Destilación

PRÁCTICA # 6

DESTILACIÓN FRACCIONADA

1. OBJETIVOS

➢ Utilizar una columna de destilación fraccionada, identificar sus principales características y los factores que en ella intervienen

➢ Separar una mezcla binaria aprovechando la diferencia de volatilidades

➢ Realizar los balances de energía y materia y determinar la eficiencia.

➢ Determinar el número de etapasteóricas. El plato de alimentación teórico y la razón de reflujo mínimo (L/D)min

2. TEORÍA

La destilación es la separación de los constituyentes de una mezcla líquida por medio de la vaporización parcial de la mezcla y la recuperación por separado del vapor y del residuo. Los equipos comúnmente utilizados para llevar a cabo una destilación fraccionada, son las torres de platos, representadas enla figura 1.

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Su funcionamiento es el siguiente: El líquido desciende por la torre bajo la acción de la gravedad, mientras que el vapor asciende debido a la fuerza de una ligera diferencia de presiones de plato en plato. La presión más elevada se produce por la ebullición en el rehervidor inferior. El vapor pasa a través de aberturas en cada plato y entran en contacto con el líquidoque circula a lo largo del plato. Si el mezclado del vapor y del líquido en los platos fuese suficiente para alcanzar el equilibrio entre las corrientes de vapor y líquido que abandonan el plato, entonces cada plato proporcionaría la acción de una destilación simple. La porción de la torre por encima de la corriente de alimentación se denomina sección de rectificación o enriquecimiento. Esta secciónsirve para eliminar el componente más pesado del vapor ascendente y enriquecer el producto ligero.

La posición de la torre por debajo de la alimentación, se denomina sección de agotamiento y sirve principalmente para eliminar o agotar el componente ligero del líquido descendente; purificando el producto del fondo. Con objeto de obtener un buen contacto entre las fases y proporcionar elnecesario desprendimiento del vapor y líquido entre las etapas, el líquido se retiene en cada plato mediante una prensa, sobre la que el efluente líquido pasa. Para alcanzar la siguiente etapa, éste efluente líquido desciende a través de un comportamiento separado, denominado conducto de bajada o desagüe. Es importante hacer notar, que el desagüe debe proporcionar el volumen suficiente y un tiempo deresidencia adecuado para que el líquido se desprenda del vapor arrastrado antes de llegar a la siguiente etapa, como se muestra en la figura 2.

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El condensador toma el vapor del domo de la columna y licúa una porción del mismo regresándolo a la torre como reflujo. El condensador mostrado en la figura 1, es un condensador parcial, ya que solo condensa una fracción del vapor del domo.Usos.

La destilación es la operación unitaria más común en cuanto a procesos de separación,generalmente es la primera opción que se analiza cuando es necesario llevar a cabo una separación líquido - líquido dentro de un proceso; ésta se implementa siempre que las características de la mezcla lo permitan. Las torres de platos son utilizadas en el refinamiento del petróleo, donde son uno de lostipos más comunes.

El método de McCabe-Thiele.

Los métodos gráficos se utilizan ampliamente para visualizar las relaciones existentes entre un conjunto de variables, y por tanto, de uso general en ingeniería química. Estos métodos son útiles en el diseño de sistemas de contacto por etapas, ya que al calcularse se resuelven simultáneamente relaciones de equilibrio y balances de materia yentalpia. Las ecuaciones de los balances de materia y energía pueden representarse conjuntamente en los mismos gráficos. Mediante una adecuada elección de las coordenadas y de las construcciones geométricas se
pueden resolver gráficamente los problemas de diseño. Por otra parte, cualquier problema resoluble por técnicas gráficas, puede resolverse también analíticamente. El método más simple e...