Esta sección está dirigida a los ingenieros y directivos de operaciones de la industria química y petroquímica. Diariamente, realizan operaciones de ingeniería química unitaria, especialmente de destilación, en la que Speichim Processing y Valls Química son especialistas. Si bien la experiencia de campo es difícil de compartir, se puede compartir cierta información técnica en diferentes áreas como las propiedades físico-químicas, el almacenamiento y la transferencia de líquidos, la transferencia de calor, las operaciones de separación, incluida la destilación, el control del proceso y, finalmente, todas las técnicas de ingeniería útiles para los operadores. Speichim Processing y Valls Química proporcionarán regularmente archivos descargables para ayudar a la vida diaria de los operadores y compartir algunos de sus conocimientos.
En esta sección también está disponible una simulación abreviada. Este es un enfoque básico, que permite un dimensionamiento aproximado de una columna para destilar una mezcla binaria. Usted especifica la composición, el caudal y las condiciones térmicas de la alimentación (la alimentación puede ser líquida en su punto de ebullición hasta la fase gaseosa en su punto de rocío), las fracciones molares de la clave pesada en el destilado y de la clave ligera en el fondo de la columna, y el simulador le proporcionará los tráficos de líquido y de gas por encima de la alimentación (rectificación) y por debajo (agotamiento), así como el número de etapas de equilibrio en cada sección y la tasa de reflujo.
Con las características de las bandejas o el revestimiento estructurado que desee, podrá acceder al diámetro y la altura aproximada de su equipo.
La simulación abreviada da un buen resultado con una mezcla miscible cuyas características se acercan a una mezcla ideal; la volatilidad relativa varía muy poco en todo el intervalo de concentración.
Este es el caso de la mezcla monoclorobenceno/etilbenceno. La curva de equilibrio líquido/vapor se fusiona con una curva de volatilidad relativa constante igual a 1,13.
Datos
– Rectificación de una mezcla de monoclorobenceno/etilbenceno a una molaridad de aproximadamente el 40 % de monoclorobenceno.
– Monoclorobenceno en la parte superior de la columna: molaridad aprox. 95 %
– Monoclorobenceno en el fondo de la columna: molaridad aprox. 5 %
Resultados
– La simulación abreviada y una simulación más avanzada dan resultados similares (menos del 10 % de diferencia) con un R/D de 25.
Con una mezcla miscible cuyas características están muy lejos de una mezcla ideal, el resultado será erróneo (o incluso fantasioso en el caso de un azeótropo), ya que la volatilidad relativa varía mucho a lo largo del intervalo de concentración.
Este es el caso de la mezcla no azeotrópica acetona/agua. La curva de equilibrio líquido/vapor es muy diferente de una curva de volatilidad relativa constante.
Tomar la media geométrica de los extremos o la media geométrica de los extremos y la alimentación (los dos métodos más utilizados) para la volatilidad relativa sigue estando lejos de la curva real de equilibrio líquido/vapor.
La volatilidad relativa es más alta en la primera parte de la curva y más baja en la segunda, terminando incluso con una convergencia que indica una separación difícil a estas concentraciones (volatilidad relativa muy cercana a 1).
Datos
– Rectificación de una mezcla de acetona/agua a una molaridad de aproximadamente el 75 % de acetona.
– Acetona en la parte superior de la columna: molaridad aprox. 98,6 %
– Acetona en el fondo de la columna: molaridad aprox. 0,03 %
Resultados
La simulación abreviada y una simulación más avanzada dan resultados muy diferentes.
Si en la zona de agotamiento, con un R/D de 5, la simulación abreviada da resultados que pueden parecer coherentes (+20 %), en la zona de enriquecimiento, en cambio, subestima completamente la separación en una proporción de 15.
Conclusión: Hay que tener cuidado al utilizar este método relativamente sencillo y solo debe aplicarse a las mezclas en las que la volatilidad varía poco con la concentración. Si no es así, hay que utilizar modelos termodinámicos más sofisticados, como los propuestos por ProSim.