INSTITUTO TECNOLÓGICO DE ACAPULCOINGENIERÍA BIOQUIMICA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA Y BIOQUÍMICA OPERACIONES UNITARIAS III UNIDAD III ABSORCIÓN INTEGRANTES DEL EQUIPO #2: 28 DE ABRIL DEL 2014 BARRERA RAMOS CINTHYA LILIANA N°C. 10320429 CRUZ MOLINA JUAN MANUEL. N°C. 10320492 DIEGO BARRERA NEMESIS ANDREA. N°C. 10320468 PIZA FABIAN SHANIK PRISCILIA. N°C. 10320423 SOLANO GARCÍA YAMEL IVONE. N°C. 10320443 M.C. BEATRIZ GABRIEL SALMERON 1 INDICE UNIDAD III ABSORCIÓN. 3.1 CONCEPTO E IMPORTANCIA DE LA ABSORCIÓN……………………………2 3.2 TIPOS DE COLUMNAS DE ABSORCIÓN...………..……………………………..3 3.3 TIPOS DE EMPAQUES PARA ABSORCIÓN……...……………………………..6 3.4 DISEÑO DE TORRES DE ABSORCIÓN EN COLUMNAS EMPACADAS PARA MEZCLAS BINARIAS….…………………………………………………..……….….…9 3.5 DISEÑO DE TORRES DE ABSORCIÓN EN COLUMNAS DE PLATOS……..15 3.5.1 PARA MEZCLAS BINARIAS…….……………………..………….…….15 3.5.2 PARA MEZCLAS MULTICOMPONENTES………………………..…..18 BIBLIOGRAFIA…………………………………………………………………….…….20 LINKOGRAFÍA………………………………………………………………………..….20 2 UNIDAD III ABSORCIÓN. 3.1 CONCEPTO E IMPORTANCIA DE LA ABSORCIÓN. Absorción es la operación unitaria que consiste en la separación de uno o más componentes de una mezcla gaseosa con la ayuda de un solvente líquido con el cual forma solución (un soluto A, o varios solutos, se absorben de la fase gaseosa y pasan a la líquida). Este proceso implica una difusión molecular turbulenta o una transferencia de masa del soluto A a través del gas B, que no se difunde y está en reposo, hacia un líquido C, también en reposo. Un ejemplo es la absorción de amoníaco A del aire B por medio de agua líquida C. Al proceso inverso de la absorción se le llama empobrecimiento o desabsorción; cuando el gas es aire puro y el líquido es agua pura, el proceso se llama deshumidificación, la deshumidificación significa extracción de vapor de agua del aire. La absorción es una operación unitaria de transferencia de materia que se utiliza para eliminar uno o varios componentes de una corriente gaseosa utilizando un disolvente. La absorción puede perseguir diversos objetivos: Recuperar un componente gaseoso deseado Eliminar un componente gaseoso no deseado. Se puede tratar, por ejemplo, de la eliminación de una sustancia nociva de una corriente de gases residuales Obtención de un líquido; un ejemplo sería la de ácido clorhídrico por absorción de HCl gaseoso en agua. En la absorción participan por lo menos tres sustancias: el componente gaseoso a separar (absorbato), el gas portador y el disolvente (absorbente). Dentro de este trabajo mostramos la importancia que tiene la absorción, dentro de un proceso en algún tipo de torre, así como las aplicaciones que tiene en cada una de ellas. Posteriormente los tipos de torres de absorción y de empaque, cada una con sus características, partes que la conforman, aplicaciones, especificaciones, generalidades, diseños, entre otros. 3 3.2 TIPOS DE COLUMNAS DE ABSORCIÓN. La columna de absorción se utiliza para operaciones de transferencia de masa, entre una fase liquida y una gaseosa. La operación se hace en contracorriente con el objeto de extraer un soluto presente en el gas, el cual es arrastrado por el liquido, para luego ser separado de este, por otro método de transferencia. En una torre de absorción la corriente de gas entrante a la columna circula en contracorriente con el líquido. El gas asciende como consecuencia de la diferencia de presión entre la entrada y la salida de la columna. El contacto entre las dos fases produce la transferencia del soluto de la fase gaseosa a la fase líquida, debido a que el soluto presenta una mayor afinidad por el disolvente. Se busca que este contacto entre ambas corrientes sea el máximo posible, así como que el tiempo de residencia sea suficiente para que el soluto pueda pasar en su mayor parte de una fase a otra. COLUMNA DE ABSORCIÓN DE GAS DE PARED HÚMEDA – CES. Las columnas de pared húmeda pueden utilizarse para determinar coeficientes de transferencia de masa gas/líquido, esencial a la hora de calcular el diseño de las torres de absorción. Dichos coeficientes forman la base de las correlaciones usadas para desarrollar torres de relleno. El CES examina la absorción en agua desoxigenada (preparada por aspersión de nitrógeno) de oxígeno del aire. Éste es un ejemplo de absorción controlada por película líquida. Puede determinarse el coeficiente de transferencia de masa de película líquida para diversos caudales másicos de agua. Los componentes del sistema están montados en un bastidor de suelo de acero pintado. 