Operaciones unitarias
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

Operaciones unitarias

on

  • 11,055 views

xdds

xdds

Statistics

Views

Total Views
11,055
Views on SlideShare
11,055
Embed Views
0

Actions

Likes
2
Downloads
251
Comments
0

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    Operaciones unitarias Operaciones unitarias Document Transcript

    • 3. Análisis de Procesos: Operaciones Unitarias Operaciones Unitarias Los procesos químicos siempre pueden subdivirse en unidades básicas llamadas operaciones unitarias… Las operaciones unitarias son cada una de las acciones necesarias de transporte, adecuación y/o transformación. El número de estas operaciones básicas no es muy grande y generalmente sólo unas cuantas de ellas intervienen en un proceso determinado.Introducción a la Ingeniería Química – 2do sem 2010 1
    • Tipos de Operaciones Unitarias Transferencia de Operaciones Transferencia de Transferencia de Calor y Masa Transporte de físicas Masa Calor flujidos Separación Reactores simultáneamente complementarias Intercambiador Absorción de Calor Cristalización Compresores Filtración Trituración Destilación Hornos Secado Bombas Sedimentación Molienda Fluidización y transporte Clasificación Extracción Aerorrefrigerante Liofilización hidráulica Tamizado neumático Torres de Adsorción Evaporadores enfriamiento Flotación Mezclado Intercambio Almacenaje Iónico Condensadores Centrifugación materiales Acumuladores de calor Ósmosis inversa Placas solares Procesos / Operaciones Las operaciones unitarias mas comunes se producen en: reactores intercambiadores bombas mezcladores separadores las cuales existen en una variedad de formas distintas.Introducción a la Ingeniería Química – 2do sem 2010 2
    • Procesos / Operaciones En cada proceso / operación unitaria se cambian las condiciones de una determinada cantidad de materia de una o más de las siguientes formas:  modificando su masa o composición  modificando el nivel o calidad de la energía que posee  modificando sus condiciones de movimiento Operaciones Unitarias Cada operación unitaria tiene una fuerza impulsora, un gradiente en alguna propiedad, que da cuenta del mecanismo principal de transferencia: GRADIENTE CASO MECANISMO IMPULSOR transferencia de masa difusión concentración conducción, convección transferencia de calor temperatura y/o radiación transferencia de rozamiento velocidad cantidad de movimientoIntroducción a la Ingeniería Química – 2do sem 2010 3
    • Operaciones Unitarias  Transferencia de masa  Transferencia de calor  Transferencia simultánea de calor y masa  Transporte de cantidad de movimiento  Operaciones físicas complementarias  Reactores Transferencia de masa Definición Operación Aparatos Ejemplos Destilación Separar mezcla simple, súbita, -col. de platos: Petróleo, liq. por dif.en rectificación, - col. de relleno solventes, volatilidad. extractiva. (packing towers). licores. Absorción Purificar gas de - similar destilación Eliminación un comp. por - torres de gases contacto con - centrífugos ácidos de líq. corrientes. Extracción Mezcla (liq-liq o -contacto por -columnas Petróleo, (lixiviación sol-liq) en etapas -- Soxhlet extracción o lavado) disolvente - contacto de aceites, selectivo. continuo lixiviado de minerales. Adsorción Eliminar comp. - lecho fijo - columnas de Secar de fase fluida Alumina, silica lecho fijo en gases, olor, mediante sólido gel, carbón paralelo solventes.. que lo retiene. Intercambi Sustitución de - resina - dos columnas Ablandar o iónico iones de catiónica para operación y agua, disolución por - resina aniónica regeneración desminera- otros en sólido. lización.Introducción a la Ingeniería Química – 2do sem 2010 4
    • Destilación Separación de componentes de una mezcla líquida en base a su diferente volatilidad (presiones de vapor) Absorción Purificar gas de un componente poniendo en contacto con solvente líquidoIntroducción a la Ingeniería Química – 2do sem 2010 5
    • Extracción Disolución de un componente de una mezcla (liq.-liq. o sol.-liq.) en disolvente selectivo. Adsorción Eliminar un componente de fase fluida mediante un sólido que lo retiene.Introducción a la Ingeniería Química – 2do sem 2010 6
