absorcion

Universidad Nacional del Callao
Facultad de Ingeniería Química




Profesor:
Ing. Juan Medina Collana

Tema:
Absorción de gases en líquidos

Alumnos:
Chávez Buleje, Viviana del Rosario

2010-A
ANÁLISIS DE UNA COLUMNA DE ABSORCIÓN DE CO2

I. OBJETIVO
Estudiar la absorción de de CO2 en una columna.
Determinar la eficiencia del procesoII. MARCO TEÓRICO

Esta operación se encuadra dentro de las operaciones de separación por transferencia de materia, las cuales se basan en el fenómeno de difusión, según el cual un componente de una mezcla se desplaza en el seno de un absorbente debido a un gradiente de concentración o presión.

Por tanto la absorción es una operación unitaria de transferencia de materia que consiste enponer un gas en contacto con un líquido para que queden retenidos ciertos componentes de la corriente gaseosa. La absorción puede ser física o química, según que las interacciones del gas con el líquido absorbente sean de tipo débil –van der Waals, London, etc.- o fuertes – iónicas o covalentes- dando lugar a que reaccionen con él para dar un nuevo compuesto químico. A la operación unitaria contrariaal proceso de absorción, se la conoce con el nombre de desorción (“stripping”) y suele facilitarse mediante arrastre por un gas inerte.

Desde el punto de vista local (figura Nº1) el fenómeno de absorción se da cuando en un punto cualquiera de la columna se produce el contacto de un gas y un líquido en condiciones de no-equilibrio, lo cual favorece que se realice una transferencia de materiaoponiéndose al gradiente de presiones existente (ley de Fick). La fuerza impulsora actuante es, por lo tanto, la diferencia entre la presión parcial -en la corriente gaseosa- del componente adsorbido y su presión de vapor a la temperatura de trabajo.

Se puede usar para la absorción el mismo equipo que se usa en una destilación, ya que las fases en contacto serán también un líquido y un gas.No obstante las columnas no necesitan calderín ni condensador de cabeza.

El tipo de columnas usadas pueden ser columnas de platos (contacto discontinuo o por etapas), o bien columnas de relleno (contacto continuo).

En ambos casos se emplea la fuerza gravitatoria para la circulación del líquido y el gas en contracorriente.

Algunos dispositivos emplean medios mecánicos para facilitar elcontacto entre las fases. Así tenemos las torres de pulverización que son columnas vacías en las que el líquido entra a presión por un sistema de pulverización, circulando el gas en sentido contrario; y los sistemas centrífugos donde el gas se hace pasar a través del líquido en rotación.

Muchos procesos industriales de absorción van acompañados de reacción química; así se pueden eliminar gasesácidos -tales como H2S, CO2, SO2- de distintas corrientes gaseosas, empleando ya sea agua a presión, soluciones de hidróxidos alcalinos o de etanolaminas. También se puede usar para el secado de gases (eliminación del vapor de agua), como por ejemplo en la producción de cloro mediante electrólisis, donde el cloro obtenido se seca haciéndolo pasar a través de ácido sulfúrico concentrado, encontracorriente.

En esta práctica se procede a hacer pasar una corriente de CO2 por la columna de absorción.

Cuando el CO2 se disuelve reacciona con el agua para dar ácido carbónico (H2CO3) de acuerdo al siguiente equilibrio

CO2 + H2O H2CO3

Como ácido débil que es, se disocia parcialmente formando los iones carbonato y bicarbonato, según las reacciones:

H2CO3H+ + HCO3 - pKa = 6, 34
HCO3 - H+ + CO3 -2 pKa = 10, 35

Para determinar si todo el CO2 se ha absorbido en la columna, Calculamos la capacidad máxima de absorción de la misma. Para ello cómo conocemos la cantidad de NaOH que ha reaccionado, podemos conocer la cantidad de CO2 que se ha absorbido. La capacidad de...