Destilación: Método McCabe-Thiele - Operaciones Unitarias Agroindustriales, Apuntes de Química

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DESTILACIÓN

(MÉTODO MCCABE-THIELE)

OPERACIONES UNITARIAS AGROINDUSTRIALES IQ JOSE LUIS GACHUZ MONROY SEPTIEMBRE DICIEMBRE 2020

DESTILACIÓN

La destilación se define como la operación básica mediante la cual se separa una mezcla de líquidos de distinta volatilidad, en sus componentes puros. Esta operación se lleva a cabo en la mayoría de los casos, en columnas cilíndricas verticales que proporcionan un alto número de etapas en las que tienen lugar los procesos de vaporización y condensación. Para el cálculo del número de etapas necesarias para alcanzar unos rendimientos, utilizaremos el método de McCabe-Thiele.

DIAGRAMA DE UNA COLUMNA DE PLATOS

Alimento Acumulador Condensador Destilado Residuo Sector de enriquecimien to Sector de agotamiento Caldera Platos

Representación de las corrientes que entran y abandonan el plato n en el diagrama de equilibrio T-X-Y

BALANCE GLOBAL

D =

F =

D =

F: alimentación

D: destilado

W: residuo

F  D  W FX^ F  DXD  WXW

SECCIÓN DE AGOTAMIENTO

Total

V L R m m    1

Componente

volátil m^ m m m R

V Y  L X  RX  1  1 L R RX L R L X V RX V L X Y m R m m m m R m m m m          1 1 1

Línea operativa sector

agotamiento L.O.S.A.

RAZÓN DE REFLUJO

D L R D  1 1 1          D D D D D n R X R R L D DX Xn L D L Y

4. Se traza la línea de operación de la alimentación (F) a partir del punto X F proyectada en la diagonal, esta línea de operación puede tener 5 posiciones de acuerdo a las características de dicha alimentación. a) Alimentación fría, q > 1 b) Alimentación en el punto de burbuja (líquido saturado), q = 1 c) Alimentación parcialmente como vapor, 0 < q < 1 d) Alimentación en el punto de rocío (vapor saturado), q = 0 e) Alimentación como vapor sobrecalentado, q < 0

• 5. Se traza la línea de operación superior a partir del punto (X D

proyectado sobre la diagonal con la inclinación ya sea con la formula (punto pendiente o con el reflujo). Aquí se encuentra un punto de intersección en la línea de operación de alimentación (F):

• 𝑦 𝑛 + 1 = 𝑅 𝑅+ 1

𝑋 𝐷 𝑅+ 1

• 6. Se traza la línea de operación inferior uniendo los puntos X R proyectado sobre la diagonal y el punto que encontramos en el paso

6. Se trazan escalones iniciando desde el punto X D proyectado en la diagonal, primero horizontalmente hacia la izquierda hasta la curva, luego verticalmente hasta la línea de operación superior sucesivamente hasta llegar a la línea de alimentación, en donde los siguientes escalones se siguen trazando de la misma forma entre la curva y la línea de operación inferior. Si el último escalón no es completo se calcula la parte proporcional de escalón que le corresponde.