Diseño, Montaje y Puesta en Marcha Columna Destilación Binaria

8/19/2019 Diseño, Montaje y Puesta en Marcha Columna Destilación Binaria

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DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y PUESTA EN MARCHA DE UNA COLUMNAEMPACADA PARA LA DESTILACIÓN CONTINUA DE UN SISTEMA BINARIO,

ENFOCADA EN ESTRATEGIAS DE CONTROL PARA DESEMPEÑOAUTOMATIZADO

DOCUMENTO DE PROYECTO DE GRADO

Por:

____________________________

Diego Hernáne! Hernáne!Código: 199912663

Departae!to de "!ge!ier#a $%#i&aU!i'er(idad de )o( A!de(

A(e(ore(

______________________ _____ _____________________________

Ingeniero Mig"e# $% &"in'eroDepartae!to de "!ge!ier#a $%#i&a

Ingeniero Eg(r M("ri)io *(rg(+Departae!to de "!ge!ier#a $%#i&a

*OGOTAUN"+ER,"DAD DE )O, ANDE,

-ACU)TAD DE "NGEN"ER"ADEPARTAMENTO DE "NGEN"ER"A $U"M"CA

ENERO 2../

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Agradecimientos,

A mis papás por su apoyo incondicional, su empuje y paciencia para conmigo. A mishermanos por la paciencia y la preocupación cuando la vi necesaria.

A nosotros cuatro y sus padres por el interés y los buenos consejos que llegaron a más delo académico.

A la patota por los buenos ratos, por la motivación y la compañía en los momentosdiíciles. !or compartir conmigo

A la m"sica, por su eterna compañía.

A #$A%& por lo que ellos representan.

'. también anussita, silvi, la paisa, nana, la negra, martica, cartulina, mopete, lero lero, la

coqueta, deicy, a todos por su amistad incondicional, su genio y su risa.

(ambién a %iguel )uintero por ser maestro y proesor. !or su docencia en este proyecto.A *dgar +argas por su aporte académico e institucional.


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TABLA DE CONTENIDOS

% INTRODUCCION%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%-

.% OB/ETI*OS%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%0

.% Objetivo General .................................................................................................................................10

.%. Objetivos Específicos........................................................................................................................10

.%1 Objetivo y Motivación Personal ......................................................................................................10

1% DESCRIPCION DEL PROYECTO%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

1% Descripción general del equipo......................................................................................................11

2% MARCO TEÓRICO%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%32% Método Ponchon!avarit de Etapas "eóricas.............................................................................18

011 Balances de Masa y Entalpía......................................................................................................1-012 Construcción de las líneas de balance......................................................................................1

0121 Mtodo Gr4i&o......................................................................................................................0122 Etapa( Teóri&a( de %!a Co5%!a....................................................................................../

013 Punto Optimo de Alimentación...................................................................................................-010 Punto de Adelgazamiento............................................................................................................0

2%. #elación de #eflujo............................................................................................................................30021 Reflujo Mínimo y Reflujo Optimo................................................................................................1

2%1 Deter$inación de Perfiles de "e$peratura% &o$posición y 'lujo........................................35031 Perfiles de emperatura y Composición.................................................................................../032 Perfil de !lujos de "as y #í$uido................................................................................................

4% INGENIER5A CONCEPTUAL, B6SICA Y DETALLADA%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%20

4% (ngeniería &onceptual ................................................................................................................40

4%. (ngeniería )*sica.........................................................................................................................47/21 %iagramas de &ngeniería..............................................................................................................2-

/211 P-D.........................................................................................................................................2-/212 P"D7 -i5o(o4#a de Co!tro5...................................................................................................2-

7% CONCLUSIONES%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%4

8% NOMENCLATURA%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%4.

3% REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%42

3% REFERENCIAS SITIOS $EB............................................................................................................56


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APENDICE A%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%48

A% &*lculo de la #elación de #eflujo Míni$o% # $ín..........................................................................58

A%. &onstrucción del Diagra$a de Dese$pe+o ,pti$o................................................................59 A21 Costos !ijos por E$uipo............................................................................................................../0

A22 Costos de Operación.................................................................................................................../0 A23 %iagrama de %esempe'o (ptimo............................................................................................./

A%1 Eje$plo de &*lculo de la Geo$etría de la &olu$na................................................................62

APENDICE B%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%73

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INDICE DE FIGURAS

Figura 1 Esquema general de una columna de destilación.............. .............. .............. .............. ........... ...... ..19 Figura 2 Diagrama Entalpía-Concentración y línea de alance gloal.......... .............. ............... ......... ...... .22 Figura ! Construcción de las líneas de alance a partir del diagrama "y#........... .............. ..... ...... ..... ...... .2$ Figura $ Cur%as de equilirio y de alance. De&inición de etapas teóricas en la 'ona de recti&icación......2( Figura ) De&inición de una etapa teórica.......... .............. .............. .............. .............. .............. ............... ...... .2* Figura ( +rimer caso de punto de alimentación............ .............. .............. .............. .............. ..... ...... ..... ...... .29 Figura * egundo caso de punto de alimentación.............. .............. .............. ............... .............. ......... ..... ....29 Figura ercer y /ltimo caso de punto de alimentación0 punto óptimo.............. .............. ............. ...... ..... ...! Figura 9 +rimer %alor de ∆ D0 corresponde a dos 'onas de adelga'amiento.............. .............. ............. ...... .!2 Figura 1 elación de re&lu3o acertada pero no necesariamente la óptima.......... ............... ...... ...... ..... ...... .!! Figura 11 elación de re&lu3o mínimo0 mínimas cargas de condensador y re4er%idor.............. ........ ...... .....!$ Figura 12 +er&il de temperaturas real de una columna de destilación inaria. Adicional, per&il decomposiciones de equilirio y de alance.....................................................................................................!* Figura 1! Diagrama equilirio líquido-%apor para el sistema etanol 5167agua 526 a )( mm"g........ ...... ..!* Figura 1$ +er&iles de &lu3o y composición reales de una columna de destilación inaria............. .......... .....! Figura 1) Esquema general de la columna donde la alimentación líquida permite el camio en el per&il de &lu3o en la misma &ase....... .............. .............. ............... .............. .............. .............. .............. .............. ........... ..!

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INDICE DE FIGURAS DE LOS AP9NDICES

Figura A 1 Condiciones de operación de la columna................... .............. .............. .............. ............... ....... .)* Figura A 2 elación de re&lu3o mínimo para 8C 222.22 :;att..................................................................) Figura A ! elación de re&lu3o óptimo a relación de re&lu3o mínimo 5ass-rans&er iniring para distintos dimetros nominales................... ..((

INDICE DE TABLAS DE LOS AP9NDICES

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ala A 1 eometría y carga del condensador total en &unción de la relación de re&lu3o............................)9ala A 2 Costos &i3os del equipo seg/n geometría en &unción de la relación de re&lu3o. ncluye instalación y au#iliares.................... .............. ............... .............. .............. .............. .............. .............. ............... ...... ...... ...(ala A ! Costos anuales por consumo energtico en pesos por a=o...........................................................(1ala A $ +er&il de &lu3os de gas y líquido a lo largo de la columna.............................................................($

INDICE DE ES&UEMAS


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Esquema 1 Descripción general del proceso............ .............. .............. .............. .............. ............. ..... ...... .....11 Esquema 2 anque de alimentación............. .............. ............... .............. .............. .............. .............. ......... ....12 Esquema ! +recalentador del alimento................... .............. ............... .............. .............. ............ ..... ...... ..... .12 Esquema $ Condensador.................. .............. .............. ............... .............. .............. .............. .............. ...........1! Esquema ) +recalentador de re&lu3o............ .............. .............. .............. .............. .............. ............... ........ .....1!

