7/25/2019 Destilacion Batch Atmosferica-preinforme

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Destilacin batch atmosfricaJ.G. Fernndez, M.R. Matute, C. K. Rondn N. Cuotto

Facultad de ingeniera, ULA, Mrida !"!, #enezuela$%cuela de &ngeniera 'u(ica

1 Objetivos

General)

*e+arar una (ezcla etanolagua al !"- e(+leando

un eui+o de de%tilacin /atc0 a +re%inat(o%1rica.

Especfcos: 2eter(inar el n3(ero de eta+a% terica% nece%aria%

de una colu(na e(+acada, +ara el +roce%o de%e+aracin de una (ezcla etanolagua al !"-,

a+licando di1erente% (todo%) Mc. Ca/e 40iele,

ecuacin de Fen%5e 6 +or (edio de una e7+re%inanaltica.

Calcular el coe1iciente de tran%1erencia glo/al de

tran%1erencia de (a%a.

2eter(inar la (a%a re%idual en el re0er8idor +or

(edio de la ecuacin de *(o5erRo%e, +or /alance

de (a%a 6 +or (edio del 8olu(en 1inal en el

reci+iente.

2 Marco Terico

La de%tilacin, e% el no(/re ue %e le da a la o+eracin

unitaria en la ue %e lle8a a ca/o la %e+aracin de uno o (%

co(+onente%, +re%ente% en una (ezcla luida (ediante la

8a+orizacin +arcial de la (i%(a, a tra8% de la a+licacinde calor 6 la +o%terior recu+eracin +or %e+arado de lo%

8a+ore% 6 de lo% re%iduo% luido% 9!:. $l grado de

%e+aracin o/tenido (ediante la a+licacin de e%ta tcnica,

de+ende de la di%tri/ucin de la% %u%tancia% entre la 1a%ega%eo%a 6 la 1a%e luida.

La

de%tilacin +or carga%, o ;atc0, e% un +roce%o no

e%tacionario, ue %e /a%a en la +roduccin de 8a+or

(ediante la e/ullicin de la (ezcla liuida ue %e de%ea

%e+arar 6 conden%acin de lo% 8a+ore%. 2ic0o +roce%o %e

(ue%tra en la 1igura !.

Figura 1.2e%tilador %i(+le +or lote%

La (ezcla a tratar e% cargada en el caldern o re0er8idor, elcual tiene ada+tado a l, un %i%te(a de calenta(iento ue

+er(ite la 8a+orizacin +arcial de la (ezcla. : $% +or e%ta razn, ue e% de (eno%

a+licacin en la indu%tria ue la de%tilacin continua, +ue%

tiene la accin de recti1icacin (% no la de agota(iento. *eu%a +rinci+al(ente en +lanta% +eue?a% en donde %e

recu+eran +roducto% 8oltile%, en +lanta% de +oca ca+acidad,

en +lanta% +iloto o a ni8el de la/oratorio.

$l +roce%o de de%tilacin continuo, +uede lle8ar%e a ca/o,

/a@o do% alternati8a% 9!:)

A reflujo total)

;a@o e%te 1unciona(iento %e dice ue la torre tra/a@a a

re1lu@o in1inito el +roducto de%tilado e% ceroB 6 l n3(ero

de eta+a% %e 0ace (ni(a, re%ultando el (ni(o co%to dela+arato e in1inito el co%to de 1unciona(iento. Cuando la

8olatilidad relati8a de la (ezcla 8ara +oco entre lo% l(ite%

de de%tilacin, +uede deter(inar%e el (ni(o n3(ero de

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eta+a% 0aciendo u%o de la e7+re%in deducida +or Fen%5e9!: 8er ecuacin >B

Una %egunda alternati8a, %e /a%a en el retorno de %olo una

+arte del conden%ado a la colu(na en una% condicione% tale%ue el luido ue retorna %e +one en nti(o contacto con

lo% 8a+ore% ue a%cienden al conden%ador. La te(+eratura

del de%tilado de/e controlar%e, con el 1in de de8ol8er el

re1lu@o a la te(+eratura a+ro7i(ada(ente igual a la de lacolu(na, +ara +er(itir una con8eniente relacin de re1lu@o

6 (e@orar la o+eracin de colu(na. 9!:

$n e%te ca%o, %e +ueden +re%entar lo% %iguiente% e%cenario%) A reflujo variable o composicin constante en el

estilao)

*i %e de%ea (antener una co(+o%icin con%tante en el

do(o tratndo%e de una (ezcla /inaria, la cantidad de

re1lu@o ue 8uel8e a la colu(na de/e ir au(entandocon%tante(ente, durante toda la o+eracin. Con1or(e

tran%curre el tie(+o, el re0er8idor %e 8aca en 1or(a del

co(+onente (% ligero. Final(ente %e llega a un +unto enue la relacin de re1lu@o alcanza un 8alor (u6 alto.$ntonce% %e ca(/ian lo% acu(uladore%, %e reduce el re1lu@o

6 %e to(a un corte inter(edio. $%ta tcnica ta(/in +uede

0acer%e e7ten%i8a a la% (ezcla% (ultico(+onente%.

