mdp 04 cf-07 torres de destilación empacadas

PDVSA N° TITULO

REV. FECHA DESCRIPCION PAG. REV. APROB. APROB.

APROB. FECHAAPROB.FECHA

TORRES DE FRACCIONAMIENTO

�1994

MDP–04–CF–07 TORRES DE DESTILACION EMPACADAS

APROBADO

NOV.97 NOV.97

NOV.97 A.H.0 149 L.R.

MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO

ESPECIALISTAS

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TORRES DE DESTILACION EMPACADAS NOV.970

PDVSA MDP–04–CF–07

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.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma

Indice1 OBJETIVO 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 ALCANCE 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 REFERENCIAS 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4 TIPOS DE EMPAQUES Y APLICACIONES 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1 Empaques desordenados 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2 Empaques estructurados 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3 Diámetro de la columna 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4 Caída de presión promedio 15. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5 Tasa mínima de mojado (Min. Wetting Rate) 15. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5 ALTURA DE LA COLUMNA 16. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1 HETP, empaques desordenados 17. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2 Efectos de la mala distribución en el diseño de columnas empacadas 18.

6 INTERNOS DE TORRES EMPACADAS 18. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1 Distribución de líquido 18. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2 Criterios de diseño generales para distribuidores 26. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3 Distribuidores con alimentación líquido–vapor (“Flashing Feed”) 27. . . . . . 6.4 Redistribuidores de líquido 28. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.5 Distribuidores de vapor 29. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.6 Soportes de empaque 30. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7 EJEMPLO DE DIMENSIONAMIENTO DE TORRES EMPACADAS 317.1 Primera iteración 31. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2 Cálculo del diámetro usando el criterio de máxima caída de presión 34. . . 7.3 Dimensionamiento de la columna: segunda iteración 37. . . . . . . . . . . . . . . . 7.4 Dimensionamiento de la columna: chequeos de diseño 39. . . . . . . . . . . . . . 7.5 Sumario de diseño y funcionamiento 43. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8 ATLAS DE INTERPOLACIÓN DE CAPACIDAD DEL EMPAQUE Y CAÍDADE PRESIÓN (MÉTODO GPDC) 44. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.1 Guías para el uso de las figuras de interpolación GPDC 44. . . . . . . . . . . . . . 8.2 Nomenclatura y leyendas en las figuras 46. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9 DATOS DE EFICIENCIA DE EMPAQUE 47. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.1 Empaques desordenados 47. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.2 Empaques estructurados 49. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

http://www.intevep.pdv.com/santp

http://www.intevep.pdv.com/santp/mdp/indice_mdp.htm

http://www.intevep.pdv.com/santp/mdp/fraccio/indice_fraccio.htm

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1 OBJETIVOPresentar la metodología generalmente usada para el diseño y evaluación detorres de destilación empacadas en la industria petrolera y petroquímica.

2 ALCANCEEsta subsección presenta la metodología para el diseño de torres de destilaciónempacadas con empaques no estructurados (desordenados), estructurados yrejillas. Adicionalmente se presentan ejemplos que ilustran la metodología decálculo. No se incluyen métodos para el diseño de distribuidores.

3 REFERENCIAS– Distillation Design, Henry Z. Kister. Mc. Graw Hill, N.Y. 1992.– Prácticas de Diseño de PDVSA, 1986.– Handbook of Chemical Engineering Calculations, Brittish Petroleum, Mayo

1981.– Distillation Operations, Henry Z. Kister. Mc. Graw Hill, N.Y. 1990.

4 TIPOS DE EMPAQUES Y APLICACIONESLos empaques pueden ser divididos en tres clases:

a. Empaques desordenados o rellenos: Son unidades o piezas discretas deempaques con una forma geométrica especifica, los cuales son vaciados orellenados aleatoriamente dentro de la columna.

b. Empaque estructurado o sistemáticamente arreglado: Está constituido porcapas onduladas de malla tejida (wire mesh) u hojas corrugadas. Esteempaque es apilado ordenadamente en secciones dentro de la columna.

c. Rejillas: Son también empaques estructurados, pero en vez de malla tejidau hojas corrugadas están constituidas por una estructura reticular abierta.

4.1 Empaques desordenadosSon los de uso mas común en la práctica comercial. Históricamente pueden serdivididos en tres generaciones. La primera generación (1907 a 1950) produjo dostipos básicos de formas simples, el anillo Rasching y la silla Berl, que vienen a serlos ancestros de los empaques desordenados modernos. Estos empaques se hanvuelto obsoletos con los nuevos desarrollos, y rara vez son usados en la prácticamoderna de destilación.

La segunda generación (finales de 1950 principio de los setenta) produjo dosgeometrías muy populares: el anillo Pall, que evoluciono del anillo Rasching, y lasilla Intalox, que se desarrollo a partir de la silla Berl. Esta segunda generaciónde empaques todavía es popular y de extensivo uso en la industria.




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La tercera generación (mediados de los setenta hasta el presente) ha producidouna multitud de geometrías comerciales, la mayoría de las cuales evolucionó delos anillos Pall y sillas Intalox.

En la Tabla 1 se encuentra algunas equivalencias de las distintas denominacionescomerciales de los empaques desordenados, y se refiere exclusivamente a los desegunda generación, ya que cada empaque de la tercera generación de distintascompañías ofrecen características únicas, no siendo posible una equivalencia.

TABLA 1. EQUIVALENCIA DE LAS DISTINTAS DENOMINACIONES COMERCIALES DEEMPAQUE, EMPAQUES ESTRUCTURADOS

Norton Koch Glittsch Jaeger Raushert

Intalox saddles(m,c,p)

Flexisaddle (m) Novalox saddles (m)

Super Intaloxsaddles (c,p)

Flexisaddle (p) Ballast saddles (p) Novalox saddles (p)

Pall rings (m,p) Flexining (m) Ballast ring (m) Pall rings (m,p,c) (1) Pall rings (m,p,c) (1)

Hy pack (m) K–Pack (m) Ballast plus (m)

Leyenda: m: metal; p: plástico; c: cerámica

NOTA:1. El desempeño de los anillos Pall de cerámica es inferior a sillas Intalox de cerámica.

4.1.1 Materiales de empaque–empaques desordenados

La selección de el material de empaque se basa principalmente en la resistenciaa la corrosión. Los factores que se enumeran a continuación también sonimportantes.

Metales: Los empaques de acero al carbono deberían ser considerados como laprimera alternativa para la mayoría de las aplicaciones cuando la corrosión norepresenta un problema. Comparados con los plásticos y de cerámica,normalmente ofrecen una mayor capacidad y eficiencia, una mayor diversidad degeometrías, mayor capacidad de reducción de carga (“turn–down”) y mayorresistencia mecánica (lo cual permite mayor altura de lecho). Los empaques deacero inoxidable cuestan aproximadamente de 3 a 5 veces mas que los de aceroal carbono; las aleaciones son inclusive mas costosas. No se deberían usarempaques metálicos cuando la velocidad de corrosión sea mayor a 0.25mm/año (Ref. 3).

Cerámica: El uso de empaques de cerámica se ha visto reducido desde eladvenimiento de los empaques plásticos. Comparados con los plásticos, losempaques cerámicos son frágiles, tienen menor capacidad y no están disponiblesen muchas de las formas mas usadas. Actualmente, los empaques cerámicos se




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especifican solo cuando se requiere una gran resistencia al ataque químico y altastemperaturas (p. ej. absorción de ácido sulfúrico). Sin embargo, se han reportadocasos de degradación de empaques cerámicos en soluciones en ebullición decarbonato de potasio. Los empaques cerámicos se degradan rápidamente enpresencia de ácido hidrofluorhídrico. En soluciones cáusticas calientes, puedeesperarse una vida útil de un año aproximadamente para una operación con 10%de soda cáustica hasta 50 °C, y con 1% de soda cáustica hasta 95 °C (Ref. 2).

Plástico: El polipropileno es barato y es el mas usado cuando las temperaturasde operación no exceden los 120 °C (Tomar en consideración procedimientosoperacionales como desplazamiento con vapor). Se debe tener cuidado cuandoexiste la posibilidad de puntos calientes, p. ej. cuando hay calor de disolución.Otros plásticos pueden ser mejores a mayores temperaturas, pero son mas caros.El Kynar tiene como límite 140 °C y el polietileno 100 °C (pero se puede extendercon refuerzos de fibra de vidrio). Generalmente, los anillos Pall de plástico son losmejores, pues son mas rígidos y resisten el ablandamiento mas que otrasgeometrías debido a sus “brazos” internos. Las sillas Intalox tienden a“empaquetarse” (trabarse) a partir de 95 °C, y por lo tanto limitan la capacidaddespués de largos períodos de operación.

Algunos grados de polipropileno tienden a promover la formación de espuma enservicios alcalinos. Los plásticos tienden a degradarse en atmósferas oxidantesy cuando se usan solventes, por lo cual debe evitarse su uso en tales aplicaciones.Igualmente los plásticos se vuelven frágiles a la luz ultravioleta, a temperaturasmuy bajas y con el tiempo.

Debido a su baja “mojabilidad”, es más difícil formar una capa delgada de líquidoen la superficie de los empaques plásticos, esto es causa de problemas,especialmente durante el período de “envejecimiento” en el arranque inicial de unacolumna.

4.2 Empaques estructuradosLa primera generación de empaques estructurados (p. ej. Panapack) aparecióhacia los años cuarenta. Estos empaques rara vez son usados en la actualidad.La segunda generación comenzó en los años cincuenta con empaques de mallatejida (“wire mesh”) de alta eficiencia tales como Hyperfil de Goodloe y losempaques Koch–Sulzer de malla tejida. Hacia los años setenta la aplicación deestos empaques cobró importancia en destilación al vacío, donde su baja caídade presión por etapa teórica es de gran ventaja. En este servicio son muy usadoshoy en día. Los empaques de hoja corrugada, primeramente introducidos porSulzer hacía 1970, comenzaron con la tercera generación de empaquesestructurados. Con una alta capacidad, menor costo y menor sensibilidad a lossólidos (en comparación a los empaques de malla tejida), pero con una altaeficiencia, estos empaques se vuelto mas competitivos con otros internos




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convencionales, especialmente en aumentos de capacidad “revamps”, hasta elpunto de hacerlos uno de los internos mas usados en la actualidad.

Comparación entre empaques estructurados y desordenados

– Capacidad y eficiencia: En general, los empaques estructurados muestranventajas en capacidad y eficiencia comparados con empaques desordenados,cuando son operados a cargas líquidas menores (<49 m3/h/m2, 20 GPM/pie2).Sin embargo, los empaques estructurados no deberían ser usados en serviciosdonde la presión de operación sea mayor de 100 a 200 psia, y/o con cargaslíquidas menores a 24 m3/h/m2 (10 GPM/pie2), debido a una severa reducciónde eficiencia y capacidad de los empaques estructurados en estas condiciones,puede hacerse una excepción donde la práctica operacional en estascondiciones haya demostrado que son adecuados (p. ej. contactores de glicol).

– Caída de presión por etapa teórica: Los empaques estructurados tienen unaconsiderablemente menor caída de presión por etapa teórica que losdesordenados.

– Inventario de líquido: En aquellas aplicaciones donde se necesite reducir elinventario líquido, debido a la posibilidad p. ej. de degradación térmica, sedebería preferir el uso de empaques estructurados

– Sensibilidad a problemas operacionales: Los empaques estructurados puedenabsorber mejor que los empaques desordenados incrementos súbitos depresión, tales como los producidos al introducir agua en una torre de crudo,debido a su menor caída de presión y estructura en forma de “bloque”.

– Mantenimiento/Inspección: Detectar un defecto de fabricación o instalación, oinspeccionar dentro de un “bloque” de empaque estructurado esextremadamente difícil y puede dañar el empaque. Inspeccionar las paredes dela columna (p. ej. para determinar corrosión) puede ser también difícil, yrequiere dañar varios elementos de empaque. Es mucho más fácil inspeccionarun empaque desordenado.

– Costo: Los empaques estructurados cuestan de 3 a 10 veces mas por unidadde volumen que los empaques desordenados de 2 plg. Sin embargo, su mayorcapacidad y eficiencia permiten el uso de columnas de menor altura y diámetro,por lo que será necesario realizar un análisis costo–beneficio y compararlo Vs.un diseño de torre con empaque desordenado.

4.3 Diámetro de la columnaLa herramienta de diseño mas adecuada para dimensionar columnas empacadases la interpolación de datos experimentales. Sin embargo, el diseñador seencuentra con frecuencia en la situación de no poseer tal información para unservicio particular. Ante esta circunstancia, la única opción posible es el uso decorrelaciones de diseño. Es importante reconocer que trabajar con una sola




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correlación de diseño de torres empacadas no es suficiente, puesto que unproblema frecuente es la incertidumbre de que la correlación seleccionadaproporcione una predicción adecuada para el servicio en consideración, ya quesus limitaciones son a menudo desconocidas, y si son conocidas, rara vez sonreportadas. A continuación se expondrán las correlaciones mas usadas en laactualidad.

4.3.1 Criterios de dimensionamiento de columnas empacadas

– (4.3.1.1) Correlaciones basadas en el concepto de inundación: Se puededefinir inundación como “una región de rápido incremento de la caída de presióncon perdida simultánea de eficiencia en la transferencia de masa, siendo unsíntoma adicional una importante acumulación de líquido”. Las torresempacadas usualmente son diseñadas para un 70 a 80 por ciento de lavelocidad de inundación. En la Tabla 2 se dan los porcentajes de inundaciónde diseño dependiendo del servicio. Las siguientes son las correlaciones masempleadas:

TABLA 2. PORCENTAJE DE INUNDACIÓN DE DISEÑO

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

SERVICIOÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

EMPAQUEMETALICO

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

EMPAQUEPLASTICO

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

EMPAQUECERAMICO

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Sistemas de Hidrocarburos ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

70–80 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

NR ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

NRÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Sistemas espumosos (cáustico,amina, catacarb)

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

60ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

60ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

50

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Otros sistemas acuososÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


85ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

70

NR: No recomendado




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figura de Eckert: Este método cuyo nombre completo es “figura deSherwood–Eckert Para una Correlación Generalizada de Caída de Presión”,también conocido como GPDC por sus siglas en inglés, ha sido el más empleadoen la industria por décadas. La Figura 1 muestra esta correlación.

Fig 1. FIGURA DE SHERWOOD–ECKERT.

La abscisa de la figura de Eckert es el parámetro de flujo. La referencia 1,recomienda el uso de la correlación de inundación (la curva de inundación en laFigura 1) sólo para empaques desordenados cuyos factores de empaque Fpexcedan 60 (ver definición en la pág. 12).

Esta correlación esta incluida en el programa de simulación PROII de Simsci.




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Correlación de Kister y Gill: Esta correlación simplemente establece que:

� �Fl � 0.115 F 0.7p (1)

La ecuación (1) expresa que la caída de presión en el punto de inundación esfunción solamente del factor de empaque. Una vez que se conoce esta caída depresión, la velocidad de inundación puede ser calculada usando cualquier métodoestándar de predicción de caídas de presión.