Esquema ( +ost-en&riadores......................... .............. .............. .............. ............... .............. ........ ...... ..... ...... .1$ Esquema * anques colectores........................ .............. ............... .............. .............. .............. .............. ..........1$ Esquema e4er%idor...................... .............. .............. ............... .............. .............. .............. .............. ...........1) Esquema 9 En&riador de &ondos................ .............. .............. .............. .............. .............. ............... ......... ...... .1) Esquema 1 Esquema detallado de la columna............ .............. .............. .............. ............... .............. ......... .1*

% INTRODUCCION

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*a8o i opi!ió!7 e5 ito de 5o( e(t%dio( e! i!ge!ier#a dee (er 5a &o!(e&%e!&ia!o (ó5o de ;ora( ete!(a( de 5e&t%ra7 de &5&%5o( < de re(o5%&ió! de e&%a&io!e((i!o tai! de %! i!gredie!te adi&io!a5 =%e perita a(ii5ar < pa5par 5oe(t%diado $%e a


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21 Objetivo General

• Di(ear7 &o!(tr%ir < po!er e! ar&;a %!a &o5%!a epa&ada para 5a

de(ti5a&ió! &o!ti!%a de %! (i(tea i!ario e!4o&ada e! e(trategia( de &o!tro5para de(epeo a%toatiBado

22 Objetivos Específicos

• De(arro55ar %! (i%5ador e! Mi&ro(o4t E&e5 =%e &a5&%5e 5o( a5a!&e( dea(a < e!ta5p#a de 5a &o5%!a7 (% geoetr#a < tai! 5o( per4i5e( deteperat%ra < &opo(i&ió! e! 4%!&ió! de (% a5t%ra

• "p5ee!tar e(t%dio( de i!ge!ier#a &o!&ept%a5 (i&a < deta55ada &oo

edio para gara!tiBar 5a &o!(tr%&&ió! < p%e(ta e! ar&;a de5 e=%ipo

• A(e(or#a eter!a &o! epre(a( &o!(tr%&tora( < &o!(e&%&ió! de ateria5e( <e=%ipo( para 5a &o!(tr%&&ió!

• Co!(tr%&&ió! < p%e(ta e! ar&;a de5 e=%ipo e! 5o( 5aoratorio( de "!ge!ier#a$%#i&a de 5a U!i'er(idad de 5o( A!de(

23 Objetivo y Motivación Personal

• M( =%e (er parte de %! !ego&io e!tre do( epre(a(7 i propó(ito &ooe(t%dia!te e( pa5par 5a rea5idad de (ta rea ta! e(pe&ia5 de 5a "!ge!ier#a$%#i&a E( (er parte a&ti'a de %! pro


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E5 pro


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de 'apor de 5a &o5%!a7 &orrie!te 37 a5ie!ta a5 &o!de!(ador tota5 EH1.2 =%e a(% 'eB a5ie!ta e5 ta!=%e de &o!de!(ado(7 DH1.1 Co! e5 4i! de e'itar pro5ea( de (orepre(ió! e! e(te ta!=%e7 (e gara!tiBa =%e e5 &o!de!(ador 55e'e a &o!di&ió! de 5#=%ido (%e!4riado e5 'apor e45%e!te de 5a &o5%!a

Coo prod%&to de(ti5ado (e tie!e 5a &orrie!te K7 45%8o deri'ado dire&tae!te de5ta!=%e de &o!de!(ado( =%e a5ie!ta a do( ta!=%e( &o5e&tore( ato(4ri&o( )apre(e!&ia de 'apore( Ideido a 5a re5ati'a a5ta teperat%raJ e! e5 de(ti5ado ;a&e!e&e(aria 5a pre(e!&ia de %! po(tHe!4riador IEH1.0J =%e 55e'e e5 45%ido ateperat%ra aie!te edia!te ag%a de (er'i&io

De5 i(o ta!=%e DH1.1 (e deri'a e5 re45%8o I&orrie!te /J e(t a 5a i(a&o!di&ió! de5 de(ti5ado < i(a &opo(i&ió! =%e e5 'apor e45%e!te A!te( dei!gre(ar a 5a &o5%!a e5 45%8o dee (er pre&a5e!tado < 55e'ado a &o!di&ió! de5#=%ido (at%rado Para e(to (e di(po!e de %! i!ter&aiador7 EH1.37 =%egara!tiBa 5a opera&ió!

E! e5 4o!do de 5a &o5%!a (e &%e!ta &o! %! re;er'idor de re(i(te!&ia( e5&tri&a(=%e e( 5a 4%e!te de 'apor 'i'o a 5a &o5%!a Tai! deido a 5a pre(e!&ia de'apore( e! e5 prod%&to 5#=%ido7 (e &%e!ta &o! %! po(tHe!4riador =%e a5ie!ta e5ta!=%e &o5e&tor de 4o!do( TH1.3 Para =%e 5a( &o!di&io!e( de di(eo <opera&ió! (e a!te!ga! e(ta5e( d%ra!te e5 4%!&io!aie!to de 5a &o5%!a (e;a&e! !e&e(aria( e(trategia( de &o!tro5 E(to( &o!tro5adore( p%ede! (er a!ip%5ado( de(de %! &op%tador edia!te 5a i!ter4a(e apropiada

Co! e(to7 5o( e(=%ea( =%e (e pre(e!ta! a &o!ti!%a&ió! i5%(tra! a5 deta55e 5o(e=%ipo( %ti5iBado( e! e(te pro


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Esquema 4 6ondensador.

Esquema 5 !recalentador de relujo.

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Esquema 6 !ost7enriadores.

Esquema 7 (anques colectores.

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Esquema 8 8ehervidor.

Esquema 9 *nriador de ondos.

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E! &%a!to a 5a &o5%!a7 (% e(tr%&t%ra e( a&ero i!oida5e 3.0 Tie!e %!dietro i!ter!o de .1 < do( (e&&io!e( de epa=%e de 1 de a5to &ada %!a)a (e&&ió! arria de 5a a5ie!ta&ió! &o!(ta de %! 'i(or a &o!tra5%B =%e perite'i(%a5iBa&ió! dire&ta de5 epa=%e < de 5a di!i&a de5 (i(tea &%a!do (ee!&%e!tra e! opera&ió! E(te 'i(or e( %! &a(&aró! et5i&o per4orado =%ere&%re e5 'idrio (i! ad;erir(e a 5 peritie!do 'i(ii5idad 36.L e! 5o( &a(o( e!

=%e (ea !e&e(ario )5e'a %! re&%riie!to e! 4ira de 'idrio =%e gara!tiBa =%e 5aopera&ió! (ea adiati&a

E! &%a!to a 5o( otro( e=%ipo( Hta!=%e( &o5e&tore(7 i!ter&aiadore( de &a5or7t%er#a( < de(H (e &o!&5%


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Esquema 10 *squema detallado de la columna.

