Destilación simple por lotes o diferencial

Destilación Tarea #

Jazmín Oramas Jiménez 101D7042 04/07/2013

DESTILACIÓN SIMPLE POR LOTES O DIFERENCIAL En este tipo de destilación, primero se introduce líquido en un recipiente de calentamiento. La carga líquida se hierve lentamente y los vapores se extraen con la misma rapidez con que se forman, enviándolos a un condensador donde se recolecta el vapor condensado (destilado). La primera porción de vapor condensado es más rica en el componente más volátil A. A medida que se procede con la vaporización, el producto vaporizado es más pobre en A. En la figura 11.3-2 se muestra un destilador simple. La operación se inicia introduciendo en el destilador una carga de LI moles de componentes A y B con una composición X1 fracción mol de A. En un momento dado, habrá L moles de líquido remanentes en el destilador con una composición x y la composición del vapor que se desprende en equilibrio es y. Se ha vaporizado entonces una cantidad diferencial dL. La composición del recipiente varía con el tiempo. Para determinar la ecuación de este proceso, se supone que se vaporiza una cantidad pequeña dL. La composición del líquido varía de x a x - dx y la cantidad de líquido de L a L - dL. Se hace un balance de materiales con respecto a A, donde la cantidad original = cantidad remanente en el líquido + cantidad de vapor. XL =(x-dx) (L-dL) + ydL Efectuando la multiplicación del lado derecho xL=xL-xdL-Ldx+dxdL+ydL + y dL Despreciando el término dx dL y reordenando,

Integrando,



LOS EFECTOS DE LA DESTILACIÓN TÉRMICA SOBRE EL RENDIMIENTO DE LAS COLUMNAS DE DESTILACIÓN DIFERENCIAL DE CONTACTO

Se muestra por una columna de destilación diferencial-contacto que cuando hay evaporación neta o condensación dentro de la red de la columna de la altura de una unidad de transferencia debería ser menor de lo que es para condiciones adiabáticas. Sin embargo, esta mejora en la eficiencia, que es debido a la destilación térmica se produce, además de ponerse en contacto con la destilación, se detecta experimentalmente sólo para la condensación neta. También se muestra que, para la misma relación de reflujo en la parte superior de la columna, cuando se prevé la destilación térmica se necesitan menos unidades de transferencia, aparentemente dando una mejora adicional en el rendimiento. Sin embargo, operando bajo el criterio más realista de la misma carga de calor por unidad de rendimiento, lo que implica una relación de reflujo mayor para condiciones adiabáticas, una columna da aproximadamente la misma separación si hay destilación térmica o no.

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W. Smith

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Department of Chemical Engineering, University of Nottingham, Nottingham NG7 2RD, England

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http://dx.doi.org/10.1016/0009-2509(84)87007-4, How to Cite or Link Using DOI Copyright © 1947 Published by Elsevier Ltd.


Jazmín Oramas Jiménez 101D7042 04/07/2013 METODO DE McCABE-THIELE

El objetivo de la destilación es alcanzar un destilado rico en el componente ligero y un residuo rico en el componente pesado Para aplicar este método es necesario conocer:     

La fase de la alimentación (el porcentaje de vaporización) La naturaleza de condensador si es parcial o total Relación del reflujo a reflujo mínimo La composición del destilado y del fondo Se considera que la presión es constante a lo largo de la columna

Gracias a este método se puede determinar:    

Numero de etapas de equilibrio: N Número mínimo de etapas necesarias: Nmin Reflujo mínimo: Rmin Plato de alimentación optimo

Para trazar la recta de la sección de la rectificación se debe realizar un balance de materia a la parte superior de la columna: y = (R/R+1)· x + (1/R+1)·xD Despejando: y = (L/V)· x + (D/V)· Xd Otra manera alternativa de expresar esta misma ecuación es empleando la relación de Reflujo R=L/D sustituyendo se obtiene: y = (R/R+1)· x + (1/R+1)·xD Para calcular la recta de la sección de agotamiento se procede de igual manera: L'· x = V'· y + B· xB y = (L'/ V')· x - (B/ V')· xB Se comprueba que para la sección de rectificación la pendiente de la recta es L/V <1 mientras que en la sección de agotamiento la pendiente es L'/V' >1 Para expresar la recta de alimentación es necesario calcular un



parámetro, q, cuyo valor va a ser función de la vaporación de la mezcla de entrada: q = (L'- L)/ F Si la mezcla está parcialmente vaporizada q<1, si la alimentación es un líquido subenfriado, q>1, y si es un vapor sobrecalentado, q<0. El cálculo de q se generaliza con la siguiente expresión: Para un líquido subenfriado:

Para un vapor sobrecalentado

Considerando las siguientes ecuaciones:   

y· (V-V') = (L-L')· x + D· xD + B· xB D· xD + B· xB = F· zF F + V' + L = V + L'

Y sustituyendo, se obtiene: y = (q/ q-1)· x - (zF/ q-1)

Ahora se procede a la representación gráfica para halle el número de etapas de equilibrio y el plato óptimo de alimentación.



Hay que tener en cuenta que si el condensador es parcial la primera etapa de equilibrio corresponde al condensador y que la última etapa es el hervidor. Para averiguar el valor del reflujo mínimo el punto de intersección de las rectas de alimentación rectificación y agotamiento se debe encontrar sobre la curva de equilibrio. En este caso el número de platos de hace infinito. El valor Rmin se deduce del valor de la ordenada en el origen. También es posible hacer el cálculo a partir de la pendiente de la recta de la rectificación (reflujo interno mínimo): (L / V)min = Rmin/ Rmin+1

Para hallar el número mínimo de etapas necesarias, Nmin, para llevar a cabo la separación, los escalones se deben apoyar simultáneamente sobre la línea de 45º y la curva de equilibrio, debido a que las líneas de operación coinciden ambas con la diagonal. Esta condición se denomina de reflujo total y el punto de intersección sobre la curvade equilibrio se denomina punto de pinzamiento o pinch point

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Destilación simple por lotes o diferencial

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