Ejemplo Columna de absorción

Los procesos de separacion juegan un papel importante en la mayoria de los procesos químicos de manufactura. Las corrientes de procesos de los reactores químicos a menudo contienen un numero de componentes, algunos de los cuales deben de ser separados ya sea por se los compuestos de interés o por que son contaminantes que deben de ser desechados. Un ejemplo común de un procesos de separación es la absorción de gases, la cual se usa normalmente para remover un compuesto diluido en una corriente gaseosa.

etapas donde una capa de liquido fluye considerando que estan en equilibrio.

a

traves,

Considere la columna de absorción de gases mostrada en la figura. Los componentes que entran por la base de la columna en la corriente gaseosa son absorbidos por en la corriente líquida, que se alimenta en la parte superior. La corriente gaseosa que sale por la parte superior de la columna es mas “pura”. Un ejemplo es el uso de una corriente liquida de acete pesado para remover benceno de una corriente gaseosa de bencenoaire. Las columnas de absorción normalmente tienen estas etapas se modelan

Asuma que el componente principal de la corriente liquida es inerte y no se absorbe en la corriente gaseosa, a su vez asuma que el componente principal en la corriente gaseosa es inerte y no se absorbe en el líquido. Suponga que cada etapa del proceso esta en equilibrio, esto es que el vapor que sale de la etapa esta en equilibrio termodinámico con el liquido de la etapa. Para el desarrollo de su modelo utilice la siguiente nomenclatura: L = moles de líquido inerte/tiempo = flujo molar líquido V = moles de gas inerte/tiempo = flujo molar gas M = moles líquido/etapa W = moles gas/etapa xi = moles soluto (etapa i)/moles liquido inerte (etapa i) yi = moles soluto (etapa I)/ moles gas inerte (etapa i) La relación linear es la mas sencilla para describir el equilibrio, la cual esta dada por:

y i=a x i donde y es la composición en fase gas, x es la composición en fase liquido, i representa la etapa y a es la constante de equilibrio. Estado estable y parámetros. Considere una columna de 5 etapas, con una alimentación de líquido L aceite /min, una alimentación de gas V = 5/3 kgmol aire/min. La equilibrio esta dada por a= 0.5. La composición de la alimentación es benceno/kgmol aceite y y6= 0.1 kgmol benceno/kgmol aire. Suponga que en cada etapa es M = 20/3 kgmol.

= 4/3 kgmol relación de x f = 0 kgmol la retencion

Objetivo: -Desarrolle un sistema dinámico del proceso. -Obtenga las condiciones de operación al estado estable para cada etapa. -Simule el comportamiento de la torre, cuando a los 5 min la composición del gas entrando a la columna cambia de y6 = 0.1 kgmol benceno / kgmol aire a y6= 0.15 kgmol benceno / kgmol aire. Obtenga la composición de cada etapa y grafique se comportamiento en el tiempo. -A partir del estado estable, simule el comportamiento de la torre cuando ocurre un cambio en la corriente líquida, donde de xf = 0 kgmol benceno / kgmol aceite pasa a xf = 0.025 kgmol benceno / kgmol aceite. Grafique el comportamiento transitorio de cada etapa.