destilacion

Determinación de puntos de ebullición

Para determinar el Punto de ebullición promedio, ABP (Average Boling Point); VABP: Punto de ebullición promedio volumétrico, MABP: punto de ebullición promedio molal; WABP: punto de ebullición promedio de peso, CABP: punto de ebullición promedio cúbico, MeABP: punto de ebullición promedio medio.



El factor de corrección para cada una de las ecuacionesanteriores se determinan por la figura 2B1.1, suponiendo que la curva ASTM es una línea recta entre 10 % y 90 % de recuperación


Cálculo de la variación de temperatura (ΔT).
La variación de la temperatura del producto de destilación a lo largo del condensador no es constante. Por esta razón se plantean diferentes formas de estimar la variación de la temperatura durante el proceso.
Para obtener latemperatura de la mezcla a lo largo del condensador, se calcula la temperatura de equilibrio para diferentes fracciones vaporizadas, desde cero (entrada como vapor saturado) hasta uno (salida como líquido saturado), utilizando la ecuación de Rachford-Rice y la ley de Raoult como modelo termodinámico. La temperatura del agua se resuelve dividiendo el condensador en secciones intermedias yresolviendo el balance de energía para el agua.

Un buen método para estimar la diferencia de temperaturas es calculando numéricamente el área entre la curva de temperatura del agua y de la mezcla. Para esto se divide la curva en varios segmentos y se calcula el área para cada una de las divisiones, finalmente el área total es la suma de todas las áreas calculadas. En la Fig. 3, se muestra una curva de ladiferencia de temperaturas entre una mezcla de hidrocarburos (etano, propano, butano e isobutano) como fluidos condensantes y agua como fluido refrigerante.

Figura 3. Variación de temperatura en una mezcla de hidrocarburos

Otra buena manera de estimar esta variación, es dividir la curva de temperatura en varios segmentos y calcular la diferencia de temperatura, en cada segmento por aproximaciónlogarítmica. Los resultados obtenidos, serán más exactos en la medida que se aumente el número de segmentos en los que se divide la curva.

Finalmente, un último método para estimar la diferencia de temperatura es a través de una aproximación media logarítmica entre los valores de la temperatura a la entrada y la salida del condensador; pero esta aproximación sólo es valida si el fluido está en unasola fase. Si el condensador está trabajando en contracorriente, esta aproximación se puede calcular mediante la siguiente relación, que depende únicamente de las temperaturas de entrada y salida del condensador.

TLMTD =
Donde Tr y Tb son la temperatura de rocío y de burbuja de la mezcla respectivamente. Ts y Te son la temperatura de entrada y de salida del agua.
Esta relación también esválida para calcular la diferencia de temperatura en cada segmento, si se prefiere dividir la curva de temperatura. El cálculo de la variación de temperatura que proporciona los resultados más precisos, es el primero, a través de un método integral, y se mejora la exactitud al aumentar el número de divisiones. La aproximación logarítmica entre la entrada y la salida es un método de fácil aplicación perolos resultados son deficientes, ya que en la mayoría de los casos de condensación de hidrocarburos no se puede suponer que la curva de temperatura se comporta como una función logarítmica. Las diferencias de exactitud entre los métodos empleados dependerán en gran medida de las composiciones de las sustancias presentes en la mezcla. En la Fig. 3, se observa que ambas curvas se alejan delcomportamiento logarítmico, por lo tanto una aproximación logarítmica da resultados imprecisos.
En la Tabla 6, se presenta la diferencia de temperaturas para cuatro compuestos (etano, propano, n-butano e isobutano), en diferentes proporciones. Se muestra la desviación entre la temperatura calculada con el método integral (real), y la calculada con el método de la aproximación logarítmica entre la...