UNIVERSIDAD NACIONAL N ACIONAL AUTÓNOMA AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULT FACULTAD DE QUÍMICA QUÍMI CA
LABORATORIO DE INGENIERÍA QUÍMICA III
PRÁCTICA 2 ABSORCIÓN DE CO 2 EN UNA COLUMNA EMPACADA EMPACADA
INTEGRANTES: Ahedo Sánchez e!"! #$%d&'&( A)%n*o #&$$en% o!+ Má(,-ez L.)ez U(&e$ A'%do( M%/o(*% Ná0e(% M&do(/ Me01% &'+nez Be%(&z P&'ene$ 3(%nco -$&o R&4e(% 5e(nández 5-'6e(o Sánchez Lo(enzo 7%(% I4onne
M+8&co D939 % ; de Se)&e'6(e de 2;<
LIQ III
ABSORCIÓN DE CO2 EN UNA COLUMNA EMPACADA PROBLEMA Se de!e% %6!o(6e( e$ =;> de CO2 de -n% co((&ene *%!eo!% co')-e!% )o( %&(e / 6&.8&do de c%(6ono en -n% co$-'n% e')%c%d% con %n&$$o! R%!ch&*9 E$ ?$-0o de $% %$&'en%c&.n e!á en(e @;9; ;9<2 *'o$ de 'ezc$%Fh con -n% co')o!&c&.n en(e @2;2 > en '%!% de CO29 P%(% $o*(%( e!% %6!o(c&.nH !e en!%/%(án (e! ?$-0o! co')(end&do! en(e @ J L F h de 'onoe%no$%'&n%%*-% @MEA %$ <=> en '%!%9
OBJETIVO C%$c-$%( <9 E$ ?$-0o de !o$-c&.n de MEA en L F h ,-e $o*(e e!% !e)%(%c&.n 29 E$ coe?&c&ene 4o$-'+(&co *$o6%$ de (%n!?e(enc&% de '%!% K7% en kgmol de A transferidos 2
h m ∆ Ya
INTRODUCCIÓN L% %6!o(c&.n e! -n )(oce!o de (%n!?e(enc&% de '%!% en e$ c-%$ -n ! o $ - o @ 'ezc$% de *%!e! e! %6!o(6&do )o( 'ed&o de -n $1,-&do9 L% 'ezc$% *%!eo!% con!&!e c%!& !&e')(e de - n * % ! & n e ( e / e $ ! o $ - o 9 E $ $ 1 , - & d o e ! % ' 6 & + n c % ! & & n ' & ! c & 6 $ e e n $ % ? % ! e *%!eo!% e!o e!H !- 4%)o(&z%c&.n en $% ?%!e *%!eo!% e! )oco con!&de(%6$e9 L% %6!o(c&.n de *%!e! e! -n% o)e(%c&.n en $% c-%$ -n% 'ezc$% *%!eo!% !e )one en con%co con -n $1,-&doH % ?&n de d&!o$4e( de '%ne(% !e$ec&4% -no o 'á! co')onene! de$ *%! / de o6ene( -n% !o$-c&.n de +!o! en e$ $1,-&do9 P%(% $% %6!o(c&.n !e )-ede -&$&z%( co$-'n%! /% !e%n de )$%o! @con%co con&n-o )o( e%)%!H o 6&en co$-'n%! de (e$$eno @con%co con&n-o9 En %'6o! c%!o! !e e')$e% $% ?-e(z% *(%4&%o(&% )%(% $% c&(c-$%c&.n de$ $1,-&do / e$ *%! % con(%co((&ene9
LIQ III
E!e &)o de %6!o(c&.n !e -&$&z% % e!c%$% &nd-!(&%$ )%(% e$ $%4%do de *%!e! %'%(*o!H d&cho )(oce!o e! conoc&do con e$ no'6(e de end-$z%'&eno o )(oce!o G&(6oo$H d&cho )(oce!o con!&!e en $%4%( e$ *%! %'%(*o con -n% !o$-c&.n %c-o!% de D&e%no$%'&n% @DEA o Monoe%no$%'&n% @MEA9 L% 'á! -&$&z%d% e! $% DEA d%do !- 6%0o (%n*o de co((o!&.nH d&ch%! !-6!%nc&%! %6!o(6en $%! c&%d%! &')-(ez%! / en $% !&*-&ene ?%!e de$ )(oce!o $% DEA o MEA !e (e*ene(% con -n (%%'&eno de 4%)o( / !e (ec&c$%H $&6e(%ndo e$ CO2 / e$ %z-?(e %6!o(6&do en ?o('% de ác&do !-$?h1d(&co9
DATOS Y RESULTADOS OBTENIDOS T%6$% <9 #%$o(e! de 3$-0o! de %&(e @G o6en&do!H )%(% c%d% ?$-0o de MEA @L e!%6$ec&do!9
Temperatura de la solución = 23°C Área transversal de fujo entre empaques = 0002 cm2 Concentración Concentración L2 "aire "aire (MEA) (MEA) % a!a (L/h) (%) (L/h)ST Entra&a Sai&a Entra&a Sai&a #$%"2 !"! 2"3 #2$ #%&! !%$ 20 $ #$%"2 %'0 2"3 #0& #%&! ""3 20 $ #$%"2 3&% 2"3 0'0 #%&! $'! 20 $
