reporte de destilacionreflujo total

8/16/2019 reporte de Destilacionreflujo Total

1/34

PRÁCTICA No.4

RECTIFICACIÓN A REFLUJO TOTAL

(COLUMNA DE PLATOS PERFORADOS)

Objetivos

Operar la columna de rectifcación de platos perorados con una mezclaMetanol – Agua

Conocer las partes que componen la columna de rectifcación, así comosaber el uncionamiento de cada una.

Obtener los conocimientos básicos necesarios para determinar la efcienciatotal de un plato en una columna de rectifcación de platos perorados, aloperarla con la mezcla binaria mencionada a re!u"o total a presión constante.

I!t"o#$%%i&!

# $latos perorados%

&on placas con peroraciones que pueden ser de dierentes tama'os. &uconstrucción es la más sencilla de todas.

Fi'$" (squema de un plato perorado

)a concentración del componente o componentes del más ba"o punto deebullición se *a incrementando en el *apor de cada etapa en la dirección del!u"o del *apor disminuendo en el líquido en la dirección de !u"o del líquido,

debido a esto la temperatura disminue de etapa a etapa alcanza su *alormínimo cuando el *apor es producido en la primera.

&imilarmente la temperatura se *a incrementando en la dirección del !u"o dellíquido alcanza su *alor má+imo en el punto donde el producto líquido eseliminado del proceso.

(scribir te+to- $ágina


2/34

(ste proceso de separación es eectuado en columnas de platos o empacadas,donde los productos son un destilado en el domo un residuo en los ondos.

)a destilación se utiliza muc/o para separar mezclas líquidas en componentes

más o menos puros. 0ebido a que la destilación implica e*aporación condensación de la mezcla, es una operación que necesita grandes cantidadesde energía.

)as aplicaciones de la destilación son mu di*ersas. )as racciones del petróleo1tales como gases ligeros, nata, gasolina, 2eros3n, combustóleo, aceiteslubricantes asalto4 se obtienen en grandes columnas de destilación a las quese alimenta el crudo. (stas racciones se procesan despu3s para obtener losproductos fnales , con recuencia, la destilación tambi3n inter*iene en lasetapas intermedias de este proceso. Otras aplicaciones de la destilación a

re!u"o total son% destilación atmos3rica del petróleo, aplicaciones en laproducción en grande escala de alco/ol con un ele*ado grado alco/ólico,destilación raccionada de petróleo crudo, destilación atmos3rica de corrienteslíquidas que contienen /idrocarburos, purifcación de amoniaco, purifcación demezclas acuosas que tienen como componentes principales ácido ac3tico ácido órmico, purifcación de trimetilolpropano obtenido por /idrogenación,entre otras.

(scribir te+to- $ágina 5


3/34



4/34

MAPA CONCEPTUAL


Efciencia de Platos de

Murphree (EM )% $uedereerirse al *apor 1gas4o al líquido. $or e"emplo,para el *apor se tiene%

Cuando todos los vapores

desprendidos en la parte

superior de la columna son

condensados y devueltos a

la misma como

reflujo , de modo

que no se extrae producto

destilado, se dice que la

columna o era ba o reflu o

8(C9:;:CAC:O< A8(;)=>O 9O9A)

(;:C:(


5/34

:


6/34

DIARAMA DE FLUJO DE OPERACIÓN

(scribir te+to- $ágina G

.#Comprobar que todas las

*ál*ulas del equipo seencuentren cerradas.

.# er car n *e en e tanquede alimentaci n la

P R O C E D I M I E N T O D E O P E R A C I Ó N .

7.#0esconectar la bomba

de alimentación cuandose /aan alcanzado 6I7partes del ni*el del/er*idor cerrar las*ál*ulas utilizadas.

6.# Alimentar la mezcla pordestilar al /er*idor, abriendo

las *ál*ulas correspondientes1tanque de alimentaciónJrotámetro /er*idor4, accionar elinterruptor de la bomba de carga permitir el paso de la mezcla por el

G.#Cuando se tengan

*apores *isibles en la*ál*ula de *enteo,:nmediatamente cerrarla

abrir la *ál*ula dealimentación de agua al

condensador.

F K#$urgar línea de *apor. Abrir

las *ál*ulas de *apor decalentamiento al /er*idor lade purga del condensador1*enteo4, para eliminar el aire

E.#8egistrar anotar lastemperaturas del /er*idor del plato . , así como latemperatura de los platos pormedio del registrador selector de temperatura .

