Destilacion

Universidad de Alicante. Dpto. Ingeniería Química Ampliación de Operaciones de Separación. 3. Destilación asistida

TEMA 3. OPERACIONES DE DESTILACIÓN ASISTIDA
Como paso previo al diseño propiamente dicho de una columna de rectificación, debe establecerse cuáles son los posibles productos en que puede desdoblarse el alimento. Los más recientes análisis matemáticos y geométricos de ladestilación azeotrópica se basan en el uso de los denominados mapas de curvas de residuo y mapas de curvas de destilación. Éstos se han utilizado para localizar las distintas regiones de destilación, que a su vez permiten obtener las regiones en que se encuentran los posibles productos que pueden obtenerse a partir de una determinada mezcla. 1. INTRODUCCIÓN El estudio de la rectificación se aborda de formadiferente dependiendo del número de componentes del sistema que se pretende separar. Así, se pueden considerar tres casos distintos dependiendo de que se trate de mezclas binarias, ternarias o multicomponentes. El caso de las mezclas binarias es relativamente sencillo, es muy conocido, y está ampliamente explicado en los libros de texto. Se dispone de métodos de diseño que, mediante cálculositerativos, pueden utilizarse para la simulación de la operación, y que pueden aplicarse de forma gráfica (McCabeThiele y Ponchon-Savarit) o analítica (Sorel-Lewis y Sorel). El caso de las mezclas ternarias es algo más complicado. Aunque aún pueden aplicarse métodos gráficos, éstos son menos evidentes ya que los datos de equilibrio no se pueden representar en un plano, como en el caso de las mezclasbinarias, sino que requieren representaciones tridimensionales y hay que trabajar mediante distintos tipos de proyecciones. Aunque se han desarrollado métodos de cálculo que permiten resolver estos problemas desde un planteamiento similar al que se utiliza en el caso de mezclas binarias, no están muy extendidos y no se suelen encontrar en los libros de texto o manuales generales. Por tanto,normalmente, el tratamiento algebraico del problema de separación de mezclas ternarias se aborda como en el caso general de mezclas multicomponentes que, evidentemente, no puede resolverse gráficamente de forma rigurosa y requiere métodos de cálculo cuya aplicación es tan larga y tediosa que hace imprescindible el uso de ordenadores. Desde la aparición en los años 30 de los primeros métodos para mezclasmulticomponentes (Lewis-Matheson y Thiele-Geddes), hasta nuestros días, se ha avanzado mucho y existen numerosos métodos que permiten simular de forma rigurosa columnas de rectificación multicomponente. Estos métodos se encuentran bien explicados en numerosos libros de texto y forman parte del software habitual de distintos simuladores comerciales.

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La evolución de estos métodos ha venido impulsada por la necesidad de desarrollo de algoritmos de cálculo que mejorasen su rapidez y, sobre todo, que superasen las dificultades de convergencia que presentan. Este tipo de dificultades conduce a que, en ocasiones, no se pueda encontrar la solución a menos que se dispongade una buena estimación inicial de las variables del sistema. Un problema que, si bien se conoce desde hace tiempo, ha recibido reciente interés, es el de la "destilación asistida" (enhanced distillation). Bajo esta denominación se agrupan operaciones como: ♦ ♦ ♦ ♦ Destilación Destilación Destilación Destilación azeotrópica extractiva con sal reactiva

en las que se añade un agente separador auna mezcla binaria con el fin de conseguir una separación de los componentes del sistema que no sería posible por rectificación normal, entendiendo como tal que se pretende indicar que se trata de "destilación no ayudada", es decir de una operación como la que se llevaría a cabo en una columna convencional. . En este caso, evidentemente, el problema a resolver es el de una mezcla ternaria en la...