Torres de Destilación Empacadas

PDVSA
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
TORRES DE FRACCIONAMIENTO
PDVSA N°
TITULO
MDP–04–CF–07
0
NOV.97
REV.
FECHA
APROB.
E1994
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
APROBADO
149
DESCRIPCION
FECHA NOV.97
A.H.
PAG. REV.
APROB.
L.R.
APROB. APROB.
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ESPECIALISTAS
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Indice
1 OBJETIVO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
2 ALCANCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
3 REFERENCIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
4 TIPOS DE EMPAQUES Y APLICACIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
Empaques desordenados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Empaques estructurados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diámetro de la columna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Caída de presión promedio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tasa mínima de mojado (Min. Wetting Rate) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
4
5
15
15
5 ALTURA DE LA COLUMNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
5.1
5.2
HETP, empaques desordenados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Efectos de la mala distribución en el diseño de columnas empacadas .
17
18
6 INTERNOS DE TORRES EMPACADAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
Distribución de líquido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Criterios de diseño generales para distribuidores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Distribuidores con alimentación líquido–vapor (“Flashing Feed”) . . . . . .
Redistribuidores de líquido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Distribuidores de vapor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Soportes de empaque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18
26
27
28
29
30
7 EJEMPLO DE DIMENSIONAMIENTO DE TORRES EMPACADAS
31
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
Primera iteración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Cálculo del diámetro usando el criterio de máxima caída de presión . . .
Dimensionamiento de la columna: segunda iteración . . . . . . . . . . . . . . . .
Dimensionamiento de la columna: chequeos de diseño . . . . . . . . . . . . . .
Sumario de diseño y funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
31
34
37
39
43
8 ATLAS DE INTERPOLACIÓN DE CAPACIDAD DEL EMPAQUE Y CAÍDA
DE PRESIÓN (MÉTODO GPDC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
44
8.1
8.2
Guías para el uso de las figuras de interpolación GPDC . . . . . . . . . . . . . .
Nomenclatura y leyendas en las figuras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
44
46
9 DATOS DE EFICIENCIA DE EMPAQUE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
47
9.1
9.2
Empaques desordenados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Empaques estructurados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
47
49
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OBJETIVO
Presentar la metodología generalmente usada para el diseño y evaluación de
torres de destilación empacadas en la industria petrolera y petroquímica.
2
ALCANCE
Esta subsección presenta la metodología para el diseño de torres de destilación
empacadas con empaques no estructurados (desordenados), estructurados y
rejillas. Adicionalmente se presentan ejemplos que ilustran la metodología de
cálculo. No se incluyen métodos para el diseño de distribuidores.
3
REFERENCIAS
– Distillation Design, Henry Z. Kister. Mc. Graw Hill, N.Y. 1992.
– Prácticas de Diseño de PDVSA, 1986.
– Handbook of Chemical Engineering Calculations, Brittish Petroleum, Mayo
1981.
– Distillation Operations, Henry Z. Kister. Mc. Graw Hill, N.Y. 1990.
4
TIPOS DE EMPAQUES Y APLICACIONES
Los empaques pueden ser divididos en tres clases:
4.1
a.
Empaques desordenados o rellenos: Son unidades o piezas discretas de
empaques con una forma geométrica especifica, los cuales son vaciados o
rellenados aleatoriamente dentro de la columna.
b.
Empaque estructurado o sistemáticamente arreglado: Está constituido por
capas onduladas de malla tejida (wire mesh) u hojas corrugadas. Este
empaque es apilado ordenadamente en secciones dentro de la columna.
c.
Rejillas: Son también empaques estructurados, pero en vez de malla tejida
u hojas corrugadas están constituidas por una estructura reticular abierta.
Empaques desordenados
Son los de uso mas común en la práctica comercial. Históricamente pueden ser
divididos en tres generaciones. La primera generación (1907 a 1950) produjo dos
tipos básicos de formas simples, el anillo Rasching y la silla Berl, que vienen a ser
los ancestros de los empaques desordenados modernos. Estos empaques se han
vuelto obsoletos con los nuevos desarrollos, y rara vez son usados en la práctica
moderna de destilación.
La segunda generación (finales de 1950 principio de los setenta) produjo dos
geometrías muy populares: el anillo Pall, que evoluciono del anillo Rasching, y la
silla Intalox, que se desarrollo a partir de la silla Berl. Esta segunda generación
de empaques todavía es popular y de extensivo uso en la industria.
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La tercera generación (mediados de los setenta hasta el presente) ha producido
una multitud de geometrías comerciales, la mayoría de las cuales evolucionó de
los anillos Pall y sillas Intalox.
En la Tabla 1 se encuentra algunas equivalencias de las distintas denominaciones
comerciales de los empaques desordenados, y se refiere exclusivamente a los de
segunda generación, ya que cada empaque de la tercera generación de distintas
compañías ofrecen características únicas, no siendo posible una equivalencia.
TABLA 1. EQUIVALENCIA DE LAS DISTINTAS DENOMINACIONES COMERCIALES DE
EMPAQUE, EMPAQUES ESTRUCTURADOS
Norton
Koch
Glittsch
Intalox saddles
(m,c,p)
Flexisaddle (m)
Novalox saddles (m)
Super Intalox
saddles (c,p)
Flexisaddle (p)
Ballast saddles (p) Novalox saddles (p)
Pall rings (m,p)
Flexining (m)
Ballast ring (m)
Hy pack (m)
K–Pack (m)
Ballast plus (m)
Jaeger
Raushert
Pall rings (m,p,c) (1) Pall rings (m,p,c) (1)
Leyenda: m: metal; p: plástico; c: cerámica
NOTA:
1. El desempeño de los anillos Pall de cerámica es inferior a sillas Intalox de cerámica.
4.1.1
Materiales de empaque–empaques desordenados
La selección de el material de empaque se basa principalmente en la resistencia
a la corrosión. Los factores que se enumeran a continuación también son
importantes.
Metales: Los empaques de acero al carbono deberían ser considerados como la
primera alternativa para la mayoría de las aplicaciones cuando la corrosión no
representa un problema. Comparados con los plásticos y de cerámica,
normalmente ofrecen una mayor capacidad y eficiencia, una mayor diversidad de
geometrías, mayor capacidad de reducción de carga (“turn–down”) y mayor
resistencia mecánica (lo cual permite mayor altura de lecho). Los empaques de
acero inoxidable cuestan aproximadamente de 3 a 5 veces mas que los de acero
al carbono; las aleaciones son inclusive mas costosas. No se deberían usar
empaques metálicos cuando la velocidad de corrosión sea mayor a 0.25
mm/año (Ref. 3).
Cerámica: El uso de empaques de cerámica se ha visto reducido desde el
advenimiento de los empaques plásticos. Comparados con los plásticos, los
empaques cerámicos son frágiles, tienen menor capacidad y no están disponibles
en muchas de las formas mas usadas. Actualmente, los empaques cerámicos se
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especifican solo cuando se requiere una gran resistencia al ataque químico y altas
temperaturas (p. ej. absorción de ácido sulfúrico). Sin embargo, se han reportado
casos de degradación de empaques cerámicos en soluciones en ebullición de
carbonato de potasio. Los empaques cerámicos se degradan rápidamente en
presencia de ácido hidrofluorhídrico. En soluciones cáusticas calientes, puede
esperarse una vida útil de un año aproximadamente para una operación con 10%
de soda cáustica hasta 50 °C, y con 1% de soda cáustica hasta 95 °C (Ref. 2).
Plástico: El polipropileno es barato y es el mas usado cuando las temperaturas
de operación no exceden los 120 °C (Tomar en consideración procedimientos
operacionales como desplazamiento con vapor). Se debe tener cuidado cuando
existe la posibilidad de puntos calientes, p. ej. cuando hay calor de disolución.
Otros plásticos pueden ser mejores a mayores temperaturas, pero son mas caros.
El Kynar tiene como límite 140 °C y el polietileno 100 °C (pero se puede extender
con refuerzos de fibra de vidrio). Generalmente, los anillos Pall de plástico son los
mejores, pues son mas rígidos y resisten el ablandamiento mas que otras
geometrías debido a sus “brazos” internos. Las sillas Intalox tienden a
“empaquetarse” (trabarse) a partir de 95 °C, y por lo tanto limitan la capacidad
después de largos períodos de operación.
Algunos grados de polipropileno tienden a promover la formación de espuma en
servicios alcalinos. Los plásticos tienden a degradarse en atmósferas oxidantes
y cuando se usan solventes, por lo cual debe evitarse su uso en tales aplicaciones.
Igualmente los plásticos se vuelven frágiles a la luz ultravioleta, a temperaturas
muy bajas y con el tiempo.
Debido a su baja “mojabilidad”, es más difícil formar una capa delgada de líquido
en la superficie de los empaques plásticos, esto es causa de problemas,
especialmente durante el período de “envejecimiento” en el arranque inicial de una
columna.
4.2
Empaques estructurados
La primera generación de empaques estructurados (p. ej. Panapack) apareció
hacia los años cuarenta. Estos empaques rara vez son usados en la actualidad.
La segunda generación comenzó en los años cincuenta con empaques de malla
tejida (“wire mesh”) de alta eficiencia tales como Hyperfil de Goodloe y los
empaques Koch–Sulzer de malla tejida. Hacia los años setenta la aplicación de
estos empaques cobró importancia en destilación al vacío, donde su baja caída
de presión por etapa teórica es de gran ventaja. En este servicio son muy usados
hoy en día. Los empaques de hoja corrugada, primeramente introducidos por
Sulzer hacía 1970, comenzaron con la tercera generación de empaques
estructurados. Con una alta capacidad, menor costo y menor sensibilidad a los
sólidos (en comparación a los empaques de malla tejida), pero con una alta
eficiencia, estos empaques se vuelto mas competitivos con otros internos
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convencionales, especialmente en aumentos de capacidad “revamps”, hasta el
punto de hacerlos uno de los internos mas usados en la actualidad.
Comparación entre empaques estructurados y desordenados
– Capacidad y eficiencia: En general, los empaques estructurados muestran
ventajas en capacidad y eficiencia comparados con empaques desordenados,
cuando son operados a cargas líquidas menores (<49 m3/h/m2, 20 GPM/pie2).
Sin embargo, los empaques estructurados no deberían ser usados en servicios
donde la presión de operación sea mayor de 100 a 200 psia, y/o con cargas
líquidas menores a 24 m3/h/m2 (10 GPM/pie2), debido a una severa reducción
de eficiencia y capacidad de los empaques estructurados en estas condiciones,
puede hacerse una excepción donde la práctica operacional en estas
condiciones haya demostrado que son adecuados (p. ej. contactores de glicol).
– Caída de presión por etapa teórica: Los empaques estructurados tienen una
considerablemente menor caída de presión por etapa teórica que los
desordenados.
– Inventario de líquido: En aquellas aplicaciones donde se necesite reducir el
inventario líquido, debido a la posibilidad p. ej. de degradación térmica, se
debería preferir el uso de empaques estructurados
– Sensibilidad a problemas operacionales: Los empaques estructurados pueden
absorber mejor que los empaques desordenados incrementos súbitos de
presión, tales como los producidos al introducir agua en una torre de crudo,
debido a su menor caída de presión y estructura en forma de “bloque”.
– Mantenimiento/Inspección: Detectar un defecto de fabricación o instalación, o
inspeccionar dentro de un “bloque” de empaque estructurado es
extremadamente difícil y puede dañar el empaque. Inspeccionar las paredes de
la columna (p. ej. para determinar corrosión) puede ser también difícil, y
requiere dañar varios elementos de empaque. Es mucho más fácil inspeccionar
un empaque desordenado.
– Costo: Los empaques estructurados cuestan de 3 a 10 veces mas por unidad
de volumen que los empaques desordenados de 2 plg. Sin embargo, su mayor
capacidad y eficiencia permiten el uso de columnas de menor altura y diámetro,
por lo que será necesario realizar un análisis costo–beneficio y compararlo Vs.
un diseño de torre con empaque desordenado.
4.3
Diámetro de la columna
La herramienta de diseño mas adecuada para dimensionar columnas empacadas
es la interpolación de datos experimentales. Sin embargo, el diseñador se
encuentra con frecuencia en la situación de no poseer tal información para un
servicio particular. Ante esta circunstancia, la única opción posible es el uso de
correlaciones de diseño. Es importante reconocer que trabajar con una sola
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correlación de diseño de torres empacadas no es suficiente, puesto que un
problema frecuente es la incertidumbre de que la correlación seleccionada
proporcione una predicción adecuada para el servicio en consideración, ya que
sus limitaciones son a menudo desconocidas, y si son conocidas, rara vez son
reportadas. A continuación se expondrán las correlaciones mas usadas en la
actualidad.
4.3.1
Criterios de dimensionamiento de columnas empacadas
– (4.3.1.1) Correlaciones basadas en el concepto de inundación: Se puede
definir inundación como “una región de rápido incremento de la caída de presión
con perdida simultánea de eficiencia en la transferencia de masa, siendo un
síntoma adicional una importante acumulación de líquido”. Las torres
empacadas usualmente son diseñadas para un 70 a 80 por ciento de la
velocidad de inundación. En la Tabla 2 se dan los porcentajes de inundación
de diseño dependiendo del servicio. Las siguientes son las correlaciones mas
empleadas:
TABLA 2. PORCENTAJE DE INUNDACIÓN DE DISEÑO
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
SERVICIO
EMPAQUE
METALICO
EMPAQUE
PLASTICO
EMPAQUE
CERAMICO
70–80
NR
NR
Sistemas espumosos (cáustico,
amina, catacarb)
60
60
50
Otros sistemas acuosos
85
85
70
Sistemas de Hidrocarburos
NR: No recomendado
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figura de Eckert:
Este método cuyo nombre completo es “figura de
Sherwood–Eckert Para una Correlación Generalizada de Caída de Presión”,
también conocido como GPDC por sus siglas en inglés, ha sido el más empleado
en la industria por décadas. La Figura 1 muestra esta correlación.
Fig 1. FIGURA DE SHERWOOD–ECKERT.
La abscisa de la figura de Eckert es el parámetro de flujo. La referencia 1,
recomienda el uso de la correlación de inundación (la curva de inundación en la
Figura 1) sólo para empaques desordenados cuyos factores de empaque Fp
excedan 60 (ver definición en la pág. 12).
Esta correlación esta incluida en el programa de simulación PROII de Simsci.
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Correlación de Kister y Gill: Esta correlación simplemente establece que:
D R Fl + 0.115 F p0.7
(1)
La ecuación (1) expresa que la caída de presión en el punto de inundación es
función solamente del factor de empaque. Una vez que se conoce esta caída de
presión, la velocidad de inundación puede ser calculada usando cualquier método
estándar de predicción de caídas de presión.
La referencia 1 recomienda el uso de esta correlación en conjunto con métodos de
predicción de caída de presión por interpolación. Igualmente señala que para
empaques estructurados de alta capacidad, con una geometría única tales como
Norton Intalox 2T y Jaeger Maxpac, la ecuación (1) consistentemente predice
puntos de inundación de 5 a 10% menores del valor real.