4 La columna de pared mojada es una columna de vidrio con secciones de entrada y salida de agua, y está montada sobre cardanes con el fin de asegurar su verticalidad. La columna de desoxigenación tiene un tamaño global similar al de la columna de pared mojada, y está situada en posición vertical junto a aquélla. Al lado de las columnas hay una consola de control con caudalímetros, controles de bomba y analizador de oxígeno. Entre las columnas hay dos alojamientos especiales, que contienen las sondas de análisis de oxígeno que monitorizan el contenido de oxígeno en el agua que entra y sale de la columna de absorción. El aparato utiliza como medio de trabajo agua, contenida en un tanque de almacenamiento en la parte de atrás de la unidad. Las bombas que suministran agua al desoxigenador y la columna de absorción están situadas en la base de la unidad. Durante la operación, el agua es aspersada con nitrógeno en el desoxigenador antes de entrar por la parte superior de la columna de pared mojada. Una bomba de aire integral tipo diafragma bombea aire en la base de la columna. El aire asciende por la columna, entregando el oxígeno al agua. El oxígeno disuelto en la entrada y la salida puede medirse en rápida sucesión. El agua se drena al tanque de almacenamiento para su reciclaje al desoxigenador. COLUMNA DE ABSORCIÓN DE RELLENO. Las torres empacadas se usan para el contacto continuo a contracorriente de un gas y un líquido en la absorción y también para el contacto de un vapor y un líquido en la destilación. La torre consiste en una columna cilíndrica que contiene una entrada de gas y un espacio de distribución en el fondo, una entrada de líquido y un dispositivo de distribución en la parte superior, una salida de gas en la parte superior, una salida de líquido en el fondo y el empaque o relleno de la torre. El gas entra en el espacio de distribución que está debajo de la sección empacada y se va elevando a través de las aberturas o intersticios del relleno, así se pone en 5 contacto con el líquido descendente que fluye a través de las mismas aberturas. El empaque proporciona una extensa área de contacto íntimo entre el gas y el líquido. La columna de absorción de relleno está construida está rellenada de anillos Raschig de 10mm x 10mm, también de vidrio, que son representativos del tipo de relleno usado para la absorción de gas. El líquido usado en el proceso se almacena en un tanque de alimentación rectangular de y se utiliza una bomba centrífuga para suministrar el líquido a la cabeza de la columna, desde donde desciende por el relleno y vuelve al tanque. Un medidor de flujo de área variable instalado en la línea de recirculación da una lectura directa del caudal. El gas a absorber es extraído de un cilindro presurizado (no suministrado), colocado junto a la columna. Este gas pasa a través de un medidor de flujo de área variable calibrado, y se mezcla con un flujo de aire, también de caudal conocido, que proviene de un compresor giratorio situado en el bastidor. La relación de gas a aire de la mezcla que entra en la columna es por tanto conocida y es fácilmente variable. La mezcla de gas entra por el fondo de la columna, asciende a través del lecho denso y se contrae en contracorriente con el líquido que desciende por la columna. Unos puntos de muestreo de presión en la base, el centro y la cabeza de la columna permiten registrar la caída de presión en la columna usando manómetros. Estos puntos de muestreo también ofrecen un medio para extraer muestras de gas de la columna. ABSORCIÓN EN COLUMNAS DE PLATOS La absorción de gases puede realizarse en una columna equipada con platos perforados u otros tipos de platos normalmente utilizados en destilación. Con frecuencia se elige una columna de platos perforados en vez de una columna de relleno para evitar el problema de la distribución del líquido en una torre de gran diámetro y disminuir la incertidumbre en el cambio de escala. 