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2% MARCO TEÓRICO

E(te &ap#t%5o e(t dedi&ado a 5a de(&rip&ió! de5 todo teóri&o a8o e5 &%a5 (ede(arro55ó e5 prograa de (i%5a&ió! "g%a5e!te (e pre(e!ta! 5o( 4%!dae!to(teóri&o( < 5o( &5&%5o( de 5o( paretro( re=%erido( por e5 todo7 para 5%ego

pre(e!tar %!a re'i(ió! g5oa5 =%e i!'o5%&re 5o( pri!&ipio( (i&o( de 5ade(ti5a&ió! i!aria

01 Método Ponchon!avarit de Etapas "eóricas

E5 pri!&ipio de a!5i(i( de de(ti5a&ió! de (i(tea( i!ario( de Po!&;o! ,a'arit 1

e( e&5%(i'o para de(ti5a&ió! %5tietapa( Co!(i(te e! re(o5'er a5a!&e( dea(a < e!erg#a2 par&ia5e( < g5oa5e( =%e a5 4i!a5 re(%5ta! e! 5a &o!(tr%&&ió! de5a( 5#!ea( de opera&ió!3 de5 (i(tea

Co! 5a( 5#!ea( de4i!ida( (e tie!e! ip5#&ito( 5o( p5ato( teóri&o( de 5a &o5%!a=%e7 &o! a!5i(i( de e4i&ie!&ia( por p5ato o &o! &ara&ter#(ti&a( de epa=%e7de4i!e! 5a a5t%ra Ide tra!(4ere!&iaJ de 5a &o5%!a

011 Balances de Masa y Entalpía

E( de ge!era5 &o!o&iie!to =%e7 para de(arro55ar e&%a&io!e( =%e de(&ria! 5o(a5a!&e( de a(a < e!ta5p#a (ore &%a5=%ier (i(tea7 e( i!di(pe!(a5e de4i!ir 4ro!tera( 4a'ora5e( =%e 4a&i5ite! 5a (o5%&ió! de di&;a( e&%a&io!e( )a -ig%ra 1 0

%e(tra e5 e(=%ea ge!era5 de %!a &o5%!a de de(ti5a&ió! E! e55a (e i!di&a!i!i&ia5e!te tre( 4ro!tera(7 &o! 5a( &%a5e(


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-i!a5e!te7 5a (e&&ió! &&& de4i!e 5o(a5a!&e( para 5a Bo!a dede(po8aie!to7 %i&ada por dea8ode5 p%!to de a5ie!ta&ió! A e55a

e!tra! 5a &arga de5 re;er'idor7 $*7 ero de 4ro!tera( a de4i!ir

'ar#a (eg>! (ea !e&e(ario: e!tre( 4ro!tera( (e p5a!tee!7 (e&%a&io!e( e i!&óg!ita( ei(tir!E(to re(%5tar e!to!&e( e! per4i5e(de teperat%ra7 per4i5e( de&opo(i&ió! < per4i5e( de 45%8o e!4%!&ió! de 5a a5t%ra de 5a &o5%!a7&apa&e( de re'e5ar a&ertadae!te 5ai!4ora&ió! de (% &oportaie!to

Figura 1 *squema general de una columna de destilación.

Co! 5a( 4ro!tera( de4i!ida( e! 5a 4ig%ra7 e5 p5a!teaie!to de 5a( e&%a&io!e( dea5a!&e (e ;a&e i!ediato7 &oo (e %e(tra a &o!ti!%a&ió!

E! e(te pro


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Balance de Masa por Componente) GN


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Para deo(trar 5a 5i!ea5idad de 5a( e&%a&io!e( < 5o =%e e55o repre(e!ta para 5a(o5%&ió! de 5o( a5a!&e(7 tóe(e &oo e8ep5o e5 (ig%ie!te a!5i(i(7 partie!dode 5a( e&%a&io!e( I01J7 I02J7 I03J

De 5a e&%a&ió! I03J (e tie!e =%e:

FHF < &B ; DHD < $H$ < &C I03J

FHF ; DHD < &C < $H$ @ &B I031J

FHF ; DHD < &C D < $H$ @ &B $ I032J ,ea $ S D Q $CFD < $ S $*F

FHF ; D&? < $&?? I01.J

E5 'a5or $ repre(e!ta e5 45%8o de &a5or retirado por %!idad de o5e( E(te 45%8o de&a5or tie!e e! &%e!ta e5 &a5or retirado de 5a &o5%!a por &%e!ta de5 prod%&tode(ti5ado7 D7 < a=%e5 retirado por &%e!ta de5 e!4riaie!to e! e5 &o!de!(ador7$C De a!era (ii5ar7 $ repre(e!ta e5 45%8o !eto de &a5or retirado de 5a &o5%!apor 5o( 4o!do(

Coi!a!do 5a( e&%a&io!e( I01J7 I072J < I01.J < re(o5'ie!do para D < (etie!e:

D!F < $!F ; D!D < $!$

D!F @ !D ; $!$ @ $!F

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DHF < $HF ; D&? < $&??

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E( &5aro apre&iar =%e 5a( e&%a&io!e( I011J < I012J (o! id!ti&a( < repre(e!ta!%!a 5#!ea re&ta de pe!die!te DF Rea&ood!do5a( re(%5ta 5a e&%a&ió! I013J7=%e re'e5a Ide a&%erdo &o! 5a de4i!i&ió! de pe!die!teJ 5o( p%!to( por 5o( &%a5e(pa(a di&;a 5#!ea )o( p%!to( (o!: IB-7 -J < IBD7 $J7 para e5 prier tri!o7 <

para e5 (eg%!do7 IB7 $J < IB-7 -J

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= I013J

Todo( e(to( p%!to( dee! pa(ar por %!a i(a 5#!ea


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I01J7 I02J < I03J (e p%ede %(ar &o! &%a5=%ier otro 8%ego de e&%a&io!e( dea5a!&e de a(a < e!ta5p#a (ore &%a5=%ier 4ro!tera ie! de4i!ida Coore(%5tado (e te!dr! e&%a&io!e( (o5%&ió! de di&;o( a5a!&e( < e! a5g%!o(&a(o( i!4ora&ió! a(o&iada a paretro( iporta!te( propio( de 5a de(ti5a&ió!E5 a!5i(i( de 5a( e&%a&io!e( I01J7 I02J < I03J ri!da (te tipo de i!4ora&ió!7

&oo (e %e(tra a &o!ti!%a&ió!)a -ig%ra 2 %e(tra e5 e(=%ea t#pi&o de %! diagraa e!ta5p#aH&o!&e!tra&ió!7G7)


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0121 Mtodo Gr4i&o

)a &o!(tr%&&ió! de 5a( 5#!ea( de a5a!&e dee (er e5 re(%5tado de 5a (o5%&ió!gr4i&a de a5a!&e( de a(a < e!ta5p#a Co!(idere 5a (e&&ió! && de 5a -ig%ra 17

(e&&ió! &o! 5a &%a5 (e pre(e!tar &óo (e 55ega a 5a (o5%&ió! gr4i&a de 5o(a5a!&e(7 &oo (e de(&riir a &o!ti!%a&ió!:

Balance de Masa "lobal y de Entalpía "lobal)

GN


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Figura 3 6onstrucción de las líneas de balance a partir del diagrama >y?.

)a (o5%&ió! de 5a( etapa( &o!(ta e!to!&e( de 5#!ea( re&ta( toda( &o! %! p%!toe! &o>! de 'a5or &o!o&ido: e5 p%!to 4i&ti&io IBD7 $J )a -ig%ra 3 pre(e!ta 5a

2


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(o5%&ió! a 5a( e&%a&io!e( de a5a!&e de 5a (e&&ió! && de 5a &o5%!a < ;a&eep5#&ita 5a de4i!i&ió! de 5a( etapa( teóri&a(

Te!ie!do e! &%e!ta =%e e5 &o!de!(ador de 5a &o5%!a e( %! &o!de!(ador tota575a e!ta5p#a a(o&iada a5 45%8o de de(ti5ado D7 D7 < 5a e!ta5p#a a(o&iada a5 45%8o de

re45%8o )O7 )O7 (o! id!ti&a(7 a(# &oo 5o( 'a5ore( de 5a( &opo(i&io!e( dede(ti5ado7 BD7 de re45%8o7 O7 < de 'apor eerge!te de 5a &o5%!a7


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1

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D

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Figura 5 5einición de una etapa teórica.