Correlación de Billet y Shultes: Billet y Shultes modificaron la GPDC para tomar
en cuenta la retención de líquido. La derivación de esta correlación se basa en el
postulado de que en el punto de inundación, un pequeño incremento de la
velocidad de líquido o de vapor afecta de manera cuasi–infinita la retención. La
correlación es la siguiente:
ǒå * hL, FLǓ hL, FL
òG
ȱF ml
2
2
+
C
i,FLȧ lv m v
å
òL
ap
0.3048
Ȳ
3
u 2s,Fl
ǒ Ǔ
*n Fl
ȳ
ȧ
ȴ
0.2
(2)
El parámetro de flujo Flv esta dado por:
F lv + L
G
Ǹòò
G
(3)
L
Ci,FL y nFL están dados por:
C i, FL + C 1,Fl
n Fl + 0.388
C i, FL + C 2,Fl
n Fl + 1.416
para Flv ≤ 0.4
(4)
para Flv ≥ 0.4
(5)
ap, C1,Fl y C2,Fl son constantes obtenidas de la Tabla 3.
donde:
ap :
es el área superficial específica
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ε:
hL,FL:
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es la fracción vacía del empaque
es la fracción volumétrica de líquido retenido (pie3 líquido/pie3 de
lecho) en el punto de inundación, calculado por:
h 3L,Fl ǒ3h L,Fl – eǓ + 6e
Re L
Ga L
(6)
Esto da una ecuación de cuarto orden en h L,Fl. La ecuación tiene solamente una
solución con significado físico, dada por:
å v h
L,Fl v å
3
(7)
Los números de Reynolds y Galileo, ReL y GaL están dados por:
Re L +
Ga L +
ò Lm L
0.000672 a pmL
gò2 L
ǒ0.000672 m LǓ2a p3
(8)
(9)
La correlación de Billet y Shultes aplica tanto a empaques estructurados como a
desordenados y tiene una firme base teórica. La referencia 1 indica que su
precisión es ± 10%. Sin embargo, las constantes requeridas para el uso de la
correlación no están disponibles para la mayoría de los empaques más comunes.
Que método usar: Generalmente, la interpolación de datos es el método más
preciso, y debe ser el preferido cuando están disponibles datos de inundación. De
otra manera, si están disponibles datos de caída de presión, o estos pueden ser
predichos con mucha confiabilidad, la ecuación 1 es la recomendada. Cuando el
factor de empaque Fp excede el valor de 60, la correlación de Eckert es la
recomendada. En condiciones de vacío y a bajas presiones por encima de la
atmósfera, y cuando las constantes apropiadas están disponibles, se recomienda
también el uso de la correlación de Billet y Shultes.
Predicción de la inundación por interpolación: Los gráficos de interpolación
GPDC son usados para interpolar datos reales de punto de inundación. La
interpolación de datos reales permite una predicción muy precisa del punto de
inundación, pero solo puede ser usada cuando están disponibles suficientes
puntos experimentales. Si en los gráficos están ausentes los datos que
corresponden a la inundación, se pueden usar los datos de caída de presión para
determinar aproximadamente el punto de inundación mediante la ecuación 1.
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TABLA 3. CONSTANTES PARA LA CORRELACION DE BILLET Y SHULTES
Características
Empaque
Tamaño
nominal, plg
Anillos Pall
2
Np, 1/ft3
ap, ft2 / ft3
Inundación
ε, ft3 / ft2
C,1,Fl
C2,Fl
Carga
C1,Lo
C2,Lo
Empaques Desordenados Metálicos
Anillos Hiflow
Anillos Bialecki
CMR
Anillos Rashing
176.8
34.3
0.951
1.580
2.725
1.4
552.7
47.9
0.946
1.679
2.629
1
1345.1
65.5
0.942
2.083
2.627
5/8
6490.9
112.3
0.933
2.081
2.550
2
141.6
28.1
0.977
1.626
2.702
1
1130.3
60.5
0.962
2.177
2.918
2
177.8
36.9
0.966
1.896
1.627
2.916
3.616
1.4
514.7
47.2
0.965
1.885
1.883
2.753
3.850
1.782
2.521
3.412
1.0
1472.5
68.6
0.945
1.856
1.5
1720.1
53.3
0.974
1.841
2.697
1.0
4487.3
70.9
0.971
1.996
2.703
5/8
15686
103.6
0.951
5/8
10838
177.5
0.917
Empaques Desordenados Plásticos
Anillos Pall
2
188.7
31.1
0.926
1.757
1.886
2.967
1.4
472.4
45.2
0.907
1.742
2.654
1.0
1481.0
68.6
0.880
2.064
2 (Malla)
Anillos Hiflow
3.5
2
36.6
0.924
1.989
2
2.696
1.540
218.3
1.366
3.221
29.0
0.949
1.786
2.959
2.242
3.179
1 Tipo A
2.656
3.419
1 Tipo B
2.472
3.277
1.4
485.5
42.4
0.930
1
1260.1
54.9
0.927
1 Tipo C
2.156
2.990
1 10–web
2.083
2.865
7/8
2.173
5/8
2.406
2
1.548
2.893
2.246
2.911
2 (Malla)
1.657
2.382
1.4
1.600
2.317
Anillos Ralu
2
1.812
2.317
Tri–Packs Jaeger
13/4
Tellerette
13/4
1
4.062
1.871
1
Nor–Pac
Sillas Intalox
198.1
1.702
2
2.252
1.597
2 (Super)
Anillos Bialecki
2.816
2.132
2.843
2.913
3.881
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– (4.3.1.2.) Correlaciones basadas en el concepto de máxima capacidad de
operación. La máxima capacidad de operación (MOC por sus siglas en inglés)
se define como el “máximo flujo de vapor que permite una operación a un nivel
de eficiencia normal del empaque”. Aún cuando algunos autores prefieren el
uso de este concepto para el dimensionamiento de torres empacadas en vez
del punto de inundación, determinar la MOC es difícil, y da lugar a un alto grado
de subjetividad. Adicionalmente, la determinación de la MOC es sensible a la
precisión en la medida de la eficiencia del empaque.
Las correlaciones para la determinación del MOC a veces están disponibles en
la literatura abierta, o en programas suministrados por los fabricantes. La única
correlación distinta a éstas es la de Kister y Gill:
u s,MOC + 0.95u s,Fl
(10)
Donde es us,Fl evaluado con la ecuación (1). Esta correlación tiene una
precisión de ± 20%, tanto para empaques estructurados como desordenados.
La referencia 1 señala que para empaques estructurados de alta capacidad de
geometría única tales como Norton Intalox 2T y Jaeger Maxpac, la ecuación (1)
consistentemente predice puntos de inundación de 5 a 10% menores del valor
real.
Normalmente, se recomienda diseñar torres empacadas con un margen del 10
al 20% del MOC. Puesto que la MOC esta usualmente 5% por debajo del punto
de inundación, este criterio equivale a diseñar de un 76 a 86% de la velocidad
de inundación, que es por lo tanto menos conservador que el criterio del factor
de inundación.
– (4.3.1.3.) Correlaciones basadas en el criterio de caída de presión: El
criterio de caída de presión se usa con frecuencia para especificar la capacidad
de una torre empacada. Sin embargo, este concepto adolece de múltiples
limitaciones, por ejemplo: 1) La caída de presión varía con el diámetro de la
columna para columnas menores a 1 m. de diámetro, 2) La caída de presión es
mayor para lechos secos que húmedos, 3) Las mediciones de caída de presión
en alto vacío (<50 mmHg) se ven afectadas por la caída de presión y el
gradiente de presión a lo largo del lecho. 4) Las mediciones de caída de presión
en torres empacadas incluyen el cabezal estático de vapor, etc.
Cuando este criterio es usado, las torres son diseñadas de manera tal que la
caída de presión en cualquier punto no exceda un valor máximo recomendado.
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Las caídas de presión recomendadas se listan en la Tabla N° 4. La caída de
presión es el criterio que generalmente fija el diámetro de la torre en los
siguientes servicios: destilación al vacío, servicios con formación de espuma y
cuando se requiere minimizar el tamaño del motor de compresores/sopladores.
Interpolación en gráficas GPDC. Al superponer puntos de datos experimentales
(para un empaque dado) en las curvas de la correlación de caída de presión
generalizada (figuras GPDC), las figuras GPDC se convierten en figuras de
interpolación. Las curvas de la correlación ayudan a guiarse en la interpolación.
La abcisa de la gráfica esta dada por el parámetro de flujo:
F lv + L
G
Ǹòò
G
(11)
L
y la ordenada por:
Parámetro de Capacidad = C s F P 0.5 u 0.05
(12)
Donde:
υ = viscosidad cinemática del líquido en centistokes (= µ, (cP) / ρ)
CS= factor “C” (La velocidad superficial del vapor corregida por las densidades del
líquido y vapor, dada por:
Cs + uS
Ǹò ò– ò
G
L
G
(14)
FP = factor de empaque, el cual es un factor empírico característico de la forma
y el tamaño del empaque. Debido a los distintos valores reportados en la
literatura, se deben usar los factores de empaque dados en la Sección 8 para
cada empaque.
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TABLA 4. CAÍDAS DE PRESIÓN MÁXIMAS RECOMENDADAS PARA COLUMNAS CON
EMPAQUES DESORDENADOS
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Tipo de Sistema
Máxima Caída de
Presión, plg. de agua por
pie de empaque
Fraccionador Atmósferico
0.5–1.0
Fraccionadores de media a baja presión
0.5–1.0
Destilación a alta presión
0.06 < ρG/ ρL<0.2 (Nota 1)
0.19Fp 0.7(ρL/ρH2O)
0.2 < ρG/ ρL (Nota 2)
0.099Fp 0.7(ρL/ρH2O)
Destilación al vacío (Notas 3,4)
0.1–0.6
Sistemas con formación de espuma (Nota 5)
0.1–0.6
Absorbedores (Nota 5)
0.1–0.75
Absorbedores sin formación de espuma
Absorbedores con formación de espuma (Nota 5)
Relación L/G > 20
0.25–0.4
0.25
Nota 6
Absorbedores de aminas (Nota 5)
0.25
Absorbedores de carbonato caliente (Nota 5)
0.3
Secado de Cloro (Nota 7)
0.1–0.15
Absorción de SO3 (Nota 8)
0.25–0.30
Atmósfericos
0.2–0.4
Presión (Nota 9)
0.5–1.0
Regeneradores (Nota 5)
0.15–0.6
Despojadores con gas inerte de sistemas espumantes
(Nota 5)
Despojadores con vapor o solvente y rehervidor (Reboiled
Solvent) de sistemas espumantes
0.25
Regeneradores de Aminas (Nota 5)
0.3
Regeneradores de carbonato caliente
0.4
0.3
Atmósfericos
0.2–0.4
Presión (Nota 9)
0.5–1.0
Lavadoras (Scrubbers) (Nota 10)
0.25–0.6
Con agua
0.6
Con líquidos distintos a agua L > 50 lb/ft3
0.4
Scrubbers con formación de espuma
0.35
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Tabla 4 (continuación):
Notas:
1. Basado en la Ecuación (13):
2.4
DP + 33F 0.5
p C S ńs
(13)
2. Basado en la Gráfica 1.
3. Debido a las consideraciones de tasa mínima de mojado, no se recomienda
diseñar para caídas de presión menores a 0.1 plg. de agua por pie.
4. Las razones para la baja caída de presión recomendada en sistemas de
vacío la formación de rocío y retención de líquido experimentada en vacío,
y la minimización de la temperatura de fondo y por tanto la degradación de
los materiales.
5. La caída de presión máxima recomendada es baja debido a la tendencia
a la formación de espuma, lo cual es equivalente a incorporar un factor de
seguridad (F.S.) por esta razón.
6. El flujo de gas no debe exceder de 85% del caudal que ocasione una caída
de presión de 1.5 plg. de agua por pie.
7. Se refiere al secado del gas cloro usando ácido sulfúrico. La razón de la
baja caída de presión es que el Cloro es secado en un grupo de torres
arregladas en serie, por lo cual se desea que la caída de presión global del
sistema sea baja.
8. Se refiere a la absorción de SO3 en la producción de ácido sulfúrico. La
razón de la baja caída de presión es evitar la retención de ácido fuera del
absorbedor a la vez que se permite algún aumento de la caída de presión
debido a la acumulación de productos de sulfonación y astillas de empaque
en el lecho empacado.
9. Presumiblemente en servicios sin formación de espuma.
10. Algunos ejemplos incluyen HF, HCL, Amoníaco, Lavadores de dióxido de
azufre.
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En estas gráficas también se presentan datos correspondientes a la capacidad
máxima de operación (MOC) y de inundación. Cuando esta información este
ausente, las ecuaciones 1 y 10 pueden ser usadas para determinar
aproximadamente el punto de inundación a partir de los datos de caída de presión.
Que criterio usar: Algunos diseñadores han abandonado el criterio de punto de
inundación, a favor del de MOC. Ninguno de estos criterios esta libre de
limitaciones, pero los asociados con el MOC son bastante más restrictivos.
El criterio de máxima caída de presión debe ser usado conjuntamente con el de
inundación. La columna será entonces diseñada para el mas conservador de los
dos criterios. Si prefiere usar el criterio de MOC en vez del punto de inundación,
el criterio de caída de presión deberá se usado en conjunto con el de MOC, y la
columna será diseñada para el mas conservador de los dos.
4.4
Caída de presión promedio
Para cálculos por computadora, un lecho empacado puede ser dividido en varias
secciones. La caída de presión del lecho es la suma de la caída de presión de
todas las secciones. Alternativamente, la caída de presión especifica puede ser
calculada en el tope y fondo del lecho. La caída de presión específica promedio
se calcula entonces como:
ǒ
DP + 0.5DP 0.5
) 0.5 DP 0.5
Tope
fondo
Ǔ
(15)
En vez de usar la Ec. (15), la caída de presión específica puede ser calculada como
el promedio aritmético de ∆Ptope y ∆Pfondo. Esto proporciona un estimado
ligeramente conservador de la caída de presión promedio.
4.5
Tasa mínima de mojado (Min. Wetting Rate)
La tasa mínima de mojado (MWR por sus siglas en ingles) es el límite de
estabilidad inferior de un empaque. Es la carga líquida por debajo de la cual la
película de líquido descendente se rompe, y esta disminución de líquido produce
que el empaque se “seque”. El área disponible para la transferencia de masa
disminuye, y la eficiencia cae.
Empaques desordenados: Las reglas empíricas dadas por Glitsh para sus
empaques desordenados tipo CMR están recogidas en la Tabla 5.
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TABLA 5. TASA MÍNIMA DE MOJADO RECOMENDADA POR GLITSH
(Base: anillos CMR con ap >43 pie3/pie2)
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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Material
Tasa mínima de mojado,
m3/h m2 (gpm/pie2)
Cerámica no porcenalizada (chemical stoneware)
0.5 (0.2)
Metal oxidado (acero al carbono, cobre)
0.7 (0.3)
Superficie metálica tratada (acero inox. erosionado)
1.0 (0.4)
Cerámica porcelanizada
2.0 (0.8)
Vidrio
2.5 (1.0)
Metal brillante (acero inox, tantalio, otras aleaciones)
3.0 (1.2)
PVC–CPVC
3.5 (1.4)
Polipropileno
4.0 (1.6)
Fluoropolímeros (tipo PTFE)
5.0 (2.0)
Los valores recomendados en la Tabla 6 aplican solo para empaques
desordenados CMR #1, #1.5 y #2. La referencia 4 indica que la siguiente ecuación
puede ser usada para extender estos valores a empaques distintos:
Q MW + ǒQ MW de la Tabla 6Ǔ x ǒ60 ńapǓ 0.5
(16)
Empaques estructurados: Los empaques estructurados se distinguen por sus
características de mojabilidad superiores comparadas con los empaques
desordenados. Con empaques metálicos, se ha reportado un funcionamientos
satisfactorio hasta 0.1 gpm/pie2 en hojas corrugadas, y hasta 0.05 gpm/pie2 en
empaques estructurados tipo malla tejida.
