Transcript BALANCE DE MATERÍA Y ENERGÍA

BALANCE DE MATERÍA Y ENERGÍA
EXTRACCIÓN
A B S O R C I Ó N
Ing. Karla Dávila
24/04/2011
L/O/G/O
Objetivos
 Analizar las operaciones de extracción y
absorción en términos de BMyE, equipos,
utilidad
 Fomentar el orden, respeto y disciplina
durante la sesión de trabajo.
24/04/2011
Ing. Karla Dávila
• Defina extracción
• Enumere los tipos de extracción
• Establezca las diferencias entre los tipos de
extracción
• Qué características tienen los equipos donde es
llevada a cabo esta operación
- Cuál es la aplicabilidad de esta operación
- Defina la absorción en términos de operación,
utilidad y equipos
- Establezca las diferencias entre absorción y
adsorción
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Ing. Karla Dávila
Extracción Sólido Líquido
Consiste en tratar un sólido que esta formado por dos o
más sustancias con un disolvente que disuelva
preferentemente uno de los sólidos, que recibe el nombre
de soluto.
Esta operación recibe el nombre de lixiviación, al disolver
y extraer sustancias inorgánicas.
Otro nombre empleado es de percolación; en este caso la
extracción se hace con disolvente caliente o a su punto
de ebullición.
 Es decir que por medio de un disolvente se extrae un
soluto que forma parte de un solido, como un aceite, una
esencia
Equipos Utilizados
- Extractores, lixiviadores o percoladores
- El equipo mas sencillo consiste en un tanque
agitado y luego un sedimentador
N:
En este tipo de extracción, se agrega disolvente en
exceso para evitar que la solución se sature y no
pueda extraerse más soluto
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• Utilización de diagramas Triangular:
D
A
I
I : Componente o componentes Inertes.
S: Soluto o componentes a extraer.
D: Disolvente
S
XD
D
S
Xs
• Si se supone que la sln retenida por unidad de
soluto inerte permanece cte, el lugar geométrico
de las mezclas de soluto inerte y sln es una
paralela al lado de soluto.
• Si lo que permanece cte es el lugar geométrico
de las mezclas solido inerte, el disolvente
vendrá dado por la recta SK.
• En muchos otros casos esta relación varia y
tiene que obtenerse experimentalmente
• Las rectas que representan la cantidad de
sln retenida pos sólidos inertes nos darán
las composiciones de la corriente inferior ò
lodos.
• La hipotenusa DS nos dará las
composiciones de la corriente superior.
D
XD
Disolución / Inerte = Cte
S
Xs
• Las rectas que representan la cantidad de
sln retenida por sólidos inertes nos darán
las composiciones de la corriente inferior o
lodos.
• La hipotenusa DS nos dara las
composiciones de la corriente superior.
Formas de llevar a cabo esta operación
• Extracción simple:
En este proceso la eficiencia de la TM depende de
las condiciones de equilibrio, del grado de agitación
y de la relación de alimentación a solvente
• Contacto múltiple con corriente transversal:
El refinado se pone en contacto repetidamente con
disolvente nuevo
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• Contacto múltiple a contracorriente:
Este método usa una serie de etapas en las que el
disolvente de extracción y los dólidos que han de
extraerse entran por los extremos opuestos en la
serie de equipos.
Los extractos y los refinado fluyen en direcciones
contrarias. Es un arreglo por lo general muy eficiente
que consta, por lo general, de 2 a 5 etapas
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Extracción Liquido - Líquido
Operación que consiste en poner una mezcla liquida en
contacto con un segundo líquido inmiscible, que
selectivamente extrae uno o más de los componentes
de la mezcla.
Se emplea en la industria alimentaria, farmacéutica y en
la industria de esencias y perfumería; refinación de
aceites lubricantes y de solventes, para la extracción de
productos que contienen azufre, y en la obtención de
ceras parafìnicas.
Para extraer el compuesto D que forma parte de una
mezcla líquida homogénea, se introduce otro líquido,
que es insoluble, en el que contiene A, pero que
disuelve a A.
Después de poner en contacto el disolvente y la
mezcla se obtienen dos fases líquidas que reciben
los nombres de extracto y refinado
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Equipos en esta operación
• Equipo de etapas:
En este tipo los líquidos se mezclan en cada etapa,
ocurre la extracción y los líquidos insolubles se
separan por diferencia de densidades para volver
entrara a otra etapa. El ejemplo más común de esto
es el mezclador sedimentador
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• Equipo de contacto continuo:
En estos equipos los líquidos se meten por partes
diferentes y se ponen en contacto durante el tránsito
a través del aparato
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Absorción
Operación de contacto gas – liquido en
la que se desea separar uno o más
componentes que se encuentran en
la fase gaseosa, al ponerla en
contacto con el líquido que va a ser
selectivo, a los componentes que se
van a separar y el líquido no tiene que
ser puro.
• Operación mediante la cual se
absorben los gases o vapores de sus
mezclas por absorbedores líquidos
(absorbentes).
• Absorbato: es el componente activo
que se transfiere al liquido se le llama
absorbente o solvente.
Tipos
• Física: Se facilita la recuperación del
absorbato (desorción).
Existen fuerzas de atracción entre el
absorbato y el solvente, esta en la
mayoría de los casos; es reversible.
• Química: Existe reacción química entre
el absorbato y el solvente
(quimiabsorción)
Características del
solvente
• Solubilidad: debe ser alta para que se a
efectiva la operación y gastar menos
solvente.
• Volatilidad: baja para que no se nos
valla en el gas.
• No debe ser corrosivo.
• Costo
• No toxico y químicamente estable.
• Viscosidad baja para que facilite la
difusividad del gas.
Aplicaciones
• Para las producciones: Diferentes acidos.
• Recuperación de solutos valiosos que se
encuentran en el gas.
• Sanitario: Protección del medio ambiente.
Equipos
• Columnas rellenas:+ utilizadas
• Columnas de platos
• En este proceso el liquido aumenta su
concentración tratando de alcanzar el
equilibrio y el gas disminuye su
concentración para lograr el mismo objetivo.
Cuando se alcanza el equilibrio cesa la TM.
La ley que rige este proceso es de Rault
P* = Po X
PA = PoA X
X = P*/Po
Balances
G2
Y2
L3
X3
G1
Y1
L4
X4
• Balance total
G1 + L3 = L4 + G2
• Balance parcial:
G1Y1 + L3 X3 = L4 X4 + G2Y2
• Una columna de absorción de SO2 se
diseña para producir una solución acuosa
de SO2. Si el agua de entrada contiene 5
% de SO2 y el agua de salida 20 % de
SO2, ¿Qué cantidad de solución al 5% se
necesitan para obtener 275 kg/h de
solución de SO2 al 20%?¿Que cantidad
de gases se deben tratar si los gases
entrantes contienen 68% en peso de S=2
y los salientes 2.5%?
G2 = ?
Y2 =
0.025
L3 = ?
X3 = 0.05
G1 = ?
Y1 = 0.68
L4 = 275
kg/h
X4 = 0.20
Balance total
• G1 + L3 = L4 + G2
Balance parcial para el SO2
• G1Y1 + L3 X3 = L4 X4 + G2Y2
Balance de Agua
• L3 X3 = L4 X4
Absorción y Adsorción
Bibliografía
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PRENSA