Por e8ep5o7 para &%a!do NS17 5o( e45%e!te( Ie! e=%i5irioJ de 5a etapa (o! G 1 <

)1 )a( &orrie!te( =%e (e e!4re!ta! (o! G2 < )1 < 5a( &orrie!te( de e!trada (o!G2 < )O ,i (e &opara! e(to( paretro( &o! 5o( p%!to( re(a5tado( e! e5diagraa


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• )o( p%!to( de a5a!&e < de e=%i5irio propio( de &ada etapa e! 5a&o5%!a (e &o!(ig%e ;a&ie!do a5a!&e( (i%5t!eo( de a(a < e!ta5p#a(ore p%!to( &o!o&ido( I-ig%ra 0J


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Figura 6 !rimer caso de punto de alimentación.

*a8o 5a prei(a de =%e 5o( diagraa( de 5a( -ig%ra( 67 K < repre(e!ta! 5ai(a &o5%!a7 de 5a de4i!i&ió! de5 p%!to óptio de a5ie!ta&ió! e( po(i5e&o!&5%ir =%e:

Figura 7 egundo caso de punto de alimentación.

• ,e p%ede a5&a!Bar e5 i(o grado de (epara&ió! &o! e!o(re=%eriie!to( &oo a5t%ra < &arga de i!ter&aiadore(7 <

• )o( per4i5e( de &o!&e!tra&ió! Ie! 4%!&ió! de 5a a5t%raJ 'ar#a! &o! e5&aio de5 p%!to de a5ie!ta&ió! E(to7 e! &o!(e&%e!&ia7 re(%5ta e! e5&aio de 5o( per4i5e( de teperat%ra < 45%8o a(o&iado( a di&;a(&opo(i&io!e(

4


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Figura 8 (ercer y "ltimo caso de punto de alimentaciónB punto óptimo.

A (ip5e 'i(ta7 e5 e(t%dio de 5a deteri!a&ió! de 5a( etapa( teóri&a( de 5a&o5%!a


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perita! aar&ar %! a!5i(i( ( pro4%!do ,e parte e!to!&e( de 5a e&%a&ió!I016J:

;<

;<

;=<

;=< 11

1 D @

D@

G@

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@

@

' H

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8 "

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G

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= +++

I016J

,%(tit%! 5a e&%a&ió! I00J < de(arro55a!do (e tie!e 5a e&%a&ió!I01J =%e de4i!e a 5a re5a&ió! )NFD &oo e5 re45%8o i!ter!o de %!a &o5%!a:

−−

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−−

+= ++

G@

@ @

@ D

@ D @ @

" 8

" 8

D

D

D

G

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y '

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G

D

G

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= 11 I0161J

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−− ++++

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G@

G@ @ @

@ D

@ D

@ D

@ @ @

" 8

" 8

" 8

" "

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G

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# y

D

G

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1111 I0162J

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G@ @

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" "

" 8

# y

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1

1

1

1 = I01J

,i 5a e&%a&ió! I01J (e ap5i&a a 5a &ia de 5a &o5%!a7 do!de NS.7 (e 55ega a 5ae&%a&ió! I019J7 < (e i!trod%&e %! !%e'o tri!o7 R7 =%e repre(e!ta 5a re5a&ió!de re45%8o eter!o9 de 5a &o5%!a

−

−=

−

−==

G


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a%e!tar Coo &o!(e&%e!&ia7 5a pe!die!te1. de 5a( 5#!ea( de a5a!&e e! e5diagraa


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a(%e e!to!&e( %! !%e'o 'a5or para $ a%e!ta!do 5a re5a&ió! de re45%8o < (eda pa(o a5 &a(o *

• Ca(o *7 !igura +,

Para e(te &a(o 5a( &arga( (%i!i(trada( pare&e! (er 5a( &orre&ta(: !i!g%!a de5a( do( 5#!ea( de a5a!&e (%4re Bo!a( de ade5gaBaie!to (e re=%iere! I&i!&oJetapa( de e=%i5irio toda( &o! grado( de (epara&ió! a&epta5e( < ade( ei(te%! p%!to óptio de a5ie!ta&ió!

Figura 10 8elación de relujo acertada pero no necesariamente la óptima.

,er#a 4&i5 pe!(ar =%e e!tre ( a5ta (ea 5a re5a&ió! de re45%8o a


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&o5%!a &o! (%( &arga( e!ergti&a( Por e(to (e i!trod%&e %! !%e'o tri!o55aado Re45%8o M#!io7 R#!7 < (e de4i!e a &o!ti!%a&ió!

• Ca(o C7 !igura ++

,%po!ga %! 'a5or para R =%e perita do( Bo!a( de ade5gaBaie!to E5 p%!toD a(o&iado a e(ta &a!tidad (e e!&o!trar &er&a de 5a 5#!ea de 'apor (at%radoe! e5 diagraa G7)


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&arga( #!ia( de5 &o!de!(ador < de5 re;er'idor 11 E! otra( pa5ara(7 e5 re45%8o#!io7 R#!7 (e re4iere a 5o( #!io( re=%eriie!to( e!ergti&o( para =%e 5a(5#!ea( de a5a!&e !o (%4ra! Bo!a( de ade5gaBaie!to

Para &op5etar e5 a!5i(i( (e de4i!e 5a re5a&ió! de re45%8o óptio7 RO Depe!de

de5 re45%8o #!io < &oproete 5o( &o(to( e!ergti&o( &o! 5o( per4i5e( de&opo(i&ió! < teperat%ra de 5a &o5%!a ,% i!terpreta&ió! i!di&a =%e dee (er %! 'a5or propio de &ada &o5%!a7 %!a 4%!&ió! de 5a( 'aria5e( de di(eo Por e(to (% de4i!i&ió! e( e(tri&tae!te ep#ri&a

De a&%erdo &o! 5a 5iterat%ra127 e5 a!5i(i( de &o(to( de opera&ió! 'er(%( 5are5a&ió! de re45%8o re'e5a =%e 5o( 'a5ore( ( a&ertado( para RO &%p5e! 5a(ig%ie!te e&%a&ió!

mín< 2 2 ;3.1a,.1! 5a 5iterat%ra137 e( 4&i5 ded%&ir =%e e5 per4i5 de&opo(i&ió! Ie! 5#=%ido < ga(J a 5o 5argo de 5a &o5%!a &orre(po!de a a=%e55o('a5ore( a(o&iado( a 5a( &orrie!te( de (a5ida de &ada etapa Por de4i!i&ió!7 e(ta(&orrie!te( e(t! e! e=%i5irio terodi!i&o7 a(# =%e 5a teperat%ra de5 p5atoa&t%a5 dee (er 5a teperat%ra de e=%i5irio a(o&iada a di&;a( &opo(i&io!e(Co! e(to7 e5 per4i5 de teperat%ra( tai! =%eda de4i!ido

E! &%a!to a 5o( per4i5e( de 45%8o7 (e tie!e =%e7 de a&%erdo &o! 5a( e&%a&io!e( dea5a!&e7 5o( 'a5ore( de 45%8o de ga( < 5#=%ido7 GNi < )Ni7 (e &a5&%5a! dire&tae!te&o! 5a( &opo(i&io!e( a(o&iada( a di&;a( &orrie!te( ,e ded%&e e!to!&e( =%e

11 8eerencia (reybal, !ág. -/.1 8eerencia 9ister, !ág. 4C %c6abe, !ág. //4C (reybal, !ág. --.1 8eerencia herDood, !ág.

3


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5o( per4i5e( de 45%8o (o! %!a &o!(e&%e!&ia de5 per4i5 de &opo(i&io!e(7 ta5 &oo(e pre(e!ta a &o!ti!%a&ió!

,e parte i!i&ia5e!te de 5a( e&%a&io!e( de a5a!&e de 5a Bo!a de re&ti4i&a&ió!E5 prier &5&%5o &orre(po!de a5 45%8o de 5#=%ido &orre(po!die!te a &ada etapa e!

