Procesos de Separación I - [DePa] Departamento de ...

1 Procesos deSeparaci nIProcesos deSeparaci nIPr cticas de LaboratorioPr cticas de LaboratorioLaboratoriode Ingenier a Qu micaUNAML aboratoriode Ingenier aUNAM Qu micaFacultad de Qu mica UNAMF acultad de Qu mica NDICEINTRODUCCI N AL CURSO EXPERIMENTALDE Procesos DE SEPARACI NExperimento Y TAMIZADOE xperimento NExperimento NExperimento DE PARED MOJADAE xperimento DE INUNDACI NExperimento N DE DI XIDO DE CARBONOAp ndicesINTRODUCCI NOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOGENERALIDADES SOBRE LOS Procesos DE SEPARACI NFrecuentemente en la industria es necesario separar los componentes deuna mezcla en fracciones individuales. Las fracciones pueden diferenciarseentre s por el tama o de las part culas, por su estado, o por su composici nqu , por ejemplo, un producto bruto puede purificarse por eliminaci n delas impurezas que lo contaminan, una mezcla de mas de dos componentes,puede separarse en los componentes puros individuales, la corriente quesale de un proceso puede constar de una mezcla del producto y de materialno convertido, y es preciso separar y recircular la parte no convertida a lazona de reacci n para convertirla de nuevo.

2 Tambi n una sustancia valiosa,tal como un material met lico, disperso en un material inerte, es precisoliberarlo con el fin de proceder a su beneficio y desechar el material han desarrollado un gran numero de m todos para realizar talesseparaciones y algunas operaciones b sicas se dedican a ello. En la realidadse presentan muchos problemas de separaci n y el ingeniero debe de elegirel m todo m s conveniente en cada m todos para separar los componentes de las mezclas son de dos tipos:M todos de separaci n por difusi nEste grupo de operaciones para la separaci n de los componentes demezclas, que se basan en la transferencia de material desde una fasehomog nea a otra, utilizan diferencias de presi n de vapor o desolubilidad.

3 La fuerza impulsora de la transferencia es una diferencia ogradiente de concentraci n, de la misma forma que una diferencia o ungradiente de temperatura, constituye la fuerza impulsora de latransferencia de ) Destilaci nEl objetivo de la destilaci n es separar, mediante vaporizaci n, una mezclal quida de sustancias miscibles y vol tiles en sus componentes individuales,o en algunos casos en grupo de de la destilaci n son la separaci n de mezclas como alcohol yagua en sus componentes; el aire l quido en nitr geno, oxigeno y arg n;y un crudo de petr leo en gasolina, keroseno, fuel-oil y aceites ) Absorci n de GasesUn vapor soluble contenido en una mezcla con un gas inerte, es absorbidomediante un l quido en el que el soluto gaseoso es m s o menos ejemplo t pico lo constituye el lavado mediante agua l quida, delamoniaco contenido en una mezcla amoniaco-aire.

4 El soluto se recuperaposteriormente del l quido mediante destilaci n y el l quido de absorci nse puede reutilizar o ) Deshumidificaci nLa fase l quida es una sustancia pura que est constituida por elcomponente que se separa de la corriente gaseosa, o sea, que el disolventey el soluto son la misma sustancia. Con frecuencia el gas inerte o vapores pr cticamente insoluble en el l separaci n de vapor de agua del aire por condensaci n sobre unasuperficie fr a, y la condensaci n de un vapor org nico, tal como eltetracloruro de carbono, contenido en una corriente de nitr geno, sonejemplos de deshumidificaci n. En las operaciones de deshumidificaci nel sentido de la transferencia es desde la fase gaseosa al l quido y seentiende como un caso particular de absorci n de ) Extracci n l quido-l quidoLlamada tambi n extracci n con disolvente, en la que se trata una mezclal quida con un disolvente que disuelve preferentemente a uno o m scomponentes de la mezcla.

5 La mezcla tratada en esta forma se llamarefinado y la fase rica en disolvente recibe el nombre de componente que se transmite desde el refinado hacia el extracto es elsoluto, y el componente que queda en el refinado es el ) Extracci n de s lidos o lixiviaci nEl material soluble contenido en una mezcla con un s lido inerte se diluyeen un disolvente l quido. El material disuelto o soluto se puede recuperarposteriormente por evaporaci n o cristalizaci ) Cristalizaci nMediante la formaci n de cristales se separa un soluto de una soluci nl quida dejando generalmente las impurezas en la masa fundida o en lasaguas madres. Este m tido se utiliza para obtener cristales de alta purezaformados por part culas de tama o uniforme y aspecto todos de separaci n mec nicosLa separaci n mec nica se puede aplicar a mezclas heterog neas.

