separación de aire

8/18/2019 Separación de Aire

1/21

UNI-FIQT

PI 525/A. PERÍODO 2015-1

Ing. Rafael J. Chero Rivas

21 de mayo de 2015


2/21

Tecnologías de separación

22/05/2015 Ing. Rafael J. Chero Rivas 2


3/21

F r a c c i o n a m i e

n t o d e

a i r e



4/21

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.



5/21

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



6/21

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.



7/21

Integración de Energía

22/05/2015 7Ing. Rafael J. Chero Rivas

Observar que el condensador

de una Columna es a la vez el

reboiler de la otra


8/21

Integración de energía


C


9/21

Pressure Swing Adsorption (PSA)



10/21

Ósmosis Inversa



11/21

22/05/2015 Ing. Rafael J. Chero Rivas 1122/05/2015 11

Obtención de Nitrógeno a partir de aire



12/21

22/05/2015 Ing. Rafael J. Chero Rivas 1222/05/201512

Separación por adsorción-Gases


13/21


Sistema de Adsorción



14/21


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



15/21


Efecto de la temperatura

La capacidad deadsorción decrececon el incrementode temperatura,tanto para gasescomo para

líquidos.



16/21


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)



17/21


C

u r v a d e

a v a n c e



18/21


Adsorbedor fase gas

22/05/201518

• 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



19/21


CÁLCULOS Diámetro de la

columna

Profundidad del

lecho



20/21

PRESSURE SWING DE NITRÓGENO



21/21


separación de aire

Documents