TECNOLOGICO NACIONAL DE MEXICO
Departamento de Ingeniería Química
REPORTE DE RESIDENCIAS PROFECIONALES
ANÁLISIS TERMODINÁMICO DE LA L A COLMNA DE DESTILACI!N OLDERS"A#$
REALIZADO POR: PEDRO MANEL L!PE% SERRANO
IN&$ ARNOLDO PI'ON ORDA% FLORES
ASESOR EXTERNO
)))))))))))))))))))))))))))
REVISOR 1
DR$ RAFAEL RAFAEL (IMENE%
ASESOR INTERNO
)))))))))))))))))))))))))))
REVISOR 2
1
MINATITLÁN, VER., AGOSTO DEL 2015 INDICE DE CONTENIDOS INTRODCCION**************** INTRODCCION****** ********************* ************+ *+ (STIFICACION$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ (STIFICACION$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$*$, $$*$, O-(ETI.O$$$***************$$ O-(ETI.O$$$***************$$$********* $**************$/ *****$/ CAPITLO + DESCRIPCION DE LA EMPRESA +$+ DESCRIPCION &ENERAL*$$$***** &ENERAL*$$$***************$ **********$$$****0 $$****0 +$,POLITICA1 MISION 2 .ISION****************** .ISION********************$$3 **$$3 CAPITLO , MARCO TEORICO ,$+ PRINCIPIOS &ENERALES******** &ENERALES**********$$$*$$$$$$ **$$$*$$$$$$***$$****$4 ***$$****$4 ,$, CONCEPTO DE ETAPA DE EQILI-RIO*****$$$*$$$$*$$***$*$$+5 ,$/ DATOS DATOS TERMODINÁMICOS*** TERMODI NÁMICOS********$$$$$$** *****$$$$$$****$$***$**$$ **$$***$**$$+5 +5 ,$6 DATOS DATOS DE EQILI-RIO DE FACES****$$$*$$$**$$******$*+ FACES****$$$*$$$* *$$******$*+77 ,$0 CALCLO POR ETPAS ETPAS DE EQILI-RIO*****$$$$$$$*$$***** EQILI-RIO*****$$$$$$$*$$*****$$$,6 $$$,6 ,$3 TIPOS DE COLMNAS DE DESTILACION********$$$ DESTILACION********$$$*$$***$,6 *$$***$,6 ,$8 COLMNAS DE PLATOS PLATOS PARA PARA CONTACTO CONTACTO .APOR9LIQ .APOR9LIQIDO$$$*$$ IDO$$$*$$*$$,4 *$$,4 ,$4 DIAMETRO DE LA COLMNA******* COLMNA**********$$$****$ ***$$$****$$***$$$/, $***$$$/, ,$7 ALTRA ALTRA DE LA COLMNA***********$$$$*** COLMN A***********$$$$****$$***$$/6 *$$***$$/6 ,$+5 DISPOSITI.OS INTERIORES DE LAS LAS COLMNAS***$$$$$$$$$***$$/6 COLMNAS***$$$$$$$$$***$$/6 ,$++ COLMNAS DE RELLENO FRENTE FREN TE A COLMNAS COLMN AS DE PLATOS$$$*$$$/3 ,$+, CONDICIOES CONDICIOE S QE FA.ORECEN FA.ORECEN A LAS COLMNAS DE PLATOS*$$$/3 PLATOS*$$$/3 CAPITLO / DESARROLLO E:PERIMENTAL E:PERIMENTAL 2
MINATITLÁN, VER., AGOSTO DEL 2015 INDICE DE CONTENIDOS INTRODCCION**************** INTRODCCION****** ********************* ************+ *+ (STIFICACION$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ (STIFICACION$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$*$, $$*$, O-(ETI.O$$$***************$$ O-(ETI.O$$$***************$$$********* $**************$/ *****$/ CAPITLO + DESCRIPCION DE LA EMPRESA +$+ DESCRIPCION &ENERAL*$$$***** &ENERAL*$$$***************$ **********$$$****0 $$****0 +$,POLITICA1 MISION 2 .ISION****************** .ISION********************$$3 **$$3 CAPITLO , MARCO TEORICO ,$+ PRINCIPIOS &ENERALES******** &ENERALES**********$$$*$$$$$$ **$$$*$$$$$$***$$****$4 ***$$****$4 ,$, CONCEPTO DE ETAPA DE EQILI-RIO*****$$$*$$$$*$$***$*$$+5 ,$/ DATOS DATOS TERMODINÁMICOS*** TERMODI NÁMICOS********$$$$$$** *****$$$$$$****$$***$**$$ **$$***$**$$+5 +5 ,$6 DATOS DATOS DE EQILI-RIO DE FACES****$$$*$$$**$$******$*+ FACES****$$$*$$$* *$$******$*+77 ,$0 CALCLO POR ETPAS ETPAS DE EQILI-RIO*****$$$$$$$*$$***** EQILI-RIO*****$$$$$$$*$$*****$$$,6 $$$,6 ,$3 TIPOS DE COLMNAS DE DESTILACION********$$$ DESTILACION********$$$*$$***$,6 *$$***$,6 ,$8 COLMNAS DE PLATOS PLATOS PARA PARA CONTACTO CONTACTO .APOR9LIQ .APOR9LIQIDO$$$*$$ IDO$$$*$$*$$,4 *$$,4 ,$4 DIAMETRO DE LA COLMNA******* COLMNA**********$$$****$ ***$$$****$$***$$$/, $***$$$/, ,$7 ALTRA ALTRA DE LA COLMNA***********$$$$*** COLMN A***********$$$$****$$***$$/6 *$$***$$/6 ,$+5 DISPOSITI.OS INTERIORES DE LAS LAS COLMNAS***$$$$$$$$$***$$/6 COLMNAS***$$$$$$$$$***$$/6 ,$++ COLMNAS DE RELLENO FRENTE FREN TE A COLMNAS COLMN AS DE PLATOS$$$*$$$/3 ,$+, CONDICIOES CONDICIOE S QE FA.ORECEN FA.ORECEN A LAS COLMNAS DE PLATOS*$$$/3 PLATOS*$$$/3 CAPITLO / DESARROLLO E:PERIMENTAL E:PERIMENTAL 2
/$+ DESARROLLO E:PERIMENTA E:PERIMENTAL*********** L******************/4 *******/4 /$, ESPECIFICACIONES DE LA COLMNA OLDERS"A#*******$$$/7 OLDERS"A#*******$$$/7 CAPI CAPIT TLO LO 6 OPER OPERA ACI!N CI!N 2 MA MANT NTEN ENIIMI MIEN ENT TO DE LA COL COLMN MNA A DE DESTILACION OLDERS"A# 6$+ INSTALACION INSTALACION DE LA COLMNA************* COLMNA*****************$$63 ****$$63 6$, PRE.IO AL AL ARRANQE************* ARRANQE*********************$$68 ********$$68 6$/ OPERACI!N DE LA COLMNA******* COLMNA***************** ***********$68 *$68 6$6 EQIPO DE SE&RIDAD****** SE&RIDAD*********$$$***** ***$$$*********$**64 ****$**64 CAPITLO 0 RESLTADOS 2 DISCSI!N INDICE DE TA-LAS TA-LA TA-LA ,$+ DATOS DATOS DE EQILI-RIO********* EQILI- RIO*****************$$$$ ********$$$$$,5 $,5 TA-LA TA-LA /$+ ESPECIFICACIONES DE LA -OM-A DE LLENADO*****$$65 LLENADO*****$$65 TA-LA TA-LA 0$+ INDICE DE REFRACCI!N DE LA ME%CLA ETO"9",O****$0+ ETO"9",O****$0+ TA-LA TA-LA 0$, RESLTA RESLTADO DEL CÁLCLO DE LAS PROPIEDADES PROPIED ADES FISICAS 2 QIMICAS DE LA L A ME%CLA ETO"9",O*******$$$****$ ETO"9",O*******$$$****$0, 0, TA-LA TA-LA 0$/ ALIMENTACION DEL TERMOSIFON TERMOSI FON 2 TEMPERATRA A DIFERENTES TIEMPOS*********$$$$*****$06 TA-LA TA-LA 0$6 CANTIDAD DE DESTILADO 2 TEMPERATRA A DIFERENTES TIEMPOS******** TIEMPOS*************$***** *****$***********06 ******06 TA-LA TA-LA 0$0 DATOS DATOS DEL CONDENSADOR A DIFERENTES DIFEREN TES TIEMPOS*$$$*$00 TIEMPOS*$$$* $00
3
INDICE DE &RAFICAS &RÁFICA 0$+ PORCIENTO DE ETANOL A DISTINTO INDICE DE RFRACCION$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$67 &RAFICA 0$, PORCIENTO MOL A DISTINTO PORCIENTO DE ETANOL****************************$$$**$$67 INDICE DE FI&RAS FI&RA ,$+ DIA&RAMA ESQEMATICO DE LA COLMNA OLDERS"A#*****************************4 FI&RA ,$, DIA&RAMA ESQEMATICO DE LA COLMNA OLDERS"A# INDICANDO LAS DIFERENTES %ONAS**********$+5 FI&RA ,$/ PROCESO DE REFL(O O RECTIFICACION EN NA COLMNA DE DESTILACION******************$***$,6 FI&RA ,$6 COLMNA DE CONTACTO CONTINO**********$$$,0 FI&RA ,$0 COLMNA DE RELLENO$ +; TOMA DE MESTRA A LA SALIDA DE LA COLMNA1 ,; RELLENOS1 /; .AL.LA DE RE&LACION DE LA PRESION DE LA COLMNA1 6; TOMA DE MESTRA DE MEDIO DE LA COLMNA1 0; PARTE SPERIOR DE LA COLMNA1 3; SILENCIADOR***********$$*$,3 FI&RA ,$3 COLMNA DE CONTACO POR ETAPA1 O COLMNA DE PLATOS O PISOS************************$*,8 FI&RA ,$8 .AL.LAS REPRESENTATI.AS< A; &LITSC" TIPO A9+1 -; =OC" TIPO A1 C; =OC" TIPO T**************$*****,7 FI&RA ,$4 PLATO PERFORADO*******************/5 FI&RA ,$7 AL&NAS CAPER%AS DE -OR-OTEO********$*$$/+ FI&RA ,$+5 CAPACIDAD DE INNDACION DE ARRASTRE****$$**/6 4
FI&RA ,$++ DISPOSITI.OS INTERNOS DE COLMNAS$ A; .ERTEDERO DE ENTRADA1 -; COLECTOR DE SALIDA1 C; CIERRE DE &AS1 D; PANELES DE SALPICADRA******$$$***$$/0 FI&RA /$+ COLMNA DE DESTILACION ESQEMATI%ADA******$/4 FI&RA /$+ -OM-A PERISTALTICA SADA PARA LA ALIMENTACION DE LA ME%CLA A DESTILAR************$$*$/7 FI&RA /$/ CONTROL DE LA -OM-A DE ALIMENTACION*****$**/7 FI&RA /$6 RE"ER.IDOR TERMOSIFON***************$$65 FI&RA /$0 REOSTATO**********************$*$6+ FI&RA /$3 COLMNA DE +5 PLATOS***************$$*6+ FI&RA /$8 DISPOSITI.O DE REFL(O**************$$$*$6, FI&RA /$4 ELECTROIMAN*******************$$**$6, FI&RA /$7 RELO( PRO&RAMADOR DEL ELECTROIMAN***$****$6, FI&RA /$+5 CONDENSADOR*****************$***$6/ FI&RA /$++ TERMOMETRO DI&ITAL***************$$$*$6/ FI&RA /$+, TERMOPAR TIPO =*****************$**6/ FI&RA /$+/ COMNA DE DESTILACION OLDERS"A# >PILOTO;***$$$66
5
6
INTRODCCI!N
La dest!a"#$ es !a %&e'a"#$ ($ta'a )(e e*&!"a e! &'%"es% de se&a'a"#$ de !+)(d%s s"-!es &%' "a!e$tae$t%, e$e'a!e$te "%$ /a&%' de a(a. $% de !%s &'%-!eas )(e se &'ese$ta$ d('a$te e! &'%"es% es !a &'dda de e$e'+a "a!%'+"a a t'a/s de !as &a'edes de !a "%!($a 3 de !as !+$eas a(*!a'es de-d% a )(e $% se e$"(e$t'a$ as!adas t'"ae$te. De-d% a estas &'ddas e$e't"as se &'%d("e e! e&%-'e"e$t% de !a "a!dad de! /a&%' )(e se s($st'a a !a ($dad de dest!a"#$, 'ed(""#$ de !a e"e$"a t'"a de! sstea, e$%' /%!(e$ 3 'ad% de &('e4a de! &'%d("t% $a! dest!ad%, as+ "%% ta-$ e*ste$ 'es%s de %&e'a"#$. Pa'a e/a!(a' ta!es &'ddas e$e't"as se a'6 ($ a$6!ss te'%d$6"% e! "(a! "%$sste de: I.