5a Bo!a de re&ti4i&a&ió!7 )N ,% ote!&ió! e( dire&ta Ie&%a&ió! I01JJ


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Figura 12 !eril de temperaturas real de una columna de destilación binaria. Adicional, peril decomposiciones de equilibrio y de balance.

Figura 13 5iagrama equilibrio líquido7vapor para el sistema etanol


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5o( 'a5ore( de 45%8o de 5#=%ido: e5 45%8o de 5#=%ido =%e retor!a de5 &o!de!(ador Ire45%8oJ a!tie!e %! per4i5 &o! po&a( 'aria&io!e( ;a(ta =%e 55ega e5 p%!to dea5ie!ta&ió!7 do!de %!a adi&ió! de 5#=%ido ;a&e =%e 5a ag!it%d de5 per4i5 'ar#e&o!(idera5ee!te E5 4e!óe!o 4#(i&o 5o ep5i&a 5a 4ig%ra 1/

Figura 14 !eriles de lujo y composición reales de una columna de destilación binaria.

Figura 15 *squema general de la columna donde la alimentación líquida permite elcambio en el peril de lujo en la misma ase.

-


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Tai! e( 4&i5 !otar =%e 5o( per4i5e(7 de!tro de ra!go( de4i!ido(7 goBa! de %!&oportaie!to 5i!ea5 &oo &o!(e&%e!&ia de 5a( 5#!ea( de a5a!&e e! e5diagraa


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/ INGENIER5A CONCEPTUAL, B6SICA Y DETALLADA

Todo pro


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6iudad*stimados eñoresB

*s para nuestra empresa muy grato coti@ar una #$&5A5 5* 5*(&:A6&H$

%#:(&!8F!H&(F.

1. 5escripción general

$uestra unidad de destilación es un equipo construido en acero ino?idable 02,versátil, de ácil manejo y permite una operación en orma le?ible. 6uenta conla instrumentación y sistemas de muestreo necesarios para establecer balancesde materia en sus partes principales


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ino?idable C cuenta con un nivel tipo caldera, válvula de seguridad,manovacuómetro, termocupla tipo 9 para lectura digital de la temperatura dentrodel calderín. !osee un sistema de resistencias eléctricas a 0+ paracalentamiento directo del aceite térmico.

!ermite trabajar a presión atmosérica y vacío.

. 6olumna.

*stá compuesta por dos tramos de 1 metro de longitud cada uno con undiámetro de 10 cm, en acero ino?idable 02. :a parte superior de cada tramo viene conuna mirilla en vidrio de borosilicato de una longitud de 0 cm con el in de poder ver en el interior de la columna.

6ada tramo esta empacado


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!ara el ajuste de la temperatura de relujo. &ntercambiador en aceroino?idable para calentamiento a través de una resistencia eléctrica sumergidaen un baño de aceite térmico.

6olectores.

5os tanques con capacidad de 13 : cada uno, en Acero &no?idable conterminado brillante con sus respectivos niveles en bronce niquelados.

/. !recalentador.

!ara precalentamiento del alimento, en Acero &no?idable 02. :ongitud 30 cm.!osee un sistema de resistencias eléctricas sumergidas en aceite térmico. &ncluye unatermocupla tipo 9 a la salida.

. &ntercambiador.

(ipo (ubo y 6ora@a 1B1 para enriamiento del producto de ondos en Acero&no?idable. :ongitud 30 cm.

-. Iomba centríuga.

!ara alimentación en acero ino?idable con motor tipo (*J6.

4. (anque de alimentación.

6on una capacidad de 0 : para trabajar la destilación en continuo.

10. 5os rotámetros.

!ara ser instalados en la línea de relujo y en la de alimentación. 8otámetrosen vidrio con esera en acero ino?idable.

11. *structura de acero ino?idable.

6on base para el montaje de todas las partes que conorman la columna.

1. (ablero de control cuenta con los siguientes elementosB

2


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4. !:6 con puerto de comunicación 8E2-3 con uente de alimentación, módulode - entradas para termopar, modulo para - entradas análogas de 2 a 0 mA,%ódulo de - canales de salida para control de 2 a 0 mA y un módulo de salidas por relé de - canales.

1. Areas y ervicios requeridos

1. *spacio mínimo requerido para instalación.

Altura B .1 metros

Ancho B . metros

!roundidad B 1.1 metros

. ervicio 8equeridos

AguaB %ínimo 10 lEmin. a una temperatura de 0 6.

*nergíaB *lectricidad, 0+ y 110+, /0 >@

!otencia requerida 1 NP

:a acometida eléctrica debe tener una cone?ión a tierra. e deben entregar tresases, neutro y tierra.

:as acometidas de servicios se deben encontrar a una distancia no mayor de 1metro para la toma del equipo.

$otaB :as especiicaciones de los equipos están sujetas a cambios ligeros en elmomento del montaje.

. 6aracterísticas de *ntrega

1. %anual de Fperación y %antenimiento. e entrega manual de operación de la columna, con los diagramas generales delequipo.

. %anual de !rácticas.

e entrega un manual con los procedimientos para reali@ar las siguientes prácticasB

23


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L 5estilación 5ierencial. L 5estilación 6ontinua. L 5estilación a@eotrópica

*l equipo se entrega montado y en uncionamiento, se reali@an dos prácticasdocentes para entrenamiento de manejo y operación. *l comprador debe tener listas sus instalaciones y servicios industriales en el momento de la entrega.

1. e e?piden póli@as de cumplimiento paraB

1. Oarantía del equipo.

*s de 1 año contra deectos en materiales de construcción


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(F(A:B S4.-0.000.00 &+A 1/Q

2. Jorma de !agoB 30 Q con la irma del contrato. 30 Q contra entrega.

3. (iempo de *ntregaB %á?imo 40 días después de recibido el anticipo.3.2 +alide@ de la oertaB 0 días calendario.

Atentamente,

&$O. F%A8 TA+&*8 8F58&O#*G 5. Tee de !lanta

7777 J&$ 5* 6F(&GA6&H$7777E(ta e( 5a &otiBa&ió! rea5 pre(e!tada por "!d%(tria( $%#i&a( -i= de parte de5"!ge!iero $%#i&o Oar Rodr#g%eB e! ate!&ió! a 5a U!i'er(idad de 5o( A!de(

)a parte e!&argada de 5a aproa&ió! e&o!ói&a de5 pro


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/21 %iagramas de &ngeniería

/211 P-D

E5 prier diagraa a de(arro55ar e( e5 diagraa de 45%8o de pro&e(o E! 5 (e

e!&%e!tra! re(%ida( 5a( &o!di&io!e( de opera&ió! de5 pro&e(o7 e(trategia( de&o!tro5 de a8o deta55e7 a5 ig%a5 =%e %!a de(&rip&ió! (e!&i55a de 5a( %!idade(pre(e!te( Co! e5 re&orrido &5aro de5 pro&e(o H(e&&ió! 31H (e p%ede aar&ar %!adi(&%(ió! ( pro4%!da (ore e(to( p5a!o( )o( p5a!o( (e ad8%!ta! a5do&%e!to &oo a!eo a8o taao e(t!dar ,i! eargo7 por de4e&to de 5apre(e!ta&ió! de e(te do&%e!to7 (e pre(e!ta! &oo a!eo 5o( p5a!o( e!taao &arta

