Separación de BTX, Benceno, Tolueno y Xilenos, los xilenos serían O-Xileno y P-Xileno... de una corriente 35% Benceno, 35%Tolueno y 30% de Xilenos Paso 1: Elección del Método de Separación • Primero, elige el método de separación más adecuado. En este caso, utilizaremos la destilación fraccionada como método principal de separación debido a las diferencias en los puntos de ebullición de los componentes. Paso 2: Reducción de la Carga de Separación • Dado que la corriente de alimentación ya contiene una mezcla de Benceno, Tolueno y Xilenos, no es posible reducir la carga de separación mediante la división y mezclado de corrientes en este punto. Paso 3: Separación de Componentes Más Abundantes • Dado que la corriente de alimentación contiene 35% de Benceno, 35% de Tolueno y 30% de Xilenos, comenzaremos separando los componentes más abundantes primero. En este caso, Benceno y Tolueno son los más abundantes. Paso 4: Separación de Componentes Corrosivos y Peligrosos • No se mencionan componentes corrosivos o peligrosos específicos en la corriente de alimentación, por lo que no se aplica esta regla en este caso. Paso 5: Separación de Componentes Más Difíciles al Último • Xilenos son los componentes más difíciles de separar debido a su estructura similar. Los separaremos después de Benceno y Tolueno. Paso 6: Evitar el Uso de Especies Externas • Intentaremos evitar el uso de especies externas al proceso para la separación. La destilación es un proceso que no requiere la adición de especies externas. Paso 7: Evitar Temperaturas y Presiones Extremas • En la destilación, evitaremos el uso de temperaturas y presiones extremas siempre que sea posible. Preferiremos presiones moderadas. Paso 8: Obtener el Producto Deseado como Destilado • En la destilación, el producto deseado se obtiene como destilado, por lo que aseguraremos que el producto final se recolecte en la parte superior de la columna de destilación. Paso 9: Separar los Componentes Uno por Uno en el Destilado • En la destilación, trataremos de favorecer secuencias que separen los componentes uno por uno en el destilado. Esto significa que ajustaremos la temperatura y la presión para obtener Benceno como destilado primero, luego Tolueno y finalmente los Xilenos (O-Xileno y P-Xileno). Para la mezcla siguiente: A) 60 kmol/h de Isobutileno que ebulle a -7ºC B) 40 kmol/h de Metacroleina que ebulle a 74ºC C) 32 kmol/h de Metil metacrilato que ebulle a 105ºC D) 24 kmol/h de Acido metacrilico que ebulle a 161ºC E) 8 kmol/h de Acido acetico que ebulle a 118ºC F) 62 kmol/h de Agua que ebulle a 100ºC Nota: El Metil metacrilato y el agua deben mantenerse juntos Paso 1: Elección del Método de Separación • El método de separación más adecuado en este caso es la destilación fraccionada debido a las diferencias en los puntos de ebullición de los componentes. Paso 2: Reducción de la Carga de Separación • Dado que tenemos una mezcla compleja de seis componentes, no podemos reducir la carga de separación mediante la división y mezclado de corrientes en este caso. Paso 3: Separación de Componentes Más Abundantes • Comenzaremos separando los componentes más abundantes primero. De acuerdo con las cantidades proporcionadas, el Isobutileno (60 kmol/h) es el componente más abundante con el punto de abullicion más bajo. Paso 4: Separación de Componentes Corrosivos y Peligrosos • No se mencionan componentes corrosivos o peligrosos específicos en la mezcla, por lo que no se aplica esta regla en este caso. Paso 5: Hacer la Separación Más Difícil al Último • El Ácido Metacrílico (ebullición a 161°C) es elcomponente más difícile de separar debido a su punto de ebullición significativamente alto. Lo separaremos al final. Paso 6: Evitar el Uso de Especies Externas • Intentaremos evitar el uso de especies externas al proceso para la separación. La destilación fraccionada es una técnica que no requiere la adición de especies externas. Paso 7: Evitar Temperaturas y Presiones Extremas • En la destilación, evitaremos el uso de temperaturas y presiones extremas siempre que sea posible. Preferiremos mantener las condiciones de operación dentro de rangos