Rectificación


UNIVERSITAT AUTÒNOMA DE BARCELONA
Escola d’Enginyeria


Ingeniería Química
Experimentación en Ingeniería Química III



RECTIFICACIÓN DISCONTÍNUA





Alberto Marín Martínez
Alejandro Fernández Peralta
Cerdanyola del Vallès, 23 abril 2012,
Grupo 19

Contenido














































1. INTRODUCCIÓN

Ladestilación es una operación unitaria de transferencia de materia que tiene por objetivo la separación de los componentes (dos o más) de una fase originalmente homogénea. El agente separador en la destilación es energía en forma de calor. El calor se suministra con la intención de obtener dos productos con distinta composición aprovechando las diferentes temperaturas de ebullición de loscomponentes.
La destilación se puede realizar de dos maneras:
Produciendo vapor al calentar la mezcla líquida que se quiere separar hasta la ebullición y condensarlo sin que el líquido retorne para ponerse en contacto con el vapor (destilación simple). A medida que va condensando el vapor se va retirando.
Retornando parte del condensado al sistema para que entre en contacto con el vapor, obligándoloa condensar en parte y volver a evaporarse. De esta manera aparecen más de un equilibrio líquido-vapor en el destilador, produciendo un enriquecimiento del vapor en el componente más volátil (destilación con rectificación).
Ambos métodos puede realizarse indistintamente de forma continua o discontinua. La rectificación en discontinuo se lleva a cabo trabajando:
A relación de reflujo constante.A composición constante.
De manera mixta, alternando los dos métodos anteriores.
Rectificación discontinua

Esquema de una rectificación discontinua intermitente.

La figura es una representación simplificada de una columna de rectificación intermitente. Si se plantea el balance global de materia del sistema se llega a:

donde: V(t) es el caudal devapor que circula dentro de la columna a tiempo t.
L(t) es el caudal de líquido devuelto a la columna a tiempo t.
D(t) es el caudal de destilado a tiempo t.
Definimos Ri (relación de reflujo interna) y R (relación de reflujo externa):


Combinando estas dos ecuaciones con el balance de materia obtenemos la relación:

Y por lo tanto conociendo la relación de reflujo externa R y el flujo dedestilado promedio respecto al tiempo D se puede calcular el flujo de vapor medio V:



Rectificación a relación de reflujo constante
Una rectificación discontinua se realiza a reflujo constante cuando se mantiene, a lo largo de toda la operación, la misma relación de reflujo (liquido reincorporado a la columna/liquido obtenido como destilado), de manera que la composición media del destiladoque se obtiene es la deseada. Cabe resaltar que durante la operación tanto la composición del destilado como la del calderín varían en el tiempo, de manera que el sistema está régimen no estacionario.
La rectificación intermitente a reflujo constante es la más utilizada, dada la sencillez del sistema de control de la columna.






2. OBJETIVOS
Estudiar una rectificación discontinua:Cálculo del número de platos de la columna a reflujo total.
Comprobación de la ecuación de Rayleigh.
Comprobación de la ecuación de Block.
Cálculo de la potencia útil necesaria
Cálculo de las necesidades de agua de refrigeración.
Comprobación del balance de materia.


















3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

3.1. Reflujo total. Cálculo de los platos de la columna.
Seintroduce la mezcla etanol-agua al 10% molar en el balón y se enciende el calefactor, manteniendo una relación de reflujo interna de 1 (total). Se realizan varias medidas de las composiciones del calderín y del destilado hasta que se mantengan invariables en el tiempo, alcanzando así el estado estacionario.
Conocidas las composiciones y utilizando los datos del equilibrio líquido-vapor de la...