Torres de destilacion

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DESTILACION EN TORRES DE PLATOS

OBJETIVO

Comprender los fundamentos que gobiernan a la destilación en torres de platos.

Determinar la presión de operación de la torre.

Determinar la cantidad de calor que desprende el condensador.

FUNDAMENTO TEORICO

DESTILACION

La destilación se define como la operación básica mediante la cual se separa una mezcla de líquidos, dedistinta volatilidad, en sus componentes puros; esto se consigue mediante la realización sucesiva de una serie de etapas de vaporización y condensación; en cada una de estas etapas se incrementar la proporción del componente más volátil en la fase vapor.
Esta operación se lleva a cabo, en la mayoría de los casos, en columnas cilíndricas verticales que proporcionan un alto número de etapas en las quetienen lugar los procesos de vaporización y condensación.
En este tema se estudiarán los conceptos básicos de la destilación, los distintos métodos de destilación, y el cálculo del número de etapas necesarias para alcanzar unos rendimientos.

METODOS DE DESTILACION

Los métodos de poner en práctica la destilación, basados en que el vapor es siempre más rico en componente volátil que ellíquido que lo origina, son tres: Destilación diferencial; destilación flash o de equilibrio; y rectificación o destilación fraccional.

La rectificación o destilación fraccional es el método de mayor interés industrial; difiere de los otros dos métodos en que parte del vapor es condensado y devuelto como líquido al destilador, mientras que en la destilación diferencial y la destilación flash elvapor formado se separa del líquido que lo genera.

DESTILACION DIFERENCIAL

Como indica la figura 6.5, la alimentación se introduce en un recipiente calentado a velocidad constante. El vapor formado en la ebullición del líquido se separa del sistema haciéndolo pasar por un refrigerante que lo condensa. Este vapor es más rico en el componente más volátil que el líquido; quedando como componenteprincipal en la fase líquida, el menos volátil.

Como la separación se realiza en una etapa, en la que el vapor formado no está en equilibrio con el líquido, la separación completa resulta imposible; se utilizan como separaciones preliminares, cuando no se requieren purezas elevadas, cuando las mezclas se separan fácilmente, cuando se disponen de mezclas relativamente pequeñas (a escalalaboratorio).



Figura 6.5.-Destilador diferencial

DESTILACION FLASH O DE EQUILIBRIO

Cosiste en la vaporización parcial de una alimentación introducida en el destilador a una presión tal que a la temperatura de la alimentación sufre una vaporización instantánea separándose en continuo un líquido y un vapor en equilibrio. Es una separación en una sola etapa y generalmente en continuo.

Enbalance de materia sobre el componente más volátil A sería,

Fx_f=Vy+Lx

Como, F=V+L

Despejando L
V/F=(x_f-x)/(y-x)

y=V/F x_f-(F/V-1)x

Ecuación que representa una línea recta de pendiente

-(F-V)/V=-L/V
que pasa por el punto (x_f,y=x_f ) . Los valores de x e y deben satisfacer la ecuación más los datos de equilibriolíquido-vapor; por lo que estos valores se pueden obtener gráficamente utilizando el diagrama de equilibrio x-y, figura 6.6.

Figura 6.6.-Diagrama de equilibrio para la resolución de destilaciones flash

En la figura 6.7 se encuentran los elementos de una planta de destilación flash, la alimentación se hace circular a través de un calentador (b) impulsada por una bomba (a), reduciendo posteriormente lapresión en la válvula (c). Una mezcla intima de vapor y líquido entra en el separador (d), en el que permanece suficiente tiempo para que se separen las dos fases y alcancen el equilibrio. Finalmente, el vapor sale por la línea (e) y el líquido a través de la línea (g).


Figura 6.7.-Destilación flash
La destilación flash se utiliza a gran escala en el refino del petróleo; el petróleo se...
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