Resumen

Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Química Dpto. de Operaciones Unitarias y Proyectos

Clase Introductoria

Prof. Jesús F. Ontiveros

Prof. Jesús F. Ontiveros O.

Contenido
¿De qué trata este curso?
Ingeniería Química. Campo de la Ing. Química. Operaciones Unitarias. Operaciones Unitarias III.

Procesos de Separación
Definición, Agente deSeparación, Separaciones Mecánicas, Separaciones controladas por la Velocidad, Separaciones al equilibrio, Factor de Separación.

Breve Repaso
Equilibrio Químico. Regla de Desviaciones de la idealidad. ELV. las Fases.

2

1

Prof. Jesús F. Ontiveros O.

¿De qué trata este curso?
Ingeniería Química “La ingeniería química trata de procesos industriales en los que las materias primas se transformano separan en productos útil ” [1] t f d t útiles.” ¿Cuál es el campo de la ingeniería química ? Industria (farmacéutica, refinación, petroquímica, alimentos, …) en casi cualquier área (control e instrumentación, investigación y desarrollo, procesos,…etc.) Variedad y Complejidad de Procesos Químicos
Un campo amplio pero… Variedad=Complejidad Imposible un estudio de cada uno
3

Prof. Jesús F.Ontiveros O.

¿Qué hacer? Aunque hay muchos procesos, cada uno de ellos se puede dividir en etapas denominadas operaciones y éstas se repiten en todos ellos. Operaciones Unitarias

Operaciones Unitarias Distintas etapas con técnicas y principios comunes en l las que se di id el estudio d l i divide l t di de la ingeniería i í química. Un estudio de las operaciones unitarias debe considerar losprincipios técnicos y los aparatos utilizados. [1]

4

2

Prof. Jesús F. Ontiveros O.

Los productos del reactor de FCC se separan en varias corrientes

Fig 1. Esquema simplificado de unidad de FCC [2]

5

La anilina y el agua se separan

Fig 2. Diagrama de flujo del proceso: hidrogenación de Nitrobenceno para Anilina

6

3

Prof. Jesús F. Ontiveros O.

Procesos deSeparación
Generalidades
Agente de Separación Alimentación i,j Corriente 1 Equipo de Separación Corriente 2

Las corrientes 1 y 2 difieren en composición [3] ¿Que tipo de procesos de separación existen? •Separaciones Mecánicas •Separaciones donde existe transferencia de masa P. S. Equilibrio ( Corrientes 1 y 2 en Fases diferentes) P.S. controlados por la velocidad. (corrientes 1 y 2 en la mismafase)
7

Procesos de Separación Mecánica [3]
Sedimentación Alimentación : Sólido + Líquido Agente de Separación : Gravedad Productos : Líquido clarificado + Sólido

Fig. 3 Sedimentadores de Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Industriales

Ciclón Alimentación : Gas + Sólido o Líquido Agente de Separación : Flujo (inercia) Productos : Gas + Sólido o Líquido
Fig. 4 Ciclón
8

4Prof. Jesús F. Ontiveros O.

Procesos de Separación controlados por la velocidad [3]
Ultrafiltración Alimentación : Líquido con material coloidal. Agente de Separación : Membranas y Delta de Presión. Productos : Dos fases líquidas (Permeado y Retentato)
Fig. 5 Batería de Ultrafiltración para tratar efluentes

Diálisis Alimentación : Líquido Agente de Separación : Membranas Productos : Dos faseslíquidas (Permeado y Retentato)
Fig. 6 Equipo de diálisis en un hospital.
9

Procesos de Separación de Equilibrio [3]

Destilación Alimentación : Líquido o Vapor Agente de Separación : Calor Productos : Líquido + Vapor

Fig. 7 Unidad de Destilación Atmosférica y al Vacío de Refineria de Petróleo.

Fig. 8 Torres de Absorción de Amoníaco.

Absorción Alimentación : Gas Agente deSeparación : Líquido no volátil. Productos : Líquido + Vapor
10

5

Prof. Jesús F. Ontiveros O.

Existen múltiples procesos de separación, entre ellos evaporación, cristalización, desorción, extracción líquido-líquido, adsorción, intercambio iónico, lixiviación, secado, flotación, cromatografía, pervaporación, electroforesis, ultracentrifugación, precipitación electrostática,…… electrostática...