Calculo de Eficiencia de Columna de ion de Platos

INSTITUTO TECNOLOGICO DE CIUDAD MADERODEPARTAMENTO DE INGENIERIA QUIMICA Y BIOQUIMICA MATERIA: LABORATORIO INTEGRAL III CATEDRATICO: DELIA BERENICE CASTRO PEREZ INVESTIGACION CALCULO DE EFICIENCIA DE COLUMNA DE DESTILACION DE PLATOS CD. MADERO, TAMAULIPAS 1 . .. . .6 RESULTADOS. . . .. . . . 8 BIBLIOGRAFIA. . . . . . . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . .. ……………………………………. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . …… … ……… . . . .9 OBJETIVO 2 . . .. . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . .. . . .2 MARCO TEORICO. . . . . . . . . . .. . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .. . .2 EQUIPO EMPLEADO. . . . . . . . 5 PROCEDIMIENTO EMPLEADO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 FIRMA MIEMBROS DEL EQUIPO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .INDICE OBJETIVO… . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . las corrientes no están en equilibrio. Esto significa que. MARCO TEORICO EFICIENCIAS DE LOS PLATOS EN LA DESTILACIÓN Y LA ABSORCIÓN Introducción En todo lo antes expuesto sobre platos teóricos o etapas de destilación. si el tiempo de contacto y el grado de mezclado en el plato son insuficientes. 3 . Sin embargo. en una separación cualquiera. se necesitan usar más platos reales que el número teórico que se determina por cálculo. la eficiencia del plato o etapa no es del 100%. Los análisis de esta sección son aplicables tanto a torres de destilación como a torres de absorción. Como resultado. Se realizara mediciones de las concentraciones de salida para así calcular la eficiencia de la columna de destilación de platos. se supuso que el vapor que se desprende de un plato esta en equilibrio con el líquido que sale del mismo.En la presente práctica el alumno será capaz de aprender el proceso que lleva a cabo una columna de destilación de platos. eficiencia de platos de Murphree EM. o sea. si se necesitan ocho etapas teóricas y la eficiencia total es de 60%. el numero de platos teóricos es ocho menos un hervidor. y eficiencia de platos puntual o local EMP (llamada a veces eficiencia puntual de Murphree). La eficiencia total de platos Eo se refiere a la totalidad de la torre y es de uso muy simple. de 10 a 50%. estos valores varían entre 50 y 85% y para absorción de hidrocarburos.7 platos. Estas eficiencias se consideraran en forma individual. La eficiencia de platos de Murphree E M se define como sigue: 4 . u 11. El número real de platos es 710. 2. aunque es la menos fundamental. Para destilación de hidrocarburos. Estas correlaciones sólo se deben usar como estimaciones aproximadas. siete platos. Eficiencia de platos de Murphree. Tipos de eficiencia de platos 1. Efìciencia total de platos.60.Se usan tres tipos de eficiencia de platos o de etapas: eficiencia total de platos Eo. Se define como la relación entre el número de platos teóricos o ideales necesarios en una torre y el número de platos reales usados: Por ejemplo. Existen dos correlaciones empíricas para eficiencias totales de platos de destilación y absorción en torres comerciales y en diseños estándar de platos (01). donde yn es la concentración real promedio del vapor mezclado que sale del plato n. en el mismo punto. esto es. existe un gradiente de concentraciones en el líquido a medida que fluye por el plato. es la concentración del vapor que estaría en equilibrio con el líquido de concentración Xn. 3. Puesto que yn no puede ser mayor que yn*. su concentración se reduce a Xn. la eficiencia local no puede ser superior a 1. 100%. es la concentración del vapor que entra . y al desplazarse por el mismo. Relación entre eficiencias La relación entre EMP y EM puede deducir matemáticamente siempre y cuando se especifique el grado de mezclado del líquido y del vapor. la concentración del líquido que sale es igual a la que está en el propio plato.00. Sin embargo. y’n = yn . Eficiencia puntual. yn+1. la eficiencia puntual resulta igual a la eficiencia de Murphree en el plato o EM = EMP. hacia abajo. Por consiguiente. En estas condiciones. El vapor que entra al plato se pone en contacto con líquido que tiene diferentes concentraciones. De esta manera.al plato n en el mismo punto. Esto produce un vapor más rico en este punto que en el punto de salida. y’n+1 = yn+1 y y’n* = yn*. que en el punto donde xn sale. la eficiencia de plato EM será mayor que la eficiencia del punto EMP. y yn* es la concentración del vapor que estaría en equilibrio con xn. a la salida de dicho plato. En las columnas de diámetro considerable hay un mezclado incompleto del líquido en los platos. Por consiguiente. y y*n . que es más rico en el componente A que xn. y el vapor de salida no tiene una concentración uniforme. el flujo de vapor produce suficiente agitación en el líquido como para que éste sea uniforme en todo el plato. que sale del