5
ALTURA DE LA COLUMNA
El único método que se considerará para determinar la altura requerida del
empaque es el de “altura equivalente a una etapa teórica” (HETP por sus siglas
en inglés). Otros métodos como el de la altura de una unidad de transferencia
(NTU en inglés) son más complejos, más difíciles de usar y adicionalmente
mejoran muy poco la precisión, en comparación con el método de HETP. Entre
los factores que influencian la eficiencia de un empaque se encuentran los
siguientes:
Tamaño y tipo de empaque:
aumenta cuando:
Generalmente la eficiencia de un empaque
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– El área superficial por unidad de volumen aumenta. La eficiencia aumenta
cuando el tamaño del elemento del empaque disminuye (empaque
desordenado) o el tamaño del canal se hace más pequeño (empaque
estructurado).
– La superficie del empaque esta mejor distribuida alrededor del elemento de
empaque
Carga líquido/vapor: Para una operación estable con una relación L/V
constante, generalmente:
– Las cargas de líquido y vapor tienen poco efecto en el HETP de un empaque
desordenado
– La eficiencia disminuye con la carga en un empaque estructurado. El efecto es
mas pronunciado en los empaques de malla tejida , y mucho menos
pronunciado en los de hojas corrugadas. En los empaques estructurados tipo
hoja corrugada con ondulaciones mas grandes, la eficiencia es prácticamente
independiente de las cargas líquido/vapor.
Distribución: Tanto una mala distribución de líquido como de vapor causan una
disminución grande en la eficiencia de los empaques.
Presión: Generalmente la presión tiene poco efecto en la eficiencia de los
empaques al menos por encima de presiones del orden de 0.07 a 0.14 bar abs.
(1 a 2 psia). En destilación a alta presión (> 14 a 20 bar abs.) se ha observado que
la eficiencia de los empaques estructurados disminuye con un aumento de
presión.
Propiedades físicas: La eficiencia de un empaque es relativamente insensible
a las propiedades del sistema. Sin embargo, para los sistemas acuosos, la
eficiencia de un empaque estructurado tiende a ser menor que para sistemas no
acuosos.
5.1
HETP, empaques desordenados
Debido a que solo unas pocas variables afectan significativamente la HETP, y a
lo impreciso de hasta el mejor método de transferencia de masa, las reglas
empíricas pueden ser usadas con mucha confiabilidad. Para empaques
desordenados las siguientes reglas son recomendadas por la referencia 1:
HETP (pies) = 1.5dp (plg),para anillos Pall, o empaques similares de
alta eficiencia
HETP ≥ DT
para DT (diámetro de la torre) < 2 pies
(17)
En columnas de alto vacío (< 0.15 bar abs.), y donde hay problemas de mala
irrigación (“underwetting”) estas reglas pudieran se optimistas, por lo que algunos
autores han recomendado sumar 150 mm (6 plg.) a los valores anteriores debido
a la reducida eficiencia de irrigación.
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Empaques estructurados: Una regla empírica que ha resultado satisfactoria es:
HETP (plg) +
1200
) 4
a p ǒft 3ńft2Ǔ
(18)
Se debe eliminar el 4 añadido cuando el ángulo de las ondulaciones (“crimps”) es
de 45° (Ref. 1).
Predicción de HETP por interpolación de datos: La interpolación de datos
experimentales es el método más confiable de obtener altura equivalentes a una
etapa teórica (HETP) de diseño. La referencia 1 recomienda verificar los valores
obtenidos por interpolación con las reglas empíricas.
5.2
Efectos de la mala distribución en el diseño de columnas empacadas
Los efectos de una mala distribución son mas severos en columnas grandes y
empaques de pequeño diámetro. La eficiencia de un empaque puede disminuir
por un factor de 2 a 3 debido a una mala distribución.
Una buena práctica de diseño es la de seleccionar un tamaño de empaque con una
relación DT/Dp entre 10 y 40. Con frecuencia esto es impráctico, por lo cual son
comunes relaciones mayores. Existe un incentivo para disminuir la relación
cuando esta excede 40. Cuando se excede un valor de 100, es muy difícil
disminuir los efectos de la mala distribución. Se deben evitar relaciones que
excedan 100, o se deberá tomar en cuenta la perdida de eficiencia por este factor.
Para evitar los efectos de mala distribución de pared la relación DT/Dp debe ser
mayor a 10.
Otro factor a ser tomado en consideración es que los lechos de empaques
pequeños o estructurados que desarrollan mas etapas teóricas por lecho son a su
vez más sensibles a una mala distribución que un lecho de la misma profundidad,
pero con empaques más grandes. Las columnas con menos de 5 etapas teóricas
por lecho son relativamente insensibles a una mala distribución de líquido. Con
10 o más etapas por lecho, la eficiencia es extremadamente sensible a la mala
distribución.
6
INTERNOS DE TORRES EMPACADAS
El buen funcionamiento de una torre empacada depende no sólo del tipo de
empaque usado, sino también del diseño efectivo de los internos de la torre. La
selección de los internos puede afectar tanto la eficiencia como la capacidad de
operación. Una distribución adecuada del líquido y el vapor ayuda a proveer el
contacto necesario líquido/vapor para obtener la máxima eficiencia del empaque.
6.1
Distribución de líquido
Cualquier distribuidor de líquido no esta exento de una mala distribución, ya que
por razones practicas, el líquido puede ser dividido solamente en un número
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limitado de corrientes. Las consideraciones principales al seleccionar un
distribuidor para un servicio dado son la compatibilidad con el servicio y evitar una
mala distribución a gran escala. Es conveniente recalcar que la flexibilidad
operacional (“turndown”) de una torre empacada usualmente viene dada por la
relación de flujo mínimo de su equipo de distribución.
Los tipos más comunes de distribuidores de líquido comerciales se muestran en
las Figuras 2, 3, 4 y son comparados en la Tabla 6. Actualmente están disponibles
en el mercado varios diseños modernos, llamados con frecuencia “distribuidores
de alto rendimiento” (high performance), los cuales son versiones sofisticadas de
los de tipo común. Estos distribuidores tienen incorporadas características para
minimizar una mala distribución a gran escala, y mejorar la compatibilidad con el
servicio dado. Su diseño es propiedad de los fabricantes, y se puede esperar que
exhiban un mejor comportamiento que los distribuidores estándar, cuando están
adecuadamente diseñados, fabricados e instalados.
Los distribuidores de líquidos son usualmente clasificados en distribuidores a
presión y distribuidores por gravedad. En general los distribuidores a presión
proporcionan mayor área abierta para un flujo de vapor dado y tienden a ser menos
caros, más livianos, menos robustos y requerir menos tubería conductora que los
distribuidores por gravedad. Su desventajas son un alto costo de operación
(debido a la caída de presión del líquido), susceptibilidad de taponamiento y
corrosión, retención de líquido (“entrainment”), y una calidad de distribución de
líquido relativamente inferior. Los distribuidores a presión más comunes son el de
tubería perforada y el tipo rociador.
Los tipos más comunes de distribuidores por gravedad son el tipo vertedero y el
tipo orificio. Ambos tipos pueden manejar grandes flujos de líquido. El tipo
vertedero generalmente es uno de los distribuidores menos problemáticos, con
una flexibilidad operacional (“turndown”) excelente, pero usualmente solo puede
proporcionar un número limitado de puntos de goteo y es extremadamente
sensitivo a la nivelación y agitación superficial. El tipo orificio puede sufrir
corrosión y taponamiento, pero puede ser diseñado con un número mayor de
puntos de goteo para permitir una distribución de líquido superior.
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Fig 2. TIPOS COMUNES DE DISTRIBUIDORES DE LIQUIDO – PARTE 1.
A) DISTRIBUIDOR DE TUBOS ESCALONADOS;
B) DISTRIBUIDOR ANILLO PERFORADO;
C) DISTRIBUIDOR SPRAY.
A
B
C
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Fig 3. TIPOS COMUNES DE DISTRIBUIDORES DE LIQUIDO – PARTE 2.
D) DISTRIBUIDOR DE BANDEJA DE ORIFICIOS;
E) DISTRIBUIDOR DE TUNEL DE ORIFICIOS.
D
E
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Fig 4. TIPOS COMUNES DE DISTRIBUIDORES DE LIQUIDO – PARTE 3.
F) DISTRIBUIDOR DE RANURAS (NOTCHED–TROUGH);
G) DISTRIBUIDOR DE ELEVADOR Y VERTEDERO (WEIR–RISER).
F
G
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6.1.1
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Distribuidores de tubería perforada
Los distribuidores de tubería perforada (TP.) son usualmente del tipo escalera o
anillo perforado. Las perforaciones son hechas en el lado inferior de la tubería.
El de tipo escalera es usualmente el mas fácil de fabricar, y es por lo tanto menos
costoso que el de anillo perforado. Estos distribuidores son los mas adecuados
cuando las velocidades másicas del vapor son altas, y cuando se requiere de un
área abierta que exceda el 70% para evitar inundación localizada. Se deben
seguir las siguientes recomendaciones generales:
– Los distribuidores de TP. son adecuados para líquido solamente, y deben ser
evitados cuando hay presencia de vapor.
– Se recomienda generalmente que estén localizados de 150 a 200 mm. (6 a 8
plg.) por encima del plato de retención, para permitir la separación del vapor del
lecho antes de que pase a través del distribuidor.
– La velocidad del líquido en las perforaciones no debe exceder de 1.2 a 1.8 m/s
(4 a 6 pie/s), y se debe evitar una alta caída de presión a través del distribuidor,
puesto que esto pudiera restringir el número de puntos de goteo.
– Los distribuidores de TP. deben ser evitados en servicios donde pueda ocurrir
taponamiento, tales como cuando hay sólidos presentes, o cuando el líquido
esta cerca de su punto de congelación. Tampoco deberían ser usados cuando
el líquido pueda corroer, erosionar o expandir los orificios de otra manera,
puesto que algunos orificios pudieran expandirse mas que otros, causando
mala distribución.
6.1.2
Distribuidores tipo boquillas rociadoras
Los distribuidores de boquillas rociadoras (BR.) son cabezales de tuberías
equipados con boquillas rociadoras en la parte inferior de los tubos. Son mas
usados en servicios de transferencia de calor y de lavado, y con muy poca
frecuencia en fraccionamiento. Los servicios donde estos distribuidores son
frecuentes incluyen: columnas de crudo en refinerías, fraccionadores principales
de FCC, torres de vacío en refinerías, columnas muy pequeñas (donde una sola
boquilla cubra toda el área transversal de la columna), y aplicaciones donde se
desee una gran capacidad de manejo de vapor. Se requiere el uso de eliminadores
de líquido arrastrado (demisters) encima del distribuidor. Algunas guías para su
diseño y selección son las siguientes:
– Típicamente los distribuidores de BR. usan rociadores de ángulo ancho (120°),
y están localizados de 460 a 900 mm por encima del lecho, irrigando un área
de 0.5 a 0.9 m2 ( 5 a 10 pie2) por boquilla). Las caídas de presión típicas están
en el orden de 0.35 a 2.1 bar (5 a 30 psi).
– Se requiere del solapamiento de área irrigada por cada boquilla en el tope del
lecho.
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TABLA 6. DISTRIBUIDORES DE LIQUIDO
Escalera
Anillo perforado
(Ladder)
Boquillas
rociadoras
Bandeja de
orificio
Túneles con
orificio
Bandeja con
perforaciones
Vertedero
elevador
(Multiple spray)
(Orifice Pan)
(Tunnel Orifice)
en “V” (Notched
Through)
(Weir Raiser)
Diagrama
Fuerza motriz
(“Driving force”)
Presión
Presión
Presión
Gravedad
Gravdedad
Gravedad
Gravedad
Tipo
Tubería perforada
Tubería perforada
Rocío (“Spray”)
Orificio
Orificio
Vertedero
Vertedero
Materiales
disponibles
Metal, plástico
Metal, plástico
Metal
Metal, Plástico,
Cerámica
Metal
Metal,m Plástico,
Cerámica
Metal, Plástico,
Cerámica
Diámetro de la torre,
mm
> 460
> 920
Cualquiera
Cualquiera <
1200
Cualquiera >
1200
Cualquiera > 600
Cualquiera <
1200
Tendencia al
taponamiento
Media
Media
Baja–media
Alta
Alta
Baja
Baja
Resistencia al
taponamiento
Baja
Baja
Baja
Alta
Media
Baja
Alta
Susceptible a
desnivelación
No
No
No
A bajo flujo
A bajo flujo
Si
Si
Afectado por
corrosión
Si
Si
Algo
Si
Si
No
No
Susceptible a la
agitación en
superficie del líquido
No
No
No
Si
Si
Si
Si
Posible causante de
retención líquida
Si
Si
Si
No
No
No
No
Relación de carga
mínima (Turn–down)
Baja
Baja
Baja
Medio
Baja
Alto
Medio
Rango aproximado
de caudal líquido
para diseño
estándar, gpm/pie2
1–10
1–10
Amplio
1–30
1.5–70
1–50
1–10
Peso
Bajo
Bajo
Bajo
Alto
Medio
Medio
Medio
Calidad de
distribución
Media
Media
Baja–media
Alta
Alta
Media
Media
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6.1.3
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– Como los distribuidores de tubería perforada, los distribuidores de BR. son
sensibles al taponamiento, corrosión y erosión. Si se usan en servicios con
sólidos, es obligatoria la filtración previa.
Distribuidores tipo orificio
Los distribuidores tipo orificio (TO.) son usualmente del tipo bandeja o del tipo
túnel. El primer tipo es el más adecuado para torres de pequeño diámetro (<1200
mm), mientras que el tipo túnel se usa para torres >1200 mm.
Un distribuidor tipo bandejas de orificio consiste de una bandeja equipada con
tubos elevadores (raisers) para el vapor y perforaciones en el piso de la bandeja
para el líquido. Los distribuidores tipo túneles con orificio consisten en canales
paralelos con perforaciones para el líquido en el piso de los canales. Los canales
a menudo están interconectados con otros canales cruzados que permiten
mantener un nivel de líquido igual en los distintos compartimientos. Estos canales
ecualizadores son más importantes en torres mayores de 3000 mm de diámetro.
Los distribuidores TO. son capaces de manejar altas cargas de líquido. El área
abierta para el flujo de vapor es relativamente baja en distribuidores TO. Estos
distribuidores son mas caros, mas grandes, consumen mayor espacio vertical y
son más difíciles de soportar que la mayoría de los demás distribuidores. Los
distribuidores de túneles con orificio proporcionan mayor área abierta para el flujo
de vapor, son mas fáciles de soportar y son más adecuados para columnas de gran
diámetro que los distribuidores de bandejas con orificios.
Algunas guías para el diseño y selección son las siguientes:
– Las vigas o anillos de soporte muy anchos pueden generar áreas pobremente
irrigadas en el tope del empaque, y por tanto una mala distribución a gran
escala. Se debe revisar muy cuidadosamente los soportes del distribuidor, de
manera de garantizar una irrigación adecuada en la parte inferior,
especialmente en la región de pared. No se recomienda soportar directamente
un distribuidor de orificio encima del empaque, ya que se puede desalinear
durante el arranque de la columna. Adicionalmente, esta practica no permite
una separación adecuada del vapor del lecho, y puede causar mala distribución
e inundación prematura.
