferencia entre los componentes ya que por lo general, cuanto mayor sea ladiferencia
de alguna propiedad, más fácil y económica será la separación deseada. Resulta evidente que el
ingeniero debe tomar en consideración muchos otros factores al seleccionar una ruta de
separación para un proceso. Los requerimientos de energía, el costo y disponibilidad de los
materiales de construcción y de proceso, así como la integración con el resto del proceso
químico, son factores quecontribuyen para determinar cual proceso de separación ofrece un
mayor atractivo desde el punto de vista económico.
Cuando la alimentación que entra en una columna de destilación es un líquido subenfriado y/o
existe una gran diferencia de temperatura entre las partes superior e inferior de la columna, con
frecuencia se utilizan los productos para precalentar la alimentación y reducir así elservicio del
ebullidor.

Tales secuencias de columnas de destilación pueden proporcionar oportunidades adicionales para
conservar la energía mediante intercambio de calor entre el condensador de una columna y el
ebullidor de otra columna. Ejemplos de estos esquemas y métodos para determinar las secuencias
óptimas de integración energética de columnas de destilación con dos productos se pueden
encontraren Rathore, Van Wormer y Powers y en Umeda, Nida y Siroco.
Las presiones se ajustan de tal forma que halla una diferencia de temperaturas razonables para la
transferencia de calor en el intercambiador de calor que sirve como condensador en la columna
de alta presión y que la mismo tiempo es el ebullidor o rehervidor en la columna de alta presión.
La integración energética se puede usar paraseparar una sola corriente de alimento. En lugar de
usar una columna con un rehervidor se utilizan dos columnas. Una opera a alta presión y otra a
baja presión

de modo

que se logren temperaturas apropiadas en el sistema acoplado de

condensador rehervidor. Este tipo de sistema esta casi siempre limitado a:
1. sistemas livianos sin componentes livianos o pesados. El efecto del componente más
livianoque el clave liviano o de pesados más pesados que el calve pesado es aumentar o
disminuir las temperaturas del acumulador de reflujo y del acumulador de la base.
2. dos sistemas que tengan componentes con puntos de ebullición que no sean muy
diferentes.
Los sistemas de componentes que no tengan estas propiedades pueden necesitar de diferencias de
presiones excesivas entre las dos columnas y poresto la integración energética nos es favorable.
Un sistema de destilación integrada energéticamente puede tener una mayor inversión de capital,
pero los ahorros en los costos de erigía casi siempre justifican esta inversión.
Hay varios diagramas de flujo alternos para la integración energética. Dos de los más usados son:
1. División del alimento: el alimento se divide entre dos columnas que operan adiferentes
presiones para suministrar un diferencial de presión de temperatura especificado.
2. división del componente liviano: todo el alimento se introduce en una columna. El
destilado de esta columna contiene la mitad del resto del componente más liviano y todo
del componente pesado.

Para la determinación la secuencia de más de dos columnas es la ecuación de Underwood, que es
una función...