La e/a!(a"#$ de! estad% te'%d$6"% e$ "ada ($% de !%s &($t%s de! &'%"es%. II. Dete'$a"#$ de !%s !(7%s 6s"%s de "ada "%''e$te$ III. E! "6!"(!% de !as t'a$se'e$"as de "a!%' 3 t'a-a7% 'ea! &a'a "ada ($a de !as eta&as. IV. E! "6!"(!% de !a e$e'+a ds&%$-!e e$ "ada &($t%. V. E! "6!"(!% de !a ''e/e's-!dad e$ "ada eta&a 3 a )( &%'"e$ta7e de !a ''e/e's-!dad t%ta! "%''es&%$de. VI. E! "6!"(!% de !a e"e$"a te'%d$6"a de "ada eta&a 3 de! &'%"es% !%-a!. Pa'a !a %-te$"#$ de dat%s e$e't"%s 3 dat%s de e)(!-'% se s($st'# a ($a "%!($a de dest!a"#$ O!de'sa8 ($a e4"!a EtO992O. Pa'a e/a!(a' !a "%$"e$t'a"#$ de! dest!ad% se e!a-%'# ($a %7a de "6!"(!% de! +$d"e de 'e'a""#$ "%$t'a !a 'a""#$ %! de EtO9.
1
(STIFICACION
E! a$6!ss te'%d$6"% s'/e &a'a de$t"a', "(a$t"a' 3 $4a' !as ''e/e's-!dades de! &'%"es%, )(e s%$ ($ a"t%' "!a/e "(a$d% se -(s"a ($ (s% e"e$te de !a e$e'+a. Te$e$d% e$ "(e$ta )(e !a dest!a"#$ es !a %&e'a"#$ de se&a'a"#$ 6s (sada a $/e! $d(st'a! 3 dada s( -a7a e"e$"a e$e't"a, e$ e! &'ese$te t'a-a7% se &'ete$de %st'a' )(e es &%s-!e a(e$ta' !a e"e$"a te'%d$6"a e$ !%s &'%"es%s de dest!a"#$, eda$te %d"a"%$es e$ e! dse;% 3 "%$d"%$es de %&e'a"#$ de !a "%!($a de dest!a"#$ O!de'sa8, e$"%$t'adas eda$te e! a$6!ss 3 !a $4a"#$ !a e$t'%&+a e$e'ada e$ e! &'%"es%.
2
O-(ETI.O
E! a$6!ss te$e &%' %-7et% "(a$t"a' !a $!(e$"a )(e te$e$ !as "%$d"%$es de &'%"es% 3 de dse;% s%-'e !a e"e$"a de! s%, e$t'as )(e e$ !a %&t4a"#$ se -(s"a$ !as "%$d"%$es de %&e'a"#$ 3 a!($as "a'a"te'+st"as de dse;% )(e a*4a$ !a e"e$"a de! &'%"es% de$t'% de 'est'""%$es "%%: &('e4a de !%s &'%d("t%s, 'e"(&e'a"#$ de! "%&%$e$te de $te's, taa;% de! e)(&%.
3
CAPITLO I Des"'&"#$ de !a E&'esa
4
+$+ De?cripci@n genera
-"ada e$ e! ($"&% !-'e de M$att!6$, e$ !a 'e#$ s(' de! estad% de Ve'a"'(4, e! $stt(t% te"$%!#"% de M$att!6$ es ($a $stt("#$ de ed("a"#$ s(&e'%' de&e$de$te de !a se"'eta'a de ed("a"#$ &<-!"a 3 de !a s(-se"'eta'a de ed("a"#$ s(&e'%', se$d% e! #'a$% 'e"t%' !e d'e""#$ e$e'a! de ed("a"#$ s(&e'%' te"$%!#"a. E! $stt(t% te"$%!#"% de M$att!6$ $"% s(s a"t/dades e! 1= de se&te-'e de 1>=2 %'e"e$d% !as "a''e'as de t"$"% e$ ad$st'a"#$ de &e's%$a!, t"$"% $d(st'a! )(+"%, t"$"% $st'(e$tsta, 3 t"$"% e!e"t'%e"6$"%. La ta'ea es"%!a' se e&e4# a desa''%!!a' "%$ = ed"%s 3 !a &%-!a"#$ es"%!a' $"a! de! te"$%!#"% (e de 2=5 a!($%s s%s )(e "%$%'a'%$ !a &'e'a e$e'a"#$ de e'esad%s de !a $stt("#$, e$e'a"#$ &%$e'a de esta "asa de est(d%s ate$dda &%' ?> t'a-a7ad%'es. E$ 1>=5, e! ITM %'e"e ? "a''e'as de $/e! &'%es%$a!: $e$e'+a e!e"t'%e"6$"a, $e$e'+a $d(st'a! )(+"a, $e$e'+a e!e"t'#$"a e$ $st'(e$ta"#$ 3 !a !"e$"at('a e$ ad$st'a"#$ de e&'esas, $"a$d% as+ s( $(e/a eta&a "%% $stt("#$ ed("at/a de $/e! s(&e'%'. E$ e-'e'% de 1>>? e! $stt(t% %e'ta &%' &'e'a %"as#$ est(d%s de &%s'ad% 3 !% a"e e$ e! 6'ea d%$de 6s e*&e'e$"a a a"((!ad%, &a'te$d% !a es&e"a!4a"#$ e$ $e$e'+a a-e$ta!. A"t(a!e$te, e! $stt(t% te"$%!#"% de M$att!6$ &a'te = "a''e'as a $/e! !"e$"at('a: $. E$ est#$ e&'esa'a!, $. E$ ssteas "%&(ta"%$a!es, $. I$d(st'a! @es"%!a'4ada 3 a dsta$"a, $. E!e"t'#$"a, $. E!e"t'%e"6$"a, $. B(+"a, $. A-e$ta!, 3 2 a $/e! &%s'ad% e$ !as 6'eas de "e$"as s%"a!es 3 ad$st'at/as e $e$e'+a. %'a &a'te de !a d'e""#$ e$e'a! de ed("a"#$ s(&e'%' te"$%!#"a @DEGEST, de !a se"'eta'a de ed("a"#$ &<-!"a de M*"%. Se a$ dad% &%'ta$tes a/a$"es e$ "(a$t% a &'%3e"t%s de $/esta"#$ 3 desa''%!!% te"$%!#"% $a$"ad%s &%' COSNET, CONACT, IDEICOMISO DEL ITM, "%$/e$%s "%$ %t'as $stt("%$es 3 ($da"#$ de! te"$%!#"% de M$att!6$.
5
+$, Poítica1 mi?i@n B i?i@n Poítica de caidad
La %'a$4a"#$ esta-!e"e e! "%&'%s% de &!ee$ta' t%d%s s(s &'%"es%s %'e$t6$d%!%s a"a !a satsa""#$ de s(s a!($%s, s(ste$tada e$ !a "a!dad de! &'%"es% ed("at/%, &a'a "(&!' "%$ s(s 'e)(e'e$t%s eda$te !a e"a"a de ($ sstea de est#$ de !a "a!dad 3 de e7%'a "%$t$(a, "%$%'e a !a $%'a ISO >001:2000NMCCC>001IMNC2000. Mi?i@n
O'e"e' ed("a"#$ s(&e'%' te"$%!#"a -asada e$ "%&ete$"as &'%es%$a!es de "!ase ($da!, "%$ ($ a&!% se$td% (a$sta 3 t"%, )(e "%ad3(/e a! desa''%!!% $te'a! de! a!($%, &a'a 'es&%$de' a !%s 'et%s 3 $e"esdades )(e !a s%"edad dea$de. .i?i@n
Se' ($a $stt("#$ s(&e'%' te"$%!#"a "%$ "a!dad, )(e &'%(e/a e! desa''%!!% s(ste$ta-!e. S%ste$d% 3 e)(tat/% e$ e! 6-t% de !a !%-a!4a"#$.
6
CAPITLO II Ma'"% Te#'"%
,$+ PRINCIPIOS &ENERALES
L%s &'%"es%s de se&a'a"#$ a!"a$4a$ s(s %-7et/%s eda$te !a "'ea"#$ de d%s % 6s 4%$as )(e "%e*ste$ 3 )(e te$e$ de'e$"as de te&e'at('a, &'es#$, "%&%s"#$ 3% ase "ada es&e"e %!e"(!a' de !a e4"!a )(e se /a3a a se&a'a' 7
'ea""%$a'a$ de %d% <$"% a$te !as dst$tas "%$d"%$es &'ese$tes e$ esas 4%$as. E$ "%$se"(e$"a "%$%'e e! sstea se des&!a4a a"a e! e)(!-'%, "ada es&e"e &'ese$ta'a ($a "%$"e$t'a"#$ de'e$te e$ "ada 4%$a, da$d% "%% 'es(!tad% ($a se&a'a"#$ e$t'e !as es&e"es. E! &'%"es% de se&a'a"#$ de$%$ad% Dest!a"#$ (t!4a ases de /a&%' 3 !+)(d%, ese$"a!e$te a !a sa te&e'at('a 3 &'es#$ e$ !as 4%$as e$ !as )(e estas "%e*ste$. Se (t!4a$ /a'%s t&%s de ds&%st/%s, "%% &%' e7e&!% e! 'e!!e$% a!eat%'% ( %'de$ad% 3 !as -a$de7as de &!at%s, &a'a )(e d%s ases e$t'e$ e$ "%$ta"t% +$t%, !%s &!at%s se "%!%"a$ ($%s s%-'e %t'%s 3 se e$"e''a$ e$ ($a "a'"asa et6!"a &a'a %'a' ($a "%!($a. E! 'e!!e$% ta-$ est6 "%$te$d% de$t'% de ($a "a'"asa "!+$d'"a, e$t'e !%s &!at%s de a&%3% 3 de s%&%'te F1. La FI&RA ,$+ se (est'a ($a 'e&'ese$ta"#$ de !a "%!($a de dest!a"#$ O!de'sa8 de! t&% de &!at%s, 7($t% "%$ s(s &'$"&a!es a""es%'%s e*te'$%s.
FI&RA$ ,$+$ Da'aa es)(e6t"% de !a "%!($a %!de'sa8 "%$: A a!e$ta"#$, D
"%$de$sad%', E ($ "a!de'$. L !)(d%, H /a&%', dest!ad%, 9 &'%d("t%s de %$d%.
La e4"!a de a!e$ta"#$, )(e se de-e se&a'a' e$ 'a""%$es se $t'%d("e e$ ($% % 6s &($t%s a !% !a'% de !a est'("t('a de !a "%!($a. De-d% a !a a""#$ de'e$te de !a (e'4a de !a 'a/edad e$t'e !a ase de /a&%' 3 !a !)(da, e! !+)(d% )(e !(3e a"a a-a7% de !a "%!($a, "a3e$d% e$ "as"ada de &!at% a &!at%, 8
e$t'as )(e e! /a&%' as"e$de &%' !a "%!($a &a'a e$t'a' e$ "%$ta"t% "%$ e! !+)(d% e$ "ada ($% de !%s &!at%s. E! !+)(d% )(e !!ea a! %$d% de !a "%!($a se /a&%'4a &a'"a!e$te e$ ($ "a!de'$ )(e e$e'a /a&%' 'e"a!e$tad% )(e as"e$de &%' !a "%!($a. E! 'est% de! !+)(d% se 'et'a "%% &'%d("t% de %$d%. E! /a&%' )(e !!ea a !a &a'te s(&e'%' de !a "%!($a se e$'+a 3 "%$de$sa "%% !)(d% e$ e! "%$de$sad%' s(&e'%'. Pa'te de este !+)(d% 'e'esa a !a "%!($a "%% 'e!(7%, &a'a &'%&%'"%$a' ($ "a(da! !+)(d%. E! 'est% de !a "%''e$te s(&e'%' se 'et'a "%% &'%d("t% dest!ad% % &'%d("t% de "a-e4a. E$ a!($%s "as%s, s%!% ($a &a'te de! /a&%' se "%$de$sa de a$e'a )(e se &(ede e*t'ae' ($ dest!ad% "%% /a&%'. Este t&% de !(7% e$ ($a "%!($a &'%&%'"%$a ($ "%$ta"t% e$ "%$t'a"%''e$te !)(d%/a&%', e$ t%d%s !%s &!at%s de !a "%!($a. Las ases /a&%' 3 !)(da e$ ($ &!at% dad% se a"e'"a$ a! e)(!-'% e$ 'e!a"#$ a T, P 3 X, asta ($ &($t% )(e de&e$de de !a e"e$"a de! &!at% de "%$ta"t%. E! "%&%$e$te 6s /%!6t! @de &($t% de e-(!!"#$ 6s -a7% te$de$ a "%$"e$t'a'se e$ !a ase /a&%', e$t'as )(e !%s 6s &esad%s @de &($t% de e-(!!"#$ 6s a!t% te$de$ a !a ase !)(da. E! 'es(!tad% es ($a ase /a&%' )(e se a"e 6s '"a e! "%&%$e$te 6s /%!6t! a! ' as"e$de$d% &%' !a "%!($a, 3 ($a ase !)(da )(e se /a a"e$d% 6s '"a, !%s "%&%$e$tes &esad%s "%$%'e des"e$de e$ "as"ada. La se&a'a"#$ !%-a! )(e se !%'a e$t'e e! &'%d("t% s(&e'%' 3 e! de! %$d% de&e$de &'$"&a!e$te de !as /%!at!dades 'e!at/as de !%s "%&%$e$tes, $<e'% de &!at%s de "%$ta"t% 3 de !a 'e!a"#$ de 'e!(7% de !a ase !)(da a !a de /a&%'. S !a a!e$ta"#$ se $t'%d("e e$ ($ &($t% st(ad% a !% a!t% de !a "%!($a, !a "%!($a se d/d'6 e$ ($a se""#$ s(&e'%', )(e se de$%$a "%$ 'e"(e$"a se""#$ de 'e"t"a"#$, 3 %t'a $e'%', )(e s(e!e 'e"-' e! $%-'e de se""#$ de a%tae$t% $d"ad%s e$ !a FI&RA ,$,. Est%s t'$%s se /(e!/e$ -asta$te $de$d%s e$ "%!($as "%$ a!e$ta"%$es
9
FI&RA ,$,$ Da'aa es)(e6t"% de !a "%!($a de dest!a"#$ %!de'sa8 $d"a$d% !as 4%$as
de: A a!e$ta"#$, 'e"t"a"#$, C se""#$ de a%tae$t%, D "%$de$sad%', E "a!de'$, G !)(d%, H /a&%', dest!ad%, 9 &'%d("t%s de %$d%.
