Rectificacion

Objetivos

Incorporar a la estructura de conocimiento las aplicaciones de la destilación en los procesos industriales.
Desarrollar los conceptos para determinar la eficiencia total y de un plato en la columna de destilación con platos perforados.
Aplicar la metodología de trabajo para operar y optimizar la columna con una mezcla binaria a reflujo total y a presión constante.
IntroducciónLas operaciones básicas que se llevan a cabo en la industria química implican, en la mayor parte de los casos, el manejo de fluidos y sólidos que hay que impulsar, mezclar, calentar, enfriar, concentrar, separar, etc. Habitualmente, estas actividades se llevan a cabo en el seno de una sola fase, líquida o gaseosa, o por contacto entre dos fases.
En el caso del transporte o transferencia demateria, esta tiene lugar debido a la existencia de una fuerza impulsora que generalmente es una diferencia de concentraciones de uno o más componentes entre dos puntos de una fase o entre dos fases. En sistemas formados por una sola fase, si existe alguna diferencia de concentración de un componente entre dos puntos, habrá un transporte de ese componente desde la zona más concentrada a la menosconcentrada, hasta llegar a la igualdad de concentraciones, lo que supone que el sistema está en equilibrio. En el caso de un sistema formado por más de una fase, el sistema también evolucionará hacia el equilibrio, pero en este caso, el equilibrio no supone la igualdad de concentraciones en las dos fases, sino que cada componente se repartirá entre las dos fases en unas concentraciones que dependeránde la presión y de la temperatura del sistema. Si variamos la presión, la temperatura o ambas, también nos variarán las concentraciones de cada una de las fases en el equilibrio.
La mayoría de las operaciones básicas de separación se basan en la existencia de dos o más fases en las en las que los componentes tienen concentraciones distintas a las que corresponderían al equilibrio. Así, si las dosfases se ponen en contacto, se produce espontáneamente el transporte selectivo de los componentes de una fase a otra para aproximarse a las condiciones de equilibrio. En muchas ocasiones las limitaciones de las operaciones de separación son debidas a las condiciones poco favorables del equilibrio termodinámico, más que a la velocidad de transferencia de materia.

El cociente entre el valor dey y de x para cada uno de los componentes se denomina coeficiente de reparto, k. El cociente entre los coeficientes de reparto es la selectividad relativa, α, (volatilidad relativa si estamos en una mezcla con una fase líquida y otra vapor):

Cuanto más alejado esté de la unidad el valor de la selectividad relativa, más fácil será la separación. Por lo tanto uno de los requisitos para lograruna buena separación es que la composición de cada uno de los componentes sea muy distinta en cada una de las fases, puesto que el mayor grado de separación que podemos lograr para unas condiciones dadas de presión y temperatura, vienen determinadas por las condiciones de equilibrio. Es preciso conocer los datos de equilibrio entre fases para el sistema que vamos a tratar , en las condiciones deoperación. Otro de los requisitos para llevar a cabo una buena separación es que las dos fases se mezclen fácil e íntimamente para favorecer el transporte de los componentes de una fase a otra, y que finalizado el proceso, las dos fases puedan separarse con facilidad.

Marco teórico
El diseño de columnas de platos para operaciones de absorción o deserción se basa en muchos de los principiosutilizados en los cálculos de operaciones de rectificación, tales como la determinación del número de platos teóricos necesario para conseguir un cambio de composición especificado. Estas columnas pueden resultar económicamente preferibles para operaciones en gran escala, pueden presentar mejor “relación de flujo descendente” y están menos sujetas a ensuciamiento por sólidos que las columnas de...