6 El número de etapas teóricas se determina trazando escalones para los platos en un diagrama y-x, y el número de etapas reales se calcula después utilizando una eficacia media de los platos. TIPOS DE TORRES DE PLATOS 1. Pluto perforado. 2. Plato de válvulas. 3. Plato de capuchones. 3.3 TIPOS DE EMPAQUES PARA ABSORCIÓN. El empaque o relleno es el elemento más importante para la adecuada respuesta de las columnas, ya que es donde se realiza el contacto líquido – gas y la transferencia de masa. Reciben el nombre de empaques, las piezas que se colocan dentro del equipo y que se utilizan para aumentar el área interfacial. En general un buen empaque debe cubrir las especificaciones siguientes: Características adecuadas de flujo, el volumen fraccionario vació en el lecho empacado debe ser grande. Elevada superficie interfacial entre el líquido y el gas. Químicamente inerte, con respecto a los fluidos que se están procesando Resistencia estructural, para permitir el fácil manejo e instalación Bajo peso por unidad de volumen. Bajo costo Los empaques son principalmente de dos tipos: Aleatorios. Los empaques al azar son aquellos que simplemente se arrojan en la torre durante la instalación y que se dejan caer en forma aleatoria. Generalmente, los tamaños más pequeños de empaques al azar ofrecen superficies específicas mayores (y mayores caídas de presión), pero los tamaños mayores cuestan menos por unidad de volumen. A manera de orientación general: los tamaños de empaque de 25 mm o mayores se utilizan generalmente para un flujo de gas de 0.25 m3/s, 50 mm o mayores para un flujo del gas de 1 m3/s. 7 Durante la instalación, los empaques se vierten en la torre, de forma que caigan aleatoriamente; con el fin de prevenir la ruptura de empaques de cerámica o carbón, la torre puede llenarse inicialmente con agua para reducir la velocidad de caída. Regulares. Son aquellos La distribución del empacado sigue un patrón definido dentro de la columna. Los empaques regulares ofrecen las ventajas de una menor caída de presión para el gas y un flujo mayor, generalmente a expensas de una instalación más costosa que la necesaria para los empaques aleatorios. Los anillos hacinados de Raschig son económicos solo en tamaños muy grandes. Hay varias modificaciones de los empaques metálicos expandidos. Las rejillas o "vallas" de madera no son caras y se utilizan con frecuencia cuando se requieren volúmenes vacíos grandes; como en los gases que llevan consigo el alquitrán de los hornos de coque, o los líquidos que tienen partículas sólidas en suspensión. En un principio como empaque se usaban materiales tales como: trozos de vidrio, grava, pedazos de coque. Posteriormente se emplearon los empaques geométricos manufacturados, tales como los anillos Raschig, Pall y Lessing o las sillas Berl, Intalox y los Telleretes. Los anillos de Rasching son cilindros huecos, cuyo diámetro va de 6 a 100 mm o más. Pueden fabricarse de porcelana industrial, que es útil para poner en contacto a la mayoría de los líquidos, con excepción de álcalis y ácido fluorhídrico; de carbón que es útil, excepto en atmósferas altamente oxidantes; de metales o de plásticos. Los anillos de Lessing y otros con particiones internas se utilizan con menos frecuencia. Los empaques con forma de silla de montar, los de Berl e Intalox y sus variaciones se pueden conseguir en tamaños de 6 a 75 mm; se fabrican de porcelanas químicas o plásticos. 8 Los anillos de Pall, también conocidos como Flexirings, anillos de cascada y, como una variación, los Hy-Pak, se pueden obtener de metal y de plástico. Hoy en día, se emplean frecuentemente los empaques estructurados, de alta eficiencia ya sea tejidos o no tales como los de mallas segmentada o en forma de espiral, que reciben nombres de acuerdo a los fabricantes. Estos empaques son de gran tamaño y ocupan totalmente el área interna de la torre. Los empaques geométricos pequeños se fabrican de arcilla, cuarzo o porcelana. Los más usados industrialmente son los Raschig. Durante la instalación, el empaque se arroja dentro de la torre, que está llena de agua y se acomoda al azar. Los empaques distribuidos en forma regular ofrecen menor