La referencia 1 recomienda el uso de esta correlación en conjunto con métodos depredicción de caída de presión por interpolación. Igualmente señala que paraempaques estructurados de alta capacidad, con una geometría única tales comoNorton Intalox 2T y Jaeger Maxpac, la ecuación (1) consistentemente predicepuntos de inundación de 5 a 10% menores del valor real.

Correlación de Billet y Shultes: Billet y Shultes modificaron la GPDC para tomaren cuenta la retención de líquido. La derivación de esta correlación se basa en elpostulado de que en el punto de inundación, un pequeño incremento de lavelocidad de líquido o de vapor afecta de manera cuasi–infinita la retención. Lacorrelación es la siguiente:

u2s,Fl

�G�L

� 20.3048

�� hL, FL�3

�

hL, FLap

C2i,FL��

Flv��l�v�0.2

��

�nFl

(2)

El parámetro de flujo Flv esta dado por:

Flv � LG

�G�L

(3)

Ci,FL y nFL están dados por:

Ci, FL � C1,Fl

nFl � 0.388(4)para Flv ≤ 0.4

Ci, FL � C2,Fl

nFl � 1.416para Flv ≥ 0.4 (5)

ap, C1,Fl y C2,Fl son constantes obtenidas de la Tabla 3.

donde:

ap : es el área superficial específica




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ε : es la fracción vacía del empaquehL,FL: es la fracción volumétrica de líquido retenido (pie3 líquido/pie3 de

lecho) en el punto de inundación, calculado por:

h3L,Fl

�3h L,Fl – �� 6�ReL

GaL(6)

Esto da una ecuación de cuarto orden en h L,Fl. La ecuación tiene solamente unasolución con significado físico, dada por:

�3

� h L,Fl � � (7)

Los números de Reynolds y Galileo, ReL y GaL están dados por:

Re L ��L�L

0.000672 ap�L(8)

Ga L �g�2

L

�0.000672 �L�2a 3

p

(9)

La correlación de Billet y Shultes aplica tanto a empaques estructurados como adesordenados y tiene una firme base teórica. La referencia 1 indica que suprecisión es ± 10%. Sin embargo, las constantes requeridas para el uso de lacorrelación no están disponibles para la mayoría de los empaques más comunes.

Que método usar: Generalmente, la interpolación de datos es el método máspreciso, y debe ser el preferido cuando están disponibles datos de inundación. Deotra manera, si están disponibles datos de caída de presión, o estos pueden serpredichos con mucha confiabilidad, la ecuación 1 es la recomendada. Cuando elfactor de empaque Fp excede el valor de 60, la correlación de Eckert es larecomendada. En condiciones de vacío y a bajas presiones por encima de laatmósfera, y cuando las constantes apropiadas están disponibles, se recomiendatambién el uso de la correlación de Billet y Shultes.

Predicción de la inundación por interpolación: Los gráficos de interpolaciónGPDC son usados para interpolar datos reales de punto de inundación. Lainterpolación de datos reales permite una predicción muy precisa del punto deinundación, pero solo puede ser usada cuando están disponibles suficientespuntos experimentales. Si en los gráficos están ausentes los datos quecorresponden a la inundación, se pueden usar los datos de caída de presión paradeterminar aproximadamente el punto de inundación mediante la ecuación 1.




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TABLA 3. CONSTANTES PARA LA CORRELACION DE BILLET Y SHULTESCaracterísticas Inundación Carga

Empaque Tamaño Np, 1/ft3 ap, ft2 / ft3 ε, ft3 / ft2 C,1,Fl C2,Fl C1,Lo C2,Lonominal, plg

Empaques Desordenados Metálicos

Anillos Pall 2 176.8 34.3 0.951 1.580 2.725

1.4 552.7 47.9 0.946 1.679 2.629

1 1345.1 65.5 0.942 2.083 2.627

5/8 6490.9 112.3 0.933 2.081 2.550

Anillos Hiflow 2 141.6 28.1 0.977 1.626 2.702

1 1130.3 60.5 0.962 2.177 2.918

Anillos Bialecki 2 177.8 36.9 0.966 1.896 1.627 2.916 3.616

1.4 514.7 47.2 0.965 1.885 1.883 2.753 3.850

1.0 1472.5 68.6 0.945 1.856 1.782 2.521 3.412

CMR 1.5 1720.1 53.3 0.974 1.841 2.697

1.0 4487.3 70.9 0.971 1.996 2.703

5/8 15686 103.6 0.951

Anillos Rashing 5/8 10838 177.5 0.917

Empaques Desordenados Plásticos

Anillos Pall 2 188.7 31.1 0.926 1.757 2.816

2 (Malla) 1.886 2.967

1.4 472.4 45.2 0.907 1.742 2.654

1.0 1481.0 68.6 0.880 2.064 2.252 2.696 4.062

Anillos Hiflow 3.5 1.597

2 198.1 36.6 0.924 1.871

2 (Super) 1.702

1 1.989

Anillos Bialecki 2 1.540 1.366 3.221

Nor–Pac 2 218.3 29.0 0.949 1.786 2.959

1.4 485.5 42.4 0.930 2.242 3.179

1 1260.1 54.9 0.927

1 Tipo A 2.656 3.419

1 Tipo B 2.472 3.277

1 Tipo C 2.156 2.990

1 10–web 2.083 2.865

7/8 2.173 2.893

5/8 2.406 2.246 2.911 3.881

Sillas Intalox 2 1.548

2 (Malla) 1.657 2.382

1.4 1.600 2.317

Anillos Ralu 2 1.812 2.317

Tri–Packs Jaeger 13/4

Tellerette 13/4 2.132 2.843

1 2.913




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– (4.3.1.2.) Correlaciones basadas en el concepto de máxima capacidad deoperación. La máxima capacidad de operación (MOC por sus siglas en inglés)se define como el “máximo flujo de vapor que permite una operación a un nivelde eficiencia normal del empaque”. Aún cuando algunos autores prefieren eluso de este concepto para el dimensionamiento de torres empacadas en vezdel punto de inundación, determinar la MOC es difícil, y da lugar a un alto gradode subjetividad. Adicionalmente, la determinación de la MOC es sensible a laprecisión en la medida de la eficiencia del empaque.

Las correlaciones para la determinación del MOC a veces están disponibles enla literatura abierta, o en programas suministrados por los fabricantes. La únicacorrelación distinta a éstas es la de Kister y Gill:

us,MOC � 0.95us,Fl (10)

Donde es us,Fl evaluado con la ecuación (1). Esta correlación tiene unaprecisión de ± 20%, tanto para empaques estructurados como desordenados.La referencia 1 señala que para empaques estructurados de alta capacidad degeometría única tales como Norton Intalox 2T y Jaeger Maxpac, la ecuación (1)consistentemente predice puntos de inundación de 5 a 10% menores del valorreal.

Normalmente, se recomienda diseñar torres empacadas con un margen del 10al 20% del MOC. Puesto que la MOC esta usualmente 5% por debajo del puntode inundación, este criterio equivale a diseñar de un 76 a 86% de la velocidadde inundación, que es por lo tanto menos conservador que el criterio del factorde inundación.

– (4.3.1.3.) Correlaciones basadas en el criterio de caída de presión: Elcriterio de caída de presión se usa con frecuencia para especificar la capacidadde una torre empacada. Sin embargo, este concepto adolece de múltipleslimitaciones, por ejemplo: 1) La caída de presión varía con el diámetro de lacolumna para columnas menores a 1 m. de diámetro, 2) La caída de presión esmayor para lechos secos que húmedos, 3) Las mediciones de caída de presiónen alto vacío (<50 mmHg) se ven afectadas por la caída de presión y elgradiente de presión a lo largo del lecho. 4) Las mediciones de caída de presiónen torres empacadas incluyen el cabezal estático de vapor, etc.

Cuando este criterio es usado, las torres son diseñadas de manera tal que lacaída de presión en cualquier punto no exceda un valor máximo recomendado.




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Las caídas de presión recomendadas se listan en la Tabla N° 4. La caída depresión es el criterio que generalmente fija el diámetro de la torre en lossiguientes servicios: destilación al vacío, servicios con formación de espuma ycuando se requiere minimizar el tamaño del motor de compresores/sopladores.

Interpolación en gráficas GPDC. Al superponer puntos de datos experimentales(para un empaque dado) en las curvas de la correlación de caída de presióngeneralizada (figuras GPDC), las figuras GPDC se convierten en figuras deinterpolación. Las curvas de la correlación ayudan a guiarse en la interpolación.

La abcisa de la gráfica esta dada por el parámetro de flujo:

Flv �LG

�G�L

(11)

y la ordenada por:

Parámetro de Capacidad = Cs FP0.5

�0.05(12)

Donde:

υ = viscosidad cinemática del líquido en centistokes (= µ, (cP) / ρ)

CS= factor “C” (La velocidad superficial del vapor corregida por las densidades dellíquido y vapor, dada por:

Cs � uS�G

�L– �G (14)

FP = factor de empaque, el cual es un factor empírico característico de la formay el tamaño del empaque. Debido a los distintos valores reportados en laliteratura, se deben usar los factores de empaque dados en la Sección 8 paracada empaque.




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TABLA 4. CAÍDAS DE PRESIÓN MÁXIMAS RECOMENDADAS PARA COLUMNAS CONEMPAQUES DESORDENADOS

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Tipo de SistemaÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Máxima Caída dePresión, plg. de agua por

pie de empaque

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Fraccionador Atmósferico ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.5–1.0


Fraccionadores de media a baja presión ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.5–1.0


Destilación a alta presión ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ0.06 < ρG/ ρL<0.2 (Nota 1) ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ0.19Fp0.7(ρL/ρH2O)


0.2 < ρG/ ρL (Nota 2) ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.099Fp0.7(ρL/ρH2O)ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Destilación al vacío (Notas 3,4) ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.1–0.6ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁSistemas con formación de espuma (Nota 5)

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ0.1–0.6

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Absorbedores (Nota 5)ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.1–0.75


Absorbedores sin formación de espuma ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.25–0.4


Absorbedores con formación de espuma (Nota 5) ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.25


Relación L/G > 20 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Nota 6ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Absorbedores de aminas (Nota 5) ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.25ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Absorbedores de carbonato caliente (Nota 5) ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


Secado de Cloro (Nota 7) ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.1–0.15ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Absorción de SO3 (Nota 8)ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.25–0.30ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁAtmósfericos

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ0.2–0.4ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


Presión (Nota 9)ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.5–1.0


Regeneradores (Nota 5) ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.15–0.6


Despojadores con gas inerte de sistemas espumantes(Nota 5)

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.25


Despojadores con vapor o solvente y rehervidor (ReboiledSolvent) de sistemas espumantes

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.3


Regeneradores de Aminas (Nota 5)ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.3


Regeneradores de carbonato caliente ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.4


Atmósfericos ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.2–0.4ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Presión (Nota 9)ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.5–1.0ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Lavadoras (Scrubbers) (Nota 10)ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.25–0.6


Con agua ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.6


Con líquidos distintos a agua L > 50 lb/ft3 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


Scrubbers con formación de espuma ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.35




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Tabla 4 (continuación):

Notas:

1. Basado en la Ecuación (13):

�P � 33F0.5p C2.4

S �� (13)

2. Basado en la Gráfica 1.

3. Debido a las consideraciones de tasa mínima de mojado, no se recomiendadiseñar para caídas de presión menores a 0.1 plg. de agua por pie.

4. Las razones para la baja caída de presión recomendada en sistemas devacío la formación de rocío y retención de líquido experimentada en vacío,y la minimización de la temperatura de fondo y por tanto la degradación delos materiales.

5. La caída de presión máxima recomendada es baja debido a la tendenciaa la formación de espuma, lo cual es equivalente a incorporar un factor deseguridad (F.S.) por esta razón.

6. El flujo de gas no debe exceder de 85% del caudal que ocasione una caídade presión de 1.5 plg. de agua por pie.

7. Se refiere al secado del gas cloro usando ácido sulfúrico. La razón de labaja caída de presión es que el Cloro es secado en un grupo de torresarregladas en serie, por lo cual se desea que la caída de presión global delsistema sea baja.

8. Se refiere a la absorción de SO3 en la producción de ácido sulfúrico. Larazón de la baja caída de presión es evitar la retención de ácido fuera delabsorbedor a la vez que se permite algún aumento de la caída de presióndebido a la acumulación de productos de sulfonación y astillas de empaqueen el lecho empacado.

9. Presumiblemente en servicios sin formación de espuma.

10. Algunos ejemplos incluyen HF, HCL, Amoníaco, Lavadores de dióxido deazufre.




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En estas gráficas también se presentan datos correspondientes a la capacidadmáxima de operación (MOC) y de inundación. Cuando esta información esteausente, las ecuaciones 1 y 10 pueden ser usadas para determinaraproximadamente el punto de inundación a partir de los datos de caída de presión.

Que criterio usar: Algunos diseñadores han abandonado el criterio de punto deinundación, a favor del de MOC. Ninguno de estos criterios esta libre delimitaciones, pero los asociados con el MOC son bastante más restrictivos.

El criterio de máxima caída de presión debe ser usado conjuntamente con el deinundación. La columna será entonces diseñada para el mas conservador de losdos criterios. Si prefiere usar el criterio de MOC en vez del punto de inundación,el criterio de caída de presión deberá se usado en conjunto con el de MOC, y lacolumna será diseñada para el mas conservador de los dos.

4.4 Caída de presión promedioPara cálculos por computadora, un lecho empacado puede ser dividido en variassecciones. La caída de presión del lecho es la suma de la caída de presión detodas las secciones. Alternativamente, la caída de presión especifica puede sercalculada en el tope y fondo del lecho. La caída de presión específica promediose calcula entonces como:

�P � �0.5�P0.5Tope 0.5 �P0.5

fondo� (15)

En vez de usar la Ec. (15), la caída de presión específica puede ser calculada comoel promedio aritmético de ∆Ptope y ∆Pfondo. Esto proporciona un estimadoligeramente conservador de la caída de presión promedio.

4.5 Tasa mínima de mojado (Min. Wetting Rate)La tasa mínima de mojado (MWR por sus siglas en ingles) es el límite deestabilidad inferior de un empaque. Es la carga líquida por debajo de la cual lapelícula de líquido descendente se rompe, y esta disminución de líquido produceque el empaque se “seque”. El área disponible para la transferencia de masadisminuye, y la eficiencia cae.

Empaques desordenados: Las reglas empíricas dadas por Glitsh para susempaques desordenados tipo CMR están recogidas en la Tabla 5.




