rectificación a flujo total

8/17/2019 Rectificación a Flujo Total

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIASEXTRACTIVAS

PRACTICA N°3

RECTIFICACION A REFLUJO TOTAL

(COLUMNA DE PATOS PERFORADOS)

PROFESOR:

ALUMNO: JIMENEZ DAZA SALVADOR

GRUPO: 3IV72

FECA: !"#A$R#2"!%

EQUIPO: !

OBJETIVOS


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Desarrollar los conceptos para determinar la eficiencia total y de un plato en lacolumna de destilación con platos perforados.

Aplicar la metodología de traa!o para operar y optimi"ar la columna con uname"cla inaria a reflu!o total y a presión constante# calculando el $eflu!o mínimo

( R

m) y el rango de $eflu!o Optimo ( R

op ).

%A$&O TE'$I&O

(a rectificación tiene como propósito la separación de dos o m)s componentespara otener productos *ue deen cumplir ciertas especificaciones de pure"a *uepueden ser +asta de un ,,.,,,-.

Se puede er como una operación en la cual una serie de etapas de eaporacióninstant)nea son arregladas en serie# de tal forma *ue los productos de cada etapason alimentados a las etapas adyacentes.

(a concentración del componente o componentes del m)s a!o punto de eulliciónse a incrementando en el apor de cada etapa en la dirección del flu!o del apor ydisminuyendo en el lí*uido en la dirección de flu!o del lí*uido# deido a esto latemperatura disminuye de etapa a etapa y alcan"a su alor mínimo cuando elapor es producido en la primera.

Similarmente la temperatura se a incrementando en la dirección del flu!o dellí*uido y alcan"a su alor m)/imo en el punto donde el producto lí*uido eseliminado del proceso.

Este proceso de separación es efectuado en columnas de platos o empacadas#donde los productos son un destilado en el domo y un residuo en los fondos.

(a destilación se utili"a muc+o para separar me"clas lí*uidas en componentesm)s o menos puros. Deido a *ue la destilación implica eaporación ycondensación de la me"cla# es una operación *ue necesita grandes cantidades deenergía.

(as aplicaciones de la destilación son muy diersas. (as fracciones del petróleo0tales como gases ligeros# nafta# gasolina# 1eros2no# comustóleo# aceitesluricantes y asfalto3 se otienen en grandes columnas de destilación a las *ue sealimenta el crudo. Estas fracciones se procesan despu2s para otener los

productos finales y# con frecuencia# la destilación tami2n interiene en las etapasintermedias de este proceso. Otras aplicaciones de la destilación a reflu!o totalson4 destilación atmosf2rica del petróleo# aplicaciones en la producción en grandeescala de alco+ol con un eleado grado alco+ólico# destilación fraccionada depetróleo crudo# destilación atmosf2rica de corrientes lí*uidas *ue contienen+idrocaruros# purificación de amoniaco# purificación de me"clas acuosas *uetienen como componentes principales )cido ac2tico y )cido fórmico# purificaciónde trimetilol propano otenido por +idrogenación# entre otras.


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5.6 &omproar *ue todaslas alulas del e*uipose encuentren cerradas

7.6 Verificar el niel del tan*ue dealimentacion y la composicion dela me"cla de alimentacion

8.6 Alimentar la me"cla pordestilar al +eridor# ariendo lasalulas correspondientes0tan*ue de alimentacion#rotametro y +eridor3#accionarel interruptor de la oma decarga y permitir el paso de lame"cla por el rotametro dealimentacion a flu!o ma/imo

9.6 Desconectar la oma dealimentacion cuando se+ayan alcan"ado 8:9 partesdel niel del +eridor y cerrarlas alulas utili"adas

;.6 .6 $egistrar y anotar las temperaturasdel +eridor y del plato 5# asi como latemperatura de los platos por medio delregistrador y selector de temperatura.mantener constante la presion del apordecalentamiento entre ?.7 y ?.9 1g:cm ytamien mantener constante la presiondel +eridor

@.6 &uando se +aya alcan"ado ele*uilirio del sistema# todas lastemperaturas anteriormenteoseradas deeran permanecerconstantes con el tiempo# perono iguales una con respecto dela otra . en estes momento se+ara alcan"ado la ma/imaseparacion de los componentesy la eficiencia de la separaciondependera e/clusiamente del

diseo de los platos en los *uese efectua el contacto en tre lasdos faces formadas.

,.6 &uando se +aya alcan"adoel e*uilirio se toman lassiguientes muestras

del +eridor del reflu!o

de tres platos consecutios


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TAB(A DE DATOS EC


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,, F 5.7>?8 ar

&A(&H(OS

Secuencia de c)lculos4

5. Otención de Cpeso

E!emplo para la alimentación4

%5.96332.1 = → = Xpesorefracciónde Índice Gráfica De

7. &)lculo para determinar Cmol

O H

peso

METOH

peso

METOH

peso

mol

PM

X

PM

X PM

X

X

2

1−+

=

9144.0

1895.01

3295.0

3295.0

Re

35.0

18

49.01

32

49.0

3249.0

5.0

1864.01

3264.0

3264.0

lim

=−+

=

=−+

=

=−+

=

siduo

Destilado

a


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A&'A *+!!*%,$ !%-7+*37C 23.+*""

M/01A *+2"277$ !*-"+"-C 23.+*""

