Lewis-Matheson Method

1565 Words Feb 17th, 2011 7 Pages
Método de Lewis-Matheson para el Diseño de Columnas de
Destilación Multicomponente

Introducción
Los métodos de cálculo para el diseño de columnas de destilación, se dividen en 3 categorías: los métodos gráficos, los métodos cortos o aproximados y los métodos rigurosos. Los métodos gráficos (como el McCabe-Thiele) y aproximados (como el método FUG) solo son validos para procesos sencillos, tal es el caso de la destilación de mezclas binarias o para estudios preliminares de una columna. El diseño final, sin embargo, requiere de una determinación rigurosa de las temperaturas, flujos y concentraciones.
En este texto de explicara de manera sencilla la aplicación del método de Lewis-Matheson, para determinar el número de etapas teóricas y el
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n la suposición de la composición del destilado hecha anteriormente, se calculan los demás flujos y composiciones:

Alimento | | kmol | % mol | Orto o | 60 | 60 | Meta m | 4 | 4 | Para p | 36 | 36 | Destilado | | kmol | % mol | Orto o | 54.44 | 98 | Meta m | 0.33 | 0.6 | Para p | 0.79 | 1.4 |

Cola | | kmol | % mol | Orto o | 5.56 | 12.5 | Meta m | 3.67 | 8.3 | Para p | 35.21 | 79.2 |

Los flujos del líquido y vapor en la columna se obtienen de la siguiente manera:
Arriba del plato de alimentación (sección enriquecedora):
Liquido
Ln=5D=277.8 kmol
Vapor
Vn=6D=333.4 kmol
Debajo del plato de alimentación (sección agotadora):
Liquido:
Lm=Ln+F=277.8+100=377.8 kmol
Vapor:
Vm=Lm-W=377.8-44.44=333.4 kmol

Las ecuaciones de las líneas operantes, pueden escribirse como:
Sección agotadora: yn=LmVmxm+1-WVmxw Sustituyendo para cada uno de los componentes: orto: ymo=1.133xm+1-0.0166 meta: ymm=1.133xm+1-0.0110 orto: ymp=1.133xm+1-0.1050

Para la sección enriquecedora: yn=LnVnxn+1-DVnxd Sustituyendo para cada uno de los componentes: orto: yno=0.833xn+1+0.163 meta: ynm=0.833xn+1+0.001 orto: ynp=0.833xn+1+0.002

Con las ecuaciones anteriores se pueden calcular las composiciones plato por plato, por ejemplo para el orto, las composiciones de vapor se hace con la ecuación: yB=xBi=1n∝iBxi, mientras que la composición del liquido se encuentra con la ecuaciones: ymo=1.133xm+1-0.0166, para la sección agotadora y yno=0.833xn+1+0.163, para la
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