820 likes | 3.25k Views
DESTILACION CONTINUA. Destilación Continua. Operación realizada en contracorriente y en varias etapas. Sinónimos : Destilación Fraccionada ; Rectificación. Equipo utilizado : Columna de Destilación (o Torre de Destilación). . Columna de Destilación: Partes Integrantes.
E N D
Destilación Continua • Operación realizada en contracorriente y en varias etapas. • Sinónimos: Destilación Fraccionada ; Rectificación. • Equipo utilizado: Columna de Destilación (o Torre de Destilación).
Columna de Destilación: Partes Integrantes • Básicamente, se distinguen 3 partes: • Condensador: puede ser Total o Parcial. • Columna propiamente dicha: se divide en dos zonas (o secciones): • Zona (o Sección) de Enriquecimiento. • Zona (o Sección) de Empobrecimiento. • Reboiler (Calderín, Caldera, Rehervidor).
Columna de Destilación ContinuaCirculación de Líquido y Vapor
Columna de Destilación ContinuaPlato (Perforado) de Destilación
Plato de Balastra Circulación de Flujos: Variantes Columna de Destilación Continua
Columna de Destilación ContinuaCaperuzas de Barboteo: Diferentes Modelos
Columna de Destilación Continua(Rehervidores: Diferentes tipos)
Balances de Materia • Importante: Todos los Balances se realizan en Estado Estacionario. • Ecuaciones de Balance general y del componente para la totalidad de la Columna. • Ecuaciones de Balance general y del componente para Zona de Enriquecimiento. • Ecuaciones de Balance general y del componente para Zona de Empobrecimiento.
Balance de Materia(Totalidad de la Columna) • Balance General: • Balance para el Componente: • Relaciones de Flujos en la Columna:
Balance de Materia(Zona de Enriquecimiento) • Balance General: • Balance para el Componente:
Zona de Enriquecimiento(Línea de Operación) Partiendo de la Ec. de Balance p/ Comp. Se obtienen: pero: con lo cual:
Zona de Enriquecimiento(Relación de reflujo o Reflujo) • Puede presentarse de dos maneras (ambas válidas solo para la Zona de Enriquecimiento): • Relación entre el Reflujo y el Destilado: Esta relación también se conoce como “Reflujo Operativo o Externo”. • Relación entre el Vapor y el Líquido: Esta relación también se conoce como “Reflujo Interno”
Zona de Enriquecimiento(Ecuaciones de Línea de Operación) • En función de los Caudales de Vapor y Líquido: • En función del Reflujo Operativo: Las pendientes de ambas ecuaciones se relacionan entre si.
Zona de Enriquecimiento(Ecuación de Línea de Operación) • Si en la Ecuación: Se reemplaza por (xn = xD); se obtiene: Conclusión: Línea de Operación intercepta a Línea de 45° en el punto (xD ; xD). Esta condición se cumple tanto para Condensadores Totales como Parciales.
Balance de Materia(Zona de Empobrecimiento) • Balance General: • Balance para el Componente:
Zona de Empobrecimiento(Línea de Operación) Partiendo de la Ec. de Balance p/Componentes: se obtiene: Pero, de acuerdo con Balance General en el reboiler: Surge que:
Línea “q”: Definiciones • Se presentan dos definiciones: • En términos de entalpías específicas: 2) En términos conceptuales: “Número de moles de líquido saturado producido por cada mol de alimentación que ingresa a la columna”
Ecuaciones de Nexo Relación entre flujos (por encima y por debajo del plato de alimentación) Línea “q”
Ecuación Líquido Frío Vapor Sobrecalentado Condiciones Térmicas de Alimentación Línea “q”
Tipos de Reflujo Operativo(Reflujo Externo) 1) Reflujo Total Características: F = D = W = 0 Condensador, hervidor y diámetro de la torre: Tamaño infinito.
Tipos de Reflujo Operativo(Reflujo Externo) 2) Reflujo Mínimo Características: Condensador; hervidor: Tamaños mínimos.
Columnas con Inyección de Vapor Vivo (o Vapor Directo) • Características: • Usadas para destilación de mezclas binarias acuosas. • No tienen reboiler. • Ecuación de Línea de Operación Zona de Enriquecimiento se obtiene de manera similar a lo ya visto para columnas de destilación. • Ecuación de Línea de Operación Zona de Empobrecimiento debe pasar por el punto (x =xw ; y =0). • Intersección Línea Operación Zona Empobrecimiento y Línea 45° se verifica en: y = x = [Wxw / (W – S)]. • Requiere una fracción de etapa extra, respecto de la columna equipada con reboiler.
Eficiencia de Platos • Conceptos válidos para Columnas de Destilación y también es aplicable a Torres de Absorción – Desorción. • Plato Ideal: Concentraciones de corrientes que abandonan el plato se encuentran en estado de equilibrio. • Plato real: Las concentraciones antes mencionadas NO se hallan en estado de equilibrio.
Eficiencia de Platos • Hay tres tipos de Eficiencia de Platos: • Eficiencia Total (o Eficiencia Global): Se refiere a la totalidad de la columna. • Eficiencia de Platos de Murphree (EM): Puede referirse al vapor (gas) o al líquido. Por ejemplo, para el vapor se tiene:
Eficiencia de Platos • Eficiencia de Platos Puntual (o Local, o Eficiencia Puntual de Murphree) (EMP): Puede referirse al vapor (gas) o al líquido. Por ejemplo, para el vapor se tiene:
Eficiencia de Platos Plato Perforado: a) Eficiencia de Platos de Murphree (EM). b) Eficiencia de Platos Puntual (EMP).
Relación entre Eficiencias de Platos Caso 1: Relación entre Eo y EM. • Se conoce, o se puede predecir, la EM. • Pendiente (m) de la Línea de Equilibrio es constante. • Pendiente de la Línea de Operación (L/V) es constante.
Relación entre Eficiencias de PlatosMétodo Gráfico Caso 2: Relación entre E0 y EM.
Relación entre Eficiencias de PlatosMétodo Gráfico Caso 2: Relación entre E0 y EM.