Mantener constante la presióndel *apor de calentamientoentre B.5 B.7 2gIcm5

L.#Cuando se /aa alcanzado elequilibrio del sistema, (n estemomento se /abrá alcanzado la

má+ima separación de loscomponentes la efciencia de la


7/34

Tb* #e #tos E+,e"i-e!t*es .Tie-,o(-i!$tos)

P"esi&!#eo,e"%i&!*b/,$*'0

Se",e!t1 !*b/,$*'0

C*#e"i!*b/,$*'0

Fo!#o*b/,$*'0

Do-o*b/,$*'0

B B B B.5 B B6 .6 6.F B B.L BL .7 6.E B B.L B

6 .7 7.G B B

L .7 .G B B B5F .7 F.

5#5 B B

5L .E .F # .F B66 .F F.5 B 5 .F7F .F .F .6 6 .67L .FF 6.5 .L 7 576 .FF 7.F 6 F 6.77E .FF 6.5 B.E G 7.6F5 .FL 7.F F G F.G

FE .FL F.F F.F G. GG5 .FL E G E G.7

(scribir te+to- $ágina E

# Cuando se /aa alcanzado el

equilibrio, se toman las muestras

siguientes%

a4 0el /er*idor.b4 0el re!u"o.

c4 0e tres platos consecuti*os. 9ambi3n se anotan las


8/34

(-i!)

T(2C)

T0(2C)

T3(2C)

T4(2C)

T(2C)

T5(2C)

T6(2C)

T7(2C)

T8(2C)

T9(2C

)

T(2C

)

T0(2C

)

T3(2C

)

T4(2C

)

T(2C

)

T5(2C

)

T6(2C)

B 6L

6L

6L

6L.F

6L

6L

6L

6L

6L

6L

6L

6L

6L

6L

6L

6

6L

6 6L

6L

6L

6L

6L

6L

6L

6L

6L

6L

6L

6L

6L

6

6

6

6

L 6.F

6

6

6

6

6

6

6

6

6

6

6

6

6

6

6

7B

6 6.F

6

6

6

6

75

7B

7B

75

7G

7B

7B

75

7G

7B

7F

7F

L 7

7

7B

76

7B.F

7B.F

7B.F

75

7B

7B

7B

7B

7B

7B

7B

7F

7F

56 7

7

7B

76

7

7

76

7

7

7

7

7

7

7

7

7F

7F

5L 7B

7

7B

77

75

77

75

77

75

75

7

76

7

7

7

7F

7F.F

66 7

5

7

B

7

7

F

7

5

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

F6L 75

7

7

7F

75

7

77

7

7

75

7

7

7

7

7

7F

7F

76 76

76

76

76

76

76

76

76

76

76

76

77

75

75

75

76

7F.6

7E 75

75

75

7F

75

75

77

75

77

75

75

75

75

75

75

75

7F

(scribir te+to- $ágina L


9/34

Tabla de datos Experimentales

9emperatura

densidades Nmol

Alimentación

5B B.EE 6

destilado 56 B.EE BB

Elaboración de la mezcla metanol-agua

&e llena el /er*idor a los 5B cm es decir al LBN para esto se prendió la bomba se abrió el rotámetro a FN, así subió el ni*el del /er*idor por lo tanto ba"ael ni*el del tanque de alimentación, despu3s que se llene el /er*idor se apagóla bomba se cerró el rotámetro

9abla de $reparación de la mezcla M(9A


10/34

Tabla de Temperaturas 2:

(-i!)

T(2C)

T0(2C)

T3(2C)

T4(2C)

T(2C)

T5(2C)

T6(2C)

T7(2C)

T8(2C)

T9(2C

)

T(2C

)

T0(2C

)

T3(2C

)

T4(2C

)

T(2C

)

T5(2C

)

T6(2C)

