practica 2 destilacion a reflujo total 2.pptx

ANDREA PIÑA CI.V-22.251.491
VANESSA JIMÉNEZ CI. V-23.735.621
KARL DAGAND CI. V-26.240.797
DESTILACIÓN
A REFLUJO TOTAL
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA. UNIVERSIDAD DEL ZULIA FACULTAD
DE INGENIERÍA. ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA
LABORATORIO DE INGENIERÍA QUÍMICA “PROF. YDELFONSO ARRIETA”
CÁTEDRA: LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS II.
PRÁCTICA
NRO.
2

La destilación es la operación de separación más antigua y la operación
unitaria más ampliamente utilizada en la industria.
La destilación utiliza un principio de separación muy simple: un contacto
íntimo se da entre la mezcla inicial y una segunda fase para mejorar
una transferencia de masa efectiva entre esas dos fases.
Las condiciones termodinámicas son escogidas de tal manera que, el
constituyente a ser separado de la mezcla inicial pasa a la segunda
fase.
PRÁCTICA
NRO.
2
Y
3
PRÁCTICA NRO. 2 Y 3 . DESTILACIÓN A REFLUJO TOTAL Y CONTINUA
DESTILACIÓN
FUNDAMENTOS TEÓRICOS

PRÁCTICA
NRO.
2
Y
3
PRÁCTICA NRO. 2. DESTILACIÓN A REFLUJO TOTAL
DESTILACIÓN
El proceso de la destilación consiste en
calentar un líquido hasta que sus
componentes más volátiles pasen a fase
vapor y, posteriormente, enfriar el vapor
hasta recuperar estos componentes en
forma líquida mediante un proceso de
condensación

PRACTICA NRO. 2. Y 3 DESTILACIÓN A REFLUJO TOTAL Y CONTINUA
La destilación fraccionada es un proceso físico utilizado en
química para separar mezclas (generalmente homogéneas) de
líquidos mediante el calor, y con un amplio intercambio calórico
y másico entre vapores y líquidos (mencionado anteriormente).
Se emplea principalmente cuando es necesario separar
compuestos de sustancias con puntos de ebullición distintos
pero cercanos.
Algunos de los ejemplos más comunes son el petróleo, y la
producción de etanol.
DESTILACIÓN
FRACCIONADA
PRÁCTICA
NRO.
2
Y
3

TORRES EMPACADAS
PRÁCTICA
NRO.
2
Y
3

MÉTODOS DE
DESTILACIÓN BINARIA
MÉTODO DE MCCABE Y THIELE
El método de cálculo consiste en encontrar la relación entre la
composición del vapor que se desprende de un plato y la del
líquido del plato, y la relación entre la composición del vapor y
la del líquido del plato siguiente.
El número de veces que sea necesario aplicar
alternativamente las dos relaciones para pasar de la
composición del residuo a la del destilado, será el número de
platos requeridos para lograr la separación deseada
PRÁCTICA
NRO.
2
Y
3
El trabajo " Graphical Design of Fractionating Columns " fue presentado por sus autores
W.L.Mc.Cabe y E.W. Thiele ante la American Chemical Society en Abril de 1925 y publicado en la
revista Industrial Engineering Chemistry en Junio del mismo año.

El método McCabe-Thiele se aplica en su forma clásica
simplificada a una columna ideal.
El método de Mccabe-Thiele asume las siguientes
condiciones:
a) La columna debe operar a presión constante
b) No debe haber perdida de calor en la columna
c) El calor latente de vaporización de la mezcla debe ser
constante
El método de Mccabe es un método sencillo, rápido e
ilustrativo para calcular el numero de platos teóricos
necesarios para la separación de los componentes de una
mezcla binaria en una columna de rectificación.
PRÁCTICA
NRO.
2
Y
3
MÉTODOS DE
DESTILACIÓN BINARIA
MÉTODO DE MCCABE Y THIELE

MÉTODOS DE DESTILACIÓN BINARIA
Este método se basa en la
representación de las ecuaciones de
balance de materia como las líneas
de operación en un diagrama x-y.
Las líneas se hacen rectas y se evita
la necesidad del balance de energía
mediante la suposición de que hay un
derrame molar constante.
PRÁCTICA
NRO.
2
Y
3

