DESTILACION MULTICOMPONENTE
| Una secuencia normal de pasos para el cálculo es: |
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3. Prediseño: |
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| 1. ESPECIFICAR LA SEPARACIÓN DESEADA |
| Lo normal es que se disponga de especificaciones para el producto final. En una columna simple y sin extracciones laterales, se tiene el balance de materia ya conocido: |
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F
= B + D
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F·
zi = B· xB,i + D·
xD,i
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En el caso de una destilación multicomponente se tiene un balance global y ecuaciones de balance por componentes, tantas como componentes menos uno tenga la mezcla. Este sistema resulta indeterminado debido a que aparecen más incógnitas que ecuaciones. Se deben fijar las incógnitas necesarias para poder resolver el sistema. Normalmente una de ellas suele ser la alimentación . También es posible especificar la separación indicando bien el porcentaje de la alimentación que sale por cabeza o por fondo, o bien, el porcentaje de un determinado componente que sale en alguno de los productos. Lo más frecuente es dar dos especificaciones de composición: la de un componente en el destilado y la de otro en el fondo. De esta manera el resto de composiciones vienen fijadas por el balance antes expuesto. Se denominan componentes clave a aquellos para los que se especifica la separación. El componente clave ligero es el más volátil de ambos y el otro componente será el clave pesado. Los demás componentes e clasifican en ligeros y pesados según su relación con los componentes clave los que tienen un grado medio de volatilidad se llaman intermedios o distribuidos. |
| 2. FIJAR LA PRESIÓN DE LA COLUMNA |
| Una columna puede trabajar a presión, a vacío o a presión atmosférica. |
| Lo más económico resultaría operar a presión atmosférica, pero esto no es siempre posible. |
| Se va a operar a vacío si: |
| - La temperatura produce descomposición de los componentes, ensuciamiento o polimerización. |
| - La alta temperatura en el hervidor complica el aporte de calor. |
| En el caso de que se tenga que trabajar a vacío se debe elegir la mayor presión posible, pues a medida que aumenta el vacío aumenta el diámetro de la columna y por tanto su coste. |
| Se va a operar a presión en los casos en que resulte interesante refrigerar con agua o con aire en el condensador. La presión a elegir será la mínima posible ya que el aumento de la presión produce una disminución de la volatilidad y dificulta la separación. |
| Un procedimiento empleado para la estimación de la presión es el de Seader y Henley. Este método también permite la elección del tipo de condensador. Lo más conveniente es que la presión en cabeza sea inferior a 2,86 MPa y la temperatura mínima 50ºC (que corresponde al uso de agua de refrigeración): |
| 1. Estimación de las composiciones de cabeza y fondo. |
| 2. En la cabeza de la columna se calcula la presión de burbuja del destilado, PD,b, a 50ºC. |
| a) Si PD,b< 1,5 MPa se usa un condensador total. |
| b) Si PD,b> 1,5 MPa se calcula la presión de rocío del destilado PD,r. |
| c) Si PD,r< 2,5 MPa se usa un condensador parcial. |
| d) Si PD,r> 2,5 MPa se busca un refrigerante para trabajar a 2,86 MPa como condensador parcial. |
| 3. Se estima la presión en el hervidor teniendo en cuenta que: |
| - la pérdida de carga en el condensador se encuentra entre 0 y 15 kPa. |
| - la pérdida de carga en la columna es aproximadamente de 35 kPa. |
| - la pérdida de carga para las columnas a presión atmosférica y a presión es de 0,7 kPa/plato y para las columnas de vacío de 0,35 kPa/plato. |
| 4. Por último se calcula la temperatura de burbuja del producto de fondo y si se encuentra que existe degradación o que está por encima de la crítica, entonces es necesario reducirla. |
| 3. PREDISEÑO |
| Para esta etapa del diseño se utilizan una serie de métodos aproximados entre ellos se encuentra el método de Fenske-Underwood-Gilliland |
| 4. CÁLCULO RIGUROSO DE LA COLUMNA |
| El cálculo riguroso de la columna supone el empleo de programas de simulación destinados a tal efecto. |
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