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TABLA 5. TASA MÍNIMA DE MOJADO RECOMENDADA POR GLITSH (Base: anillos CMR con ap >43 pie3/pie2)

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Material ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Tasa mínima de mojado,m3/h m2 (gpm/pie2)

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Cerámica no porcenalizada (chemical stoneware)ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.5 (0.2)ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Metal oxidado (acero al carbono, cobre)ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.7 (0.3)


Superficie metálica tratada (acero inox. erosionado)ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

1.0 (0.4)


Cerámica porcelanizada ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

2.0 (0.8)ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

VidrioÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


Metal brillante (acero inox, tantalio, otras aleaciones)ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

3.0 (1.2)


PVC–CPVC ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

3.5 (1.4)


Polipropileno ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


Fluoropolímeros (tipo PTFE) ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

5.0 (2.0)

Los valores recomendados en la Tabla 6 aplican solo para empaquesdesordenados CMR #1, #1.5 y #2. La referencia 4 indica que la siguiente ecuaciónpuede ser usada para extender estos valores a empaques distintos:

QMW � �QMW de la Tabla 6� x �60 �ap�0.5 (16)

Empaques estructurados: Los empaques estructurados se distinguen por suscaracterísticas de mojabilidad superiores comparadas con los empaquesdesordenados. Con empaques metálicos, se ha reportado un funcionamientossatisfactorio hasta 0.1 gpm/pie2 en hojas corrugadas, y hasta 0.05 gpm/pie2 enempaques estructurados tipo malla tejida.

5 ALTURA DE LA COLUMNAEl único método que se considerará para determinar la altura requerida delempaque es el de “altura equivalente a una etapa teórica” (HETP por sus siglasen inglés). Otros métodos como el de la altura de una unidad de transferencia(NTU en inglés) son más complejos, más difíciles de usar y adicionalmentemejoran muy poco la precisión, en comparación con el método de HETP. Entrelos factores que influencian la eficiencia de un empaque se encuentran lossiguientes:

Tamaño y tipo de empaque: Generalmente la eficiencia de un empaqueaumenta cuando:




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– El área superficial por unidad de volumen aumenta. La eficiencia aumentacuando el tamaño del elemento del empaque disminuye (empaquedesordenado) o el tamaño del canal se hace más pequeño (empaqueestructurado).

– La superficie del empaque esta mejor distribuida alrededor del elemento deempaque

Carga líquido/vapor: Para una operación estable con una relación L/Vconstante, generalmente:

– Las cargas de líquido y vapor tienen poco efecto en el HETP de un empaquedesordenado

– La eficiencia disminuye con la carga en un empaque estructurado. El efecto esmas pronunciado en los empaques de malla tejida , y mucho menospronunciado en los de hojas corrugadas. En los empaques estructurados tipohoja corrugada con ondulaciones mas grandes, la eficiencia es prácticamenteindependiente de las cargas líquido/vapor.

Distribución: Tanto una mala distribución de líquido como de vapor causan unadisminución grande en la eficiencia de los empaques.

Presión: Generalmente la presión tiene poco efecto en la eficiencia de losempaques al menos por encima de presiones del orden de 0.07 a 0.14 bar abs.(1 a 2 psia). En destilación a alta presión (> 14 a 20 bar abs.) se ha observado quela eficiencia de los empaques estructurados disminuye con un aumento depresión.

Propiedades físicas: La eficiencia de un empaque es relativamente insensiblea las propiedades del sistema. Sin embargo, para los sistemas acuosos, laeficiencia de un empaque estructurado tiende a ser menor que para sistemas noacuosos.

5.1 HETP, empaques desordenadosDebido a que solo unas pocas variables afectan significativamente la HETP, y alo impreciso de hasta el mejor método de transferencia de masa, las reglasempíricas pueden ser usadas con mucha confiabilidad. Para empaquesdesordenados las siguientes reglas son recomendadas por la referencia 1:

HETP (pies) = 1.5dp (plg),para anillos Pall, o empaques similares de alta eficiencia

HETP ≥ DT para DT (diámetro de la torre) < 2 pies

En columnas de alto vacío (< 0.15 bar abs.), y donde hay problemas de malairrigación (“underwetting”) estas reglas pudieran se optimistas, por lo que algunosautores han recomendado sumar 150 mm (6 plg.) a los valores anteriores debidoa la reducida eficiencia de irrigación.

(17)




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Empaques estructurados: Una regla empírica que ha resultado satisfactoria es:

HETP (plg) � 1200ap �ft3�ft2�

4 (18)

Se debe eliminar el 4 añadido cuando el ángulo de las ondulaciones (“crimps”) esde 45° (Ref. 1).

Predicción de HETP por interpolación de datos: La interpolación de datosexperimentales es el método más confiable de obtener altura equivalentes a unaetapa teórica (HETP) de diseño. La referencia 1 recomienda verificar los valoresobtenidos por interpolación con las reglas empíricas.

5.2 Efectos de la mala distribución en el diseño de columnas empacadasLos efectos de una mala distribución son mas severos en columnas grandes yempaques de pequeño diámetro. La eficiencia de un empaque puede disminuirpor un factor de 2 a 3 debido a una mala distribución.

Una buena práctica de diseño es la de seleccionar un tamaño de empaque con unarelación DT/Dp entre 10 y 40. Con frecuencia esto es impráctico, por lo cual soncomunes relaciones mayores. Existe un incentivo para disminuir la relacióncuando esta excede 40. Cuando se excede un valor de 100, es muy difícildisminuir los efectos de la mala distribución. Se deben evitar relaciones queexcedan 100, o se deberá tomar en cuenta la perdida de eficiencia por este factor.

Para evitar los efectos de mala distribución de pared la relación DT/Dp debe sermayor a 10.

Otro factor a ser tomado en consideración es que los lechos de empaquespequeños o estructurados que desarrollan mas etapas teóricas por lecho son a suvez más sensibles a una mala distribución que un lecho de la misma profundidad,pero con empaques más grandes. Las columnas con menos de 5 etapas teóricaspor lecho son relativamente insensibles a una mala distribución de líquido. Con10 o más etapas por lecho, la eficiencia es extremadamente sensible a la maladistribución.

6 INTERNOS DE TORRES EMPACADASEl buen funcionamiento de una torre empacada depende no sólo del tipo deempaque usado, sino también del diseño efectivo de los internos de la torre. Laselección de los internos puede afectar tanto la eficiencia como la capacidad deoperación. Una distribución adecuada del líquido y el vapor ayuda a proveer elcontacto necesario líquido/vapor para obtener la máxima eficiencia del empaque.

6.1 Distribución de líquidoCualquier distribuidor de líquido no esta exento de una mala distribución, ya quepor razones practicas, el líquido puede ser dividido solamente en un número




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limitado de corrientes. Las consideraciones principales al seleccionar undistribuidor para un servicio dado son la compatibilidad con el servicio y evitar unamala distribución a gran escala. Es conveniente recalcar que la flexibilidadoperacional (“turndown”) de una torre empacada usualmente viene dada por larelación de flujo mínimo de su equipo de distribución.

Los tipos más comunes de distribuidores de líquido comerciales se muestran enlas Figuras 2, 3, 4 y son comparados en la Tabla 6. Actualmente están disponiblesen el mercado varios diseños modernos, llamados con frecuencia “distribuidoresde alto rendimiento” (high performance), los cuales son versiones sofisticadas delos de tipo común. Estos distribuidores tienen incorporadas características paraminimizar una mala distribución a gran escala, y mejorar la compatibilidad con elservicio dado. Su diseño es propiedad de los fabricantes, y se puede esperar queexhiban un mejor comportamiento que los distribuidores estándar, cuando estánadecuadamente diseñados, fabricados e instalados.

Los distribuidores de líquidos son usualmente clasificados en distribuidores apresión y distribuidores por gravedad. En general los distribuidores a presiónproporcionan mayor área abierta para un flujo de vapor dado y tienden a ser menoscaros, más livianos, menos robustos y requerir menos tubería conductora que losdistribuidores por gravedad. Su desventajas son un alto costo de operación(debido a la caída de presión del líquido), susceptibilidad de taponamiento ycorrosión, retención de líquido (“entrainment”), y una calidad de distribución delíquido relativamente inferior. Los distribuidores a presión más comunes son el detubería perforada y el tipo rociador.

Los tipos más comunes de distribuidores por gravedad son el tipo vertedero y eltipo orificio. Ambos tipos pueden manejar grandes flujos de líquido. El tipovertedero generalmente es uno de los distribuidores menos problemáticos, conuna flexibilidad operacional (“turndown”) excelente, pero usualmente solo puedeproporcionar un número limitado de puntos de goteo y es extremadamentesensitivo a la nivelación y agitación superficial. El tipo orificio puede sufrircorrosión y taponamiento, pero puede ser diseñado con un número mayor depuntos de goteo para permitir una distribución de líquido superior.




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Fig 2. TIPOS COMUNES DE DISTRIBUIDORES DE LIQUIDO – PARTE 1. A) DISTRIBUIDOR DE TUBOS ESCALONADOS;

B) DISTRIBUIDOR ANILLO PERFORADO;C) DISTRIBUIDOR SPRAY.

A

B

C




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Fig 3. TIPOS COMUNES DE DISTRIBUIDORES DE LIQUIDO – PARTE 2.D) DISTRIBUIDOR DE BANDEJA DE ORIFICIOS;

E) DISTRIBUIDOR DE TUNEL DE ORIFICIOS.

D

E




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Fig 4. TIPOS COMUNES DE DISTRIBUIDORES DE LIQUIDO – PARTE 3.F) DISTRIBUIDOR DE RANURAS (NOTCHED–TROUGH);

G) DISTRIBUIDOR DE ELEVADOR Y VERTEDERO (WEIR–RISER).

F

G




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6.1.1 Distribuidores de tubería perforada

Los distribuidores de tubería perforada (TP.) son usualmente del tipo escalera oanillo perforado. Las perforaciones son hechas en el lado inferior de la tubería.El de tipo escalera es usualmente el mas fácil de fabricar, y es por lo tanto menoscostoso que el de anillo perforado. Estos distribuidores son los mas adecuadoscuando las velocidades másicas del vapor son altas, y cuando se requiere de unárea abierta que exceda el 70% para evitar inundación localizada. Se debenseguir las siguientes recomendaciones generales:

– Los distribuidores de TP. son adecuados para líquido solamente, y deben serevitados cuando hay presencia de vapor.

– Se recomienda generalmente que estén localizados de 150 a 200 mm. (6 a 8plg.) por encima del plato de retención, para permitir la separación del vapor dellecho antes de que pase a través del distribuidor.

– La velocidad del líquido en las perforaciones no debe exceder de 1.2 a 1.8 m/s(4 a 6 pie/s), y se debe evitar una alta caída de presión a través del distribuidor,puesto que esto pudiera restringir el número de puntos de goteo.

– Los distribuidores de TP. deben ser evitados en servicios donde pueda ocurrirtaponamiento, tales como cuando hay sólidos presentes, o cuando el líquidoesta cerca de su punto de congelación. Tampoco deberían ser usados cuandoel líquido pueda corroer, erosionar o expandir los orificios de otra manera,puesto que algunos orificios pudieran expandirse mas que otros, causandomala distribución.

6.1.2 Distribuidores tipo boquillas rociadoras

Los distribuidores de boquillas rociadoras (BR.) son cabezales de tuberíasequipados con boquillas rociadoras en la parte inferior de los tubos. Son masusados en servicios de transferencia de calor y de lavado, y con muy pocafrecuencia en fraccionamiento. Los servicios donde estos distribuidores sonfrecuentes incluyen: columnas de crudo en refinerías, fraccionadores principalesde FCC, torres de vacío en refinerías, columnas muy pequeñas (donde una solaboquilla cubra toda el área transversal de la columna), y aplicaciones donde sedesee una gran capacidad de manejo de vapor. Se requiere el uso de eliminadoresde líquido arrastrado (demisters) encima del distribuidor. Algunas guías para sudiseño y selección son las siguientes:

– Típicamente los distribuidores de BR. usan rociadores de ángulo ancho (120°),y están localizados de 460 a 900 mm por encima del lecho, irrigando un áreade 0.5 a 0.9 m2 ( 5 a 10 pie2) por boquilla). Las caídas de presión típicas estánen el orden de 0.35 a 2.1 bar (5 a 30 psi).

– Se requiere del solapamiento de área irrigada por cada boquilla en el tope dellecho.




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TABLA 6. DISTRIBUIDORES DE LIQUIDO

Escalera Anillo perforado Boquillasrociadoras

Bandeja deorificio

Túneles conorificio

Bandeja conperforaciones

Vertederoelevador

(Ladder) (Multiple spray) (Orifice Pan) (Tunnel Orifice) en “V” (NotchedThrough)

(Weir Raiser)

Diagrama

Fuerza motriz(“Driving force”)

Presión Presión Presión Gravedad Gravdedad Gravedad Gravedad

Tipo Tubería perforada Tubería perforada Rocío (“Spray”) Orificio Orificio Vertedero Vertedero

Materialesdisponibles

Metal, plástico Metal, plástico Metal Metal, Plástico,Cerámica

Metal Metal,m Plástico,Cerámica

Metal, Plástico,Cerámica

Diámetro de la torre,mm

> 460 > 920 Cualquiera Cualquiera <1200

Cualquiera >1200

Cualquiera > 600 Cualquiera <1200

Tendencia altaponamiento

Media Media Baja–media Alta Alta Baja Baja

Resistencia altaponamiento

Baja Baja Baja Alta Media Baja Alta

Susceptible adesnivelación

No No No A bajo flujo A bajo flujo Si Si

Afectado porcorrosión

Si Si Algo Si Si No No

Susceptible a laagitación ensuperficie del líquido

No No No Si Si Si Si

Posible causante deretención líquida

Si Si Si No No No No

Relación de cargamínima (Turn–down)

Baja Baja Baja Medio Baja Alto Medio

Rango aproximadode caudal líquidopara diseñoestándar, gpm/pie2

1–10 1–10 Amplio 1–30 1.5–70 1–50 1–10

Peso Bajo Bajo Bajo Alto Medio Medio Medio

Calidad dedistribución

Media Media Baja–media Alta Alta Media Media




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– Como los distribuidores de tubería perforada, los distribuidores de BR. sonsensibles al taponamiento, corrosión y erosión. Si se usan en servicios consólidos, es obligatoria la filtración previa.

6.1.3 Distribuidores tipo orificio

Los distribuidores tipo orificio (TO.) son usualmente del tipo bandeja o del tipotúnel. El primer tipo es el más adecuado para torres de pequeño diámetro (<1200mm), mientras que el tipo túnel se usa para torres >1200 mm.

Un distribuidor tipo bandejas de orificio consiste de una bandeja equipada contubos elevadores (raisers) para el vapor y perforaciones en el piso de la bandejapara el líquido. Los distribuidores tipo túneles con orificio consisten en canalesparalelos con perforaciones para el líquido en el piso de los canales. Los canalesa menudo están interconectados con otros canales cruzados que permitenmantener un nivel de líquido igual en los distintos compartimientos. Estos canalesecualizadores son más importantes en torres mayores de 3000 mm de diámetro.

