práctica 2desorción

7/23/2019 prctica 2desorcin

1/14

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


2/14


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

+


3/14


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.

;


4/14

DIAGRAMA DE EQUIPO


5/14

PROCEDIMIENTO

1.


6/14

?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.


7/14

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


8/14

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


9/14

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


10/14

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


11/14

$( 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


12/14

!#

!#

!#

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


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


14/14

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.

Documents

práctica 2desorción