Síntesis De Separación De Acetona

Síntesis del sistema de separación de una mezcla acetona-agua

Introducción

Existen una serie de características que determinan la conducta de las personas en las sociedades, rigiendo y casi delimitando el estilo de vida moderno. Una de ellas es, sin dudas, el hábito del consumo; que consiste en un credo encarnado implementado por las grandes compañías expendedoras de productos o servicios en la mente de las personas, capaz de crear en ellas una dependencia insana e impía de su seguridad espiritual en la continua adquisición y desecho de la mercancía que producen e impulsando de esta manera el flujo de la economía; que se impulsa mediante un cambio periódico de las necesidades que comercializan. Esto lo han bautizado con el nombre de progreso o economía y es, en parte, lo que determina la conducta de las personas en las sociedades actuales. Casi un círculo vicioso.

Para que este interminable ritual religioso pueda llevarse a cabo exitosamente se requiere de la previa constitución y/o desarrollo de los productos que van a ser comercializados. Muchas de estas etapas de constitución o desarrollo involucran a procesos químicos en sí mismas y en esto radica su importancia para la industria.

A la constitución de productos a partir de procesos que involucren fenómenos físico-químicos se le conoce como la síntesis de procesos químicos, la cual, a su vez, envuelve a una serie de diferentes etapas en su desarrollo para que se logre de manera exitosa y eficiente.

Una de estas etapas reconocibles es la síntesis del sistema de separación de un proceso, que consiste en diseñar e implementar un sistema de separación adecuado para un proceso determinado y para ello se tienen en cuenta una serie de diversos factores económicos, químicos, estéticos, físicos, higiénicos, ambientales, entre otros.

En este artículo se estudiará la síntesis de separación de un proceso común en la industria que involucra a una mezcla de acetona-agua, mediante el uso de un equipo de absorción de gases y uno de destilación, esperando así obtener la mejor eficiencia posible.

Para esto se utilizó un programa de simulación de procesos químicos conocido con el nombre de Aspen Hysys, con el fin de obtener de él las condiciones de operación requeridas por los equipos para unos parámetros del proceso previamente establecidos.

Método

Se establecieron los flujos molares de acetona y aire a la entrada del sistema de separación como 10,3 Kmol/h y 687 Kmol/h, respectivamente.

Para llevar a cabo esta primera etapa de separación (que se efectúa en el absorbedor de gases) debe escogerse previamente un solvente; en este caso el mejor solvente es el agua.

Al final del proceso se espera recuperar el 99,5% de acetona de la corriente inicial. Para ello también ha debido encontrarse una cantidad de agua (solvente) necesaria para realizar el proceso.

Los parámetros iniciales del proceso son las temperaturas de entrada, que corresponden a 30°C, y las presiones, que se determinan de acuerdo a las condiciones óptimas del proceso para la recuperación que se desea obtener.

A continuación debió escogerse el modelo matemático más adecuado para llevar a cabo el análisis termodinámico de la operación y se escogió para esto al modelo de Wilson, ya que la ecuación que lo compone no es solo una expresión de los coeficientes de actividad como función de la composición, sino también un estimado de la variación de los coeficientes de actividad con la temperatura.

Esta es una ventaja práctica importante en cálculos isobáricos en los que la temperatura varía a medida que la composición cambia [Rios Luis Guillermo 2004]. El modelo de vapor que se usó fue el de Peng Robinson.

El paso a seguir es montar el esquema general del proceso. En él fue incluido un sistema de reciclo. En este paso no se tuvieron en cuentas las condiciones principales de operación (después se realizaron los ajustes necesarios).

1 Esquema del sistema de separación

Denominación de las corrientes por convención numérica:

1. Solvente

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