B 6F

6F

6F

7B

6F

6F

6F

6F

6F

6F

7

7

6F

6F

6F

6F

6F

F 57

57

57

57

57

57

57

57

57

57

57

57

57

57

5E

57

5E

B 5E

5E

5E

5E

5E

5E

5E

5E

5E

5E

7F

7F

5E

5E

5G

5G

5L

F 6L

6L

6L

6L

6L

6L

6L

6L

6L

7L

7F

F

5E

5E

F7

5G

5E

5B 76

76

76

77

75

6

G

G

G

GB

GB

GB

5E

5E

F7

5L

5

5F FE

FE

FE

FE

FE

FG

L5

EL

EL

EE

GB

GB

5E

5E

FG

5L

5

6B FE

FE

FE

FE

FF

F5

EL

EL

EL

EL

EL

E

5E

5E

FE

5L

5

6F GF

GF

GF

GF

G6

E5

LG

EL

EL

EL

EL

LB

5E

5E

FL

5L

5

7B GL

GL

GL

GL

GE

GF

EL

EL

EL

EL

EL

LB

5E

5E

FL

5

5

7F E6

E6

E6

E7

E6

EE

EL

EL

EL

E

EL

LB

5E

5E

FL

5L

6B

FB E6

E6

E6

E7

EE

EL

EL

EL

EL

E

EL

LB

5E

5E

FL

5L

6B

FF E6

E6

E6

E7

EE

EL

EL

EL

EL

E

EL

LB

5E

5E

FL

5L

6B

GB E6

E6

E6

E7

EE

EL

EL

EL

EL

E

EL

LB

5E

5E

FL

5L

6B

GF E E E E E E E E E E E L 5 5 F 5 6

(scribir te+to- $ágina B


11/34

6 6 6 7 E L L L L L B E E L L B

EB E6

E6

E6

E7

EE

EL

EL

EL

EL

E

EL

LB

5E

5E

FL

5L

6B

Grafca de Temperatura vs Tiempo:

(scribir te+to- $ágina


12/34

B F BF5B5F6B6F7B7FFBFFGBGFEBB

F

B

F

5B

5F

6B

6F

7B

7F

FB

FF

GB

GF

EB

EF

LB

LF

B

TEMPERATURAS REIMEN PERMAMENTE

plato

plato5

plato6

plato7

platoF

platoG

platoE

platoL

plato

platoB

plato

plato5

plato6

re!u"o

/er*idor

alimentacion

condensador

Tie-,o(-i!)

Te-,e"t$"s (2C)



13/34

Tabla de Presiones:

Tiempo(minuto

s

Presiónde

operaci ón

lb!pulg2

"erpent #n

lb!pulg2

$alderinlb!pulg2

ondolb!pulg

2

&omolb!pulg

2

F 7.5G .BBB B.7 B.BBB B.BBBB 7.5G .BBB B.7 B.BBB B.BBBF 7.5G .BBB B.7 B.BBB B.BBB5B E.F .BBB B.7 B.BBB B.BBB

5F E.F .FBB B.7 B.BBB B.BBB6B E.F .BBB B.BBB .BBB B.BBB6F 7.5G .FBB B.E6E 5.FBB 5.L7G7B 7.5G 5.BBB B.L5 7.BBB F.7BL7F 7.5G 6.BBB .GF F.6BB F.7BLFB 7.5G 6.BBB 5.7FG G.BBB F.EEFF 7.5G 6.6BB 5.LL E.BBB G.7B7GB 7.5G 6.GBB 5.G E.FBB G.7B7GF 7.5G 6.GBB 5.G E.FBB G.7B7EB 7.5G 7.5BB 6.5 L.BBB G.7B7

Grafca de Presiones vs Tiempo:



14/34

B

F

B

F

5B

5F

6B

6F

7B

7F

FB

FF

GB

GF

EB

B

5

6

7

F

G

E

L

PRESION REIMEN PERMANTE

operación

serpentin

calderin

ondo

domo

Tie-,o(-i!)

P"esi&!(*b/,$*'0)

Tabla de 'ndices de reracción:

:!#i%e #e"e;"%%i&!


15/34

X mol=

X peso

P M METOH

X peso

P M METOH +

1− X peso

P M H 2O

X mol=

0.93

32

0.93

32+1−0.93

18

=0.881

X mol=

0.915

32

0.915

32+1−0.915

18

=0.858

X mol=

0.92

32

0.92

32 +

1−0.92

18

=0.866

X mol=

0.92

32

0.92

32+1−0.92

18

=0.866

X mol=

0.91

32

0.91

32 +

1−0.91

18

=0.85

X mol=

0.9

32

0.9

32+1−0.9

18

=0.835

(scribir te+to- $ágina F


16/34

X mol=

0.88

32

0.88

32 +

1−0.88

18

=0.804

X mol=

0.86

32

0.86

32+1−0.86

18

=0.775

X mol=

0.32

32

0.32

32 +

1−0.32

18

=0.209

X mol=

0.98

32

0.98

32+1−0.98

18

=0.964

X mol=

0.07

32

0.07

32 +

1−0.07

18

=0.04

Elaboración de la grafca de E*uilibrio +etanol-,gua

Presionde Trabajo :0.45 Kg

cm2 (

1atm

1.033 Kg

cm2

∗760m m h g

1atm)=331.075mmhg

(scribir te+to- $ágina G

$resión de traba"o 9.4 ='/%-0>33.96 --?'

