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INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE COATZACOALCOS

ITESCO

TRANSFERENCIA DE CALOR EN EL CONDENSADOR DE LA TORRE DE

DESTILACIÓN

INGENIERIA QUIMICASEMESTRE: 3° GRUPO: EMATERIA: TERMODINAMICA

PRACTICA # 3: TRANSFERENCIA DE CALOR EN EL CONDENSADOR DE LA TORRE DE DESTILACIÓN

EQUIPO 2 PALMERO REYES MIGUEL

LUNA ALOR ENRIQUE GABRIELRODRIGUEZ TUYIN JORGE ALEJANDRO

MITZ MARTINEZ LIZETHAGUIRRE RAMOS CARLOS AUGUSTO FECHA DE REALIZACION: 29/02/ 2015

FECHA DE ENTREGA: 07/02/2015

OBSERVACIONES:________________________________________________________________________________________________________________________________

_________________CALIFICACION :________________

INDICE

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OBJETIVOS PAG.3

INTRODUCCION PAG.4

MARCO TEORICO PAG.5

MATERIALES, REACTIVO Y EQUIPO PAG.7

PROCEDIMIENTO PAG.7

OBSERVACIONES PAG.8

CONCLUSIONES INDIVIDUALES PAG.9

CONCLUSION GENERAL PAG.9

BIBLIOGRAFIA PAG.10

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OBJETIVO

Aplicar los principios básicos de la termodinámica en la operación y control de una torre de destilación. Determinar el tipo de sistema termodinámico empleado y calcular las temperaturas, presión y volúmenes en las distintas fases del proceso.

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INTRODUCCIÓNLa destilación es una operación unitaria utilizada para la separación de una mezcla de líquidos miscibles mediante el suministro de energía en forma de calor. Las mezclas miscibles son aquellas que son factibles de separar. Se han hecho considerables avances en la instrumentación y el control de las columnas de destilación en los últimos años, debido a la aparición de sistemas enlazados a computadoras con paquetes de software para el manejo de datos operativos de la planta.

La torre de destilación está formada por el reboiler, la torre de destilación y el condensador. Como la torre de destilación opera a presiones atmosféricas, se puede deducir que realiza procesos isobáricos.

La mezcla miscible es introducida en el reboiler para calentarla y evaporarla, este es un dispositivo a manera de tanque, que está forrado con un aislante térmico que no permite que escape calor a los alrededores del sistema, conservando y aprovechando así la mayoría del calor transferido a la mezcla.

El rango de calor necesario para calentar la sustancia miscible en el reboiler es de 1 a 1.7kW, según sea la necesidad de cada proceso, nunca debe sobrepasar esta cantidad de energía ya que la columna de destilación es un equipo muy exacto y

Solo se deben introducir los valores que se requieren de las propiedades, no más de eso.

Cuando empieza a evaporarse la mezcla, los vapores se trasladan de manera ascendente a lo largo de la torre de destilación, donde es posible apreciarse a simple vista, en el prototipo para laboratorio. Este vapor generado es condensado

por el agua fría proveniente de la toma de agua de enfriamiento.

La columna de destilación también está forrada con material aislante como los poliuretanos, corchos, etc. según los costos.

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El agua de enfriamiento entra al condensador para enfriar el vapor generado de la sustancia miscible. El destilado, llamado condensado, cae en el tanque de destilado con una mayor concentración de una de las sustancias que componen la mezcla, específicamente la de menor punto de ebullición. Aunque lleva un porcentaje en masa de la otra sustancia, ya que no es cien por ciento efectiva la primera vez que se aplica el proceso a una mezcla. De hecho, la pureza de destilación de las sustancias puede llegar a ser hasta del 99.9%.

MARCO TEORICOCOLUMNAS DE DESTILACION UOP3

Se han hecho considerables avances en la instrumentación y el control de las columnas de destilación en los últimos años, debido a la aparición de sistemas enlazados a computadoras con paquetes de software para el manejo de datos operativos de la planta. Para reflejar estos avances, Armfield ha desarrollado dos nuevas columnas de destilación de laboratorio de última tecnología que permiten una formación práctica segura para

estudiantes de ingeniería y operadores de plantas:

Una columna compatible con computadora para la operación continua o discontinua (referencia de modelo UOP3CC), que permite una gama completa de demostraciones, desde las etapas introductorias de un curso de ingeniería de procesos hasta las más complejas demostraciones de modernas estrategias de control.

Una versión de operación discontinua solamente (referencia de modelo UOP3BM) de control manual, que permite un completo estudio de los principios básicos de la destilación.