,$,$ CONCEPTO DE ETAPA DE EQILI-RIO
A$te'%'e$te !%s &'%"es%s de t'a$se'e$"a de ate'a 3 e$e'+a e$ ($a "%!($a de dest!a"#$ se "%$sde'a-a$ (3 "%&!"ad%s &a'a &%de' %de!a'!%s de %'a d'e"ta. Esta d"(!tad se s(&e'a eda$te e! %de!% de eta&a de e)(!-'%, desa''%!!ad% &%' S%'e! e$ 1J>K, e$ e! )(e !as "%''e$tes de /a&%' 3 !+)(d% )(e sa!e$ de ($a eta&a e$ e)(!-'% est6$ e$ e)(!-'% "%&!et% e$t'e s+, &(d$d%se e&!ea' 'e!a"%$es te'%d$6"as &a'a dete'$a' !as te&e'at('as 3 !a 'e!a"#$ de "%$"e$t'a"%$es de !as d%s "%''e$tes e$ e)(!-'% a !a &'es#$ dada. ,$/$ DATOS TERMODINÁMICOS
T%d%s !%s &'%"es%s )(+"%s 'e)(e'e$ de !a ds&%$-!dad de &'%&edades +s"as 3 te'%d$6"as. E$ de&e$de$"a de !a %&e'a"#$ ($ta'a $/%!("'ada, !as &'%&edades +s"as 3 te'%d$6"as )(e se 'e)(e'e$ s%$ de'e$tes F5. A($)(e !as !e3es de !a te'%d$6"a s%$ e$e'a!es, e!!as s($st'a$ 'e!a"%$es, $% %de!%s. P%' !% )(e, "(a$d% se a-!a de "a!"(!a' &'%&edades +s"as se est6 a"e$d% 'ee'e$"a a 'es(!tad%s %-te$d%s (sa$d% %de!%s te'%d$6"%s. La "a!dad $a! de !%s 'es(!tad%s e$ !a %de!a"#$ de ($ &'%"es%, $de&e$de$tee$te de! 'ad% de s%st"a"#$ de !as e"(a"%$es de! %de!%, de&e$de de !a "a!dad de !as &'ed""%$es s($st'adas &%' e! %de!% te'%d$6"% F. E$ !a $d(st'a "%&ett/a a"t(a!, !%s &'%"es%s s%$ %de!ad%s 3 %&t4ad%s (sa$d% e''ae$tas de s(!a"#$. $a de !as 'a4%$es ($dae$ta!es &%' !a "(a! !%s s(!ad%'es de &'%"es%s s%$ e*t%s%s, es s( a-!dad &a'a %de!a' "%$ &'e"s#$ e! "%&%'tae$t% te'%d$6"% de !as e4"!as de !(d%s "%$ (3 &%"a $%'a"#$ de e$t'ada &%' &a'te de! (s(a'% F=. La a3%'+a de !%s s(!ad%'es te$e$ ($a 'a$ -ase de dat%s de "%&%$e$tes 3 10
($a a&!a /a'edad de %de!%s te'%d$6"%s 3 "%''e!a"%$es estad+st"as $"!(das. Es &%' e!!% )(e e! &as% 6s &'%&e$s% a e''%'es e$ ($a s(!a"#$ es !a se!e""#$ de! %de!% "%''e"t% 3 !%s dat%s de &'%&edades +s"as F5. P%st(!ad% 1 E*ste ($a %'a de e$e'+a, "%$%"da "%% e$e'+a $te'$a, )(e &a'a ssteas e$ e)(!-'% $te'$% es ($a &'%&edad $t'+$se"a de! sstea )(e es ($"#$ de !as "%%'de$adas "a'a"te'+st"as de! sstea. P%st(!ad% 2 P'e'a !e3 de !a te'%d$6"a La e$e'+a t%ta! de "(a!)(e' sstea 3 s( e$t%'$% &e'a$e"e "%$sta$te. La e$e'+a $te'$a te$e ($a $at('a!e4a (3 dst$ta a !a "$t"a 3 a !a &%te$"a! de !%s "(e'&%s a"'%s"#&"%s "a'a"te'4ada &%' !as "%%'de$adas a"'%s"#&"as T 3 P, "%% es !a e$e'+a $te'$a, te$e s( %'e$ e$ !as e$e'+as "$t"a 3 &%te$"a! de !as &a't+"(!as %!e"(!a'es 3 s(-%!e"(!a'es. A! a&!"a' !a &'e'a !e3 de !a te'%d$6"a de-e$ "%$sde'a'se t%das !as %'as de e$e'+a $"!(3e$d% !a $te'$a, "%$ !% )(e )(eda "!a'% )(e e! &%st(!ad% 2 es $te'de&e$de$te de! &%st(!ad% 1. Pa'a ($ sstea as!ad%, !a &'e'a !e3 'e)(e'e )(e s( e$e'+a &e'a$e4"a "%$sta$te, &e'% e$ ($ sstea "e''ad% $% as!ad% 'e)(e'e )(e !as /a'a"%$es de e$e'+a de! sstea sea$ "%&e$sadas &%' !%s "a-%s %&%'t($%s de e$e'+a de! e$t%'$%. La e$e'+a $te'"a-ada e$t'e ($ sstea 3 s( e$t%'$% &(ede se'!% "%% "a!%' % "%% t'a-a7%. Se de$%$a "a!%' a !a e$e'+a $te'"a-ada e$t'e ($ sstea 3 s( e$t%'$% -a7% !a a""#$ de ($a de'e$"a % 'ade$te de te&e'at('a. $a "a$tdad B de "a!%' 'e&'ese$ta ($a "a$tdad de e$e'+a e$ t'6$st% e$t'e ($ sstea 3 s( e$t%'$% 3 $% es ($a &'%&edad de! sstea. E! a"(e'd% (s(a! "%$ 'es&e"t% a !%s s$%s es "%$sde'a' B &%st/% "(a$d% sea e! sstea e! )(e a-s%'-e "a!%' de! ed% e*te'%' 3 $eat/% "(a$d% se t'ate de "a!%' "edd% a! ed% &%' e! sstea. E! t'a-a7% es ta-$ e$e'+a e$ t'6$st% e$t'e ($ sstea 3 s( e$t%'$%, &e'% "%% "%$se"(e$"a e$ este "as% de! des&!a4ae$t% de ($a (e'4a )(e se e7e'"e e$t'e e!!%s. A! (a! )(e e$ e! "as% de! "a!%', ($a "a$tdad H de t'a-a7% 'e&'ese$ta ($a "a$tdad de e$e'+a 3 $% es ($a &'%&edad de! sstea. E! a"(e'd% (s(a! "%$ 'es&e"t% a s( s$% es (a!e$te "%$sde'a'!% &%st/% "(a$d% es e! ed% e! )(e 'ea!4a e! t'a-a7% s%-'e e! sstea 3 $eat/% "(a$d% es, a! "%$t'a'%, e! sstea e! )(e 'ea!4a e! t'a-a7% s%-'e e! ed%. C(a$d% se a&!"a a ssteas "e''ad%s @de asa "%$sta$te !a &'e'a !e3 de !a te'%d$6"a se e*&'esa ate6t"ae$te e$ !a %'a: 11
dU t =dQ + dW
@K.1
D%$de t es !a e$e'+a $te'$a t%ta! de! sstea @%-s'/ese )(e dB 3 dH, "a$tdades de'e$"a!es )(e 'e&'ese$ta$ $te'"a-%s de e$e'+a e$t'e e! sstea 3 e! ed%, s'/e$ &a'a ed' e! "a-% de e$e'+a de! e$t%'$%, e$ ta$t% )(e d t es d'e d'e"t "ta ae$t e$tee e! "a"a-% % de de'e 'e$" $"a a!! de e$ e$e' e'+ +aa $te $te'$ '$aa de de!! sst sste ea a.. La $te'a"#$ de !a e"(a"#$ @K.1 da &a'a ($ &'%"es% $t% )(e ΔU t =Q + W
@K.2
D%$de t es e! "a-% $t% de e$e'+a $te'$a de! sstea dad% &%' !a de'e$"a e$t'e !%s /a!%'es $a! e $"a! de t, B 3 H s%$ "a$t "a$tdad dades es $ta $tass de "a!%' "a!%' 3 t'a-a7%, 'es&e"t/ae$te, &e'% $% &'%&edades dadas de! sstea $ ($"%$es de !as "%%'de$adas te'%d$6"as )(e !% "a'a"te'4a$. P%st(!ad% K E*ste ($a &'%&edad !!aada e$t'%&+a )(e &a'a ssteas e$ e)(!-'% $te'$% es ($aa &'%& ($ &'%&e eda dadd $t' $t'+$ +$se se"a "a de de!! sst sste eaa 'e!a 'e!a" "%$ %$ad adaa ($" ($"% %$a $a! !e$ e$te te "%$ "%$ !as !as "%%'de$adas e$s('a-!es )(e "a'a"te'4a$ e! s%. E$ e! "as% de &'%"es%s % t'a$s%'a"%$es 'e/e's-!es !%s "a-%s de esta &'%&edad %-ede"e$ !a e"(a"#$ dS =
dQrev T
@K.K
P%st(!ad% ? Se($da !e3 de !a te'%d$6"a E! "a"a-% % de e$ e$t' t'%& %&+a +a de "(a! "(a!)( )(e e'' sst sste eaa 3 s( e$ e$t% t%'$ '$%, %, "%$7 "%$7($ ($ta tae e$t $tee "%$sde'ad%s, 'es(!ta$te de "(a!)(e' t'a$s%'a"#$ es se&'e &%st/%, &e'% se a&'%*a a "e'% "%% /a!%' !+te "(a$d% !a t'a$s%'a"#$ se a"e'"a a !a 'e/e's-!dad. De !a sa a$e'a )(e !a &'e'a !e3 $% &(ede %'(!a'se s$ e! 'e"%$%"e$t% &'e/% de !a e$e'+a $te'$a "%% ($a &'%&edad de! sstea, ta&%"% !a se($da !e3 de !a te'%d$6"a &(ede e*&'esa'se "(a$ttat/a 3 "%&!etae$te s$ !a a'a"#$ &'e/a de !a e*ste$"a de !a e$t'%&+a "%% &'%&edad. La se($da !e3 'e)(e'e )(e !a e$t'%&+a de ($ sstea as!ad% a(e$te % &e'a$e4"a "%$sta$te, e$t'as )(e &a'a ($ sstea "e''ad% 3 $% as!ad% !a e$t'%&+a &%d'6 'ed("'se se&'e )(e ta! 'ed(""#$ )(ede 6s )(e "%&e$sada s se t'atase de ($ &'%"es% 'e/e's-!e. 12
Las &'% &'%&e &edad dades es te'%d te'%d$6 $6" "as as ($da ($dae$t e$ta!es a!es &!" &!"ada adass e$ !a &'e' &'e'aa 3 se($da !e3es de !a te'%d$6"a, )(e s%$ !a e$e'+a $te'$a 3 !a e$t'%&+a, se a&!"a$ a! (a! )(e !as "%''es&%$de$tes !e3es a t%d%s !%s t&%s de ssteas, s$ e-a e-a' '%, %, a3 "!as "!ases es dst dst$ $ta tass de sst sste eas as 3 se "a'a "a'a"t "te' e'4 4a$ a$ &%' "%$7 "%$7($ ($t% t%ss dst$t%s de "%%'de$adas % /a'a-!es e$s('a-!es. E! t&% de sstea )(e se e$"(e$t'a "%$ a3%' 'e"(e$"a e$ a&!"a"%$es de $e$e'+a )(+"a es a)(e! &a'a e! )(e !as /a'a-!es "a'a"te'+st"as e$s('a-!es &'a'as s%$ !a te&e'at('a T, !a &'es#$ P, e! /%!(e$ %!a' V 3 !a "%&%s"#$, 3 )(e $% se&'e te$e$ )(e se' $de&e$de$tes. Ta!es ssteas s(e!e$ esta' "%$stt(d%s &%' !(d%s @!+)(d% % as 3 se de$%$a$ de$% $a$ ssteas PVT. E$ e! "as% de ssteas se''ad%s de esta +$d%!e, e! t'a-a7% de ($ &'%"es% 'e/e's-!e &(ede "a!"(!a'se &%' ed% de !a e"(a"#$ t
dW =− Pd V
@K.?