6 Last cnicas se basan en diferencias f sicas entre las part culas, tales como eltama o, la forma o la aplican para separar l quidos de l quidos, s lidos de gases, l quidosde gases, s lidos de s lidos y s lidos de l Procesos especiales donde se utilizan otros m todos que no seestudiar n aqu . Estos m todos especiales se basan en las diferenciasentre la facilidad de mojado o en las propiedades el ctricas, o magn ticasde las ) TamizadoEl tamizado es un m todo de separaci n de part culas que se basasolamente en la diferencia de tama o . En el tamizado industrial se viertenlos s lidos sobre una superficie perforada o tamiz, que deja pasar laspart culas peque as, o finos , y retiene las de tama os superiores, o rechazos.

7 Un tamiz puede efectuar solamente una separaci n en dosfracciones. Estas fracciones se llaman fracciones de tama o noespecificado, porque aunque se conoce el l mite superior o inferior deltama o de las part culas que contiene, se desconoce su tama o ) Filtraci nLa filtraci n es la separaci n de part culas s lidas contenidas en unfluido, pas ndolo a trav s de un medio filtrante, sobre el que se depositanlos s lidos. La filtraci n industrial va desde el simple colado hastaseparaciones m s complejas. El fluido puede ser un l quido o un gas; laspart culas s lidas pueden ser gruesas o finas, r gidas o flexibles, redondaso alargadas, separadas o agregados.

8 La suspensi n de alimentaci npuede llevar una fracci n elevada o muy baja 40-5% en volumen des ) Procesos de sedimentaci n por gravedadSeparaci n se s lidos contenidos en gases y l quidos. Por ejemplo, laspart culas de polvo pueden retirarse de los gases por una gran variedadde m todos. Para part culas s lidas gruesas, mayores de unas 325 micras,es til una c mara de sedimentaci n por gravedad. El aparato es unagran caja, donde en uno de sus extremos entra aire cargado de polvo ypor el otro sale el aire clarificado. En ausencia de corrientes de aire, laspart culas sedimentan en el fondo por gravedad. Si el aire permanece enla c mara durante un per odo de tiempo suficiente, las part culas alcanzanel fondo de la c mara, de donde se pueden retirar Aa) Foust, WenzelPrincipios de Operaciones UnitariasJohn Wiley and ) PerryChemical Engineer HandbookMcGraw-Hill Comp.

9 New Yorkc) McCabe and SmithUnit Operations of chemical ) PetersOperaciones B sicas de Ingenier a Qu Y TAMIZADOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO1. OBJETIVOSa) Moler un s lido en dos tipos de ) Determinar por tamizado el di metro promedio de las part culas obtenidasen los equipos operados a diferentes condiciones de operaci ) Determinar la capacidad y el costo de operaci n de cada equipo demolienda y seleccionar el adecuado seg n el tama o de part cula TEOR A B SICAI mportancia de la reducci n de tama oLa importancia de la operaci n de reducci n de tama o o desintegraci n detrozos, gr nulos de part culas, no consiste solamente en obtener pedazospeque os a partir de los grandes, sino que tambi n se persigue tener unproducto que posea determinado tama o granular comprendido entre l mitespre-establecidos.

10 Porque se da el caso que un s lido con un int rvalo detama o satisfactorio para una operaci n determinada, puede resultarinconveniente para otra operaci n, aunque se trate de la misma substancia;por ejemplo: El carb n pulverizado se aplica en la calefacci n de hornosindustriales con quemadores especiales y el carb n en trozos se usa en loshogares que llevan atizadores mec nicos en los cuales no se puede usar carb npulverizado, ni los hornos se pueden llenar de carb n en la velocidad de reacci n en la mayor a de las reacciones sobre part culass lidas es directamente proporcional al rea de contacto entre fases; lareducci n de tama o se lleva a cabo principalmente para aumentar esta las operaciones en las cuales la reducci n de tama o es importante, setienen.