$resiónmanom3trica

FLB mmg

$resión total .BEF mmg


17/34

PresionTotal : Presiuon de operacion+ Presion manometrica

PresionTotal : (331.075+580 ) mmhg=911.075mmmhg

Ecuación de ,ntoine:

log ( p )= A− B

C +T

0onde%$ presión de operación

9 9emperatura, PCA, Q, C constantes de AntonieConstantates de Antonie%

Met!o* (A) A'$ (@)A L.BE57 E.GGLQ FE7. GG.5C 56L.L 55L

P A=108.0724−

1574.99

238.8+T =911.075mm Hg

PB=107.96681−

1669.21

228+T =911.075mmHg

0espe"ando a 9 para ambas soluciones 1temperaturas de ebullición4Metanol G.5FAguaBF.6FL

Calcular +A A

x A= PT − P B

P A− PB y A=

P A x A

PT

T P Pb


18/34

PT − PB

P A− PB

)

P A x A

PT )

G.5F .55F

6

557.F76

LF5

B.EL

B

B.7

FLE7.5F B.E6

E75EL.BGEL

B.EEB6LLFG

B.565

E.5F 6.7B65

675.B657

B.FL5565F

B.L76FFL

L7.5F FE7.BE55L

7E.LL777

B.75GFG6G7

B.E6GEEE7

L.5F LGE.LG

FBE.6FFF

B.5GEF5L

B.GBL6EL7

7.5F 55BF.BBLG

G5.5E66

B.LEFE

B.7F7B67B5

.5F 5FB.6655

E67.GG6B7

B.BFBG676

B.5EB5LBFL

B7.5F 6B5L.E6EL6

LEG.EB55L5

B.BFE5

B.BF6BE57

BF.6FL

666.F65

.BGE7G7

6.6B(#BG

.GG6(#BF

Grafca de E*uilibrio +etano-,gua (&E,.:

(scribir te+to- $ágina L


19/34

9 9. 9.0 9.3 9.4 9. 9.5 9.6 9.7 9.8 5

69

6

79

7

89

8

99

9

9

t vs +

t vs B


20/34

Grafca &e x vs / (deal:

9 9. 9.0 9.3 9.4 9. 9.5 9.6 9.7 9.8 9

9.

9.0

9.3

9.4

9.

9.5

9.6

9.7

9.8

R

S

Elaboración de Grafca de E*uilibrio +etanol-,gua(01 &E,.

(scribir te+to- $ágina 5B


21/34

(cuaciones de Han )aar%

A=e

A

(1+( AB )( x1− x ))2

B=e

B

(1+( B A)( 1− x x ))2

0onde AB.B7 QB.FFF

A∗ P A∗ x A

PT +

B∗ P B∗ xB

PT =1


22/34

Grafca de E*uilibrio +rtanol-,gua( 01 &E,.:

9 9. 9.0 9.3 9.4 9. 9.5 9.6 9.7 9.8 5

69

6

79

7

89

8

99

9

9

T vs <

T vs


23/34

Grafca x vs / (01 &E,.:



24/34

9 9. 9.0 9.3 9.4 9. 9.5 9.6 9.7 9.8 9

9.

9.0

9.3

9.4

9.

