Rectificación

Rectificación qC D xD rico en volátil V L Plato o etapa de equilibrio zona de enriquecimiento T disminuye x, y aumenta F z Plato o etapa de equilibrio zona de agotamiento Rectificación V’ L’ W xW rico en no volátil qB

Rectificación qC D xD rico en volátil V L F z V’ L’ W xW rico en no volátil qB

Rectificación RECTIFICACIÓN MEZCLA BINARIA L V V L Balance de materia DIÁMETRO: Flujo de fluidos, velocidad de inundación y arrastre ALTURA: Nº de platos o etapas teóricas de equilibrio Problema de transferencia de materia Volátil No volátil L V V L Rectificación Balance de materia Equilibrio Balance de energía

Rectificación Balance materia plato Vn+1=Ln+D Vn+1·yn+1=Ln·xn+D·xD qC D xD Vn yn plato n Ln xn Balance materia plato Vn+1 yn+1 Vn+1=Ln+D F z Vn+1·yn+1=Ln·xn+D·xD W xW Rectificación qB Línea de operación agotamiento: L’n V’n+1 Balance de energía

Rectificación RECTIFICACIÓN MEZCLA BINARIA Balance de energía qC D xD qC D xD n-1 Vn+1 Vn Ln-1 Ln n+1 n Vn yn plato n Vn+1 yn+1 Ln xn F z Rectificación W xW qB

Rectificación RECTIFICACIÓN MEZCLA BINARIA Relación de fases constante??? Operación a P≈cte dq=DH qT = 0, columna adiabática qM = 0, calor de mezcla despreciable Regla de Trouton DSV=DHV/Tb=K≈22 Entropía MOLAR de vaporización OPERANDO EN FLUJOS MOLARES, L Y V PUEDEN CONSIDERASE CONSTANTES EN CADA ZONA DE LA TORRE Rectificación

Rectificación Balance de energía Vm+1 ym+1 Lm xm qC D xD Vn yn plato n qB W xW D xD qC F z Ln xn Vn+1 yn+1 Vn yn plato n plato m Vm+1 ym+1 Lm xm Rectificación Balance de energía

Rectificación Equilibrio: composición de fases que abandonan un plato D xD V y1 L xD V y2 L x1 V y3 L x2 Rectificación x1 y2 Fases que se cruzan. Línea de operación enriquecimiento x2 y3 Fases que se cruzan. Línea de operación enriquecimiento .......... yn xn Ecuación de equilibrio

Rectificación Equilibrio: composición de fases que abandonan un plato yn xn Ecuación de equilibrio xn yn+1 Fases que se cruzan. Línea de enriquecimiento …… ….. xn≤ z Fases que se cruzan. Línea de operación agotamiento Rectificación yn xn Ecuación de equilibrio

Rectificación y1 y2 y3 y4 z x3 x2 x1 xD D xD V y1 L xD L x1 V y2 V y3

Rectificación y1 y2 y3 y4 xw x4 z x3 x2 x1 xD Fracción de plato V’ ym+1 L’ xm y2 y3 L’ xm+1 V’ ym+2 y4 L’ xm+2 V’ y* W xw Rectificación xw x4 z x3 x2 x1 xD Continuamos hasta llegar a xm+1≤xW Calderín: etapa teórica xw y* en equilibrio Nº etapas = nº equilibrios -1 Fracción de plato f = (xm+2-xW)/(xm+2-xm+3)

Rectificación

Rectificación

Rectificación LUGAR GEOMÉTRICO ENTRADA F Resolución simultánea: L’ = L + f·F V = V’ + ( 1-f ) · F F·z = D·xD +W·xw Línea de operación agotamiento ANALÍTICA Para una columna sencilla con 2 componentes, una única F y salidas en D y W: Rectificación

Rectificación LUGAR GEOMÉTRICO ENTRADA F Resolución simultánea: L’ = L + f·F V = V’ + ( 1-f ) · F F·z = D·xD +W·xw Línea de operación agotamiento GRÁFICA: Línea q Rectificación Pendiente f/(f-1) Punto (z, z)

Rectificación LUGAR GEOMÉTRICO ENTRADA F Pendiente f/(f-1) xD x xw z y Pendiente f/(f-1) Punto (z, z) Rectificación

Rectificación LUGAR GEOMÉTRICO ENTRADA F z Vapor saturado f = 0 Líquido saturado f = 1 Vapor saturado f = 0 Líquido frío f mayor que 1 Vapor sobrecalentado f menor que 0 Líq +Vapor saturado f entre 0 y 1 Líq. saturado Líq. frío Liq+Vapor Vapor saturado Rectificación Vapor sobrecalentado z

Rectificación LÍMITES DE OPERACIÓN L/V máximo D = 0 L = V L/V =1 Si D = 0 → F = 0 → L = L’ V = V’ Puesta en marcha Paradas de proceso Cálculo de eficacias Rectificación

Rectificación LÍMITES DE OPERACIÓN L/V =1 Nº mínimo de etapas xD xw z y Nº mínimo de etapas Separación máxima Rectificación

Rectificación LÍMITES DE OPERACIÓN L/V mínimo >0 L/V mínimo: Separación deseada con ∞ etapas Punto de corte entre línea de operación y equilibrio Corte línea de alimentación q y equilibrio xD xw z Rectificación

Rectificación LÍMITES DE OPERACIÓN L/V mínimo >0 L/V mínimo: Separación deseada con ∞ etapas Punto de corte entre línea de operación y equilibrio Corte línea de alimentación q y equilibrio Tangente a equilibrio previa a línea q Rectificación

Rectificación LÍMITES DE OPERACIÓN L/V mínimo >0 L/V mínimo: Separación deseada con ∞ etapas Punto de corte entre línea de operación y equilibrio Corte línea de alimentación q y equilibrio Tangente a equilibrio previa a línea q Depende de: Equilibrio Condiciones de operación (xD, z, f) Rectificación L/V mínimo como referencia para L/V operación L/V mínimo menor consumo energético en calderín Supone una torre estrecha de altura ∞

Rectificación LÍMITES DE OPERACIÓN ESTUDIO ECONÓMICO L/V↑ : D↓ : Costes de operación ↑ N etapas↓ Diámetro↑: Costes fijos moderados L/V↓ : Costes de operación, energía ↓ N etapas↑ Diámetro↓: Costes fijos →∞ Costes operación Costes fijos L/V min L/V optimo L/V max y Rectificación