caída de presión pero menor área de contacto. Los empaques empleados tales como los anillos Raschig de 3 pulgadas deben irse apilando cuidadosamente. Empaques estructurados 9 3.4 DISEÑO DE TORRES DE ABSORCIÓN EN COLUMNAS EMPACADAS PARA MEZCLAS BINARIAS. En las torres de absorción empacadas mediante el uso de empaques o rellenos se busca principalmente el establecimiento de una gran interfase, a fin, de poner en contacto íntimo las fases gaseosa y líquida. La cantidad de transferencia de materia, (de soluto en este caso), depende directamente de la superficie interfacial y de la naturaleza de los componentes. Las torres empacadas se usan en contacto continuo a contracorriente. Son columnas verticales y están rellenas con empaque. El líquido se distribuye en el empaque y desciende a través del él exponiendo una gran superficie de contacto con el gas. Reciben el nombre de empaques, las piezas que se colocan dentro del equipo y que se utilizan para aumentar el área interfacial. En general un buen empaque debe cubrir las especificaciones siguientes: Proporcionar una gran superficie interfacial entre el líquido y el gas. La superficie de empaque por unidad de volumen de espacio empacado debe ser grande, pero no en un sentido microscópico. Los pedazos de coque por ejemplo, tienen una gran superficie debido a su estructura porosa. Debe poseer buenas características de flujo. Esto es, que el empaque debe permitir el paso de grandes volúmenes de flujo a través de pequeñas secciones de la torre, sin provocar grandes caídas de presiones en la fase gaseosa. Debe ser químicamente inerte a los fluidos del proceso. Su estructura debe permitir el fácil manejo e instalación. El empaque se puede acomodar de dos formas: al azar y en forma regular: En el empaque al azar, este se coloca en el interior de la torre sin ningún arreglo en particular, por el contrario, el empaque regular se coloca siguiendo un patrón determinado. En un principio como empaque se usaban materiales tales como: trozos de vidrio, grava, pedazos de coque. Posteriormente se emplearon los empaques geométricos manufacturados, tales como los anillos Raschig, Pall y Lessing o las sillas Berl, Intalox y los Telleretes. Hoy en día, se emplean frecuentemente los empaques estructurados, de alta eficiencia ya sea tejidos o no tales como los de mallas segmentada o en forma de espiral, que reciben nombres de acuerdo a los fabricantes. Estos empaques son de gran tamaño y ocupan totalmente el área interna de la torre. Los empaques geométricos pequeños se fabrican de arcilla, cuarzo o porcelana. 10 Los más usados industrialmente son los Raschig. Durante la instalación, el empaque se arroja dentro de la torre, que está llena de agua y se acomoda al azar. Los empaques distribuidos en forma regular ofrecen menor caída de presión pero menor área de contacto. Los empaques empleados tales como los anillos Raschig de 3 pulgadas deben irse apilando cuidadosamente. El tamaño del empaque suelto está relacionado con el diámetro de la torre. En general el diámetro del empaque está entre 1/8 a 1/20 del diámetro de la torre. En el equipo más usual, el líquido entra por la parte superior de la torre y puede ser puro o una solución diluida conteniendo algo del soluto. El líquido se vierte sobre un distribuidor y de allí llega a la parte superior del empaque al que debe humedecer uniformemente. El gas entra por debajo de la torre y también a través de un distribuidor llega al empaque y fluye hacia arriba entre los intersticios y a contracorriente con el líquido. El empaque provoca una gran área de contacto y fomenta el contacto íntimo entre las fases haciendo que el soluto que viene con el gas se disuelva en el líquido. Por el fondo de la torre se obtiene un líquido rico en soluto y por el domo un gas empobrecido. Un factor de diseño de primera importancia es el valor de m g /L o factor de Absorción. 