Reboilador - Enciclopedia

Los reboilers son intercambiadores de calor que se utilizan típicamente para proporcionar calor en la base de columnas de destilación industriales. Calientan el líquido de la base de una columna de destilación para generar vapor que se devuelve a la columna para impulsar la separación de destilación. El calor suministrado a la columna por el reboiler en la base de la columna se elimina por el condensador en la parte superior de la columna.

El funcionamiento adecuado del reboiler es vital para una destilación efectiva. En una columna de destilación clásica típica, todo el vapor que impulsa la separación proviene del reboiler. El reboiler recibe un flujo de líquido desde la base de la columna y puede vaporizar parcialmente o completamente ese flujo. Generalmente, el vapor es el que proporciona el calor necesario para la vaporización.

Tipos de reboilers
El elemento más crítico del diseño del reboiler es la selección del tipo adecuado de reboiler para un servicio específico. La mayoría de los reboilers son de tipo intercambiador de calor de tanque y tubos y, generalmente, se utiliza vapor como fuente de calor en tales reboilers. Sin embargo, se pueden utilizar otros fluidos de transferencia de calor como aceite caliente o Dowtherm (TM). En algunos casos, también se pueden utilizar calderas de combustible como reboilers.

Los tipos de reboilers de intercambiador de calor comúnmente utilizados son:

= Reboilers tipo hervidor =
Los reboilers tipo hervidor (Imagen 1) son intercambiadores de calor simples y confiables, a menudo utilizados en columnas de destilación. Funcionan de manera similar a los intercambiadores de calor de tanque y tubos, pero están diseñados específicamente para proporcionar un nivel de líquido estable y mantener la circulación natural. En este diseño, el vapor fluye a través de un paquete de tubos, se condensa y sale como condensado. El líquido de la base de la columna, conocido como el fondo de la columna, fluye a través de la parte del tanque del reboiler. Dependiendo del diseño, el flujo de este líquido puede ser impulsado por la gravedad o requerir bombeo. Una pared de contención o una balsa de desbordamiento separa el paquete de tubos de la sección del reboiler donde se extrae el producto de fondo, asegurando que el paquete de tubos se mantenga cubierto de líquido para reducir la pérdida de compuestos de baja ebullición. Esta configuración minimiza el riesgo de contaminación en el producto final.

= Reboilers de termosifón =
Los reboilers de termosifón (Imagen 2) no requieren la bombeo del líquido de fondo de la columna al reboiler. Se obtiene la circulación natural utilizando la diferencia de densidad entre el líquido de fondo de la columna de entrada al reboiler y la mezcla de líquido-vapor de salida para proporcionar suficiente cabeza de líquido para entregar el fondo de la torre al reboiler. Los reboilers de termosifón (también conocidos como calandrias) son más complejos que los reboilers tipo hervidor y requieren más atención de los operadores de la planta. Hay muchos tipos de reboilers de termosifón, incluyendo verticales, horizontales, de paso único o de recirculación.

= Reboilers de combustión =
Los calentadores de combustión (Imagen 3), también conocidos como calderas, pueden utilizarse como reboilers en columnas de destilación. Se requiere una bomba para circular el líquido de fondo de la columna a través de los tubos de transferencia de calor en las secciones de convección y radiación de la caldera. La fuente de calor para el reboiler de calentador de combustión puede ser gas de combustible o aceite de combustible.

= Reboilers de circulación forzada =
Un reboiler de circulación forzada (Imagen 4) utiliza una bomba para circular el líquido de fondo de la columna a través del reboiler. Esto es útil si el reboiler debe estar situado lejos de la columna o si el producto de fondo es extremadamente viscoso.

Algunos fluidos son sensibles a la temperatura, como aquellos sujetos a polimerización por contacto con paredes de tubos de transferencia de calor a alta temperatura. Se utilizan altas tasas de recirculación de líquido para reducir las temperaturas de las paredes de los tubos, reduciendo así la polimerización en los tubos y la corrosión asociada.

Véase también
Vaporización
Hervido


Lecturas adicionales
Kister, Henry Z. (1992). Diseño de Destilación (1ª ed.). McGraw-Hill. ISBN 0-07-034909-6.
Perry, Robert H. & Green, Don W. (1984). Manual del Ingeniero Químico (6ª ed.). McGraw-Hill. ISBN 0-07-049479-7.


Enlaces externos
Columnas de destilación con reboilers
Dibujos y discusiones sobre varios tipos de reboilers.