Tareas

Operaciones de Separación

Ingeniería Química 2º Química Curso 2006-07

Introducción
Introducción Clasificación Procesos de separación
Fundamento de las operaciones de separación

Operaciones de separación mecánicas y difusionales
Ejemplos

Métodos de contacto
Corrientes paralelas Contracorriente Flujo cruzado

Diagramas de equilibrio Destilación - Rectificación
Destilación deflash Rectificación

1

Introducción
Aire Limpio

Impurezas

SEPARACIÓN
Efluente gaseoso

Subproductos

Materias Primas

SEPARACIÓN

REACCIÓN

SEPARACIÓN

Productos

Efluente líquido

Reciclado de contaminantes

SEPARACIÓN

Agua Limpia

Introducción
Se utilizan en diferentes etapas del proceso:
acondicionamiento de materias primas separación y purificación deproductos reutilización de reactivos eliminación de contaminantes

Desde un punto de vista económico:
Coste de inmovilizado: 50 – 90 % coste planta Coste de operación: 40 – 70 %

Coste depende de:
precios venta productos concentración del producto interés en la mezcla inicial

2

Introducción

8 7 6 Log(Precio, US$/K 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -8 -6 -4 -2 0 2 4

Log (Fracción en peso en elsustrato)

Industria
Química

Concentración

Purificación
Obtención de etanol absoluto Recuperación de S

Fraccionamiento
Fraccionamiento de aire: producción de Oxígeno y Nitrógeno Fraccionamiento de crudos

Introducción

Producción de NaCl por evaporación de agua de mar Recuperación de fenoles

Combustibles fósiles

de la gasificación del y N de gasolinas Ejemplos a escalaindustrial: carbón Eliminación de disolventes y monómeros sin reaccionar Metales valiosos a partir de lixiviados diluidos Concentración de lodos Recuperación de productos de caldos diluidos Concentración de jugos de frutas Concentración de licores negros Recirculación de corrientes de efluente Recuperación de azufre y cenizas de gases de combustión Preparación de monómeros Eliminación de impurezasminerales Purificación de productos finales Riñón artificial

Plásticos

Separación de polímeros por pesos moleculares Obtención de metales de sus puentes habituales Producción de amoniaco Productos laterales

Metales

Fertilizantes Biotecnología e Industria farmacéutica

Alimentos

Eliminación de aflatoxinas, gossypol Contaminantes de efluentes líquidos y gaseosos Eliminación de impurezasde Si, Ga, As, etc. Purificación de aire

Edulcorantes de maíz de alto contenido en fructosa Separación de productos de pulpo

Pulpa de papel

Microelectrónica Control de contaminación de aire y agua

Obtención de triclorosilano de mezclas de triclorosilanos Eliminación de H2S de gas natural

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Introducción
Forman parte de un proceso integrado de fabricación, pudiendo agruparse en:concentración fraccionamiento Purificación

Clasificación atendiendo a diferentes criterios:
propiedad transportada (cantidad de movimiento, calor, materia) Agente empleado (energético, material o barrera)

Otra posible clasificación:
separaciones mecánicas separaciones difusionales

Introducción
o

Operaciones de separación mecánicas:

Operaciones de separación sólido-fluidobasadas en el flujo de fluidos (sedimentación, filtración, centrifugación...)

Operaciones (equilibrio):

de

separación

difusionales

Una corriente formada por una mezcla de compuestos en una única fase que se pretende separar en 2 o más corrientes producto de diferente composición. Para ello es necesaria la presencia de una segunda fase inmiscible con la corriente inicial, que actúe comoreceptora de las especies químicas que se pretenden separar. Esta 2ª fase se puede generar con un AES y/o AMS (destilación, absorción, extracción…)

Operaciones equilibrio):

de

separación

difusionales

(no-

No se genera ni se introduce una segunda fase. Procesos de separación basados en aplicación de barreras (membranas semipermeables) o campos para que las especies difundan con...