Diseño de una unidad de mezclado y destilación binaria atmosférica para Etanol-Agua

Abstract

La destilación constituye uno de los procesos centrales de algunos sectores de la industria como la petroquímica, alimentos y sector farmacéutica, entre otros. Una de las características principales de la destilación es la capacidad de permitir la separación de componentes mediante procesos de calentamiento, para extraer productos valiosos que son utilizados en los diferentes campos de la economía. En este orden el reto de la industria y la academia es buscar mayores eficiencias y rendimientos de dicho proceso que permitan la obtención de productos de alta pureza y calidad dentro de márgenes económicamente rentables y sostenibles. El objetivo de este trabajo es el diseño de una unidad de destilación binaria para agua y etano a nivel de laboratorio, modular, compacta, versátil y automatizada que integra el control y supervisión del proceso mediante una plataforma amigable y confiable, dentro de un ambiente controlado y seguro. El diseño y construcción se plantea metodológicamente mediante el desarrollo de cinco etapas secuenciales, las cuales son: Modelamiento y dimensionamiento de la una unidad de destilación, diseño estructura mecánica de la unidad, selección de hardware, software e instrumentación requerida para la operación, implementación y montaje mecánico, pruebas de operación de la instrumentos y actuadores de la unidad. Lo anterior permitió avanzar en el diseño, ensamble y construcción de la planta. Entre los resultados obtenidos también están la simulación en MATLAB y los planos de diseños de la unidad piloto de destilación.

Distillation is one of the central processes of some sectors of the industry, such as petrochemicals, food, pharmaceutical sector among others. One of the main characteristics of distillation is the ability to allow the separation of components through heating processes, to extract valuable products that are used in different fields of the economy. In this order, the challenge of the industry and the academy is to seek greater efficiencies and returns from this process that allow obtaining products of high purity and quality within economically profitable and sustainable margins. The objective of this work is the design of a binary distillation unit for water and ethane at laboratory level, modular, compact, versatile and automated that integrates the control and supervision of the process through a friendly and reliable platform, within a controlled and safe environment The design and construction methodologically arises through the development of five sequential stages, which are: Modeling and sizing of a distillation unit, design of mechanical structure of the unit, selection of hardware, software and instrumentation required for the operation, implementation mechanical assembly, operation tests of instruments and actuators of the unit. This allowed to advance in the design, assembly and construction of the plant. Among the results obtained are also the simulation in MATLAB and the design drawings of the pilot distillation unit