D%$de P es !a &'es#$ a-s%!(ta 3 Vt es e! /%!(e$ t%ta! de sstea. Ta! e"(a"#$ es "%$se"(e$"a $edata de !a de$"#$ de t'a-a7% e"6$"%. P%st(!ad% 5 Las &'%&edades a"'%s"#&"as de !%s ssteas PVT %%$eas e$ e)(!-'% $te'$% )(eda$ &e'e"tae$te de$das &%' !%s /a!%'es de te&e'at('a, &'es#$ 3 "%&%s"#$ <$"ae$te. Este Este &% &%st st(! (!ad ad%% s(& s(&%$e %$e ($ ($aa dea dea!!4a 4a" "#$ #$ 3 "%$s "%$sttt(3 t(3ee !a -a -ase se de t%da t%dass !as !as 'e!a 'e!a" "%$ %$es es e$ e$t' t'ee &'%& &'%&e eda dade dess &a &a'a 'a este este t&% t&% PVT PVT de sst sste eas as,, )( )(ee s'/ s'/ee satsa"t%'ae$te "%% %de!% e$ ($ $(e'% e$%'e de a&!"a"%$es &'6"t"as. A! a"e&ta' este %de!% se s(&%$e )(e !%s ee"t%s de !%s "a&%s e!"t'"%s, a$ a$t t" "%s %s 3% 3% 'a/ 'a/tta" a"%$a %$a!e !ess s%$ des des&' &'e" e"aa-!e !ess 3 )(e !a /s" /s"%s %sd dad ad 3 !%s !%s e$#e$%s s(&e'"a!es "a'e"e$ ta-$ de &%'ta$"a. La te& te&e' e'at at(' ('a, a, !a &'es &'es# #$$ 3 a! "%&%s "%&%s" "# #$$ se "%$s "%$sd de' e'a$ a$ e$ est% est%ss "as% "as%ss "%$d"%$es &(estas e$ e! sstea % a$estadas &%' ! 3 !a de&e$de$"a ($"%$a! de !as &'%&edades te'%d$6"as de ta!es "%$d"%$es se dete'$a &%' /+a e*&e'e$ta!. E$ e! "as%, &%' e7e&!%, de /%!(e$ %!a' &a'a "(a!)(e' sstea PVT %%$e% e*ste ($a e"(a"#$ de estad% )(e !% 'e!a"%$a "%$ !a &'es#$, te&e'at('a 3 !a "%&%s"#$, 3 "%$stt(3e ($a e''ae$ta -6s"a e$ !as a&!"a"%$es te'%d$6"as. PV =nRT
@K.5
13
E! &%st(!ad% 5 a'a )(e !as de6s &'%&edades te'%d$6"as %!a'es % es&e"+"as de !%s ssteas PVT ta!es "%% !a e$e'+a $te'$a 3 !a e$t'%&+a S s%$ ta-$ ($"%$es de !a te&e'at('a, !a &'es#$ 3 !a "%&%s"#$. Ta!es &'%&edades %!a'es % &%' ($dad de asa, 'e&'ese$tadas &%' !%s s+-%!%s V, 3 S s$ +$d"es, s%$ $de&e$de$tes de! taa;% de! sstea 3 se de$%$a$ $te$s/as. Te&e'at('a, &'es#$ 3 /a'a-!es de "%&%s"#$, ta!es "%% &%' e7e&!% !a 'a""#$ %!a', s%$ ta-$ $te$s/as. Las &'%&edades t%ta!es @V t, t, St de&e$de$ e$ "a-% de! taa;% de! sstea 3 "%% ta!es s%$ e*te$s/as. t @Pa'a ($ sstea )(e "%$te$e $ %!es de !(d%, M = nM , d%$de M es ($a &'%&edad %!a'. %!a'. Las a&!"a"%$es de !%s &%st(!ad%s de !a te'%d$6"a $e"esa'ae$te "%$!!e/a$ e! a$e7% de !as a$t(des a-st'a"tas de e$e'+a $te'$a 3 e$t'%&+a 3 s%!% a t'a/s de estas a$t(des &(ede$ 'es%!/e'se !%s &'%-!eas de !%s )(e se %"(&a !a te'%d$6"a a&!"ada FK FK.. Ca!"(!% de! t'a-a7% dea! E$ "(a!)(e' &'%"es% de estad% 3 !(7%s esta"%$a'%s )(e 'e)(e'e t'a-a7% a3 )(e asta' ($a "a$tdad +$a de este &a'a &'%d("' ($ "a-% de estad% es&e"+"% e$ e! !(7% "'"(!a$te. E$ ($ &'%"es% )(e &'%d("e t'a-a7% &(ede a!"a$4a'se ($a "a$tdad 6*a de este &%' ($a /a'a"#$ es&e"+"a de estad% e e! !(d%. E$ "(a!)(e' "as%, e! /a!%' !+te se %-te$e "(a$d% !a /a'a"#$ es&e"+"a de estad% se !!e/a a "a-% de a$e'a "%&!etae$te 'e/e's-!e. Las &!"a"%$es de este 'e)(st% s%$: 1. E! &'%"es% &'%"es% es $te'$ae$t $te'$ae$tee 'e/e's-!e 'e/e's-!e de$t'% de$t'% de! /%!(e$ /%!(e$ de "%$t'%!. "%$t'%!. 2. La t'a$ t'a$s se' e'e$ e$" "aa e*te e*te'$ '$aa de "a!% "a!%'' a! /%!( /%!(e e$$ de "%$t "%$t'% '%!! es tata- $$ 'e/e's-!e. Esta se($da &!"a"#$ &!"a"#$ s$"a )(e e! $te'"a-% $te'"a-% de "a!%' e$t'e e! sstea sstea 3 s( e$t%'$% de-e %"(''' a !a te&e'at('a de! e$t%'$%, de! )(e se s(&%$e "%$stt(3e ($a (e$te de "a!%' a ($a te&e'at('a ($%'e 3 "%$sta$te T. E!!% &(ede 'e)(e'' %t%'es % -%-as de "a!%' de Ca'$%t, $te'$%s a! sstea, )(e t'a$se'a$ 'e/e's-!ee$te e! "a!%' desde !a te&e'at('a de! !+)(d% "'"(!a$te a !a de! e$t%'$%. P(est% )(e !%s %t%'es 3 -%-as de "a!%' de Ca'$%t s%$ "+"!"%s, $% s('e$ /a'a"%$es $etas de estad%. E! "a-% de e$t'%&+a de! e$t%'$% es !a e". Qσ ΔS = σ @K., es T σ , de d%$de
14
Qσ =T σ ΔSσ
@K.
Dad% )(e !as t'a$se'e$"as de "a!%' "%$ d'e""#$ a! e$t%'$% 3 "%$ d'e""#$ a! sstea s%$ (a!es e$ a$t(d &e'% de s$%s %&(est%s, Qσ =−Q . Ade6s, !a se($da !e3 'e)(e'e )(e &a'a ($ &'%"es% 'e/e's-!e !as /a'a"%$es de e$t'%&+a de! sstea 3 de! e$t%'$% sea$ (a!es e$ /a!%'es a-s%!(t%s 3 de s$%s %&(est%s: ΔS σ =− ΔS t . P%' ta$t%, !a e". @K. &(ede es"'-'se ΔS σ =T σ ΔSt , 3, e$ t'$%s de /e!%"dades de t'a$se'e$"a Q=T σ Δ ( Sṁ )fs
@K.=
D%$de B /e!%"dad de t'a$se'e$"a de "a!%' "%$ 'es&e"t% a! sstea ṁ /e!%"dad 6s"a de !(7% de! !(d%
de$%ta !a de'e$"a e$t'e !as "%''e$tes de sa!da 3 e$t'ada s $d"a )(e e! te'$% se a&!"a a t%das !as "%''e$tes "'"(!a$tes E! -a!a$"e de ate'a &a'a ($ &'%"es% esta"%$a'%, de !(7% esta"%$a'%, )(e 'es(!ta de !a &'e'a !e3 de !a te'%d$6"a es
[(
Δ H + 1 U + zg 2
2
) ] =Q + ṁ
fs
Ẇ S
@K.J
C%$: 9 e$ta!&a es&e""a de! !(d% "'"(!a$te $ /e!%"dad de! !(d% 4 e!e/a"#$ de! !(d% "%$ 'es&e"t% a ($ $/e! dad% de 'ee'e$"a a"e!e'a"#$ !%"a! de !a 'a/edad Ẇs t'a-a7%
E!$a$d% B e$t'e !as e"(a"%$es @K.J 3 @K.= 'es(!ta
15
[(
Δ H + 1 U + zg 2
2
) ] =T Δ ( S ṁ
σ
fs
ṁ ) fs + Ẇ S ( rev )
@K.>
D%$de Ẇ@'e/ $d"a )(e e! t'a-a7%
[( H +
1 2
U + zg 2
) ] −T Δ ( S ṁ
σ
fs
ṁ ) fs
@K.10
E$ !a a3%'+a de !as a&!"a"%$es e$ $e$e'+a )(+"a !%s t'$%s de e$e'+a "$et"a 3 &%te$"a! s%$ &'6"t"ae$te des&'e"a-!es 'e$te a !%s %t'%s e$ es%s "as%s !a e". @K.10 t%a !a %'a Ẇ ideal = Δ ( H ṁ ) FS−T σ Δ ( Sṁ ) fs
@K.11
e$ e! "as% es&e"a! de ($a s%!a "%''e$te "'"(!a$d% a t'a/s de! sstea, Ẇ ideal =ṁ ( ΔH −T σ ΔS )
@K.12
O, d/de$d% &%' ṁ a-%s e-'%s, Ẇ ideal = ΔH −T σ ΔS
@K.1K
P%' ($dad de asa. &'%"es% "%&!etae$te 'e/e's-!e es &%tt"% 3 <$"ae$te se "%$te&!a &a'a esta' e! t'a-a7% dea! as%"ad% "%$ ($a /a'a"#$ de estad% dada. S( s%!a "%$e*#$ "%$ ($ &'%"es% 'ea! es )(e &'%d("e !a sa /a'a"#$ de estad% )(e e! &'%"es% 'ea!, &e'te$d% as+ "%&a'a' e! t'a-a7% 'ea! de! &'%"es% "%$ e! de ($ &'%"es% 'e/e's-!e &%tt"% !as e"(a"%$es @K.10 a @K.1K da$ e! t'a-a7% de ($ &'%"es% t%ta!e$te 'e/e's-!e as%"ad% "%$ ($a /a'a"#$ de &'%&edades dada de !as "%''e$tes "'"(!a$tes. C(a$d% %"(''e$ !as sas /a'a"%$es de &'%&edades e$ ($ &'%"es% 'ea!, e! t'a-a7% 'ea! Ẇs @Hs /e$e dad% &%' ($ -a!a$"e de e$e'+a 3 &(ede "%&a'a'se "%$ ($ t'a-a7% dea!. C(a$d% Ẇdea! @Hdea! es &%st/%, "%''es&%$de'6 a! +$% t'a-a7% 'e)(e'd% &a'a &'%d("' ($a /a'a"#$ dada e$ !as &'%&edades de !as "%''e$tes "'"(!a$tes, 3 se'6 6s &e)(e;% )(e Ẇs. e$ este e! 'e$de$t% te'%d$6"% t se de$e "%% !a 'e!a"#$ e$t'e e! t'a-a7% dea! 3 e! t'a-a7% 'ea!: 16
ηt ( trabajoreqerido )=
Ẇ ideal Ẇ s
@K.1?