Temperatura del aire = 22 °C "aire "aire (#$o/h (#$/h) ) 00!!$"& #'!2#& 22% '$ 00!!$"& #'!2#& 22% '$ 00!!$"& #'!2#& 22% '$ "aire (L/h)LAB
T%6$% 29 #%$o(e! de$ )o(cen%0e de CO 2 %6!o(6&do / (e'o4&do )%(% c%d% ?$-0o de CO 2 %$&'en%do9
CO2 (%'e!o) "CO2 "CO2 "CO2 "CO2 ( (#$/h) (#$/h)L (#$o ) AB /h) ST Entra& Sai& a a 0%0" 0"%#$ #'!"0 $$&3 3% 00#$'# !0 3 !' %$ 0%0" 0"%#$ #'!"0 %'&3 3% 00#$'# !0 3 !' &' 0%0" 0"%#$ #'!"0 '3#& 3% 00#$'# !0 3 !' '#
Aire (%'e!o) Entra &a '#23 & '#23 & '#23 &
CO2 CO2 a!or reoi i&o (%) &o (%)
Sai& a &%% !"0$' !"0$'2 0" 2 &$# "'%'3 "'%'3% 0" % " %%"%3 %%"%3# '0 #
T%6$% 9 #%$o(e! de ?$-0o 'o$%( de MEA % $% en(%d% con !- co((e!)ond&ene co')o!&c&.n )%(% c%d% ?$-0o %$&'en%do9
*+,o &e aienta
*+,o MEA
*+,o &e -$o #$o/ o/h o/h L2 a$+a (!o+ci h (MEA (A$+a) (-o/
.2 (-o CO2/-o
LIQ III ción (L2) (-$/h)
(-$/h)
(-$/h)
3&"%&
0"3%2
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ón) 2$&00 # 2$&00 # 2$&00 #
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2O)
#03& #'%03 0#&%$ &! '0 #%2! 2!#!0 0233& 02'!0 0% #$ 20#& 3%&30 030&3 03!&% 3& #! 0#%&3
0 0 0
T%6$% 9 #%$o(e! de $% co')o!&c&.n de$ *%! % $% !%$&d% co((e!)ond&ene! )%(% c%d% ?$-0o de %$&'en%c&.n9
*+,o &e Aire Aire aienta (-$/ (-$o ción ("0) h) /h) (-$/h) 22% 00&2$ 00!!"# 0" 22% 00&2$ 00!!"# 0" 22% 00&2$ 00!!"# 0"
CO2 o/h o/h (-$/h 1CO2 (Aire) (CO2) )
1aire
1CO2
1aire
0"%# !!"0 #$'0 000$ 002' 0#32 0'" $ %$ %3 2" 0# # !& 0"%# !!"0 #$'0 000$ 002' 0#32 0'" $ %$ %3 2" 0# # !& 0"%# !!"0 #$'0 000$ 002' 0#32 0'" $ %$ %3 2" 0# # !&
Y 0 (-o CO2/-o aire) 0#%22# 0#%22# 0#%22#
T%6$% =9 #%$o(e! de @LFG '&n co((e!)ond&ene! )%(% c%d% ?$-0o de CO 2
-$/h o/h L(-o/ "(-o CO2 L/" (Aire) h) /h) (reae!) 0#02#2% 0#0%''! 32&332" 00!!"0% 20%233! !& 2# 0#%&2! $2 %! 0#33&%$ 0#$0&%% 32$%03% 00!!"0% 30#3%%' 0& 2" #! 0233'! $2 &! 0#'&0'! 020$23$ 3#"#3'$ 00!!"0% 3&'%#!# 2! !% '3 030&2! $2 &% o/h (CO2)
T%6$% 9 #%$o(e! de $% co')o!&c&.n $&,-&d% @MEA / *%!eo!% @CO 2 co((e!)ond&ene! )%(% c%d% @LFG '&n c%$c-$%d%9
30
12
L/"
(-o CO2/-o 2O)
(-o CO2/-o aire)
20%23 30#3" 3&'%2
00%&0%2%" 003"'0'&' 0023#'
%$003#0# 00$#2' 00%&'#
T%6$% 9 #%$o(e! de $% co')o!&c&.n en e$ do'o / ?ondo co((e!)ond&ene! )%(% e$ ?$-0o de 9= LFh de MEA
LIQ III 3
&oo 4on&o
1 003#00& 0 &" 00%&0%2 0#%220% %" !$
T%6$% J9 #%$o(e! de $% co')o!&c&.n en e$ do'o / ?ondo co((e!)ond&ene! )%(% e$ ?$-0o de =9J LFh de MEA
3
&oo 4on&o
1 00$#2!& 0 ! 003"'0' 0#%220% &' !$
T%6$% 9 #%$o(e! de $% co')o!&c&.n en e$ do'o / ?ondo co((e!)ond&ene! )%(% e$ ?$-0o de 9 LFh de MEA
3
&oo 4on&o
1 00%&'## 0 %3 0023#'$ 0#%220% % !$
1 ! 3 03% 03 02% 02
Y
0#%
()*+ = 20%* , 003 -. = #
0# 00% 0 0
00# 002 003 00$ 00% 00" 00!