11 El factor de absorción se define como: Para valores de A o S mayores que la unidad es posible obtener cualquier grado de separación si se utilizan suficientes platos o altura de empaque. Al aumentar A o s, el número de platos o la altura del empaque disminuyen, de manera que el costo del equipo decrece, pero los costos de operación aumentan. Hay un valor óptimo de A o S que fluctúa usualmente entre 1.25 y 2 , siendo 1.4 un valor frecuentemente recomendado. Este factor es necesario para determinar la altura de la unidad de transferencia y el número de unidades de transferencia. La relación líquido gas afecta también al diámetro de la torre. Para muchos casos el valor de L/G está entre 1.2 y 2.5 del valor de L/G mínimo siendo 1.5 un buen valor. En las torres empacadas para evitar el fenómeno de acanalamiento (flujo de líquido hacia las paredes) se suelen colocar redistribuidores de líquido cada 2 metros de empaque. La velocidad del gas se selecciona considerando primeramente la velocidad óptima con respecto a la inundación, generalmente el diseño se hace para no más del 60 % de esta. ALTURA DEL EMPAQUE La altura que debe tener el empaque para lograr la transferencia de masa deseada se calcula por medio de ecuaciones semejantes a: En donde HOG en la altura total de la unidad de transferencia del lado gas y es igual a: 12 Y NOG es el número de unidades de transferencia de masa basada en el lado gas y en la diferencia de potencial total, o sea: La evaluación de esa integral se efectúa mediante los procedimientos comunes utilizados en transferencia de masa. Estas ecuaciones pueden resolverse analíticamente, graficando o numéricamente. La última opción se usa sobre todo para soluciones concentradas y /o cuando la operación no es isotérmica. Para soluciones diluidas y a temperatura constante, la solución analítica la proveen la ecuaciones de Kremser y Colburn para absorbedores de platos o para absorbedores con torres empacadas. 13 DIÁMETRO DE LA TORRE. Las velocidades másicas del gas y del líquido influyen en la altura del empaque o relleno, de tal manera que al aumentar estas velocidades disminuye la altura necesaria del empaque requerido para lograr una separación dada y por ello, se debe operar a velocidades tan altas como sea posible, a no ser que, la pérdida de presión a través del relleno sea un factor económico significativo. CAÍDAS DE PRESIÓN. En las torres empacadas se producen caídas de presión en el gas que son debidas al empaque mismo, al roce contra las paredes del recipiente y al flujo del líquido que pasa por la torre. En general, si graficamos contra el caudal del gas tendremos para un gasto dado de líquido el siguiente comportamiento: Del punto A al B las caídas de presión se pueden calcular por medio de gráficas o por ecuaciones tales como: En donde alfa, beta son propiedades del empaque y L/A y G/A son masa velocidades. 14 El punto B se conoce como el punto de carga. En él, una parte de la energía del gas se usa para frenar el flujo de líquido en la torre, por lo que se reduce la sección efectiva de flujo de gas. En el punto C se produce el fenómeno llamado de inundación, en el cual la torre se vuelve inestable, ya que el líquido es retenido por el gas y no desciende, inundándose la torre y deteniéndose la transferencia de masa. Este punto de inundación presenta el límite superior de la velocidad posible del gas para un flujo dado de líquido. En otras palabras, se presenta la inundación cuando la pérdida de presión del gas es tan alta, que el peso del líquido no es suficiente para que este circule a contracorriente con el gas. COEFICIENTES Y ALTURAS DE LAS UNIDADES DE TRANSFERENCIA Los coeficientes de transferencia de masa en la absorción se predicen a través decorrelaciones. Para emplear las correlaciones, uno de los primeros requerimientos es indicar cuál es la película controlante en el sistema. En el caso de que sea una sola la película que controla la transferencia de masa, el coeficiente parcial se hace igual al total. La mayoría de las correlaciones que se encuentran en absorción se refieren a las llamadas alturas de unidades de transferencia en vez de como coeficientes de transferencia de masa. La mayoría de los trabajos sobre la estimación del HG o altura de la unidad de transferencia del lado gas se basan en la vaporización de líquidos en aire y en la absorción del amoníaco, ya que en esos casos, la mayor parte de la resistencia se encuentra en la fase gaseosa. Una de las correlaciones más utilizadas por su sencillez es la de Fellinger. En donde , y son constantes que dependen del empaque y L/A y G/A son las masas velocidades del líquido y del gas respectivamente. 