– Se prefiere el uso de distribuidores de orificio en servicios con espuma, ya que
los puntos de goteo del líquido están separados de los elevadores (“risers”) del
vapor.
– Se debe evitar el uso de distribuidores TO. en servicios donde pueda haber
taponamiento, tales como hay presencia de sólidos o cuando el líquido esta
cerca de su punto de congelación.
6.1.4
Distribuidores tipo vertedero
Los distribuidores tipo vertedero son usualmente de tipo vertedero elevador (weir
riser) o del tipo bandeja con perforaciones en “V” (notched through). El primer tipo
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es usado comúnmente en columnas de pequeño diámetro (<600 mm), mientras
que el último es usado tanto en columnas de mayor diámetro, como en columnas
de menor diámetro.
Los distribuidores tipo vertedero elevador no son muy usados debido a la
interdependencia entre los caudales máximos manejados de vapor y líquido, y los
posibles correctivos a este problema originan una mala distribución.
Los distribuidores tipo bandeja perforada (notched through) son unos de los mas
usados, ya que son insensibles al taponamiento, corrosión y erosión, son los que
tienen menos posibilidades de causar contratiempos durante la operación,
pueden manejar grandes caudales de líquido con una alta flexibilidad operacional
(turndown), y una área abierta para flujo de gas razonable (alrededor de 55 % de
área abierta). En general consumen menos espacio vertical, son mas fáciles de
soportar y menos costosos que los del tipo orificio. Sin embargo, son
extremadamente sensibles a la falta de nivelación, agitación en la superficie del
líquido y gradientes hidráulicos en los canales.
6.2
Criterios de diseño generales para distribuidores
– Un distribuidor o redistribuidor de líquido debe ser usado en cualquier lugar de
una columna empacada donde una corriente externa líquida sea introducida en
la columna. Si la corriente contiene vapores, o puede vaporizar en el
distribuidor, se deberá usar un distribuidor especial tipo “flashing feed”.
– Es recomendable que sea el fabricante del empaque el que especifique y
suministre el distribuidor. El usuario debe revisar críticamente tanto el diseño
como las recomendaciones del fabricante.
– Se debe hacer una prueba del funcionamiento del distribuidor con agua antes
del arranque. Esta recomendación es crítica en torres mayores de 2400 mm
de diámetro.
– Se debe tener un mínimo de cuatro puntos de goteo por pie cuadrado. Esos
puntos deben estar igualmente espaciados. El diámetro de las perforaciones
debe ser mayor de 6 mm (1/4 de plg.) para evitar taponamiento. Normalmente
se prefieren perforaciones de 12 mm.
– Como ya ha sido mencionado anteriormente, el distribuidor debe ser colocado
al menos de 150 a 300 mm por encima del empaque para permitir la separación
del vapor de los lechos antes de pasar por el distribuidor. Se recomienda de 460
a 610 mm de separación en el caso de distribuidores de boquillas rociadoras.
– Si el servicio contiene sólidos, o el líquido esta cercano a su punto de
congelación, un distribuidor tipo vertedero es la mejor opción. Si a pesar de
esto, se desea usar cualquier otro tipo de distribuidor, deberá instalarse un filtro
aguas arriba. El tamaño de las aberturas del elemento filtrante debe ser al
menos 10 veces menor que las perforaciones del distribuidor. El filtro debe ser
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6.3
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instalado tan cerca de la columna como sea posible, y se debe incluir un filtro
en paralelo.
Se debe evitar el uso de distribuidores tipo orificio con perforaciones en la cara
inferior del distribuidor, en servicios con taponamiento, incluso cuando se han
instalado filtros.
Cuando se requiere de un alto caudal de líquido, los mejores distribuidores son
los del tipo bandeja con perforaciones en “V” (notched through), los del tipo
orificio o los de boquillas rociadoras. Cuando se tiene un alto caudal de vapor,
se debe evitar el uso de los distribuidores tipo bandeja de orificios y de vertedero
elevador.
Normalmente, el “turndown” de una columna empacada viene dado por el
distribuidor de líquido.
Para un buen “turndown”, los mejores distribuidores son los del tipo vertedero,
o algunos del tipo orificio.
La velocidad en la tubería de alimentación de un distribuidor por gravedad no
debe exceder los 3 m/s, y debe ser preferiblemente menor de 1.2 a 1.5 m/s,
ya que velocidades mas altas pudieran crear agitación en la superficie del
líquido o excesiva aireación en el distribuidor.
Cuando una tubería alimenta directamente un distribuidor tipo gravedad, el
líquido entrante debe ser dirigido hacia el centro del distribuidor, con la finalidad
de asegurar un nivel de líquido uniforme sobre todos los orificios. La tubería de
alimentación debe estar colocada cerca de 50 a 200 mm por encima de el borde
superior de la bandeja del distribuidor. Es importante asegurarse que el líquido
sea alimentado dentro del distribuidor, y no pase a los elevadores (raisers) del
vapor. Es mejor colocarle un codo a la tubería y continuar una corta distancia
en un recorrido vertical descendente.
Cuando sea posible, se deben evitar o minimizar bridas internas en las tuberías
que alimentan distribuidores por gravedad. Si alguna es instalada, se debe
inspeccionar cuidadosamente para asegurarse de que no hallan fugas. Una
fuga significativa en una brida interna en distribuidores de bandejas puede
ocasionar mala distribución.
Distribuidores con Alimentación Líquido–Vapor (“Flashing Feed”)
Cuando la alimentación es una mezcla líquido vapor, el diseño del distribuidor
debe prever, tanto una distribución apropiada del líquido y el vapor, como una
separación adecuada del vapor. Introducir una alimentación que contenga
vapores en un distribuidor diseñado solo para líquidos puede reducir severamente
la eficiencia de la columna. Los tipos mas comunes de distribuidores para estas
aplicaciones son el tipo deflector (baffle), el tipo separador líquido–vapor, el tipo
galería y el tipo de entrada tangencial (ver Figura 3).
El distribuidor tipo “Baffle” es usado cuando ambas fases son fácilmente
separadas y no forman espuma. El tipo separador líquido–vapor consume mas
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espacio vertical que el tipo baffle, e igualmente es adecuado para torres de menos
de 1200 mm. El tipo galería se emplea cuando el líquido es la fase continua, y
cuando el sistema es espumante, tales como demetanizadoras criogénicas y
regenadoras de carbonato, y en columnas de gran diámetro. Los del tipo
tangencial se usan con una alimentación a alta velocidad donde el vapor es la fase
continua y el líquido esta nebulizado (en forma de “spray”). Es mejor dejar el
diseño de estos equipos al fabricante del empaque.
6.4
Redistribuidores de líquido
Los redistribuidores de líquido son usados siempre que una alimentación líquida
intermedia sea introducida dentro de una columna empacada, o cuando se
requiera de una redistribución de líquido entre secciones empacadas. Se deberá
redistribuir el líquido cada 6 m. (20 pies) como máximo, o cada 10 veces el
diámetro de la torre, lo que sea menor.
Existen tres tipos de redistribuidores (ver Figura 3):
1.
Redistribuidores de Orificio: Son idénticos a los distribuidores de orificio, bien
sea del tipo bandeja o canal, siendo la única diferencia la instalación de
sombreretes o cintas en los risers de vapor para evitar la entrada de líquido
del lecho empacado superior.
2.
Redistribuidores de Vertedero: Son idénticos a los distribuidores tipo
bandeja con orificios en “V”: Debido a que estos no pueden recoger el líquido
de las secciones superiores, usualmente se requiere de un colector de
líquido tal como un plato de chimenea o un plato colector de soporte.
3.
Redistribuidores Tipo “Rascadores de Pared” (“Wall Wipers”) o “Roseta”
(Rosette): Consiste de un anillo colector de líquido equipado con salientes
cortos que se proyectan hacia el centro de la torre, direccionando de esa
manera el líquido que viene de las paredes hacia el lugar deseado del lecho.
Son adecuados únicamente para columnas de pequeño diámetro (menos de
600 a 900 mm). Generalmente son espaciados por aproximadamente 2
etapas teóricas de lecho empacado.
Generalmente, los redistribuidores para columnas de gran diámetro (>900 mm)
son del tipo orificio o vertedero. El de tipo orificio es el mas usado ya que no
requiere la adición de un colector de líquido, el cual consume mas espacio vertical
e incrementa el costo y complejidad de una columna. Sin embargo, cuando el
diámetro de la columna excede de 6 a 9 m., el redistribuidor solo no es suficiente
para mezclar bien el líquido, por lo que se hace necesario el colector.
Las recomendaciones generales hechas para los distribuidores tipo orificio y
vertedero aplican también para los redistribuidores del mismo tipo, al igual que las
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recomendaciones hechas para entradas líquidas a los distribuidores son comunes
a los redistribuidores.
6.5
Distribuidores de vapor
Los distribuidores de vapor típicamente están ubicados en o encima de la
alimentación de vapor, entre secciones con empaques y platos, o encima de una
sección de transición donde el diámetro cambia. Los tipos mas usados son los
siguientes (ver Figura 4):
– Tubería “sparger” (tubería con perforaciones que va sumergida en el líquido,
emitiendo el vapor en forma de burbujas).
– Distribuidor de vapor (esencialmente un plato tipo chimenea).
– Un soporte distribuidor de vapor (una lamina perforada con risers de vapor).
Los equipos de distribución de vapor deberían ser instalados siempre que un flujo
de vapor de alta velocidad, desigualmente distribuido sea dirigido hacia un lecho
empacado. En general, cuando el cabezal de velocidad de este vapor
desigualmente distribuido (p. ej. vapor en la boquilla de entrada) es del mismo
orden de magnitud de la caída de presión del lecho empacado superior, hay un
incentivo para instalar un distribuidor de vapor; cuando es de menos de un décimo
de la caída de presión del lecho, un distribuidor no genera ningún beneficio.
Algunas guías adicionales son las siguientes:
– Se requiere de un distribuidor de vapor cuando el factor F a la entrada de la
columna excede 52 .4 ∆P . El factor F es igual a la velocidad de entrada en pies
por segundo por la raíz cuadrada de la densidad del gas en libras por pie cúbico,
y el ∆P es la caída de presión del lecho en pulgadas de agua por pie de
empaque.
– Si el vapor entra en la columna con un factor F menor que 52.4 ∆P y al caída
de presión del lecho excede 0.08 plg de agua por pie de empaque, no se
considera que la distribución del vapor cause problemas, y no se requiere de
un distribuidor. Esto aplica para columnas menores de 6 m. de diámetro.
– Si es aceptable una alta caída de presión, se recomienda el uso de una tubería
tipo “sparger”, cuando el factor Fh de vapor a la entrada se encuentra entre
52.4 ∆P y 81. 2 ∆P , lo que elimina la necesidad de un distribuidor más
sofisticado.
– La caída de presión a través de un distribuidor o un soporte–distribuidor debe
ser al menos igual al cabezal de velocidad en la boquilla de entrada a la
columna. Típicamente se usa una caída de presión de 1 a 8 plg. de agua en
estos distribuidores.
– No se deben usar soportes–distribuidores de vapor en servicios con formación
de espuma.
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6.6
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Indice norma
Soportes de empaque
Los soportes de empaque deben cumplir con las siguientes funciones:
1.
Soportar físicamente el empaque.
2.
Proveer suficiente área abierta con el fin de permitir un flujo irrestricto de
líquido y vapor.
3.
Evitar la migración descendente de piezas de empaque.
El área abierta de la mayoría de los soportes de empaque modernos están en el
orden de 70%, y es menor del 65% para soportes construidos en cerámica,
carbono y plásticos. Cuando el área abierta de un soporte es relativamente
pequeña, este puede convertirse en un cuello de botella para la capacidad de la
columna. Una pista útil se tiene cuando se compara el área abierta del soporte con
el área abierta fraccional del empaque. Si la primera es significativamente menor
que la última, se puede iniciar una inundación prematura en el soporte, y
propagarse al empaque.
Para evitar la migración descendente de piezas de empaque, las aberturas del
soporte deben ser menores al tamaño del empaque. No se recomienda la práctica
de colocar mallas metálicas encima del soporte, pues esto puede reducir el área
abierta disponible.
Los tipo de soportes de empaque mas usados son los platos de soporte de
inyección de gas, y los soportes tipo parrilla (ver Figura 5). Otros soportes también
usados son empaques estructurados (en torres de vacío) y soportes corrugados
(en torres menores de 600 mm de diámetro).
Los soportes estándar metálicos y plásticos de inyección de gas pueden
proporcionar un área abierta de aproximadamente 100% o mas del área
transversal de la columna, con una caída de presión menor de 0.25 plg. de agua
y que rara vez excede los 0.75 plg. de agua. Este tipo de soporte debe ser la
primera selección con empaques desordenados plásticos y metálicos.
Los soportes tipo parrilla son generalmente menos caros que los de inyección de
gas, y pueden suministrar áreas abiertas mayores al 70% en cerámica, y mayores
al 95 % en metal y plástico. Son comúnmente utilizados para empaques
estructurados, donde los soportes de inyección de gas normalmente son
inadecuados.
Los soportes tipo parrilla no tienen suficiente área abierta para tamaños pequeños
de empaques desordenados. La mayoría de los diseños estándar de soportes tipo
parrilla son adecuados para empaques mayores de 40 mm (1.5 plg.).
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EJEMPLO
DE
EMPACADAS
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DIMENSIONAMIENTO
Indice norma
DE
TORRES
Se debe dimensionar una columna depropanizadora con empaques. para las
cargas líquido–vapor, y propiedades físicas dadas en la Tabla 7, la alimentación
es de 20000 lb–mol/h, la carga mínima anticipada es de 60% del diseño.
La columna tiene 20 etapas teóricas, excluyendo el rehervidor y el condensador,
la alimentación es en la etapa 9 (desde el tope), 66% mol vaporizada. La columna
opera a una presión de 315 psia, la relación de reflujo es de 1.5 y la composición
es (mol%):
Metano
Etano
Propano
n–Butano
n–Pentano
n–Hexano
Total
26
9
25
17
11
12
100
El servicio es limpio, las corrientes tienen un contenido despreciable de sólidos y
la tendencia a la corrosión es baja. El sistema tiene tendencia a la formación de
espuma, y no se esperan incrementos súbitos (surges) de presión.
7.1
Primera iteración
El primer paso consiste en seleccionar el tipo de empaque. La depropanizadora
es un servicio de destilación de alta presión. En la sección 4.2 se recomienda no
usar empaques estructurados en destilación a alta presión. Las rejillas son rara
vez usadas para servicios de destilación limpios. La escogencia más clara es
entonces empaques desordenados. Debido al bajo potencial de corrosión
esperado del servicio se puede usar acero al carbono como material del empaque.
Los empaques plásticos no ofrecen ninguna ventaja distintiva, y pudieran ser un
problemas en los arranques y paradas de la columna, donde se requiere el uso de
vapor para limpieza de la columna.
