¿Qué sucederá con la eficiencia de separación en una columna de destilación cuando aumente el reflujo? (Suponiendo que la columna está a presión constante y la temperatura de reflujo es constante)

Depende. Sus suposiciones no definen las cosas lo suficiente como para responder definitivamente. No está claro cuál es su definición de eficiencia de separación. ¿Es esto una columna real o un ejercicio conceptual?

Desde un punto de vista conceptual, el efecto primario de un aumento en la velocidad de flujo de reflujo, con caudales de alimentación, destilado y flujo de fondo (suponiendo una columna de destilación fraccionada, con sección de separación frente a una columna de rectificación), es aumentar la relación de reflujo, que generalmente mejorará la separación. Sin una definición clara de eficiencia de separación, parece razonable suponer que la separación mejorada es en la dirección de una mayor eficiencia de separación. Con una destilación multicomponente, esto puede no ser cierto para todos los componentes. Esto se relaciona con la eficiencia de separación del diagrama de flujo. La hoja de cálculo Binary Distillation with McCabe-Thiele Method es una descarga conveniente para probar tales cambios.

Para una columna física, el aumento del reflujo aumentará el tráfico de vapor y líquido en la columna. Si está operando suficientemente cerca del punto de inundación antes del aumento, es probable una reducción severa en el rendimiento. Si está operando suficientemente por debajo de las inundaciones, el rendimiento mejorará. Esto se relaciona con la eficiencia de separación del equipo físico, a menudo expresado por Altura Equivalente a una Placa Teórica (HETP).

La respuesta a un aumento en la velocidad de flujo de reflujo en una columna de fraccionamiento físico también puede verse afectada por el esquema de control empleado.

Mi conjetura:

– El aumento de reflujo reducirá la temperatura de la bandeja superior
– La temperatura reducida produce menos vapor en la parte superior
– De este modo se forma una caída de presión y, para corregir esto, se agrega más capacidad de rehervidor para recuperar la presión
– Esto aumenta la temperatura en la parte inferior de la columna
– Más vapor fluye hacia arriba
– Dado que menos fondos fluyen desde la parte superior, de acuerdo con la conservación de la masa y el hecho de que se condensa más vapor en la parte superior, esto aumenta la tasa de flujo de distilate
– El destilado está así contaminado con componentes pesados ​​y el proceso es víctima de una pobre eficacia de separación.

No tengo energía, pero creo que el reflujo implica el envío de más material destilado de vuelta a la columna para enfriar las placas teóricas y luego volver a purificar. Esto debería aumentar la pureza del producto. Sin embargo, si aumenta demasiado el reflujo, inunda la columna y disminuye la pureza del producto.

Entonces, como suele ser el caso, hay un equilibrio.