Reactor catalítico
Conceptos relevantes (cont):
Efecto del caudal, temperatura y concentración de la alimentación sobre el régimen estacionario de conversión
Uso de trazadores para caracterizar los flujos dentro del reactor
Técnica de análisis en línea
Caracterización de la precisión del análisis en línea vs caudal y concentración de la muestra
Columna de destilación
Operación continua o por lotes
Con o sin reflujo
(equipo Armfield UOP3)
Columna de destilación
Elementos principales:
Caldera
Columna destiladora con múltiples placas
Condensador
Válvula de control de reflujo
Bombas y controles de circulación
Circuitos de refrigeración
Sistema de control del proceso (manual o preferentemente con PC)
Columna de destilación
Caída de presión vs velocidad de evaporación
Eficiencia de la columna vs velocidad de evaporación
Columna de destilación
Construcción de McCabe-Thiele para destilación por lotes con reflujo al 100% (mezcla de metilclorohexano con tolueno)
Variación de la composición con un reflujo de 5 a 1 (mezcla de metilclorohexano con tolueno)
Columna de destilación
Conceptos relevantes:
Caída de presión a lo largo de la columna como una función de la velocidad de evaporación
Eficiencia de la columna como función de la velocidad de evaporación, con reflujo total
Perfiles de temperatura placa-a-placa a lo largo de toda la columna
Construcción de McCabe-Thiele de la línea de operación
Destilación con relación de reflujo constante, variación temporal de la composición del elemento superior.
Columna de destilación
Conceptos relevantes (cont):
Balance de masa en el sistema
Control manual de la relación de reflujo, por ejemplo: para obtener un producto superior con una composición especificada
Comparación de comportamiento con una columna rellena
Destilación continua, en estado de régimen, incluyendo perfiles de temperatura y análisis de McCabe-Thiele
Destilación en condiciones de presión reducida
Columna de destilación
Conceptos relevantes (cont):
Efecto del precalentamiento
Efecto de la ubicación del punto de alimentación
Demostraciones de destilaciones azeotrópicas y extractivas
Columna de destilación
Conceptos relevantes de control c/PC:
Uso de diagramas mímicos on-line
Preparación/ajuste de la adquisición de datos y análisis posterior de los datos recogidos, mediante planilla de cálculos
Destilación por lotes con relación de reflujo constante
Destilación por lotes con control de la relación de reflujo a partir de una temperatura de la columna
Destilación continua con control PID del calefactor de la caldera a partir de una temperatura de la columna.
Columna de destilación
Destilación por lotes con relación de reflujo constante
Destilación por lotes controlada por la temperatura de la bandeja superior
Columna de destilación
Efecto de la reducción de presión sobre los parámetros de la columna
Efecto del precalentamiento sobre los parámetros de la columna
Columna de destilación
Conceptos relevantes de control c/PC:
Destilación continua con control de la relación de reflujo a partir de la temperatura del tope de la columna.
Destilación continua con control en dos puntos simultáneos: control de la temperatura de la caldera y de la relación de reflujo (sistema de control de 2 lazos)
Ajuste óptimo del controlador para cambios de la velocidad de alimentación, composición o temperatura.
Columna de destilación
Conceptos relevantes de control c/PC:
Uso de algoritmos alternativos, generados por el usuario.
Dinámica de proceso, por ejemplo, supervisión y control de planta en las secuencias de encendido y apagado cuando se trabaja de modo continuo
Columna de destilación
Conceptos relevantes de control c/PLC:
Control por PLC del calefactor de la caldera y/o la relación de reflujo, y funcionamiento de la alarma
Supervisión por PC del funcionamiento de PLC y controladores PID. Introducción a sistemas de control distribuidos
Control PID analógico del calefactor de la caldera a partir de una temperatura de columna
Columna de destilación
Control de la columna con un PLC
Extracción sólido/líquido
El núcleo de un sistema de extracción sólido/líquido es una celda rotativa de extracción continua dividida en compartimentos
La materia prima se carga con un tornillo sin fin
El material pre-tratado pasa por tres atomizadores de solvente, uno por cada etapa del proceso
Los productos disueltos en cada etapa son almacenados en tres reservorios separados
(equipo Armfield UOP4)
Extracción sólido/líquido
La temperatura de cada etapa se controla con PID
El proceso se efectúa normalmente a contracorriente
Extracción sólido/líquido
Diagrama simplificado del núcleo del proceso
Conductividad vs tiempo en el producto de una de las etapas
Extracción sólido/líquido
Conceptos relevantes:
Operación continua multietapa
Operación por lotes en circuito cerrado por percolación
Operación en lazo abierto por percolación
Proceso en una, dos y tres etapas
Efectos de la temperatura del solvente
Efectos del caudal del solvente
Efectos del tiempo de procesamiento
Optimización económica del proceso
Balance de masa
Extracción líquido/líquido
Proceso químico fundamental, en el que se extrae uno o más componentes de una mezcla de líquidos
Extracción líquido/líquido
Columna de extracción
Condensador
Columna de destilación
Caldera
Reservorio de producto final
Tanque del solvente condensado
Reservorio de solvente
Alimentación de la columna
Recolección de la columna
Bomba de agua
Bomba del solvente
Extracción líquido/líquido
Conceptos relevantes:
Hidrodinámica de sistemas líquido/líquido
Proceso continuo y semi-continuo
Eficiencia de extracción
Fase continua acuosa u orgánica
Evaluación de mezclas
Balance de masa
Torre de enfriamiento
El empaquetamiento de la columna divide el agua en pequeñas gotas o delgados films, aumentando la superficie de contacto con el aire
El enfriamiento se debe fundamentalmente a la evaporación
El caudal de evaporación es normalmente un 5% del caudal del sistema
Torre de enfriamiento
Conceptos relevantes:
Patrones de distribución del agua para diferentes regímenes de caudal
Régimen transitorio y estacionario
Cartas psicrométricas y balance energético
Efectos de la relación area/volúmen sobre:
Temperatura
Caída de presión
Rendimiento
Absorción de gases en columnas rellenas
Conceptos relevantes:
Principios que gobiernan la absorción de gases en columnas rellenas
Análisis cuantitativo de gases y líquidos
Balance y coeficiente de transferencia de masa
Características hidrodinámicas de una columna rellena
Punto de carga e inundación
Absorción de gases en columnas rellenas
Diagrama funcional
Secado en bandejas
El secado se produce por la circulación de aire caliente sobre bandejas que contienen material húmedo
Secado en bandejas
Conceptos relevantes:
Regímenes de secado
Analogía entre transferencia de masa y calor
Secado de sólidos de uso normal en la industria
Efecto de la velocidad y temperatura del aire en el secado
Uso de cartas psicrométricas
Balance energético
Balance de masa
Filtración
Uno de los procesos más importantes de la industria química
Los filtros más comunes son de bastidores y placas o tubulares radiales
Filtrado
Conceptos relevantes:
Filtración
Optimización funcional
Ley de Darcy
Resistencia media y de la torta
Lavado del filtro
Optimización económica
Diagrama de un filtro de bastidores y placas
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