/212 P"D7 -i5o(o4#a de Co!tro5

Co! e5 4i! de gara!tiBar =%e todo( 5o( paretro( =%e rige! e5 de(epeo de%!a &o5%!a de de(ti5a&ió! e! &o!ti!%o (ea! &o!tro5ado( (e dee! ;a&er %!a!5i(i( de grado( de 5iertad =%e ide!ti4i=%e &%5e( (o! 5a( 'aria5e( =%e rige!(% &oportaie!to U!a etodo5og#a (e!&i55a7 propo!e ide!ti4i&ar a=%e55a('aria5e( de &o!(tr%&&ió! < opera&ió! =%e de4i!e! %!a &o5%!a de de(ti5a&ió!De a&%erdo &o! i!g1/7 5a( 'aria5e( =%e a4e&ta! e5 de(epeo de %!a &o5%!a(o! 5a pre(ió! 5a &o!di&ió! de a5ie!to &op%e(ta por C &opo!e!te( %!!>ero N de etapa( e! 5a Bo!a de re&ti4i&a&ió! < %! !>ero M e! 5a Bo!a dede(po8aie!to %!a &arga tri&a por &o!de!(ador par&ia57 $C7 < %!a por re;er'idor7 $*

De e55a(7 5a( 'aria5e( de &o!(tr%&&ió! (o! e5 !>ero de etapa( N < M7 do('aria5e( i!depe!die!te( )a( 'aria5e( de opera&ió! (er! e!to!&e( 5a pre(ió!de 5a &o5%!a7 de!tro de 5#ite( apropiado( de opera&ió! 5a pre(ió! de5 ta!=%ede &o!de!(ado( 5a &a!tidad de 45%8o de C &opo!e!te( e! 5a &orrie!te dea5ie!ta&ió! 5a e!ta5p#a a(o&iada a e(ta i(a &orrie!te 5a( &arga tri&a de5re;er'idor7 < 4i!a5e!te7 de!tro de 5o( 5#ite( apropiado(7 5a &arga tri&a de5&o!de!(ador ,ie!do e5 &o!de!(ador a %(ar %! &o!de!(ador de tipo tota57 %!ade 5a( 'aria5e( de opera&ió! dee (er e5ii!ada7 da!do &oo re(%5tado CQ/grado( de 5iertad para 5a &o5%!a E5 5i(tado (e pre(e!ta a &o!ti!%a&ió!

6antidad de 6omponentes en la AlimentaciónB 6

*ntalpía asociada a la corriente de AlimentaciónB 1

!resión de la 6olumnaB 1

$"mero de etapas en rectiicación, $B 1

13 8eerencia 9ing, !ág. 41.

2-


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$"mero de etapas en despojamiento, %B 1

6arga del 6ondensador, )6B 1

UUUUUU

(otalB 6R3Para gara!tiBar =%e 5a opera&ió! o&%rra e! e(tado e(ta5e I&o!ti!%oJ7 (e dee!gara!tiBar &o!tro5e( de !i'e5 do!de ei(ta! 45%8o( =%e e!tre! o (a5ga! de5(i(tea: (i e5 45%8o de a5ie!ta&ió! e( %!a 'aria5e i!depe!die!te7 5a( 'aria5e(=%e dee! (er &o!tro5ada( por !i'e5 dee! (er e5 45%8o de de(ti5ado I(a5ie!te de5(i(teaJ < e5 45%8o de 4o!do( Itai! (a5ie!te de5 (i(teaJ E(to ;a&e i!&5%ir &o!tro5e( de !i'e5 e! e5 ta!=%e de &o!de!(ado( < e! e5 re;er'idor de 4o!do(Co! e(to (e po(i5e de4i!ir =% 5aBo( de &o!tro5 dee! (er i!&orporado(Re4ira(e a5 p5a!o de P"D a!eo a5 do&%e!to

• A#ien'()in

)o( priero( 5aBo( de &o!tro5 pre(e!te (e e!&arga! de5 45%8o de a5ie!ta&ió!:&o!tro5 de 45%8o de a5ie!ta&ió! < &o!tro5 de teperat%ra de a5ie!ta&ió! I&oo&o!di&ió! e!t5pi&aJ

E(to( do( 5aBo( de &o!tro5 gara!tiBa! 5a( &o!di&io!e( de di(eo de 5a &o5%!ae! &%a!to a 5a &orrie!te de a5ie!ta&ió! (e re4iere

• ,e&%e!&ia 5ógi&a

A pe(ar de =%e 5a e(trategia de &o!tro5 para 5a &orrie!te de a5ie!ta&ió!;a =%edado tota5e!te de4i!ida7 (e dee a&5arar &óo (e dee di(po!er 4#(i&ae!te de &ada %!idad propia de e(to( 5aBo(

Coo priera i!(ta!&ia7 5a oa dee %i&ar(e a!te( de5 pre&a5e!tador de a5ie!ta&ió!


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de(&e!de!te < e5 'apor a(&e!de!te E(te &aio de &opo(i&io!e( reper&%te7de a&%erdo &o! e5 diagraa de e=%i5irio 5#=%idoH'apor7 e! %!a di(i!%&ió! de5per4i5 de teperat%ra de5 5a &o5%!a A(#7 (e dee ip5ee!tar %! &o!tro5 de 45%8ode re45%8o a 5a e!tra de 5a &o5%!a

• ,e&%e!&ia 5ógi&a

)a e!trada de5 re45%8o a 5a &o5%!a 5a gara!tiBa 5a oa PH1.2 Coo (eei(te %! pre&a5e!tador a 5#=%ido (at%rado7 ta!to 5a oa &oo 5a '5'%5ade &o!tro5 de 45%8o de re45%8o dee! ir ?ag%a( arria@ de e(tei!ter&aiador Ca(o (ii5ar a 5a &orrie!te de a5ie!ta&ió!7 5a '5'%5adee e!&o!trar(e de(p%( de 5a oa < a!te( de5 i!ter&aiador

• Pre+in e #( Co#"n(

E5 &o!tro5 de pre(ió! de 5a &o5%!a e(t dire&tae!te re5a&io!ado &o! e5 'apor e45%e!te de 5a &ia < 5a &a5idad de (%e!4riaie!to de5 45%8o re re45%8o )a &ia e(!%e'ae!te e5 p%!to &r#ti&o de a!5i(i( para ip5ee!tar %! 5aBo de &o!tro5:&%a!do 5a pre(ió! de 5a &o5%!a a%e!ta7 e5 45%8o e(ta5e&ido de ag%a dee!4riaie!to de5 &o!de!(ador !o e( (%4i&ie!te para e5 a%e!to de 'apor a&o!de!(ar ,e dee i!(ta5ar %!a '5'%5a de &o!tro5 de 45%8o =%e gara!ti&e %!a


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6 CONCLUSIONES

U!a de 5a( 'e!ta8a( ( iporta!te( de e(te pro


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K NOMENCLATURA

)o#7 Dietro i!ter!o de 5a &o5%!a7

ρG7 De!(idad de ga(7 -g.m/0

ρL7 De!(idad de 5#=%ido7 -g.m/0

L7 +i(&o(idad de 5#=%ido

D7 Co!di&ió! 4i&ti&ia a(o&iada a 5a &arga de5 &o!de!(ador < 5a e!ta5p#a a(o&iada a 5a &orrie!tede de(ti5ado

$7 Co!di&ió! 4i&ti&ia a(o&iada a 5a &arga de5 re;er'idor < 5a e!ta5p#a a(o&iada a 5a &orrie!te de4o!do(