Los distribuidores TO. son capaces de manejar altas cargas de líquido. El áreaabierta para el flujo de vapor es relativamente baja en distribuidores TO. Estosdistribuidores son mas caros, mas grandes, consumen mayor espacio vertical yson más difíciles de soportar que la mayoría de los demás distribuidores. Losdistribuidores de túneles con orificio proporcionan mayor área abierta para el flujode vapor, son mas fáciles de soportar y son más adecuados para columnas de grandiámetro que los distribuidores de bandejas con orificios.

Algunas guías para el diseño y selección son las siguientes:– Las vigas o anillos de soporte muy anchos pueden generar áreas pobremente

irrigadas en el tope del empaque, y por tanto una mala distribución a granescala. Se debe revisar muy cuidadosamente los soportes del distribuidor, demanera de garantizar una irrigación adecuada en la parte inferior,especialmente en la región de pared. No se recomienda soportar directamenteun distribuidor de orificio encima del empaque, ya que se puede desalineardurante el arranque de la columna. Adicionalmente, esta practica no permiteuna separación adecuada del vapor del lecho, y puede causar mala distribucióne inundación prematura.

– Se prefiere el uso de distribuidores de orificio en servicios con espuma, ya quelos puntos de goteo del líquido están separados de los elevadores (“risers”) delvapor.

– Se debe evitar el uso de distribuidores TO. en servicios donde pueda habertaponamiento, tales como hay presencia de sólidos o cuando el líquido estacerca de su punto de congelación.

6.1.4 Distribuidores tipo vertedero

Los distribuidores tipo vertedero son usualmente de tipo vertedero elevador (weirriser) o del tipo bandeja con perforaciones en “V” (notched through). El primer tipo




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es usado comúnmente en columnas de pequeño diámetro (<600 mm), mientrasque el último es usado tanto en columnas de mayor diámetro, como en columnasde menor diámetro.

Los distribuidores tipo vertedero elevador no son muy usados debido a lainterdependencia entre los caudales máximos manejados de vapor y líquido, y losposibles correctivos a este problema originan una mala distribución.

Los distribuidores tipo bandeja perforada (notched through) son unos de los masusados, ya que son insensibles al taponamiento, corrosión y erosión, son los quetienen menos posibilidades de causar contratiempos durante la operación,pueden manejar grandes caudales de líquido con una alta flexibilidad operacional(turndown), y una área abierta para flujo de gas razonable (alrededor de 55 % deárea abierta). En general consumen menos espacio vertical, son mas fáciles desoportar y menos costosos que los del tipo orificio. Sin embargo, sonextremadamente sensibles a la falta de nivelación, agitación en la superficie dellíquido y gradientes hidráulicos en los canales.

6.2 Criterios de diseño generales para distribuidores

– Un distribuidor o redistribuidor de líquido debe ser usado en cualquier lugar deuna columna empacada donde una corriente externa líquida sea introducida enla columna. Si la corriente contiene vapores, o puede vaporizar en eldistribuidor, se deberá usar un distribuidor especial tipo “flashing feed”.

– Es recomendable que sea el fabricante del empaque el que especifique ysuministre el distribuidor. El usuario debe revisar críticamente tanto el diseñocomo las recomendaciones del fabricante.

– Se debe hacer una prueba del funcionamiento del distribuidor con agua antesdel arranque. Esta recomendación es crítica en torres mayores de 2400 mmde diámetro.

– Se debe tener un mínimo de cuatro puntos de goteo por pie cuadrado. Esospuntos deben estar igualmente espaciados. El diámetro de las perforacionesdebe ser mayor de 6 mm (1/4 de plg.) para evitar taponamiento. Normalmentese prefieren perforaciones de 12 mm.

– Como ya ha sido mencionado anteriormente, el distribuidor debe ser colocadoal menos de 150 a 300 mm por encima del empaque para permitir la separacióndel vapor de los lechos antes de pasar por el distribuidor. Se recomienda de 460a 610 mm de separación en el caso de distribuidores de boquillas rociadoras.

– Si el servicio contiene sólidos, o el líquido esta cercano a su punto decongelación, un distribuidor tipo vertedero es la mejor opción. Si a pesar deesto, se desea usar cualquier otro tipo de distribuidor, deberá instalarse un filtroaguas arriba. El tamaño de las aberturas del elemento filtrante debe ser almenos 10 veces menor que las perforaciones del distribuidor. El filtro debe ser




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instalado tan cerca de la columna como sea posible, y se debe incluir un filtroen paralelo.

– Se debe evitar el uso de distribuidores tipo orificio con perforaciones en la carainferior del distribuidor, en servicios con taponamiento, incluso cuando se haninstalado filtros.

– Cuando se requiere de un alto caudal de líquido, los mejores distribuidores sonlos del tipo bandeja con perforaciones en “V” (notched through), los del tipoorificio o los de boquillas rociadoras. Cuando se tiene un alto caudal de vapor,se debe evitar el uso de los distribuidores tipo bandeja de orificios y de vertederoelevador.

– Normalmente, el “turndown” de una columna empacada viene dado por eldistribuidor de líquido.

– Para un buen “turndown”, los mejores distribuidores son los del tipo vertedero,o algunos del tipo orificio.

– La velocidad en la tubería de alimentación de un distribuidor por gravedad nodebe exceder los 3 m/s, y debe ser preferiblemente menor de 1.2 a 1.5 m/s,ya que velocidades mas altas pudieran crear agitación en la superficie dellíquido o excesiva aireación en el distribuidor.

– Cuando una tubería alimenta directamente un distribuidor tipo gravedad, ellíquido entrante debe ser dirigido hacia el centro del distribuidor, con la finalidadde asegurar un nivel de líquido uniforme sobre todos los orificios. La tubería dealimentación debe estar colocada cerca de 50 a 200 mm por encima de el bordesuperior de la bandeja del distribuidor. Es importante asegurarse que el líquidosea alimentado dentro del distribuidor, y no pase a los elevadores (raisers) delvapor. Es mejor colocarle un codo a la tubería y continuar una corta distanciaen un recorrido vertical descendente.

– Cuando sea posible, se deben evitar o minimizar bridas internas en las tuberíasque alimentan distribuidores por gravedad. Si alguna es instalada, se debeinspeccionar cuidadosamente para asegurarse de que no hallan fugas. Unafuga significativa en una brida interna en distribuidores de bandejas puedeocasionar mala distribución.

6.3 Distribuidores con Alimentación Líquido–Vapor (“Flashing Feed”)Cuando la alimentación es una mezcla líquido vapor, el diseño del distribuidordebe prever, tanto una distribución apropiada del líquido y el vapor, como unaseparación adecuada del vapor. Introducir una alimentación que contengavapores en un distribuidor diseñado solo para líquidos puede reducir severamentela eficiencia de la columna. Los tipos mas comunes de distribuidores para estasaplicaciones son el tipo deflector (baffle), el tipo separador líquido–vapor, el tipogalería y el tipo de entrada tangencial (ver Figura 3).

El distribuidor tipo “Baffle” es usado cuando ambas fases son fácilmenteseparadas y no forman espuma. El tipo separador líquido–vapor consume mas




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espacio vertical que el tipo baffle, e igualmente es adecuado para torres de menosde 1200 mm. El tipo galería se emplea cuando el líquido es la fase continua, ycuando el sistema es espumante, tales como demetanizadoras criogénicas yregenadoras de carbonato, y en columnas de gran diámetro. Los del tipotangencial se usan con una alimentación a alta velocidad donde el vapor es la fasecontinua y el líquido esta nebulizado (en forma de “spray”). Es mejor dejar eldiseño de estos equipos al fabricante del empaque.

6.4 Redistribuidores de líquido

Los redistribuidores de líquido son usados siempre que una alimentación líquidaintermedia sea introducida dentro de una columna empacada, o cuando serequiera de una redistribución de líquido entre secciones empacadas. Se deberáredistribuir el líquido cada 6 m. (20 pies) como máximo, o cada 10 veces eldiámetro de la torre, lo que sea menor.

Existen tres tipos de redistribuidores (ver Figura 3):

1. Redistribuidores de Orificio: Son idénticos a los distribuidores de orificio, biensea del tipo bandeja o canal, siendo la única diferencia la instalación desombreretes o cintas en los risers de vapor para evitar la entrada de líquidodel lecho empacado superior.

2. Redistribuidores de Vertedero: Son idénticos a los distribuidores tipobandeja con orificios en “V”: Debido a que estos no pueden recoger el líquidode las secciones superiores, usualmente se requiere de un colector delíquido tal como un plato de chimenea o un plato colector de soporte.

3. Redistribuidores Tipo “Rascadores de Pared” (“Wall Wipers”) o “Roseta”(Rosette): Consiste de un anillo colector de líquido equipado con salientescortos que se proyectan hacia el centro de la torre, direccionando de esamanera el líquido que viene de las paredes hacia el lugar deseado del lecho.Son adecuados únicamente para columnas de pequeño diámetro (menos de600 a 900 mm). Generalmente son espaciados por aproximadamente 2etapas teóricas de lecho empacado.

Generalmente, los redistribuidores para columnas de gran diámetro (>900 mm)son del tipo orificio o vertedero. El de tipo orificio es el mas usado ya que norequiere la adición de un colector de líquido, el cual consume mas espacio verticale incrementa el costo y complejidad de una columna. Sin embargo, cuando eldiámetro de la columna excede de 6 a 9 m., el redistribuidor solo no es suficientepara mezclar bien el líquido, por lo que se hace necesario el colector.

Las recomendaciones generales hechas para los distribuidores tipo orificio yvertedero aplican también para los redistribuidores del mismo tipo, al igual que las




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recomendaciones hechas para entradas líquidas a los distribuidores son comunesa los redistribuidores.

6.5 Distribuidores de vaporLos distribuidores de vapor típicamente están ubicados en o encima de laalimentación de vapor, entre secciones con empaques y platos, o encima de unasección de transición donde el diámetro cambia. Los tipos mas usados son lossiguientes (ver Figura 4):

– Tubería “sparger” (tubería con perforaciones que va sumergida en el líquido,emitiendo el vapor en forma de burbujas).

– Distribuidor de vapor (esencialmente un plato tipo chimenea).– Un soporte distribuidor de vapor (una lamina perforada con risers de vapor).

Los equipos de distribución de vapor deberían ser instalados siempre que un flujode vapor de alta velocidad, desigualmente distribuido sea dirigido hacia un lechoempacado. En general, cuando el cabezal de velocidad de este vapordesigualmente distribuido (p. ej. vapor en la boquilla de entrada) es del mismoorden de magnitud de la caída de presión del lecho empacado superior, hay unincentivo para instalar un distribuidor de vapor; cuando es de menos de un décimode la caída de presión del lecho, un distribuidor no genera ningún beneficio.Algunas guías adicionales son las siguientes:

– Se requiere de un distribuidor de vapor cuando el factor F a la entrada de lacolumna excede 52 .4 ∆P . El factor F es igual a la velocidad de entrada en piespor segundo por la raíz cuadrada de la densidad del gas en libras por pie cúbico,y el ∆P es la caída de presión del lecho en pulgadas de agua por pie deempaque.

– Si el vapor entra en la columna con un factor F menor que 52.4 ∆P y al caídade presión del lecho excede 0.08 plg de agua por pie de empaque, no seconsidera que la distribución del vapor cause problemas, y no se requiere deun distribuidor. Esto aplica para columnas menores de 6 m. de diámetro.

– Si es aceptable una alta caída de presión, se recomienda el uso de una tuberíatipo “sparger”, cuando el factor Fh de vapor a la entrada se encuentra entre52.4 ∆P y 81 2. ∆P , lo que elimina la necesidad de un distribuidor mássofisticado.

– La caída de presión a través de un distribuidor o un soporte–distribuidor debeser al menos igual al cabezal de velocidad en la boquilla de entrada a lacolumna. Típicamente se usa una caída de presión de 1 a 8 plg. de agua enestos distribuidores.

– No se deben usar soportes–distribuidores de vapor en servicios con formaciónde espuma.




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6.6 Soportes de empaque

Los soportes de empaque deben cumplir con las siguientes funciones:

1. Soportar físicamente el empaque.

2. Proveer suficiente área abierta con el fin de permitir un flujo irrestricto delíquido y vapor.

3. Evitar la migración descendente de piezas de empaque.

El área abierta de la mayoría de los soportes de empaque modernos están en elorden de 70%, y es menor del 65% para soportes construidos en cerámica,carbono y plásticos. Cuando el área abierta de un soporte es relativamentepequeña, este puede convertirse en un cuello de botella para la capacidad de lacolumna. Una pista útil se tiene cuando se compara el área abierta del soporte conel área abierta fraccional del empaque. Si la primera es significativamente menorque la última, se puede iniciar una inundación prematura en el soporte, ypropagarse al empaque.

Para evitar la migración descendente de piezas de empaque, las aberturas delsoporte deben ser menores al tamaño del empaque. No se recomienda la prácticade colocar mallas metálicas encima del soporte, pues esto puede reducir el áreaabierta disponible.

Los tipo de soportes de empaque mas usados son los platos de soporte deinyección de gas, y los soportes tipo parrilla (ver Figura 5). Otros soportes tambiénusados son empaques estructurados (en torres de vacío) y soportes corrugados(en torres menores de 600 mm de diámetro).

Los soportes estándar metálicos y plásticos de inyección de gas puedenproporcionar un área abierta de aproximadamente 100% o mas del áreatransversal de la columna, con una caída de presión menor de 0.25 plg. de aguay que rara vez excede los 0.75 plg. de agua. Este tipo de soporte debe ser laprimera selección con empaques desordenados plásticos y metálicos.

Los soportes tipo parrilla son generalmente menos caros que los de inyección degas, y pueden suministrar áreas abiertas mayores al 70% en cerámica, y mayoresal 95 % en metal y plástico. Son comúnmente utilizados para empaquesestructurados, donde los soportes de inyección de gas normalmente soninadecuados.

Los soportes tipo parrilla no tienen suficiente área abierta para tamaños pequeñosde empaques desordenados. La mayoría de los diseños estándar de soportes tipoparrilla son adecuados para empaques mayores de 40 mm (1.5 plg.).




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7 EJEMPLO DE DIMENSIONAMIENTO DE TORRESEMPACADAS

Se debe dimensionar una columna depropanizadora con empaques. para lascargas líquido–vapor, y propiedades físicas dadas en la Tabla 7, la alimentaciónes de 20000 lb–mol/h, la carga mínima anticipada es de 60% del diseño.

La columna tiene 20 etapas teóricas, excluyendo el rehervidor y el condensador,la alimentación es en la etapa 9 (desde el tope), 66% mol vaporizada. La columnaopera a una presión de 315 psia, la relación de reflujo es de 1.5 y la composiciónes (mol%):

Metano 26Etano 9Propano 25n–Butano 17n–Pentano 11n–Hexano 12Total 100

El servicio es limpio, las corrientes tienen un contenido despreciable de sólidos yla tendencia a la corrosión es baja. El sistema tiene tendencia a la formación deespuma, y no se esperan incrementos súbitos (surges) de presión.