    • Intercambio iónico Sustitución de iones de disolución por otros con la misma carga que están en sólido. Operaciones Unitarias  Transferencia de masa  Transferencia de calor  Transferencia simultánea de calor y masa  Transporte de cantidad de movimiento  Operaciones físicas complementarias  ReactoresIntroducción a la Ingeniería Química – 2do sem 2010 7
    • Transferencia de calor Definición Operación Ejemplos Intercambiador Intercambio entre Tubos concéntricos Uso extendido en de calor fluidos Carcasa y tubos la industria Placas Hornos Sólido o fluído Radiacion. Comb.: Craqueo de nafta. carbón, fuel, gas. Aerorrefrigerant Fluído con aire Ventiladores, tiro Con corrosión o el es ambiente inducido o forzado. agua es cara. Evaporadores Concentrar una Simple y múltiple Conc. de leche, disolución efecto. agua desanilizada Condensadores Condensación de Idem Anteriores Uso extendido en vapor por líquido frío. la industria. Acumuladores Recuperar calor de Apilamientos de Hornos de de calor corrientes de gas. materiales como fabricación de ladrillos, piedras o vidrio. virutas metálicas. Placas solares Calor del sol calienta Radiación atraviesa agua cristal que incide sobre serpentín. Intercambiadores de calor (1) Doble tubo:Introducción a la Ingeniería Química – 2do sem 2010 8
    • Intercambiadores de calor (2) Carcasa y tubos: Intercambiadores de calor (3) Placas:Introducción a la Ingeniería Química – 2do sem 2010 9
    • Hornos AerorefrigerantesIntroducción a la Ingeniería Química – 2do sem 2010 10
    • Evaporadores Acumulador de calorIntroducción a la Ingeniería Química – 2do sem 2010 11
    • Placas solares Operaciones Unitarias  Transferencia de masa  Transferencia de calor  Transferencia simultánea de calor y masa  Transporte de cantidad de movimiento  Operaciones físicas complementarias  ReactoresIntroducción a la Ingeniería Química – 2do sem 2010 12
    • Transferencia simultánea de calor y masa Definición Operación Aparatos Ejemplo Acondicionamien Modifica Pone en Torres de Central to de gases o humedad / contacto aire enfriamiento. térmica enfriamiento de temperatura con agua, o líquidos. de aire o agua. con gas no sat. Cristalización Formación Actúa por cristalizadores Purificar cristal sólido sobresaturado - de tanque productos en sol. líq. o diferencias de - evaporadores obtener sobresaturada. temp. - de vacío cristales. Secado Reducción de Contacto - de bandejas Uso contenido de - directo - rotativos extendido líq. en sólido. - continuo - evap. súbita industrial. Liofilización Eliminación de Alto vacío, -Placas planas Café criodeshidrataci agua de temp. Menor al calientes, soluble, ón sólido, PF del agua. bandejas fármacos. sublimación. Acondicionamiento de gases Modificar humedad y temperatura de corriente de aire o de agua.Introducción a la Ingeniería Química – 2do sem 2010 13
    • Enfriamiento de Líquidos Modificar humedad y temperatura de corriente de aire o de agua. Cristalización Separación de un componente mediante la formación de sólidos cristalinos en disoluciones líquidas sobresaturadas.Introducción a la Ingeniería Química – 2do sem 2010 14
    • Secado Reducción de contenido de líquido (en general agua) en un sólido. Liofilización Eliminación de agua de un sólido por sublimación.Introducción a la Ingeniería Química – 2do sem 2010 15
    • Operaciones Unitarias  Transferencia de masa  Transferencia de calor  Transferencia simultánea de calor y masa  Transporte de cantidad de movimiento  Operaciones físicas complementarias  Reactores Circulación de fluidos: bombas Definición Aparatos Conducciones Transporte desde y hasta las - Canales abiertos operaciones del proceso. - Sección circular: tuberías - Sección cuadrada Compresores Incrementar la presión, por -alternativos medio del suministro de - rotativos energía mecánica. - axiales Bombas Impulsar líquidos, por medio -Centrifugas del suministro de energía - Desplazamiento positivo: mecánica - alternativas o de pistón - rotatorias (engranajes, aletas, excéntricas) - peristálticas - tornillo Válvulas Regular el caudal de fluido Rozamiento adicional al sistema por una conducciónIntroducción a la Ingeniería Química – 2do sem 2010 16
    • Conducciones Transporte desde y hasta las distintas operaciones del proceso. Bombas Impulsar líquidos, por medio del suministro de energía mecánicaIntroducción a la Ingeniería Química – 2do sem 2010 17
