Presentaci

1
OPERACIONES DE SEPARACIÓN POR ETAPAS DE
EQUILIBRIO RECTIFICACIÓN
MÉTODO DE SOREL
MÉTODO DE SOREL-LEWIS
MÉTODOS ANALÍTICOS
MÉTODOS SIMPLIFICADOS
MÉTODOS RIGUROSOS
MÉTODOS GRÁFICOS
MÉTODO DE PONCHON Y SAVARIT
MÉTODO DE McCABE THIELE
2
HIPÓTESIS SIMPLIFICATIVAS
Igualdad de calores latentes molares de los
componentes de la mezcla. Calor latente molar de
vaporización de la mezcla independiente de la
composición
Variación de las entalpías específicas de ambas
fases es despreciable frente al calor latente de
vaporización
Caudales molares de vapor y líquido constantes en
cada sector
Columna es perfectamente adiabática
Calor de mezcla despreciable
3
Datos de partida
Datos de equilibrio en forma gráfica diagrama
y/x. Datos entálpicos o condiciones térmicas las
corrientes laterales
4
Problema de diseño-cálculo del número de pisos
para una separación especificada
Piso 1, 1
Columna de rectificación adiabática
generalizada.Elementos considerados Columna de
pisos Condensador parcial composición del
destilado relación de reflujo o
equivalente Caldera composición del
residuo Condensadores intermedios caudal y
composición de la corriente Calderas intermedias
caudal y composición de la corriente Alimentos
caudal y composición y estado
térmico Productos caudal y composición y
estado térmico
5
Ecuaciones generalizadas
Balance de materia total entre el piso i de la
zona k1 y el condensador
Piso 1, 1
k
k
Vk1,i1S AsLk1,i S Ps D
so
so
Balance para el componente más volátil entre el
piso i de la zona k1 y el condensador
k
k
Vk1,i1 yk1,i1 S AszAs Lk1,i xk1,i S
PszPs DxD
so
so
Lk1,i xk1,i

yk1,i1
k
k
Lk1,i S Ps D - S As
so
so
k
k
S PszPs DxD
- S AszAs
so
so
k
k
Lk1,i S Ps D - S As
so
so
6
Consideración explícita de los aportes o
eliminaciones intermedias de calor
Condensador intermedio
Piso k,NPk
L
k,NPk
V
k1,1
Piso k1,1
7
Consideración explícita de los aportes o
eliminaciones intermedias de calor
Caldera intermedia
Piso k,NPk
L
V
k,NPk
k,0
L
V
k1,0
k1,1
S
Piso k1,1
l
8
Consideración explícita de las alimentaciones
Piso k,NPk
L
k,NPk
A
k
V
k1,1
Piso k1,1
A
L
V
qAk
A
L
V
(1-qAk)
k
k1,0
k,0
k
k,NPk
k1,1
9
Consideración explícita de los productos
Piso k,NPk
L
k,NPk
k
V
k1,1
Piso k1,1
P
L
V
qPk
P
L
V
(1-qPk)
k
k1,0
k,0
k
k,NPk
k1,1
10
Caudal de líquido en el sector k1 en función del
caudal en sector 1
Caudal de vapor en el sector k1 en función del
caudal de líquido en sector 1
11
Ecuación de la recta operativa del sector k1
k
k
L1,0 - S qPsPs S qAsAs
l
so
so
yk1,i1
xk1,i
k
k
DxD S PszPs -S AszAs
so
so
12
Corte de la recta operativa con la diagonal en el
diagrama y/x
Haciendo yx en la ecuación de la recta operativa
13
APLICACIONES
COLUMNA DE RECTIFICACIÓN CONVENCIONAL
D
R


D
R


z
D
1

D
D
2
Q
R
R
14
Sector 1 o sector de enriquecimiento
k
k
L1,0 - S qPsPs S qAsAs
l
so
so
yk1,i1
xk1,i
k
k
DxD - S PszPs S AszAs
so
so
15
Sector 2 o sector de agotamiento
k
k
L1,0 - S qPsPs S qAsAs
l
so
so
yk1,i1
xk1,i
k
k
DxD S PszPs -S AszAs
so
so
16
Cortes con la diagonal
17
Diagrama de McCabe
y
y x
x
18
Sector 2 o sector de agotamiento
DxD
-A1zA1
L1,0
qA1A1
y2,i1
x1,i1
L1,0 D
-(1- qA1)A1
L1,0 D
-(1- qA1)A1
19
Recta de alimentación
A1 qA1 A1 (1- qA1)A1
Piso 1,NP1
L
1,NP1
A1zA1 qA1 A1xA1 (1- qA1)A1yA1
A
-qA1
zA1
1
yA1 xA1
V
2,1
1- qA1
1- qA1
Piso 2,1
pendiente
-qA1
corte con la diagonal
1- qA1
y x zA1
20
Diagrama de McCabe
Recta de alimentación
zA1
1- qA1
y x
y
x
zA
21
y x
y
x
zA
22
Recta de alimentaciónlugar geométrico de los
cortes de las rectas de enriquecimiento y
agotamiento
23
y
x
xD
xR
zA
24
Posición óptima del alimento
Vk1,1 Vk,0 -VAk
Piso k,NPk
-Lk,NPk
-Lk,NPk
L
k,NPk
A
k
V
Vk1,1 -Lk,NPk Vk,0 -VAk -Lk,NPk
k1,1
Piso k1,1
25
Punto de corte con la recta operativa de
enriquecimiento
L1,0
DxD
y1,i1
x1,i
L1,0 D
L1,0 D
Lk,NPk
DxD - (1- qA1)A1 yA1
yk1,1
xk,NPk
Lk,NPk D
L1,0 D
-(1- qA1)A1
-(1- qA1)A1
26
Punto de corte con la recta operativa de
agotamiento
L1,0
DxD
qA1A1
-A1zA1
y2,i1
x1,i
L1,0 D
L1,0 D
-(1- qA1)A1
-(1- qA1)A1
Lk,NPk
DxD - (1- qA1)A1 yA1
yk1,1
xk,NPk
Lk,NPk D
L1,0 D
-(1- qA1)A1
-(1- qA1)A1
27
Diagrama básico de McCabe
y
x
xD
xR
zA1
28
Distinto estados térmicos del alimento
Vapor sobrecalentado
y
x
xD
xR
zA1
29
Distinto estados térmicos del alimento
Vapor en equilibrio
y
x
xD
xR
zA1
30
Distinto estados térmicos del alimento
Mezcla de líquido-vapor en equilibrio
y
x
xD
xR
zA1
31
Distinto estados térmicos del alimento
Líquido-vapor en equilibrio
y
x
xD
xR
zA1
32
Distinto estados térmicos del alimento
Líquido subenfriado
y
x
xD
xR
zA1
33
Trazado de pisos
y
x
xD
xR
zA1
34
Eficacia individual o de Murphee
yn-1 -yn
xn-1 -xn
e
e
yn-1 -yn
xn-1 -xn
x1
x1
xD
x2
x2
Curva de equilibrio eficaz