Casos especiales del McCabe Thiele

Casos particulares del Método McCabe Thiele

1. Casos especiales del Método M C Cabe thiele Prof. Ing. Yolimar Fernández

2. M C Cabe Thiele Contenido CASOS ESPECIALES DEL MÉTODO McCABE - THIELE COLUMNAS DE AGOTAMIENTO COLUMNAS DE ENRIQUECIMIENTO COLUMNAS DE INYECCIÓN DIRECTA DE VAPOR COLUMNAS DE MÚLTIPLES SALIDAS LATERALES COLUMNAS DE ALIMENTACIONES MÚLTIPLES EJERCICIOS PROPUESTOS REFERENCIAS BIBLIOGRAFÍCAS.

3. M C Cabe Thiele Columna de agotamiento Línea de 45° Línea operación de la sección de agotamiento Líquido saturado, q = 1. Líquido subenfriando, q > 1 Se utilizan cuando no se necesita un producto de tope muy puro.

4. M C Cabe Thiele Columna de enriquecimiento Línea operación de la sección de enriquecimiento Línea de 45° Vapor saturado, q = 0 Vapor sobrecalentado, q < 0 Se utilizan cuando no se necesita un producto de fondo muy puro.

5. M C Cabe Thiele inyección directa de vapor Cuando estamos destilando una solución acuosa de un compuesto A más volátil y agua B, el calor requerido podemos suministrarlo inyectando directamente vapor abierto al fondo de la columna. En este caso NO se necesita rehervidor. Balance total de masa Balance de masa por componente (A) Línea de operación :

6. Múltiples alimentaciones y salidas laterales Las columnas complejas se caracterizan por disponer de una o varias corrientes de entrada de alimento y/o de una o varias corrientes de extracción de producto, apareciendo como consecuencia nuevos sectores, uno por cada alimento nuevo o corriente extractiva nueva, distintos a los que tendríamos en una columna convencional, de enriquecimiento y agotamiento. M C Cabe Thiele Estas columnas son útiles en los casos en que una pequeña cantidad de un contaminante volátil está presente en la alimentación; en este caso el producto de tope es el contaminante y el producto lateral es el producto deseado. En ocasiones, alimentaciones de composición diferente pueden ser fraccionadas mas eficientemente introduciéndolas en puntos diferentes en la columna. No son comunes en sistemas binarios y el uso del diagrama McCabe-Thiele es útil para el entendimiento de los principios de operación de estas columnas ( Maddox , R.; Hines , A., 1985)

7. múltiples salidas laterales La corriente líquida lateral altera la velocidad del líquido que está por debajo y también afecta al balance de materia y la línea de operación en la porción media entre los platos de alimentación y la corriente líquida lateral. M C Cabe Thiele Entorno I Entorno II Entorno III Entorno IV

8. múltiples salidas laterales M C Cabe Thiele Representación de múltiples salidas laterales en el Método McCabe Thiele Fuente: Guía de estud io de la Ing. Zoraida Carrasquero

9. múltiples alimentaciones Si se desea fraccionar dos soluciones de concentraciones diferentes para obtener los mismos productos, las dos soluciones podemos manejarlas en el mismo fraccionador. Cada una de esas alimentaciones introducidas las consideraremos por separado (como si ninguna de ellas “SUPIERA” de la presencia de la otra. M C Cabe Thiele Entorno I Entorno II Entorno III Entorno IV

10. múltiples alimentaciones M C Cabe Thiele Representación de múltiples alimentaciones laterales en el Método McCabe Thiele Fuente: Guía de estud io de la Ing. Zoraida Carrasquero

11. Extensión del diagrama McCabe Thiele M C Cabe Thiele Kister extiende el diagrama McCabe-Thiele a columnas con múltiples alimentaciones, múltiples salidas de productos, múltiples puntos de remoción o adición de calor y algunas combinaciones de estas.

12. M C Cabe Thiele Una mezcla Benceno – Tolueno de composición 0,15 fracción molar de Benceno se introduce como alimentación por el plato superior de una columna de agotamiento, obteniéndose como producto de cola Tolueno, con una composición igual a 0,98 en fracción molar. Determínese la composición de los vapores procedente de la columna y el número de platos teóricos necesarios, si la alimentación entra como líquido a su temperatura de ebullición y la composición de los vapores ha de ser el 90% de su valor máximo EJERCICIOS PROPUESTOS 2. Trataremos en una columna fraccionada continua una disolución acuosa de etanol a fin de desdoblarla en tres fracciones con 80, 70 y 5% en moles de etanol. Se dispone de un flujo de alimentación de 7470 Kg/h con una composición del 35% en peso de etanol a una temperatura de 80ºC. La columna opera con vapor directo y con una relación de reflujo en la columna igual a 3,5. Determinemos: (a) El esquema del proceso. (b) El número de platos necesarios para obtener 940 Kg/h de la disolución al 70%. (c) El plato en que introducimos la alimentación. (d) El flujo de vapor necesario para la separación (S). (e) La relación R/ Rmin . (f) ¿Podríamos efectuar la separación si la alimentación entrara a su temperatura de rocío? Explique. Datos adicionales: Calor latente de la mezcla alimentada = 452 kcal /kg Capacidad calorífica de la mezcla líquida = 0,85 kcal / kg.ºC Capacidad calorífica de la mezcla vapor = 0,40 kcal / kg.ºC

13. M C Cabe Thiele COULSON, J.M. y J.F. RICHARDSON. “Ingeniería Química. Tomo II. Operaciones básicas”. Editorial Reverté, Barcelona, 1988. GEANKOPLIS C. “Procesos de transporte y Operaciones Unitarias” . Editorial Continental, S.A. 3era Edición . México 1998. OCON J Y TOJO G. “Problemas de Ingeniería Química”. Tomo II. Madrid España. 1980. MCCABE, W., “ Operaciones unitarias de ingeniería química”. La Habana, Edición Revolucionaria, 1979. TREYBAL, R. “Operaciones de Transferencia de Masa”. Editorial McGRAW -HILL. 3a edición. México, 1998. BIBLIOGRAFÍA