C(a$d% Ẇdea! @% Hdea! es $eat/%, QẆdea!Qes e! t'a-a7% 6*% )(e &(ede %-te$e'se &a'a ($a /a'a"#$ de estad% dada, 3 se'6 a3%' )(e QẆsQ. E$ ta! "as% e! 'e$de$t% te'%d$6"% /e$d'6 dad% &%' !a 'e!a"#$ e$t'e e! t'a-a7% 'ea! 3 e! t'a-a7% dea!: ηt ( trabajoreqerido )=
Ẇ s Ẇ ideal
@K.15
T'a-a7% &e'dd% E! t'a-a7% )(e se desa&'%/e"a "%% "%$se"(e$"a de !as ''e/e's-!dades de! &'%"es% se de$%$a t'a-a7% &e'dd%, Ẇ&e'dd%, 3 se de$e "%% !a de'e$"a e$t'e e! t'a-a7% 'ea! de ($ &'%"es% 3 e! t'a-a7% dea! &a'a e! s% &'%"es%. As+ &(es, &%' de$"#$, W !erdido " W s −W ideal
@K.1
Ẇ !erdido " Ẇ s −Ẇ ideal
@K.1=
O, e$ t'$%s de /e!%"dades,
P%' !a e"(a"#$ @K.J, e! t'a-a7% 'ea! se'6 Ẇ s = Δ
[(
H + 1 + zg 2
2
) ] −Q ṁ
fs
@K.1J
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@K.K2
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, "%$ !% )(e !a e"(a"#$ @K.K1 te$e )(e es"'-'se Ẇ ideal = Ẇ s + $ Ẇ !erdido
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,$6$ DATOS DE EQILI-RIO DE FASES
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TA-LA N ,$+ DATOS DE EQILI-RIO Componente A
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0.0500 0.1000 0.2000 0.K000
0.0J1= 0.1K>0 0.2KKJ 0.K12 20
A"et%$a
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TA-LA N ,$+ DATOS DE EQILI-RIO CONTINACION Componente Temperatura A C
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A(a
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TA-LA N ,$+ DATOS DE EQILI-RIO CONTINACION Componente Temperatura A C
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Fracci@n mo a?e Fracci@n mo apor a?e íuida
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TA-LA N ,$+ DATOS DE EQILI-RIO CONTINACIN Componente Temperatura A C
5J.?5 5>.15 0.20 K.50 .=0
Fracci@n mo a?e apor
0.=5 0.=10 0.=?5 0.J?0 0.>K5
Fracci@n mo a?e íuida
0.=5 0.J>J 0.>55 0.>>0 0.>>?
23
Meta$%!
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1.000 0.2= 0.K=1 0.?5= 0.52 0.55> 0.5>5 0.KK 0.5 0.=0 0.>0= 0.0?=5 0.1KK0 0.2?=5 0.K50 0.?550 0.5205 0.550 0.5>=0 0.KJ0 0.50 0.=0 0.=000 0.=?20 0.=J>0 0.J0=0 0.J00 0.>2>0
1.000 0.02 0.050 0.0JJ 0.1? 0.KKK 0.5?> 0.>> 0.=J2 0.J>J 0.>=K 0.0125 0.0K20 0.0J00 0.1550 0.2510 0.K?5 0.?020 0.?>=5 0.510 0.5J>0 0.220 0.>0 0.=50 0.J250 0.J550 0.>10 0.>550
,$0$ CGcuo por etapa? de euiiHrio
La dest!a"#$ &(ede !!e/a'se a "a-% de dst$t%s %d%s. 9a3 d%s t&%s -6s"%s de %&e'a"#$: dest!a"#$ s$ 'e!(7% % dest!a"#$ s&!e "%$sste e$ e'/' e! !+)(d% de ($ 'e"&e$te "a!de'$ "%$de$s6$d%se a&a'te !%s /a!%'es )(e "%$stt('6$ e! dest!ad%, )(eda$d% e$ e! "a!de'$ e! 'esd(%. Rea!e$te $% es ($a %&e'a"#$ de t'a$se'e$"a de ate'a, &(es e! !+)(d% 3 e! /a&%' )(e se e$e'a$ est6$ e$ 24
e)(!-'%. Se des"'-e e7%' "%% %&e'a"#$ de t'a$se'e$"a de "a!%' F2. La dest!a"#$ "%$ 'e!(7% % 'e"t"a"#$ se !!e/a a "a-% e$ ($a "%!($a, d%$de e! /a&%' )(e a-a$d%$a e! d%% de !a "%!($a se "%$de$sa, 3 ($a 'a""#$ de! !+)(d% "%$de$sad% se 'e"'"(!a a !a "%!($a, !% )(e "%$stt(3e e! 'e!(7% e! 'est% se 'et'a "%% &'%d("t% dest!ad% FI&RA ,$/. E$ e! $te'%' de !a "%!($a e$t'a$ e$ "%$ta"t% e! /a&%' as"e$de$te "%$ e! !+)(d% des"e$de$te. E$ ($ $/e! dad% de !a "%!($a estas d%s "%''e$tes se &%$e$ e$ "%$ta"t% e$t'e s+, &%' !% )(e a3 ($a t'a$se'e$"a de ate'a: &asa$ !%s "%&%$e$tes 6s /%!6t!es de! !+)(d% a! /a&%', 3 !%s "%&%$e$tes e$%s /%!6t!es de! /a&%' a! !+)(d%, "%$ !% )(e e! /a&%' se e$')(e"e e$ "%&%$e$tes /%!6t!es a edda )(e as"e$de &%' !a "%!($a.
FI&RA ,$/$ P'%"es% de 'e!(7% % 'e"t"a"#$ e$ ($a "%!($a de dest!a"#$.
,$3$ Tipo? de coumna de de?tiaci@n
L%s dst$t%s t&%s de dest!a"#$ se s(e!e$ !!e/a' a "a-% e$ "%!($a de dest!a"#$. Pa'a ase('a' ($ ade"(ad% "%$ta"t% e$t'e e! /a&%' 3 e! !+)(d% ese$"a! e$ !a t'a$se'e$"a de ate'a se a$ dse;ad% /a'%s ds&%st/%s de !a-%'at%'% % $d(st'a!es, -asad%s &'$"&a!e$te e$ d%s "'te'%s dst$t%s: !as "%!($as de "%$ta"t% "%$t+$(% e$t'e e! /a&%' 3 e! !+)(d% @FI&RA ,$6, "%!($as de 'e!!e$% @FI&RA ,$0, 3 !as "%!($as de "%$ta"t% &%' eta&as, % "%!($as de &!at%s % &s%s @FI&RA ,$3.
25
FI&RA ,$6 C%!($a de "%$ta"t% "%$t$(%
26
FI&RA ,$0 C%!($a de 'e!!e$%. 1 T%a de (est'a a !a sa!da de !a "%!($a, 2 Re!!e$%s, K
V6!/(!a de 'e(!a"#$ de !a &'es#$ de !a "%!($a, ? T%a de (est'a de ed% de !a "%!($a, 5 Pa'te s(&e'%' de !a "%!($a, S!e$"ad%'.
27
FI&RA ,$3 C%!($a de "%$ta"t% &%' eta&as, % "%!($a de &!at%s %
&s%s.
Las "%!($as de 'e!!e$% est6$ !!e$as de e!ee$t%s s%!d%s &e)(e;%s, a !as ases "'"(!a$tes, dst'-(d%s a! a4a' ( %'de$adae$te. La "%''e$te de! !+)(d% se ds&e'sa 'es-a!a$d% &%' s( s(&e'"e, &%$$d%se e$ "%$ta"t% +$t% "%$ e! /a&%' 28
)(e "'"(!a e$ se$td% "%$t'a'%. E$ ($a se""#$ dete'$ada de !a "%!($a e! !+)(d% des"e$de$te 3 e! /a&%' as"e$de$te $% esta'6$ e$ e)(!-'%, &%' !% )(e se t'a$se''6$ !%s "%&%$e$tes e$%s /%!6t!es 3 as /%!6t!es, e$ se$td%s %&(est%s. Pe'% "%% e! te&% de "%$ta"t% e$ "ada se""#$ de !a "%!($a es (3 "%'t%, $% se !!ea a! e)(!-'% e$ $$<$ &($t%. La (e'4a &(!s%'a a"t
E! e)(&% &a'a se&a'a"%$es e$
e$ !a "a+da de &'es#$ )(e %'$a, e! t&% de "%$ta"t% /a&%'!+)(d% )(e a"!ta$, !a "a!dad de! "e''e a! &as% de! !+)(d% )(e &'%&%'"%$a$. 2. P!at%s &e'%'ad%s. L%s &!at%s &e'%'ad%s s%$ a&!ae$te (t!4ad%s te$e$ &!a"as "%$ %'"%s, "'"(!a$d% e! !+)(d% "%$ !(7% "'(4ad% a t'a/s de! &!at%. S$ e-a'%, ta-$ se (t!4a$ &!at%s de !!(/a "%$ !(7% e$ "%$t'a"%''e$te 3 s$ t(-%s de des"e$s%, e$ !%s )(e e! !+)(d% 3 e! /a&%' !(3e$ a t'a/s de !%s s%s %'"%s. E*ste$ dse;%s +-'d%s de &!at%s &e'%'ad%s 3 de /6!/(!as, "%-$a$d% !as /e$ta7as de !a -a7a "a+da de &'es#$ 3 -a7% "%ste de !%s &!at%s &e'%'ad%s "%$ e! a&!% $te'/a!% de %&e'a"#$ de !%s &!at%s de /6!/(!a.
FI&RA ,$8$ V6!/(!as 'e&'ese$tat/as. a G!ts" t&% A1. - %" t&% A. " %" t&% T .
Ta$t% !%s &!at%s &e'%'ad%s "%% e$ !%s de /6!/(!a e! "%$ta"t% se &'%d("e e$t'e e! /a&%' )(e as"e$de a t'a/s de !%s %'"%s 3 !a asa de! !+)(d% )(e se (e/e a t'a/s de! &!at%. E$ !a ('a 5 se %-se'/a )(e e! !+)(d% -a7a &%' e! t(-% de des"e$s% a!"a$4a$d% e! &!at% e$ e! &($t% A. a($)(e $% se 'e&'ese$ta e! /e'tede'% de e$t'ada, este se (t!4a 'e"(e$tee$te &a'a e/ta' e! !(7% as"e$de$te de /a&%' a t'a/s de! t(-% de -a7ada de! !+)(d%. E$ e! $te'/a!% "%&'e$dd% e$t'e A 3 se 'e&'ese$ta !+)(d% "!a'% de a!t('a !, de-d% a )(e a-t(a!e$te $% a3 %'"%s e$ esta &a'te de! &!at%. Desde asta C es !a !!aada &a'te a"t/a, "%$ ($a e!e/ada a'ea"#$ 3 ($a a!t('a de es&(a . La a!t('a de! !+)(d% ! e$ e! a$#et'% de !a de'e"a @FI&RA ,$4 &(ede "%$sde'a'se "%% !a "a'a de !+)(d% "!a'% sede$tad% . La es&(a "%e$4a a "%!a&sa' e$ C, 3a )(e $% a3 30
&e'%'a"%$es desde C asta D. !a a!t('a de !+)(d% a !a sa!da es 1% 3 e! 'ade$te d'6(!"% es @1 W 1% )(e e$ este "as% es &'6"t"ae$te "e'% @'ade$te d'6(!"% es !a de'e$"a de $/e! de! !+)(d% $e"esa'% &a'a )(e e! !+)(d% !(3a a t'a/s de! &!at%. L%s d6et'%s de !%s %'"%s est6$ e$e'a!e$te "%&'e$dd%s e$t'e 0.K 3 1.K ", se$d% &'ee'd%s !%s 6s 'a$des "(a$d% e*ste !a &%s-!dad de e$s("ae$t%. $ 6'ea 'a$de de %'"%s "%$t'-(3e a! %te%, e$t'as )(e ($ 6'ea de %'"%s &e)(e;a a(e$ta !a esta-!dad de! &!at% $"'ee$ta ta-$ !a &%s-!dad de a''ast'e e $($da"#$, as+ "%% !a "a+da de &'es#$. C%$ 'e"(e$"a e! taa;% de !%s %'"%s 3 s( es&a"ad% s%$ de'e$tes e$ !as dst$tas se""%$es de !a "%!($a "%$ e! $ de a"%%da'se a !as /a'a"%$es de !(7%. Ot'a &'6"t"a 'e"(e$te es de7a' s$ "%$st'(' a!($%s %'"%s "%$ e! $ de !e*-!4a' e! &%s-!e a(e$t% (t('% de !a "a'a de /a&%'.
FI&RA ,$4$ P!at% &e'%'ad%
P!at%s de "a&e'(4a de -%'-%te%. $a "a&e'(4a de -%'-%te% "%$sta de ($ t(-% as"e$de$te s(7et% a! &!at% eda$te s%!dad('a, t%'$!!%s, et"., 3 ($a "a&e'(4a s(7eta a! t(-% as"e$de$te % a! &!at%. A($)(e !a a3%' &a'te de !as "a&e'(4as 31
te$e$ 'a$('as @de 0.K0 a 0.>5 " de a$"% 3 1.K a K.J1 " de !%$t(d, a!($%s $% !as &'ese$ta$, sa!e$d% e! /a&%' de !a "a&e'(4a &%' de-a7% de! 'e-%'de $e'%' )(e est6 e$ ($a dsta$"a $e'%' a K.J1 " de! &!at%. E! taa;% de !as "a&e'(4as "%e'"a!es est6 "%&'e$dd% e$t'e 2.5? 3 15 " de d6et'%. Ge$e'a!e$te est6$ ds&(estas s%-'e e! &!at% e$ !%s /'t"es de t'6$(!%s e)(!6te'%s %'a$d% !as %'e$tadas e$ d'e""#$ &e'&e$d"(!a' a! !(7%. C%$ est%s dat%s se )(e'e &%$e' de a$est% e! e"% de )(e a !a %'a de dse;a' "(a!)(e' ds&%st/%, $ada se de7a a! a4a' s$% )(e t%d% deta!!e es e! 'es(!tad% de est(d%s te#'"%s 3 e*&e'e$ta!es "%$d("e$tes a! -(e$ ($"%$ae$t% de! e)(&%. La FI&RA ,$7 (est'a a!($as "a&e'(4as de -%'-%te% t+&"as. L%s deta!!es )(e !as de'e$"a$ 'esde$ e$ e! %d% e$ )(e se ds&e'sa e! /a&%' % e! "a$% )(e s(e e! !+)(d%. Las <$"as /e$ta7as de !%s &!at%s de "a&e'(4as de -%'-%te% s%$: a $% &e'te$ e! %te% s est6$ ade"(adae$te ($d%s a !a t%''e - a3 ($a 'a$ a-($da$"a de ate'a! &(-!"ad% 3 de e*&e'e$"a de !%s (s(a'%s. Las des/e$ta7as s%$: a e$e'a$ e!e/adas "a+das de &'es#$ - !as e"a"as de eta&a s%$ de ($%s 10 20 $e'%'es )(e e$ &!at%s &e'%'ad%s % de /6!/(!a " est%s &!at%s s%$ 6s "a'%s )(e !%s &!at%s &e'%'ad%s 3 )(e !%s de /6!/(!a.
