TIC 5: Control de una columna de destilación binaria
Control
de una columna de destilación binaria
Introducción
La destilación es un proceso que permite separar
los distintos componentes de una mezcla en
función de su temperatura de ebullición,
basándose en las distintas volatili dades relativas de los propios
componentes. Dada la simplicidad de este
proceso y coste relativamente bajo, la destilación es
una operación básica en la industria química
y petroquímica.
La Figura 25.1 muestra el esquema simplificado
de una columna de destilación binaria
con los equipos más
importantes que rodean a la misma. La parte inferior de la columna
se denomina zona stripper o de agotamiento y la
parte superior zona de rectificación o enriquecimiento. La destilación se realiza por el contacto en contracorriente del vapor
que asciende, como consecuencia del calentamiento
efectuado en el reboiler, y del líquido que desciende
como consecuencia del enfriamiento producido en
el condensador de cabeza.
De
esta manera, los componentes más volátiles se acumulan en el
vapor y los componentes más pesados en el líquido. El reparto entre
las dos fases se traduce, a lo largo de la
columna, en un gradiente de temperatura
proporcional a la concentración de los componentes.
El sistema de control debe encargarse de mantener la especificación de los pro ductos de cabeza y fondo, obtenidos a partir de la alimentación, de acuerdo con el siguiente balance de materia efectuado con el componente ligero, cuyas composiciones mola res aparecen en minúsculas:
F*z=D*y+B*x
Según
este balance se puede decir que la mezcla
introducida a la columna como alimentación (F), se separa en dos
corrientes:
Una corriente
compuesta por productos de baja temperatura de ebullición denominada destilado (D), cuya
composición molar
es y.
Una corriente
formada por productos de alta temperatura de
ebullición denominada
fondo (B),
cuya composición molar es x.
Para
llevar a cabo el control de este proceso hay que considerar como tradicionales los
siguientes métodos:
Control básico
por medio de controladores
con realimentación o feedback.
Control avanzado
incluyendo sistemas feedjorward.
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