Rectificacion en discontinuo

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RECTIFICACION EN DISCONTINUO

1. OBJETIVO:

Separar mediante una rectificación discontinua, a relación de reflujo constante, dos componentes de un sistema homogéneo como son el ciclohexano y el n-heptano utilizando tres columnas de relleno que trabajan en discontinuo.

2. INTRODUCIÓN TEÓRICA:

Rectificación discontinua:
En las operaciones discontinuas se carga una cantidad inicialde una mezcla homogénea en el equipo y durante la operación se retiran de forma continua el destilado.
En las separaciones discontinuas no se alcanza el estado estacionario y la composición de la carga inicial varía con el tiempo. Esto da lugar a un aumento de la temperatura del sistema y a una disminución de la cantidad relativa de los componentes de menor temperatura de ebullición en elcalderin al avanzar la destilación. En este tipo de destilación solo existe zona de enriquecimiento, no de agotamiento.
Para poder utilizar un proceso de destilación la volatilidad de cada uno de los componentes de la mezcla tiene que ser distinta. La volatilidad de un compuesto frente a otro tiene que ser distinta de la unidad y se define como
(1)
Donde y es la fracción molar de la fasevapor. x es la fracción molar de la fase líquida.

Los Factores que determinan la separación son los siguientes:

* Altura equivalente por plato teórico

En las columnas de relleno se define la Altura Equivalente de un plato teórico (AEPT) como la altura de relleno necesaria para conseguir la misma separación que en un plato teórico de una columna de contacto discontinuo. La altura total dela columna vendrá dada por el producto de esta altura equivalente de plato teórico y el número de pisos (N) existentes en la columna:
(2)

La altura es un parámetro directamente proporcional a la separación, es decir, a mayor altura obtendremos una mejor separación.

* Razón de reflujo

La razón de reflujo es la relación entre el caudal de líquido que se devuelve a lacolumna como reflujo y el que se extrae de ella como destilado. Se puede expresar como una razón de reflujo externa, o una razón de reflujo interna:

REFLUJO EXTERNO (3)

REFLUJO INTERNO (4)

El disponer de reflujo es lo que va a permitir el proceso de rectificación ya que, al bajar el líquido por la columna, se enriquece el vapor que asciende en el componente más volátil.

Unarazón de reflujo máxima, nos permite trabajar con un número mínimo de pisos, aunque tenemos el inconveniente de que apenas recogemos producto del destilado. Por otro lado, con una razón de reflujo mínima, necesitamos muchos pisos para que se pueda conseguir la separación, ya que la cantidad de líquido que se devuelve a la columna y que es la que va a hacer posible la rectificación es mínima.Tendremos que encontrar la razón de reflujo óptima de trabajo.

* Carga y composición inicial del calderín

La composición inicial del calderín determina lo costosa que puede llegar a ser la obtención de una determinada fracción molar de destilado o de residuo. Esto dependerá de si la mezcla homogénea tiene una alta o baja fracción molar del componente más volátil. Porque a mayor pureza de lamezcla en el componente más volátil, con mayor facilidad, se obtendrá una composición de destilado alta en dicho componente y un residuo más rico a su vez en el componente volátil. Sino serán necesarios mayor número de platos para obtener la misma composición de destilado con una mezcla inicial más pobre en el componente más volátil.
La carga también es un limitante, ya que cuanto mayor sea lacarga del calderín mayor energía será necesaria para alcanzar la temperatura de ebullición del componente más volátil. A su vez mayores dimensiones tendrá que tener el equipo de destilación.

* Método de contacto entre las fases

Puede ser de contacto continuo (columna de relleno) o de contacto discontinuo (columna de platos) dependiendo de cual de los tipos sea, la separacion conseguida...
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