fraccionamiento

Diseño de una torre de fraccionamiento
Definición del requerimiento del diseño
Inicialmente se va a establecer al menos las siguientes especificaciones:

• Temperatura, presión, composición y flujo de la alimentación.
• Presión de la destilación (con frecuencia fijada por la temperatura del agua disponible de enfriamiento, con la cual debe poderse condensar el vapor destilado paraproporcionar el reflujo).
• La alimentación se va a introducir en el plato que tenga como resultado el número total menor de platos (localización óptima del plato de alimentación).
• Pérdidas de calor (aún si se supone que son cero).

En estas condiciones, se ha demostrado que sólo le quedan al diseñador tres puntos adicionales que puede especificar. Escogidos los tres, todas las demáscaracterísticas del fraccionador quedan fijas. El diseñador sólo puede calcular cuáles serán, arbitrariamente puede asignarles valores provisionales, con el fin de realizar los cálculos por ensayo y error y verificarlos posteriormente. De la siguiente lista pueden escogerse los tres puntos; cada uno de los puntos cuenta por uno:

• Número total de platos teóricos.
• Relación de reflujo.
•Relación del rehervidor, o sea, relación entre el vapor producido por el
rehervidor y el residuo separado.
• Concentración de un componente en el destilado y el flujo del mismo componente en el residuo, o “separación” del componente (puede escogerse un máximo de dos).
• Relación entre el destilado total y el residuo total.

Caracterización de las corrientes del proceso
Alimentación
Laalimentación es introducida a la torre continuamente. Puede ser liquida en cuyo caso el rehervidor tendrá que evaporar las partes livianas para que suban por la torre. Puede estar completamente vaporizada, en cuyo caso el condensador enfriará y condensará las partes más pesadas para que bajen por la torre. El caso más común es de una alimentación semivaporizada. Las partes livianas estaránvaporizadas al entrar a la torre y subirán. Las partes más pesadas bajaran hacia el fondo.
A medida que las partes livianas (vapor) vayan subiendo por la torre, estarán en contacto con el líquido de cada plato. El intercambio que existe resulta en la condensación de las partes más pesadas del vapor ascendente y la evaporación de las partes más livianas del líquido descendente. Este intercambioocurre en cada plato, y a medida que el vapor vaya subiendo se hace cada vez más liviano. Así llega al tope de la torre donde sale hacia al condensador. La parte superior de la torre se llama sección de rectificación.
La parte liquida de la alimentación cae hacia el fondo de la torre. En su camino se encuentra con vapores que suben. El líquido es despojado de los mas livianos que suben conel vapor, el cual a dejado sus partes más pesadas con el liquido. Este, al llegar al fondo contiene las partes más pesadas de la alimentación y sale por el fondo de la torre. Esta parte inferior de la torre se llama sección de despojamiento; y la parte de la torre donde se inyecta la alimentación se llama zona de vaporización instantánea.

Rectificación

La operación de rectificaciónconsiste en hacer circular en contracorriente el vapor de una mezcla con el condensado procedente del mismo vapor, en un aparato denominado columna de rectificación.
Las partes esenciales de una columna de rectificación son: columna propiamente dicha, que es en donde se verifica el contacto intimo entre el liquido y el vapor; el calderín, situado en la base de la columna en donde se hacehervir la mezcla a separar y el condensador de reflujo situado en la cúspide de la columna, que se encarga de suministrar el liquido descendente para su contacto con el vapor.
Para lograr el íntimo contacto entre las fases liquidas y vapor a objeto de establecer el intercambio de materia entre ambas fases, interesa que la superficie y el tiempo de contacto sean suficientes. En la practica éste...