.
Curva de equili/rio peración real Linear )peración real+
LIQ III
1 ! 3 03% 03 Curva de equili/rio Lo1aritmic )Curva de equili/rio+ Lo1aritmic )Curva de equili/rio+ peración m*ima peración real Linear )peración real+
02% 02
Y
0#%
()*+ = 30#* , 00$
0# 00% 0 0 00# 00# 002 002 003 003 00$ 00$
.
1 ! 3 03% 03 02% 02
Y 0#%
()*+ = 3&&* , 00"
0# 00% 0 0
00# 00# 002 002 003 003 00$
.
Curva de equili/rio Lo1aritmic )Curva de equili/rio+ Lo1aritmic )Curva de equili/rio+ peración m*ima Linear )peración m*ima+ peración real Linear )peración real+
LIQ III MEMORIA DE C5LCULO Baance &e ateria $oa 2200 "
CUESTIONARIO 1.- Para caa !"#$% & '%"#c()* & MEA #+("(,a% &(a*+& #* /a"a*c& & a+&r(a &'+a/"&c&r0 % L% ec-%c&.n de $% $1ne% de o)e(%c&.n9 6 C%$c-$%( $% concen(%c&.n de$ $1,-&do % $% !%$&d% en (e$%c&.n 'o$%(9 c T(%z%( $% $1ne% de o)e(%c&.n 0-no % $% c-(4% de e,-&$&6(&o de$ !&!e'% CO2 MEA en %*-% %$ <= > en )e!o @G(á?&c%<H &nd&c%( ,-+ (e)(e!en%n $o! do! e8(e'o!9 L% c-(4% de e,-&$&6(&o !e enc-en(% en e$ %ne8o C de$ *-&on d C%$c-$%( e$ > de CO2 %6!o(6&do / e$ > de CO2 (e'o4&do
2.- Q# ca/(%3'4 '& %/'&r5a3*4 &* "a "6*&a & %7&rac()* a" 5ar(ar &" !"#$% & '%"#c()* & MEA c)% '& r&"ac(%*a c%* &" 8 & CO2 a/'%r/(%9 L% )end&ene @LFG de $%! $1ne%! de o)e(%c&.n 4% %-'en%ndoH e!o (e$%c&on% e$ > CO2 %6!o(6&do )o(,-e $% )end&ene (e)(e!en% e$ 6%$%nce de '%e(&% :.- D& ac#&r% a "%' r&'#"+a%' &" 7#*+% 1; D& <# &7&*& "a c%7%'(c()* &" "6<#(% a "a 'a"(a & "a c%"#*a9 De)ende de $o! ?$-0o! %no de *%! co'o de $1,-&do / !-! (e!)ec&4%! co')o!&c&one! de MEA / CO2 =.- Ca"c#"ar "a r&"ac()* 3L>' ? @>'4 & %7&rac()* 7ara caa !"#$% & '%"#c()* & MEA #+("(,a%. L>' %" & a#a ? ; @' %" & a(r& ? L ´ YE YS G ´ XS XE =
−
−
3LUO @LF5 9=
L>?@> 29;=2
LIQ III
=9J; 9
J 9;<== 9J=< 2