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ÁÁÁÁ
Á ÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
TABLA 7. CARGA DE LA COLUMNA Y PROPIEDADES FÍSICAS: DEPROPANIZADORA
Etapa
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Vapor a la etapa
°F
lb/h
CFS
108
119
126
134
144
157
172
199
225
235
242
249
255
261
266
272
280
291
309
109728
120812
121184
119412
118186
117122
114732
109310
82856
93602
100406
105908
111198
115806
119144
122464
124948
126714
129112
12.705
13.559
13.584
13.451
13.378
13.339
13.246
13.060
7.629
8.347
8.751
9.049
9.332
9.560
9.705
9.863
9.954
9.963
9.924
ρv
°F
2.399
2.475
2.478
2.466
2.454
2.439
2.406
2.325
3.017
3.115
3.187
3.251
3.310
3.365
3.410
3.449
3.487
3.533
3.614
70
108
119
126
134
144
157
172
211
225
235
242
249
255
261
266
272
280
291
309
Líquido de la etapa
lb/h
GPM
ρL
73910
84994
85360
83588
82360
81280
78926
73504
139172
149918
156724
162228
167520
172126
175468
178788
181272
183038
185434
56324
σ
µL
310
29.820
5.31
0.136
378
27.979
3.37
0.129
380
27.944
3.3
0.128
370
28.187
3.35
0.128
360
28.498
3.44
0.129
352
28.816
3.53
0.130
336
29.208
3.66
0.131
304
30.122
4.44
0.123
598
29.029
3.40
0.123
656
28.457
3.60
0.124
694
28.159
3.41
0.126
724
27.934
3.28
0.126
754
27.735
3.16
0.125
778
27.574
3.07
0.123
796
27.454
3.00
0.121
816
27.344
2.94
0.119
828
27.268
2.90
0.117
838
27.225
2.87
0.115
850
27.191
2.84
0.113
260
26.997
2.05
0.110
Condiciones Seleccionadas para Cálculos Hidráulicos
Sección de Tope
126 121184 13.584
3
199 109310 13.060
8
Sección de Fondo
2.478
2.325
119
172
85360
73504
380
304
27.944
30.122
3.3
4.44
0.128
0.133
19
309
129112
9.924
3.614
291
185434
850
27.191
2.84
0.113
9
225
82856
7.629
3.017
211
139172
598
29.029
3.40
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Se esbozará un diseño preliminar basado en un empaque del que se disponga de
información confiable cerca del punto de operación, p. ej. anillos Pall. Una
columna construida con este diseño debe trabajar, y la única diferencia con un
diseño final sería que estaría algo sobredimensionada. Por lo tanto se seleccionan
anillos Pall de acero de 2” a lo largo de toda la columna, como primera
aproximación, esto será posteriormente revisado. Debido a la tendencia de
formación de espuma del servicio, es necesario utilizar un factor de seguridad
para los cálculos de inundación. En este caso será de 0.9 (Ref. 1).
Para el empaque seleccionado, el punto de inundación puede ser determinado
precisamente por interpolación (Secc. 8), usando la figura 10.1004A.
Alternativamente, el punto de inundación puede ser determinado utilizando la
correlación de Kister y Gill, [Ec. 1]. La Correlación GPDC (figura de Eckert) del
punto de inundación (Gráfica 1) no es adecuada para anillos Pall de 2”.
Los resultados son los siguientes:
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
Sección de
Tope
Sección de
Fondo
Notas
G, lb/h pie2
121184/AT
129112/ AT
Tabla 7
L, lb/h pie2C
85360/AT
185434/AT
Tabla 7
PG, lb/pie3
2.478
3.614
Tabla 7
ρL, lb/pie3
27.944
27.191
Tabla 7
Flv
0.210
0.524
Ec. (11)
Parámetro de Capacidad
1.29
0.95
figura 10.10004A
µL, cP
0.128
0.113
Tabla 7
ν, cS
0.286
0.259
62.4µL /ρL
Fp, pie–1
27
27
figura 10.10004A
CS,FL, pie/s
0.264
0.196
Ec. (12)
∆PFL, en plg. de agua por pie de empaque
1.16
1.16
Ec. (1)
Flv
0.210
0.524
Idem al anterior
Factor de Capacidad @ inundación
1.27
0.93
figura 10.1004B
CS,FL, pie/s
0.260
0.192
Ec. (12)
1. Pto de inundación por interpolación GPDC
2. Punto de inundación por la correlación de
Kister y Gil
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Los dos cálculos hechos por distintos procedimientos concuerdan bastante bien.
Debido a que el método de interpolación de datos es más preciso que el de
correlaciones, los valores calculados por interpolación se usarán para el diseño.
Para el cálculo del diámetro de la columna se usará un factor de inundación del
75%, según los criterios establecidos en la sección 4.3. Adicionalmente, se deberá
tomar en cuenta la formación de espuma, por lo que se usará un factor de
seguridad (F.S.) de 0.9 (“derating factor”) para los cálculos de inundación.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
Ǹ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
Ǹ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
Sección de Tope
Notas
Cs, diseño (sin F.S.), ft/s
0.198
0.147
0.75 x Cs,FL
Cs, diseño (con F.S.), ft/s
0.178
0.132
0.9 x (Cs, diseño)
0.312
0.392
uS diseño (con F.S.), ft/s
0.572
0.337
Ec. (13)
Carga de Vapor
13.584
9.924
Tabla 7
AT, pie2
23.75
29.43
Carga de Vapor/ uS
DT, pie
5.5
6.12
ò G ńǒòL – ò G Ǔ
7.2
Sección de Fondo
4A T ńp
Cálculo del diámetro usando el criterio de máxima caída de presión
El criterio de máxima caída de presión es usado en conjunto con criterio de punto
de inundación, fijándose el diámetro de la columna como el mas conservador entre
ambos . La Tabla N° 4 proporciona el criterio de máxima caída de presión, los
cuales son usados en los cálculos siguientes:
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ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
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Ǔ ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Ǹ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
+
Sección de Tope
Sección de Fondo
Notas
ρGL/ρL
0.089
0.133
ρL/ρH2O
0.448
0.436
Fp, pie–1
27
27
Secc. 8
Máx. ∆P, plg. de
agua por pie
0.86
0.83
Tabla 4, Nota 1
σ, dina/cm
3.3
2.84
Tabla 7
0.0166
0.0137
Ec. (13)
CS,máx
0.181
0.167
Ec. (13)
uS, máx
0.580
0.426
Ec. (14)
AT, pie2
23.42
23.3
Carga de Vapor/ uS,
DT, pie2
5.46
5.45
DR máx s ń 33
ǸFp
MáX
4A T ń p
Notesé que no se uso el factor de seguridad por formación de espuma. En el
cálculo previo se usó este factor debido a que la tendencia a la formación de
espuma a alta presión no es tomada en cuenta en el método de interpolación, el
cual esta basado en datos a menor presión. A diferencia de lo anteriormente
expuesto, el criterio de caída de presión usado aplica específicamente para
destilación a alta presión, y por lo tanto debe incluir cualquier factor de seguridad
requerido.
Tanto el criterio de punto de inundación como el de caída de presión dieron
diámetros de la torre similares. El diámetro más conservador entre ambos criterios
es de 5.5 pies (1676 mm) para la sección de tope y 6.12 pies (1865 mm.) para la
sección de fondo. Ya que los diámetros para las secciones de tope y fondo no son
muy diferentes, es atractivo utilizar un diámetro de torre uniforme (normalmente
la diferencia de diámetros en una columna debería ser de mas del 20% para que
sea rentable el uso de diferentes diámetros). El diámetro preliminar de la columna
es el mayor para las dos secciones, es decir 6.12 ft. Este diámetro normalmente
se redondea al medio pie más cercano, pero en este ejemplo es redondeado
solamente al cuarto de pie más cercano. Un diámetro de 6.12 esta bastante mas
cercano a 6 pies (1829 mm) que a 6.5 pies (1981 mm). El diámetro de la columna
es relativamente pequeño, y tres pulgadas sucesivas incrementan
substancialmente el costo. La columna es operada a alta presión, y las carcasas
de alta presión son costosas. Por lo tanto, el diámetro preliminar de la columna
se fija en 6 pies, 3 plg. (1905 mm.)
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Cálculos de la altura del lecho
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁÁÁ
Sección de Tope Sección de Fondo
Notas
dp, plg.
2
2
Sección 6.1
DT, pies
6.25
6.25
12 DT/dp,
38
38
HETP, pies
3
3
Ec. (17)
n
7
11
Tabla 7
Altura total empacada,
pies
21
33
n x HETP
Cálculos anteriores
Comentarios
Los criterios establecidos en las Secc. 5.2 y 5.4 establecen que se debe redistribuir
el líquido aproximadamente cada 20 pies (6 m), y no tener más de 10 etapas
teóricas por lecho. Ambos criterios sugieren que la sección de fondo de la torre
debería tener dos lechos empacados con un redistribuidor al medio, mientras que
la sección de tope tendría solo un lecho.
Si se substituyeran los anillos Pall de 2 plg (50 mm) por otros de 1.5 plg.
(38 mm) en la sección de fondo, la altura empacada se reduciría a 25 ft (7.6 m),
al precio posiblemente de solo un ligero incremento del diámetro de la torre. Esto
haría posible eliminar el redistribuidor y tener un solo lecho empacado en la
sección de fondo. Tal diseño violaría ligeramente el criterio de distribución
mencionado anteriormente, y tendría también una mayor cociente diámetro
columna/diámetro empaque. Ambos factores harían a tal diseño mas sensibles
a una mala distribución. Poco se sabe acerca de que tan dañina es una mala
distribución para la eficiencia en destilación multicomponente a alta presión. Lo
anteriormente expuesto justifica una inversión relativamente pequeña en un
redistribuidor, que haría el diseño menos sensible a una mala distribución. Por lo
tanto se prefiere tener dos lechos de anillos Pall de 2 plg. en la sección de fondo.
Los cálculos del punto de inundación previos muestran que hay alguna capacidad
ociosa en la sección de tope. Esto puede ser utilizado para reducir la altura de la
sección de tope mediante el uso de empaques mas pequeños. En este caso, tanto
el número de etapas teóricas como la menor altura del lecho empacado estarían
dentro de las guías dadas para una buena practica de redistribución. El cociente
diámetro columna/diámetro empaque aumentaría en algo; sin embargo ir de 2 a
1.5 plg. incrementaría el cociente en 33%, y esto debería ser tolerable.
En resumen, la segunda iteración usaría los siguientes valores:
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DT = 6.25 pies
dp = 2 plg sección de fondo, 1.5 plg sección de tope
7.3
Dimensionamiento de la columna: segunda iteración
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Sección de Tope
Sección de Fondo
Notas
DT, pies
6.25
6.25
Secc. 6.1
dp, plg.
1.5
2.0
Secc. 6.1
AT, ft2
30.68
30.68
pD 2T ń 4
Carga de vapor, ft3/s
13.584
9.924
Tabla 7
uS, diseño pie/s
0.443
0.324
Carga de vapor/AT
CS diseño, pie/s
0.138
0.127
Ec. (14)
Cálculos del punto de inundación
En la Sección 4.3.1.1 se propusieron tres métodos de cálculo para el punto de
inundación: Interpolación, la correlación de Kister y Gill, y la correlación de Billet
y Shultes. Para la sección de tope, el método de interpolación no puede ser usado
debido a que, para anillos Pall de 1.5 plg., los datos de inundación/MOC están
disponibles solo para parámetros de flujo menores a 0.07 (figura 10.1003). El
parámetro de flujo para la sección de tope es de 0.21 (Secc. 6.1). Para la sección
de fondo, la correlación de Billet y Shultes no puede ser usada debido a que el
parámetro de flujo es 0.524. A este parámetro de flujo, requiere de un valor para
C2,FL (Ec. 5), pero este no esta disponible en la Tabla 3.
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ÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁÁÁ
Sección de
Tope
Sección de
Fondo
Notas
1. Pto. de Inundación por Interpolación GPDC
CS, FL, pie/s
––
0.196
Secc. 6.1
CS, FL (con F.S.), pie/s
––
0.176
0.9 x CS, FL
% de Inundación
––
72%
100(Cs,diseño) /
CS, FL (con F.S.)
2. Pto. de inundación, correlación Kister y Gill
Fp, pie–1
40
∆PFL, en plg. de agua por pie de
empaque
1.52
Ec. (1)
Flv
0.210
Secc. 6.1
Factor de Capacidad @ inundación
1.45
figura 10.1003
ν, cS
0.286
Secc. 6.1
CS,FL, pie/s
0.244
Ec. (12)
CS,FL, con F.S.
0.220
0.173
0.9 x CS,FL
% de Inundación
63%
73%
100(CS,diseño)/
(CS,FL, con F.S.)
ap
47.9
––
Tabla 3
uL
0.0277
––
L / (3600AT ρL)
ReL
187.2
––
Ec. (8)
––
Ec. (9)
Sin cambios
de la Secc. 6.1
figura 10.1003
3. Pto. de Inundación, correlación Billet y
Shultes
GaL
30.92 x
106
ε
0.946
––
Tabla 3
hL,Fl
0.316
––
Ec. (6)
Ci,Fl
1.679
––
Tabla 3
nFL
0.388
––
Ec. (4)
µV
0.0090
––
Dato
uS,FL
0.736
––
Ec. (2)
uS,FL con F.S.
0.662
––
0.9 x uS,FL
% de Inundación
67%
––
100(uS, diseño/uS,FL
con F.S.)
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Cumplimiento con el criterio de máxima caída de presión
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ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁÁÁ
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Sección de Tope
Sección de Fondo
Notas
Fp, pie–1
40
27
Sección 8
ρGL/ρL
0.089
0.133
Sección 6.1
ρL/ρH2O
0.448
0.436
Sección 6.1
Máx ∆P, plg. de agua por pie
1.13
0.83
Tabla 4, Nota 1
σ, dina/cm
3.3
2.84
Tabla 7
∆P, plg. de agua por pie
0.55
0.43
Ec. (13)
Cálculos de la altura del lecho
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Sección de Tope
Sección de Fondo
Notas
12 DT / dp
50
38
HETP, pies
2.25
3
Ec. (16)
n
7
11
Tabla 7
Altura total empacada, pies
16
33
n x HETP
Comentarios
Los cálculos muestran que el diseño actual es adecuado. Los cálculos del punto
de inundación efectuados usando distintas correlaciones dan resultados muy
similares. El factor de inundación en el tope de la columna es relativamente bajo,
y se pudiera pensar en reducir aun mas el tamaño del empaque en esta sección
(1 plg., 25 mm), y disminuir la altura de la columna. Esto no es recomendable, pues
esto incrementaría el cociente diámetro columna/diámetro empaque a 75
aproximadamente, haciendo la columna mas sensible a una mala distribución.
7.4
Dimensionamiento de la columna: chequeos de diseño
Los chequeos de diseño que se llevarán a cabo en este ejemplo son capacidad
máxima de operación (MOC), datos de eficiencia, y tasa mínima de mojado
(MWR).
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Chequeo de la MOC
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Sección de Tope Sección de Fondo
Notas
CS, FL (con F.S.), ft/s
0.220
0.176
Secc. 6.2
CS,MOC (con F. S.), ft/s
0.209
0.167
Ec. (10)
CS, diseño, ft/s
0.138
0.127
Secc. 6.2
% MOC
66%
76%
100(CS,diseño)/
(CS,FL, con F.S.)
Esto esta en línea con los criterios de MOC establecidos en la Secc. 4.3.1.2.
