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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8
?.9@8==
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?.>,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
;
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" "+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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