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7/23/2019 prctica 2desorcin
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Procesos de separacin por contacto continuo
Instituto Politcnico
Nacional
Escuela Superior de Ingeniera
Qumica e Industrias Extractivas
Procesos de Separacin por contacto continuo
Prof. Baldemar Martne !ern"nde
#$om%o &uri 'driana '%igail
(rupo )IM*+
,ueves de -// $rs a 00// $rs
Pr"ctica 0 '%sorcin en columna empacadaf
1ec$a de entrega 0+2002+/03
OBJETIVO: 4os alumnos aprender"n a operar una columna empacadapara agotamiento de l5uidos6 7 ser"n capaces de identi8car6 interpretar
0
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Procesos de separacin por contacto continuo
7 evaluar las varia%les 5ue intervienen en su funcionamiento. E9ercitar"n
capacidades de tra%a9o en e5uipo 7 mostrar"n valores de disciplina6
orden 7 seguridad.
INTRODUCCIN
4a desorcin o agotamiento es lo
opuesto a la a%sorcin. En este
caso el gas solu%le se trans8ere del
l5uido a la fase gaseosa6 de%ido a
5ue la concentracin en el l5uido
es ma7or 5ue la 5ue corresponde al
e5uili%rio con el gas. Es un mtodo
com:n utiliado para remover
impureas de un l5uido.
Es la operacin unitaria en la cualuno o m"s componentes del l5uido
se trans8eren al gas6 esta tam%in
puede conseguirse aumentando la
temperatura.
Esta operacin se puede llevar a cabo en columnas de platos y de relleno y tambin en torres de
pulverizacin, que son columnas vacas en las que el lquido entra a presin por un sistema de
ducha, circulando al gas en sentido contrario.
Es una operacin continua a la absorcin y en ella un gas disuelto en un lquido es arrastrado porun gas inerte quedando eliminado del lquido inicial. En algunas ocasiones la desorcin tambin se
emplea para determinar la destilacin sbita
Entre los procesos industriales en los que se aplica la desorcin estn el despojamiento stripping!
de "racciones del petrleo derivados!, por medio de vapor recalentado que no se condensa en el
despojador.
En la qumica, especialmente cromatogra"a, la desorcin es la capacidad para que unproducto
qumico se mueva con la "ase mvil. #uanto ms un producto qumicodesorbs, cuanto menos
probablemente "ija por adsorcin, as en vez de pegarse a la "ase inmvil, el producto qumico
se levanta con el "rente solvente. $eneralmente, la orden de la desorcin se puede predecir por el
nmero de los pasoselementales implicados%&a desorcin molecular atmica o simple ser
tpicamente un proceso de primer ordenes decir. una molcula simple en la super"icie del substrato
desorbs en una "orma gaseosa!.&a desorcin molecular recombinante ser generalmente un
proceso de segundo orden es decir, dos tomos de hidrgeno en la super"icie del desorb y "orman
una molcula gaseosa!.
E'isten tres procedimientos para realizar esta operacin que son%
a! (acer pasar un gas inerte o vapor de agua por el lquido
+
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Procesos de separacin por contacto continuo
b! )uministrar calor al absorbente lquido
c! *isminuir la presin sobre el lquido
Entre los requisitos que debe cumplir el agente de despojamiento estn el de ser "cil de separar
del gas y que no se produzcan reacciones con peligro de envenenamiento.
&os agentes despojadores ms corrientes son el aire, el nitrgeno y el vapor de agua.
En muchos procesos industriales se combinan en una misma instalacin las operaciones de
absorcin y de desorcin, con el objetivo de recuperar el disolvente. +or ejemplo en los sistemas
de absorcin que utilizan aminas, donde stas se regenerandesorcin! para su reutilizacin.
;
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DIAGRAMA DE EQUIPO
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PROCEDIMIENTO
1.
