equipos de proceso
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE
INGENIERÍA
CARRASCO BANDA NEIL N. 1
EQUIPOS DE PROCESO COMUNES EN LA
INDUSTRIA QUÍMICA Y AFINES
• BOMBAS
• COMPRESORES
• INTERCAMBIADORES DE CALOR
• TANQUES DE SEPARACION FLASH
• COLUMNAS DE DESTILACION
• EVAPORADORES
• HORNOS
• REACTORES
CARRASCO BANDA NEIL N. 2
BOMBAS
CARRASCO BANDA NEIL N. 3
Es un equipo para transporte de líquidos. Se encarga de
suministrar la energía necesaria para vencer las perdidas
por rozamiento y de proporcionar la presión requerida en
la corriente de descarga.
Para elegir una bomba hay que considerar:
La presión necesitada en la descarga
Flujo volumétrico a manipular
Propiedades físicas del fluido: viscosidad, densidad, etc.
Funcionamiento intermitente o continuo.
TIPOS DE BOMBAS
Bombas de
desplazamiento positivo
Bombas volumétricas
Bombas de émbolo
Bombas rotativas
Bombas de engranes
Bombas de diafragma
Bombas de paletas
Cuando la viscosidad de los líquidos
es grande y los flujos pequeños, o
cuando se desean flujos de líquidos
medidos cuidadosamente, lo mejor es
utilizar este tipo de bomba
Bombas dinámicas
Bombas centrífugas
Bombas periféricas
Bombas especiales
La bomba centrífuga radial es la más
importante y popular. La bomba
centrífuga es generalmente el
transportador mas confiable, de
trabajo pesado y económico.
CARRASCO BANDA NEIL N. 4
CARRASCO BANDA NEIL N. 5
COMPRESORES
Es una máquina construida para aumentar la presión y
desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal
como los gases y vapores.
Son parte importantísima de muchos sistemas de
refrigeración.
Se encuentran en sistemas de generación de energía
eléctrica, tal como lo es el Ciclo Brayton.
Se encuentran en el interior muchos "motores de avión",
como lo son los turborreactores y hacen posible su
funcionamiento.
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Compresor de pistón
de dos etapas
TIPOS DE COMPRESORES
COMPRESORES DE DESPLAZAMIENTO
ALTERNATIVOS ROTATIVOS
EMBOLO PALETADIAFRAGMA TORNILLO
CARRASCO BANDA NEIL N.
INTERCAMBIADORES
DE CALOR
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Son equipos fundamentales para
la conservación y la transferencia
de energía.
Su diseño está gobernado por la
siguiente ecuación:
Donde:
Q es el calor total transferido.
U es el coeficiente global
A es el área de transferencia.
ΔTml es la diferencia de Tml.
q UA Tm
Cuando el flujo no es en
paralelo ni en contra-
corriente, es necesario una
corrección al ΔTml. Para
ello, generalmente se usa
el método del factor F o
del número de unidades de
transferencia
CARRASCO BANDA NEIL N. 8
TIPOS DE INTERCAMBIADORES DE CALOR
Normalmente se clasifican de acuerdo al arreglo de flujo y
el tipo de construcción.
2-Tipo de construcción
Doble tubo
Tubo y coraza
Compactos
1- Arreglo del flujo
Flujo paralelo
Contraflujo
Flujo cruzado
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TANQUES DE SEPARACIÓN FLASH
La separación instantánea a es una operación común
empleada para separar una mezcla líquido-vapor y
enriquecerla de manera parcial.
El análisis de la separación
por medio de expansión
instantánea se basa en una
aplicación directa de los
fundamentos de la ingeniería
química, es decir:
Balance de matería y energía
Relaciones de equilibrio
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Esquema de
una
Columna de
platos en
Operación
COLUMNAS DE DESTILACION
ABSORCION Y DESORCION
DESTILACIÓN. Separación
por medio del calor de una
sustancia volátil desde una
mezcla con otras sustancias.
Para llevar a cabo la
operación se aprovecha la
diferencia de volatilidad de
los constituyentes de la
mezcla, separando o
fraccionando éstos en
función de su temperatura
de ebullición
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yiT( ) xi
1 T( ) 1 xi
RELACIÓN DE EQUILIBRIO
VAPOR-LÍQUIDO
donde:yi: fracc. molar del mas volátil en la fase vaporxi: fracc. mol del mas volátil en la fase líquidaAlfa: volatilidad relativa promedio, función de latemperatura
Volatilidad relativa
α= (y*/(1-y*))/(x/(1-x))
Despejando:
Por definición:Curva de
Equilibrio
Línea a 45º
x=zFxB
y
yB
yN
xD
Línea qy
q
q 1x
zF
q 1
CARRASCO BANDA NEIL N. 12
COLUMNAS DE DESTILACION
ABSORCION Y DESORCION
DISEÑO.- Para especificar
la altura de una torre, debe
conocerse el número de
platos o de unidades de
transferencia, la separación
entre los platos o la altura
de cada unidad. Para
determinar el diámetro de
las torres, se definen los
flujos relativos interiores de
los gases y los líquidos y se
utilizan las velocidades
adecuadas.
Condensador total
Alimentación
vapor
BoilupN
2
1
f
Drum
Etapas zona Rectificación
Etapas sección stripping
Etapa alimentación
Fondo
rehervidor
Reflujo Destilado
Como la volatilidad relativa disminuye con el
aumento de la presión, generalmente se
efectúa una rectificación a la presión mas baja
razonable de la columna, esto a su vez, está
dictaminado por la temperatura de
enfriamiento, la cual controla la presión en el
condensador.
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Platos perforados
Se muestran diferentes
tipos de campanas.
Platos de válvula
Se muestra el borboteo
del vapor en el líquido.
TIPOS DE PLATOS
Platos de campanas
de borboteo
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TIPOS DE EMPAQUE
COLUMNA EMPACADA Y
TIPOS DE EMPAQUE
COLUMNA EMPACADA
Anillo Pall
Super Intalox
D
F
W
Región de
desenganche
Región de
desenganche
Distribuidor de
vaporPlato soporte
Distribuidor del
alimento líquidoPlato contenedor
Plato contenedor
Plato soporte
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REACTORES QUÍMICOS
En la mayoría de los casos estos equipos son recipientes de
proceso, tales como: Hornos, intercambiadores de calor, etc.
Se los diseña para maximizar la conversión y selectividad
del(de los) producto(s) deseados con el menor coste posible.
Tradicionalmente los reactores
se clasifican según sus
características de flujo como:
Reactor de tanque agitado
Reactor de flujo pistón
Reactor batch (discontinuo)
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