TRANSFERENCIA DE MASA II
DESTILACIÓN FRACCIONADA
María del Rosario Caicedo Realpe, Ing. Química, M. Sc.
e-mail: [email protected], Of. 18 - 411
Destilación instantánea
D, yD
T, P
F, zf
W, xW
T, P
La destilación fraccionada vista como destilaciones
instantáneas en serie
V3 , y 3
V2 , y 2
. . . D, yD1
V1 , y 1
F, zF
L1, x1
L2, x2
. . . W, xW1
L3 , x 3
Etapa de equilibrio en una columna de destilación
Ln-1
Vn
Tn-1, Pn-1
Tn , Pn
Etapa n
Tn , P n
Ln
T n , Pn
Vn+1
Tn+1, Pn+1
Visitar página
http://www.aiche.org/distancelearning/cdrom/distopspan/de
mo/index.html
Esquema general de una columna de destilación
Condensador
Acumulador de Reflujo
Zona de
enriquecimiento
o rectificación
Destilado (D)
Reflujo (Lo)
Alimentación (F)
Zona de
empobrecimiento
o despojamiento
Residuo (W)
V L
Rehervidor
Equipos exteriores de una columna de destilación
1. Rehervidor, ebullidor o calderín
Intercambiador de calor que proporciona la energía a la columna para
mantener las corrientes de líquido y vapor en estado de saturación.
Clases de rehervidores según el intercambiador usado y la
localización en la columna
• Chaquetas de calentamiento en la parte inferior de la columna
• Intercambiador tubular interno en el fondo de la columna
• Intercambiador tubular externo
(ver esquemas en la Fig. 9.29, pág. 434 de Treybal)
* Cuando se va a destilar una mezcla acuosa, donde el agua es el
componente pesado, se usa vapor vivo para el calentamiento.
Clases de rehervidores según el funcionamiento
VN+1
VN+1
Vapor de
calentamiento
LN
W
a) Rehervidor parcial
Vapor de
calentamiento
LN
W
b) Rehervidor total
2. Condensador
Intercambiador tubular que condensa el vapor que llega a la parte
superior de la columna. El vapor condensado retorna a la columna
como reflujo y lo demás se retira como destilado.
Clases de condensadores según el funcionamiento
V1
D
Lo
Agua de
enfriamient
o
a) Condensador parcial
Agua de
enfriamient
o
V1
Lo
b) Condensador total
D
3. Acumulador de reflujo
Tanque que recibe la corriente proveniente del condensador. El
acumulador permite una holgura operacional que puede mantener
en funcionamiento la columna cuando se presentan problemas con
el condensador.
* Existen columnas complejas donde se presenta alimentación
múltiple, varias salidas laterales de productos, y donde
pueden haber condensadores y rehervidores intermedios a lo
largo del equipo.
Accesorios internos de una columna de destilación
1. Columnas de platos
• Platos
• Distribuidor del alimento
2. Columnas empacadas
• Empaque
• Platos soporte para el empaque
• Distribuidor del alimento
• Colectores y redistribuidores de líquido
Plato de una columna de destilación
http://www.patagoniavessels.com.ar/petrolera.htm
Determinación de las cargas térmicas en el condensador
y en el rehervidor - Balances de materia y entalpía
Condensador
QD
V1, y1, HV1
D, yD, HD
Lo
xo
HLo
F, zF, HF
QP
W, xW, HW
QW
Rehervidor
Sea R = Lo / D
(relación de reflujo externa)*
Carga térmica del condensador
Balance de materia total
V1 = Lo + D
es decir,
V1 = D (R + 1)
Balance de entalpía total
V1 HV1 = Lo HLo + D HD + QD
es decir,
QD = D ( (R + 1) HV1 - R Lo - HD)
Carga térmica del rehervidor
Balance de materia global (toda la columna)
F=D+W
Balance de entalpía global (toda la columna)
F H F + QW = D H D + W H W + QD + QP
es decir,
QW = D (HD- HF) + W (HW - HF) + QD + QP
Parámetros importantes que definen el grado de
separación de una mezcla en una columna de
destilación
1. Relación de reflujo externa, R = Lo / D
2. Relación de reflujo interna, L / V
3. Número de etapas teóricas o unidades de transferencia
Métodos
simples
para
calcular
separación en sistemas binarios
1. Método de McCabe - Thiele
2. Método de Ponchon y Savarit
parámetros
de
Descargar

OPERACIONES DE TRANSFERENCIA DE MASA II Prof. …