15 Los valores de HL o altura de la unidad de transferencia del lado del líquido, se determinan ordinariamente a partir de experimentos sobre la desorción del oxígeno, bióxido de carbono e hidrógeno disueltos en agua; puesto que en esos casos la resistencia a la transferencia reside casi por entero en la fase líquida. Para la fase líquida una de las ecuaciones más empleadas es la de Sherwood y Holloway. 3.5 DISEÑO DE TORRES DE ABSORCIÓN EN COLUMNAS DE PLATOS. 3.5.1 PARA MEZCLAS BINARIAS. 1. Deducción de la línea de operación. Una torre de absorción de platos tiene el mismo diagrama de flujo de proceso que el sistema de etapas múltiples a contracorriente y se muestra como una torre vertical de platos. En el caso de un soluto A que se difunde a través de un gas en reposo y después en un fluido quieto, en la absorción por agua de acetona (A) en aire (B), las moles de aire inerte o en reposo y de agua inerte permanecen constantes en toda la extensión de la torre. Si las velocidades son kg mol aire y kg mol disolvente o agua o en kg mol m 2 (lbmol inerte/h·pie*), el balance general de material con respecto al componente A en la figura 10.6-4 es 16 Donde es la fracción mol en el líquido, y es la fracción mol en el gas, L n es el número total de moles de líquido/s, y V n + los moles totales de gas/s. Los flujos/s totales de líquido y de gas varían a lo largo de la torre. La ecuación (10.6-2) es el balance de materia o línea de operación para la torre de absorción muy semejante a la ecuación (10.3-l 3) para un proceso de etapas a contracorriente, excepto que intervienen las corrientes inertes L’ y en vez del gasto total L y La ecuación (10.6-2) relaciona la concentración + en la corriente de gas con en la corriente de líquido que pasa a través de ella. Los términos L’, y son constantes y por lo general se conocen o se pueden determinar. 2. Determinación grafica del número deplatos. Una gráfica de la línea de operación, de la ecuación como y en función de proporciona una curva. Si x y y son muy diluidos, los denomina- dores 1 - x y 1 -y serán cercanos a 1.0 y la línea será aproximadamente recta, con una pendiente El número de platos teóricos se determina estimando de manera ascendente el número de ellos, tal como se hizo en la figura para el proceso a contracorriente de etapas múltiples. EJEMPLO Absorción de en una torre de platos Se desea diseñar una torre de platos para absorber de una corriente de aire mediante agua pura a 293 K (68 “F). El gas de entrada contiene 20% de moles de y el de salida 2% de moles a una presión total de 101.3 El gasto del aire inerte es de 150 kg de aire/h y la velocidad de flujo del agua de entrada es 6000 kg de agua/h. Suponiendo una eficiencia total de los platos de 25% ¿Cuántos platos teóricos y cuántos reales se necesitan? Suponga que la torre opera a 293 K (20 °C). Solución: Se calculan primero las velocidades molares de flujo. 17 Con respecto a la figura 10.6-4, y n + 1 = 0.20, y 1 =0.02 y x 0 =0. Sustituyendo en la ecuación (10.6-1) y despejando x n, ( ) ( ) ( ) ( ) Sustituyendo en la ecuación (10.6-2), y usando V´y L´como el kg mol/h m 2 , ( ) ( ) ( ) ( ) Para graficar la línea de operación, es necesario calcular varios puntos intermedios. Sea que y n+1 =0.07 y sustituyendo en la ecuación de operación ( ) ( ) ( ) Por consiguiente x n =0.000855. Para calcular otro punto intermedio, se establece que y n + 1= 0.13, por lo que el cálculo de x n da como resultado 0.0020. Los dos puntos finales y los dos puntos intermedios de la línea de operación se grafican en la figura 10.6-5 junto con los datos de equilibrio obtenidos. La línea de operación tiene cierto grado de curvatura. El numero de platos teóricos se determina con eestimaciones sucesivas ascendentes de las etapas y se obtienen 2.4 platos teóricos. El número real de platos es 2.4/0.25=9.6 platos. 