Balances de materia y energía en la operación unitaria de destilación

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Presentacin de PowerPoint

Repblica Bolivariana de Venezuela Ministerio del poder popular para la educacin superiorInstituto universitario politcnico Santiago Mario Extensin Valencia Procesos de Destilacin Unitaria

IntegrantesMariani Zambrano21239256Cohinta Aguilarte22744095Michell Ordaz22407230Igmar Pino24970634Jesus Infante23426441Karlenys Pea21242165

Operacin unitaria de destilacin Es una operacin que consiste en separar dos o ms componentes de una mezcla lquida, aprovechando las diferencias en sus presiones de vapor. La mezcla lquida desprender vapores ms ricos en componentes voltiles. Cuando la mezcla a destilar contiene slo dos componentes se habla de destilacin binaria, y si contiene ms, recibe el nombre de destilacin multicomponente.

Una operacin unitaria o un proceso unitario tambin se pueden dividir dela siguiente forma:Continuos (o flow): en este caso, en cada etapa las materias primas o los reactantes entran en forma continua al equipo y los productos tambin lo hacen de la misma forma.Discontinuos (o batch): en este caso, el equipo se carga con la alimentacin, se realiza la operacin o el proceso y luego se descarga el producto.

Una operacin o proceso unitario continuo puede operar de dos formas: En estado estacionario: cuando todos los parmetros que definen las corrientes que llegan o salen del equipo, como as tambin los que controlan el equipo (temperatura, presin, caudal, pH, etc.) no varan con el tiempo. En estado no estacionario: cuando los parmetros mencionados anteriormente varan con el tiempo. Esta situacin normalmente sucede cuando se pone en marcha (o se para) una planta o un equipo determinado.

Tipos de destilacin La destilacin puede llevarse a cabo de muchos modos, distinguindose dos tipos bsicos de operacin: destilacin sin reflujo o simple y destilacin con reflujo, comnmente llamada rectificacin: Destilacin simpleDestilacin sbita o flashDestilacin con reflujo o rectificacinDestilacin con reflujo o rectificacin

Destilacin simple Es la operacin de hervir el lquido de un recipiente (la caldera) condensndose los vapores que constituirn el destilado, quedando en la caldera el residuo. Esta operacin puede llevarse a cabo de forma contina, alimentando la caldera y extrayendo el residuo continuamente, o de forma discontnua con lo que las composiciones de vapor y lquido van cambiando con el tiempo.

Destilacin sbita o flash Es una forma de destilacin simple en la que se calienta el elemento a temperatura elevada pero manteniendo una presin elevada, de manera que no hierva el lquido. A continuacin, el lquido se expansiona recalentado en una columna hasta una presin menor, con la que vaporizarn los componentes ms voltiles. Abandonar la columna una fase de vapor rica en voltiles y una fase lquida rica en no voltiles. Ambas fases estarn en equilibrio en la condiciones de presin y temperatura de la columna.

Destilacin con reflujo o rectificacin Es uno de los tipos ms importantes de destilacin, el vapor que abandona la cabeza de la columna se condensa y una fraccin del lquido condensado se devuelve a la columna -fraccin que constituye el reflujo- el resto se retira como producto destilado. En el interior de la columna se pone en contacto el vapor ascendente con el lquido descendente. En un nivel dado de la columna, estas dos corrientes no estn en equilibrio entre s, por lo que hay una transferencia de materia, pasan los componentes ms voltiles del lquido al vapor y los componentes menos voltiles del vapor al lquido. Esta transferencia provoca que el vapor se enriquezca en los componentes ms voltiles a medida que asciende por la columna.

Columnas de destilacinLos distintos tipos de destilacin se llevan a cabo en las columnas de destilacin, que son recipientes cilndricos verticales con una entrada de alimentacin por un punto dado de la columna y con una salida por la parte superior o cabeza para extraer los vapores a condensar. Estos vapores pueden volver en parte a la columna, como reflujo, a travs de otra entrada por la cabeza.Se dispone tambin de una salida inferior en la base de la columna o cola para retirar residuos de la destilacin.

. Para asegurar una adecuado contacto entre el vapor y el lquido se han diseado varios dispositivos de laboratorio o industriales basados en dos criterios:Columnas de contacto contino entre vapor y lquido o columnas de rellenoColumnas de contacto por etapas o columnas de platos.

Columnas de rellenoSon columnas de relacin dimetro altura normalmente baja, llenas en su interior de elementos slidos pequeos, en relacin con el dimetro de la columna. Estos elementos de relleno son inertes a las fases circulantes y estn distribuidos al azar u ordenadamente. La corriente de lquido al caer sobre ellos se rompe en pequeas corrientes y se pone en contacto ntimo con el vapor que circula en sentido contrario. Hay muchos tipos de rellenos comerciales, y entre otras caractersticas se persigue que tenga una elevada rea superficial por unidad de volumen, poco peso, buena resistencia mecnica y que los elementos no se compacten entre s.

Columnas de platosLos platos son superficies planas que dividen las columna en una serie de etapas. Tienen por objeto retener una cierta cantidad de lquido en su superficie a travs de la cual se hace burbujear el vapor que asciende de la caldera consiguindose as un bien contacto entre el vapor y el lquido. El lquido del plato cae el plato inferior por un rebosadero situado en un extremo del plato. Segn la forma del dispositivo que permite el paso del vapor a travs del lquido, se distingue entre platos perforados (con simples agujeros), platos de campanas y platos de vlvulas. En los platos normalmente no se llega a alcanzar el equilibrio entre el lquido y el vapor que abandona el plato, es decir, la eficacia del plato no es del 100. Un plato ideal o terico es aquel en el que se alcanza el equilibrio entre las corrients que salen del plato.

Equipos utilizados Torre de destilacinCalentador fuego directo con aprovechamiento de calor en zona de conversin Calentador a fuego directo, en procesoCalentador a fuego directo, tipo cajaCalentador a fuego directo tipo verticalPost enfriamiento de aire Cicln TolvaPolipasto Chimenea Centrifugadora

Ecuaciones de balance de materia y energaBalance de materia

Balance de energa

Descripcin esquemtica del balance de materia y energa

Problemas resueltos

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