A'7 Vrea de (e&&ió! tra!('er(a5 de 5a &o5%!a7 2

C 7 Coe4i&ie!te de arra(tre (eg>! tipo de epa=%e

D7 -5%8o de de(ti5ado7 mol.10

D7 Ta!=%e de &o!de!(ado(

E7 "!ter&aiador de &a5or

F7 -5%8o de a5ie!ta&ió! de 5a &o5%!a7 mol.10

G?M7 -5%8o de ga( (a5ie!te de 5a etapa M e! 5a Bo!a de de(po8aie!to7 mol.10

GN7 -5%8o de ga( (a5ie!te de 5a etapa N e! 5a Bo!a de re&ti4i&a&ió!7 mol.10

HD7 E!ta5p#a a(o&iada a5 45%8o de de(ti5ado7 joul.mol0

HF7 E!ta5p#a a(o&iada a5 45%8o de a5ie!ta&ió!7 joul.mol0

HGN7 E!ta5p#a a(o&iada a5 45%8o de ga( GN7 joul.mol0

HLN7 E!ta5p#a a(o&iada a5 45%8o de 5#=%ido )N7 joul.mol0

H$7 E!ta5p#a a(o&iada a5 45%8o de 4o!do(7 joul.mol0

L?M7 -5%8o de 5#=%ido (a5ie!te de 5a etapa M e! 5a Bo!a de de(po8aie!to7 mol.10

LN7 -5%8o de 5#=%ido (a5ie!te de 5a etapa N e! 5a Bo!a de re&ti4i&a&ió!7 mol.10

P7 *oa &e!tr#4%ga

&?7 -5%8o de &a5or retirado de 5a &o5%!a por &%e!ta de 5a &arga de5 &o!de!(ador < 5a e!ta5p#aa(o&iada a5 45%8o de de(ti5ado

&??7 -5%8o de &a5or !eto retirado de 5a &o5%!a por &%e!ta de 5a &arga de5 re;er'idor < 5a e!ta5p#aa(o&iada a5 45%8o de 4o!do(

3


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&B7 -5%8o de &a5or (%i!i(trado a 5a &o5%!a por &%e!ta de5 re;er'idor7 joul.10

&C7 -5%8o de &a5or retirado de 5a &o5%!a por &%e!ta de5 &o!de!(ador7 joul.10

R7 Re5a&ió! de re45%8o i!ter!o de %!a &o5%!a de de(ti5a&ió!

RM5N7 Re5a&ió! de re45%8o #!io de %!a &o5%!a de de(ti5a&ió!

RO7 Re5a&ió! de re45%8o óptio de %!a &o5%!a de de(ti5a&ió!

T7 Co5%!a de de(ti5a&ió! epa&ada

TJ7 Ta!=%e de a5a&e!aie!to de a5ie!to < prod%&to(

$7 -5%8o de de(ti5ado7 mol.10

>?M7 -ra&&ió! o5ar de (o5%to e! 5a &orrie!te )M7 Imoles soluto.12. moles lí$uido.120

>N7 -ra&&ió! o5ar de (o5%to e! 5a &orrie!te )N7 Imoles soluto.12. moles lí$uido.120

=?M7 -ra&&ió! o5ar de (o5%to e! 5a &orrie!te GM7 Imoles soluto.12. moles 3apor.120

=N7 -ra&&ió! o5ar de (o5%to e! 5a &orrie!te GN7 Imoles soluto.12. moles 3apor.120

!D7 -ra&&ió! o5ar de (o5%to e! 5a &orrie!te de a5ie!ta&ió! I5#=%ido o ga(J7 I moles soluto.12. moles destilado.120

!F7 -ra&&ió! o5ar de (o5%to e! 5a &orrie!te de a5ie!ta&ió! I5#=%ido o ga(J7 I moles soluto.12. moles alimentación.120

!$7 -ra&&ió! o5ar de (o5%to e! 5a &orrie!te de a5ie!ta&ió! I5#=%ido o ga(J7 Imoles soluto.12. moles fondos.120

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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

1 Arriata7 M7 A'i5a7 M7 Ra!ge57 W7 ?%ise'o y E3aluación de CondensadoresPara orres de %estilación@7 Mi!ipro


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10 M&Cae7 7 )7 ,it;7 W7 C7 arriot7 P7 ?9nit Operations of C1emical Engineering5 7 M&GraHi55 "!ter!atio!a5 Editio!( C;ei&a5 E!gi!eeri!g,erie(7 ,it; Editio! Ne YorX7 2..1

1/ MW )o&Xett7 W-7 *i55i!g;a7 ?1e Effect of Maldistribution on 4eparation

in Pac-ed %istillation Columns@7 Tra!( "C;eE7 +o5 17 Part A7 Wa!%ar< 2..3M&GraHi55 "!ter!atio!a5 Editio!( C;ei&a5 E!gi!eeri!g ,erie(7 ,i!gapore72..1

16 Mo;aed A)"7 PW WAN,EN,7 4 O)UW"C7 KE:perimental C1aracterization And Computational !luid %ynamics 4imulation Of "as%istribution Performance Of #i$uid ;Re2 %istributors And Collectors &n Pac-ed Columns@7 Instit5tion o Che%ical &ngineers. 6ol 1, !art 7, Jan5ar8200;.

1K /. Y5. Ya


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2/ +a! i!X5e7 M: ?%istillation@ M&GraHi55 C;ei&a5 E!gi!eeri!g,erie(7 196K A,"N: ..K.6K19/

26 a!g7 )7 )i7 P7 oB!


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APENDICE AC6LCULO DE LA RELACIÓN DE REFLU/O ÓPTIMO

)a( de4i!i&io!e( de5 re45%8o #!io < e5 re45%8o óptio 4%ero! pre(e!tada( e! 5a(e&&ió! 02 E! e55a (e &oe!taa =%e 5a( propiedade( a(o&iada( a 5o( #!io(

re=%eriie!to( e!ergti&o( era! paretro( propio( de &ada &o5%!a < de &ada 8%ego de &o!di&io!e( de opera&ió!7 < =%e e(a era 5a a(e para deteri!ar 5a(&o!di&io!e( propia( para %! de(epeo óptio < raBo!a5ee!te e&o!ói&o

E5 o8eti'o pri!&ipa5 de e(te ap!di&e e( &o!(tr%ir %!a &%r'a de de(epeoóptio16 para %!a &o5%!a de de(ti5a&ió! < ;a&er 5o( &5&%5o( de 5a &o5%!apara 5a re5a&ió! de re45%8o óptio &orre(po!die!te Para e(to (e de4i!e!&o!di&io!e( de opera&ió! rea5e( < &o(to( a&t%a5iBado( e!&io!ado(po(teriore!te

Figura A 1 6ondiciones de operación de la columna.

A1 &*lculo de la #elación de #eflujo Míni$o% # $ín1/ #na curva de desempeño óptimo involucra curvas de costos ijos


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Para e5 &5&%5o de 5a re5a&ió! de re45%8o #!io (e dee! &o!o&er 5a(&o!di&io!e( de opera&ió! de 5a &o5%!a a(# &oo 5o( a5a!&e( g5oa5e( dea(a < e!ta5p#a )a -ig%ra A1 i5%(tra 5a( &o!di&io!e( de opera&ió! de 5a&o5%!a: (e de(ea! de(ti5ar 1./.. XgF; de %!a (o5%&ió! a&%o(a de eta!o5 a %!a

&o!&e!tra&ió! de5 3/Z e! a(a E5 prod%&to de(ti5ado I&oo 5#=%ido (at%radoJeige %!a &o!&e!tra&ió! #!ia de5 9.Z ie!tra( =%e 5o( 4o!do( !o re=%iere!( de5 /Z ,e &o!(idera =%e e5 &o!de!(ador de 5a &o5%!a e( tota5 < =%e 5a&o5%!a e( adiati&a

E5 a5a!&e de a(a g5oa5 < por &opo!e!te de 5a &o5%!a7 de a&%erdo &o! 5a(e&%a&io!e( I01J < I02J7 re'e5a =%e e5 45%8o D de de(ti5ado e( 3K./ XgF; e545%8o de 4o!do(7 7 e( 6K9012 XgF;