$l (todo (% %i(+le +ara analizar 6 deter(inar el

n3(ero de eta+a% o unidade% de tran%1erencia en la% torre%

de de%tilacin /inaria, e% la a+ro7i(acin de McCa/e 6

40iele !>B. $%te (todo +arte del 0ec0o de ue laco(+o%icin en cada +unto %e de%cri/e co(+leta(ente +or

la 1raccin (olar de %lo de uno de lo% co(+onente%, 6 %e

/a%a en la %u+o%icin de ue %e alcanza el euili/rio

co(+leto entre la% corriente% de +roducto% de cada eta+a9!:. $l +roce%o de de%tilacin a re1lu@o 8aria/le en un

diagra(a Mc Ca/e 40iele, ueda (o%trado en la 1igura >.

Figura

2.Mc Ca/e 40iele +ara o+eracione% a co(+o%icin de de%tilado con%tante

re1lu@o 8aria/leB 9!:

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euili/rio. La co(+o%icin de la 1a%e luida 6 ga%eo%a a la%alida de cada eta+a 8iene dada +or la +ro6eccin de lo%

+unto% %o/re el e@e D 6 %o/re el e@e E re%+ecti8a(ente.

H+erando a +artir de la co(+o%icin del +roducto de%tilado

6 de la del +roducto de 1ondo +ueden deter(inar%e eln3(ero de eta+a% o +lato% de la torre 9!:

La ecuacin de Fen%5e >B re+re%enta otra de la% 1or(a% de

e%ti(ar el n3(ero de unidade% de tran%1erencia de la torre+ara +roce%o% de de%tilacin continua. 9:

( ) 1

log

1

1log

=prom

D

B

B

D

x

x

x

x

N

$c. >

2onde)

72 ) 1raccin (olar del co(+onente (% 8oltil en el

de%tilado

7;) 1raccin (olar del co(+onente (% 8oltil en el re%iduo+ro() 8olatilidad relati8a +ro(edio entre la% condicione% de

to+e 6 de 1ondo, 6 ueda e7+re%ado co(o)

')'1(

')'1(

XY

YXi

=

$c. I

2onde)

) 8olatilidad relati8a entre lo% co(+onente% de la (ezcla

/inaria

D 6 E ) co(+o%icione% de la 1a%e ga%eo%a 6 luida aleuili/rio

Un (todo adicional +ara deter(inar el n3(ero de eta+a%

de euili/rio en un +roce%o de de%tilacin +or carga, e%con%iderando ue dic0o nu(ero de eta+a% en una torre

e(+acada eui8ale al n3(ero de unidade% de tran%1erencia=

co(o %e %a/e tal (agnitud e% deter(ina/le (ediante una

e7+re%in integral ue relaciona el ca(/io de co(+o%icincon la 1uerza i(+ul%ora de la di1erencia de concentracione%

en el euili/rio 9:

( ) ==D

F

x

x

txx

dxNN

*

$c.

2onde)

7) co(+o%icin de la 1raccin luida en euili/rio con la1raccin de co(+o%icin 7

7F) co(+o%icin de la ali(entacin

72) co(+o%icin del de%tilado in%tantneo.

$l coe1iciente glo/al de tran%1erencia de (a%a %e 0alla +or

la ecuacin general de di%e?o 9:)

NZ

LaKX =

$c. 2onde)

L) 1lu@o (olar +or rea de alguna de la% 1a%e% i(+licada% en

el +roce%o

) e% la altura de la torre e(+acada

N) n3(ero de eta+a% en euili/rio eui8alente% ta(/in aln3(ero de unidade% de tran%1erencia.

" #roceimiento $%perimental

".1 Materiales & e'uipos empleaos

;alanza Mo0re%+0al.

Crono(etro

$tanol.

Aire.

4er(ocu+la%.

Agua.

Cilindro% graduado% de >"(l 6 uno de ""(l.

$n8a%e% recolectore%.

Jarra de L.

Diagrama el $'uipo

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Cali/rar la /alanza Mo0r,Ne%+0al +ara (edirden%idade% de la% (ue%tra%.

H +or la

c0aueta de en1ria(ientode aceite.

2e@ar ue la 4e(+eraturadel Re0er8idor di%(inu6a%u1iciente, drenar luido 6(edir %u 8olu(en.

Cerrar el %u(ini%trode agua 0acia lo%re1rigerante% 6 la

c0aueta, 6 a+agueel eui+o.

Figura ()2iagra(a del $ui+o a utilizar en el la/oratorio. Unidad de

de%tilacin /atc0 at(o%1rica.

".2 Metoologia $%perimental.

#reparacion e la alimentacion

#roceso e estilacion

( #recauciones.

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#ersonales)

Utilizar /ata 6 +antalone% largo% de tela grue%a.

Utilizar za+ato% cerrado%.

Durante la toma e atos)

Cali/rar la /alanza de Mor0e%+0al, ante% de 0acer

la% (edicione% de la den%idad.

Cali/rar la% ter(ocu+la%

4o(ar la% +recaucione% nece%aria% al (o(ento de

tra/a@ar 6 to(ar la% (edicione%, 6a ue %e tra/a@aran

con te(+eratura% ele8ada%.

Mani+ular adecuada 6 correcta(ente el eui+o.

$%+erar ue %e e%ta/ilice el %i%te(a ante% de to(ar la%

(edida% +ertinente%.

#eri1icar ue la ta+a de entrada del ali(ento en el

re0er8idor en la unidad de de%tilacin uede cerrada

0er(tica(ente, +ara e8itar e8a+oracin del etanol.

* +eferencias bibliogr,ficas

9!:

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