7.1 Primera iteraciónEl primer paso consiste en seleccionar el tipo de empaque. La depropanizadoraes un servicio de destilación de alta presión. En la sección 4.2 se recomienda nousar empaques estructurados en destilación a alta presión. Las rejillas son raravez usadas para servicios de destilación limpios. La escogencia más clara esentonces empaques desordenados. Debido al bajo potencial de corrosiónesperado del servicio se puede usar acero al carbono como material del empaque.Los empaques plásticos no ofrecen ninguna ventaja distintiva, y pudieran ser unproblemas en los arranques y paradas de la columna, donde se requiere el uso devapor para limpieza de la columna.




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TABLA 7. CARGA DE LA COLUMNA Y PROPIEDADES FÍSICAS: DEPROPANIZADORAÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁVapor a la etapa ÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Líquido de la etapaÁÁÁÁÁÁ

EtapaÁÁÁÁÁÁ

°FÁÁÁÁÁÁÁÁ

lb/hÁÁÁÁÁÁÁÁ

CFSÁÁÁÁÁÁÁÁ

ρvÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

°F ÁÁÁÁÁÁÁÁ

lb/hÁÁÁÁÁÁÁÁ

GPMÁÁÁÁÁÁÁÁ

ρLÁÁÁÁÁÁ

σ ÁÁÁÁÁÁÁÁ

µLÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

1ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

108ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


12.705ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

2.399ÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ




29.820ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


0.136

ÁÁÁÁÁÁ

2 ÁÁÁÁÁÁ

119ÁÁÁÁÁÁÁÁ

120812ÁÁÁÁÁÁÁÁ

13.559ÁÁÁÁÁÁÁÁ

2.475 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

108ÁÁÁÁÁÁÁÁ


378 ÁÁÁÁÁÁÁÁ

27.979 ÁÁÁÁÁÁ


0.129

ÁÁÁÁÁÁ

3 ÁÁÁÁÁÁ

126ÁÁÁÁÁÁÁÁ




119ÁÁÁÁÁÁÁÁ



27.944 ÁÁÁÁÁÁ

3.3 ÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.128

ÁÁÁÁÁÁ

4 ÁÁÁÁÁÁ

134ÁÁÁÁÁÁÁÁ




126ÁÁÁÁÁÁÁÁ



28.187 ÁÁÁÁÁÁ


0.128

ÁÁÁÁÁÁ

5 ÁÁÁÁÁÁ

144ÁÁÁÁÁÁÁÁ




134ÁÁÁÁÁÁÁÁ



28.498 ÁÁÁÁÁÁ


0.129

ÁÁÁÁÁÁ

6 ÁÁÁÁÁÁ

157ÁÁÁÁÁÁÁÁ




144ÁÁÁÁÁÁÁÁ



28.816 ÁÁÁÁÁÁ


0.130

ÁÁÁÁÁÁ

7 ÁÁÁÁÁÁ

172ÁÁÁÁÁÁÁÁ




157ÁÁÁÁÁÁÁÁ



29.208 ÁÁÁÁÁÁ


0.131

ÁÁÁÁÁÁ

8 ÁÁÁÁÁÁ

199ÁÁÁÁÁÁÁÁ




172ÁÁÁÁÁÁÁÁ



30.122 ÁÁÁÁÁÁ


0.123ÁÁÁÁÁÁ

9 ÁÁÁÁÁÁ

225ÁÁÁÁÁÁÁÁ




211ÁÁÁÁÁÁÁÁ



29.029 ÁÁÁÁÁÁ


0.123ÁÁÁÁÁÁ

10ÁÁÁÁÁÁ

235ÁÁÁÁÁÁÁÁ




225ÁÁÁÁÁÁÁÁ



28.457 ÁÁÁÁÁÁ


0.124ÁÁÁÁÁÁ

11ÁÁÁÁÁÁ

242ÁÁÁÁÁÁÁÁ




235ÁÁÁÁÁÁÁÁ



28.159 ÁÁÁÁÁÁ


0.126ÁÁÁÁÁÁ

12ÁÁÁÁÁÁ

249ÁÁÁÁÁÁÁÁ




242ÁÁÁÁÁÁÁÁ



27.934 ÁÁÁÁÁÁ


0.126ÁÁÁÁÁÁ

13ÁÁÁÁÁÁ

255ÁÁÁÁÁÁÁÁ



3.310ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

249ÁÁÁÁÁÁÁÁ


754ÁÁÁÁÁÁÁÁ

27.735ÁÁÁÁÁÁ


0.125ÁÁÁÁÁÁ14ÁÁÁÁÁÁ261

ÁÁÁÁÁÁÁÁ115806

ÁÁÁÁÁÁÁÁ9.560


ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ255


ÁÁÁÁÁÁÁÁ

778ÁÁÁÁÁÁÁÁ

27.574ÁÁÁÁÁÁ


0.123ÁÁÁÁÁÁ15ÁÁÁÁÁÁ266






ÁÁÁÁÁÁÁÁ796


ÁÁÁÁÁÁ3.00

ÁÁÁÁÁÁÁÁ0.121ÁÁÁ

ÁÁÁ16ÁÁÁÁÁÁ272






ÁÁÁÁÁÁÁÁ816


ÁÁÁÁÁÁ2.94

ÁÁÁÁÁÁÁÁ0.119ÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁ

17ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ




3.487ÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ






0.117

ÁÁÁÁÁÁ

18ÁÁÁÁÁÁ

291ÁÁÁÁÁÁÁÁ




280ÁÁÁÁÁÁÁÁ



27.225 ÁÁÁÁÁÁ


0.115

ÁÁÁÁÁÁ

19ÁÁÁÁÁÁ

309ÁÁÁÁÁÁÁÁ




291ÁÁÁÁÁÁÁÁ



27.191 ÁÁÁÁÁÁ


0.113

ÁÁÁÁÁÁ

20ÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

309ÁÁÁÁÁÁÁÁ



26.997 ÁÁÁÁÁÁ


0.110

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Condiciones Seleccionadas para Cálculos HidráulicosÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁSección de Tope

ÁÁÁÁÁÁ

3 ÁÁÁÁÁÁ

126ÁÁÁÁÁÁÁÁ






380 ÁÁÁÁÁÁÁÁ27.944 ÁÁÁ

ÁÁÁ3.3 ÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.128

ÁÁÁ8 ÁÁÁ199ÁÁÁÁ109310ÁÁÁÁ13.060ÁÁÁÁ2.325ÁÁÁÁ172 ÁÁÁÁ73504ÁÁÁÁ304 ÁÁÁÁ30.122 ÁÁÁ4.44 ÁÁÁÁ0.133ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁSección de FondoÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

19ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ




3.614ÁÁÁ







0.113

ÁÁÁÁÁÁ

9 ÁÁÁÁÁÁ

225ÁÁÁÁÁÁÁÁ



3.017ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



598 ÁÁÁÁÁÁÁÁ29.029 ÁÁÁ

ÁÁÁ3.40ÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.133




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Se esbozará un diseño preliminar basado en un empaque del que se disponga deinformación confiable cerca del punto de operación, p. ej. anillos Pall. Unacolumna construida con este diseño debe trabajar, y la única diferencia con undiseño final sería que estaría algo sobredimensionada. Por lo tanto se seleccionananillos Pall de acero de 2” a lo largo de toda la columna, como primeraaproximación, esto será posteriormente revisado. Debido a la tendencia deformación de espuma del servicio, es necesario utilizar un factor de seguridadpara los cálculos de inundación. En este caso será de 0.9 (Ref. 1).

Para el empaque seleccionado, el punto de inundación puede ser determinadoprecisamente por interpolación (Secc. 8), usando la figura 10.1004A. Alternativamente, el punto de inundación puede ser determinado utilizando lacorrelación de Kister y Gill, [Ec. 1]. La Correlación GPDC (figura de Eckert) delpunto de inundación (Gráfica 1) no es adecuada para anillos Pall de 2”.

Los resultados son los siguientes:

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Sección deTope


Sección deFondo

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Notas

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

1. Pto de inundación por interpolación GPDC ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁG, lb/h pie2 ÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁ121184/AT


129112/ ATÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Tabla 7ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁL, lb/h pie2C

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ85360/AT

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ185434/AT

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁTabla 7ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


PG, lb/pie3ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

2.478ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

3.614ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Tabla 7


ρL, lb/pie3 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

27.944 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

27.191 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Tabla 7


FlvÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Ec. (11)ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Parámetro de CapacidadÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


0.95ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

figura 10.10004AÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

µL, cPÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Tabla 7


ν, cS ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



62.4µL /ρL


Fp, pie–1 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

27 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

27 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

figura 10.10004AÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

CS,FL, pie/s ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Ec. (12)ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

2. Punto de inundación por la correlación deKister y Gil



ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ∆PFL, en plg. de agua por pie de empaque ÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁ1.16 ÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁ1.16 ÁÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁEc. (1)


FlvÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


0.524ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Idem al anteriorÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Factor de Capacidad @ inundaciónÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



figura 10.1004B





Ec. (12)




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Los dos cálculos hechos por distintos procedimientos concuerdan bastante bien.Debido a que el método de interpolación de datos es más preciso que el decorrelaciones, los valores calculados por interpolación se usarán para el diseño.

Para el cálculo del diámetro de la columna se usará un factor de inundación del75%, según los criterios establecidos en la sección 4.3. Adicionalmente, se deberátomar en cuenta la formación de espuma, por lo que se usará un factor deseguridad (F.S.) de 0.9 (“derating factor”) para los cálculos de inundación.


ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Sección de TopeÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Sección de FondoÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

NotasÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Cs, diseño (sin F.S.), ft/sÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.198ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


0.75 x Cs,FL


Cs, diseño (con F.S.), ft/sÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



0.9 x (Cs, diseño)

�G ��L – �G� ÁÁÁÁÁÁÁ


0.312 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.392 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁuS diseño (con F.S.), ft/sÁÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁ0.572 ÁÁÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁÁ0.337 ÁÁÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁÁEc. (13)


Carga de VaporÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Tabla 7


AT, pie2 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Carga de Vapor/ uS


DT, pie ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

5.5 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

6.12 4AT��

7.2 Cálculo del diámetro usando el criterio de máxima caída de presión

El criterio de máxima caída de presión es usado en conjunto con criterio de puntode inundación, fijándose el diámetro de la columna como el mas conservador entreambos . La Tabla N° 4 proporciona el criterio de máxima caída de presión, loscuales son usados en los cálculos siguientes:




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+ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Sección de TopeÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Sección de FondoÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

NotasÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

ρGL/ρL



0.133ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁρL/ρH2O ÁÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁ0.448 ÁÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁ0.436 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁFp, pie–1 ÁÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁ27ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ27

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁSecc. 8ÁÁÁÁÁÁÁ


Máx. ∆P, plg. deagua por pie



0.83ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Tabla 4, Nota 1


σ, dina/cmÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Tabla 7

��máx� ��33 Fp � ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.0166 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.0137 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Ec. (13)


CS,máxÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


0.167 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Ec. (13)ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

uS, máx




Ec. (14)


AT, pie2 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Carga de Vapor/ uS, MáX


DT, pie2 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


5.45 4AT �

Notesé que no se uso el factor de seguridad por formación de espuma. En elcálculo previo se usó este factor debido a que la tendencia a la formación deespuma a alta presión no es tomada en cuenta en el método de interpolación, elcual esta basado en datos a menor presión. A diferencia de lo anteriormenteexpuesto, el criterio de caída de presión usado aplica específicamente paradestilación a alta presión, y por lo tanto debe incluir cualquier factor de seguridadrequerido.

Tanto el criterio de punto de inundación como el de caída de presión dierondiámetros de la torre similares. El diámetro más conservador entre ambos criterioses de 5.5 pies (1676 mm) para la sección de tope y 6.12 pies (1865 mm.) para lasección de fondo. Ya que los diámetros para las secciones de tope y fondo no sonmuy diferentes, es atractivo utilizar un diámetro de torre uniforme (normalmentela diferencia de diámetros en una columna debería ser de mas del 20% para quesea rentable el uso de diferentes diámetros). El diámetro preliminar de la columnaes el mayor para las dos secciones, es decir 6.12 ft. Este diámetro normalmentese redondea al medio pie más cercano, pero en este ejemplo es redondeadosolamente al cuarto de pie más cercano. Un diámetro de 6.12 esta bastante mascercano a 6 pies (1829 mm) que a 6.5 pies (1981 mm). El diámetro de la columnaes relativamente pequeño, y tres pulgadas sucesivas incrementansubstancialmente el costo. La columna es operada a alta presión, y las carcasasde alta presión son costosas. Por lo tanto, el diámetro preliminar de la columnase fija en 6 pies, 3 plg. (1905 mm.)




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��


Cálculos de la altura del lecho




Sección de FondoÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

NotasÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

dp, plg.ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


2ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Sección 6.1


DT, pies ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Cálculos anteriores


12 DT/dp, ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


38 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


HETP, piesÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Ec. (17)


n ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


11 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Tabla 7ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Altura total empacada,pies




n x HETP

Comentarios

Los criterios establecidos en las Secc. 5.2 y 5.4 establecen que se debe redistribuirel líquido aproximadamente cada 20 pies (6 m), y no tener más de 10 etapasteóricas por lecho. Ambos criterios sugieren que la sección de fondo de la torredebería tener dos lechos empacados con un redistribuidor al medio, mientras quela sección de tope tendría solo un lecho.

Si se substituyeran los anillos Pall de 2 plg (50 mm) por otros de 1.5 plg.(38 mm) en la sección de fondo, la altura empacada se reduciría a 25 ft (7.6 m),al precio posiblemente de solo un ligero incremento del diámetro de la torre. Estoharía posible eliminar el redistribuidor y tener un solo lecho empacado en lasección de fondo. Tal diseño violaría ligeramente el criterio de distribuciónmencionado anteriormente, y tendría también una mayor cociente diámetrocolumna/diámetro empaque. Ambos factores harían a tal diseño mas sensiblesa una mala distribución. Poco se sabe acerca de que tan dañina es una maladistribución para la eficiencia en destilación multicomponente a alta presión. Loanteriormente expuesto justifica una inversión relativamente pequeña en unredistribuidor, que haría el diseño menos sensible a una mala distribución. Por lotanto se prefiere tener dos lechos de anillos Pall de 2 plg. en la sección de fondo.

Los cálculos del punto de inundación previos muestran que hay alguna capacidadociosa en la sección de tope. Esto puede ser utilizado para reducir la altura de lasección de tope mediante el uso de empaques mas pequeños. En este caso, tantoel número de etapas teóricas como la menor altura del lecho empacado estaríandentro de las guías dadas para una buena practica de redistribución. El cocientediámetro columna/diámetro empaque aumentaría en algo; sin embargo ir de 2 a1.5 plg. incrementaría el cociente en 33%, y esto debería ser tolerable.

