Tesis

TRABAJO ESPECIAL DE GRADO

ESTUDIO FLUIDODINÁMICO EN UNA COLUMNA RELLENA CON
EMPAQUE ESTRUCTURADO SULZER SMVP, CON DIRECCIÓN
DE TRANSFERENCIA DE MASA DE LA FASE DISPERSA A LA
FASE CONTINUA

TUTORES ACADÉMICOS: Prof. Hinda Elman
Prof. Anubis Pérez

Presentado ante la ilustre
Universidad Central de
Venezuela para optar al Título
de Ingeniero Químico
Por los Brs. AltuveChacín, María Isabel
Cueto González, Frederick

Caracas, Noviembre 2002

Altuve, Ch., María I.
Cueto G., Frederick

ESTUDIO FLUIDODINÁMICO EN UNA COLUMNA RELLENA CON
EMPAQUE ESTRUCTURADO SULZER SMVP, CON DIRECCIÓN
DE TRANSFERENCIA DE MASA DE LA FASE DISPERSA A LA
FASE CONTINUA
Tutores Académicos: Prof. Hinda Elman y Prof. Anubis Pérez.
Tesis. Caracas, U.C.V. Facultad deIngeniería
Escuela de Ingeniería Química. Año 2002, 134 p.
Palabras Claves: Extracción líquido- líquido, relleno estructurado SMVP,
transferencia de masa, fluidodinámica, retención de la fase dispersa,
inundación.
Resumen. El objetivo de este trabajo fue evaluar desde el punto de vista
fluidodinámico y de transferencia de masa, de una columna empacada con
relleno estructurado Sulzer SMVP,para el sistema n-Butanol / Ácido succínico /
Agua, así como también estudiar la capacidad de predicción de los valores
obtenidos experimentalmente por diversos modelos fluidodinámicos reportados
en la literatura. Para cumplir con los objetivos planteados se llevaron a cabo ocho
(11) pruebas en un rango de relaciones de fases comprendido entre 0,35 y 2,00;
obteniéndose que la cargamáxima oscilaba entre 46-60 m3/m2h.
Con la finalidad de evaluar la influencia de la transferencia de masa se
realizaron pruebas con las fases pre-saturadas, obteniéndose como resultado
desviaciones de 10% para el balance de masa global y 44% para el balance de
masa en ácido; de igual forma se obtuvo que el porcentaje de extracción de la
columna se ubica en un 62,5%. Adicionalmente seobtuvo que la altura
equivalente a un plato teórico de separación, oscila entre 0,59 m y 1,08 m.

Los modelos de capacidad máxima evaluados arrojan resultados por
debajo de los experimentales, observándose que el modelo que predice mejor la
capacidad máxima y las velocidades de inundación de cada fase es el propuesto
por Kumar y Hartland con una desviación promedio de 14%. Elmodelo que
describe con menor desviación promedio, el comportamiento de la retención ante
variaciones de la relación de fases, fue el propuesto por Mackowiak y Billet
(11%), seguido por el de Kumar y Hartland (15%) y por último Seibert y Fair
(33%). Tanto el modelo de Mackowiak y Billet como el Streiff y Jancic presentaron
desviaciones promedio similares (21% y 19%), para el cálculo dela retención en
la inundación. En forma global las desviaciones promedio que arrojaron todos los
modelos para cada una de las variables fluidodinámicas analizadas, se
mantuvieron dentro de los valores máximos predichos por los investigadores.
Entre las recomendaciones más importantes, está revisar el procedimiento
de pre-saturación de las fases y tomar los valores del Índice deRefracción de las
fases en la alimentación y en las salidas de la columna, con la finalidad de
cuantificar la cantidad de agua y n-butanol que se transfiere a lo largo de la
columna.

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Índice

ÍNDICE
.... Pág.
Índice de Tablas .................................................................................................................. iv
Índice de Figuras................................................................................................................ vii
Lista de Símbolos .................................................................................................................x
Símbolos griegos ............................................................................................................... xiv
1. Introducción...