Fraccionamiento

METODO DE PONCHON – SAVARIT.
Este método es más riguroso que el de McCabe-Thiele, pero requiere de información detallada sobre las entalpías de las corrientes dentro de la torre y calores de disolucion de las mezclas liquidas. En este método se considera la variación de los flujos molares de líquido y vapor.  Al igual que el método de McCabe-Thiele, en la columna se deben considerar dos zonas:enriquecimiento,   despojamiento y alimentacion.  antes de comenzar la descripcion del metodo se realiza una explicacion sobre la construccion del diagrama entalpias - concentracion necesario para la aplicacion del metodo de Ponchon – Savarit
DIGRAMA ENTALPIA - CONCENTRACION
Se determina la entalpia de del liquido utilizando la siguiente ecuacion la cual establese a la entalpia con la variableHl  como referencia a la entaalpia de liquido se debe aclarar que en muchos textos para identificar la entalpia de liquido utiliza la letra h minuscula para identificarla.
Hl = Cp (Tl - To) +  DH
Donde:
Hl  =  Entalpia de Liquido 
Cp = Capacidad Calorica del liquido 
Tl = Temperatura de Liquido Saturado 
To = Temperatura de Referencia  
DH = Calor de Disolucion

Se determina la entalpia dedel Vapor con la Siguiente ecuación la cual establece a la entalpia de vapor con la variable Hg se debe aclarar que en muchos textos para identificar la entalpia de Vapor utiliza la letra H mayuscula para identificarla.

Hg = Y.(Cpa.(Tl - To) +  λa) + (1-Y) . (Cpb.(Tl - To) +  λb)

Donde:

Hg  =  Entalpia de Vapor
Cpa, Cpb = Capacidad Calórica del liquido
Tl = Temperatura deLiquido Saturado
To = Temperatura de Referencia 
λa, λb = Entalpia de Vaporización de cada componente

Un punto de equilibrio en el diagrama X-Y esta representado por un punto sobre la curva pero en el diagrama H-X-Y representa una diagonal como se observa en este diagrama con la línea morada. Los valores de x en el diagrama X-Y se proyectan verticalmente como lo indican las flechas azules en cambio losvalores de Y se llevan a la diagonal de 45º luego suben verticalmente hasta la línea de Hg como lo indican las flechas

DIGRAMA COMPLETO DEL PROCESO

A diferencia de McCabe Thiele en este metodo se debe hacer una aclaratoria de como son los procesos de condensacion en el el condensador puede haber un condensador total es decir todos los vapores que salen de la torre se condensan, o puede serparcial parte del vapor se condensa y regresa a la torre, de acuerdo a eso se realiza el balance de calor en el condensador y el balance de masa para cada uno es diferente trabajaremos con el siguiente esquema siguiendo el patron del Treybal.

ZONA DE ENRIQUECIMIENTO (CONDENSADOR TOTAL)

Balance global de materia zona III

 Gn+1 = Ln + D

Balance del componente más liviano

Gn+1 x  Yn+1=  Ln x Xn  +  D x Xd
   
Gn+1 x  Yn+1 -  Ln x Xn  =    D x Xd 

Balance de Entalpia -  Perdidas de Calor Despreciables

Gn+1 x Hgn+1  =  Ln x Hn  +  Qc  +  D x Hd

Calor Retirado por la Zona de Rectificacion 

Gn+1 x Hgn+1  -  Ln x Hln =  Q'  =  Qc  +  D x Hd
Sea Qc el Calor eliminado por el condensador y el destilado eliminado permanentemente, por mol de  destilado obtenemos lasiguiente ecuación por mol de destilado obtenemos la siguiente expresión:

∆Q  =  Q’ /  D = Qc/D + Hd

Con la Eliminacion de D de las ecuaciones se Obtiene:

Ln /  Gn+1  =   Yn+1 /  ( Xd - Xn)  =  (Q' -  Hgn+1 ) /  (Q' - Hln)

donde Ln /  Gn+1 es la relacion de reflujo interna
En el diagrama H-X-Y es la ecuacion de la recta de rectificacion que pasa por los puntos (Hg, Yn+1) en Gn+1 y elpunto  ( ∆Q, Xd) en este caso este se conoce como punto de diferencia puesto  que sus coordenadas representan diferencias en flujos respectivos.  Para trazar la linea de rectificacion en un diagrama H-X-Y se debe ubicar los puntos que se tengan el Xd, Zf y Xb, el punto ( ∆Q, Xd) y se un con el punto donde este ubicado la alimentacion logicamente cuando se esta diseñando esta se ubica en liquido...