FI&RA ,$7$ A!($as "a&e'(4as de -%'-%te%.
,$4 DiGmetro de a coumna
32
E! !+te a-t(a! de dse;% /e$e dad% &%' !a $($da"#$ de a''ast'e )(e se %'$a &%' ($ e*"es/% t'a$s&%'te de !+)(d% a''ast'ad% &%' e! /a&%' asta e! &!at% s(&e'%'. E! a''ast'e de !+)(d% &(ede de-e'se a! a''ast'e de %ttas e$ s(s&e$s#$ &%' e! /a&%' as"e$de$te % a !a &'%3e""#$ de &a't+"(!as de !+)(d% &%' !%s "%''%s de /a&%' )(e se %'a$ e$ !as &e'%'a"%$es de! &!at%, e$ !as /6!/(!as % e$ !as 'a$('as de !as "a&e'(4as. S%(de's 3 '%8$ "%''e!a"%$a'%$ satsa"t%'ae$te !%s dat%s de $($da"#$ de a''ast'e &a'a 10 "%!($as "%e'"a!es de &!at%s s(&%$e$d% )(e e! t'a$s&%'te de !as %ttas e$ s(s&e$s#$ "%$t'%!a !a a$t(d de! a''ast'e. Pa'a !a /e!%"dad $"&e$te de $($da"#$ % a''ast'e !a %tta est6 s(s&e$dda de ta! %'a )(e !a s(a /e"t%'a! de !as (e'4as de 'a/ta"#$, !%ta"#$ 3 '%4ae$t% )(e a"t
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D%$de CD es e! "%e"e$te de '%4ae$t%. Des&e7a$d% !a /e!%"dad de $($da"#$ se %-te$e: & − & U f =) ' ' & '
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1/ 2
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E! &a'6et'% C se &(ede "a!"(!a' a &a't' de !a e". @=.? s se "%$%"e e! d6et'% de !a %tta d&. E$ !a &'6"t"a, C se t'ata "%% ($ "%e"e$te e&+'"% )(e se dete'$a a &a't' de dat%s e*&e'e$ta!es %-te$d%s e$ !a %&e'a"#$ de! e)(&%. E! /a!%' de C a(e$ta "%$ !a te$s#$ s(&e'"a!, 3a )(e a(e$ta'+a d&. P%' %t'a &a'te, C a(e$ta ta-$ "%$ e! es&a"ad% e$t'e !%s &!at%s, 3a )(e est% &e'te 6s te&% de a!%e'a"#$ &a'a %'a' ($a a3%' d&. t!4a$d% dat%s ad"%$a!es de %&e'a"#$ de "%!($as "%e'"a!es, a' %-t(/% !a "%''e!a"#$ 6s e$e'a! de !a ('a 10. Me$t'as )(e S%(de's 3 '%8$ -asa'%$ !a /e!%"dad de! /a&%' s%-'e e! 6'ea de t%da !a se""#$ t'a$s/e'sa! de !a "%!($a, a' (t!4# ($ 6'ea $eta de !(7% de /a&%' (a! a! 6'ea $te'%' t%ta! de !a se""#$ t'a$s/e'sa! de !a "%!($a e$%s e! 6'ea -!%)(eada &%' !%s t(-%s de des"e$s% de! !+)(d%. E$ !a ('a 10 se %-se'/a )(e e! /a!%' de C de&e$de de! es&a"ad% e$t'e !%s &!at%s 3 de !a 'e!a"#$ F2 33
( )( )
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D%$de L /e!%"dad de !(7% %!a' de !a ase !+)(da V /e!%"dad de !(7% %!a' de !a ase /a&%' ML &es% %!e"(!a' de !a ase !+)(da MV &es% %!e"(!a' de !a ase /a&%' E! /a!%' de C $e"esa'% &a'a "a!"(!a' !a de a"(e'd% "%$ !a e". @=.K , se %-te$e a &a't' de !a ('a 10, "%''e$d% C &a'a te$e' e$ "(e$ta !a te$s#$ s(&e'"a!, !a te$de$"a a !a %'a"#$ de es&(a 3 !a 'e!a"#$ e$t'e e! 6'ea de !%s %'"%s de /a&%' @A 3 e! 6'ea a"t/a de! &!at% @Aa, de a"(e'd% "%$ !a 'e!a"#$ e&+'"a ) = F ST F F F H+ ) F
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D%$de ST a"t%' de te$s#$ s(&e'"a! @te$s#$ s(&e'"a! de! !+)(d% @d$as"200.2 a"t%' de es&(a @&a'a ssteas )(e $% %'a$ es&(a /a!e 1 &a'a ("%s a-s%'-ed%'es &(ede /a!e' Y0.=5 9A 1.0 &a'a AAa Y 0. 10 3 5@AAa 0.5 &a'a 0.1Y Y AAa Y0.0 Es t+&"% )(e e! d6et'% de !a "%!($a DT se -ase e$ e! J5 de !a /e!%"dad de $($da"#$ "a!"(!ada a &a't' de !a e". @=., (t!4a$d% C a &a't' de !a e". @=.K C%$ C t%ad% de !a FI&RA ,$+5, C%$sde'a$d% !a 'e!a"#$ e$t'e e! !(7% %!a' de /a&%' 3 !a /e!%"dad de $($da"#$ V =( 0.85 U F )( + − +d )
&V M V
@=.=
D%$de A 6'ea t%ta! de !a se""#$ t'a$s/e'sa! de !a "%!($a 3 Ad 6'ea %"(&ada &%' !%s t(-%s de des"e$s% de! !+)(d%, se &(ede "a!"(!a' e! /a!%' de DT "%% *T =
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(
0.85 U f 1−
]
0.5
4 VM V
)
+d & + V
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34
FI&RA ,$+5$ Ca&a"dad de $($da"#$ de a''ast'e
De-d% a !a $e"esdad de ds&%$e' de ($ a""es% $te'$% e$ !as "%!($as de &!at%s, e$e'a!e$te se (t!4a ($a "%!($a de 'e!!e$% s e! d6et'% "a!"(!ad% a &a't' de !a e". @=.J es $e'%' a =5 ". ,$7$ Atura de a coumna
Pa'a "a!"(!a' e! d6et'% de !a "%!($a es &'e"s% es&e""a' e! es&a"ad% e$t'e !%s &!at%s. A edda )(e a(e$ta e! es&a"ad% e$t'e !%s &!at%s a(e$ta !a a!t('a de !a "%!($a, &e'% s( d6et'% ds$(3e. Pa'a ($ a&!% $te'/a!% de "%$d"%$es se "%$sde'a #&t% ($ es&a"ad% de 2? &(!adas @0 ", )(e es e! +$% 'e)(e'd% &a'a ($ 6"! a$te$e$t%. S$ e-a'%, &a'a "%!($as de &e)(e;% d6et'% 3 'a$ $<e'% de eta&as &(ede se' desea-!e ($ es&a"ad% e$%', e$t'as )(e se (t!4a$ "%$ 'e"(e$"a es&a"ad%s a3%'es &a'a "%!($as de 'a$ d6et'% 3 -a7% $<e'% de eta&as. ,$+5$ Di?po?itio? interiore? de a? coumna? Paca? anti9?ato$ Se (t!4a$ a /e"es &a'a e/ta' sa!&"ad('as de! !+)(d% s%-'e
!%s t(-%s des"e$de$tes a! &asa' a ($a se""#$ ad3a"e$te de! s% &!at%.
Paca? con iera? de pJa?$ Se "%!%"a$ e$ !a &a'te s(&e'%' de !%s "%$d("t%s de
des"e$s% % de !%s /e'tede'%s &a'a '%&e' !a es&(a 3 e/ta' s( a''ast'e.
.ertedero? de entrada$ Se (t!4a$ &a'a ase('a' e! "e''e de !+)(d% e$ !%s
"%$d("t%s de des"e$s% "(a$d% se %&e'a "%$ e!e/ad%s !(7%s de /a&%' % -a7%s !(7%s de !+)(d%.
35
Coectore? B cierre? de entrada B ?aida$ Se (t!4a$ &a'a ase('a' e! "e''e de
!+)(d% -a7% t%das !as "%$d"%$es.
Panee? de ?apicadura$ Se (t!4a$ &a'a &'e/e$' sa!&"ad('as 3 &'%%/e' !a
($%'dad de !(7%.
AguKero de omHre$ E! d6et'% de! a(7e'% es ($ a"t%' &%'ta$te e$ e! dse;%
de !%s &!at%s, 3a )(e ae"ta a! $<e'% de &e4as )(e se a$ de $sta!a' 3 a! dse;% de! &!at%. Cerca?1 anio?1 ?oporte?$ E$ t%''es de 'a$ d6et'% !%s &!at%s se s%&%'ta$
s%-'e /(etas a"a$a!adas. [! t%d% a (t!4a' &a'a s(7eta' !%s &!at%s a !a "a'"asa 'e)(e'e e*&e'e$"a 3 ($a "(dad%sa &!a$"a"#$. L%s &!at%s de-e$ de esta' $/e!ad%s &a'a ase('a' ($a dst'-("#$ ($%'e de! !(7%. E$ !a FI&RA ,$++ se (est'a$ a!($%s de est%s ds&%st/%s.
FI&RA ,$++$ Ds&%st/%s $te'$%s de "%!($as. a Ve'tede'% de e$t'ada. - C%!e"t%' de sa!da. "
Ce''e de as. d Pa$e!es de sa!&"ad('a.
Ade6s de es&e""a' e! d6et'% 3 !a a!t('a de ($a "%!($a, s( dse;% $"!(3e dete'$a' e! taa;% de t%d%s !%s e!ee$t%s )(e !a "%&%$e$. A "%$t$(a"#$ se "ta$ a!($%s de !%s &a'6et'%s )(e se de-e$ te$e' e$ "(e$ta: W
D6et'% de !%s %'"%s de !%s &!at%s: e! 6'ea de !%s %'"%s de-e se' ta! )(e a !a /e!%"dad de /a&%' 6s -a7a t%da/+a $% se &'%d(4"a e! %te% de! !+)(d%.
W De$s%$es de! -%'de de! &!at%: !a a!t('a de! -%'de de! &s% dete'$a e! /%!(e$ de !+)(d% s%-'e e! &!at%, !% )(e es ($ a"t%' &%'ta$te &a'a dete'$a' !a e"a"a de! &!at%. W Dsta$"a e$t'e !%s "e$t'%s de !%s %'"%s: de&e$de'6 de! $<e'% de %'"%s a"t/%s )(e se 'e)(e'e$ 3 de! 6'ea de %'"% dete'$ada. E$ e$e'a!, $% de-e se' $e'%' a 2 /e"es e! d6et'% de! %'"%, 3 e! $te'/a!% $%'a! es de 2 ? /e"es. 36
W Dse;% de! t(-% de des"e$s% de! !+)(d%: s( 6'ea de-e se' ta! )(e e! $/e! de !+)(d% 3 de es&(a )(e se a!"a$4a e$ e! t(-% sea $e'%' a! )(e a3 e$ e! &!at% @de! )(e des"e$de e! !+)(d%. S e! $/e! a!"a$4ad% es a3%' !a "%!($a se $($da'6. E! $/e! de-e se' s(&e'%' a! e*ste$te e$ e! &!at% a! )(e !!ea e! !+)(d%, &a'a )(e e*sta "e''e d'6(!"%, 3 e! /a&%' $% as"e$da &%' e! "%$d("t% de -a7ada de !+)(d%. Pa'a t%d% e!!% e*ste$ e"(a"%$es e&+'"as, '6"%s, "%''e!a"%$es, /a!%'es &'%ed%, )(e "%$d("e$ a ($ &'e' /a!%' a&'%*ad%. S !%s 'es(!tad%s )(e se %-te$e$ "%$d("e$ a /a!%'es ade"(ad%s de /e!%"dad de %te%, de a''ast'e, &'dda de "a'a, !as de$s%$es de! e)(&% se'6$ /6!das. E$ "as% "%$t'a'% se de-e$ %d"a' asta %&t4a' e! dse;%. ,$++$ Coumna? de reeno rente a coumna? de pato?
