DISEÑO SIMPLIFICADO

COLUMNAS DE DESTILACION

ETAPAS GENERALES

En el diseño de una columna de destilación se recomiendan las siguientes etapas:

Especificar la separación. Fijar la presión de la columna. Determinar el reflujo mínimo. Determinar el número mínimo de platos. Hallar el plato óptimo de alimentación. Determinar R/Rmin óptimo Rediseñar utilizando métodos rigurosos si es que aun no se han

empleado. Reexaminar el reflujo mínimo y el numero mínimo de platos, si

hubiera mucha diferencia podría ser necesario repetir el cálculo riguroso con nueva proporción R/Rmin

Analizar gráficamente los resultados para detectar regiones “pinch” Los métodos cortos de cálculo son métodos rápidos pero dan

soluciones aproximadas, las mismas que usualmente son los estimados iniciales para los cálculos rigurosos

METODO FENSKE-UNDERWOOD-GILLILAND (FUG)

Método de Underwood. Reflujo Mínimo

Ecuación de Fenske: Número Mínimo de Platos

Correlación de Gilliland. Número de Platos Teóricos

Correlación de Kirkbride: Plato de Alimentación.

Dos casos de diseño :

Caso I : Se efectúa la especificación de la recuperación de uno o dos componentes de laalimentación ( componentes claves ) y se determina el número de Etapas de Equilibrio.

Caso II : Se especifica el número de Etapas de Equilibrio y se calcula la separación de loscomponentes.

COMPONENTES CLAVE

Siempre es conveniente listar los componentes de la alimentación en orden de volatilidades relativas o puntos de ebullición.

Los componentes más volátiles se denominan livianos, y

Los menos volátiles se llaman pesados.

componente clave liviano (LK): presente en el producto de fondo en cantidades importantes

Los demás componentes más livianos que el clave liviano estarán presentes en pequeñas cantidades.

Componente clave pesado (HK): presente en el destilado en cantidades importantes

Mientras que los componentes más pesados solo se encuentran en pequeñas cantidades.

Escoger los componentes claves y estimar la composición completa del destilado y del producto de fondo, es a menudo la parte más difícil del diseño de columnas multicomponentes.

Para diseños preliminares siempre usaremos la regla heurística de que deseamos recuperar el

99 % del clave liviano en el tope 99 % del clave pesado en el fondo

METODO UNDERWOOD Reflujo Mínimo (Rmin)

1. Hallar θ (que debe estar entre las volatilidades relativas de los componentes clave)

qzn

j j

jj

11

HK

jj K

K

FL

HHHH

qLs

fs

LV

q1

FV

minmin D

LR

METODO UNDERWOOD Reflujo Mínimo (Rmin)

2. El valor de θ se reemplaza en la ecuación y se determina Rmin

1Rx

min

n

1j j

jDj

Ecuación de Fenske

La ecuación de Fenske utiliza el valor promedio para la columna de la volatilidad relativa del componente clave ligero (αLK).

Se asume flujo molar constante en la columna

)ln(

xx

xx

ln

minNLK

BLK

BHK

DHK

DLK

El número mínimo de etapas depende del grado de separación de los componentes claves, yde su volatilidad relativa, pero es independiente de las condiciones de la alimentación.

Correlación de Gilliland. Para el Número de Platos Teóricos.

Eduljee: Para 0.01 < X < 1

Cheng:

5668.0X175.0Y

1.0X

805.1X315.0490.1exp1Y

1NNN

Y min

1R

RRX min

Correlación de Gilliland.

Restricciones: El número de componentes puede ser de

2 a 11 El valor de q debe estar entre 0.28 y 1.42 La presión pude variar desde vacío a 600

psig R min debe estar entre 0.53 y 9.09 Nmi debe estar entre 3.4 y 60.3 αLK debe estar entre 1.11 y 4.05

Correlación de Kirkbride: Para el Plato de Alimentación

NR: Número de platos arriba del plato de alimentación.

NS: Número de platos debajo del plato de alimentación.

N = NR + NS

206.02

,

,

D

B

x

x

z

z

N

N

HKD

LKB

LK

HK

S

R

tareas

1. Preparar una monografía:Fundamentos de destilación multicomponentes y Métodos Cortos de Diseño.

2. Resolver un problema de destilación multicomponente por métodos cortos mediante CHEMCAD 5.2