INSTITUTO TECNOLGICO DE MINATITLN.NOMBRESLUCIO DAVID RAMIREZ GARCIA.ADRIAN MACIEL VILLALOBOS.MATERIA: DESTILACION AVANZADA.CARRERA: INGENIERIA QUIMICA.PROFESOR: HERNANDEZ LURIA ALFONSO.TRABAJO:INVESTIGACION FORMULAS DE DISEO DE TORRE DE DESTILACION MULTICOMPONENTES

CLCULO DE LAS CARGAS CALORICAS EN EL CONDENSADOR Y REHERVIDOR

Carga calrica en el rehervidor

Balance global de energa en la torre Suponiendo flujo molares constantes a lo largo de cada una de las secciones de la torre, se tiene que: Flujos molares en la seccin de rectificacin: G=G1 L=L0 Flujos molares en la seccin de agotamiento: G=G (1-q)F L=L+qF Luego, QB+FHF=DHD+BHB+QC QB =DHD+BHB+QC - FHF

DONDE:Corriente del destilado = D

Calor latente del destilado=HD

Corriente del residuo =B

Calor latente del residuo =HB

Corriente de alimentacin =F

Calor latente de la alimentacin HF

Carga calrica en el condensadorBalance global de energa en el condensador Como se trata de un condensador total, HL0=HD.

Adems, G1=L0+D=D(Ro + 1) G1HG1=L0HL0+ DHD+QC G1HG1=G1HD +QC Luego, QC = G1 (HG1 - HD)

SELECCIN DEL TIPO DE REHERVIDOR Lo que se desea es un rehervidor que proporcione un equilibrio liquido-vapor, para que trabaje con iguales proporciones y as no ingrese mayor cantidad de vapor en la torre, o solo vapor, y adems que sea econmico. Para la torre de destilacin se escoge un rehervidor horizontal de paso continuo. Se selecciona este rehervidor por que tiene la ventaja de que se trabaja como plato terico, posee menor cada de presin, no se incrusta con facilidad, es de menor altura en el faldn comparado con el vertical, adems la tubera es sencilla y compacta, posee gran facilidad de mantenimiento y es de bajo costo.El rehervidor elegido, es un rehervidor parcial.Dimensionamiento de la columna. Ecuacin de Heaven

Dimetro de la columna=

D =Flujo de destilado en kgmol/hr .

TDV = Temperatura de roco del vapor en el condensador en K .

P =Presin de la columna en atmsferas.

n =Eficiencia de los platos.

V= volumen=

HC=altura de la columna en metros=

SELECCIN DEL TIPO DE TORRE

Dimetro: Para dimetros menores a 0.6m se usan torres empacadas y para dimetros mayores a 4 m se usan torres de platos, entre este intervalo se pueden usar ambas torres.

Estimacin del dimetro de la torre: Mtodo de Brown-SouderEl principal factor que determina el dimetro de la columna es el flujo de vapor. La velocidad del vapor debe ser menor que aquella que pudiese causar un arrastre excesivo de liquido o una alta cada de presin. El siguiente mtodo, conocido como el mtodo de Brown-Souder, puede ser usado para estimar el dimetro de la columna, as:

1) Inicialmente se calcula el parmetro B20, con la siguiente ecuacin:

Donde: Ts = espaciado entre platos, (in)* B20=parmetro considerando una tensin superficial de 20 dinas/cm * Para la seleccin del espaciado entre platos, se tuvo en cuenta la Tabla 6.1 del libro de Treybal , la cual relaciona valores recomendados del espaciado entre platos con dimetros de columna recomendados.2) Se hace la correccin de este parmetro por tensin superficial, por:

Donde: = tensin superficial del lquido (dinas/cm)

3) Se calcula el flux msico de vapor, usando la siguiente ecuacin:

Donde: L = densidad del lquido (lb/ft3) G = densidad del vapor (lb/ft3) G = flux msico del vapor (lb/h.ft2) 4) Se calcula el rea de seccin transversal de la columna, y con ella su dimetro, as:

Donde: G = flujo msico del vapor (lb/h) G = flux msico del vapor (lb/h.ft2) D = dimetro de la columna (ft)** ** Se debe corroborar que el dimetro calculado cumpla con las dimensiones generales recomendadas para las torres de platos para el respectivo espaciado entre platos

Clculo del dimetro riguroso de la torreUna vez tomada la decisin acerca del tipo de torre a utilizar, debemos implementar la utilizacin de un clculo riguroso del dimetro, de igual manera los clculos siguientes se deben efectuar hasta cierto punto para la seccin de enriquecimiento y agotamiento por separado para luego tomar algunas decisiones prcticas acerca de este parmetro; el procedimiento empleado es el siguiente:

1. Especificar las condiciones de operacin en el plato: a. Flujo del vapor b. Flujo del lquido c. Composicin del vapor d. Composicin del lquido e. Temperatura f. Presin

2. Especificar tamao y distribucin de los orificios: a. Dimetro del orificio (do): se recomienda 4.5 6.0 mm (mximo) b. Distribucin triangular con separacin entre centros (p): 2.5-5.0 do

3. Definir porcentaje de inundacin en la operacin: a. Lquidos que no forman espuma: 80-85 % b. Lquidos que forman espuma: < 75%

4. Suponga espaciamiento entre platos mnimo (t). Como ste es funcin del dimetro, utilizamos la tabla 6.1 del libro de Treybal para su escogencia.

5. Calcular la relacin Ao/Aa:

Donde: Ao: rea orificio Aa: rea activa p: Separacin de orificios entre centro y centro

6. Calcular el dimetro de la torre:

a. Calcular la constante de inundacin

Si Ao/Aa < 0.1: Multiplicar y por (5Ao/Aa+0.5).. Si (L/G)(G/ L )0.5 est entre 0.01 y 0.1, asigne a toda la expresin el valor de 0.1. Donde: L: Flujo msico superficial del lquido G: Flujo msico superficial del gas : Tensin superficial , en N/m b. Calcule la velocidad en la inundacin:

c. Calcule la velocidad de operacin:

d. Calcular el rea neta de flujo de gas en la torre de la torre:

Donde: An: rea neta d flujo del gas At: rea seccional transversal de la torre Ad: rea seccional de un vertedero qG: Flujo volumtrico del gas e. Calcule el rea seccional de la torre

Asuma longitud del derramadero:

Donde: W: Longitud del derramadero, 60-80% del dimetro de la torre. DT: Dimetro de la torre. Obtenga Ad/At:

Fraccin del rea ocupada por un vertedero (Nos guiamos por los valores reportados en la tabla 6.1 del libro de Treybal, donde se encuentran estos en funcin de FW) rea seccional de la torre:

f. Dimetro de la torre