Operaciones de Transferencia de Masa.
Enviado por marlonl.barbosa • 28 de Septiembre de 2016 • Apuntes • 927 Palabras (4 Páginas) • 256 Visitas
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Operaciones de Transferencia de Masa
Informe 1. Destilación
Marlon Barbosa, Carol Delgado, Carolina Hernández, Cristian Torres
Resumen
Utilizando la planta de producción de etanol ubicada en las instalaciones de la universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano, se buscó destilar etanol hasta una concentración entre 94 – 96 % por medio de dos columnas de destilación conectadas entre sí por líneas de suministro de vapor y agua para llevar a cabo el proceso de separación, regulando mediante válvulas las cantidades de fluidos requeridos por las columnas, evitando sobrepasar los límites recomendados por el fabricante. Cuando el agua cruzaba las líneas de vapor el proceso de separación se realizaba de manera inadecuada. En este sistema de operación logramos determinar los perfiles de temperatura a los cuales funcionaba dicho proceso y para encontrar la temperatura de operación, nos tocó recurrir a un simulador para encontrar los datos de equilibrio y así saber a qué temperatura estaba operando dicha operación internamente. [pic 2]
Diagrama
[pic 3][pic 4]
Resultados
Se realizan los balances externos de las torres por separado
Torre 1
Balance global
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Balance por componentes
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Torre 2
Balance global
[pic 7]
Balance por componentes
[pic 8]
La corriente V es la que sale de la primera torre como alimento para la segunda, como no se conocen los datos de este punto de concentración y de volumen, esto debido a que no se encontraba forma de poderlo medir.
Conociendo la temperatura en este punto, y asumiendo que en este punto el fluido alcanzo el equilibrio a esa temperatura con un ϕ=1, se puede estimar una concentración de la fase vapor por medio de los datos de equilibrio, realizando una regresión entre los valores de la temperatura y los valores de la composición de etanol en equilibrio en la fase vapor, estos datos de equilibrio fueron obtenidos por medio del simulador aspen hysys, el modelo termodinámico por el cual fueron obtenidos estos datos de equilibrio fue NRTL basados en el siguiente cuadro de selección
Aplicación | Margules | Van Laar | Wilson | NRTL | UNIQUAC |
Mezclas binarias | A | A | A | A | A |
Mezclas multicomponentes | AL | AL | A | A | A |
Sistemas azeotrópicos | A | A | A | A | A |
Equilibrio líquido-líquido | A | A | NA | A | A |
Sistemas diluidos | ? | ? | A | A | A |
Sistemas autoasociativos | ? | ? | A | A | A |
Polímeros | NA | NA | NA | NA | A |
Extrapolación | ? | ? | B | B | B |
Como la mezcla era agua etanol, esta presenta un azeotropo además de que esta era un sistema de ELL, el modelo que mejor se ajustaba a este proceso era el NRTL.
Al realizar esta regresión se obtuvo que el mejor ajuste para estos datos fue una ecuación polinómica de orden 4.
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Con un R2= 0.9984
Para poder realizar el balance de materia en la torre es necesario conocer los valores de las fracciones molares de cada una de las corrientes involucradas, como se conoce la concentración %v/v, es necesario transformar estas unidades de volumen a unidades molares.
[pic 10]
De esta manera se conoce la cantidad de moles de soluto que se encuentran en esa solución, para el cálculo de las moles de solvente se realiza de igual manera pero restando (1- %v/v).
La densidad por la que se multiplica es el de la sustancia pura, en este caso sería la del etanol, las moles de etanol presentes en la corriente de alimento con Z=17 %v/v son:
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