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DISEO SIMPLIFICADO
COLUMNAS DE DESTILACION
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ETAPAS GENERALES
En el diseo de una columna de destilacin se recomiendan lassiguientes etapas:
Especificar la separacin. Fijar la presin de la columna. Determinar el reflujo mnimo. Determinar el nmero mnimo de platos. Hallar el plato ptimo de alimentacin. Determinar R/Rmin ptimo Redisear utilizando mtodos rigurosos si es que aun no se han
empleado. Reexaminar el reflujo mnimo y el numero mnimo de platos, si
hubiera mucha diferencia podra ser necesario repetir el clculoriguroso con nueva proporcin R/Rmin
Analizar grficamente los resultados para detectar regiones pinch Los mtodos cortos de clculo son mtodos rpidos pero dan
soluciones aproximadas, las mismas que usualmente son losestimados iniciales para los clculos rigurosos
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METODO FENSKE-UNDERWOOD-GILLILAND (FUG)
Mtodo de Underwood.
Reflujo Mnimo
Ecuacin de Fenske:Nmero Mnimo de Platos
Correlacin de Gilliland.
Nmero de Platos Tericos
Correlacin de Kirkbride:
Plato de Alimentacin.
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Dos casos de diseo :
Caso I : Se efecta la especificacin de la
recuperacin de uno o dos componentes de laalimentacin ( componentes claves ) y se determinael nmero de Etapas de Equilibrio.
Caso II : Se especifica el nmero de Etapas deEquilibrio y se calcula la separacin de loscomponentes.
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COMPONENTES CLAVE
Siempre es conveniente listar loscomponentes de la alimentacin enorden de volatilidades relativas o puntosde ebullicin.
Los componentes ms voltiles sedenominan livianos, y
Los menos voltiles se llaman pesados.
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componente clave liviano (LK):presente en el producto de fondo encantidades importantes
Los dems componentes mslivianos que el clave liviano estarnpresentes en pequeas cantidades.
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Componente clave pesado (HK):presente en el destilado encantidades importantes
Mientras que los componentes mspesados solo se encuentran enpequeas cantidades.
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Escoger los componentes claves y estimarla composicin completa del destilado ydel producto de fondo, es a menudo laparte ms difcil del diseo de columnasmulticomponentes.
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Para diseos preliminaressiempre usaremos la reglaheurstica de que deseamosrecuperar el
99 % del clave liviano en el tope
99 % del clave pesado en el fondo
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METODO UNDERWOODReflujo Mnimo (Rmin)
1. Hallar (que debe estar entre lasvolatilidades relativas de los componentesclave)
qzn
j j
jj
1
1
HK
jj
KK
F
L
HH
HHq
Ls
fs LV
q1 FV
min
minD
LR
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METODO UNDERWOODReflujo Mnimo (Rmin)
2. El valor de se reemplaza en laecuacin y se determina Rmin
1Rx
min
n
1j j
jDj
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Ecuacin de Fenske
La ecuacin de Fenske utiliza elvalor promedio para la columna dela volatilidad relativa delcomponente clave ligero (LK).
Se asume flujo molar constante enla columna
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)ln(
x
x
x
xln
minNLK
BLK
BHK
DHK
DLK
El nmero mnimo de etapas depende del gradode separacin de los componentes claves, yde su volatilidad relativa, pero es independientede las condiciones de la alimentacin.
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Correlacin de Gilliland. Para el
Nmero de Platos Tericos.
Eduljee: Para 0.01 < X < 1
Cheng:
5668.0X175.0Y
1.0X805.1
X315.0490.1exp1Y
1N
NNY min 1RRRX min
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Correlacin de Gilliland.
Restricciones:
El nmero de componentes puede ser de2 a 11
El valor de qdebe estar entre 0.28 y 1.42
La presin pude variar desde vaco a 600psig
R mindebe estar entre 0.53 y 9.09
Nmi debe estar entre 3.4 y 60.3
LKdebe estar entre 1.11 y 4.05
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Correlacin de Kirkbride: Para el
Plato de Alimentacin
NR: Nmero de platos arriba delplato de alimentacin.
NS: Nmero de platos debajo delplato de alimentacin.
N = NR+ NS
206.02
,
,
D
B
x
x
z
z
N
N
HKD
LKB
LK
HK
S
R
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tareas
1. Preparar una monografa:
Fundamentos de destilacin
multicomponentes y Mtodos Cortosde Diseo.
2. Resolver un problema dedestilacin multicomponente por
mtodos cortos mediante CHEMCAD5.2