PRÁCTICA NRO. 2 Y 3 . DESTILACIÓN A REFLUJO TOTAL Y CONTÍNUA
Aplicación del método McCabe-Thiele para la construcción de
las etapas teóricas y etapas reales del proceso de destilación
de la mezcla Metanol-Aqua
Para la construcción de las etapas teóricas y etapas reales del proceso de destilación de la columna de de platos
perforados del sistema binario (Metanol-Aqua) a reflujo total, se debe construir a partir de los datos obtenidos en la
práctica ( suministrada por la profesora), una línea de operación mediante el método grafico de Método de McCabe-
Thiele, como se explicó anteriormente, se aplicaran balances de materia a la zona de operación de enriquecimiento
(ZOE) y agotamiento (ZOA), tomando en consideración, las condiciones limites de operación como lo es el caso a
reflujo total .
PRÁCTICA
NRO.
2
Y
3

CONDICIONES LIMITES DE OPERACIÓN
NÚMERO MÍNIMO DE PLATOS O REFLUJO TOTAL:
Es el número mínimo de etapas necesarias para llevar a cabo la
separación que se especifique
La pendiente de ésta y la de todas las demás rectas operativas
se hacen la unidad, y la construcción para el cálculo del número
de platos se realizará entre la diagonal y la curva de equilibrio,
dando lugar al mínimo número de pisos necesarios para llevar a
cabo una separación dada, tal como se muestra en la figura.
RELACIÓN DE REFLUJO TOTAL.
1. Indica la máxima cantidad de condensado que regresa a la
columna.
2. El numero de etapas teóricas es mínima y la altura de la
columna es pequeña.
3. El diámetro de la columna es grande.
4. El calor en el rehervidor es alto.
PRÁCTICA
NRO.
2
Y
3

CONDICIONES LIMITES DE OPERACIÓN
NÚMERO MÍNIMO DE PLATOS O REFLUJO TOTAL:
En la parte superior de la A columna como todo el vapor se va a
reflujo, L=V, D = 0, L/V = 1,0 y L/D igualmente en la parte
inferior de la columna, L’=V', B=0 y , L’/V’=1,0.
Las dos líneas de operación se convierten en la linea y=x
PRÁCTICA
NRO.
2
Y
3

PRÁCTICA NRO. 2 Y 3 DESTILACIÓN A REFLUJO TOTAL Y CONTINUA
Es un patrón de cambio del comportamiento de los
elementos de un entorno particular durante un
periodo de tiempo y el cual no tiene en cuenta las
fluctuaciones a corto plazo.
TENDENCIA
PRÁCTICA
NRO.
2
Y
3
Los perfiles de temperatura son representaciones
gráficas de una variable (temperatura) a lo largo de una
torre, la creación de perfiles de temperatura nos
proporciona múltiples beneficios:
 Calidad de producto mejorada
 Incremento en la productividad
 Minimización de costos de energía
 Obtener un proceso mas eficiente y rápido
 Rápido diagnóstico de fallas
PERFIL DE
TEMPERATURA

NUMERO DE ETAPAS REALES:
EFICIENCIA
01
02
03
PRÁCTICA
NRO.
2
y
3
PRÁCTICA NRO. 2. Y 3 DESTILACIÓN A REFLUJO TOTAL Y CONTINUA
La eficiencia indica la desviación de la idealidad,
permite comparar funcionamiento de una etapa real y
una de equilibrio.
Existen tres tipos eficiencia de platos
Eficiencia global (𝜀𝑜), se refiere a
toda la columna
Eficiencia de Murphree (𝜀𝑚), se
aplica a un solo plato
Eficiencia local o puntual (𝜀𝑝), se
refiere a una localización especifica
un plato determinado
La eficiencia global se define como la cantidad de etapas
de equilibrio necesarias para la separación, dividida entre
la cantidad real de etapa requeridas
LA EFICIENCIA GLOBAL
En la cantidad de etapas reales o de equilibrio no se incluyen
condensadores parciales ni rehervidores parciales
𝐸0 =
𝑁° 𝐸𝑡𝑎𝑝𝑎𝑠 𝑇𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑎𝑠
𝑁° 𝐸𝑡𝑎𝑝𝑎𝑠 𝑅𝑒𝑎𝑙𝑒𝑠
𝑥 100

