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Diseño para un proyecto de aula de una torre de destilacion
Tipo: Monografías, Ensayos
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Trabajo presentado como proyecto de aula para aprobar el curso OPUS II Director: Ing. Nora Milena Ortiz García INSTITUTO UNIVERSITARIO DE LA PAZ ESCUELA DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL PROGRAMA DE INNGENIERIA AGROINDUSTRIAL BARRANBERMEJA 2023
Dentro de estos procesos de destilación se explicará un poco de esas características y uso de procesos desarrollados de destilación y los parámetros que lo caracterizan. 2.1 GENERALIDADES SOBRE LA TEORIA DE LA DESTILACIÓN La destilación es una operación unitaria ampliamente utilizada en la industria para separar dos o más componentes de una mezcla líquida que son solubles entre sí. Esta separación se logra aprovechando la diferencia en la volatilidad de los componentes de la mezcla. Esto se puede lograr al controlar la temperatura o la presión del sistema, lo que resulta en concentraciones diferentes en la fase líquida y en la fase de vapor. En situaciones en las que la diferencia de volatilidad entre los componentes es significativa, la destilación permite obtener productos de alta pureza sin necesidad de realizar transformaciones posteriores. Esto la convierte en una técnica preferida para la separación de componentes en la industria. 2.2 CLASIFICACIÓN DE DISTINTOS TIPOS DE DESTILACIÓN Una manera de clasificar los distintos tipos de destilación es mediante la forma de funcionamiento de la columna, es decir, actividad continua o discontinua. 2.2.1 DESTILACIÓN CONTINUA La destilación continua, también conocida como destilación fraccionada, se basa en un proceso de separación donde la mezcla a ser separada se alimenta de manera controlada y continua a una columna. En esta columna, se produce la separación continua de los componentes de la mezcla, con la fracción más ligera saliendo por la parte superior de la columna y la fracción más pesada saliendo por el fondo. Para mantener la composición constante en cada sección de la columna, se utiliza una corriente de recirculación llamada reflujo, que consiste en el líquido extraído desde la parte superior de la columna. Aprovechando la evaporación y la condensación sucesivas en la columna, se obtienen productos destilados con
características específicas previamente diseñadas en el equipo. Este método de destilación es muy eficiente y ampliamente utilizado en la industria para obtener productos con altos niveles de pureza y precisión en su composición. Fuente: internet 2.2.2 DESTILACIÓN BATCH La destilación por lotes es un método de separación antiguo pero cada vez más relevante en la industria debido a los cambios en las tendencias de producción. Este enfoque se ha vuelto más común debido a la creciente demanda de compuestos con alto valor agregado y la necesidad de fabricar pequeños volúmenes de sustancias químicas y bioquímicas con características especiales. La destilación por lotes es exitosa debido a su flexibilidad y versatilidad. Puede llevarse a cabo con una sola columna o, en casos necesarios, con varias columnas por lotes en serie. Esta flexibilidad es esencial para responder rápidamente a las demandas del mercado, especialmente en la producción de productos con una vida útil corta y requisitos específicos. En resumen, la destilación por lotes es una técnica valiosa que se adapta a las necesidades cambiantes de la industria moderna. Una destilación tipo batch es usada preferentemente en los siguientes casos:
Fuente: internet
- Destilación discontinua con reflujo La destilación discontinua en un destilador simple no favorece una buena separación, excepto en el caso de que la volatilidad relativa sea muy alta. Es por esto que en casos donde es necesario obtener productos de mayor pureza, se utilizan columnas de rectificación con reflujo logrando así, una mejora en la eficiencia del proceso. - Relación de reflujo La destilación con reflujo se puede considerar como un proceso donde se llevan a cabo una serie de vaporizaciones instantáneas, de modo que los productos líquidos y gaseosos de cada etapa de equilibrio se desplacen en contracorriente. El líquido de una etapa se mueve hacia el fondo de la columna, y el vapor hacia la parte superior de ella. Al aumentar la cantidad de reflujo, una mayor cantidad de líquido que contiene el componente más volátil recircula hacia la columna. De esta manera la separación es mayor y el número de etapas necesarias es menor para el mismo grado de separación. En el caso de reflujo total se requiere un número mínimo de etapas donde no hay producción de destilado. Si la cantidad de reflujo disminuye se llegará a un pinch point, condición límite que equivale a un valor de reflujo mínimo y un infinito número de etapas necesarias. La mayoría de las columnas se diseñan para operar
entre 1,2 y 1,5 veces la relación de reflujo mínimo porque a estos valores los costos de operación son menores. Es importante tener en cuenta que, si se aumenta la cantidad de reflujo, mayor será la carga necesaria en el rehervidor y, por lo tanto, aumenta el gasto energético y así los costos. La operación de destilación batch con reflujo puede ser realizada de dos maneras: Relación de reflujo constante: En este caso, la composición del destilado y del residuo poco a poco disminuyen con el tiempo. Es una operación bastante popular en el sector industrial por ser un procedimiento que se puede realizar sin mayores complicaciones, sin embargo, algunas consideraciones merecen atención: Con el fin de controlar que la columna funcione de forma óptima, es necesario una medición del destilado y de la composición en el rehervidor los cuales debe estar disponibles en línea, y por lo general este no es el caso, por lo tanto, la composición del producto debe ser inferido a partir de medidas secundarias, que deben estar disponible en línea de forma rápida y a bajo costo (por ejemplo, temperatura y flujos) Debe ser posible disminuir la presión de la columna durante el proceso, para facilitar la separación de los componentes menos volátiles. Razón de reflujo variable y composición del destilado constante: Este tipo de procedimiento es logrado variando la razón de reflujo desde el inicio hasta el final de la operación para mantener constante la composición del destilado en el tiempo. El límite máximo de R es dado por R = ∞, situación donde la composición del destilado, D y el residuo, B serán constante en el tiempo (no se introduce ni se extraen flujos desde la columna). La operación es interrumpida cuando la composición del flujo que queda en la columna ha llegado a la composición deseada, o la relación de reflujo es tan alta que sería poco rentable continuar la operación (o incluso imposible en una columna real).
c) Otros objetivos:
Equipos para la producción del vacío En la industria existen muchos procesos que operan bajo vacío, para ello se requieren equipos que cree el ambiente necesario y mantengan bajas presiones, de esto se encargan las bombas de vacío. Al dimensionar un sistema que produzca este vacío es necesario conocer los siguientes datos:
