Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia-Unidad 1

Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Plantas Qumicas

1 Facultad de Ingenieria - UBA

Separacin de Mezclas: en componentes puros y otras mezclas. Operaciones de transferencia entre fases

Reaccin de Mezclas: Cambian la estructura molecular de la alimentacin. Operaciones de transferencia entre fases

Equipos de Fraccionamiento


Reactores Qumicos

Alimentacin

Proceso Claves

Productos

Residuos

Procesos Auxiliares Residuos Consumibles

Facutad de Ingenieria - UBA 2

Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia


Reboiler

Stripper

Rectificador de butanos

C 4

N - C 4

Desfluorinadores Tratadores de KOH

C 3

ALKYLATO

FRACCIONADORA -

Isobutano +

Butilenos

REACTOR

Cooler Cooler



Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Procesos de Separacin/Fraccionamiento


A+B

A

Agente de Separacin

B

Procesos de Separacin de Mezcla

Contacto Directo entre Fases

Bases

Equilibrio

Cintica

BM

BE

BCM

Tipo de Contacto

En Etapas

nica Mltiple

Cocorriente

Corriente Cruzadas

Contracte.

Contnuo

Membranas

Absorcin/Desorcin Destilacin Extraccin L-L Humidificacin Secado Cristalizacin

Isotmicos No Isotrmicos Binarios Multicomponentes



Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Agente de Separacin

Puede ser msico (ej.: absorcin) o energtico (ej.: destilacin.

Propiedades Un AMS debe seleccionarse teniendo en cuenta: Costo, selectividad, capacidad de regeneracin, volatilidad, viscosidad, toxicidad, corrosividad y disponibilidad.



Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Regla de las Fases El nmero de variables en un sistema de varios componentes en equilibrio entre diversas fases se

relaciona con el nmero de ecuaciones que las describen:

Equilibrio y Fuerza Impulsora El equilibrio entre fases requiere un balance del potencial qumico de cada componente en cada fase:

El potencial qumico depende de las funciones termodinmicas y expresa la tendencia del componente a salir de

la fase en la que est, en otras palabras es una medida de la inestabilidad del componente.



Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Equilibrio gas-lquido



Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Etapa de equilibrio

F alimentacin a tratar S solvente R Refinado (F procesada) E Extracto (Solvente procesado)

Balance de Masa F*CF + S*CS = R*CR + E*CE F*CF - R*CR = E*CE - S*CS En sistemas donde los caudales se mantienen constantes vale F=R y S=E, entonces F*(CF - CR )= S*(CE CS) F/S= (CE CS) / (CF - CR )

1 F

S E

R

CS

CE

CF CR

FASE S

FASE F

F/S

Facultad de Ingenieria - UBA 9


Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Contacto multietapa: - Corrientes Cruzadas

- Contracorriente

Balances Diagramas Y-X

Fn-1 R

S E

R Fn

E

R Fn+1 R

E S E



Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Numero de etapas tericas Numero de etapas reales Eficiencias




Equipos



Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Equipos



Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Diseo Hidrulico de torres empacada

Elementos constituyentes Distribuidores de liquido Empaque Retenedores de empaque Sistemas de alimentacin Soportes de empaque Eliminadores de Arrastre Colectores de liquido



Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Tipos de relleno

Al azar (vienen en distintos dimetros y materiales)

Monturas Intalox cermicas

Anillos Pall

Anillos Raschig

Estructurados



Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Determinacin de dimetro

Grficos de Leva

Zona de bajo flujo Zona de precarga Zona de carga Inundacin Inversin de fase



Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Determinacin de dimetro

Grfico de Eckert

Recom. Gop=0,7-08 Gf 1/8>dp/D>1/15



Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Coeficientes

Flujo = Coeficiente x Fza. impulsora



Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Coeficientes (cont.)




Mayor resistencia Lado Gas = 1/ky >> m/kx

Si ky ~ kx y A es muy soluble en lquido




Analizar segmentos

Si ky ~ kx y A es poco soluble en lquido

Caso incorrecto?

Operaciones Unitarias de Transferencia de MateriaNmero de diapositiva 2Nmero de diapositiva 3Nmero de diapositiva 4Nmero de diapositiva 5Nmero de diapositiva 6Nmero de diapositiva 7Nmero de diapositiva 8Nmero de diapositiva 9Nmero de diapositiva 10Nmero de diapositiva 11Nmero de diapositiva 12Nmero de diapositiva 13Nmero de diapositiva 14Nmero de diapositiva 15Nmero de diapositiva 16Nmero de diapositiva 17Nmero de diapositiva 18Nmero de diapositiva 19Nmero de diapositiva 20Nmero de diapositiva 21

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