TRABAJOS DE LABORATORIO POSIBLES

Para la Columna de destilación discontinua UOP3BM - bajo control manual:

Caída de presión en la columna como función del reflujo interno de evaporación

Eficiencia de la columna como función del reflujo interno de evaporación, con reflujo total

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Perfiles de temperatura placa a placa a lo largo de la columna

Construcción mccabe-thiele de la línea de operación

Destilación con relación de reflujo constante: variación de la composición del producto de cabeza con el tiempo

Balance de materia en el sistema

Control manual de la relación de reflujo, por ejemplo para obtener un producto de cabeza de composición especificada

Comparación de rendimientos entre una columna de relleno y una columna de platos

Para la Columna de destilación UOP3CC con interfaz de computadora solamente - operación continua, manual o computarizada:

incluye todos los trabajos relacionados para la UOP3BM bajo Columna de destilación discontinua UOP3BM

destilación continua, de estado estable, incluyendo perfiles de temperatura y análisis McCabe-Thiele

destilación bajo condiciones de presión reducida comparación de operación continua entre una columna de relleno y una columna

de platos efecto del pre-calentamiento del líquido de alimentación efecto de la posición del líquido de alimentación demostraciones de destilación azeotrópica y extractiva trabajos de control por computadora - uso en línea de diagramas esquemáticos -

configuración del registro de datos y posterior análisis de los datos capturados, incluyendo el uso de hojas de cálculo

destilación discontinua con relación de reflujo constante o variable con el tiempo - destilación discontinua con control de la relación de reflujo a partir de una temperatura de columna - destilación continua con control de 3 términos del calentador del calderín a partir de una temperatura de columna - destilación continua con la relación de reflujo controlada por la temperatura de cabeza - destilación continua con control de temperatura del calentador del calderín y de la relación de reflujo (sistema de control de dos lazos) - ajustes óptimos del controlador para cambios en el caudal de alimentación, la composición o la temperatura - algoritmos de control alternativos del usuario - dinámica de procesos, por ejemplo monitorización y control del arranque-parada de la planta para la operación continua

Demostraciones de controladores propietarios: - control por PLC del calentador del calderín y/o la relación de reflujo y el funcionamiento de las alarmas (requiere la unidad Armfield PCT19BR que incorpora un PLC industrial estándar) - demostración de la supervisión por PC de controladores PLC y PID - una introducción a los sistemas de control distribuidos - control analógico PID del calentador del calderín a partir de la

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temperatura de columna (requiere la unidad Armfield PCT20H que incorpora un controlador industrial estándar)

Material, Equipos y Reactivos

Materiales Equipos ReactivosAgua de enfriamiento Torre de destilación 5

5Lts. De AguaLts. De Alcohol Et.

1. Procedimiento.

Encendido y operación de la torre de Destilación.1. Nos aseguramos de que la torre de destilación esté desenergizada antes de

encender.2. En el cuarto de control encendemos el interruptor general (gris) hacia arriba.3. Encendemos los interruptores de paso posteriormente.4. Vaciamos la mezcla miscible agua-alcohol al 50% de masa de cada una en el

reboiler.5. Checamos las temperaturas de la torre.6. Encendemos el reboiler con 1.5kW de energía para calentamiento.7. Cuando empiece a ebullir el agua tomamos los datos de temperaturas

nuevamente, para lo que necesitamos que es balancear la energía en el condensador de la torre, tomamos las temperaturas 9, 10, 11 y 12.

8. Realizamos los cálculos necesarios. Para apagar la torre de destilación.1. Primero se apaga el calentamiento de la mezcla (reboiler).2. Se apagan los interruptores de paso.3. Se apaga el interruptor general.

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OBSERVACIONES

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Cuestionario.Defina los siguientes conceptos:1. Calor

Energía que se manifiesta por un aumento de temperatura y procede de la transformación de otras energías; es originada por los movimientos vibratorios de los átomos y las moléculas que forman los cuerpos

2. Flujo másicoEs la magnitud que expresa la variación de la masa en el tiempo a través de un área específica. 

3. Capacidad caloríficaLa capacidad calorífica o capacidad térmica de un cuerpo es el cociente entre la cantidad de energía calorífica transferida a un cuerpo o sistema en un proceso cualquiera y el cambio de temperatura que experimenta.

4. Diferencia de temperatura.Es la comparación de temperaturas de dos cuerpos

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2. Referencias bibliográficas. Yunus A. Cengel, Michael A.Boles, Termodinámica, Quinta edición, McGraw-Hill.