La de'e$"a de "%stes e$t'e !as "%!($as de &!at%s 3 de 'e!!e$% $% es deasad% 'a$de, a($)(e e! 'e!!e$% es 6s "a'% )(e !%s &!at%s. P%' %t'a &a'te, !a de'e$"a de a!t('a de !a "%!($a $% es e$e'a!e$te s$"at/a s !as /e!%"dades de !(7% s%$ ta!es )(e !a e"e$"a est6 &'#*a a s( /a!%' 6*%. C%% 'e!a a&'%*ada, !%s &!at%s se (t!4a$ se&'e e$ "%!($as de 'a$ d6et'% 3 t%''es "%$ 6s de 20 % K0 eta&as. 1. C%$d"%$es )(e a/%'e"e$ a !as "%!($as de 'e!!e$%: 1. C%!($as de d6et'% &e)(e;% 2. Med%s "%''%s/%s K. Dest!a"#$ "'+t"a a /a"+%, d%$de s%$ &'es"$d-!es "a+das de &'es#$ -a7as ?. a7as 'ete$"%$es de !+)(d% @s e! ate'a! es t'"ae$te $esta-!e 5. L+)(d%s )(e %'a$ es&(a @de-d% a )(e e$ "%!($as de 'e!!e$% !a ata"#$ es e$%' ,$+,$ Condicione? ue aorecen a a? coumna? de pato?<
1. Ca'as /a'a-!es de !+)(d% 3% /a&%' 2. P'es%$es s(&e'%'es a !a at%s'"a K. a7as /e!%"dades de !+)(d% ?. G'a$ $<e'% de eta&as 3% d6et'% 5. E!e/ad%s te&%s de 'esde$"a de! !+)(d% . P%s-!e e$s("ae$t% @!as "%!($as de &!at%s s%$ 6s 6"!es de !&a' =. Es(e'4%s t'"%s % e"6$"%s @)(e &(ede$ &'%/%"a' !a '%t('a de! 'e!!e$%
37
CAPITLO III Desa''%!!% E*&e'e$ta!
38
3.1 DESARROLLO EXPERIMENTAL La FIGURA 3.1 representa un aparato de destilación esquematiado! la ona de recti"cación est# representada por A $ es au%iliada por el calentador B& 'l l(quido que sale por la parte in)erior de la columna A! circula por medio de una *om*a C e%terior a la torre& 'l +er,idor ,a pro,isto de una entrada para el ,apor $ una salida para condensado& 'l ,apor que asciende por la torre! se enriquece continuamente en los componentes de punto de e*ullición m#s *a-os! sale por la c.spide de la columna a tra,/s de la tu*er(a 1! $ se marc+a al condensador D! donde se condensa completamente& 'l condensador D de*e en)riarse por circulación de aua )r(a& 'l condensado pasa por la tu*er(a 2 al interior del depósito E o recipiente acumulador! desde el cual el producto marc+a por dos caminos una parte a tra,/s de la tu*er(a 3 se de,uel,e a la columna como reu-o $ el resto a tra,/s de la tu*er(a 4 se e%trae como producto destilado& La *om*a C est# conectada para descarar parte del )ondo de la torre a tra,/s de la tu*er(a 10! como residuo de la destilación& e puede apro,ec+ar el calor del residuo para precalentar el alimento que entra por la tu*er(a 5 en el cam*iador de calor F $ sale por la tu*er(a 6 para entrar en la columna por al.n punto intermedio& ualquier as incondensa*le se elimina por el tu*o de aireación &
39
FIGURA 3.1. olumna de destilación esquematiada
C%!($a de dest!a"#$
K.2 Es&e""a"%$es de !a "%!($a O!de'sa8 D6et'% $%$a!: D6et'% $te'%': A!t('a: N<e'% de "(e'&%s: N<e'% de &!at%s: 20 La columna de destilación cuenta con una *om*a de llenado FIGURA 3.2 la *om*a tiene un control de ,elocidad FIGURA 3.3 de 0 a 10! con una capacidad mostrada en la TABLA 3.1.
FIGURA 3.2. om*a perist#ltica! usada para la alimentación de la mecla a destilar
40
FIGURA 3.3. ontrol de ,elocidad de la *om*a de alimentación
TABLA 3.1. 'speci"caciones de llenado de la *om*a ,elocidad de llenado
Nivel 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
caudal mlmi! 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
onectada al re+er,idor termosi)ón FIGURA 3.3 adaptada a un reóstato FIGURA 3."! el reóstato se enciende al 15 de corriente! realiando incrementos de 5 de corriente a inter,alos de tiempo entre 5 $ 10 minutos +asta poner la columna a reu-o total&
41
FIGURA 3.". e+er,idor termosi)ón
FIGURA 3.#. eóstato
res columnas de 10 platos cada una conectadas alineadamente mediante pinas a*raaderas al rac: de a*a-o +acia arri*a FIGURA 3.$& ;*s/r,ese que solo se utiliaron 2 columnas conectadas ,erticalmente FIGURA 3.13&
42
FIGURA 3.$. olumna de 10 platos
FIGURA 3.%. =ispositi,o de reu-o con electroim#n
FIGURA 3.&. 'lectroim#n
43
FIGURA 3.'. elo- proramador del electroim#n
FIGURA 3.1(& ondensador
La columna de destilación ;lders+a> tam*i/n cuenta con termopares − − −
termómetro diital FIGURA 3.11 dos termopar tipo ? de @50A a 204 A FIGURA 3.12 un termopar tipo ? de @50A a 400A FIGURA 3.12
44
FIGURA 3.11 ermómetro diital 3.12 ermopar tipo :
FIGURA
'l termómetro =iital B6802 cuenta con entrada dual para dos termopares $ pueden tra*a-ar en )orma dual o sencilla se.n las necesidades del usuario! mu$ .til para el re*allin $a que se pueden monitorear dos #reas distintas durante el proceso& iene dos tipos de lectura! en el dual mide 1@2 $ Ca%@Cin! en modo sencillo Dse usa el termopar conectado en 1E mide la temperatura actual en la parte de arri*a $ la m#%ima o m(nima en la parte de a*a-o se.n se eli-a! tam*i/n la di)erencia DCa%@CinE! tam*i/n cuenta con alarma prorama*le para que emita un pitido a determinada temperatura m#%ima o m(nima lo que pro,ee un me-or control del proceso&
45
FIGURA 3.13. olumna de destilación olders+a> DpilotoE
CAPITLO IV O&e'a"#$ 3 Ma$te$e$t%
46
4&1 Fnstalación de una columna de destilación ;lders+a> 1& Fnstalar las columnas de destilación requiere de por lo menos dos personas& 2& Gcondicionar el espacio o #rea donde se instalara la columna de destilación& 3& Heri"car que se cuente con accesos en todo el espacio de instalación de la columna o en su de)ecto colocar escaleras u otro accesorio que aseure el tra*a-ar sin riesos& 4& Limpiar los e%tremos de la columna con papel $ acetona $ aplicar rasa silicón de alto ,ac(o& Iota si no se a-ustan *ien las columnas! entonces pueden )orarse $ romperse& 5& G-ustar *ien las columnas al rac: de a*a-o +acia arri*a! mediante las pinas a*raaderas $ las nueces! sin )orar las columnas $ procurar de-ar siempre *ien alineadas ,erticalmente& 6& Fnstalar el electroim#n so*re el dispositi,o de reu-o $ conectar a la corriente& 7& Fnstalar el condensador $ conectar las manueras de entrada $ salida de aua& Iota si no se colocan las perlas de ,idrio! entonces se pueden presentar pro*lemas con la e*ullición causando e*ulliciones ,iolentas con pro*a*ilidad de estallamiento del matra *alón& 8& Jreparar el re+er,idor termosi)ón! si se utilia matra *alón aseurar que el )ondo sea raspado $Ko contena perlas o pedaos de ,idrio $ colocar mantilla o cinta de calentamiento& Iota utiliar mantilla o cinta de calentamiento como )uente de calor se aseura una *uena e*ullición& i no se instala *ien el des)oue del termosi)ón! entonces puede +a*er una ,aporiación s.*ita pro$ectando material& 9& Fnstalar el re+er,idor termosi)ón o matra *alón! aseurando que la c#mara de ,aporiación cuente con un des)oue de ali,io para las ,aporiaciones ,iolentas durante el arranque& 47
10&olocar termopares en los puntos deseados de la columna $ conectar a su respecti,o indicador& 11&onectar − L(nea de alimentación& − ortes de la columna& Iota utiliar manueras adecuadas para los productos $ temperaturas a mane-ar& 12&La,ar las *om*as! recipientes de alimentación $ reci*idores! con el material a mane-ar e instalarlos& e*ar las *om*as de )uelle con el mismo material que mane-aran& Iota si no se utilia la manuera correcta! entonces puede desastarse $ romperse en operación! derramando $ salpicando material& 'n caso de utiliar *om*as perist#lticas! seleccionar correctamente la manuera en )unción del material a tra*a-ar $ la temperatura! D,er u(a selección de manueraE& i no se instalan tapones de ,idrio! entonces puede +a*er salida de material& 13&olocar tapones de ,idrio pre,iamente enrasados donde lle,e salientes! $ colocar sus pinas de aseuramiento& Iota si no se a(slan las partes calientes! entonces puede ocurrir quemaduras al operador& 14&Gislar las l(neas o partes calientes& Iota si no se coloca panel de acr(lico! entonces puede ocurrir quemaduras al operador& 15&Gislar el re+er,idor colocando panel de acr(lico&
4&2 Jre,io al arranque de una columna de destilación ;lders+a> 1& Jreparar c+ec: list e iniciar su llenado con)orme a,ance la operación& 2& Heri"car la identi"cación de los porrones $ recipientes con los que se ,a a tra*a-ar& 3& Heri"car que e%ista ,ermiculitaM cerca del #rea de operación $ est/n disponi*les en cantidad su"ciente! as( como el material a*sor*ente para derrames sal,ae drumM& 4& Cantener el material de ,idrio limpio! identi"cado $ pesado& 5& e,isar )(sicamente el estado de los equipos! de las manueras $ cone%iones& 6& =elimitar el #rea de operación con cintas de seuridad& 7& =ar ni,el al re+er,idor! +asta 40 de su ,olumen como m#%imo! con acetona o material a destilar con la "nalidad de limpiar la columna& Jara 48
el re+er,idor termosi)ón el ni,el del l(quido es al tope superior de las piernas del termosi)ón! salida del termosi)ón& Iota si el material alimentado no llea +asta este ni,el! entonces el re+er,idor puede )racturarse o romperse por ,aporiación ,iolenta $Ko s.*ita al carecer de su"ciente c#mara de ,aporiación& 8& G*rir el aua de en)riamiento al condensador& Iota si no se suministra aua de en)riamiento! entonces los ,apores de los compuestos m#s ,ol#tiles saldr(an por el ,enteo de la columna& 9& Nuitar el tapón de la columna que se encuentre m#s cercano al re+er,idor& Iota si no se quita el tapón! entonces se puede presionar el re+er,idor $ desprenderse de la columna en el arranque& 10&'ncender el reóstato $ dar 15 de corriente! realiar incrementos de 5 de corriente a inter,alos de tiempo entre 5 $ 10 minutos +asta poner la columna a reu-o total& 11&olocar el tapón que se quitó en el paso 9 anterior en cuanto empiece a e*ullir el material& 12&Fniciar los cortes para la limpiea de la columna! durante unos 15 o 20 minutos& 13&Gpaar el reóstato $ desconectarlo! de-ar en)riar el material para despu/s ,aciar toda la columna& 14&Herter el material de la,ado en el recipiente de desec+os& 15&errar la ,#l,ula de aua de en)riamiento&
4&3 ;peración de una columna de destilación ;lders+a> 1& 2& 3& 4&