PRÁCTICA
NRO.
2
y
3
LA EFICIENCIA DE MURPHREE
Donde
 𝑌𝑛= Concentración real del vapor que sale del plato n
 𝑌𝑛+1 Concentración real del vapor que entra en el plato n
 𝑌𝑛+1 = Concentración del vapor en equilibrio con el liquido del conducto de
plato n
La eficiencia de Murphree del vapor es la variación de la composición
del vapor al pasar de un plato al siguiente, dividida entre la variación
que tendría lugar si el vapor que sale estuviese en equilibrio con el
liquido que sale del plato.
ε𝑀𝑉 =
𝑦𝑛 − 𝑦𝑛+1
𝑦′𝑛 − 𝑦𝑛+1
EFICIENCIA

Diagrama McCabe-Thiele para Εmv
PRÁCTICA
NRO.
2
y
3
LA EFICIENCIA DE MURPHREE
Una vez conocida la eficiencia de Murphree para cada etapa, será fácil
usarla en un diagrama McCabe-Thiele, y, esta dado por
El trazado de la curva de pseudoequilibrio permite determinar el plato
optimo real de alimentación y el numero de etapas reales. observe que
el rehervidor parcial se considera por separado, porque tendrá una
eficiencia diferente a la del resto de la columna.
EFICIENCIA
𝑛 =
𝐿𝑜𝑔
𝑥𝐷 (1 − 𝑥𝑤)
𝑥𝑤(1 − 𝑥𝐷)
𝑙𝑜𝑔 𝛼𝑝𝑟𝑜𝑚
− 1 𝛼𝑖 = 𝑁
𝛼𝑖 =
𝑁 𝑃𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙
0
𝑃𝑎𝑔𝑢𝑎
0

PRÁCTICA
NRO.
2
Y
3
¿Por qué la destilación continua es el
método más empleado actualmente para
separar los componentes de una mezcla
líquida?
Debido a que este tipo de destilación incluye el
retorno de una parte del vapor condensado al
equipo, de tal manera que el líquido que se regresa
entra en contacto íntimo a contracorriente con los
vapores que se dirigen al condensador.
Este tipo de destilación es continua y permite
manipular grandes cantidades de materiales y el
reflujo hace posible alcanzar purezas elevadas en
los productos destilados.
Se aplican mayormente a las industrias de
procesos químicos tales como:
 Procesamiento del gas natural
 Producción petroquímica
 Procesamiento de Alquitrán de hulla
 Producción de licor
 Separación de aire licuado
 Producción de disolventes de hidrocarburos
 Separación de Cannabinoides
 Refinerías de Petróleo
APLICACIÓN E
IMPORTANCIA

APLICACIONES DE LA INDUSTRIA
VENEZOLANA
PRÁCTICA
NRO.
2
Y
3
Complejo Petroquímico Ana María Campos (El
Tablazo)
 Olefinas I y II: Proceso de obtención de etileno y
propileno
 Desmetanizadora: Etileno en el tope y de Metano
en el fondo
 Desetanizadora: Propileno en el tope y de Etano en
el fondo
 Fraccionadora etano / etileno: Etano en el tope y
Etileno en el fondo
 Fraccionadora propano / propileno: Propano en el
tope y propileno en el fondo.
 EDC-MVC II: Obtención de Monocloruro de Vinilo:
 Proceso de purificación de EDC.
 Proceso de purificación de MVC.

Evaluar el comportamiento dinámico de una torre
destilación a reflujo total de una mezcla binaria en una
columna de platos perforados.
POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD
OBJETIVO GENERAL
PRÁCTICA
NRO.
2

OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Represente el proceso de destilación a
reflujo total mediante un grafico x,y.
(McCabe-Thiele) y grafique la curva de
pseudo equilibrio.
Represente gráficamente los perfiles de
temperatura y composición de la
columna a reflujo total en estado
estacionario.
Representar gráficamente las tendencias
de las temperaturas del equipo y la
composición del producto de tope y de
fondo durante la realización de la práctica
Determinar el porcentaje de calor perdido con
respecto al calor entregado por la resistencia a
través de un balance de energía.
Determinar la eficiencia de los platos mediante
los métodos de McCabe-Thiele y Murphree y
compararlos con eficiencias teóricas calculadas
a través de correlaciones empíricas y modelos
teóricos.
01
02
03
04
05
PRÁCTICA
NRO.
2

