OPERACIONES UNITARIAS

Instrumentos de caudal

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OPERACIONES UNITARIAS por Mind Map: OPERACIONES UNITARIAS

1. DESTIACIÓN FLASH

1.1. Consiste en la vaporización de una fracción definida del líquido.

1.1.1. el vapor que se forma está en equilibrio con el líquido residual, separando el vapor del líquido y condensando el vapor.

1.2. Destilación flash de mezclas binarias

1.2.1. Se usa de manera extensa en la refinación del petróleo

1.2.1.1. Sus fracciones se calientan en destiladores de tubos y el fluido calentado se evapora instantáneamente (flash) en corrientes de vapor y corrientes de líquido residuales

2. DESTILACIÓN CONTINUA CON REFLUJO

2.1. Se utiliza esencialmente para la separación de componentes que tienen temperaturas de ebullición muy diferentes

2.1.1. Acción en un plato ideal

2.1.1.1. El líquido y el vapor que salen del plato se encuentran en equilibrio.

2.1.2. Combinación de rectificación y agotamiento

2.1.2.1. La alimentación se introduce en un plato de la parte central de la columna.

2.1.2.1.1. Si la alimentación es líquida, desciende por la columna hacia el hervidor y se agota en el componente A por el vapor que asciende desde el hervidor.

3. Balances de materia en columnas de platos

3.1. Velocidades netas de flujo

3.1.1. La magnitud D es la diferencia entre las velocidades de flujo de las corrientes que entran y salen por la parte superior de la columna.

3.1.1.1. La diferencia entre las velocidades de flujo del vapor y del líquido en cualquier parte de la sección superior de la columna es también igual a D

3.2. Líneas de operación

3.2.1. Puesto que hay dos secciones en la columna, hay también dos líneas de operación: una para la sección de rectificación y otra para la sección de agotamiento

3.3. Número de platos ideales; método de McCabe-Thiele

3.3.1. La construcción paso por paso (escalones) de McCabe-Thiele se usa para calcular el número de platos ideales que se requieren para alcanzar una diferencia de concentración definida, bien en la sección de rectificación o en la de agotamiento.

3.3.2. Sobreflujo molar constante

3.3.2.1. Para la mayoría de las destilaciones, los flujos molares del vapor y del líquido son casi constantes en cada sección de la columna y las líneas de operación son casi rectas.

3.3.3. Relación de reflujo

3.3.3.1. El análisis de las columnas de fraccionamiento se facilita utilizando el concepto de relación de reflujo, del que se emplean dos modalidades.

3.3.3.1.1. Una de ellas es la relación entre el reflujo y el producto destilado.

3.3.3.1.2. La otra es la relación que existe entre el reflujo y el vapor.

3.3.4. Condensador y plato superior

3.3.4.1. La construcción de McCabe-Thiele para el plato superior depende de la acción del condensador.

3.3.4.2. El dispositivo más sencillo para obtener reflujo y producto líquido, y uno de los utilizados con mayor frecuencia, es el condensador total.

3.3.5. Plato en el fondo de la columna y hervidor

3.3.5.1. La acción en la parte inferior (residuo) de la columna es análoga a la de la parte superior (destilado).

3.3.6. Plato de alimentación

3.3.6.1. En el plato donde se introduce la alimentación pueden variar la velocidad del líquido o la del vapor, o la de ambos, dependiendo de la condición térmica de la alimentación.

3.3.7. Línea de alimentación

3.3.7.1. se utiliza con los balances de materia para encontrar el lugar de todos los puntos de intersección de las líneas de operación.

3.3.8. Construcción de líneas de operación

3.3.8.1. El método más sencillo para representar las líneas de operación es

3.3.8.1.1. 1) localizar la línea de alimentación

3.3.8.1.2. 2) calcular el eje y que intercepta a xD /(RD + 1) de la línea de rectificación.

3.3.9. Localización del plato de alimentación

3.3.9.1. Una vez representadas en forma gráfica las líneas de operación, el número de platos ideales se obtiene empleando la construcción habitual de paso por paso (escalones).

3.3.10. Requerimientos de calefacción y enfriamiento

3.3.10.1. La pérdida de calor en una gran columna aislada es relativamente pequeña.

3.3.10.1.1. De forma que la columna misma es, esencialmente, adiabática.

3.3.11. Número mínimo de platos

3.3.11.1. Puesto que la pendiente de la línea de rectificación es RD /(RD + 1), la pendiente aumenta con la relación de reflujo hasta que, cuando RD es infinito, V = L y la pendiente es igual a 1.

3.3.12. Reflujo mínimo

3.3.12.1. Para un reflujo inferior al total, el número de platos que se requieren para una separación dada es mayor que para el reflujo total

3.3.12.1.1. Aumenta de forma continua a medida que disminuye la relación de reflujo.

3.3.13. Relación óptima de reflujo

3.3.13.1. Al aumentar la relación de reflujo desde el valor mínimo, el número de platos disminuye, rápidamente al principio y después cada vez más lento, hasta que, para reflujo total, el número de platos es mínimo

4. BALANCES DE ENTALPÍA

4.1. Las variaciones reales en las corrientes V y L en una columna de destilación dependen de las entalpías de las mezclas del líquido y del vapor.

4.1.1. Las limitaciones impuestas por asumir un sobreflujo molar constante se pueden eliminar por medio de los balances de entalpía usados conjuntamente con los balances de materia y los equilibrios de fase.