Cálculo de la caída de presión promedio
La mayoría de los métodos de cálculo de la caída de presión suponen que la
columna maneja una mezcla que no forma espuma. Por lo tanto, no aplican
estrictamente a la columna a alta presión de este ejemplo, donde los sistemas si
muestran una tendencia a la formación de espuma. El único método que aplica
en estas condiciones es el de Strigle (Ec. 13). Este método fue usado previamente
para chequear el cumplimiento del criterio de máxima caída de presión. Se usa
aquí para calcular la caída de presión promedio.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
Sección de Tope Sección de Fondo
∆P, @ etapas 3 y 19, plg. de agua
por pie
0.55
0.43
Cálculos de etapas 8 y 9:
Notas
Secc. 6.2
Tabla 7
ρ G,
2.325
3.017
Tabla 7
ρL,
30.122
29.029
Tabla 7
Carga de Vapor
13.060
7.629
Tabla 7
AT
30.68
30.68
Secc. 6.2
uS
0.426
0.249
Carga de vapor/AT
CS,
0.123
0.085
Ec. (13)
σ
4.44
3.40
Tabla 7
Fp
40
27
Secc. 6.2
∆P, plg. de agua por pie
0.31
0.13
Ec. (13)
∆P promedio, plg. de agua por pie
0.42
0.26
Ec. (15)
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Comentarios
Este cálculo esta basado en datos para sistemas que no forman espuma. La caída
de presión calculada es satisfactoria, pero la caída de presión real será algo
mayor, debido a la tendencia a la formación de espuma.
Chequeos de eficiencia
Los datos de la altura equivalente a una etapa teórica (HETP) serán comparados
con el HETP calculado (Secc. 6.2). Se busca en las tablas de eficiencia (Secc. 9)
datos de columnas con un servicio similar con empaques desordenados. Los
datos siguientes extraidos de la Tabla 11.1 son los relevantes:
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁ
ÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁ
Servicio
Presión, Relación Diámetro, Altura, Empaque
Empaque
HETP,
psia
de Reflujo
plg.
Tipo
Tamaño, plg. plg.
pies
Depropanizadora,
sección de tope
270
0.74
23
16
Pall
1.5
38
Depropanizadora,
Sección de fondo
270
0.74
23
24
Pall
1.5
29
Deetanizadora,
sección de tope
300
0.42
18
20
Pall
1.5
35
Deetanizadora,
sección de fondo
300
0.24
30
18
Pall
2.0
40
Las alturas equivalentes (HETP) calculadas en la Secc. 6.2 son 27 plg. para la
sección de tope (anillos Pall de 1.5 plg.) y 36 plg. para la sección de fondo (anillos
Pall de 2”). Comparados con los datos experimentales dados en la tabla de arriba,
las HETP lucen optimistas.
El análisis de los datos de Tabla 11.1 no sugiere que las mayores HETP
experimentales sean debidas a mala distribución. El cociente diámetro
empaque/diámetro columna va de 12 a 15, lo que esta dentro de los valores
recomendados. Las alturas de los lechos eran bajas, y no violaron las prácticas
recomendadas de redistribución (excepto por un caso, y este es el de menor
HETP). Los datos experimentales implican que los mayores HETP sean debidos
a efectos del sistema, y serán entonces usados para el dimensionamiento de la
columna.
La Tabla 11.1 sugiere que las secciones de tope operan a unos HETP en el orden
de 35 a 38 plg. con anillos Pall de 1.5 plg. Las secciones de fondo tienen un HETP
cerca de 29 plg. con anillos Pall de 1.5 plg. y de 40 con anillos Pall de 2 plg. La
diferencia (11 plg.) es similar a la predicha por la Ec. (17), y tiene por tanto sentido.
De lo anterior se concluye que para propósitos de diseño, un valor de HETP de 38
plg. para la sección de tope, y de 40 para la sección de fondo son buenos
estimados. Nótese que estos valores no son conservadores; comparan con los
datos experimentales disponibles.
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Tasa mínima de mojado (MWR). Este chequeo de flexibilidad operacional
(turndown) se realiza en las etapas con menor tráfico líquido vapor (8 y 9, ver Tabla
7) a carga mínima (60% de la carga de diseño).
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
Á
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Sección de Tope
Sección de Fondo
GPM @ diseño
304
598
Tabla 7 (etapas 8 y 9)
GPM @ turndown
182
359
0.6 X GPM
GPM/pie2
5.9
11.7
@ turndown
Notas
Puesto que los flujos anteriores están bastante por encima de 3 gpm/ft2, la
columna opera por encima de la tasa mínima de mojado [Ec. (16)].
Revisiones al diseño debidos a los chequeos
Las únicas revisiones al diseño debidas a los chequeos efectuados son las de la
altura del lecho empacado, como consecuencia de los cambios en las alturas
equivalentes a una etapa teórica (HETP).
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Sección de Tope Sección de Fondo
Notas
DT, pies
1.5
2
Secc. 6.3
dp, plg.
6.25
6.25
Secc. 6.3
12 DT,/dp,
50
38
HETP, pies
38
40
n
7
11
Altura total empacada, pies
22.2
36.7
Altura empacada, pie
(redondeada)
22
2 lechos, 19 ft c/u
∆P promedio, plg. de agua por
pie
0.42
0.26
Ver arriba “Cálculo de la
caída de presión promedio”
Caída de presión total del
lecho, plg. de agua
9.2
9.9
∆PX(altura empacada)
Ver “Chequeos de
eficiencia”
n x HETP/12
La caída de presión total es: 9.2+9.9=19.1 plg. de agua = 0.7 psi.
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7.5
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Sumario de diseño y funcionamiento
Sumario de Diseño
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Sección de Tope
Sección de Fondo
Diámetro de la Torre, ft.
6.25
6.25
No. de lechos empacados
1
2
Altura total empacada, pies
22
38
Tipo de empaque
anillos Pall
anillos Pall
Tamaño del empaque, plg.
1.5
2.0
Sumario de Funcionamiento
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
Sección de Tope
% de inundación
Sección de Fondo
63%
72%
Máx. esperada
0.55
0.43
Máx. permisible
1.13
0.83
Promedio del lecho
0.42
0.26
Caída de presión total del lecho, plg. de agua
9.2
9.9
HETP de diseño, plg.
28
40
No. de etapas teóricas
7
11
Caída de Presión, plg. de agua por pie
Cargas en el Punto de Diseño
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Sección de Tope
Sección de Fondo
CS vapor, pie/s
0.138
0.127
Parámetro de flujo, Flv
0.21
0.52
Líquido, gpm/ft2
12.4
27.7
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ATLAS DE INTERPOLACIÓN DE CAPACIDAD DEL EMPAQUE Y CAÍDA
DE PRESIÓN (MÉTODO GPDC)
La interpolación de datos experimentales de inundación, caída de presión y
capacidad máxima de operación (MOC) es el método mas confiable y preciso para
predecir la inundación, caída de presión y MOC de una columna. Como ya ha sido
señalado previamente, el uso de correlaciones para predecir estos parámetros
puede conducir a resultados pobres, y peligrosamente optimistas en muchas
situaciones que con frecuencia se encuentran en la práctica comercial.
Esta subsección presenta un atlas de figuras para interpolar los parámetros de
inundación, caída de presión y MOC. Para empaques estructurados y rejillas
(figuras 10.1002 a 10.3517 y 10.8005 a 10.8205), las figuras son un gráfico de las
curvas de la Correlación Generalizada de Caída de Presión de Eckert (GPDC).
Estos gráficos permiten la interpolación los datos con la ayuda de la correlación
GPDC de Eckert. En forma semejante, para empaques estructurados (figuras
10.5001 a 10.6504), las figuras son gráficos de la correlación GPDC modificada
por Kister y Gil para empaques estructurados.
8.1
Guías para el uso de las figuras de interpolación GPDC
La estimación del punto de inundación y la caída de presión utilizando las figuras
de interpolación GPDC involucra la interpolación y extrapolación dentro del marco
de la figura de Correlación Generalizada de Caída de Presión (Fig. 1). Se
espera que esta técnica proporcione estimados confiables cuando existen datos
apropiados en la vecindad del punto de operación. La confiabilidad de los
estimados disminuirá en la medida en que se requiera mayor extrapolación.
Cuandoquiera que esta extrapolación alcance rangos muy altos, los estimados se
vuelven poco confiables, y debe abandonarse este método de cálculo.
1.
Seleccione la figura de interpolación GPDC adecuada para el empaque en
consideración.
2.
Usando las condiciones de operación o de diseño, y el factor de empaque
listado bajo la figura, determine el punto de operación en la figura de
interpolación.
3.
Verifique la existencia de datos experimentales graficados en la vecindad de
los puntos de operación. De lo contrario, busque la región más cercana del
diagrama que contenga datos experimentales. Si esta región esta lejos del
punto de operación, el cálculo debe ser desechado (proceder con el paso 9).
Si la región esta cerca, juiciosamente extrapole los datos cerca del punto de
operación. Los puntos 4 y 5 siguientes darán algunas guías al respecto.
Tenga en cuenta que Ud. se encuentra en una región de cierta incertidumbre.
De un margen de diseño para esta incertidumbre.
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4.
Chequee que los datos experimentales en la vecindad del punto de
operación se ajusten a la correlación. En tal caso, obtenga la caída de
presión directamente de la correlación, y vaya directamente al paso 6. De
lo contrario, proceda con el paso 5.
5.
Dibuje una curva que se ajuste a los datos experimentales en la vecindad del
punto de operación. Si los datos experimentales muestran una clara
tendencia en esta región, pudiera ser mejor seguir estos datos
experimentales. Si no existe una tendencia clara, pudiera ser mejor dibujar
una curva paralela a la curva de la correlación. A menudo, lo mejor es una
solución de compromiso. Se necesita de juicio ingenieril en esta situación,
y un estimado conservador pudiera ser lo mejor.
6.
Compare la naturaleza del sistema en consideración (acuoso o no acuoso).
Tenga presente que los datos para sistemas acuosos en las figuras son casi
enteramente correspondientes para sistemas aire–agua. Si el sistema en
consideración contiene menos de 50% de agua, pudiera comportarse mas
parecido a un sistema no acuoso que a uno acuoso. Si la naturaleza del
sistema operativo no es la misma para la cual los datos experimentales han
sido graficados, o si se esta usando el procedimiento de extrapolación
mencionado en el paso 3, proceda al paso 7. De lo contrario, proceda al paso
8.
7.
Busque una figura de interpolación GPDC con un empaque de referencia que
contenga datos experimentales para un sistema de la misma naturaleza que
el sistema en consideración, en el mismo punto de operación. El empaque
de referencia debe pertenecer a la misma clase de empaque (desordenado,
estructurado, rejilla) que el empaque en consideración. Trate de seleccionar
un empaque de referencia con un factor de empaque y una geometría tan
similar como sea posible. Usando los datos experimentales para el empaque
de referencia, obtenga un estimado del efecto de la naturaleza del sistema
en la caída de presión. Si el efecto es inferior a por ejemplo, un 20 por ciento,
corrija el estimado de caída de presión para su empaque. Si el efecto es
mayor al 20 por ciento, se debe desechar el calculo y proceder con el paso
9. Tenga en mente que si Ud. llegó a este paso, se encuentra en un área de
incertidumbre. La incertidumbre es mayor si la naturaleza del sistema tiene
un efecto considerable en la caída de presión del empaque. Proceda con
extrema cautela, puesto que en el mejor de los casos su cálculo es sólo una
aproximación. Pudiera ser recomendable usar para su aplicación el
empaque de referencia en vez del originalmente escogido, puesto que ofrece
mayor confiabilidad en la predicción del comportamiento.
8.
Verifique el rango de los diámetros de columna y profundidad de empaque
utilizados para desarrollo de los datos experimentales en la figura (Tabla
10.1). Estudie las secciones 4.1.1 a 4.1.3 que se refieren a las limitaciones
inherentes a los datos de inundación y caída de presión. Realice un estimado
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juicioso del nivel al cual el escalamiento, técnica de colocación del empaque,
u otros factores pueden influenciar la extensión de los datos de la Tabla 10.1
a su caso específico. Ajuste su estimado en concordancia. Se requiere de
juicio ingenieril, y lo mejor será un estimado conservador. Salte el paso 9.
9.
8.2
Ud. solo habrá llegado a este paso si se abortó el cálculo. En este caso, será
mejor pedirle al fabricante que suministre datos del empaque en la vecindad
del punto de operación, o considerar un empaque para el cual haya mayor
confiabilidad en la predicción de su funcionamiento.
Nomenclatura y leyendas en las figuras
– Las figuras de interpolación de datos experimentales GPDC (Generalized
Pressure Drop Correlation) son tomadas de la referencia 4. El código de
identificación de todas las figuras comienza con el número 10, y es seguido por
un sufijo de cuatro dígitos. El significado de este sufijo es el siguiente:
– Los primeros dos dígitos dan el número del empaque. El significado de los
números es el siguiente:
10–13
Empaque desordenado de segunda generación
10–23
Empaques desordenados de tercera generación mas comunes
30–35
Otros empaques desordenados de tercera generación
50
Empaques estructurados de malla tejida
60–65
Empaques estructurados de hojas corrugadas
80–82
Rejillas
– El tercer dígito da el material del empaque. 0 = metal; 1 = plástico; 2 =
cerámica.
– El cuarto dígito es un indicador del tamaño nominal del empaque. Para
empaques desordenados, es aproximadamente el doble del tamaño del
empaque. Para empaques estructurados, es aproximadamente 8 veces la
altura de las ondulaciones.
– Todas las figuras contienen datos experimentales para caída de presión,
inundación y Máxima Capacidad de Operación (MOC). Los símbolos pequeños
representan los datos para sistemas acuosos, mientras que los símbolos
grandes representan los datos para sistemas no acuosos. En el caso de anillos
Pall metálicos de 1 y 2 pulgadas, debido a la gran cantidad de datos disponibles,
cada figura fue dividida en tres diagramas: una figura de datos experimentales
de inundación, una figura para caída de presión en sistemas acuosos, y una
figura para caídas de presión en sistemas no acuosos. Similarmente, para el
empaque estructurado Mellapak 250Y, la figura fue dividida en una figura para
sistemas acuosos y una figura para sistemas no acuosos, cada una
conteniendo datos experimentales de inundación, MOC, y caída de presión.
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DATOS DE EFICIENCIA DE EMPAQUE
Actualmente, la interpolación de datos experimentales de HETP es la manera mas
confiable de obtener estos valores para diseño. Debido al pobre entendimiento
de la hidráulica y transferencia de masa en empaques, las reglas empíricas
funcionan mejor que los modelos teóricos, mientras que la interpolación de datos
experimentales es mejor que los dos métodos anteriores.
9.1
Empaques desordenados
La Tabla 11.1 contiene los datos experimentales de eficiencia publicados para
empaques desordenados.
La sección 9.1.1 presenta el procedimiento
recomendado para el uso de estos datos. La sección 9.1.2 es una leyenda para
los comentarios en la columna derecha de la Tabla 10.
9.1.1
Procedimiento de interpolación
1.
Examine la sección 5, y determine que constituye un sistema similar al
sistema en consideración. Busque entonces la Tabla 10, y marque todos los
datos para sistemas similares.
2.
Verifique si hay suficientes datos experimentales marcados para el empaque
en consideración. En tal caso, use directamente estos datos y proceda con
el paso 6; sería recomendable usar los pasos 3 y 5 como verificación. De lo
contrario, proceda con el paso 3.
3.
Compare los HETP para los sistemas marcados con los HETP de otros
sistemas con el mismo empaque. Si son significativamente mayores, esto
implica que hay “efecto del sistema” (composicional). Estime la magnitud de
este efecto del sistema, y de un margen para el en su diseño.
4.
Compare el HETP del empaque bajo consideración con las reglas empíricas
de la Ec. (17). Si son diferentes, estime la magnitud de este “efecto de
empaque” de los datos experimentales, y de un margen para esto en el
diseño.
5.