En resumen, la segunda iteración usaría los siguientes valores:




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DT = 6.25 pies

dp = 2 plg sección de fondo, 1.5 plg sección de tope

7.3 Dimensionamiento de la columna: segunda iteración



Sección de TopeÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Sección de FondoÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Notas

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

DT, pies ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Secc. 6.1ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

dp, plg.ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Secc. 6.1


AT, ft2ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


30.68 D2T � 4


Carga de vapor, ft3/sÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Tabla 7ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

uS, diseño pie/sÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Carga de vapor/AT


CS diseño, pie/s ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Ec. (14)

Cálculos del punto de inundación

En la Sección 4.3.1.1 se propusieron tres métodos de cálculo para el punto deinundación: Interpolación, la correlación de Kister y Gill, y la correlación de Billety Shultes. Para la sección de tope, el método de interpolación no puede ser usadodebido a que, para anillos Pall de 1.5 plg., los datos de inundación/MOC estándisponibles solo para parámetros de flujo menores a 0.07 (figura 10.1003). Elparámetro de flujo para la sección de tope es de 0.21 (Secc. 6.1). Para la secciónde fondo, la correlación de Billet y Shultes no puede ser usada debido a que elparámetro de flujo es 0.524. A este parámetro de flujo, requiere de un valor paraC2,FL (Ec. 5), pero este no esta disponible en la Tabla 3.




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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


Sección deTope


Sección deFondo


Notas


1. Pto. de Inundación por Interpolación GPDCÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


CS, FL, pie/sÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

––ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


Secc. 6.1


CS, FL (con F.S.), pie/s ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

–– ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


0.9 x CS, FL


% de Inundación ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

–– ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

72% ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

100(Cs,diseño) /CS, FL (con F.S.)


2. Pto. de inundación, correlación Kister y GillÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ




Fp, pie–1 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

40 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Sin cambiosde la Secc. 6.1


figura 10.1003


∆PFL, en plg. de agua por pie deempaque




Ec. (1)


Flv ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Secc. 6.1


Factor de Capacidad @ inundación ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



figura 10.1003


ν, cS ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Secc. 6.1ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ




Ec. (12)ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁCS,FL, con F.S.

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ0.220

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ0.173

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ0.9 x CS,FLÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


% de InundaciónÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

63%ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

73%ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

100(CS,diseño)/

(CS,FL, con F.S.)


3. Pto. de Inundación, correlación Billet yShultes

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ




ap



––ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Tabla 3


uL ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


–– ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

L / (3600AT ρL)


ReL ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Ec. (8)ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

GaLÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

30.92 x 106ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


Ec. (9)ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁε

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ0.946

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ––

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁTabla 3ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


hL,Fl




Ec. (6)


Ci,Fl ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Tabla 3


nFL ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Ec. (4)ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

µVÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



DatoÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

uS,FLÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


––ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Ec. (2)ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

uS,FL con F.S.ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



0.9 x uS,FL


% de Inundación ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

67% ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

–– ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

100(uS, diseño/uS,FLcon F.S.)




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��


Cumplimiento con el criterio de máxima caída de presión

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


Sección de TopeÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Sección de FondoÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Notas

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Fp, pie–1 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Sección 8ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

ρGL/ρL




Sección 6.1


ρL/ρH2OÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Sección 6.1ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Máx ∆P, plg. de agua por pieÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Tabla 4, Nota 1


σ, dina/cm ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Tabla 7ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

∆P, plg. de agua por pieÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Ec. (13)

Cálculos de la altura del lecho



Sección de TopeÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Sección de FondoÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Notas


12 DT / dpÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


38 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


HETP, piesÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Ec. (16)


nÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Tabla 7


Altura total empacada, pies ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



n x HETP

Comentarios

Los cálculos muestran que el diseño actual es adecuado. Los cálculos del puntode inundación efectuados usando distintas correlaciones dan resultados muysimilares. El factor de inundación en el tope de la columna es relativamente bajo,y se pudiera pensar en reducir aun mas el tamaño del empaque en esta sección(1 plg., 25 mm), y disminuir la altura de la columna. Esto no es recomendable, puesesto incrementaría el cociente diámetro columna/diámetro empaque a 75aproximadamente, haciendo la columna mas sensible a una mala distribución.

7.4 Dimensionamiento de la columna: chequeos de diseño

Los chequeos de diseño que se llevarán a cabo en este ejemplo son capacidadmáxima de operación (MOC), datos de eficiencia, y tasa mínima de mojado(MWR).




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��


Chequeo de la MOC




Sección de FondoÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

NotasÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

CS, FL (con F.S.), ft/sÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Secc. 6.2


CS,MOC (con F. S.), ft/sÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Ec. (10)


CS, diseño, ft/s ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Secc. 6.2

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

% MOC ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

66% ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

76% ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

100(CS,diseño)/

(CS,FL, con F.S.)

Esto esta en línea con los criterios de MOC establecidos en la Secc. 4.3.1.2.

Cálculo de la caída de presión promedio

La mayoría de los métodos de cálculo de la caída de presión suponen que lacolumna maneja una mezcla que no forma espuma. Por lo tanto, no aplicanestrictamente a la columna a alta presión de este ejemplo, donde los sistemas simuestran una tendencia a la formación de espuma. El único método que aplicaen estas condiciones es el de Strigle (Ec. 13). Este método fue usado previamentepara chequear el cumplimiento del criterio de máxima caída de presión. Se usaaquí para calcular la caída de presión promedio.



Sección de TopeÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Sección de FondoÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Notas


∆P, @ etapas 3 y 19, plg. de aguapor pie




Secc. 6.2


Cálculos de etapas 8 y 9: ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Tabla 7


ρG, ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Tabla 7ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

ρL,ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Tabla 7


Carga de Vapor ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Tabla 7


ATÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Secc. 6.2ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

uS




Carga de vapor/AT


CS, ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Ec. (13)


σ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Tabla 7ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

FpÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Secc. 6.2


∆P, plg. de agua por pie ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Ec. (13)


∆P promedio, plg. de agua por pie ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Ec. (15)




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��


Comentarios

Este cálculo esta basado en datos para sistemas que no forman espuma. La caídade presión calculada es satisfactoria, pero la caída de presión real será algomayor, debido a la tendencia a la formación de espuma.

Chequeos de eficienciaLos datos de la altura equivalente a una etapa teórica (HETP) serán comparadoscon el HETP calculado (Secc. 6.2). Se busca en las tablas de eficiencia (Secc. 9)datos de columnas con un servicio similar con empaques desordenados. Losdatos siguientes extraidos de la Tabla 11.1 son los relevantes:


Servicio ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Presión,psia


Relaciónde Reflujo


Diámetro,plg.


Altura,pies


EmpaqueTipo


EmpaqueTamaño, plg.

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

HETP,plg.


Depropanizadora,sección de tope


270ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.74ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



PallÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


38


Depropanizadora,Sección de fondo



0.74 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Pall ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

1.5 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

29


Deetanizadora,sección de tope








35


Deetanizadora,sección de fondo








40

Las alturas equivalentes (HETP) calculadas en la Secc. 6.2 son 27 plg. para lasección de tope (anillos Pall de 1.5 plg.) y 36 plg. para la sección de fondo (anillosPall de 2”). Comparados con los datos experimentales dados en la tabla de arriba,las HETP lucen optimistas.

El análisis de los datos de Tabla 11.1 no sugiere que las mayores HETPexperimentales sean debidas a mala distribución. El cociente diámetroempaque/diámetro columna va de 12 a 15, lo que esta dentro de los valoresrecomendados. Las alturas de los lechos eran bajas, y no violaron las prácticasrecomendadas de redistribución (excepto por un caso, y este es el de menorHETP). Los datos experimentales implican que los mayores HETP sean debidosa efectos del sistema, y serán entonces usados para el dimensionamiento de lacolumna.

La Tabla 11.1 sugiere que las secciones de tope operan a unos HETP en el ordende 35 a 38 plg. con anillos Pall de 1.5 plg. Las secciones de fondo tienen un HETPcerca de 29 plg. con anillos Pall de 1.5 plg. y de 40 con anillos Pall de 2 plg. Ladiferencia (11 plg.) es similar a la predicha por la Ec. (17), y tiene por tanto sentido.De lo anterior se concluye que para propósitos de diseño, un valor de HETP de 38plg. para la sección de tope, y de 40 para la sección de fondo son buenosestimados. Nótese que estos valores no son conservadores; comparan con losdatos experimentales disponibles.




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��


Tasa mínima de mojado (MWR). Este chequeo de flexibilidad operacional(turndown) se realiza en las etapas con menor tráfico líquido vapor (8 y 9, ver Tabla7) a carga mínima (60% de la carga de diseño).




Sección de FondoÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

NotasÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

GPM @ diseño ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


598 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Tabla 7 (etapas 8 y 9)ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

GPM @ turndownÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


359ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

0.6 X GPM


GPM/pie2 @ turndown ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ



Puesto que los flujos anteriores están bastante por encima de 3 gpm/ft2, lacolumna opera por encima de la tasa mínima de mojado [Ec. (16)].

Revisiones al diseño debidos a los chequeos

Las únicas revisiones al diseño debidas a los chequeos efectuados son las de laaltura del lecho empacado, como consecuencia de los cambios en las alturasequivalentes a una etapa teórica (HETP).




Sección de FondoÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

NotasÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

DT, pies ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


2 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Secc. 6.3ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁdp, plg.

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ6.25

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ6.25

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁSecc. 6.3ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


12 DT,/dp,ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


38ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


HETP, pies ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

38 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

40 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Ver “Chequeos deeficiencia”ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


nÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


11ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁAltura total empacada, pies ÁÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁ22.2 ÁÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁ36.7 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁn x HETP/12


Altura empacada, pie(redondeada)


22 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

2 lechos, 19 ft c/uÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


∆P promedio, plg. de agua porpie



0.26 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Ver arriba “Cálculo de lacaída de presión promedio”


Caída de presión total dellecho, plg. de agua



9.9 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

∆PX(altura empacada)

La caída de presión total es: 9.2+9.9=19.1 plg. de agua = 0.7 psi.




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��


7.5 Sumario de diseño y funcionamiento

Sumario de Diseño



Sección de TopeÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Sección de Fondo


Diámetro de la Torre, ft. ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

6.25 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

6.25


No. de lechos empacadosÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


2


Altura total empacada, piesÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


38ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Tipo de empaque ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

anillos Pall ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

anillos PallÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Tamaño del empaque, plg.ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

1.5ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

2.0

Sumario de Funcionamiento




Sección de FondoÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ% de inundación

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ63%

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ72%ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


Caída de Presión, plg. de agua por pieÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁMáx. esperada ÁÁÁÁÁÁÁ

ÁÁÁÁÁÁÁ0.55 ÁÁÁÁÁÁÁÁ



Máx. permisible ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


0.83ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Promedio del lecho ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


0.26ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Caída de presión total del lecho, plg. de aguaÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

9.2ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

9.9ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

HETP de diseño, plg.ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


40


No. de etapas teóricas ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


11

Cargas en el Punto de Diseño



Sección de TopeÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

Sección de Fondo


CS vapor, pie/s ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


0.127


Parámetro de flujo, Flv ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


0.52


Líquido, gpm/ft2 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


27.7




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8 ATLAS DE INTERPOLACIÓN DE CAPACIDAD DEL EMPAQUE Y CAÍDADE PRESIÓN (MÉTODO GPDC)

La interpolación de datos experimentales de inundación, caída de presión ycapacidad máxima de operación (MOC) es el método mas confiable y preciso parapredecir la inundación, caída de presión y MOC de una columna. Como ya ha sidoseñalado previamente, el uso de correlaciones para predecir estos parámetrospuede conducir a resultados pobres, y peligrosamente optimistas en muchassituaciones que con frecuencia se encuentran en la práctica comercial.

Esta subsección presenta un atlas de figuras para interpolar los parámetros deinundación, caída de presión y MOC. Para empaques estructurados y rejillas(figuras 10.1002 a 10.3517 y 10.8005 a 10.8205), las figuras son un gráfico de lascurvas de la Correlación Generalizada de Caída de Presión de Eckert (GPDC).Estos gráficos permiten la interpolación los datos con la ayuda de la correlaciónGPDC de Eckert. En forma semejante, para empaques estructurados (figuras10.5001 a 10.6504), las figuras son gráficos de la correlación GPDC modificadapor Kister y Gil para empaques estructurados.

8.1 Guías para el uso de las figuras de interpolación GPDC

La estimación del punto de inundación y la caída de presión utilizando las figurasde interpolación GPDC involucra la interpolación y extrapolación dentro del marcode la figura de Correlación Generalizada de Caída de Presión (Fig. 1). Seespera que esta técnica proporcione estimados confiables cuando existen datosapropiados en la vecindad del punto de operación. La confiabilidad de losestimados disminuirá en la medida en que se requiera mayor extrapolación.Cuandoquiera que esta extrapolación alcance rangos muy altos, los estimados sevuelven poco confiables, y debe abandonarse este método de cálculo.

1. Seleccione la figura de interpolación GPDC adecuada para el empaque enconsideración.

2. Usando las condiciones de operación o de diseño, y el factor de empaquelistado bajo la figura, determine el punto de operación en la figura deinterpolación.

3. Verifique la existencia de datos experimentales graficados en la vecindad delos puntos de operación. De lo contrario, busque la región más cercana deldiagrama que contenga datos experimentales. Si esta región esta lejos delpunto de operación, el cálculo debe ser desechado (proceder con el paso 9).Si la región esta cerca, juiciosamente extrapole los datos cerca del punto deoperación. Los puntos 4 y 5 siguientes darán algunas guías al respecto.Tenga en cuenta que Ud. se encuentra en una región de cierta incertidumbre.De un margen de diseño para esta incertidumbre.




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4. Chequee que los datos experimentales en la vecindad del punto deoperación se ajusten a la correlación. En tal caso, obtenga la caída depresión directamente de la correlación, y vaya directamente al paso 6. Delo contrario, proceda con el paso 5.

5. Dibuje una curva que se ajuste a los datos experimentales en la vecindad delpunto de operación. Si los datos experimentales muestran una claratendencia en esta región, pudiera ser mejor seguir estos datosexperimentales. Si no existe una tendencia clara, pudiera ser mejor dibujaruna curva paralela a la curva de la correlación. A menudo, lo mejor es unasolución de compromiso. Se necesita de juicio ingenieril en esta situación,y un estimado conservador pudiera ser lo mejor.

6. Compare la naturaleza del sistema en consideración (acuoso o no acuoso).Tenga presente que los datos para sistemas acuosos en las figuras son casienteramente correspondientes para sistemas aire–agua. Si el sistema enconsideración contiene menos de 50% de agua, pudiera comportarse masparecido a un sistema no acuoso que a uno acuoso. Si la naturaleza delsistema operativo no es la misma para la cual los datos experimentales hansido graficados, o si se esta usando el procedimiento de extrapolaciónmencionado en el paso 3, proceda al paso 7. De lo contrario, proceda al paso8.

