Operaciones de separacion

1FUNDAMENTOS DE LAS OPERACIONES DE SEPARACION
1.1 INTRODUCCION
Los procesos químicos generalmente requieren la separación de mezclas de especies o componentes químicos para cumplir con las características de sus efluentes o productos. En la figura 1.1 se muestra un diagrama general de un proceso químico o planta química, en el que se ubican las operaciones de separación. Las operaciones deseparación antes del reactor químico permiten la purificación de materia prima, para el acondicionamiento de los reactivos que serán alimentados al reactor. La mezcla de productos obtenida por reacción química es tratada también con operaciones de separación, que permiten la purificación de mezclas en productos de valor comercial y productos secundarios que cumplan con regulaciones ambientales paraser almacenados o vertidos al medio ambiente.
La separación de mezclas en componentes esencialmente puros es de gran importancia en la industria química, y para cumplir tal objetivo la selección y el diseño adecuado de equipos de separación es una tarea fundamental que realiza el Ingeniero Químico basándose en sus conocimientos de operaciones de separación.-------------------------------------------------
Productos puros
Mezcla de productos
Materia prima
Productos secundarios
Reactivos
Operaciones de separación
Reactor
Químico
Operaciones de separación

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Productos secundarios

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Efluente
Limpio
Productos secundarios

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Operaciones de separación

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Figura 1.1 Diagrama general de un proceso químico.

1.2 DEFINICION Y CARACTERÍSTICA DE UNA OPERACION DE SEPARACIÓN
Una operación de separación es aquellaque separa dos o más compuestos presentes en una mezcla en productos que resultan con composiciones diferentes.

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Dispositivo (equipo) de separación
Agente de separación
Alimentación xiF
Producto1

Producto2
xi1

xi2

Mezclas Productos

Figura 1.2 Esquema de una operación de separación.

La figura 1.2muestra la característica de una operación de separación, donde se presenta un dispositivo o equipo de separación al que se alimenta en forma continua componentes que forman una mezcla de composición xiF y un agente de separación que promueve la formación de una fase adicional y la obtención subsecuente de corrientes de producto con composiciones diferentes xik.
Si la mezcla que se va a separares una disolución homogénea de una sola fase (gaseosa, liquida o sólida), generalmente es preciso generar una segunda fase antes que pueda llevarse a cabo económicamente la separación de una especie química. Esta segunda fase se puede generar por medio de un agente energético de separación (AES) o por medio de un agente material de separación (AMS), tal como un disolvente o un adsorbente.
Laaplicación de un AES implica la transferencia de calor y/o trabajo hacia o desde la mezcla objeto de separación. Alternativamente, se puede generar una segunda fase por reducción de la presión. Un AMS puede ser parcialmente inmiscible con una o más de las especies de la mezcla. En este caso, el AMS es generalmente el componente de mayor concentración en la segunda fase. Alternativamente, el AMSpuede ser totalmente miscible con la mezcla pero alterar selectivamente las volatilidades de las especies con el fin de facilitar una más completa separación de ciertas especies cuando se utiliza conjuntamente con un AES.

1.3 CLASIFICACIÓN DE LAS OPERACIONES DE SEPARACIÓN
Las operaciones de separación pueden clasificarse por la característica de fase en la corriente de alimentación, por el tipo...