.- U+("(,ar "a @rG!(ca 1 7ara (*(car &(a*+& +ra,%' c#G" &' "a !#&r,a (r&c+%ra % (7#"'%ra & "a +ra*'!&r&*c(a & a'a. Un *(%d&ene de concen(%c&one! )(o4oc%do )o( $% (e%cc&.n de$ CO2 / MEA H.- C#G" '&r6a &" 5a"%r G(% & "a c%*c&*+rac()* &" "6<#(% a "a 'a"(a9. E' 7%'(/"& %/+&*&r &'+a c%*c&*+rac()*9 E7"(car '# r&'7#&'+a. E$ 4%$o( de $% &ne(!ecc&.n de $% $1ne% de o)e(%c&.n con $% c-(4% de e,-&$&6(&oH )e(o no e! )o!&6$e o6ene( e!% concen(%c&.n den(o de -n% co$-'n% /% ,-e e!o &')$&c%(1% -n% $on*&-d &n?&n&% de$ e,-&)o9 .- D&'& #* 7#*+% & 5('+a %7&ra+(5%; Q# '(*(!(ca "a r&"ac()* 3L>' ? @>'4 6*(%9 Re)(e!en% $% 'á8&'% c%n&d%d de CO2 %6!o(6&d% )%(% c%d% ?$-0o9 K.- U+("(,ar "a @rG!(ca 1 7ara ca"c#"ar &" *&r% & #*(a&' & +ra*'!&r&*c(a & a'a 7ara caa c%rr(a &7&r(&*+a" & ac#&r% a "a '(#(&*+& &c#ac()* & ('&%0
.- Ca"c#"ar &" c%&!(c(&*+& 5%"#+r(c% "%/a" & +ra*'!&r&*c(a & a'a a &* 3%" & CO2 +ra*'!&r(%' ? 3 : %" CO2 +ra*'!&r(%' ? %" A(r&4
1.- A 7ar+(r & "a &c#ac()* & ('&%; ca"c#"ar 7ara caa c%rr(a &7&r(&*+a"; "a' a"+#ra' & "a' #*(a&' & +ra*'!&r&*c(a
LIQ III
11.- E"a/%rar #*a rG!(ca & UT %+ra & NUT c%*+ra "%' !"#$%' & '%"#c()* & MEA #+("(,a%' 3@rG!(ca 2 :4. Q# c%7%r+a(&*+% %/'&r5a9. D('c#+(r '#' r&'#"+a%'.
12.- E"a/%rar #*a rG!(ca & a c%*+ra !"#$% & '%"#c()* & MEA 3@rG!(ca =4. C#G" &' &" c%7%r+a(&*+% %/'&r5a%9
1:.- C#G" &' &" !"#$% & '%"#c()* & MEA a" 18 <#& 7r%#c& #*a '&7arac()* 3a/'%rc()*4 & CO2 &* "a c%rr(&*+& a'&%'a &" 89
% CO2 a!ori&o !6 *+,o MEA '0000 ()*+ = %$'* , 3$&$ "0000 -. = 0&' $0000 % CO2 a!ori&o 20000 0000 3%0 $00 $%0 %00 %%0 "00 "%0 !00 !%0 '00
*+,o L2 (L/h)
X
=
50 −34.942 5.4799
2.75
=
: L?
CONCLUSIONES A$ %-'en%( e$ ?$-0oH $%! -n&d%de! de (%n!?e(enc&% no! %-'en%nH )e(o $% %$-(% de c%d% -n% de e!%! -n&d%de! no! d&!'&n-/eH /% ,-e &enen ,-e c-')$&( $% (e$%c&.n ,-e ! )(od-co no! de $% %$-(% (e%$ de $% o((eH ,-e e! de
LIQ III
BIBLIO@RAFÍA <9 TRE7BALH Ro6e( E9 O)e(%c&one! de T(%n!?e(enc&% de '%!%9 Se*-nd% Ed&c&.n9Ed&o(&%$ McGRA5ILL9 M+8&co9 <JJ9 Pá*&n%!: ;=9 29 GEANKOPOLISH C9 G9 P(oce!o! de (%n!)o(e / o)e(%c&one! -n&%(&%!9 Te(ce(%Ed&c&.n9 Ed&o(&%$ CECSA9 M+8&co9 <J9 Pá*&n%!: J;9 9 OPERACIONES BASICAS9 EN SI9 P(&'e(% Ed&c&.n9 9 M9 Co-$!onH9 39R&ch%(d!onH9 R9 B%ch-(!H9 59 5%(e( 9 E8)e(&'eno To((e de A6!o(c&.n9 Un&4e(!&d%d de P-e(o R&co9 O)e(%c&one!Un&%(&%!