Universidad Nacional de IngenieraFacultad de Petrleo Transferencia de MasaRealizado por:Piero Pinto HerreraPrimera ExposicinCoeficiente de Transferencia de Masa para Torres Empacadas- Altura de la Torre Empacada

Estudio hidrodinmico de torres empacadasJustificacin e importanciaSe utilizar torres empacadas ya que ellas proporcionan una menor cada de presin, lo cual es sumamente importante para la destilacin al vaco.

Estudio hidrodinmico de torres empacadasJustificacin e importanciaDebemos saber que las torres empacadas son las menos costosas cuanto a problemas de corrosin se refiere y tambin opera a menor burbujeo del gas a travs del lquido.

Factores que determinan la seleccin entre una columna de platos y una columna empacada

Son bsicamente factores econmicos:

1. Eficiencia de contacto

2. Capacidad de carga

3. Cada de presin

* S el dimetro de la columna de destilacin es menor a 2 ft resulta ms econmico si es empacada

Casos donde se debe considerar el uso de columnas empacadas

- Componentes termosensibles que implican trabajar a bajas presiones y con una baja retencin de lquido

- Muy bajas velocidades del lquido y/o muy elevadas velocidades del vapor

- La mezcla tiende a formar espuma

- La mezcla contiene componentes muy corrosivos

- Cuando el dimetro de la columna es menor a 2 ft

Torres Empacadas

Coeficientes Volumtricos GlobalesKxa, kya, kGa, FoGa, FoLa, etc.Donde:Kx, ky, kG, FG, FL: coeficiente de transferencia de masa de cada fluidoa: superficie interfacial por unidad de volumen empacado.CORRELACIONESLos coeficientes volumtricos globales solo son tiles en diseo de torres llenas con el mismo empaque.

Bases para el dimensionamiento de una columna empacada para destilacin

Altura del empaque1. Anlisis de etapa de equilibrio (Coulson et al., 1983; Wankat, 1988)2. Consideraciones de transferencia de masa (Treybal, 1981; Perry, 1998)

Dimetro (Treybal, 1981)1. Consideraciones por inundacin, 2. Cada de presin aceptable

Altura de la zona empacada (H) a partir del anlisis de etapa de equilibrio

Supuesto

Cada una de las zonas empacadas se dividir en segmentos de igual altura (HETP), donde cada segmento acta como una etapa de equilibrio.

En la columna empacada los cambios de concentracin son continuos; el modelo no es real.

La altura de la zona empacada se calcula as,H = NTP * HETP

* NTP se puede calcular por cualquier mtodo empleado para las columnas de platos.

Cmo calcular la HETP ?

Para determinadas composiciones en el tope y el fondo de la columna se calcula el NTP a reflujo total,

HETP = H / NTP

La HETP depende de:- tipo y tamao del empaque- naturaleza fisicoqumica de los componentes de la mezcla- flujo del gas

Existe una gran cantidad de correlaciones para estimar la HETP: Murch, D. P., Height of equivalent theoretical plate in packed fractionation columns. Ind. Eng. Chem., 45, 2616 (1953); Bolle, W.L. y Fair, J.R. Improved mass transfer model enhances packed column design. Chem. Eng., 89(14), 109 (1982)

Estimaciones especiales en ausencia de datos

- En ausencia de datos se puede aproximar HETP igual al dimetro de la columna (Ludwig, E. E., Applied process design for chemical and petrochemical plants. 2 ed. Gulf Pub. Co. Vol.2. Houston, 1979)

- Para anillos Pall de 1, 1 1/2 y 2 in., la HETP se puede tomar igual a 1, 1 1/2 y 2 ft, respectivamente (Eckert, J. S., Selecting the proper distillation column packing. Chem. Eng. Prog., 66(3), 39 (1970))

Altura de la columna de platos para destilacin

Espaciamiento entre platos

- Facilidad para construccin y mantenimiento

- Costos

Considerando las labores de mantenimiento, industrialmente el valor mnimo para el espaciamiento entre platos de columnas pequeas es 18 in. Si la destilacin es al vaco el espaciamiento oscila entre 24 y 36 in.

(Ver Tabla 6.1 de Treybal).

GRACIAS TOTALES GUys!