Calcule el HETP del empaque usando la Ec. (17) y ajuste esta predicción
usando los factores derivados de los pasos 3 y 4 anteriores. Examine la
confiabilidad de estos factores. Serán más confiables mientras se basen en
un mayor número de datos experimentales. Se requiere de un juicio
conservador.
6.
Tome en cuenta la relación diámetro columna/diámetro del empaque, altura
del lecho empacado, diámetro de la columna, tasa mínima de mojado
procedimiento de prueba empleados en la obtención de los datos
experimentales, y use esta información para escalar los HETP obtenidos de
los pasos anteriores.
7.
Compare los valores calculados en el paso 6, contra la predicción de la Ec.
(17). Seleccione el valor mas conservador, a menos que hayan suficientes
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datos para verificar con confiabilidad que el HETP calculados en el paso 6
es menor.
9.1.2
Leyenda para los comentarios de la Tabla 10
1.
Los datos indican claramente una región de carga (loading). El HETP en la
región de carga es menor que los HETP’s listados.
2.
Los datos muestran una declinación continua de los HETP’s a mayores
cargas. Esto implica mala distribución; a bajas cargas líquidas (<2 gpm/ft2)
también es posible un problema de baja tasa de mojado. Los HETP’s listados
están cerca de la carga mínima (“turndown”) de 1.5 del punto de carga
aparente.
3.
Alta pureza (> 95%) del componente no acuoso en el tope de la columna.
4.
Cuando se muestran dos valores debajo del diámetro de la columna o de la
altura de la columna, el primero describe la dimensión relevante por encima
de la alimentación, y la segunda describe la dimensión relevante por debajo
de la alimentación.
5.
Los valores reportados debajo de la relación de reflujo es la razón de masa
de vapor a líquido (mv/mL).
6.
Producto destilado de alta pureza (> 99%).
7.
Baja pureza (<90%) del componente no acuoso en el tope de la columna.
8.
Dimensiones dadas del anillo 35 x 35 mm.
9.
Datos de destilación por lotes.
10. El valor reportado debajo de relación de reflujo es la razón masa de vapor a
líquido en el fondo de la columna (mv/mL).
11.
Dimensiones dadas del anillo 80 x 80 mm.
12. Datos medidos con partículas de empaque químicamente oxidadas con
bronce fosforoso. En esta aplicación, se midió una mucho mayor altura
(menor eficiencia) para empaques similares que no recibieron tratamiento de
superficie.
13. AEC es la abreviatura de Atomic Energy of Canada.
14. La presión citada es en el fondo de la columna.
15. La instalación original experimento taponamiento, mala distribución y
HETP’s mucho mayores. El HETP citado se logró después de varias
modificaciones, pero se mantuvo un pequeño grado de mala distribución y
taponamiento.
16. Los datos marcados con * no fueron directamente suministrados por el
articulo, sino que fueron estimados por la referencia (1) de la información
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contenida en el artículo. Pueden no ser precisos, pero deberían ser bastante
razonables.
17. La separación se logró en dos columnas en series, cada una conteniendo
tres lechos empacados de 27 a 30 pies de profundidad. La alimentación
entraba por debajo del segundo lecho.
18.
Mol % de Metanol en
el tope
Mol % de Agua en el
tope
A
3 – 65
0.05 – 0.34
B
0.1 – 0.5
5 – 17
C
5–6
5 – 10
D
6–7
17 – 24
E
30
2.2
F
8 – 13
24 – 53
Comentarios
¿“Underwetting” en el
fondo?
Rico en Metanol
Rico en Agua
19. Un gran número de pruebas.
20.
Mol % de Metanol en
el tope
Mol % de DMF en el
tope
A
81 – 83
0.2
B
71 – 79
0.2 – 0.9
C
66
1.5
D
6–7
17 – 24
Comentarios
¿“Underwetting” en el
fondo?
¿No hay Underwetting?
21. Medido durante la primera semana de operación, puede cambiar con el
envejecimiento.
9.2
9.2.1
Empaques estructurados
Gráficos de eficiencia
Las Figuras 11.1 a 11.10 y la Tabla 11 contienen los datos publicados de eficiencia
de empaques estructurados. La sección 9.2.2 presenta el procedimiento
recomendado para el uso de esta información. La sección 9.2.2 es una leyenda
los comentarios de la columna derecha de la Tabla 11.
A diferencia de los empaques desordenados, la altura equivalente a una etapa
teórica (HETP) en los empaques estructurados generalmente aumenta con un
aumento de las cargas líquido/vapor. El HETP es medido a una relación de reflujo
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constante (L/V), usualmente a reflujo total, por lo que las cargas liquido/vapor son
aumentadas y disminuidas simultáneamente. Por lo tanto es difícil establecer si
el HETP aumenta debido a un incremento de la carga de vapor o la carga de
líquido, pero hay evidencias para suponer que la carga líquida juega el papel mas
importante.
Para suministrar al diseñador toda la información necesaria, las Figuras 11.1 a
11.10 han sido graficadas contra la carga líquida y de vapor. La carga líquida esta
expresada como gpm/ft2 del área seccional de una columna vacía. La carga de
vapor esta expresada como el factor C, CS, dado por la Ec. (14).
9.2.2
Procedimiento de interpolación
1.
Examine la sección 5, y determine que constituye un sistema similar al
sistema en consideración.
2.
Observe los datos experimentales para el empaque en consideración.
Verifique si hay suficientes datos para un sistema similar al suyo con el
empaque considerado. En tal caso, proceda con el paso 3. De lo contrario,
proceda con el paso 7.
3.
Usando las cargas líquido/vapor en su diseño, lea las HETP experimentales
de las partes a y b del diagrama para el empaque relevante. Utilice los
valores leídos mas conservadores. Si se requiere de extrapolación para
obtener los HETP experimentales, este valor puede ser poco confiable. Si
la extrapolación es excesiva, es mejora abortar el procedimiento de cálculo
(paso 7).
4.
Observe los datos experimentales para el empaque en consideración y para
empaques similares, usando las Figuras 11.1 a 11.10 y la Tabla 11. Preste
especial atención a los efectos de diámetro de la columna, altura, tasa
mínima de mojado y efectos del sistema que puedan ser aparentes de los
datos experimentales. Observe también cualquier dependencia no común
del HETP en las cargas de líquido o de vapor, o cualquier otro
comportamiento extraño del HETP. Todos estos efectos (de ocurrir)
necesitan ser tomados en cuenta en el diseño, por lo cual se sugiere un
calculo conservador.
5.
De considerarse necesario, busque la referencia original de la cual los datos
experimentales fueron tomados con la finalidad de verificar si la distribución,
desviación de los datos o procedimientos de prueba pueden haber
influenciado estos valores.
6.
Verifique que no se hayan violado ninguno de los criterios recomendados en
la sección 5. El procedimiento de cálculo se ha completado, y puede obviar
el paso 7.
7.
Si Ud. llegó a este paso, la interpolación de datos experimentales no puede
resolver su problema. Verifique si algún banco de datos particular, o el
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fabricante del empaque posee los datos experimentales que necesita. Si no
se puede obtener esta información, considere el uso de un empaque
alternativo para el cual se pueda predecir con confianza la HETP de su
sistema.
9.2.3
Leyenda para los comentarios de la Tabla 11
1.
A “75% de inundación”.
2.
El material es bronce fosforado químicamente oxidado.
3.
AEC es la abreviatura de Atomic Energy of Canada.
4.
El factor C (Ec. 14) es de aprox. 0.2 ft/s
5.
EG significa etilenglicol; DEG significa dietilenglicol: TEG significa
trietilenglicol.
6.
Cuando se muestran dos valores debajo del diámetro de la columna o de la
altura de la columna, el primero describe la dimensión relevante por encima
de la alimentación, y la segunda describe la dimensión relevante por debajo
de la alimentación.
7.
La relación de reflujo es aprox. 1.0 a 1.5.
8.
Alta pureza (>99 %) del producto de tope y fondo.
9.
La presión citada es en el fondo de la columna.
10. La altura de lecho empacado señalada es la “altura total de lecho empacada”
especificada por la fuente. Es de suponer que habían unos pocos lechos.
11.
DEA significa dietanol amina; TEA significa trietanol amina
12. ¿Underwetting?.
13. No se uso distribuidor, pero las referencias (45, 46) señalan que se obtiene
la misma eficiencia con un distribuidor.
14. Obtenido con un empaque de alta área superficial Goodloe (> 600 ft2/ft3), no
con el empaque estándar Goodloe. El material era cobre–bronce (49).
15. Datos para Flexipac.
16. Factor C aprox. de 0.3 ft/s.
17. El rango de concentración es de 10 % de metanol en el fondo, y 98 % en el
tope.
18. El contenido de agua es de 60 a 99.5 por ciento; empaques de acero
inoxidable.
19. Este es un proceso de intercambio de isótopos, mas que un proceso de
destilación propiamente dicho. La separación es parte de un proceso GS,
y corre a un L/V molar de 0.5.
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20. Sección de lavado de nafta en un fraccionador principal de FCC.
21. Hay tres lechos empacados por debajo de la alimentación.
22. La presión es la presión promedio en esta sección de la columna.
23. Torre atmosférica de destilación de crudo, sección de fraccionamiento de
nafta/fuel–oil (LFO).
24. Torre de destilación atmosférica de crudo, sección de fraccionamiento de
kerosén/gasoil.
25. Torre de destilación atmosférica de crudo, sección de fraccionamiento de
nafta/kerosén.
26. Torre de destilación atmosférica de crudo, sección de fraccionamiento de
gasoil/residuo.
27. Torre de destilación atmosférica de crudo, sección de fraccionamiento de
fuel–oil liviano (LFO)/gasoil atmosférico (AGO).
28. Torre de destilación atmosférica de crudo, sección de despojamiento.
29. Basado en el análisis de la compañía Norton de los datos de FRI
(Fractionation Research Institute).
30. ITdC significa Instituto Tecnológico de Celaya, México.
31. ¿Mala distribución?.
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LISTA DE SIMBOLOS Y ABREVIATURAS
A.
Símbolos Alfabeto Latino
ap
Area superficial del empaque por unidad de volumen, pie2/pie3
AT
Area transversal de ;a columna, pie2
C1, FL, C2, FL
Constantes en la correlación de inundación de Billet
C1,LO, C2, LO
Constantes en la correlación del punto de carga de Billet
CS
Factor de capacidad del vapor, o factor–C, ft/s
dp
Diámetro del empaque, plg.
Dp
Diámetro del empaque, pies
DT
Diámetro de la torre, pies
F, Fp
Factor de empaque
Flv
Parámetro de flujo
G
Flujo de gas, lbs/h x pie2 o lb/s x pie2
g
Aceleración de gravedad, 32.2 pie/seg2
gc
Constante dimensional, 32.2 lb–ft/ (lbf–seg2)
Gal
Número de Galileo
GPM
Carga líquida, gal/min
H
Altura de lecho, pies
HETP
Altura equivalente a una etapa teórica, pies
L
Flujo de líquido, lb/h–pie2 o lb/h–seg2
MOC
Capacidad máxima de mojado
MW
Peso molecular
MWR
Tasa mínima de mojado
n
Número de etapas teóricas en un lecho empacado
nFl
Constante en la correlación de carga de Billet
nLO
Constante en la correlación de carga de Billet
Np
Número de partículas de empaque por unidad de volumen
P
Presión
PT
Presión de tope de una torre
∆P
Caída de presión específica de un lecho empacado, plg. de agua por pie
de empaque
QMW
Tasa mínima de mojado, gal/min por pie2 de área seccional de una torre
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B.
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Re
Número de Reynolds, adimensional
Sc
Número de Schmidt, adimensional
uL
Velocidad superficial del líquido, basado en el área transversal de una
columna vacía, pie/seg
uS, uV
Velocidad superficial del vapor, basada en el área transversal de una
columna vacía, pie/s
V
igual que G
χ
Fracción del componente más volátil en el líquido
y
Fracción del componente más volátil en el vapor
Símbolos Alfabeto Griego
α
Volatilidad relativa
β
Fracción del área superficial de un empaque estructural mojada
ε
Fracción vacía de un lecho
µ
Viscosidad dinámica, cP
ν
Viscosidad cinemática, cS
π
3, 142...
ρ
Densidad, lb/pie3
σ
Tensión superficial, dinas/cm
σc
Tensión superficial crítica, dinas/cm
φ
Angulo de contacto
Ψ
Relación de la densidad del agua a la densidad del líquido
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SUBSCRITOS
0,1, 2 ..
Diferentes puntos a lo largo de la columna
atm.
A presión atmosférica
D
Destilado
d
Seco (sin flujo líquido)
Fl
Al punto de inundación
G
Gas
H2O
Agua
L
Líquido
Lo
Al punto de carga
MOC
A la capacidad máxima de operación
mín
mínimo
máx.
