Laboratorio de operaciones unitarias II




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La Universidad del Zulia

Lab. de Ingeniería Química


LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS II

Procedimiento N.°: LOOUUII_PN_300

Pág. N.° 1 de 6

Emisión: Agosto 2008 N.° de Revisión: 2

Edición N.° 1

Asunto:

PRÁCTICA N. 3: DESTILACIÓN CONTÍNUA DE UNA MEZCLA BINARIA





1. Objetivo General:


Evaluar el desempeño de una torre de platos perforados mediante una destilación continua de una mezcla binaria.



2. Objetivos Específicos:

3. Introducción

Teórica:

  1. Representar el proceso de destilación en un grafico x,y (McCabe – Thiele).

  2. Determinar los balances de masa y de energía del proceso de destilación estudiado.

  3. Representar gráficamente los perfiles de temperatura y composición de la columna en estado estacionario.

  4. 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.

  5. 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.

  6. Determinar si la relación de reflujo establecida es óptima con respecto a la mínima.


La destilación de mezclas binarias es un proceso en el que se aprovecha la diferencia en los puntos de ebullición de los compuestos presentes en una mezcla homogénea formada únicamente por dos sustancias, para separarla en sus constituyentes puros o casi puros. Un sistema de destilación consta de la torre de destilación, la cual es el corazón de la operación, un rehervidor, un condensador, recipientes, bombas y la instrumentación asociada al control de las distintas variables que intervienen en el proceso. La mayoría de las torres de destilación son alimentadas constantemente lo que garantiza una producción continua de producto de tope y de fondo; el producto de tope será el que tenga el menor punto de ebullición, por lo que se llama el liviano y el compuesto que sale por el fondo es el que tiene mayor punto de ebullición, por lo que se llama el pesado. El proceso consiste en introducir alimentación fresca a una torre, dentro de la cual hay vapores que ascienden desde el fondo y líquido que baja desde el tope. La alimentación se reparte entre estas dos corrientes y la proporción con la que ello ocurre depende de su condición térmica.







Aprobado por:

Dpto. Ing. Química.

Fecha: 08/08/2008

Revisado por:

Ing. Alexis Faneite

Fecha: 08/08/2008

Elaborado Por:

Grupo C, 1er Período 2008

Fecha: 08/08/2008




La Universidad del Zulia

Lab. de Ingeniería Química


LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS II

Procedimiento N.°: LOOUUII_PN_300

Pág. N.° 2 de 6

Emisión: Agosto 2008 N.° de Revisión: 2

Edición N.° 1

Asunto:

PRÁCTICA N. 3: DESTILACIÓN CONTÍNUA DE UNA MEZCLA BINARIA


4. Equipo y procedimiento:
5.Seguridad higiene y ambiente:







Los vapores que llegan al tope de la columna, ricos en el compuesto liviano, son condensados, y el líquido formado se divide una parte como producto de tope y otra como reflujo que entra otra vez al tope de la torre, lo que proporciona la corriente de líquido que baja.
El líquido que cae al fondo de la torre, rico en el componente pesado, se vaporiza parcialmente en un rehervidor en donde el vapor formado sube por la torre y el líquido sale como producto de fondo. Dentro de la torre se presentan fenómenos de transferencia de masa y calor simultáneamente. La transferencia de masa se ve favorecida por dispositivos internos en la torre que pueden ser platos o empaques de relleno. En los platos se forma una laguna del líquido que baja desde los platos superiores y por medio de unos agujeros, burbujea el vapor que viene de los platos inferiores promoviendo de esta forma la transferencia de masa. En los empaques de relleno el líquido baja formando una película que entra en contacto con el vapor que asciende. Cuando los vapores formados en el rehervidor de fondo suben, parte de su contenido de pesados condensa al entrar en contacto con la corriente de líquido que baja desde el tope. Cuando el líquido formado en el condensador baja por la torre y entra en contacto con los vapores que ascienden, parte de su contenido de livianos pasa a formar parte de la fase de vapor. Este efecto simultáneo es lo que se llama rectificación, ya que se rectifica la composición de los vapores que ascienden en su contenido de livianos.

Ver P&ID y Procedimiento GSP anexos

5.1 Equipo de Protección personal:

    • Usar obligatoriamente bata, lentes y guantes de látex y respirador.


5.2 Riesgo de Incendio del Metanol:

    • Altamente inflamable. Arde con una llama invisible. Explosivo. Evitar la generación de cargas electrostáticas si se encuentra en estado líquido.

    • Las mezclas vapor/aire son explosivas.


Aprobado por:

Dpto. Ing. Química.