7. Busque una figura de interpolación GPDC con un empaque de referencia quecontenga datos experimentales para un sistema de la misma naturaleza queel sistema en consideración, en el mismo punto de operación. El empaquede referencia debe pertenecer a la misma clase de empaque (desordenado,estructurado, rejilla) que el empaque en consideración. Trate de seleccionarun empaque de referencia con un factor de empaque y una geometría tansimilar como sea posible. Usando los datos experimentales para el empaquede referencia, obtenga un estimado del efecto de la naturaleza del sistemaen la caída de presión. Si el efecto es inferior a por ejemplo, un 20 por ciento,corrija el estimado de caída de presión para su empaque. Si el efecto esmayor al 20 por ciento, se debe desechar el calculo y proceder con el paso9. Tenga en mente que si Ud. llegó a este paso, se encuentra en un área deincertidumbre. La incertidumbre es mayor si la naturaleza del sistema tieneun efecto considerable en la caída de presión del empaque. Proceda conextrema cautela, puesto que en el mejor de los casos su cálculo es sólo unaaproximación. Pudiera ser recomendable usar para su aplicación elempaque de referencia en vez del originalmente escogido, puesto que ofrecemayor confiabilidad en la predicción del comportamiento.

8. Verifique el rango de los diámetros de columna y profundidad de empaqueutilizados para desarrollo de los datos experimentales en la figura (Tabla10.1). Estudie las secciones 4.1.1 a 4.1.3 que se refieren a las limitacionesinherentes a los datos de inundación y caída de presión. Realice un estimado




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juicioso del nivel al cual el escalamiento, técnica de colocación del empaque,u otros factores pueden influenciar la extensión de los datos de la Tabla 10.1a su caso específico. Ajuste su estimado en concordancia. Se requiere dejuicio ingenieril, y lo mejor será un estimado conservador. Salte el paso 9.

9. Ud. solo habrá llegado a este paso si se abortó el cálculo. En este caso, serámejor pedirle al fabricante que suministre datos del empaque en la vecindaddel punto de operación, o considerar un empaque para el cual haya mayorconfiabilidad en la predicción de su funcionamiento.

8.2 Nomenclatura y leyendas en las figuras– Las figuras de interpolación de datos experimentales GPDC (Generalized

Pressure Drop Correlation) son tomadas de la referencia 4. El código deidentificación de todas las figuras comienza con el número 10, y es seguido porun sufijo de cuatro dígitos. El significado de este sufijo es el siguiente:

– Los primeros dos dígitos dan el número del empaque. El significado de losnúmeros es el siguiente:10–13 Empaque desordenado de segunda generación

10–23 Empaques desordenados de tercera generación mas comunes

30–35 Otros empaques desordenados de tercera generación

50 Empaques estructurados de malla tejida

60–65 Empaques estructurados de hojas corrugadas

80–82 Rejillas

– El tercer dígito da el material del empaque. 0 = metal; 1 = plástico; 2 =cerámica.

– El cuarto dígito es un indicador del tamaño nominal del empaque. Paraempaques desordenados, es aproximadamente el doble del tamaño delempaque. Para empaques estructurados, es aproximadamente 8 veces laaltura de las ondulaciones.

– Todas las figuras contienen datos experimentales para caída de presión,inundación y Máxima Capacidad de Operación (MOC). Los símbolos pequeñosrepresentan los datos para sistemas acuosos, mientras que los símbolosgrandes representan los datos para sistemas no acuosos. En el caso de anillosPall metálicos de 1 y 2 pulgadas, debido a la gran cantidad de datos disponibles,cada figura fue dividida en tres diagramas: una figura de datos experimentalesde inundación, una figura para caída de presión en sistemas acuosos, y unafigura para caídas de presión en sistemas no acuosos. Similarmente, para elempaque estructurado Mellapak 250Y, la figura fue dividida en una figura parasistemas acuosos y una figura para sistemas no acuosos, cada unaconteniendo datos experimentales de inundación, MOC, y caída de presión.




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9 DATOS DE EFICIENCIA DE EMPAQUEActualmente, la interpolación de datos experimentales de HETP es la manera masconfiable de obtener estos valores para diseño. Debido al pobre entendimientode la hidráulica y transferencia de masa en empaques, las reglas empíricasfuncionan mejor que los modelos teóricos, mientras que la interpolación de datosexperimentales es mejor que los dos métodos anteriores.

9.1 Empaques desordenadosLa Tabla 11.1 contiene los datos experimentales de eficiencia publicados paraempaques desordenados. La sección 9.1.1 presenta el procedimientorecomendado para el uso de estos datos. La sección 9.1.2 es una leyenda paralos comentarios en la columna derecha de la Tabla 10.

9.1.1 Procedimiento de interpolación

1. Examine la sección 5, y determine que constituye un sistema similar alsistema en consideración. Busque entonces la Tabla 10, y marque todos losdatos para sistemas similares.

2. Verifique si hay suficientes datos experimentales marcados para el empaqueen consideración. En tal caso, use directamente estos datos y proceda conel paso 6; sería recomendable usar los pasos 3 y 5 como verificación. De locontrario, proceda con el paso 3.

3. Compare los HETP para los sistemas marcados con los HETP de otrossistemas con el mismo empaque. Si son significativamente mayores, estoimplica que hay “efecto del sistema” (composicional). Estime la magnitud deeste efecto del sistema, y de un margen para el en su diseño.

4. Compare el HETP del empaque bajo consideración con las reglas empíricasde la Ec. (17). Si son diferentes, estime la magnitud de este “efecto deempaque” de los datos experimentales, y de un margen para esto en eldiseño.

5. Calcule el HETP del empaque usando la Ec. (17) y ajuste esta predicciónusando los factores derivados de los pasos 3 y 4 anteriores. Examine laconfiabilidad de estos factores. Serán más confiables mientras se basen enun mayor número de datos experimentales. Se requiere de un juicioconservador.

6. Tome en cuenta la relación diámetro columna/diámetro del empaque, alturadel lecho empacado, diámetro de la columna, tasa mínima de mojadoprocedimiento de prueba empleados en la obtención de los datosexperimentales, y use esta información para escalar los HETP obtenidos delos pasos anteriores.

7. Compare los valores calculados en el paso 6, contra la predicción de la Ec.(17). Seleccione el valor mas conservador, a menos que hayan suficientes




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datos para verificar con confiabilidad que el HETP calculados en el paso 6es menor.

9.1.2 Leyenda para los comentarios de la Tabla 10

1. Los datos indican claramente una región de carga (loading). El HETP en laregión de carga es menor que los HETP’s listados.

2. Los datos muestran una declinación continua de los HETP’s a mayorescargas. Esto implica mala distribución; a bajas cargas líquidas (<2 gpm/ft2)también es posible un problema de baja tasa de mojado. Los HETP’s listadosestán cerca de la carga mínima (“turndown”) de 1.5 del punto de cargaaparente.

3. Alta pureza (> 95%) del componente no acuoso en el tope de la columna.

4. Cuando se muestran dos valores debajo del diámetro de la columna o de laaltura de la columna, el primero describe la dimensión relevante por encimade la alimentación, y la segunda describe la dimensión relevante por debajode la alimentación.

5. Los valores reportados debajo de la relación de reflujo es la razón de masade vapor a líquido (mv/mL).

6. Producto destilado de alta pureza (> 99%).

7. Baja pureza (<90%) del componente no acuoso en el tope de la columna.

8. Dimensiones dadas del anillo 35 x 35 mm.

9. Datos de destilación por lotes.

10. El valor reportado debajo de relación de reflujo es la razón masa de vapor alíquido en el fondo de la columna (mv/mL).

11. Dimensiones dadas del anillo 80 x 80 mm.

12. Datos medidos con partículas de empaque químicamente oxidadas conbronce fosforoso. En esta aplicación, se midió una mucho mayor altura(menor eficiencia) para empaques similares que no recibieron tratamiento desuperficie.

13. AEC es la abreviatura de Atomic Energy of Canada.

14. La presión citada es en el fondo de la columna.

15. La instalación original experimento taponamiento, mala distribución yHETP’s mucho mayores. El HETP citado se logró después de variasmodificaciones, pero se mantuvo un pequeño grado de mala distribución ytaponamiento.

16. Los datos marcados con * no fueron directamente suministrados por elarticulo, sino que fueron estimados por la referencia (1) de la información




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contenida en el artículo. Pueden no ser precisos, pero deberían ser bastanterazonables.

17. La separación se logró en dos columnas en series, cada una conteniendotres lechos empacados de 27 a 30 pies de profundidad. La alimentaciónentraba por debajo del segundo lecho.

18.

Mol % de Metanol enel tope

Mol % de Agua en eltope

Comentarios

A 3 – 65 0.05 – 0.34

B 0.1 – 0.5 5 – 17 ¿“Underwetting” en elfondo?

C 5 – 6 5 – 10

D 6 – 7 17 – 24

E 30 2.2 Rico en Metanol

F 8 – 13 24 – 53 Rico en Agua

19. Un gran número de pruebas.

20.

Mol % de Metanol enel tope

Mol % de DMF en eltope

Comentarios

A 81 – 83 0.2 ¿“Underwetting” en elfondo?

B 71 – 79 0.2 – 0.9

C 66 1.5 ¿No hay Underwetting?

D 6 – 7 17 – 24

21. Medido durante la primera semana de operación, puede cambiar con elenvejecimiento.

9.2 Empaques estructurados

9.2.1 Gráficos de eficiencia

Las Figuras 11.1 a 11.10 y la Tabla 11 contienen los datos publicados de eficienciade empaques estructurados. La sección 9.2.2 presenta el procedimientorecomendado para el uso de esta información. La sección 9.2.2 es una leyendalos comentarios de la columna derecha de la Tabla 11.

A diferencia de los empaques desordenados, la altura equivalente a una etapateórica (HETP) en los empaques estructurados generalmente aumenta con unaumento de las cargas líquido/vapor. El HETP es medido a una relación de reflujo




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constante (L/V), usualmente a reflujo total, por lo que las cargas liquido/vapor sonaumentadas y disminuidas simultáneamente. Por lo tanto es difícil establecer siel HETP aumenta debido a un incremento de la carga de vapor o la carga delíquido, pero hay evidencias para suponer que la carga líquida juega el papel masimportante.

Para suministrar al diseñador toda la información necesaria, las Figuras 11.1 a11.10 han sido graficadas contra la carga líquida y de vapor. La carga líquida estaexpresada como gpm/ft2 del área seccional de una columna vacía. La carga devapor esta expresada como el factor C, CS, dado por la Ec. (14).

9.2.2 Procedimiento de interpolación

1. Examine la sección 5, y determine que constituye un sistema similar alsistema en consideración.

2. Observe los datos experimentales para el empaque en consideración.Verifique si hay suficientes datos para un sistema similar al suyo con elempaque considerado. En tal caso, proceda con el paso 3. De lo contrario,proceda con el paso 7.

3. Usando las cargas líquido/vapor en su diseño, lea las HETP experimentalesde las partes a y b del diagrama para el empaque relevante. Utilice losvalores leídos mas conservadores. Si se requiere de extrapolación paraobtener los HETP experimentales, este valor puede ser poco confiable. Sila extrapolación es excesiva, es mejora abortar el procedimiento de cálculo(paso 7).

4. Observe los datos experimentales para el empaque en consideración y paraempaques similares, usando las Figuras 11.1 a 11.10 y la Tabla 11. Presteespecial atención a los efectos de diámetro de la columna, altura, tasamínima de mojado y efectos del sistema que puedan ser aparentes de losdatos experimentales. Observe también cualquier dependencia no comúndel HETP en las cargas de líquido o de vapor, o cualquier otrocomportamiento extraño del HETP. Todos estos efectos (de ocurrir)necesitan ser tomados en cuenta en el diseño, por lo cual se sugiere uncalculo conservador.

5. De considerarse necesario, busque la referencia original de la cual los datosexperimentales fueron tomados con la finalidad de verificar si la distribución,desviación de los datos o procedimientos de prueba pueden haberinfluenciado estos valores.

6. Verifique que no se hayan violado ninguno de los criterios recomendados enla sección 5. El procedimiento de cálculo se ha completado, y puede obviarel paso 7.

7. Si Ud. llegó a este paso, la interpolación de datos experimentales no puederesolver su problema. Verifique si algún banco de datos particular, o el




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fabricante del empaque posee los datos experimentales que necesita. Si nose puede obtener esta información, considere el uso de un empaquealternativo para el cual se pueda predecir con confianza la HETP de susistema.

9.2.3 Leyenda para los comentarios de la Tabla 11

1. A “75% de inundación”.

2. El material es bronce fosforado químicamente oxidado.

3. AEC es la abreviatura de Atomic Energy of Canada.

4. El factor C (Ec. 14) es de aprox. 0.2 ft/s

5. EG significa etilenglicol; DEG significa dietilenglicol: TEG significatrietilenglicol.

6. Cuando se muestran dos valores debajo del diámetro de la columna o de laaltura de la columna, el primero describe la dimensión relevante por encimade la alimentación, y la segunda describe la dimensión relevante por debajode la alimentación.

7. La relación de reflujo es aprox. 1.0 a 1.5.

8. Alta pureza (>99 %) del producto de tope y fondo.

9. La presión citada es en el fondo de la columna.

10. La altura de lecho empacado señalada es la “altura total de lecho empacada”especificada por la fuente. Es de suponer que habían unos pocos lechos.

11. DEA significa dietanol amina; TEA significa trietanol amina

12. ¿Underwetting?.

13. No se uso distribuidor, pero las referencias (45, 46) señalan que se obtienela misma eficiencia con un distribuidor.

14. Obtenido con un empaque de alta área superficial Goodloe (> 600 ft2/ft3), nocon el empaque estándar Goodloe. El material era cobre–bronce (49).

15. Datos para Flexipac.

16. Factor C aprox. de 0.3 ft/s.

17. El rango de concentración es de 10 % de metanol en el fondo, y 98 % en eltope.

18. El contenido de agua es de 60 a 99.5 por ciento; empaques de aceroinoxidable.

19. Este es un proceso de intercambio de isótopos, mas que un proceso dedestilación propiamente dicho. La separación es parte de un proceso GS,y corre a un L/V molar de 0.5.




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20. Sección de lavado de nafta en un fraccionador principal de FCC.

21. Hay tres lechos empacados por debajo de la alimentación.

22. La presión es la presión promedio en esta sección de la columna.

23. Torre atmosférica de destilación de crudo, sección de fraccionamiento denafta/fuel–oil (LFO).

24. Torre de destilación atmosférica de crudo, sección de fraccionamiento dekerosén/gasoil.

25. Torre de destilación atmosférica de crudo, sección de fraccionamiento denafta/kerosén.

26. Torre de destilación atmosférica de crudo, sección de fraccionamiento degasoil/residuo.

27. Torre de destilación atmosférica de crudo, sección de fraccionamiento defuel–oil liviano (LFO)/gasoil atmosférico (AGO).

28. Torre de destilación atmosférica de crudo, sección de despojamiento.

29. Basado en el análisis de la compañía Norton de los datos de FRI(Fractionation Research Institute).

30. ITdC significa Instituto Tecnológico de Celaya, México.

31. ¿Mala distribución?.