máximo
V
Vapor
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10. ANEXO
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FIGURA 10. 1002A
1” PALL RINGS
INUNDACION
FIGURA 10. 1002B
1” (M) PALL RINGS
CAIDA DE PRESION – SISTEMAS NO ACUOSOS
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FIGURA 10. 1002C
1” (M) PALL RINGS
CAIDA DE PRESION – SISTEMAS ACUOSOS
FIGURA 10. 1003
1.5” (M) PALL RINGS
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
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FIGURA 10. 1004A
2” PALL RINGS
INUNDACION
FIGURA 10. 1004B
2” (M) PALL RINGS
CAIDA DE PRESION – SISTEMAS NO ACUOSOS
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FIGURA 10. 1004C
2” (M) PALL RINGS
CAIDA DE PRESION – SISTEMAS ACUOSOS
FIGURA 10. 1007
3.5” (M) PALL RINGS
CAIDA DE PRESION
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FIGURA 10. 1012
1” (P) PALL RINGS
CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 1013
1.5” (P) PALL RINGS
CAIDA DE PRESION
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FIGURA 10. 1014
1” (P) PALL RINGS
CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 1017
3.5” (P) PALL RINGS
CAIDA DE PRESION
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FIGURA 10. 1022
1” PALL RINGS CERAMIC
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 1024
2” PALL RINGS CERAMIC
CAIDA DE PRESION
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FIGURA 10. 1112
1” (P) SUPER INTALOX, FLEXI– & BALLAST SADDLES
CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 1114
2” (P) SUPER INTALOX, FLEXI– & BALLAST SADDLES
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 1024
2” PALL RINGS CERAMIC
CAIDA DE PRESION
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FIGURA 10. 1116
3” (P) SUPER INTALOX, FLEXI– & BALLAST SADDLES
CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 1122
1” (C) INTALOX & FLEXI– SADDLES
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
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FIGURA 10. 1123
1.5” (C) INTALOX & FLEXI– SADDLES
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 1124
2” (C) INTALOX & FLEXI– SADDLES
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
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FIGURA 10. 1126
3” (C) INTALOX & FLEXI– SADDLES
CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 1322
#1 (C) SUPER INTALOX
CAIDA DE PRESION
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FIGURA 10. 1324
#2 (C) SUPER INTALOX
CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 1203
#1 (M) HY – PAK & K–PAC
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
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FIGURA 10. 1204
# 1.5 (M) K–PAC
CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 1205
# 2 (M) HY – PAK & BALLAST +
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
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FIGURA 10. 1207
# 3 (M) HY–PAK & K–PAC
CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 2002
# 25 IMTP
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
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FIGURA 10. 2003
# 40 IMTP
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 2004
# 50 IMTP
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
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FIGURA 10. 2006
# 70 IMTP
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 2101
# 1 (M) CMR
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
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FIGURA 10. 2102
# 1.5 (M) CMR
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 2103
# 2 (M) CMR
CAIDA DE PRESION
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FIGURA 10. 2104
# 2.5 (M) CMR
CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 2105
# 3 (M) CMR
CAIDA DE PRESION
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FIGURA 10. 2106
# 4 (M) CMR
CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 2111
# 1A (P) CMR
CAIDA DE PRESION
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FIGURA 10. 2113
# 2A (P) CMR
CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 2115
# 3A (P) CMR
CAIDA DE PRESION
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FIGURA 10. 2202
# 1 NUTTER RINGS
CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 2203
# 1.5 NUTTER RINGS
CAIDA DE PRESION
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FIGURA 10. 2204
# 2 NUTTER RINGS
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 2304
2” (M) HIFLOW RINGS
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
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FIGURA 10. 2312
1” (P) HIFLOW RINGS
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 2314
2” (P) HIFLOW RINGS
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
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FIGURA 10. 2317
3.5” (P) HIFLOW RINGS
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 2323
1.5” (C) HIFLOW RINGS
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
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FIGURA 10. 2324
2” (C) HIFLOW RINGS
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 2326
3” (C) HIFLOW RINGS
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
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FIGURA 10. 2402
# 1 HCKP
CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 2403
# 1.5 HCKP
CAIDA DE PRESION
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FIGURA 10. 2404
# 2 HCKP
CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 2406
# 3 HCKP
CAIDA DE PRESION
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FIGURA 10. 3002
# 1 (M) CHEMPAK & LEVAPAK
CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 3004
# 2 (M) CHEMPAK
CAIDA DE PRESION
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FIGURA 10. 3104
# 1 (2”) JAEGER TRIPACKS
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 3106
# 2 (3”) JAEGER TRIPACKS
CAIDA DE PRESION
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FIGURA 10. 3114
# 1 (2’ & 45 MM) (P) JAEGER TRIPACKS
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 3116
# 2 (3”) (P) JAEGER TRIPACKS
CAIDA DE PRESION
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FIGURA 10. 3212
1” (P) NOR PAC
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 3213
1.5” (P) NOR PAC
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
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FIGURA 10. 3214
2” (P) NOR PAC
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 3316
INTALOX SNOWFLAKE
CAIDA DE PRESION
Indice norma
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
FECHA
0
ENE.97
Página 89
.Menú Principal
Indice manual
Indice volumen
FIGURA 10. 3417
3.5” (P) LANPAC
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 3517
# 3 (3.5”) (P) IMPAC
CAIDA DE PRESION
Indice norma
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
FECHA
0
ENE.97
Página 90
.Menú Principal
Indice manual
Indice volumen
FIGURA 10. 5001
KOCH – SULZER CY PACKING
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 5002
KOCH – SULZER BX PACKING
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
Indice norma
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
FECHA
0
ENE.97
Página 91
.Menú Principal
Indice manual
Indice volumen
FIGURA 10. 6002
SULZER MELLAPAK 500Y
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 6003
SULZER MELLAPAK 350Y
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
Indice norma
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
FECHA
0
ENE.97
Página 92
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Indice manual
Indice volumen
FIGURA 10. 6004A
SULZER MELLAPAK 500Y
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION – NO ACUOSOS
FIGURA 10. 6004B
SULZER MELLAPAK 250Y
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION – ACUOSOS
Indice norma
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
FECHA
0
ENE.97
Página 93
.Menú Principal
Indice manual
Indice volumen
FIGURA 10. 6008
SULZER MELLAPAK 125Y
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 6014
SULZER MELLAPAK 250Y PLASTIC
CAIDA DE PRESION
Indice norma
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
FECHA
0
ENE.97
Página 94
.Menú Principal
Indice manual
Indice volumen
FIGURA 10. 6102
KOCH FLEXIPAC # 1
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 6104
KOCH FLEXIPAC # 2
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
Indice norma
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
FECHA
0
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Página 95
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Indice manual
Indice volumen
FIGURA 10. 6106
KOCH FLEXIPAC # 3
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 6108
KOCH FLEXIPAC # 4
CAIDA DE PRESION
Indice norma
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
FECHA
0
ENE.97
Página 96
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Indice manual
Indice volumen
FIGURA 10. 6122
KOCH FLEXERAMIC # 28
CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 6124
KOCH FLEXERAMIC # 48
CAIDA DE PRESION
Indice norma
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
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0
ENE.97
Página 97
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Indice manual
Indice volumen
FIGURA 10. 6128
KOCH FLEXERAMIC # 88
CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 6202
GLITSCH GEMPAK 4A
CAIDA DE PRESION
Indice norma
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
FECHA
0
ENE.97
Página 98
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Indice manual
Indice volumen
FIGURA 10. 6203
GLITSCH GEMPAK 3A
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 6204
GLITSCH GEMPAK 2A
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
Indice norma
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
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Página 99
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Indice manual
Indice volumen
FIGURA 10. 6206
GLITSCH GEMPAK 1.5A
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 6208
GLITSCH GEMPAK 1A
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
Indice norma
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
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Indice volumen
FIGURA 10. 6209
GLITSCH GEMPAK 0.5A
CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 6302
MONTZ B1 – 300
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
Indice norma
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
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ENE.97
Página 101
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Indice manual
Indice volumen
FIGURA 10. 6303
MONTZ B1 – 250
CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 6402
NORTON INTALOX 1T
CAIDA DE PRESION
Indice norma
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
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Página 102
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Indice volumen
FIGURA 10. 6404
NORTON INTALOX 2T
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 6408
NORTON INTALOX 3T
CAIDA DE PRESION
Indice norma
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
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0
ENE.97
Página 103
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Indice volumen
FIGURA 10. 6504
JAEGER MAXPAC
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 8005
GLITSCH GRID EF–25A
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
Indice norma
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
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Página 104
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FIGURA 10. 8015
GLITSCH GRID EF–25AP
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 8104
KOCH FLEXIGRID # 3
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
Indice norma
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
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Indice volumen
FIGURA 10. 8108
KOCH FLEXIGRID # 2
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
FIGURA 10. 8205
NUTTER SNAP GRID # 3
INUNDACION Y CAIDA DE PRESION
Indice norma
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
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TABLA 10.1 DATOS USADOS EN LAS FIGURAS
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MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
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MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
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TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
Página 108
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TABLA 10.1 DATOS USADOS EN LAS FIGURAS (CONTINUACION)
Indice norma
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
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MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
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ENE.97
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
Página 110
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TABLA 10.1 DATOS USADOS EN LAS FIGURAS (CONTINUACION)
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
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MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
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TABLA 10.1 DATOS USADOS EN LAS FIGURAS (CONTINUACION)
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
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MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
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TABLA 10.1 DATOS USADOS EN LAS FIGURAS (CONTINUACION)
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
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MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
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ENE.97
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
Página 116
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TABLA 10.1 DATOS USADOS EN LAS FIGURAS (CONTINUACION)
Indice norma
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
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MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
PDVSA MDP–04–CF–07
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
REVISION
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TABLA 10.1 DATOS USADOS EN LAS FIGURAS (CONTINUACION)
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MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
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Página 119
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TABLA 11.1
Indice manual
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DATOS DE EFICIENCIAS PUBLICADOS PARA EMPAQUE
DESORDENADO
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
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MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
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0
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TABLA 11.1 DATOS DE EFICIENCIAS PUBLICADOS PARA EMPAQUES
DESORDENADO (CONTINUACION)
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
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MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
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TABLA 11.1 DATOS DE EFICIENCIAS PUBLICADOS PARA EMPAQUES
DESORDENADO (CONTINUACION)
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
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MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
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TABLA 11.1
Indice manual
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Indice norma
DATOS DE EFICIENCIAS PUBLICADOS PARA EMPAQUES
DESORDENADO (CONTINUACION)
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
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MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
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TABLA 11.1
Indice manual
Indice volumen
Indice norma
DATOS DE EFICIENCIAS PUBLICADOS PARA EMPAQUES
DESORDENADO (CONTINUACION)
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
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MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
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TABLA 11.1
Indice manual
Indice volumen
Indice norma
DATOS DE EFICIENCIAS PUBLICADOS PARA EMPAQUES
DESORDENADO (CONTINUACION)
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
FECHA
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Página 130
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Indice norma
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
FECHA
0
ENE.97
Página 131
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TABLA 11.1
Indice manual
Indice volumen
Indice norma
DATOS DE EFICIENCIAS PUBLICADOS PARA EMPAQUES
DESORDENADO (CONTINUACION)
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
FECHA
0
ENE.97
Página 132
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Indice manual
Indice volumen
Indice norma
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
FECHA
0
ENE.97
Página 133
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Indice manual
Indice volumen
Indice norma
(A)
(B)
FIGURA 11.1
DATOS DE HETP PUBLICADOS PARA EMPAQUE ESTRUCTURADO
WIRE – MESH DE KOCH – SULZER CY. (VER TABLA 11.2 PARA
IDENTIFICACION DE LAS CURVAS). (A) GRAFICA EN FUNCION DE
LA CARGA DE VAPOR; (B) GRAFICA EN FUNCION DE LA CARGA
LIQUIDA.
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
FECHA
0
ENE.97
Página 134
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TABLA 11.2
Indice manual
Indice volumen
Indice norma
DATOS DE EFICIENCIA PUBLICADOS PARA EMPAQUES
ESTRUCTURADOS
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
FECHA
0
ENE.97
Página 135
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Indice manual
Indice volumen
Indice norma
(A)
(B)
FIGURA 11.2
DATOS DE HETP PUBLICADOS PARA EMPAQUE ESTRUCTURADO
WIRE – MESH DE KOCH – SULZER BX. (VER TABLA 11.2 PARA
IDENTIFICACION DE LAS CURVAS). (A) GRAFICA EN FUNCION DE LA
CARGA DE VAPOR; (B) GRAFICA EN FUNCION DE LA CARGA
LIQUIDA.
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
FECHA
0
ENE.97
Página 136
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TABLA 11.2
Indice manual
Indice volumen
Indice norma
DATOS DE EFICIENCIA PUBLICADOS PARA EMPAQUES
ESTRUCTURADOS (CONTINUACION)
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
FECHA
0
ENE.97
Página 137
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Indice manual
Indice volumen
Indice norma
(A)
(B)
FIGURA 11.3
DATOS DE HETP PUBLICADOS PARA EMPAQUE ESTRUCTURADO
WIRE – MESH DE GOODLOE.
(VER TABLA 11.2 PARA
IDENTIFICACION DE LAS CURVAS). (A) GRAFICA EN FUNCION DE
LA CARGA DE VAPOR; (B) GRAFICA EN FUNCION DE LA CARGA
LIQUIDA.
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
FECHA
0
ENE.97
Página 138
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Indice manual
Indice volumen
Indice norma
(A)
(B)
FIGURA 11.4
DATOS PUBLICADOS PARA EMPAQUES ESTRUCTURADOS
MELLPACK 125Y, 350Y, 500Y Y FLEXIPACK # 1. (VER TABLA 11.2
PARA IDENTIFICACION DE LAS CURVAS). (A) GRAFICA EN FUNCION
DE LA CARGA DE VAPOR; (B) GRAFICA EN FUNCION DE LA CARGA
LIQUIDA.
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
FECHA
0
ENE.97
Página 139
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Indice manual
Indice volumen
Indice norma
(A)
(B)
FIGURA 11.5
DATOS DE HETP PUBLICADOS PARA EMPAQUES ESTRUCTURADOS
MELLPACK 250Y FLEXIPACK #2. (VER TABLA 11.2 PARA
IDENTIFICACION DE LAS CURVAS). (A) GRAFICA EN FUNCION DE LA
CARGA DE VAPOR; (B) GRAFICA EN FUNCION DE LA CARGA
LIQUIDA.
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
FECHA
0
ENE.97
Página 140
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TABLA 11.2
Indice manual
Indice volumen
Indice norma
DATOS DE EFICIENCIA PUBLICADOS PARA EMPAQUES
ESTRUCTURADOS (CONTINUACION)
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
FECHA
0
ENE.97
Página 141
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Indice manual
Indice volumen
Indice norma
(A)
(B)
FIGURA 11.6
DATOS DE HETP PUBLICADOS PARA EMPAQUES ESTRUCTURADOS
GEMPAK O.5A, 1A, 1.5A, 3A Y 4A. (VER TABLA 11.2 PARA
IDENTIFICACION DE LAS CURVAS). (A) GRAFICA EN FUNCION DE LA
CARGA DE VAPOR; (B) GRAFICA EN FUNCION DE LA CARGA
LIQUIDA.
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
FECHA
0
ENE.97
Página 142
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Indice manual
Indice volumen
Indice norma
(A)
(B)
FIGURA 11.7
DATOS DE HETP PUBLICADOS PARA EMPAQUES ESTRUCTURADOS
GEMPAK 2A Y 2AT. (VER TABLA 11.2 PARA IDENTIFICACION DE
LAS CURVAS). (A) GRAFICA EN FUNCION DE LA CARGA DE VAPOR;
(B) GRAFICA EN FUNCION DE LA CARGA LIQUIDA.
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
FECHA
0
ENE.97
Página 143
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TABLA 11.2
Indice manual
Indice volumen
Indice norma
DATOS DE EFICIENCIA PUBLICADOS PARA EMPAQUES
ESTRUCTURADOS (CONTINUACION)
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
FECHA
0
ENE.97
Página 144
.Menú Principal
Indice manual
Indice volumen
Indice norma
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
FECHA
0
ENE.97
Página 145
.Menú Principal
TABLA 11.2
Indice manual
Indice volumen
Indice norma
DATOS DE EFICIENCIA PUBLICADOS PARA EMPAQUES
ESTRUCTURADOS (CONTINUACION)
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
FECHA
0
ENE.97
Página 146
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Indice manual
Indice volumen
Indice norma
(A)
(B)
FIGURA 11.8
DATOS DE HETP PUBLICADOS PARA EMPAQUES ESTRUCTURADOS
2T Y 3T. (VER TABLA 11.2 PARA IDENTIFICACION DE LAS CURVAS).
(A) GRAFICA EN FUNCION DE LA CARGA DE VAPOR; (B) GRAFICA
EN FUNCION DE LA CARGA LIQUIDA.
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
FECHA
0
ENE.97
Página 147
.Menú Principal
TABLA 11.2
Indice manual
Indice volumen
Indice norma
DATOS DE EFICIENCIA PUBLICADOS PARA EMPAQUES
ESTRUCTURADOS (CONTINUACION)
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
FECHA
0
ENE.97
Página 148
.Menú Principal
Indice manual
Indice volumen
Indice norma
(A)
(B)
FIGURA 11.9
DATOS
DE
HETP
PUBLICADOS
PARA
EMPAQUES
ESTRUCTURADOS. (VER TABLA 11.2 PARA IDENTIFICACION DE LAS
CURVAS). (A) GRAFICA EN FUNCION DE LA CARGA DE VAPOR; (B)
GRAFICA EN FUNCION DE LA CARGA LIQUIDA.
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE DESTILACION EMPACADAS
PDVSA MDP–04–CF–07
REVISION
FECHA
0
ENE.97
Página 149
.Menú Principal
Indice manual
Indice volumen
Indice norma
(A)
(B)
FIGURA 11.10 DATOS DE HETP PUBLICADOS PARA MAX – PAK. (VER TABLA 11.2
PARA IDENTIFICACION DE LAS CURVAS). (A) GRAFICA EN FUNCION
DE LA CARGA DE VAPOR; (B) GRAFICA EN FUNCION DE LA CARGA
LIQUIDA.