Fecha: 08/08/2008

Revisado por:

Ing. Alexis Faneite

Fecha: 08/08/2008

Elaborado Por:

Grupo C, 1er Período 2008

Fecha: 08/08/2008







La Universidad del Zulia

Lab. de Ingeniería Química


LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS II

Procedimiento N.°: LOOUUII_PN_300

Pág. N.° 3 de 6




Emisión: Agosto 2008 N.° de Revisión: 2

Edición N.° 1




Asunto:

PRÁCTICA N. 3: DESTILACIÓN CONTÍNUA DE UNA MEZCLA BINARIA






6. Investigue:



5.3 Riesgos a la salud del Metanol:

  • Inhalación: Tos, vértigo, dolor de cabeza, náuseas.

  • Piel: ¡PUEDE ABSORBERSE! Piel seca, enrojecimiento.

  • Ojos: Enrojecimiento, dolor.

  • Ingestión: Dolor abdominal, jadeo, pérdida del conocimiento, vómitos (para mayor información véase Inhalación).


5.4 Disposiciones de Higiene y ambientales:

  • Deje el sitio de trabajo limpio y ordenado.

  • No verter los desechos de la práctica por el desagüe.




    1. Riesgos de trabajo con equipos eléctricos:

  • Corriente de 9.9Amp: Causa parálisis al corazón. Se presenta en la resistencia del rehervidor.

Riesgo de electrocución: Para ello deben cumplirse en forma simultánea

tres condiciones:

  • Que el cuerpo humano sea un buen conductor (lo cual se incrementa con la humedad).

  • Que el cuerpo humano forme parte de un circuito eléctrico.

  • Que el cuerpo humano esté sometido a una tensión o voltaje peligroso, ya que un solo amperio podría matar una persona.



5.6 Riesgo de trabajar con equipos rotatorio

Al trabajar con equipos rotatorios no se debe utilizar ningún tipo de objetos colgantes ni ropa con mangas larga para que al manipular el equipo rotatorio no se ponga en peligro la operabilidad del equipo ni la integridad física del operador.
6.1 Defina los siguientes términos: Destilación continua, eficiencia, desempeño, perfiles de una columna, tendencia, producto de tope, producto de fondo, volatilidad relativa, zona de rectificación, zona de agotamiento, relación de reflujo.







Aprobado por:

Dpto. Ing. Química.

Fecha: 08/08/2008

Revisado por:

Ing. Alexis Faneite

Fecha: 08/08/2008

Elaborado Por:

Grupo C, 1er Período 2008

Fecha: 08/08/2008








La Universidad del Zulia

Lab. de Ingeniería Química


LABORATORIO DE

OPERACIONES UNITARIAS II

Procedimiento N.°: LOOUUII_PN_300

Pág. N.° 4 de 6

Emisión: Agosto 2008 N.° de Revisión: 2

Edición N.° 1

Asunto:

PRÁCTICA N° 3: Destilación continua de una mezcla binaria


7. Referencias

Bibliográficas



6.2 Fundamentos Teóricos:


      1. Fenómenos involucrados en un proceso de destilación.

      2. Perfiles esperados en un proceso de destilación ene stado estacionario

      3. ¿En que se basa el método McCabe-Thiele?

      4. Explique el modelo de Fenske.

      5. Eficiencia global de la columna.

      6. Explique la eficiencia de Murphree.

      7. Tipos de eficiencia

      8. Factores que influyen en la eficiencia

      9. Métodos Teóricos de predicción de eficiencia.

      10. Métodos empíricos de predicción de eficiencia.

6.2.11 Comparación de las eficiencias de varios platos

6.2.12 En que se basa la refractometría.

7.1. TREYBAL, Robert E. Operaciones de Transferencia de Masa. Editorial McGraw-Hill. Segunda Edición. México. 2001.

7.2. McCABE, Warren L. SMITH, Julian C. Operaciones Básicas de Ingeniería Química. Editorial Reverté, S.A. Volumen II.

7.3. PERRY, Robert H. Manual del Ingeniero Químico. Editorial McGraw-Hill. Sexta Edición. Tomo IV.







Aprobado por:

Dpto. Ing. Química.

Fecha: 08/08/2008


Revisado por:

Ing. Alexis Faneite

Fecha: 08/08/2008

Elaborado Por:

Grupo C, 1er Período 2008

Fecha: 08/08/2008



República Bolivariana de Venezuela

La Universidad del Zulia

Facultad de Ingeniería

Escuela de Ingeniería Química

Laboratorio de Ingeniería Química “Profesor Ydelfonso Arrieta”

Laboratorio de Operaciones Unitarias II
DÍA: __________ FECHA: ____ /____ /____ HORA: ____:____ SECCIÓN: ______
HOJA DE TOMA DE DATA. PRÁCTICA N. 3: DESTILACIÓN CONTÍNUA DE

UNA MEZCLA BINARIA
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