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Gabriel Ovejero Escudero Operaciones de Separación (38000335) Tema 10.1
DISEÑO DE COLUMNAS DE RELLENODISEÑO DE COLUMNAS DE RELLENO
Calculados previamente V, LV, L
Faltan por calcular h, Dh, D
Eficacias de rellenos: h
Capacidad de los rellenos: D
Gabriel Ovejero Escudero Operaciones de Separación (38000335) Tema 10.1
EFICACIAS DE RELLENOSEFICACIAS DE RELLENOS
Coeficientes volumétricos de transferencia de materia individuales
Coeficientes volumétricos de transferencia de materia globales
Altura de las unidades de transferencia de materia individuales
Altura de las unidades de transferencia de materia globales
Altura de relleno equivalente a un piso teórico
aKaK LG
lg HH
LTGT HH
akak lg
AEPT
Gabriel Ovejero Escudero Operaciones de Separación (38000335) Tema 10.1
EFICACIAS DE RELLENOSEFICACIAS DE RELLENOS
aKm
akm
akaK LlgG=+=
11
Coeficientes volumétricos de transferencia de materia
Gabriel Ovejero Escudero Operaciones de Separación (38000335) Tema 10.1
EFICACIAS DE RELLENOSEFICACIAS DE RELLENOS
PakSVH
gg
)/(=
tll Cak
SLH )/(=
PaKSVH
GGT
)/(=
tLLT CaK
SLH )/(=
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡+= λ
PC
HHH tlgGT ⎥
⎦
⎤⎢⎣
⎡+=
λ t
glLT C
PHHH
LVm
=λ
Altura de las unidades de transferencia de materia
Gabriel Ovejero Escudero Operaciones de Separación (38000335) Tema 10.1
EFICACIAS DE RELLENOSEFICACIAS DE RELLENOS
1ln−
=λ
λGTHAEPT
GTHAEPT =
Altura de relleno equivalente a un piso teórico, AEPT
Gabriel Ovejero Escudero Operaciones de Separación (38000335) Tema 10.1
EFICACIAS DE RELLENOSEFICACIAS DE RELLENOS
Coeficientes de transferencia de materia
++−−= nnM L xx xxE 11
42,0238,0
32
331
32
)/(479,2⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡=
ρσ
µ
µ
ρ
ρ
µ
µ
ρ
LL
SL
SL
l
LL
L
LS
L
LS
l aa
gDa
SLDa
k
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡=
ρ
µ
µ
ρ
mlBGG
G
GS
GR
R
g
pP
DaV
VTRk
,
21
31
195,0
Gabriel Ovejero Escudero Operaciones de Separación (38000335) Tema 10.1
EFICACIAS DE RELLENOSEFICACIAS DE RELLENOS
Superficie específica de contacto gas – líquido, a
++−−= nnM L xx xxE 11
182,038,021)/(4⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡=
σ
σ
ρσ
µ
µ
ρ
L
C
LL
SLC
S
B
LS
L
S
aHaa
SLAaa
0,420,04172,04Triángulos planos
0,200,2019,64Triángulos oblicuos
0,130,1343,76Sillas Intalox
0,000,1329,50Sillas Berl
0,270,1389,94Anillos Bundle
0,000,1325,23Anillos Hy-pack
0,440,13264,84Anillos Pall
0,650,15414,08Anillos Raschig
CBA
Gabriel Ovejero Escudero Operaciones de Separación (38000335) Tema 10.1
EFICACIAS DE RELLENOSEFICACIAS DE RELLENOS
Superficie específica de contacto gas – líquido, a
++−−= nnM L xx xxE 11
392,0
4,0
5,0 )/(66,19 ⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡=
µ
ρ
σ
µσ
GS
GR
L
LL
s aVSL
Haa
Bravo y Fair
Gabriel Ovejero Escudero Operaciones de Separación (38000335) Tema 10.1
EFICACIAS DE RELLENOSEFICACIAS DE RELLENOS
Alturas de las unidades de transferencia Hg
++−−= nnM L xx xxE 11
Cornell, Knapp y Fair
( ) 5,0
5,011,140,0
20agua
625,0
20agua
08,020agua
/048,33048,0
31
SLScHDH GLL
Lg ⎥
⎦
⎤⎢⎣
⎡⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡=
σ
σ
ρ
ρ
µ
µψ
Sillas Berl
( ) 6,0
5,024,148,0
20agua
75,0
20agua
096,020agua
/048,33048,0
31
SLScHDH GLL
Lg ⎥
⎦
⎤⎢⎣
⎡⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡=
σ
σ
ρ
ρ
µ
µψ
Anillos Raschig
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++−−= nnM L xx xxE 11
EFICACIAS DE RELLENOSEFICACIAS DE RELLENOS
Gabriel Ovejero Escudero Operaciones de Separación (38000335) Tema 10.1
++−−= nnM L xx xxE 11
EFICACIAS DE RELLENOSEFICACIAS DE RELLENOS
Gabriel Ovejero Escudero Operaciones de Separación (38000335) Tema 10.1
EFICACIAS DE RELLENOSEFICACIAS DE RELLENOS
Alturas de las unidades de transferencia Hl