Jreparar c+ec: list e iniciar su llenado con)orme a,ance la operación& ;perar columnas de destilación requiere de por lo menos dos personas& =elimitar el #rea de operación con cintas de seuridad& =ar ni,el al re+er,idor termosi)ón al tope superior de las piernas del termosi)ón! si se usa un matra *alón +asta un 40 de su ,olumen como m#%imo con acetona o material a destilar&
Iota si el material alimentado no llea +asta este ni,el! entonces el re+er,idor puede )racturarse o romperse por ,aporiación ,iolenta $Ko s.*ita al carecer de su"ciente c#mara de ,aporiación& 5& Glinear aua de en)riamiento& Iota si no se suministra aua de en)riamiento entonces su puede tener una emisión de los ,apores de los compuestos m#s ,ol#tiles saldr(an por ,enteo de la columna& 6& 'ncender los indicadores de temperatura& 49
7& Nuitar el tapón de la columna que se encuentre m#s cercano al re+er,idor para que sir,a como ,enteo! para e,itar el presionamiento del )ondo de la columna Iota si no se quita el tapón! entonces se puede presionar el re+er,idor $ desprenderse de la columna& 8& 'ncender el reóstato $ dar 15 de corriente! realiar incrementos de 5 de corriente e inter,alos de tiempo entre 5 $ 10 minutos +asta poner la columna a reu-o total& 9& olocar el tapón que se quitó en el paso 7 anterior en cuanto empiece a e*ullir el material& 10&Fniciar la alimentación $ los cortes respecti,os! a-ustando los u-os requeridos $ el reu-o! manteniendo el ni,el del re+er,idor& 11&Gnotar en la *it#cora asinada las condiciones de temperatura! los u-os de los di)erentes cortes $ alimentación al menos cada 10 minutos! as( como todas las o*ser,aciones posi*les al respecto de la operación 12&ealiar los cortes cuando uno de ellos lleue al ,olumen determinado de 100! 250 o 500 ml! se.n se determine el tiempo del loteKcorte! pesar $ analiar +umedad! acide $ cromatora)(a! o se.n se determine& 13&eistrar resultados en la *it#cora& 14&uspender la alimentación $ los cortes $ apaar el reóstato al "naliar la operación& 15&Herter el material de los reci*idores en recipientes asinados para ello as( como el re+er,idor& 16&Haciar todo material de la columna a recipientes& 17&errar la ,#l,ula de aua de en)riamiento& 18&=esconectar la alimentación el/ctrica del reóstato $ de las *om*as&
4&4 'quipo de seuridad − − − − − − − −
opa de tra*a-o D*ataE ooles durante la operación uantes de nitrilo o l#te% para mane-o de qu(micos uantes de :e,lar uso del cutter uantes de carnaa para mane-o equipo pesado Oapatos de seuridad areta )acial Janel de acr(lico
50
CAPITLO V Res(!tad%s 3 Ds"(s#$ 51
e prepararon meclas de 'tanol@Gua a di)erentes composiciones 0! 5! 10! 15! 20! 25! 30! 35! 40! 45! 50! 55! 60! 65! 70! 75! 80! 85! 90! 95 $ 100 ,K, de etanol& Las cuales se le$eron su (ndice de re)racción a temperatura am*iente D25AE mostrados en la TABA #.1& 'stos datos le(dos de un re)ractómetro mec#nico del la*oratorio de termodin#mica )ueron comparados con datos o*tenidos de Cettler@oledo P1Q como re)erencia $ tomando en cuenta el tipo de equipo utiliado $ sensi*ilidad del TABLA #.1 Rndice de mismo los datos son re)racción de la mecla 't;B@ *astante cercanos a B2; los de Cettler@oledo& <GIFG F ;B 100 'tanol 1&3660 95 etanol@aua 1&3650 90 etanol@aua 1&3645 85 etanol@aua 1&3640 80 etanol@aua 1&3635 75 etanol@aua 1&3630 70 etanol@aua 1&3625 65 etanol@aua 1&3620 60 etanol@aua 1&3610 55 etanol@aua 1&3600 50 etanol@aua 1&3590 45 etanol@aua 1&3570 40 etanol@aua 1&3550 35 etanol@aua 1&3530 30 etanol@aua 1&3500 25 etanol@aua 1&3470 20 etanol@aua 1&3440 52 15 etanol@aua 1&3420 10 etanol@aua 1&3390 5 etanol@aua 1&3360
La TABLA #.2 muestra los ,alores o*tenidos del c#lculo de las propiedades )(sicas $ qu(micas de la mecla 'tanol@Gua a temperatura am*iente& TABLA #.2. esultados del c#lculo de las propiedades )(sicas $ qu(micas de la mecla 't;B@B2;&
) de E*O+
) de +2 O
19&725 0 18&7387 5 1&24875 17&7525 2&4975 16&7662 5 3&74625 15&78 4&995 14&7937 5 6&24375 13&8075 7&4925 12&8212 5 8&74125
M,leE*O+ 0&428167 31 0&406758 94 0&385350 58 0&363942 21 0&342533 85 0&321125 48 0&299717 12 0&278308 75
M,le+2 O
m,l E*O+
m,l +2O
0 0&069316 16 0&138632 32 0&207948 47 0&277264 63 0&346580 79 0&415896 95 0&485213 11
1 0&854400 79 0&735425 87 0&636384 23 0&552653 58 0&480938 24 0&418825 08 0&364506 59
0 0&145599 21 0&264574 13 0&363615 77 0&447346 42 0&519061 76 0&581174 92 0&635493 41
PM de la me/cla )m,l 46&0684 41&9839 38&6463 35&8679 33&5190 31&5071 29&7646 28&2408 53
11&835 9&99 10&8487 11&2387 5 5 9&8625 12&4875 13&7362 8&87625 5 7&89
14&985 16&2337 6&90375 5 5&9175 17&4825 18&7312 4&93125 5 3&945
19&98 21&2287 2&95875 5 1&9725 22&4775 23&7262 0&98625 5 0
24&975
0&256900 39 0&235492 02 0&214083 65 0&192675 29 0&171266 92 0&149858 56 0&128450 19 0&107041 83 0&085633 46 0&064225 1 0&042816 73 0&021408 37 0
0&554529 27 0&623845 42 0&693161 58 0&762477 74 0&831793 9 0&901110 06 0&970426 22 1&039742 37 1&109058 53 1&178374 69 1&247690 85 1&317007 01 1&386323 17
0&316602 17 0&274039 05 0&235971 1 0&201721 91 0&170744 31 0&142590 9 0&116892 3 0&093340 86 0&071678 28 0&051686 07 0&033178 21 0&015995 31
0&683397 83 0&725960 95 0&764028 9 0&798278 09 0&829255 69 0&857409 1 0&883107 7 0&906659 14 0&928321 72 0&948313 93 0&966821 79 0&984004 69
0
1
26&8970 25&7029 24&6350 23&6742 22&8052 22&0154 21&2945 20&6338 20&0261 19&4652 18&9460 18&4640 18&0153
e prepararon di)erentes tipos de r#"cos con el "n de o*tener resultados del destilado "nal con tan solo leer el (ndice de re)racción
54
120 100 80 60 40 20 0 O+
IR
GR0FIA #.1& Jor ciento de etanol a distinto (ndice de re)racción&
55
GRAFI1A POR1ENTUAL DE ETANOL A DIFERENTE . MOL DE ETANOL 120 100 80 60 40 20 0 . O+
. MOL O+
GR0FIA #.2 Jorciento mol de etanol a di)erente por ciento de etanol&
e utiliaron 900 mL de etanol@aua para llenar el termosi)ón que tiene una capacidad de 400ml $ la alimentación $ cortes de la columna para mantener su ni,el se dieron de la siuiente manera
TABLA #.3. Glimentación de termosi)ón $ temperatura a di)erentes tiempos&
tiempo 1113am 1118am 1123am 1128am 1133am 1138am 1143am 1200pm 1245pm 145pm 245pm 300pm
reóstato 0 15 20 25 30 35 40 40 40 40 40 40
'C;FSTI temperatura A ni,el mL 28&3 400 34&2 400 40&3 400 47&3 400 59&3 400 73&3 400 79&1 400 79&4 384 80&5 250 80&5 250 80&5 250 80&5 330
alimentación mL
150 150 150 150
56
TABLA #.". cantidad de destilado $ temperatura a di)erentes tiempos
;I='IG=; tiempo temperatura A 1200@ 1245JC 115@145JC 200@245JC 300@345JC
76&9 77&2 77&3 77&5 ;GL ='FLG=;
ni,el mL 150 150 150 150 600
TABLA #.#. =atos del condensador a di)erentes tiempos
;I='IG=; emperat Slu-o LtKBr emperatura de ura de tiempo entrada A salida A 1200@ 3&5 1245JC 25 30 3&5 115@145JC 25 30 3&5 200@245JC 25 30 3&5 300@345JC 25 30
57
GLGI' =' CGG
FIGURA #.1 =iarama esquem#tico de *alance de masa de la columna de destilación olders+a>
GLGI' 'I'GL CGG =' 'IG=G 1 ? U 100 r n1 U n6 V n7 n7 U D0&60E n1
n7 U 0&60 D100rEU 60r
n6 U n1 W n7
n6 U 100r W 60r U 40r
n7 U 60r n6 U 40r
'L 'L;X ='L 'L';FCGI ' J;GC; JGG N<' L; ;' =' ='FLG=; S<'GI ;I 'L CFC; F'CJ; =' F'' J; L; GI; LG SGF;I' =' 'F
Rela,ionde refljo =
-asa de re,ir,la,ion -asa ali-entada al ,ondensador
60 gr 120 gr
= 0.5
59
GL
=atos
S;C
) = .∗ Pre,io
JotenciaU 1200 Z
.= Poten,ia∗T
iempoU 3 Br JrecioU 0&711 [K?>+
)T =) + /V+
FHGU 16 'ner(a de un d(a
.=1200∗3 =3600 WHr∗1 01 =3.6 01Hr 1000 W osto de operación por uso de 3 +oras en un d(a
) =3.6∗0.711= 2 2.5596 FHG 2.5596∗0.16=
2 0.409536
osto total de operación por uso de 3 +oras en un d(a
)T = 2.5596 +0.409536= 2 2.969136 om*a de alimentación =atos
S;C
JotenciaU 115 Z
) = .∗ Pre,io
iempoU 3 Br
.= Poten,ia∗T
60
JrecioU 0&711 [K?>+
)T =) + /V+
FHGU 16 'ner(a de un d(a
.=115∗3=345 WHr ∗1 01 =0.345 01Hr 1000 W osto de operación por uso de 3 +oras en un d(a
) =0.345∗0.711= 2 0.245295 FHG ∗0.16= 2 0.0392472
0.245295
osto total de operación por uso de 3 +oras en un d(a
)T = 0.245295+ 0.0392472= 2 0.2845422 elo- $ 'lectroim#n =atos
S;C
JotenciaU 600 Z
) = .∗ Pre,io
iempoU 3 Br
.= Poten,ia∗T
JrecioU 0&711 [K?>+
)T =) + /V+
FHGU 16 'ner(a de un d(a
.= 600∗3 =1800 WHr∗1 01 =1.80 01Hr 1000 W osto de operación por uso de 3 +oras en un d(a
) =1.80∗0.711= 2 1.2798
61
FHG ∗0.16= 2 0.204768
1.2798
osto total de operación por uso de 3 +oras en un d(a
)T =1.2798 + 0.204768= 2 1.484568
om*a del condensador =atos
S;C
) = .∗ Pre,io
JotenciaU 40 Z
.= Poten,ia∗T
iempoU 3 Br JrecioU 0&711 [K?>+
)T =) + /V+
FHGU 16 'ner(a de un d(a .= 40∗3=120
WHr∗1 01 = 0.120 01Hr 1000 W
osto de operación por uso de 3 +oras en un d(a
) =0.120∗0.711= 2 0.08532 FHG ∗
0.08532 0.16
= 2 0.0136512
osto total de operación por uso de 3 +oras en un d(a
)T = 0.08532+ 0.0136512=2 0.0989712 osto total de operación de la columna de destilación ;lders+a> por 3 +r en un d(a 62
)totaldeo!3 =)reostato +)bo-ba deali-enta,ion+)reloj 4 ele,troi-an+ )bo-badel,ondensador
)totaldeo!3=2.969136 +0.2845422 +1.484568 +0.0989712
)totaldeo!3 =2 4.8372174 osto de operación en un mes [96&744348
-!%'a+a F1 R%-e't . Pe''3, d%$ 8. G'ee$, Pe''3 Ma$(a! de! $e$e'% )(+"%, s&ta ed"#$ @"(a'ta ed"#$ e$ es&a;%!, edt%'a! " G'a8 !!, /%!(e$ II "a&. 1K? @2010 F2 A. Ma'"!!a G%s, "%!a-%'ad%'es a. G#e4 S('a$a, A.N. 'a"a "%'tes, &. "a3(e!a Ma't+$e4, $t'%d(""#$ a !as %&e'a"%$es de se&a'a"#$, Ed"#$ e!e"t'#$"a Es&a'a", "a&. 1, &a. 1=, @1>>J FK R%-e't . Pe''3, d%$ 8. G'ee$, Pe''3 Ma$(a! de! $e$e'% )(+"%, s&ta ed"#$ @"(a'ta ed"#$ e$ es&a;%!, edt%'a! " G'a8 !!, /%!(e$ I "a&. ?K @2010 F? R%-e't . Pe''3, d%$ 8. G'ee$, Pe''3 Ma$(a! de! $e$e'% )(+"%, s&ta ed"#$ @"(a'ta ed"#$ e$ es&a;%!, edt%'a! " G'a8 !!, /%!(e$ I "a&. ?? @2010 F5 H3 '%'%(s te'%d$a"s\. tt&:888./'t(a!ate'a!s."%. F M. A. Sat3'%. Te'%d$a"s a$d te s(!at%$ e$$ee'. Ce"a! &'%d("t a$d &'%"ess %de!$. V%!. K, 200J. A't"!e 2?. Te e']e!e3 E!e"t'%$" P'ess. A/a!a-!e at: tt&:888.-e&'ess."%"&&/%!Kss12?. F= R. 9. Pe''3, D. H. G'ee$. Ma$(a! de! $e$e'% )(+"%. . Ed. M"G'a89!!. M*"%. 1>>>. Se""#$ 2. P&. 112K=0.
63
