Breve Resumen
Este video explica cómo funcionan las columnas de destilación de platos, centrándose en el diseño y función de los platos dentro de la columna. Se divide cada plato en tres zonas principales: el vertedero (o bajante), el área activa y el derramadero. Se discuten los diferentes tipos de vertederos y cómo influyen en la distribución del líquido, así como la importancia de mantener un sello líquido para evitar el bypass del gas. También se analiza cómo el número de pasos en el área activa afecta la eficiencia de la columna y cómo se puede mejorar la eficiencia mediante el control del tiempo de contacto, la dispersión del gas y la turbulencia.
- Los platos de una columna de destilación se dividen en tres zonas: vertedero, área activa y derramadero.
- El diseño del vertedero es crucial para asegurar un sello líquido y una distribución eficiente del líquido.
- El área activa es donde ocurre la transferencia de masa entre las fases líquida y gaseosa.
- La eficiencia de un plato se puede mejorar controlando el tiempo de contacto, la dispersión del gas y la turbulencia.
Introducción a las Columnas de Platos [0:00]
En las columnas de platos, dos fases entran en contacto: la líquida y la gaseosa. El líquido desciende por gravedad entre los platos, circulando de un extremo a otro y cayendo en cascada al siguiente nivel, alimentando un pequeño depósito que a su vez alimenta el siguiente plato. El gas asciende a través de orificios en los platos, burbujeando a través del líquido. Es crucial que el gas solo pase a través del líquido en la zona designada para burbujeo, moviéndose de un plato a otro.
Zonas de un Plato: Vertedero, Área Activa y Derramadero [1:33]
Un plato se divide en tres zonas: el vertedero (o bajante), el área activa y el derramadero. El vertedero almacena y suministra líquido al plato, el área activa es donde se produce el contacto entre las fases, y el derramadero descarga el líquido al plato inferior. El vertedero, también conocido como bajante, almacena el líquido del plato superior y lo suministra al plato en cuestión. Es esencial que el vertedero forme un sello para evitar que el gas haga un bypass y no burbujee correctamente. Además, el vertedero debe suministrar el líquido de manera eficiente, distribuyéndolo por toda la superficie del plato.
Tipos de Vertederos: Verticales, Inclinados, Truncados y Circulares [8:38]
Existen varios tipos de vertederos, incluyendo verticales, inclinados, truncados y circulares. Los vertederos verticales pueden tener un nicho en la base para asegurar un sello líquido constante. Los vertederos inclinados tienen una sección inclinada que facilita el flujo del líquido. Los vertederos truncados tienen un depósito flotante con orificios en la base para descargar el líquido. Los vertederos circulares utilizan un tubo para dirigir el líquido hacia el siguiente plato. Cada diseño tiene sus propias ventajas y se elige según las necesidades específicas de la columna.
Área Activa: Flujo y Distribución del Líquido [15:28]
El área activa es la zona más importante del plato, donde las fases líquida y gaseosa entran en contacto. El líquido fluye desde el vertedero hacia el derramadero, y este flujo puede ser de un solo paso, reverso o de múltiples pasos. En un plato de un solo paso, el líquido fluye directamente de un extremo al otro. En un plato de flujo reverso, el líquido circula por un lado del plato y luego regresa. Los platos también pueden tener dos o cuatro pasos, donde el líquido se divide en múltiples corrientes. La elección del número de pasos depende del caudal de líquido; un mayor número de pasos se utiliza para caudales más altos para evitar problemas de operatividad.
Derramadero: Función y Tipos [28:17]
El derramadero, también conocido como vertedero de salida, genera un volumen de líquido sobre el plato y conduce el líquido hacia el plato inferior. Este bafle obliga a que el líquido se empoce en el plato, asegurando un colchón de líquido adecuado para el contacto con el gas. Los derramaderos pueden ser rectos, con ranuras rectangulares o con ranuras en V. También pueden ser fijos o móviles, permitiendo ajustar la altura del colchón de líquido según las condiciones de operación.
Eficiencia del Área Activa y Factores que la Afectan [35:38]
La eficiencia del área activa determina la eficiencia de la etapa de destilación. Para mejorar la eficiencia, se busca que las composiciones de salida de ambas corrientes estén en equilibrio. Esto se puede lograr aumentando el tiempo de permanencia del líquido en el plato, reduciendo el flujo de líquido, incrementando el volumen de líquido en el plato o aumentando la dispersión del gas en el líquido. La dispersión del gas se mejora generando burbujas más pequeñas, lo que aumenta el área de contacto entre las fases. Sin embargo, reducir demasiado el tamaño de los orificios puede aumentar la pérdida de presión.
Turbulencia y Elementos que Facilitan el Burbujeo [44:16]
Incrementar la turbulencia en el mezclado también mejora la eficiencia del plato. Una mayor turbulencia favorece la transferencia de masa. Los elementos que facilitan el burbujeo, como el diámetro de los orificios, también influyen en la eficiencia. No obstante, es crucial equilibrar el tamaño de los orificios para evitar una pérdida de presión excesiva.