moderados. Paso 8: Obtener el Producto Deseado como Destilado • En la destilación fraccionada, el producto deseado se obtiene como destilado. Por lo tanto, nuestro objetivo será obtener los componentes separados como destilados en diferentes etapas. Paso 9: Separar los Componentes Uno por Uno en el Destilado • Siguiendo esta regla, trataremos de favorecer secuencias que separen los componentes uno por uno en el destilado. A continuación, presento una secuencia de destilación fraccionada para separar los componentes de la mezcla: 1. Destilación 1: Separación del Isobutileno (60 kmol/h). • Isobutileno se recoge como destilado. • La corriente de fondo contiene todos los demás componentes. 2. Destilación 2: Separación de la Metacroleina (40 kmol/h). • Metacroleina se recoge como destilado. • La corriente de fondo contiene Metil metacrilato, Ácido metacrílico, Ácido acético y Agua. 3. Destilación 3: Separación del Metil metacrilato y el Agua. • El Metil metacrilato y el Agua forman una mezcla azeotrópica. • Ajustaremos las condiciones de operación para separar esta mezcla azeotrópica. • Metil metacrilato con Agua se recoge como destilado. • La corriente de fondo contiene Ácido metacrílico y Ácido acético 4. Destilación 4: Separación del Ácido Metacrílico (8 kmol/h). • Ácido Acetico se recoge como destilado • La corriente de fondo contiene Ácido Metacrílico Proceso: Separación de una mezcla de gases compuesta por etano (C2H6), propano (C3H8), butano (C4H10), y ácido clorhídrico (HCl) utilizando destilación asistida por tolueno. Corriente inicial: La corriente inicial consiste en una mezcla de gases compuesta por etano, propano, butano y ácido clorhídrico. Regla Heurística 1: Elegir el método de separación primero. En este caso, el método de separación elegido es la destilación, ya que es adecuado para separar líquidos miscibles con diferentes puntos de ebullición, como los hidrocarburos y el ácido clorhídrico. Regla Heurística 2: Reducir la carga de separación mediante la división y mezclado de corrientes. Para reducir la carga de separación, se utiliza tolueno como agente externo que absorbe selectivamente el ácido clorhídrico, dividiendo así la corriente inicial en dos fases: una fase líquida rica en HCl y una fase gaseosa enriquecida en hidrocarburos. Regla Heurística 3: Tratar de separar los componentes más abundantes primero. Si las cantidades son iguales, separar en partes iguales. El ácido clorhídrico es el componente más peligroso y corrosivo, por lo que se separa primero en la fase líquida. Regla Heurística 4: Separar los componentes corrosivos y peligrosos primero. El ácido clorhídrico, que es corrosivo y peligroso, se separa primero en la fase líquida para minimizar el riesgo de corrosión y garantizar un manejo seguro. Regla Heurística 5: Hacer la separación más difícil al último. La separación de los hidrocarburos (etano, propano y butano) se realiza después de haber separado el ácido clorhídrico, ya que estos tienen puntos de ebullición más cercanos y, por lo tanto, es una separación más difícil. Regla Heurística 6: Evitar separaciones que requieran el uso de especies externas al proceso. Sin embargo, si se usa una especie externa, separarla tan pronto como sea posible. En esta destilación asistida por tolueno, se utiliza tolueno como especie externa para absorber el ácido clorhídrico de la corriente gaseosa. Posteriormente, el tolueno se separa del HCl tan pronto como es posible. Regla Heurística 7: Evitar el uso de temperaturas y presiones extremas, pero si esto no es posible, preferir las altas. En la destilación de hidrocarburos y ácido clorhídrico, se utilizan temperaturas relativamente bajas para evitar la descomposición del ácido clorhídrico. Regla Heurística 8: En destilación, obtener el producto deseado como destilado. En este proceso, el producto deseado (HCl y luego los hidrocarburos) se obtiene como destilado, separado de la mezcla inicial. Regla Heurística 9: En destilación, favorecer las secuencias que separan los componentes uno por uno en el destilado. El proceso separa primero el ácido clorhídrico y luego los hidrocarburos, cumpliendo con esta regla.