18 3.5.2 PARA MEZCLAS MULTICOMPONENTES Cuando son varios los componentes que se transfieren, el problema se complica desde el punto de vista del modelo matemático. Una dificultad adicional radica en la escasez de datos sobre este sistema. La dificultad se puede superar, en muchos casos, considerando ideal su comportamiento. Cuando esta hipótesis no sea aceptable, se deberá recorrer a procedimientos de estimación. En la absorción de multicomponentes se suele fijar la recuperación (separación) de uno de los compuestos (componente clave o de referencia). Para esta separación se realiza el cálculo del número de etapas (contacto discontinuo) o de la altura del relleno (contacto continuo) necesarias. Con estos datos se pueden calcular la recuperación del resto de componentes. Excepto la evaporación del disolvente considerada en el análisis de las torres empacadas adiabáticas, hasta ahora se ha supuesto que sólo uno de los componentes de la corriente gaseosa tiene una solubilidad apreciable. Cuando el gas contiene varios componentes solubles, o cuando el líquido contiene varios componentes solubles para la deserción, se necesitan algunas modificaciones. Desafortunadamente, la falta casi completa de datos de solubilidad para los sistemas de multicomponentes (excepto cuando se forman soluciones ideales en la fase líquida y cuando las solubilidades de los distintos componentes son, por lo tanto, mutuamente independientes), hace que los cálculos, aun en los casos más comunes, sean muy difíciles. Sin embargo, algunas de las aplicaciones industriales más importantes pertenecen a la categoría de soluciones ideales; por ejemplo, la absorci6n de hidrocarburos a partir de mezclas gaseosas en aceites de hidrocarburos no volátiles, como en la recuperación de la gasolina natural. Las cantidades que de ordinario se fijan antes de empezar el diseño del absorbedor son las siguientes: 1. Flujo, composición y temperatura del gas entrante. 2. Composici6n y temperatura del líquido entrante (pero no el flujo) 3. Presión de operación 4. Ganancia o pérdida de calor (aun si se fija en cero, como para una operación adiabatica). 19 En estas condiciones se puede mostrar que las variables principales que quedan son: 1. Flujo del líquido (o relación líquido/gas). 2. Número de platos ideales. 3. Absorción fraccionaria de cualquier componente único. Cualesquiera dos de estas últimas variables, pero no las tres, pueden fijarse en forma arbitraria para un diseño dado. Habiendo especificado dos, la tercera se fija automáticamente, como se fija el grado de absorción de todas las sustancias que todavía no se han especificado y las temperaturas de las corrientes salientes. Por ejemplo, si se especifican el flujo del líquido y el número de platos ideales, el grado de absorción de cada una de las sustancias en el gas se fija automáticamente y no puede escogerse de modo arbitrario. Asimismo, si se especifican el flujo del líquido y el grado de absorción de una sustancia, el número de platos ideales y el grado de absorción de todos los componentes se fijan automáticamente y no pueden escogerse en forma arbitraria. Como resultado, para los cálculos de plato a plato que se sugirieron arriba, se deben suponer no sólo la temperatura de salida del gas, sino también la composición total del gas saliente, las cuales deberán verificarse al finalizar los cálculos. Esto se vuelve un procedimiento de cálculo por prueba y error tan desesperante que no puede realizarse prácticamente sin alguna guía. Esta guía consiste en un procedimiento aproximado, ya sea el ofrecido por las ecuaciones de Kremser, que se aplican cuando se tiene un factor constante de absorción, o en algún procedimiento que considere la variación del factor de absorción con el número de platos. Para establecer el último, primero se necesita conocer una expresión exacta para el absorbedor con respecto a la variación del factor de absorción. Esta fue obtenida inicialmente por Horton y Franklin. 20 BIBLIOGRAFÍA INGENIERIA QUIMICA, OPERACIONES BÁSICAS. Autor: J.M. Coulson, J.F. Richardson, J.R. Backhurst, J.H. Harker. Tomo II. Editorial Reverté, S.A. LINKOGRAFÍA http://media.wix.com/ugd/25b09b_c45bab408f1acd8e2a9e1871c81b926c.p df?... http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/moira/clases/clase6a http://www.monografias.com/trabajos71/destilacion/destilacion2.shtml http://www.jackzavaleta.galeon.com/balw4.pdf http://media.wix.com/ugd/25b09b_c45bab408f1acd8e2a9e1871c81b926c.pdf?...