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LISTA DE SIMBOLOS Y ABREVIATURAS

A. Símbolos Alfabeto Latino

ap Area superficial del empaque por unidad de volumen, pie2/pie3

AT Area transversal de ;a columna, pie2

C1, FL, C2, FL Constantes en la correlación de inundación de Billet

C1,LO, C2, LO Constantes en la correlación del punto de carga de Billet

CS Factor de capacidad del vapor, o factor–C, ft/s

dp Diámetro del empaque, plg.

Dp Diámetro del empaque, pies

DT Diámetro de la torre, pies

F, Fp Factor de empaque

Flv Parámetro de flujo

G Flujo de gas, lbs/h x pie2 o lb/s x pie2

g Aceleración de gravedad, 32.2 pie/seg2

gc Constante dimensional, 32.2 lb–ft/ (lbf–seg2)

Gal Número de Galileo

GPM Carga líquida, gal/min

H Altura de lecho, pies

HETP Altura equivalente a una etapa teórica, pies

L Flujo de líquido, lb/h–pie2 o lb/h–seg2

MOC Capacidad máxima de mojado

MW Peso molecular

MWR Tasa mínima de mojado

n Número de etapas teóricas en un lecho empacado

nFl Constante en la correlación de carga de Billet

nLO Constante en la correlación de carga de Billet

Np Número de partículas de empaque por unidad de volumen

P Presión

PT Presión de tope de una torre

∆P Caída de presión específica de un lecho empacado, plg. de agua por piede empaque

QMW Tasa mínima de mojado, gal/min por pie2 de área seccional de una torre




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Re Número de Reynolds, adimensional

Sc Número de Schmidt, adimensional

uL Velocidad superficial del líquido, basado en el área transversal de unacolumna vacía, pie/seg

uS, uV Velocidad superficial del vapor, basada en el área transversal de unacolumna vacía, pie/s

V igual que G

χ Fracción del componente más volátil en el líquido

y Fracción del componente más volátil en el vapor

B. Símbolos Alfabeto Griego

α Volatilidad relativa

β Fracción del área superficial de un empaque estructural mojada

ε Fracción vacía de un lecho

µ Viscosidad dinámica, cP

ν Viscosidad cinemática, cS

π 3, 142...

ρ Densidad, lb/pie3

σ Tensión superficial, dinas/cm

σc Tensión superficial crítica, dinas/cm

φ Angulo de contacto

Ψ Relación de la densidad del agua a la densidad del líquido




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SUBSCRITOS

0,1, 2 .. Diferentes puntos a lo largo de la columna

atm. A presión atmosférica

D Destilado

d Seco (sin flujo líquido)

Fl Al punto de inundación

G Gas

H2O Agua

L Líquido

Lo Al punto de carga

MOC A la capacidad máxima de operación

mín mínimo

máx. máximo

V Vapor




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TORRES DE DESTILACION EMPACADAS ENE.970


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10. ANEXO




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FIGURA 10. 1002A1” PALL RINGSINUNDACION

FIGURA 10. 1002B1” (M) PALL RINGS

CAIDA DE PRESION – SISTEMAS NO ACUOSOS




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FIGURA 10. 1002C1” (M) PALL RINGS

CAIDA DE PRESION – SISTEMAS ACUOSOS

FIGURA 10. 10031.5” (M) PALL RINGS

INUNDACION Y CAIDA DE PRESION




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FIGURA 10. 1004A2” PALL RINGSINUNDACION

FIGURA 10. 1004B2” (M) PALL RINGS

CAIDA DE PRESION – SISTEMAS NO ACUOSOS




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FIGURA 10. 1004C2” (M) PALL RINGS

CAIDA DE PRESION – SISTEMAS ACUOSOS

FIGURA 10. 10073.5” (M) PALL RINGSCAIDA DE PRESION




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FIGURA 10. 10121” (P) PALL RINGS

CAIDA DE PRESION

FIGURA 10. 10131.5” (P) PALL RINGSCAIDA DE PRESION




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FIGURA 10. 10141” (P) PALL RINGS

CAIDA DE PRESION

FIGURA 10. 10173.5” (P) PALL RINGSCAIDA DE PRESION




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FIGURA 10. 10221” PALL RINGS CERAMIC



CAIDA DE PRESION




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FIGURA 10. 11121” (P) SUPER INTALOX, FLEXI– & BALLAST SADDLES

CAIDA DE PRESION




CAIDA DE PRESION




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CAIDA DE PRESION

FIGURA 10. 11221” (C) INTALOX & FLEXI– SADDLESINUNDACION Y CAIDA DE PRESION




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FIGURA 10. 11231.5” (C) INTALOX & FLEXI– SADDLESINUNDACION Y CAIDA DE PRESION

FIGURA 10. 11242” (C) INTALOX & FLEXI– SADDLESINUNDACION Y CAIDA DE PRESION




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FIGURA 10. 11263” (C) INTALOX & FLEXI– SADDLES

CAIDA DE PRESION

FIGURA 10. 1322#1 (C) SUPER INTALOX

CAIDA DE PRESION




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FIGURA 10. 1324#2 (C) SUPER INTALOX

CAIDA DE PRESION

FIGURA 10. 1203#1 (M) HY – PAK & K–PAC





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FIGURA 10. 1204# 1.5 (M) K–PAC

CAIDA DE PRESION

FIGURA 10. 1205# 2 (M) HY – PAK & BALLAST +





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FIGURA 10. 1207# 3 (M) HY–PAK & K–PAC

CAIDA DE PRESION

FIGURA 10. 2002# 25 IMTP





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FIGURA 10. 2101# 1 (M) CMR





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FIGURA 10. 2102# 1.5 (M) CMR


FIGURA 10. 2103# 2 (M) CMR

CAIDA DE PRESION




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FIGURA 10. 2104# 2.5 (M) CMR

CAIDA DE PRESION

FIGURA 10. 2105# 3 (M) CMR

CAIDA DE PRESION




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FIGURA 10. 2106# 4 (M) CMR

CAIDA DE PRESION

FIGURA 10. 2111# 1A (P) CMR

CAIDA DE PRESION




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CAIDA DE PRESION


CAIDA DE PRESION




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FIGURA 10. 2202# 1 NUTTER RINGSCAIDA DE PRESION

FIGURA 10. 2203# 1.5 NUTTER RINGSCAIDA DE PRESION




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FIGURA 10. 2204# 2 NUTTER RINGS


FIGURA 10. 23042” (M) HIFLOW RINGS





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FIGURA 10. 23121” (P) HIFLOW RINGS


FIGURA 10. 23142” (P) HIFLOW RINGS





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FIGURA 10. 23173.5” (P) HIFLOW RINGS


FIGURA 10. 23231.5” (C) HIFLOW RINGS





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FIGURA 10. 23242” (C) HIFLOW RINGS


FIGURA 10. 23263” (C) HIFLOW RINGS





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FIGURA 10. 2402# 1 HCKP

CAIDA DE PRESION

FIGURA 10. 2403# 1.5 HCKP

CAIDA DE PRESION




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CAIDA DE PRESION


CAIDA DE PRESION




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FIGURA 10. 3002# 1 (M) CHEMPAK & LEVAPAK

CAIDA DE PRESION

FIGURA 10. 3004# 2 (M) CHEMPAK

CAIDA DE PRESION




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FIGURA 10. 3104# 1 (2”) JAEGER TRIPACKS


FIGURA 10. 3106# 2 (3”) JAEGER TRIPACKS

CAIDA DE PRESION




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FIGURA 10. 3114# 1 (2’ & 45 MM) (P) JAEGER TRIPACKS


FIGURA 10. 3116# 2 (3”) (P) JAEGER TRIPACKS

CAIDA DE PRESION




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FIGURA 10. 32121” (P) NOR PAC


FIGURA 10. 32131.5” (P) NOR PAC





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FIGURA 10. 32142” (P) NOR PAC


FIGURA 10. 3316INTALOX SNOWFLAKE

CAIDA DE PRESION




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FIGURA 10. 34173.5” (P) LANPAC


FIGURA 10. 3517# 3 (3.5”) (P) IMPACCAIDA DE PRESION




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FIGURA 10. 5001KOCH – SULZER CY PACKING


FIGURA 10. 5002KOCH – SULZER BX PACKING





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FIGURA 10. 6002SULZER MELLAPAK 500Y







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FIGURA 10. 6004ASULZER MELLAPAK 500Y

INUNDACION Y CAIDA DE PRESION – NO ACUOSOS

FIGURA 10. 6004BSULZER MELLAPAK 250Y

INUNDACION Y CAIDA DE PRESION – ACUOSOS




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FIGURA 10. 6014SULZER MELLAPAK 250Y PLASTIC

CAIDA DE PRESION




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FIGURA 10. 6102KOCH FLEXIPAC # 1







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FIGURA 10. 6108KOCH FLEXIPAC # 4CAIDA DE PRESION




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FIGURA 10. 6122KOCH FLEXERAMIC # 28

CAIDA DE PRESION


CAIDA DE PRESION




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CAIDA DE PRESION

FIGURA 10. 6202GLITSCH GEMPAK 4ACAIDA DE PRESION




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FIGURA 10. 6203GLITSCH GEMPAK 3A







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FIGURA 10. 6206GLITSCH GEMPAK 1.5A







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FIGURA 10. 6209GLITSCH GEMPAK 0.5A

CAIDA DE PRESION

FIGURA 10. 6302MONTZ B1 – 300





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FIGURA 10. 6303MONTZ B1 – 250

CAIDA DE PRESION

FIGURA 10. 6402NORTON INTALOX 1TCAIDA DE PRESION




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FIGURA 10. 6404NORTON INTALOX 2T


FIGURA 10. 6408NORTON INTALOX 3TCAIDA DE PRESION




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FIGURA 10. 6504JAEGER MAXPAC


FIGURA 10. 8005GLITSCH GRID EF–25A





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FIGURA 10. 8015GLITSCH GRID EF–25AP


FIGURA 10. 8104KOCH FLEXIGRID # 3





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FIGURA 10. 8108KOCH FLEXIGRID # 2


FIGURA 10. 8205NUTTER SNAP GRID # 3





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TABLA 10.1 DATOS USADOS EN LAS FIGURAS




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TABLA 10.1 DATOS USADOS EN LAS FIGURAS (CONTINUACION)




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NOTA

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TABLA 11.1 DATOS DE EFICIENCIAS PUBLICADOS PARA EMPAQUE DESORDENADO




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TABLA 11.1 DATOS DE EFICIENCIAS PUBLICADOS PARA EMPAQUESDESORDENADO (CONTINUACION)




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FIGURA 11.1 DATOS DE HETP PUBLICADOS PARA EMPAQUE ESTRUCTURADOWIRE – MESH DE KOCH – SULZER CY. (VER TABLA 11.2 PARAIDENTIFICACION DE LAS CURVAS). (A) GRAFICA EN FUNCION DELA CARGA DE VAPOR; (B) GRAFICA EN FUNCION DE LA CARGALIQUIDA.




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TABLA 11.2 DATOS DE EFICIENCIA PUBLICADOS PARA EMPAQUES ESTRUCTURADOS




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FIGURA 11.2 DATOS DE HETP PUBLICADOS PARA EMPAQUE ESTRUCTURADOWIRE – MESH DE KOCH – SULZER BX. (VER TABLA 11.2 PARAIDENTIFICACION DE LAS CURVAS). (A) GRAFICA EN FUNCION DE LACARGA DE VAPOR; (B) GRAFICA EN FUNCION DE LA CARGALIQUIDA.




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TABLA 11.2 DATOS DE EFICIENCIA PUBLICADOS PARA EMPAQUES ESTRUCTURADOS (CONTINUACION)




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FIGURA 11.3 DATOS DE HETP PUBLICADOS PARA EMPAQUE ESTRUCTURADOWIRE – MESH DE GOODLOE � (VER TABLA 11.2 PARAIDENTIFICACION DE LAS CURVAS). (A) GRAFICA EN FUNCION DELA CARGA DE VAPOR; (B) GRAFICA EN FUNCION DE LA CARGALIQUIDA.




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FIGURA 11.4 DATOS PUBLICADOS PARA EMPAQUES ESTRUCTURADOSMELLPACK 125Y, 350Y, 500Y Y FLEXIPACK # 1. (VER TABLA 11.2PARA IDENTIFICACION DE LAS CURVAS). (A) GRAFICA EN FUNCIONDE LA CARGA DE VAPOR; (B) GRAFICA EN FUNCION DE LA CARGALIQUIDA.




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FIGURA 11.5 DATOS DE HETP PUBLICADOS PARA EMPAQUES ESTRUCTURADOSMELLPACK 250Y FLEXIPACK #2. (VER TABLA 11.2 PARAIDENTIFICACION DE LAS CURVAS). (A) GRAFICA EN FUNCION DE LACARGA DE VAPOR; (B) GRAFICA EN FUNCION DE LA CARGALIQUIDA.




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TABLA 11.2 DATOS DE EFICIENCIA PUBLICADOS PARA EMPAQUESESTRUCTURADOS (CONTINUACION)




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FIGURA 11.6 DATOS DE HETP PUBLICADOS PARA EMPAQUES ESTRUCTURADOSGEMPAK O.5A, 1A, 1.5A, 3A Y 4A. (VER TABLA 11.2 PARAIDENTIFICACION DE LAS CURVAS). (A) GRAFICA EN FUNCION DE LACARGA DE VAPOR; (B) GRAFICA EN FUNCION DE LA CARGALIQUIDA.




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(A)

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FIGURA 11.7 DATOS DE HETP PUBLICADOS PARA EMPAQUES ESTRUCTURADOSGEMPAK 2A Y 2AT. (VER TABLA 11.2 PARA IDENTIFICACION DELAS CURVAS). (A) GRAFICA EN FUNCION DE LA CARGA DE VAPOR;(B) GRAFICA EN FUNCION DE LA CARGA LIQUIDA.




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FIGURA 11.8 DATOS DE HETP PUBLICADOS PARA EMPAQUES ESTRUCTURADOS2T Y 3T. (VER TABLA 11.2 PARA IDENTIFICACION DE LAS CURVAS).(A) GRAFICA EN FUNCION DE LA CARGA DE VAPOR; (B) GRAFICAEN FUNCION DE LA CARGA LIQUIDA.




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(B)

FIGURA 11.9 DATOS DE HETP PUBLICADOS PARA EMPAQUESESTRUCTURADOS. (VER TABLA 11.2 PARA IDENTIFICACION DE LASCURVAS). (A) GRAFICA EN FUNCION DE LA CARGA DE VAPOR; (B)GRAFICA EN FUNCION DE LA CARGA LIQUIDA.




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(A)

(B)

FIGURA 11.10 DATOS DE HETP PUBLICADOS PARA MAX – PAK . (VER TABLA 11.2PARA IDENTIFICACION DE LAS CURVAS). (A) GRAFICA EN FUNCIONDE LA CARGA DE VAPOR; (B) GRAFICA EN FUNCION DE LA CARGALIQUIDA.




mdp 04 cf-07 torres de destilación empacadas

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