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?egular cerrando parcial 7 lentamente la v"lvula tipo gol%o
del venteo de aire a la atmsfera6 $asta tener el valor
re5uerido de la diferencia de presin a travs de la placa de
ori8cio.). Alimentai!n "e am&nia& %a(a me*la(l& &n el ai(e "e
ent(a"a
Nota Ae%ido al riesgo de un >u9o excesivo de amoniaco6 los
movimientos 7 apertura de todas las v"lvulas correspondientes a
esta alimentacin de%er"n ser $ec$as %a9o estrec$a supervisin 7
siguiendo las indicaciones del profesor. '%rir las v"lvulas de descarga del tan5ue e amoniaco
'%rir la v"lvula de agu9a cercana al punto de meclado con
el aire '%rir la v"lvula de agu9a del rot"metro
?egular la presin a 0 &g2cm+man. #on la v"lvula de agu9a
situada 9unto al manmetro. '9ustar con la v"lvula de agu9a del rot"metro el >u9o de
amoniaco al valor previamente calculado en el prediseo.
+. E,ta-ili*ai!n "e la &%e(ai!n a (#imen %e(manente
Se opera el e5uipo6 o%servando 5ue se mantengan constantes las
condiciones operativas esta%lecidas6 $asta tener un rgimen
permanente Caproximadamente 0/ minutosD.Para veri8car 5ue se $a logrado el rgimen permanente6 se tomauna muestra de la fase l5uida producida a la salida de la columna
7 se analia para determinar su contenido de amoniaco. Se repite
la toma de muestra 7 an"lisis para veri8car 5ue los resultados
sean similares6 en cu7o caso se $a%r" alcanado el rgimen
permanente.El an"lisis 5umico e la muestra de l5uido para determinar el
contenido de amoniaco6 se realia de acuerdo al mtodo descrito
en el apndice ';.
/. A#&tamient& Se a%rir" la v"lvula 5ue permite el paso de la solucin
amoniacal a la %om%a para 5ue esta la lleve $acia la torre de
agotamiento. Se cerrar" la v"lvula 5ue mecla el amoniaco con el aire 7 se
a%re l v"lvula 5ue conecta el aire limpia a la columna de
agotamiento.
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Se toma una muestra de la solucin amoniacal 7 en seguida
del l5uido a la salida de la columna. Se tomar" el tiempo 5ue tarda en llenarse una pro%eta de
+3/ ml.
V.3 Pa(& "el e0$i%&
aD #errar las v"lvulas del tan5ue de amoniaco.%D #errar en orden a partir del tan5ue las v"lvulas de la tu%era de
amoniaco.cD 'pagar el motor del soplador de aire 7 cerrar la v"lvulas de la
tu%era para aire.
dD Ae9ar circular el agua 3 minutos aproximadamente.eD 'pagar el motor de la %om%a 7 cerrar las v"lvulas de la tu%era
para agua.
V.' Ne$t(ali*ai!n "el a#$a am&niaal
Neutralice con "cido clor$drico diluido la solucin amoniacal en el
tan5ue 7 desc"rguela al drena9e.
Balane "e Mate(ia
Clculo de moles de solucin concentrada
MNaOH=0.6mol
1<
1000ml
nNH3=0.6mol
(14ml9ml )
nNH32=0.003mol=xA2
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nT=nNH3+nH3 O=0.003+( 15g18gmol )=0.8363mol L1
xA2exp=nNH3n T
=0.003molNH30.8363mol L1
=0.003587molNH3molL2
XA2exp=
0.003587molNH3molL2
10.003587molNH3molL2
=0.0036molNH3molLs
Clculo de moles de solucin diluida
1<
1000ml
nNH3=0.6mol
(14ml11.7ml )
nNH31=0.00138mol
=xA1
nT=nNH3+nH3O=0.00138+( 15g18gmol )=0.8347mol L1
xA1exp=nNH3n T
=0.00138molNH30.8347mol L1
