Tema 4. Destilación súbita.pdf
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- Explicar que es una etapa de equilibrio y porqué no es suficiente para alcanzar la separación deseada - Determinar el número de variables de diseño de una etapa de equilibrio operando en continuo - Resolver el problema de destilación súbita en función de las variables que COMPETENCIAS DESTILACIÓN SÚBITA se hayan elegido como variables de diseño - Explicar y utilizar las distintas formas en que se dispone de los datos de equilibrio - Utilizar los diagramas T – x – y y y – x de mezclas binarias, junto al concepto de línea q, para calcular las composiciones de las fases en equilibrio - Diseñar el depósito separador de las dos fases en equilibrio
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- Explicar que es una etapa de equilibrio y porqu no es suficiente para alcanzar la separacin deseada- Determinar el nmero de variables de diseo de una etapa de equilibrio operando en continuo- Resolver el problema de destilacin sbita en funcin de las variables que
COMPETENCIAS
DESTILACIN SBITA
- Resolver el problema de destilacin sbita en funcin de las variables que se hayan elegido como variables de diseo- Explicar y utilizar las distintas formas en que se dispone de los datos de equilibrio - Utilizar los diagramas T x y y y x de mezclas binarias, junto al concepto de lnea q, para calcular las composiciones de las fases en equilibrio- Disear el depsito separador de las dos fases en equilibrio
-
DESTILACIN SBITA
V, yi, PV, TV, HV
A, zi,A, PA, TA, hAPS, TS
Q
L, xi, PL, TL, hL
A, zi,A, PA, TA, hA
-
DESTILACIN SBITANmero total de variables
Alimentacin: C+3 (A, zi,A, TA, PA)Vapor: C+3 (V, yi, TV, PV)Lquido: C+3 (L, xi, TL, PL)Calor intercambiado: 1 (Q)
3C+10
-
DESTILACIN SBITA
V, yi, PV, TV, HV
A, zi,A, PA, TA, hAPS, TS
Q
L, xi, PL, TL, hL
A, zi,A, PA, TA, hA
-
DESTILACIN SBITANmero total de ecuaciones independientes
Ecuaciones de conservacin: C+1 Condiciones de equilibrio : C+2Ecuaciones sumatorio: 3Ecuaciones sumatorio: 3
2C+6
-
DESTILACIN SBITANmero de variables de diseo
VD = (3C+10) (2C+6) = C+4
( VD )fijas = C+2 Alimento( VD )fijas = C+2 Alimento( VD )libres = 2
-
Caso Variables especificadas Tipo de destilacin sbita Variables de salida
1 PS , TS Isotrmica Q, V, yi , L, xi2 PS , Q = 0 Adiabtica TS , V, yi , L, xi3 PS , Q 0 No adiabtica TS , V, yi , L, xi4 P , L Porcentaje de lquido Q, T , V, y , x
DESTILACIN SBITA
4 PS , L Porcentaje de lquido Q, TS, V, yi , xi5 PS (o TS) , V Porcentaje de vapor Q, TS (o PS),yi , L, xi6 PS , xj Pureza de lquido Q, TS, V, yi , L, xij7 PS , yj Pureza de vapor Q, TS, V, yij , L, xi8 yj ,xk Separacin Q, TS, PS, V, yij , L, xik
-
Caso 1.- DESTILACIN SBITA ISOTERMAAlgoritmo de Rachford - Rice
( )( ),
1 1i A
i ViA
zx
K=
+ ( )( ),
1 1i i A
i ViA
K zy
K=
+ ( )( )1 1iA K+ ( )( )1 1iA K+
( )( )( )
,
1 1 1
10
1 1
C C Ci i A
i i Vi i i iA
K zy x
K= = =
= =
+
-
Caso 1.- DESTILACIN SBITA ISOTERMA1. Leer A, zi,A, Ps, Ts
2. Suponer i =1, iV= 1
3. Calcular Ki = f (xi, yi, Ps, Ts)
4. Calcular V/A, ecuacin [3.18]
5. Calcular xi, yi, ecuaciones [3.15] y
7. Calcular i, iV
i, yi, [ ] y
[3.16]
8. (xi, yi)k = (xi, yi)k+1?NO
6. 1 iteracin?
9. Calcular Q, ecuacin [3.3]
10. Escribir V, L, xi, yi, Q
SI
NO
SI
-
Caso 1.- DESTILACIN SBITA ISOTERMA
0,6
0,8
1,0
Curva
de equil
ibrio
AzA/V
y
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,00,0
0,2
0,4
Recta de
operacin
AzA/L zA x
y
x
-
Caso 2.- DESTILACIN SBITA ADIABTICA
-
Caso 2.Caso 2.-- DESTILACIN SBITA ADIABTICADESTILACIN SBITA ADIABTICA1. Leer A, zi,A, Ps, Q = 0
3. Suponer i =1, iV= 1
4. Calcular Ki = f (xi, yi, Ps, Ts)
5. Calcular Ts, ecuacin [3.18]
2. Suponer V/A
6. Calcular xi, yi, ecuaciones [3.15] y
[3.16]
8. Calcular i, iV
7. 1 Iteracin?
NO
SI
NO
10. Escribir V, L, xi, yi, Ts
9. f(V/A)= 0?
SI
7. (xi, yi)calc = (xi, yi)sup?
SI
NO
-
DESTILACIN SBITA EN PRESENCIA DE COMPONENTES UNIFSICOS
( )( )
( )
,
,
; ,1 1
;
i i Ai V
iA
i Ai V
K zy i l p
Kz
y i l
= +
= =
( )( )
( )
,
,
; ,1 1
;1
i Ai V
iA
i Ai V
zx i l p
Kz
x i p
= +
= =
( )0;
VA
iy i p= =( )1
0;
VA
ix i l
= =
( ) ( ) ( ) ( ) 0111)1()( ,,
,
1
,
=
++
= ==
= pi A
VAi
li AV
AiC
plii iA
VAii
AV
zz
KzKf
-
DISEO DEL RECIPIENTE DE SEPARACIN
-
DISEO DEL RECIPIENTE DE SEPARACIN
=
5,0
lnL
V
V
L
MVML
X
( ) m/s5,0
vertmax
=
V
VLV KU
++
=543
2
vert000259550,0000386235,00123790,0
179390,0814894,0131035,3exp
XXX
XXK
( ) ( )2
minmax
mVVV V
V MAU
=
m)(4 5,0min
min
pi=
VAD
-
DISEO DEL RECIPIENTE DE SEPARACIN( ) m/s
)(122
5,0mezcla
maxboquilla =U
( ) m/s)(
2,735,0
mezclaminboquilla
=U
3mVolumen L tML= 3mVolumen rL
L tML
=
( ) m4Volumen 2
pi=
DH L
53
-
DISEO DEL RECIPIENTE DE SEPARACINCIN
D
Alimento Vapor
( ) m/s5,0
vertmax
=
V
VLV KU
verthoriz 25,1 KK =
( ) ( )2
min mV
VV MA
U=
L
Lquido
( ) ( )minmax
mVV V
AU
=
2minmintotal m2,0
)()( VAA =
m)(4 5,0minotal
min
pi=
tAD 2Volumen ocupado por el lquido
m
4
LD
=
pi
-
DISEO DEL RECIPIENTE DE SEPARACIN
L
D
GasAlimento
D
h
Agua
Hidrocarburos
A