plato. El valor EM se puede relacionar con EMP por medio de la integración de EMP con respecto a la totalidad del plato. Robinson y Gilliland (Rl) presentan deducciones matemáticas para tres series de supuestos diferentes. esto es. Parte del vapor se pone en contacto con el líquido de entrada xn-1. generalmente se requieren datos experimentales para 5 . La eficiencia puntual o local EMP de un plato se define como donde y’n es la concentración del vapor en un punto específico del plato n. Entonces. En las torres de diámetro pequeño. El líquido que entra al plato tiene concentración de Xn-1. yn+1 es la concentración real promedio del vapor mezclado que entra al plato n. 60. y el número total de escalones proporciona el número real de platos necesario. Se obtienen 6. En el primero de ellos. la eficiencia total de platos Eo puede se correlacionar con EM por medio de diversos métodos.0 platos reales más un hervidor. El triángulo acd representa un plato ideal y el triangulo más pequefio. Los platos se escalonan usando esta eficiencia. la eficiencia de Murphree es EM= 0. al igual que la pendiente L/V de la línea de operación. El hervidor se considera como un plato teórico. Para el caso considerado. la expresión analítica es: Si las líneas de equilibrio y de operación de la torre no son rectas. Cuando se conoce o se puede predecir la eficiencia de platos de Murphree EM. cuando la pendiente m de la línea de equilibrio es constante. Van Winkle (VI) resume algunos métodos semiteóricos para predecir EMP y EM .60 = ba/ca. En la figura se muestra un diagrama que compara un plato real con uno ideal.obtener el grado de mezclado. se aconseja utilizar el método gráfico en el diagrama de McCabe-Thiele para determinar el número real de platos cuando se conoce la eficiencia de platos de Murphree. EQUIPO EMPLEADO Equipo: Columna de destilación 6 . La línea punteada que va desde el punto b se traza de tal modo que el valor de ba/ca para cada plato sea 0. un plato real. por lo que para este plato se usa la curva real de equilibrio. ube. 85 fracción mol de etanol en el domo y 0. Trazar una línea de donde cruza el punto xD con la línea de operación de referencia hasta donde cruza el punto xw con la curva de equilibrio y prolongar hasta el eje Y y tomar lectura del punto y1 Teniendo ya el dato de y1 se calcula el reflujo mínimo. hasta el punto donde cruza xw con la línea de operación de referencia. Para la línea de operación de la zona de agotamiento se partirá de donde cruza la línea de enriquecimiento con la línea de q. 7 . La alimentación entra como vapor saturado. Se realiza el trazo de los platos teóricos o etapas ideales. Encuentre por el método de McCabe-Thiele el número de platos teóricos y la eficiencia de la columna si los platos reales son 5. Se traza una nueva línea del punto donde cruza xD con la línea de operación de referencia hasta donde se encuentra el punto y2 esta será le línea de operación de la zona de enriquecimiento.5 veces el Rm.4 fracción mol de etanol la cual se deberá tener 0. alimentación y destilado respectivamente).PROCEDIMIENTO EMPLEADO: Se procede a graficar mediante el método de McCabe-Thiele: Se traza la curva de equilibrio y la línea de operación de referencia de 45°. platos ideales / N. Se calcula el punto y2 con la relación de la fracción del destilado entre el reflujo optimo mas 1. Se traza q (liquido saturado=1. vapor saturado=0) que es la condición térmica de la alimentación. de ahí para después sacar el reflujo optimo con la relación del reflujo mínimo. Identificar los puntos xW. Se calcula la eficiencia total de la columna E0 = N.95 fracción mol de agua en el fondo. La relación optima es de 1. xF. platos reales CALCULOS Y RESULTADOS Cálculos: En una columna de destilación en la que se va a separar una mezcla de etanol-agua de 0. xD (fracción de residuo. 42= Despejando R.min: R.8 0.opt= 1.5 (1.2 1 0.023 Con los datos de R.opt= 1.4 0.opt= 1.5345 Para calcular y2: y2= 8 .1.min= 1.6 0.6 0. y1= y1=0.2 Series1 y1 y2 Grafica de realizada para el cálculo de los platos ideales.42 xD=0.2 0.5 Rmin R.4 0.8 1 1.023) R.85 Sustituyendo: 0.optimo R.2 0 0 0. La eficiencia de la columna obtuvo un valor de E0 = 0.68 CONCLUSIONES Al realizar dicho proceso concluimos que la columna tiene algún problema en la eficiencia entre los cuales puede ser:      Inundación Canalización Lloriqueo Espuma Arrastre de vapor 9 .y2= y2= 0.4 – 1 (rehervidor) = 3.68 Resultados.3353 Platos teóricos según la grafica por el método de McCabe-thiele: 4.4 Para calcular la eficiencia de la columna mediante: E0= E0 = = 0. J. Editorial CECSA. “Procesos de transportes y operaciones unitarias”. Paginas 545-554. Nombre y firma de los integrantes del equipo: Carlos Alberto Tavera Velasco Miriam Sánchez Reyes Roberto Pérez Deantes Aurora flores Martínez Omar Hernández Ramos 10 .BIBLIOGRAFIA Libros:  C. Mexico 1998. Geankoplis. 3a Edición.