=0.001653molNH3molL1
XA1exp=
0.001653molNH3molL1
10.001653molNH3molL1
=0.001656molNH3molLs
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Clculo de la recuperacin
%TA=0.0030.001653mol
0.003x 100=44.9
Balance de Materia
TA=Ls(XA2XA1 )=Gs(YA2YA1 )=Gsmin(YA2mxYA1)
Lv 1=V
t=
0.250L
0.36min=0.6944
L
min
=1000
g
l1mol
18g =55.55
gmol
l
L1=Lv 1=0.6944 L
min55.55
mol
l =38.5739
gmol L1
min
LA1=L1xA1exp=38.5739molL1
min0.001653
molNH3molL1
=0.06376molNH3
min
Ls=L1LA1=38.5739mol L1
min 0.06376
molNH3min
=38.5101mol L s
min
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aire=PPm
RT =
(0.8152atm )(28.84 ggmol )(0.08205 Latmgmol K) (298.15K)
=0.961g
L
0.961g
L
47cm
=104 (!H")1
2=104
Gs=( ) (")PM
=
(727.311 Lmin0.961g
L )28.84
g
gmol
=24.2353molAire
min
YA2=Ls(XA2XA 1 )
G s=
38.5101mol Ls
min(0.0036 molNH3molLs
0.001656molNH
3
molLs
)24.2353
molAire
min
=0.003089molNH3molG
s
#A2exp=0.003089
molNH3molG s
1+0.003089molNH3molGs
=0.003079molNH3molLs
Coefcientes de transerencia de masa
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$( gN H3100 g H2
O ) PN H
3(mm Hg)
YN H3=PN H3
585PN H3
XN H3
= $18
10017
/.0/3 /.F-0 /.//0;3;-F /.//0000FG
/.+)) 0.*; /.//;0;*/+ /.//+3*;3;/.;+ +.)0 /.//)0;GF /.//;;**+)/.;* +.*- /.//)-G)F /.//)/+;3;
/.3FG ).)0 /.//F3-3F+ /.//G/-**+
/ / / / / /./0 /./0
fCxD H 0.+3x /
? H 0
nea "e e0$ili-(i&
4nea de e5uili%rio
4inear C4nea de e5uili%rioD
a
4a
Dat& E0$ili-(i& Dat& E0$ili-(i&J'0 H / KL'0 H / 7'0 H / xL'0 H /J'+ H /.//;/*- KL'+ H /.//+3+; 7'+ H /.//;/F- xL'+ H /.//+30FK'0 H /.//0G3G JL'0 H /.//+//; x'0 H /.//0G3; 7L'0 H /.//0---K'+ H /.//;G JL'+ H /.//));F x'+ H /.//;3*F 7L'+ H /.//))0F
Pa(a 5a,e #a,
!#
mL
(NT)Ox=# 2#1
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!#
!#
!#
2
!#
1
!#
!#
#1#1=0.0019990=0.001999mol NH3
molL2
!#
#2#2=0.0044170.003079=0.001338mol NH3
mol L2
Pa(a 5a,e l0$i"a
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13/14
!#
mL
(NT)O#=x2x1
!#
!x
!x
2
!x
1
!x
!x
x1=0.0016530=0.001653molNH
3
molL1
!x
x2=0.0035870.002517=0.00107molNH
3
molL1
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Clculo de la altura de la unidad de transerencia para
gases y lquidos
ATG O#= &NTGOx=0.222m1.87 =0.1187m
ATG Ox= &
NTGOx=0.222m
1.6442=0.135m
CONCU6IONE6
Ja 5ue no se reali un %alance de materia previo a la operacin no
tenemos datos contra los cuales comparar los resultados experimentales
o%tenidos6 sin em%argo6 a travs de la experimentacin 7 la realiacin
de %alance podemos concluir 5ue la operacin se llev a ca%o
correctamente6 no se puede sa%er si de manera e8ciente o no. Esto se
demuestra en los resultados de la relacin en fase l5uida 7 gaseosa. Ja
5ue en nuestra fase l5uida a la salida la concentracin es muc$o menor
casi cero Creferente al amoniacoD 7 en nuestra fase gaseosa se
encuentra una diferencia con respecto de una relacin / a una de ma7or
valor.
RE7ERENCIA6
Manual de la%oratorio de procesos de separacin por contacto continuo de
ESIQIE
re7%al6 ?o%ert E. Mass ransfer Operations. Editorial Mc (ra !ill. ercera
Edicion. Singapur. 0-*0.
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