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL PARA
DESTILACIÓN A REFLUJO A TOTAL
Propósito:
Guiar a los alumnos del laboratorio de Operaciones Unitarias II, a poner a la torre de destilación
marca Scott a escala piloto existente en el Laboratorio de Ingeniería Química a reflujo total, con
una mezcla binaria de metanol- agua.
PRÁCTICA
NRO.
2

PREPARACIÓN EN
SEGURIDAD,
HIGIENE Y
AMBIENTE:
PRÁCTICA
NRO.
2
Reactivo utilizado:
METANOL
Consultar ficha tecnica
(MSDS Material Safety
Data Sheet)

PREPARACIÓN EN
SEGURIDAD,
HIGIENE Y
AMBIENTE:
PRÁCTICA
NRO.
2
PRECAUCIONES
Se presentan al momento de la recolección de la toma de muestras en los
platos (desde SC-201 hasta SC206) y en los drenajes del tope y fondo.
Riesgos químicos:
Se presenta al momento de la toma de muestras, en el caso de que exista
una chispa cerca por la presencia de los vapores generados por la mezcla.
Riesgos de incendio:
Se presenta en la bomba de reflujo P-201.
Riesgos de trabajo con equipos rotatorios
Se encuentran desde la columna hasta el condensador.
Riesgos con equipos a altas temperaturas
Se encuentra en la resistencia del rehervidor (9.5 Amp) y en los botones del
panel de control.
Riesgos eléctricos:

PREPARACIÓN EN
SEGURIDAD,
HIGIENE Y
AMBIENTE:
PRÁCTICA
NRO.
2
PRECAUCIONES AMBIENTALES
La sustancia presenta una baja toxicidad para
los organismos acuáticos y terrestres.
Se recomienda no verter la sustancia en ningún
sistema de cloacas o desagüe, sobre el piso o
extensión de agua dentro del laboratorio.
Los restos de productos químicos deberían
eliminarse por incineración o mediante cualquier
otro medio. El envase con la mezcla, debe
tratarse como el propio residuo químico.
01
02
03

PREPARACIÓN EN
SEGURIDAD,
HIGIENE Y
AMBIENTE:
PRÁCTICA
NRO.
2
MANEJO DE DESECHOS Y
ORGANIZACIÓN DEL
LABORATORIO.
Recuerde no verter por desagües
ninguna sustancia utilizada en el
laboratorio sin previa consulta con el
profesor a cargo.
Se deben dejar todos los equipos e
implementos usados en el laboratorio
totalmente limpios y en su debido
lugar
01
02

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL PARA
DESTILACIÓN A REFLUJO A TOTAL
PRÁCTICA
NRO.
2
PRE-REQUISITOS
Usar obligatoriamente lentes
de seguridad, bata de
laboratorio, Protección
respiratoria y guantes de
látex. o Disponibilidad de
agua proveniente de
hidrolago
Disponibilidad de servicio eléctrico (220V y
110 V).
Disponibilidad de 2.5 I de metanol para el
ensayo.
Disponibilidad de 2.5 l de agua destilada.
Disponibilidad de 30 viales para las tomas
de muestra.
Equipo de destilación SCOTT en óptimo
funcionamiento. o Refractómetro ABBE
marca:
American Optical en óptimo funcionamiento.

PRÁCTICAS DE TRABAJO SEGURO
:
NO ARRANCAR LA BOMBA DE REFLUJO
CON LA SUCCIÓN CERRADA
PRÁCTICA
NRO.
2
 Antes de arrancar el rehervidor deben verificarse
que haya nivel de operación y poner en servicio el
condensador.
 Antes de poner en servicio la bomba de reflujo se
debe verificar que haya nivel de operación en el
tambor de reflujo.

