Las columnas son uno de los equipos más utilizados dentro de la industria química. Existen numerosas aplicaciones para estos equipos, siendo la mayoría operaciones de separación de componentes. De esta manera las columnas se diseñan principalmente para llevar a cabo tres operaciones : • Destilación • Absorción • Extracción
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Las columnas son uno de losequipos más utilizados dentrode la industria química. Existennumerosas aplicaciones para
estos equipos, siendo lamayoría operaciones deseparación de componentes. Deesta manera las columnas sediseñan principalmente parallevar a cabo tres operaciones:
COLUMNAS DE PLATOSEn las columnas de platos la operación se lleva a cabo en
etapas. El plato va a proporcionar una mezcla íntima entre lascorrientes de líquido y vapor. El líquido pasa de un plato aotro por gravedad en sentido descendente, mientras que elvapor fuye en sentido ascendente a través de las ranuras decada plato, burbujeando a través del líquido.
Al plato se le eige que sea capaz de tratar las cantidadesadecuadas de líquido y vapor sin una inundación o un arrastreecesivos, que sea estable y resulte relativamente simple encuanto a instalación y mantenimiento. !ambién es importanteconseguir que la caída de presión en el plato sea mínima.
El n"mero de platos necesarios para e#ectuar una separacióndada vendr$ determinado por distintos #actores. %or logeneral cuanto mayor sea el n"mero de platos de la torre,mayor ser$ la separación conseguida.
Platos de campanas de barboteo:&a sido el plato m$s ampliamenteutilizado, las campanas est$ncolocadas sobre unos conductos desubida.
Platos perforados: su construcciónes muc&o m$s sencilla, requiriendo laper#oración de peque'os agujeros enla bandeja.
Platos de !l"las: es un
intermedio entre los de campanas debarboteo y los platos per#orados. (aconstrucción es similar a los decampanas, cada agujero tiene porencima una v$lvula que se eleva
El tipo de plato m$s empleado es el plato per#orado,
debido principalmente a su economía. )i se requiereuna mayor feibilidad entonces se &ar$ uso de losplatos de v$lvulas* actualmente los platos debarboteo aparecen "nicamente en los casos en quees necesario controlar el tiempo de residencia para
que se dé una determinada reacción química o si elfujo de vapor es insu+ciente y se produce un goteodel líquido.
En las columnas de relleno la operación de trans#erenciade masa se lleva a cabo de manera continua. (a #uncióndel relleno es aumentar la super+cie de contacto entre ellíquido y el vapor, aumentar la turbulencia y por tantomejorar la e+cacia. A mayor tama'o del relleno
disminuye la e+ciencia de la trans#erencia de materia yaumenta la pérdida de carga.
(a selección del material de relleno se basa en criterioscomo resistencia a la corrosión, resistencia mec$nica,
resistencia térmica y características de mojado. Esnecesario disponer un distrib"idor de l#$"ido en laparte superior de la columna para asegurar que ellíquido moje de manera uni#orme todo el relleno y no sedesplace &acia las paredes.
Al a&ar% este tipo de relleno es bastante económicoy suelen ser de materiales resistentes a la corrosiónmet$licos, cer$micos o de pl$stico-. (os rellenosm$s empleados eran los anillos asc&ing y las sillas omonturas /erl, pero a&ora &an sido reemplazados
por otros m$s e+cientes como los anillos %all, lasmonturas 0ntalo y los anillos /ialec1i.
El #uncionamiento de toda columna de destilación se basa enque eiste un vapor que asciende por la columna el cual seencuentra con un líquido que desciende, entonces se produceuna trans#erencia de materia y energía en cada etapa , &ay quetener en cuenta que los "nicos aportes de calor a lo largo de lacolumna se realizan en el &ervidor y en el condensador.
El vapor, a medida que se aproima a la parte superior de lacolumna, se enriquece en los componentes vol$tiles de lamezcla, mientras que el líquido que circula en contracorrientearrastra los componentes m$s pesados.
(as corrientes que salen de cada etapa se encuentran enequilibrio pero las que entran no lo est$n. (as corrientes delíquido est$n en sus puntos de burbuja y las corrientes de vaporen sus puntos de rocío, por tanto &ay un intercambio calorí+coentre ambas corrientes.
%or otro lado &ay que destacar la importancia delrefujo en una columna de destilación ya que si noresultaría imposible conseguir una concentración enel producto de cabeza mayor que en la alimentación.
)e tiene un refujo mínimo que es la cantidad
mínima necesaria que se debe retornar a la columnapara que se veri+que la separación y un refujom$imo o refujo total para el cual todo el productode cabeza se recicla a la columna.
5ormalmente eiste un refujo óptimo para el cual lae+cacia es m$ima. (a mayoría de columnas est$ndise'adas para trabajar con una relación entre elrefujo mínimo y el óptimo de 6,6 a 6,7.
)e puede emplear un condensador parcial o unototal para la destilación. (a elección depende dela pérdida de carga del acumulador de refujo, asícomo de otras características del proceso.
)e recomienda la utilización de un condensadortotal si la pérdida de carga es aproimadamentede 6,89 %a y si ésta es superior, entre 6,89 y