Síntesis de sistemas
de separación
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Síntesis de Sistemas de Separación: Métodos Heurísticos y Algorítmicos, Esquemas y mapas conceptuales de Ingeniería Química
Ingeniería de procesos síntesis de reacciones
Tipo: Esquemas y mapas conceptuales
2022/2023
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¡Descarga Síntesis de Sistemas de Separación: Métodos Heurísticos y Algorítmicos y más Esquemas y mapas conceptuales en PDF de Ingeniería Química solo en Docsity!
Síntesis de sistemas
de separación
El problema básico implica especificar
la corriente que contiene los
compuestos que se desean separar y los
productos que se desean obtener con
sus grados de pureza.
Selección de procesos de separación
Guía general:
Búsqueda de propiedades físicas
Detectar las propiedades físicas de la mezcla. Rechazar
alternativas que requieran condiciones de operación
extremas (muy altas o muy bajas)
Valor del producto
Habrá opciones recomendables para productos caros
que no tendrían una economía favorable para
productos baratos.
Daño al producto
En algunas aplicaciones es importante cuidar que la
adición de calor o de algún componente externo no
dañe al producto.
Técnicas de síntesis de sistemas de
separación:
a) Métodos heurísticos
Se basan en la experiencia, no garantizan una
solución óptima, sin embargo proveen una técnica
rápida para la obtención de una secuencia de
separación.
b) Métodos algorítmicos
Técnicas formales de optimización, requieren el uso
de computadora, garantiza en principio una
secuencia de separación óptima de acuerdo a
algún objetivo en particular.
Para una mezcla de tres componentes se tienen tres diferentes subgrupos, cuatro subproblemas de separación y dos secuencias.
a) Uso de reglas heurísticas
Se basan en la experiencia que se ha adquirido en el
diseño y operación de procesos existentes. Rudd,
Powers y Sirola reportan las siguientes reglas heurísticas
para procesos de separación:
- Elegir el método de separación primero.
- Cuando sea posible, reducir la carga de separación mediante la división y mezclado de corrientes.
- Tratar de separar los componentes más abundantes primero. Si las cantidades son iguales, separar en partes iguales.
- Separar los componentes corrosivos y peligrosos primero.
- Hacer la separación más difícil al último.
- Evitar separaciones que requieren el uso de especies externas al proceso. Sin embargo, si se usa una especie externa, separarla tan pronto como sea posible.
- Evitar el uso de temperaturas y presiones extremas, pero si esto no es posible, preferir las altas.
- En destilación, obtener el producto deseado como destilado.
- En destilación, favorecer las secuencias que separan los componentes uno por uno en el destilado
- Tratar de separar los componentes más
abundantes primero. Si las cantidades son iguales, separar en partes iguales.
Se disminuyen los costos de operación de la secuencia al separar primero el componente más abundante.
- Separar los componentes corrosivos y
peligrosos primero. Estos componentes requieren de material de construcción más caro, ej. ac. Inox., al separar este tipo de componentes disminuye el costo del equipo.
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- Hacer la separación más difícil al último.
Si una separación es muy difícil es mejor realizarla en ausencia de otros componentes para facilitar la operación y el control de esa columna.
- Evitar separaciones que requieren el uso de
especies externas al proceso. Sin embargo, si se usa una especie externa, separarla tan pronto como sea posible.
Esta regla establece que es preferible usar las separaciones directas sobre las indirectas. Argumento que conduce a pensar en destilación como la opción natural para separar una mezcla. ¿Cuándo no es factible o conveniente usar destilación? a) Cuando hay daño térmico al producto. b) Cuando la volatilidad relativa entre componentes clave es cercana a la unidad. c) Cuando se requieren condiciones extremas de presión y/o temperatur a.
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- En destilación, favorecer las secuencias que
separan los componentes uno por uno en el destilado.
Las secuencias que separan los componentes uno por uno en el destilado se conocen como secuencias directas. Las secuencias que separan los componentes uno por uno por los fondos se conocen como secuencias indirectas. Las secuencias directas han sido muy usadas industrialmente y amplia experiencia indica que ofrecen una alternativa confiable.
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