Puesta en servicio del
condensador E-201.
rehervidor C-201.
Puesta en marcha de la
bomba P-201.
Puesta del proceso a reflujo
total.
Parada del equipo.
- Análisis de la muestra por
refractometría.
RESUMEN DE LAS ETAPAS DEL
PROCEDIMIENTO
PRÁCTICA
NRO.
2
PROCEDIMIENTO
EXPERIMENTAL

Verifique que los drenajes del tambor de condensado, del
condensador y el del rehervidor estén cerrados.
Verifique que las válvulas HV-201, HV-202 y HV-203 esté
abiertas y el botón HS-206 del panel de control esté en posición
auto.
Verifique que el nivel (LG-201) del rehervidor de la C-201 esté en
nivel de operación normal (655 mm desde el nivel del suelo).
IMPORTANTE:
PRÁCTICA
NRO.
2

.
.
condensador E-201.
1.1. Alinee el agua
al condensador
abriendo las válvulas
HV-204 y HV-205.
Nota: Si observa fugas corregirlas inmediatamente.
1.2. Ajuste el flujo
de agua con el
rotámetro FI-201 al
valor asignado por el
profesor
PRÁCTICA
NRO.
2
PROCEDIMIENTO
EXPERIMENTAL
01

rehervidor C-201.
02
PRÁCTICA
NRO.
2
PROCEDIMIENTO
EXPERIMENTAL
2.1. Ponga en servicio la
resistencia E-203 pasando
a posición ON los botones
HS-201 y HS-202 en el
panel de control.
2.2. Ajuste el porcentaje de
calor total aportado por el
rehervidor a través del regulador
ubicado en el panel de control
(HR-202) en 100%.

rehervidor C-201.
02
PRÁCTICA
NRO.
2
PROCEDIMIENTO
EXPERIMENTAL
2.3. Anotar los datos
generales antes de
comenzar la práctica y
a su vez los datos de
la Tabla N°1 indicados
en la hoja de toma de
datos. (valores de
Amperaje y voltaje
leídos)
2.4. Tome todas las
temperaturas cada 2
minutos variando el
selector TS-201 a
través del indicador
TI-201 y anótelas en
la Tabla N°2 de la
hoja de toma de
datos.

PRÁCTICAS DE TRABAJO SEGURO
PRÁCTICA
NRO.
2
 Las resistencia está diseñada para funcionar siempre sumergidas bajo
una temperatura de 500ºC.
 Si no es así se disparará un dispositivo de seguridad para evitar fallas
térmicas y solo podrá ser habilitado nuevamente a través del reset local
HS-208.
 Igualmente si el nivel es demasiado alto se activará un solenoide SV-201
y se drenará fluido del rehervidor al tanque de alimentación
Cuando la mezcla hierva, se podrá observar el empañamiento
de las paredes de la columna en la medida en que los vapores
asciendan, luego de lo cual se comenzará a recibir condensado
en el tambor V-201.

bomba P201.
03
PRÁCTICA
NRO.
2
PROCEDIMIENTO
EXPERIMENTAL
3.1. Tome una muestra
con un vial en el drenaje
de dicho tambor cuando
vea caer la primera gota
en el tambor de
condensado V201, y a su
vez tome una muestra del
producto de fondo a
través del drenaje del
rehervidor (C-201).
3.2. Cuando el nivel del
tambor de condensado llegue a
la mitad del nivel de operación
(121,5 cm desde el nivel del
suelo), tome una muestra de
condensado en el drenaje del
tambor con un vial y a su vez
tome una muestra del producto
de fondo a través del drenaje
del rehervidor (C-201).

bomba P201.
03
PRÁCTICA
NRO.
2
PROCEDIMIENTO
EXPERIMENTAL
3.3. Cuando el nivel del tambor de
condensado llegue al nivel de operación
(127 cm desde el nivel del suelo), tome
una muestra de condensado en el drenaje
del tambor con un vial y a su vez tome una
muestra del producto de fondo a través del
drenaje del rehervidor (C201)
3.3.1. Inmediatamente ponga en
funcionamiento la bomba de reflujo (P201)
a través del botón ubicado en el panel de
control (HS-204) e inmediatamente abra la
válvula del Rotámetro de reflujo (FI-202).

PRÁCTICA
NRO.
2
DESCRIPCIÓN DEL
EQUIPO:

practica 2 destilacion a reflujo total 2.pptx

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