Resctificacion A Reflujo Total

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E
INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

LABORATORIO DE OPERACIONES DE SEPARACION III

PRACTICA No. 4
“RECTIFICACION A REFLUJO TOTAL”


OBJETIVO DE LA PRÁCTICA
Desarrollar los conceptos para determinar la eficiencia total y de un plato de en la columna de destilación con platos perforados.
Aplicar la metodología de trabajopara operar y optimizar la columna con una mezcla binaria a reflujo total y a una presión constante.

FUNDAMENTO TEORICO
Las 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 elseno de una sola fase, líquida o gaseosa, o por contacto entre dos fases.

A pesar de la amplia variedad de operaciones, las transformaciones que están ocurriendo se pueden interpretar teniendo en cuenta que lo que en realidad se está transportando, dentro de una fase o entre dos fases, es una o varias de las tres propiedades extensivas: materia, energía o cantidad de movimiento. El diseño delos aparatos en los que se va a llevar a cabo el proceso, requiere conocer la velocidad a la que se realizan estos transportes. En la mayoría de las operaciones básicas, los tres fenómenos de transporte transcurren simultáneamente, siendo el más lento de ellos el fenómeno controlante, es decir, el que determina la velocidad global del proceso, y el que debe tenerse en cuenta para el diseño delequipo.

En el caso del transporte o transferencia de materia, 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 esecomponente desde la zona más concentrada a la menos concentrada, 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 serepartirá entre las dos fases en unas concentraciones que dependerán de 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 concentracionesdistintas a las que corresponderían al equilibrio. Así, si las dos fases 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 velocidadde transferencia de materia. Para que exista separación debe cumplirse que:

Siendo x e y las fracciones molares de los componentes i, j, k...en las respectivas fases X e Y.

El cociente entre el valor de y 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 siestamos 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 lograr una 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...