Antología destilación

INTRODUCCIÓN

Aprender acerca de la destilación fraccionaria es un proceso de paso a paso. La mayoría de nosotros necesita comenzar de una base conceptual relativamente simple y partir de ahí para incrementar la complejidad. Así, generalmente comenzamos estudiando el proceso de destilación con mezclas binarias. Además hacemos pocas suposiciones para simplificar nuestros cálculos. Deesta manera esperamos introducir ideas básicas con un mínimo de desorden matemático. La utilidad industrial de estas técnicas es bastante limitada porque rara vez encontramos mezclas binarias en la práctica.

La técnica básica utilizada en esta antología es la llamada Método de McCabe-Thiele. Este método es gráfico lo cual incrementa la velocidad de los cálculos y también provee de uncontexto visual en el cual estudiar el proceso.

Suponemos que el alumno tiene conocimiento en equilibrio de fases básico para mezclas binarias y en particular que tiene familiaridad con los diagramas de composición-temperatura.

El alumno debe entender a que nos referimos con volatilidad, eso y un poco de álgebra son todas las herramientas requeridas.

Al término de estaantología el alumno deberá entender que es un fraccionador y como opera, además de ser capaz de diseñar un fraccionador para realizar una separación de una mezcla binaria o para predecir la separación lograda en un fraccionador dado.

DESTILACIÓN

Antecedentes:
Equilibrio físico, balance de materia y energía, métodos numéricos.

Contenido:
Introducción
Conceptos generales
Ley de Raoult
Leyde Henry
Ley de Dalton
Volatilidad

MÉTODOS DE DESTILACIÓN (BINARIOS).

• Destilación simple:

a) De equilibrio
b) Diferencial

• Destilación con rectificación

a) Método analítico ( Sorel – Lewis )
b) Método gráfico ( McCabe – Thiele )

• Concepto de etapa ideal y real

• Relación de reflujo y su importancia.

BIBLIOGRAFÍA

•Operaciones de transferencia de masa.
R. Treybal
Mc. Graw – Hill.

• Problemas de Ingeniería Química
Ocon – Tojo
Edit. Aguilar.

• Principios y Operaciones Unitarias.
Richardson – Coulson
Edit. Reverté.

• Problemas de Transferencia de masa y calor.
Backurst
Manual moderno.

• Operaciones básicas de Ingeniería Química.
Mc. Cabe SmithEdit. Reverté.

EQUILIBRIO LÍQUIDO – VAPOR

La composición del vapor en equilibrio con un líquido en una composición dada, se determina experimentalmente mediante un destilador de equilibrio. Los resultados se presentan sobre un diagrama de temperatura composición (fig. 1, 2, 3).

En el caso normal (fig. 1) la curva A, B, C, muestra las composiciones del líquido que hierve a unatemperatura dada, una curva A, D, C, la correspondiente composición de vapor a dicha temperatura. Así un líquido de composición X1 hervirá a la temperatura T1 y el vapor en equilibrio indicado por el punto D será de composición Y1.

Ejemplo:

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Fig. 1 Solución normal de Benceno

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Podemos ver que para una composición cualquiera X del líquido, el vapor formado será más rico en el componentemás volátil. Ejemplo de mezclas que dan este tipo de cuervas son los sistemas de benceno – tolueno, N – heptano – tolueno y sulfuro de carbono – tertracloruro de carbono.

En las figuras 2 y 3 existe una composición crítica Xg en la que el vapor tiene la misma composición que el líquido por lo que la ebullición no produce ningún cambio. Estas mezclas críticas se denominan azeótropos y paraefectuar la separación se requiere de métodos especiales.

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Para composiciones distintas a Xg el vapor formado tendrá una composición distinta a la del líquido.

A efectos de la destilación resulta más adecuado representar Y frente a X a presión constante, ya que la mayoría de las destilaciones industriales tienen lugar a presión básicamente constante. Esto se muestra en la figura 4 en...