9911.0

18995.01

32995.0

32995.0

9

9564.0

18975.01

32975.0

32975.0

8

9394.0

18

965.01

32

965.0

32965.0

7

=−+

=

=−+

=

=−+

=

Plato

Plato

Plato

8. Diseo de cura de operación

C T

B P !og

+−=º

• Determinación de temperaturas de eullición


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&omponente A F %etanol

&omponente B F Agua

C T T

!og

º47015

500.239

08.158020277.54904.0

=

+−=

C T

T !og

B º89.80

17.230

537.168711564.54904.0

=

+−=

• Determinación de presiones parciales y composiciones

T 0&3 º P 0ar3

º B P 0ar3

X 0mol3

" 0mol3

X

"

>?.8@@> 5.7>?8 ?.85=,9, ?.,,,,,@ ?.,,,,,, ?.?????5

?.?????7

>9.9?=7 5.9>=7> ?.8>;@; ?.@57@79 ?.,99=5; ?.?;;8@;

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>@.978> 5.>?,57 ?.998>,9 ?.=;85,= ?.@>@@9 ?.5755= ?.89=@?9

@7.9957 5.,>59@ ?.;75>9; ?.;5=88@ ?.@?589> ?.5,@=;

8

?.9@8==

7@=.9;@> 7.7==58 ?.=5?@>; ?.8,@8@8 ?.>5?=@@ ?.7@,857

?.=?5=5>

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,9.9,8> 7.,=95= ?.@7>=== ?.7?>5>> ?.9@898; ?.;5=;=;

?.>,7@78

,@.;557 8.8>8, ?.,;@?; ?.57,7;5 ?.8987@@ ?.=;=>57

?.@>?>9,

5?7.;7, 8.@7@=5 5.5?;?= ?.?=?=> ?.5@7@;= ?.@5>599

?.,8,88

5?=.;9 9.885?9 5.7>??8 ?.????@@ ?.???8?5 ?.,,,=,, ?.,,,,57

Secuencia de c)lculo para los alores de >?.8@@> &


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#ar P

P !og

2703.1º

17.2303887.70

537.168711564.5º

=

+−=

#ar P

P !og

B

B

316949.0º

17.2303887.70

537.168711564.5º

2

=

+−=

999998.0

03169492703.1

316949.02703.1

ºº

º

=

−

−=

−

−=

B

B

$

P P

P P $

999999.0

999999.02703.1

2703.1º

=

⋅=⋅=

T

"

$ P

P "

9.6&)lculo de la eficiencia total de la columna

%63.7100*13

1

1

121

2:

100*

==

=

−=−=

=

=

Ec

%PT

%ET %PT

%ET gráfica De

%P&

%PT Ec

;.6&)lculo de la eficiencia de un plato. En esta pr)ctica se determinó la eficiencia de%urp+ree# cuyas ecuaciones para la fase apor y lí*uida son4

ET4 nKmero de etapas teóricas


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7

*

1

1

1

*

1

Platon Donde

$ $

$ $

" "

" "

nn

nn

M!

nn

nn

M'

=

−

−=

−

−=

−

−

+

+

η

η

46.0*4937.94

*

343288.095805.03739.3

5112.98

483435.0827666.096416.2

4937.94

7

7

8

88

7

77

= → °=

=∴=°=°

°=

=∴=°=°

°=

"C T

" Para

" P P

C T a " Para

" P P

C T a " Para

e(uili#riodeGráfica

B

B

%07.120

100*343288.046.0

343288.0483435.0

*87

87

=

−

−=

−

−=

M'

M' " "

" "

η

η

= → °= *49.94

*

7

7

$C T

$ Parae(uili#riodeGráfica

D/ 405 /6/89/10/5:

%95.9

100*

2.09824.0

129251.0207177.0

*87

87

=

−

−=

−

−=

M'

M!

$ $

$ $

η

η

?.7?>5>

>@ ?.57,7;

5


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" "+2 "+, "+% "+- ! !+2"

"+2

"+,

"+%

"+-

!

!+2

;


11/14


12/14

" "+2 "+, "+% "+- ! !+27"

7*

-"

-*

."

.*

!""

!"*

!!"

T


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Oseraciones4

Oserar los distintos tipos de destilación# en *u2 consiste cada una# y sore todo#cu)l es la diferencia trascendental entre 2stas nos permite concluir diferentesdudas generadas en la parte teórica de la materia. A pesar de *ue se e/plica muyien la e/perimentación y la operación de la columna# creo *ue es importanteconocer su estructura interna# puesto *ue así sería muc+o m)s f)cil de entender su funcionamiento.Tami2n es importante *ue se mencionen algunas aplicaciones industriales de ladestilación ista en laoratorio# ya *ue podemos entender la e/perimentación y en*u2 consiste la columna de platos perforados# pero necesitamos tener un criteriom)s amplio en cuanto a las aplicaciones# enta!as y desenta!as *ue puedapresentar# ya sea en t2rminos de operación# funcionamiento# usos# así como enaspectos económicos.

&onclusiones4

Al oserar en los c)lculos# se puede concluir *ue la eficiencia de la columna esa!a# y esto es deido a *ue esta columna est) sorada para este tipo dedestilación 0sistema metanol L agua3# puesto *ue si oseramos el nKmero deetapas teóricas# 2ste es muc+o menor a las etapas con las *ue realmente cuentala columna.

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