Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
1 Facultad de Ingenieria - UBA
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Destilación Multicomponentes.
2 Facultad de Ingenieria - UBA
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Destilación Multicomponentes.
3 Facultad de Ingenieria - UBA
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Destilación Multicomponentes.
4 Facultad de Ingenieria - UBA
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Destilación Multicomponentes
5 Facultad de Ingenieria - UBA
Resolver Balance de Masa
Establecer Equilibrio del Sistema
Establecer Componentes LLave
Estimar comp. restantes en D y W
Determinar P y tipo de cond.
Flash de F a Pcolumna ϕ
Calcular Nmin (Fenske) con T extremas
Verificar HK y LK (Shiras)
Calcular Rmin (Underwood)
Calcular Rop y distribución de componentes entre llaves
Calcular Np
X i, D y Xi,W = supuesto?
Calcular NF
Calcular QC y QB
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Destilación Multicomponentes.
6 Facultad de Ingenieria - UBA
Destilación Flash
Grados de Libertad => 3 C + 10 – 2 C + 6 C + 4
F , 𝑧𝑖 ,𝑇𝐹 ,𝑃𝐹 , 𝐻𝐹 v , 𝑦𝑖 ,𝑇𝑉 ,𝑃𝑉 , 𝐻𝑉
L , 𝑥𝑖 ,𝑇𝐿 ,𝑃𝐿, 𝐻𝐿
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Destilación Flash (Cont.).
7 Facultad de Ingenieria - UBA
Grados de Libertad => 3 C + 10 – 2 C + 6 C + 4
Conozco la alimentación F , 𝑧𝑖 ,𝑇𝐹 ,𝑃𝐹
C + 2
Tengo que definir 2 variables más:
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• 1) Flash Isotérmico
8 Facultad de Ingenieria - UBA
Cuando K es independiente de x, y se utiliza el Procedimiento de Rachford Rice.
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• 1) Flash Isotérmico
9 Facultad de Ingenieria - UBA
Con K independiente de x, y...
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• 1) Flash Isotérmico (cont.)
10 Facultad de Ingenieria - UBA
• Si K (x, y, P, T)
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• 3) % Vaporización Cálculo del Punto de Burbuja
11 Facultad de Ingenieria - UBA
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• 3) % Vaporización Cálculo del Punto de Rocío
12 Facultad de Ingenieria - UBA
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• 3) % Vaporización Condición térmica
13 Facultad de Ingenieria - UBA
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• 3) Punto de Burbuja / Rocío
14 Facultad de Ingenieria - UBA
Procedimiento
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• 2) Flash Adiabático
15 Facultad de Ingenieria - UBA
Propongo una T flash, se calcula Flash isotérmico calculo Bce. entálpico
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Diseño del equipo.
16 Facultad de Ingenieria - UBA
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Cálculo de P del Condensador Presión de la torre.
17 Facultad de Ingenieria - UBA
Suponer Cond. Total enfriado con agua a 49C
Calculo Pto. Burbuja @ 49C
Suponer Cond. Parcial enfriado con agua a 49C
Calculo Pto. Rocío @ 49C
Seleccionar refrigerante que funcione con cond. parcial
@ 28.2 atm
Estimar la Pfondo con 7 x 10-3 atm/plato
Disminuyo PD para salir de la zona crítica
Calcular TB Pto. Burbuja del
fondo TB
Si PD < 14,6 atm uso condensador total
Si PD > 14,6 atm Si PD < 24,8 atm uso cond. parcial
Si TB < TC
OK
Si TB > TC
KO Si PD > 24,8 atm
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
18 Facultad de Ingenieria - UBA
• Volatilidad Relativa.
• Flasheo de F a la Presión de la torre.
𝛼𝑖,𝐷 =𝐾𝑖,𝐷𝐾𝐻𝐻,𝐷
en general
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Cálculo de Nmin (Reflujo Total) Método de Fenske
19 Facultad de Ingenieria - UBA
En reflujo total 𝑦𝑛+1 = 𝑥𝑛
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Cálculo de Nmin (Reflujo Total) Fenske (cont.)
20 Facultad de Ingenieria - UBA
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Cálculo de Nmin (Reflujo Total) Fenske (cont.)
21 Facultad de Ingenieria - UBA
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Cálculo de Rmin ( Np = ∞) Underwood
23 Facultad de Ingenieria - UBA
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Cálculo de Rmin (infinito número etapas)
24 Facultad de Ingenieria - UBA
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Cálculo de Rmin (cont.)
25 Facultad de Ingenieria - UBA
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Cálculo de Rmin (cont.)
26 Facultad de Ingenieria - UBA
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Verificación de componentes llave Shiras
27 Facultad de Ingenieria - UBA
Si 0.01 < di / fi < 0.99 El componente DISTRIBUYE
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Análisis Rop óptimo
28 Facultad de Ingenieria - UBA
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Análisis Rop óptimo
29 Facultad de Ingenieria - UBA
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Distribución de componentes a R operativo
30 Facultad de Ingenieria - UBA
Una vez definido el Rop realizo una interpolación lineal para determinar las distribuciones de los componentes ENTRE llaves
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Cálculo del Np @ Roperativo
31 Facultad de Ingenieria - UBA
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Cálculo del Np @ Roperativo (cont.)
32 Facultad de Ingenieria - UBA
Correlacion de
Gilliland
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Cálculo del Np @ Roperativo (cont.)
33 Facultad de Ingenieria - UBA
Correlacion de
Erbar-Maddox
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Cálculo del plato de alimentación
34 Facultad de Ingenieria - UBA
𝑁𝑁𝑁𝑁
=𝑧ℎ𝑘,𝐹
𝑧𝑙𝑘,𝐹∗
𝑥𝑙𝑘,𝑊
𝑥ℎ𝑘,𝐷
2
∗𝑊𝐷
0,206
Ecuación de Kirkbride
NF se ubicará donde se corten las curvas de enriquecimiento y agotamiento
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Simulación
35 Facultad de Ingenieria - UBA
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Simulación
36 Facultad de Ingenieria - UBA
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
37 Facultad de Ingenieria - UBA
Muchas Gracias