separación de aire
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UNI-FIQT
PI 525/A. PERÍODO 2015-1
Ing. Rafael J. Chero Rivas
21 de mayo de 2015
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Tecnologías de separación
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F r a c c i o n a m i e
n t o d e
a i r e
Ing. Rafael J. Chero Rivas
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Mediante destilación de aire se pueden obtener oxígeno ynitrógeno relativamente puros, utilizando la doble columnade Linde que, tal como se muestra en la figura, consta de una
columna que opera a presión elevada sobre la cual vainstalada una columna que opera a presión atmosférica. Elcalderín de la columna superior es al mismo tiempo elcondensador de reflujo para ambas columnas. El airegaseoso, más una cantidad suficiente de aire líquido paratener en cuenta las entradas de calor en la columna (máslíquido, por supuesto, si como producto se retira oxígenolíquido) entra en el condensador de la base de la columna ycondensa, comunicando calor al líquido en ebullición y
generando de esta forma el flujo de vapor para esta columna.El aire líquido entra en un punto intermedio de esta columna,tal como se indica en la figura.
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C o l u m n a d e
D e s t i l a
c i ó n
d e L i n d e
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El vapor procedente de esta columna se condensaparcialmente para formar el reflujo, y el vapor nocondensado pasa a una bancada exterior de tubosdonde condensa totalmente, mientras que el nitrógenolíquido se recoge en el espacio anular, tal como seindica. Operando esta columna entre 4 y 5 atm, eloxígeno que se encuentra hirviendo a 1 atm está
suficientemente frío para condensar nitrógeno puro. Ellíquido que se recoge en el fondo de la columnainferior contiene del orden del 45% de O2 y constituyela alimentación de la columna superior. Una doble
columna de este tipo puede producir oxígeno muypuro, con una elevada recuperación de oxígeno, ynitrógeno relativamente puro.
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Integración de Energía
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Observar que el condensador
de una Columna es a la vez el
reboiler de la otra
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Integración de energía
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C
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Pressure Swing Adsorption (PSA)
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Ósmosis Inversa
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Obtención de Nitrógeno a partir de aire
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Separación por adsorción-Gases
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Sistema de Adsorción
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Iso termas de Adsorc ión
y
q Linear
FreundlichLangmuir Kyq
n Kyq
y K
yqq
0
Lineal
Freundlich
Langmuir
•Relación entre el sólido y la concentración del soluto en el líquido•Datos obtenidos a temperatura constante
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Efecto de la temperatura
La capacidad deadsorción decrececon el incrementode temperatura,tanto para gasescomo para
líquidos.
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Caída de presiónen lechos fijos
75.1'
)1(150
')1( 23
Gd G D
d Pg
p
g g p
Rango típico de operación:
P < 20 in H2O; 20 < v < 100 ft/min
P : caída de presión (lb/ft2)
D: profundidad del lecho (ft)
: Fracción espacios vacíosG’ : Flujo másico del gas (lb/ft2-hr)
g : viscosidad del gas (lb/ft-hr)
d p: diámetro de partícula (ft)
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Adsorbedor fase gas
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• Diámetro de la columna
El diámetro del equipo puede ser calculado con:D = (25 * MMCFD*Tf * vG/Pf )
1/2
D: pies
MMCFD: millones pies3
st/día (14,65 psia; 65 ºF)Tf : Temperatura entrada ºR
Pf : Presión, psia
vG: velocidad del gas, (20 –
100) pies/min
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CÁLCULOS Diámetro de la
columna
Profundidad del
lecho
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PRESSURE SWING DE NITRÓGENO
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