++−−= nnM L xx xxE 11
Cornell, Knapp y Fair
15,05,0
048,3 ⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡φ=
ρ
µ HD
CHLL
Ll
Gabriel Ovejero Escudero Operaciones de Separación (38000335) Tema 10.1
++−−= nnM L xx xxE 11
EFICACIAS DE RELLENOSEFICACIAS DE RELLENOS
Gabriel Ovejero Escudero Operaciones de Separación (38000335) Tema 10.1
++−−= nnM L xx xxE 11
EFICACIAS DE RELLENOSEFICACIAS DE RELLENOS
Gabriel Ovejero Escudero Operaciones de Separación (38000335) Tema 10.1
++−−= nnM L xx xxE 11
EFICACIAS DE RELLENOSEFICACIAS DE RELLENOS
Gabriel Ovejero Escudero Operaciones de Separación (38000335) Tema 10.1
EFICACIAS DE RELLENOSEFICACIAS DE RELLENOS
Alturas de las unidades de transferencia Hl
++−−= nnM L xx xxE 11
Cornell, Knapp y Fair
Precisión de las correlaciones de Hg es 75%
La correlación de anillos Raschig sirve para otros tipos de anillos, excepto anillos Pall, cuya eficacia es un 30 – 40% superior
La correlación de las sillas Berl sirve para las sillas Intaloxy McMahon con una precisión del 20%, excepto para caudales muy bajos
La correlación no es útil para rellenos Goodloe y Stedman
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EFICACIAS DE RELLENOSEFICACIAS DE RELLENOS
Alturas de relleno equivalente a un piso teórico, AEPT
++−−= nnM L xx xxE 11
Porter y Jenkins
pdAEPT 18=
Frank, Ludwig y Vital
DAEPTD =< :m60,0
m30,0:m30,0 =< AEPTD
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EFICACIAS DE RELLENOSEFICACIAS DE RELLENOS
Alturas de relleno equivalente a un piso teórico, AEPT
++−−= nnM L xx xxE 11
Strigle
LHnAEPT µσ +−= ln213,0ln187,0ln
0,64990,56010,7148
0,34970,31000,3817
0,12230,12230,1223
Anillo Pall (metálico)IMTP (metálico)Intalox (cerámico)
2 (#50)1½ (#40)1 (#25)
Tamaño nominal del relleno, innH
1. Destilación atmosférica (0,04 MPa – 0,55MPa)
Gabriel Ovejero Escudero Operaciones de Separación (38000335) Tema 10.1
EFICACIAS DE RELLENOSEFICACIAS DE RELLENOS
Alturas de relleno equivalente a un piso teórico, AEPT
++−−= nnM L xx xxE 11
Strigle
2. Destilación atmosférica (0,04 MPa – 0,55MPa)
0,36 – 0,490,46 – 0,610,55 – 0,76
#25#40#50
AEPT, mTamaño nominal del relleno IMTP
Gabriel Ovejero Escudero Operaciones de Separación (38000335) Tema 10.1
EFICACIAS DE RELLENOSEFICACIAS DE RELLENOS
Alturas de relleno equivalente a un piso teórico, AEPT
++−−= nnM L xx xxE 11
Strigle
3. Destilación a vacío (< 0,04 MPa)
100110130150175
0,220,350,751,53,0
AEPTrelativa, %µL, 103 Pa.s
Gabriel Ovejero Escudero Operaciones de Separación (38000335) Tema 10.1
EFICACIAS DE RELLENOSEFICACIAS DE RELLENOS
Alturas de relleno equivalente a un piso teórico, AEPT
++−−= nnM L xx xxE 11
Strigle
4. Destilación a presión (> 0,55 MPa)a) Agotamiento de H. ligero de H. pesados
6PMln183,037,1 CAEPT L +−=
- 0,1250
+0,162
#25#40#50
C6Tamaño nominal del relleno IMTP
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EFICACIAS DE RELLENOSEFICACIAS DE RELLENOS
Alturas de relleno equivalente a un piso teórico, AEPT
++−−= nnM L xx xxE 11
Strigle
4. Destilación a presión (> 0,55 MPa)b) Separación de C3 y C4 a 2,20 MPa y 0,63 MPa, respectivamente
0,41 – 0,460,48 – 0,530,59 – 0,66
#25#40#50
AEPT, mTamaño nominal del relleno IMTP
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EFICACIAS DE RELLENOSEFICACIAS DE RELLENOS
Alturas de relleno equivalente a un piso teórico, AEPT
++−−= nnM L xx xxE 11
Factores que afectan a la AEPT
Tipo y tamaño del relleno
Caudales de líquido y vapor
Distribución de las fases
Razón L/V
Presión
Propiedades físicas del sistema
Mojado
Datos de equilibrio
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++−−= nnM L xx xxE 11
EFICACIAS DE RELLENOSEFICACIAS DE RELLENOS
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++−−= nnM L xx xxE 11