9.5

9.6

9.7

9.8

R

S

$)lculo de la efciencia de la columna (Grafca ideal



25/34

!TC = "ET −1

"P# 100


26/34

$)lculo de la efciencia de un plato Efciencia de +urp3ree

$ara la ase *apor líquida%

! M$ = yn− yn+1

yn¿− yn+1

∗100

! M%= xn−1− xn

xn−1− xn¿∗100

(scribir te+to- $ágina 5G


27/34

Plato 4 T45647$

P A&=108.0724−

1574.99

238.8+74=1307.628

PB &=107.96681−

1669.21

228+74=338.5664

xA= PT − PB &

PA &− PB &=

911.075−338.55664

1307.628−338.5664=0.59

yA= PA & xA

PT =

1307.628∗0.59

911.075=0.84

$ara TB.7 de la gráfca de equilibrio

Plato 8 T85667$

P A&=108.0724− 1574.99

238.8+77=1216.46

PB&=107.96681−

1669.21

228+77=311.883

xA= PT − PB &

PA &− PB &=

911.075−311.883

1216.46−311.883=0.6623

yA= PA & xA

PT =

1216.46∗0.6623

911.075=0.8838

$ara TB.LL de la gráfca de equilibrio

Plato 9 T9567$

(scribir te+to- $ágina 5E


28/34

P A &=108.0724−

1574.99

238.8+78=1261.364

PB &=10

7.96681−1669.21

228+78=324.994

xA= PT − PB &

PA &− PB &= 911.075−324.994

1261.364−324.994=0.6259

yA= PA & xA

PT =

1261.364∗0.6259

911.075 =0.8665

$ara +TB.G5 de la gráfca de equilibrio

! M$ = y4− y4+1

y4¿− y4+1

∗100 ! M%= x6−1− x6

x6−1− x6¿∗100

! M$ =0.84−0.8838

0.94−0.8838∗100=77.93

! M%=

0.6623−0.6259

0.6623−0.62 ∗

100=86.052

Tabla de ;esultados inales:

9(MA& 0( 8(;)(R:U<

(scribir te+to- $ágina 5L


29/34

0espu3s de estudiar el te+to en la práctica


30/34

6.#(n una operación a re!u"o total, para una

determinada separación,

1 4 &e requiere el maor n?mero de etapas.

1 4 &e utiliza el n?mero óptimode etapas.

1 R 4 &e requiere el menor n?mero de etapas

7 K #(n una operación a re!u"o total, para una determinada separación,

1 4 &e utiliza la maor cantidad de energía t3rmica.

1 R 4 &e utiliza la menor cantidad de energía t3rmica.

1 4


31/34

1 4 R # 18I04

y= #

#+1 x+

x '

#+1

y=

l '

l

'+1

x+ x 'l

'+1

y=

l

0

l

0+1

x+ x 'l

0+1

y= (

(+1 x+

x '

(+1

y=0.99999999999 x+0.00000000000001

y= x

E.# 0e acuerdo al resultado del punto anterior, Xcómo trazaría la líneade operación en un diagrama YY+Z *s ZZ[

y= x ) ..ecuacion de lalinea de operacion

Con esta ecuación solo bastaría proponer una x con ello tenemos una misma/ unimos los puntos.

L.# 0escriba bre*emente como lle*aría a cabo el m3todo gráfco de McCabe#9/iele para calcular el n?mero de etapas teóricas en unaoperación a re!u"o total.

9razando nuestra línea de operación, nos posecionamos en nuestra +0 trazamos nuestra línea /orizontal /asta topar con la de equilibrio ba"amos ala línea de operación asi sucesi*amente /asta llegar +\.

.# Anote la ecuación para calcular la efciencia global de una columnade rectifcación.

(+plique el signifcado de la misma.



32/34

Cálculo de la efciencia total de la columna

1

:

100*

−=

=

NET NPT

NET gráfica De

NPR

NPT Ec

B.#Anote las ecuaciones para calcular la efciencia de Murp/ree en unplato 1ase líquida

ase *apor4. (+plique el signifcado de las mismas.

Platon Donde

x x

x x

y y

y y

nn

nn

ML

nn

nn

MV

=

−

−

=

−

−

=

−

−

+

+

*

1

1

1

*

1

η

η

.# X(n qu3 situaciones considera que es usual operar a re!u"o total

en una operación industrial[Al momento de iniciar, es decir, para lle*ar acabo el r3gimen permanente.

5.# XCómo puede modifcar la presión de operación de la columna[

Con la presión de *apor inectada en el /er*idor a/í se acumula el *apor dela mezcla esto cambiaría la presión de la columna

6.# X@ue inno*aciones considera recomendables para me"orar laoperati*idad del sistema de rectifcación a re!u"o total en ellaboratorio[

a4 Al momento de realizar la práctica, se difculto un poco traba"ar con losinstrumentos accesorios ubicados en la parte trasera del equipo por loque se sugiere ampliar un poco mas la separación entre la pared elequipo 1modifcar la ubicación del equipo4.

b4 Herifcar la buena unción de los termopares.


NET: Número de etapas teóricas

NPT: Número de platos teóricos


33/34

.7. XCómo considera que podría me"orarse la efciencia de la columna de los platos[

Calentar menos, o aumentar el caudal

F.# (+plique los cuidados que se debe tener al tornar las muestrasen los platos de la columna para que representen la composiciónreal de la solución en el interior de los mismos.

A tiempo, preciso, e*itando la perdida de muestra, por ello el usoadecuado del equipo de seguridad.

CO


34/34

reporte de destilacionreflujo total

Documents