    • Compresores Incrementar la presión, por medio del suministro de energía mecánica. Válvulas Regular el caudal de fluido por una conducción mariposa esférica (de bola) de asiento de compuerta de retenciónIntroducción a la Ingeniería Química – 2do sem 2010 18
    • Transporte de cantidad de movimiento Definición Operación Aparatos Ejemplo Fluidización y Circulación de Temperatura Lecho de Catalizador transporte fluído por en todos los catalizador, Tostación neumático lecho sólidos puntos es cte. ciclones. minerales Filtración Separación Retención de - prensa/ placas Aprovechar sólido líquido y partículas en - rotatorios sólido, sólido gas. placa filtrante. - centrífugos etc turbidez. Sedimentación Separación Diferencia de - sedimentador Tratamiento sólido líquido y densidad, - separador de de efluentes. líquido líquido gravedad grasas y aceites Clasificación Separación de Diferencia de - Tanques. Uso hidráulica una mezcla de formas, - Separación extendido sólidos tamaño y neumática industrial densidad . Flotación Separación Diferencia de - Celda de Mineral sólido líquido y densidades y flotación, sólido sólido mojabilidad. tensoactivos. Centrifugación Separación de Sistema - centrífugas Uso fases densidad mecánico de - ciclones extendido, parecida rotación. - hidrociclones petróleo Fluidización y transporte neumático Circulación de fluido a través de un lecho de sólidos.Introducción a la Ingeniería Química – 2do sem 2010 19
    • Filtración Circulación de fluido a través de un lecho de sólidos: separación sólido líquido y sólido gas. Sedimentación Movimiento de sólidos en seno de fluidos: separación sólido - líquido y líquido - líquido.Introducción a la Ingeniería Química – 2do sem 2010 20
    • Clasificación hidráulica Separación de una mezcla de sólidos. Suspensión Agua Agua Gruesos Finos Flotación Separación sólido - líquido y sólido - sólido Espuma concentrada Mezcla sólidos Ganga y agua AireIntroducción a la Ingeniería Química – 2do sem 2010 21
    • Centrifugación Separación de dos fases de densidad parecida. Operaciones Unitarias  Transferencia de masa  Transferencia de calor  Transferencia simultánea de calor y masa  Transporte de cantidad de movimiento  Operaciones físicas complementarias  ReactoresIntroducción a la Ingeniería Química – 2do sem 2010 22
    • Operaciones físicas complementarias Definición Operación Aparatos Ejemplo Trituración Reducción del Grandes trozos Mandíbulas, Uso tamaño de se rompen por rotatorias, de extendido partícula compresión. rodillos industrial. Molienda Reducción del Fricción e Molinos de: Uso tamaño de impacto con bola, martillo, extendido partícula. móviles. barra, chorro. industrial. Tamizado Separación Pasan las Malla con Uso por tamaños partículas de movimiento de extendido de partículas. menor tamaño vaivén o industrial. por malla. vibración. Mezclado de Recipiente Uso sólidos y pastas agitado vaivén extendido Pastas: paletas. industrial. Almacenaje de Para materias Costo del - A granel, materiales primas, prod. recipiente, del silos, tolvas. Intermedios o material, -Tanques fijos finales volatilidad, etc techo flotante. - Gasómetros, licuados. Trituración Reducción del tamaño de partícula del sólido.Introducción a la Ingeniería Química – 2do sem 2010 23
    • Molienda Reducción del tamaño de partícula del sólido. Tamizado Separación por tamaños de partículas de una mezcla sólida.Introducción a la Ingeniería Química – 2do sem 2010 24
    • Mezclado de sólidos y pastas Homogenización de una mezcla sólida. Almacenaje de materialesIntroducción a la Ingeniería Química – 2do sem 2010 25
    • Operaciones Unitarias  Transferencia de masa  Transferencia de calor  Transferencia simultánea de calor y masa  Transporte de cantidad de movimiento  Operaciones físicas complementarias  Reactores Reactores Propósito: Equipos donde se llevan a cabo las reacciones químicas Operación: Según el modelo de flujo, reactores de mezcla perfecta – reactores de flujo de pistón. Aparatos: Reactor Batch Reactor Continuo Agitado (RCA) Reactor Tubular Flujo Pistón (RTFP)Introducción a la Ingeniería Química – 2do sem 2010 26
    • Reactores A P B Reactor Batch A P B RTFP RCAIntroducción a la Ingeniería Química – 2do sem 2010 27