Para e5 a5a!&e g5oa5 de e!ta5p#a Ie&%a&ió! I01.JJ ;a&e 4a5ta (%po!er %! 'a5or para $C para %i&ar e5 p%!to D e! e5 diagraa e!ta5p#aH&o!&e!tra&ió! de5

(i(tea eta!o5 I1JFag%a I2J Co! e(te p%!to < 5a &orrie!te de a5ie!ta&ió!&o!o&ido(7 (e &o!o&e e5 p%!to < por e!de 5a &arga $ * de5 re;er'idor

Para 5a( &o!di&io!e( e(ta5e&ida(7 (e 55ega a =%e e5 $ C #!io e( 2.2222Xatt Co! e(te 'a5or (e &o!(tr%


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De a&%erdo &o! 5o 'i(to7 a &ada &a!tidad de R dee &orre(po!der5e %!ageoetr#a de &o5%!a7 per4i5e( de teperat%ra7 &opo(i&ió! < 45%8o( < 5a( &arga(tri&a( de5 &o!de!(ador < re;er'idor Coo &o!(e&%e!&ia7 &ada re5a&ió! deee(tar a&opaada por e5 &o(to de5 e=%ipo < 5o( &o(to( de opera&ió! o &o!(%o

)a( &%r'a( (e &o!(tr%


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)o( re(%5tado( pre(e!tado( e! 5a Ta5a A1


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&o!(e&%e!te &o! 5a( %!idade(: ;ora( diaria( ,i (e de(ea! reportar e(to(&o(to( e! pe(o( a!%a5e( (e dee te!er e! &%e!ta &%!to( d#a( e! e5 ao e(taropera!do e5 e=%ipo7 a(# =%e7 de a&%erdo &o! 5a e&%a&ió! IA12J7 e5 &5&%5o&op5eto de5 &o(to de opera&ió! e( e5 (ig%ie!te

( ) = :;4 pesosJK+ :;8

a=odías D+A

día4oras.D


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A23 %iagrama de %esempe'o (ptimo

)a -ig%ra A0 i5%(tra e5 diagraa de de(epeo óptio &orre(po!die!te a 5a(&o!di&io!e( de opera&ió! pre'iae!te de4i!ida( E5 e!or &o(to tota5 (eg>! 5o(

&5&%5o( e( 13.2 i55o!e( de pe(o( a!%a5e(7 &orre(po!die!te a %!a re5a&ió! dere45%8o de 16 Gra&ia( a =%e (te e( e5 &o(to #!io7 5a re5a&ió! RFR M[N S 16!e&e(ariae!te e( 5a re5a&ió! óptia

Figura A 4 5iagrama de desempeño óptimo de una columna empacada para la destilación de etanol7agua.ugiere una relación óptima de 1./.

E5 diagraa (%giere =%e 5a &o5%!a7 para 5a( &o!di&io!e( de opera&ió!re=%erida(7 (ea &o!(tr%ida para e5 &a(o e! e5 =%e 5a re5a&ió! de re45%8o e( 16E(to ip5i&a %!a a5t%ra de epa=%e de 1. < %! dietro i!ter!o de &o5%!ade 160 )a (e&&ió! A3 pre(e!ta deta55adae!te e5 &5&%5o de 5a geoetr#a de5a &o5%!a para 5a( i(a( &o!di&io!e( de 5a (e&&ió! A1 < 5a re5a&ió! de re45%8oóptio

A3 Eje$plo de &*lculo de la Geo$etría de la &olu$na

Gra&ia( a =%e 5a (i%5a&ió! ;a ide!ti4i&ado =%e 5a re5a&ió! de re45%8o óptio e(16 'e&e( 5a #!ia 5a( &o!di&io!e( de opera&ió! rea5e( de 5a &o5%!a =%eda!de4i!ida( A(#7 5o( re(%5tado( (e re(%e! e! 5a -ig%ra A/7 =%e pre(e!ta ta!to 5o(a5a!&e( de a(a < e!ta5p#a g5oa5e( de 5a &o5%!a &oo 5a( &arga( tri&a(de5 &o!de!(ador < de5 re;er'idor A partir de e(to( < otro( dato( (e &a5&%5a! e5dietro i!ter!o de 5a &o5%!a < 5a a5t%ra de5 epa=%e

/


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Figura A 5 6ondiciones de operación reales de la columna calculadas para 8 FE8 %W$ V 1./.

)a ta5a A0 i!di&a e5 per4i5 de 45%8o( de ga( < 5#=%ido de 5a &o5%!a Para &%p5ir &o! 5a( e&%a&io!e( de 5a( &oorde!ada( de E&Xert2.7 e&%a&io!e( di(eada( para

e5 &5&%5o de5 dietro de 5a &o5%!a7 (e dee ide!ti4i&ar e5 p%!to &r#ti&o de 45%8o:e(to e(7 deteri!ar e5 p%!to e! 5a &o5%!a e! e5 &%a5 5o( 45%8o( de 5#=%ido < ga((ea! 5o( a


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A (ip5e 'i(ta (e apre&ia =%e 5o( a


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Figura A 6 &nundación y caída de presión en columnas empacadas aleatoriamente. !ara unidades & g cV1 y B V1. Coordenadas de Ec:ert, >ass-rans&er !21 %(ar %!a &a#da de pre(ió! de5 ga( de 2.. NF 2 por etro deepa=%e e! de(po8adore( a(# =%e e5 &orte de5 ?'a5or 1@ &o! 5a &%r'a de &a#da depre(ió! a 1.. NF2 por etro de epa=%e 5e a(ig!a a 5a &a!tidad ?'a5or 2@ %!'a5or de ..23 De a&%erdo &o! 5a e&%a&ió! IA16J (e tie!e =%e:

( ) ( ) 1.0.EEEE,

23.22-

-1.0-43/.-31


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,

.E

;E< 11/1.,

-,-,.0

3,/.1

,

m A sm:g

s:g

t == mcol /212.1=φ IA1J

Para e5 &5&%5o de 5a a5t%ra de5 epa=%e (e dee &o!o&er &orre5a&io!e( propia(de5 epa=%e )a -ig%ra AK pre(e!ta paretro( iporta!te( para e5 tipo deepa=%e =%e (e 'a a %(ar: Ca(&ade Mi!iRi!g #1 I2/J

Figura A 7 !ropiedades del empaque 6ascade %iniring para distintos diámetros nominales22.

De a&%erdo &o! 5a i!4ora&ió! de 5o( per4i5e( de 45%8o7 5a de!(idad de 5#=%ido < e5rea tra!('er(a5 de 5a torre (e de4i!e 5a &arga de 5#=%ido o ?5i=%id 5oad@7paretro de 5a -ig%ra AK A(# (e perite 5a 5e&t%ra de 5a &a!tidad Ga7

8eerencia , itio Peb

//


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paretro =%e e(t dire&tae!te re5a&io!ado &o! 5a a5t%ra de %!a (e&&ió!epa&ada7 de a&%erdo &o! 5a e&%a&ió!23 IA19J

( )∫ −=y

y i y ya:

yd M

;< IA19J

Coo e( e5 &a(o de5 (i(tea eta!o5Hag%a7 do!de 5a( 'aria&io!e( de 45%8o de ga(< 5#=%ido (o! &a(i #!ia(7 e5 tri!o GFIXGaJ (e ;a&e &o!(ta!te7 (a5ie!do de 5ai!tegra5 < da!do &oo re(%5tado 5a e&%a&ió! IA11.J

( )∫ −= y

ya i y y

dy

a:

M IA11.J

Para e'a5%ar e5 'a5or de 5a a5t%ra (e dee! &o!o&er 5a( &opo(i&io!e( < i e! e5e=%i5irio < &a5&%5ar e5 tri!o I


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Diseño, Montaje y Puesta en Marcha Columna Destilación Binaria

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