Destilacion Diferencial

OBJETIVO:



Destilar una mezcla binaria en un destilador diferencial a presión constante, comparando, los resultados experimentales con los teóricos calculados a partir de la ecuación de Rayleigh, observando así el rendimiento de destilación por este método.



INTRODUCCION

Destilación: operación unitaria consistente en la separación de los componentes de una mezcla basándose en ladiferencia entre la presión de vapor de éstos. El vapor producido tiene una composición más rica en componentes volátiles que el alimento.

Destilación intermitente o diferencial: operación intermitente en la que la mezcla se calienta hasta su temperatura de burbuja, comenzando la ebullición, que se mantiene. El vapor se condensa y se recoge en forma de líquido. A medida que se va evaporando elcomponente más volátil la temperatura de ebullición de la mezcla va aumentando. Este proceso se mantiene hasta que se recoge una cantidad prefijada de destilado o la composición de residuo es la que buscábamos.

Supondremos que el alimento y el vapor generado están en equilibrio dinámico y por tanto su composición variará continuamente. En una mezcla binaria tenemos el componente A (más volátil)y el B. La ebullición comienza a la temperatura T1 obteniéndose un vapor de composición yA1 originado a partir de la mezcla de composición en el componente más volátil xA1. Al separarse esta vapor la composición del líquido se desplaza a la izquierda siguiendo la curva de equilibrio, y por tanto aumenta la temperatura de ebullición. Cuando la composición del líquido residual es xA2 el vapororiginado tiene una composición yA2, siendo la temperatura T2. El destilado recogido tiene una composición comprendida entre yA1 e yA2. Ver gráfica de la página siguiente.

Este proceso es conocido también como la destilación de Rayleigh, debido a que la ecuación que rige el funcionamiento de este destilador fue creada por el.
Ahora, sí, D son los moles de vapor y W los moles de líquido en la ollaal final y F los moles de líquido alimentados, zf la fracción molar del componente más volátil en la carga, xw la fracción molar de ese componente en el liquido final del destilador y yD la fracción molar del mismo en el vapor, un balance de materia dará:


Puesto que dD = -dW, la sustitución y la expansión da:



Al reacomodar e integrar se tiene:



Ahora si la mezcla es un sistemabinario para el cual es constante la volatilidad relativa o si se puede obtener un valor promedio que sirva para el rango que se toma en consideración, se podrá sustituir la relación:




en la ecuación anterior y al integrase se obtendrá la ecuación de Rayleigh:





Procedimientos de operación.

Arranque de aparato:
1.- Abrir la válvula de salida del condensador para vaciarposible acumulación de condensado en prácticas anteriores.
2.- Cerrar todas las válvulas del aparato.
3.- Abrir las válvulas para el paso de la alimentación al destilador.
4.- Abrir la válvula de venteo para purgar el aire en el condensador No. 1
5.- Operar la bomba de alimentación.
6.- Llenar las 3/4 partes aproximadamente del destilador, desconectar el motor de la bomba y anotar la alturadel nivel del destilador y la temperatura inicial de la alimentación.
7.- Cerrar las válvulas de alimentación.
8.- Abrir la válvula general de agua de enfriamiento.
9.- Abrir la válvula del condensado de vapor de calentamiento.
10.- Abrir la válvula general de vapor, de calentamiento, y la válvula de agua al enfriador de condensado del vapor de calentamiento.
11.- Abrir la válvula generalde vapor de calentamiento al destilador, purgando el condensado retenido en la chaqueta de calentamiento y regular la presión necesaria del vapor con la válvula reductora de presión de vapor de calentamiento.
12.-Una vez que los vapores de destilado salgan por la válvula de venteo cerrar dicha válvula.
13.- Abrir la válvula de agua de enfriamiento al condensador y enfriador que se vayan a...