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TOPICOS SELECTOS EN INGENIERIA DE PROCESO INTRODUCCION A LOS PROCESOS DE SEPARACION.

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Presentación del tema: "TOPICOS SELECTOS EN INGENIERIA DE PROCESO INTRODUCCION A LOS PROCESOS DE SEPARACION."— Transcripción de la presentación:

1 TOPICOS SELECTOS EN INGENIERIA DE PROCESO INTRODUCCION A LOS PROCESOS DE SEPARACION

2 PROCESOS DE SEPARACION La separación de mezclas químicas en sus componentes es un arte muy antiguo. Se conoce desde milenios la extracción de metales, obtención de perfumes de flores, evaporación del agua de mar para obtener sal, destilar licores, etc.. Los procesos de separación son fundamentales para los ingenieros químicos y los ingenieros de procesos.

3 Procesos de Separación La reacción es el núcleo de los procesos industriales, sin embargo en términos de costos los procesos de separación pueden llegar a ser el factor preponderante. Los procesos de separación pueden llegar a costar del 50 al 90 % del costo total de separación en industrias de proceso. Más del 95 % de la energía consumida en la refinación de petróleo y en las industrias química y de papel se gastan en los procesos de destilación y de evaporación.

4 Mecanismos de Separación La separación de diversas especies químicas no es un proceso espontaneo, se logra a costa de energía. Mezclas a ser separadas se originan como fase homogenea. Si se tiene más de una fase inmiscible se suele emplear un medio mecánico (gravedad, fuerza centrífuga, reducción presión, campos magnéticos, campos electricos.) para separar las fases. A continuación s eempelan los procesos de separación.

5 Proceso General de Separacion

6 Tecnologías para los procesos de separación a.-Separación por creacion de fase b.-Separación por adicion de fase c.-Separación por barrera d.-Separación por medio de agente sólido. e.-Separación por campo de fuerza o gradiente.

7 Separación por creación de fase Mezcla homogenea, monofásica. Se añade 2° Fase. Puede ser: Agente de Separación Energía (intercambio de calor ) Agente de Separación Masa – MSA (el agente puede ser parcialmente soluble o ser completamente miscible)

8 Procesos de separación basados en creación o adición de fases SeparaciónFase inicial Fase creada Agente separación Aplicación Condensación vaporizacion parcial Vapor o líquido Líquido o vapor Transferencia Calor (ESA) H2 y N2 del Amoniaco FlasheoLíquidoVaporReduc. PresiónDesalinización DestilaciónVapor líquido Vapor Liquido Transferencia Calor (ESA) Estireno Dest. Extractiva Vapor líquido Vapor Liquido Solvente (MSA) y ESA Acetona metanol AbsorciónVaporLíquidoMSA (Absorv.)CO2 combust. StrippingLíquidoVaporVapor (MSA)Kerosene

9 Procesos de separación basados en creación o adición de fases SeparaciónFase inicial Fase creada Agente separación Aplicación Stripping con reboiler LíquidoVaporTransferencia Calor (ESA) Recuperación aminas Destilación azeotrópica Vapor Líquido Entrainer Líq. (MSA) y ESA Acido acético del agua Extracción Líquido Líquido LíquidoLiquidoSolvente Líquido (MSA) Recuperación aromáticos SecadoLiquidovaporGas (MSA) ESASecado

10 Separación con creación fase: Extracción Fluido Super Crítico

11 Separación por Barrera Se emplean membranas. Se rigen por procesos difusionales. Se emplean: Osmosis. Osmosis inversa Diálisis. Microfiltración Ultrafiltración Pervaporación Permeación de gases.

12 Procesos de separación basados en Barreras SeparaciónFase inicial Agente separación Aplicación OsmosisLíquidoMembrana no porosa. Osmosis InversaLíquidoMembrana no porosa con gradiente presión Desalinización agua mar DiálisisLíquidoMembrana porosa con gradiente presión Recuperación de caústicos de hemicelulosa MicrofiltraciónLíquidoMembrana microporosa con gradiente presión Remosión bacterias del agua potable

13 Procesos de separación basados en Barreras Separación|Fase inicial Agente separación Aplicación UltrafiltraciónLíquidoMembrana microporosa con gradiente presión Separación proteínas del queso PervaporaciónLíquidoMembrana no porosa con gradiente presión Separación mezclas azeotrópicas Permeación de gas VaporMembrana no porosa con gradiente presión Enriquecimiento de hidrógeno

14 Osmosis Inversa

15 Separación por Agente Sólido Se emplean agentes de separación de masa que son sólidos. Sólidos normalmente granulares actuan como soportes inertes para una capa delgada que actua como adsorbente. El agente de separación suele saturarse con el elemento que adsorbe y se regenera o reemplaza periodicamente.

16 Procesos de separación basados en Agentes Sólidos Separación|Fase inicial Agente separación Aplicación AdsorciónVapor Líquido Adsorbente sólidoPurificación de para xyleno CromatografíaVapor Líquido Adsorbente sólido o adsorbente líquido en un soporte sólido Separación de isómeros d exyleno del etil benceno Intercambio iónico LíquidoResina con sitios iónicos activos Desmineraliza- ción de agua

17 Separación por Campo de fuerza o gradiente Se emplean campos de fuerza externos Se aprovecha de las diferentes respuestas de iones y moléculas a las fuerzas y a los gradientes Se tiene: centrifugación, la difusión térmica, la electrólisis, electrodialisis y la electrofóresis.

18 Procesos de separación basados campos de fuerzas y gradientes Separación|Fase inicial Agente separación Aplicación CentrifugaciónVaporCampo fuerzas centrífugas Separación isótopos uranio ElectrólisisLíquidoFuerza eléctricaConcentración d eagua pesada ElectrodíálisisLíquidoCampo eléctrico y membrnas Desalinización de agua de mar

19 Separación por campos externos y gradientes: electrodiálisis

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