operaciones unitarias de transferencia de materia-unidad 1
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Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Plantas Qumicas
1 Facultad de Ingenieria - UBA
Separacin de Mezclas: en componentes puros y otras mezclas. Operaciones de transferencia entre fases
Reaccin de Mezclas: Cambian la estructura molecular de la alimentacin. Operaciones de transferencia entre fases
Equipos de Fraccionamiento
Equipos de Fraccionamiento
Reactores Qumicos
Alimentacin
Proceso Claves
Productos
Residuos
Procesos Auxiliares Residuos Consumibles
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Facutad de Ingenieria - UBA 2
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Reboiler
Stripper
Rectificador de butanos
C 4
N - C 4
Desfluorinadores Tratadores de KOH
C 3
ALKYLATO
FRACCIONADORA -
Isobutano +
Butilenos
REACTOR
Cooler Cooler
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Facutad de Ingenieria - UBA 3
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Procesos de Separacin/Fraccionamiento
Equipos de Fraccionamiento
A+B
A
Agente de Separacin
B
Procesos de Separacin de Mezcla
Contacto Directo entre Fases
Bases
Equilibrio
Cintica
BM
BE
BCM
Tipo de Contacto
En Etapas
nica Mltiple
Cocorriente
Corriente Cruzadas
Contracte.
Contnuo
Membranas
Absorcin/Desorcin Destilacin Extraccin L-L Humidificacin Secado Cristalizacin
Isotmicos No Isotrmicos Binarios Multicomponentes
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Facutad de Ingenieria - UBA 4
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Agente de Separacin
Puede ser msico (ej.: absorcin) o energtico (ej.: destilacin.
Propiedades Un AMS debe seleccionarse teniendo en cuenta: Costo, selectividad, capacidad de regeneracin, volatilidad, viscosidad, toxicidad, corrosividad y disponibilidad.
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Facutad de Ingenieria - UBA 5
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Regla de las Fases El nmero de variables en un sistema de varios componentes en equilibrio entre diversas fases se
relaciona con el nmero de ecuaciones que las describen:
Equilibrio y Fuerza Impulsora El equilibrio entre fases requiere un balance del potencial qumico de cada componente en cada fase:
El potencial qumico depende de las funciones termodinmicas y expresa la tendencia del componente a salir de
la fase en la que est, en otras palabras es una medida de la inestabilidad del componente.
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Facutad de Ingenieria - UBA 6
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Equilibrio gas-lquido
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Facutad de Ingenieria - UBA 7
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Equilibrio gas-lquido
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Facutad de Ingenieria - UBA 8
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Etapa de equilibrio
F alimentacin a tratar S solvente R Refinado (F procesada) E Extracto (Solvente procesado)
Balance de Masa F*CF + S*CS = R*CR + E*CE F*CF - R*CR = E*CE - S*CS En sistemas donde los caudales se mantienen constantes vale F=R y S=E, entonces F*(CF - CR )= S*(CE CS) F/S= (CE CS) / (CF - CR )
1 F
S E
R
CS
CE
CF CR
FASE S
FASE F
F/S
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Facultad de Ingenieria - UBA 9
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Contacto multietapa: - Corrientes Cruzadas
- Contracorriente
Balances Diagramas Y-X
Fn-1 R
S E
R Fn
E
R Fn+1 R
E S E
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Facultad de Ingenieria - UBA 10
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Numero de etapas tericas Numero de etapas reales Eficiencias
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Facultad de Ingenieria - UBA 11
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Equipos
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Facultad de Ingenieria - UBA 12
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Equipos
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Facultad de Ingenieria - UBA 13
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Diseo Hidrulico de torres empacada
Elementos constituyentes Distribuidores de liquido Empaque Retenedores de empaque Sistemas de alimentacin Soportes de empaque Eliminadores de Arrastre Colectores de liquido
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Facultad de Ingenieria - UBA 14
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Tipos de relleno
Al azar (vienen en distintos dimetros y materiales)
Monturas Intalox cermicas
Anillos Pall
Anillos Raschig
Estructurados
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Facultad de Ingenieria - UBA 15
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Determinacin de dimetro
Grficos de Leva
Zona de bajo flujo Zona de precarga Zona de carga Inundacin Inversin de fase
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Facultad de Ingenieria - UBA 16
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Determinacin de dimetro
Grfico de Eckert
Recom. Gop=0,7-08 Gf 1/8>dp/D>1/15
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Facultad de Ingenieria - UBA 17
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
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Facultad de Ingenieria - UBA 18
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Coeficientes
Flujo = Coeficiente x Fza. impulsora
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Facultad de Ingenieria - UBA 19
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Coeficientes (cont.)
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Facultad de Ingenieria - UBA 20
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Coeficientes (cont.)
Mayor resistencia Lado Gas = 1/ky >> m/kx
Si ky ~ kx y A es muy soluble en lquido
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Facultad de Ingenieria - UBA 21
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia Coeficientes (cont.)
Analizar segmentos
Si ky ~ kx y A es poco soluble en lquido
Caso incorrecto?
Operaciones Unitarias de Transferencia de MateriaNmero de diapositiva 2Nmero de diapositiva 3Nmero de diapositiva 4Nmero de diapositiva 5Nmero de diapositiva 6Nmero de diapositiva 7Nmero de diapositiva 8Nmero de diapositiva 9Nmero de diapositiva 10Nmero de diapositiva 11Nmero de diapositiva 12Nmero de diapositiva 13Nmero de diapositiva 14Nmero de diapositiva 15Nmero de diapositiva 16Nmero de diapositiva 17Nmero de diapositiva 18Nmero de diapositiva 19Nmero de diapositiva 20Nmero de diapositiva 21
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