Extraccion

Área de Ingeniería Química

EXTRACCIÓN LÍQUIDO - LÍQUIDO

EXTRACCIÓN LÍQUIDO – LÍQUIDO

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1. OBJETIVO

El objetivo de la práctica es profundizar en los fundamentos de las operaciopnes de extracción líquido-líquido, realizar procesos de extracción a escala de laboratorio y comparar los resultados obtenidos con las predicción teóricas para dichos procesos.

2. INTRODUCCIÓN

Laextracción líquido-líquido es, junto a la destilación, la operación básica más importante en la separación de mezclas homogéneas líquidas. Consiste en separar una o varias sustancias disueltas en un disolvente mediante su transferencia a otro disolvente insoluble, o parcialmente insoluble, en el primero. La transferencia de materia se consigue mediante el contacto directo entre las dos fases líquidas.Una de las fases es dispersada en la otra para aumentar la superficie interfacial y aumentar el caudal de materia transferida.

En una operación de extracción líquido-líquido se denomina alimentación a la disolución cuyos componentes se pretende separar, disolvente de extracción al líquido que se va a utilizar para separar el componente deseado, refinado a la alimentación ya tratada y extracto ala disolución con el soluto recuperado. En la Figura 1 se muestra un esquema de las corrientes implicadas en la operación. DISOLVENTE
(Disolvente B)

ALIMENTACIÓN
(Disolvente A + soluto)

REFINADO
(Disolvente A )

EXTRACCIÓN

EXTRACTO
(Disolvente B + soluto)

Figura 1. Esquema idealizado de una operación de extracción líquido-líquido.

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2.1.Diagramas de equilibrio ternario.

En el diseño de una operación de extracción líquido-líquido suele considerarse que el refinado y el extracto se encuentran equilibrio. Los datos de equilibrio que deberán manejarse serán como mínimo los correspondientes a un sistema ternario (dos disolventes y un soluto), con dos de los componentes inmiscibles o parcialmente inmiscibles entre sí.

Una de lasformas más habituales de recoger los datos de equilibrio en sistemas ternarios son los diagramas triangulares. En la Figura 2 se muestra un diagrama triangular equilátero. Los vértices del triángulo representan compuestos puros, un punto sobre un lado correspondería a una mezcla binaria y un punto en el interior del triángulo representaría una mezcla ternaria. La composición de una mezcla puededeterminarse por lectura directa en el diagrama, tal como muestra la Figura 2. La concentración de los componentes en el diagrama se muestra como fracción molar o fracción másica. C
0 1

XA

XC

1

0 1 B XB

A 0

Figura 2. Diagrama de equilibrio ternario: diagrama triangular equilátero.

En los sistemas de interés para la extracción líquido-líquido los dos disolventes implicados soninmiscibles o parcialmente inmiscibles entre sí. Es decir, su mezcla en las proporciones adecuadas puede dar lugar a la formación de dos fases. Además, la presencia de un soluto modifica la solubilidad de un disolvente en otro. Para representar

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este comportamiento, y poder conocer si a una determinada mezcla le corresponden una o dos fases, los diagramastriangulares líquido-líquido presentan la denominada curva binodal o de solubilidad (Figura 3). Una mezcla representada por un punto situado por encima de la curva binodal estará constituida por una sola fase. Por el contrario, a una mezcla situada por debajo de la curva binodal le corresponden dos fases. Las dos fases en equilibrio se encuentran ligadas por una recta de reparto. La recta de repartopasa por el punto mezcla y sus extremos sobre la curva binodal indican la concentración de las dos fases en equilibrio (Figura 3). C

punto mezcla curva binodal recta de reparto

A fase 1 fase 2

B

Figura 3. Diagrama de equilibrio ternario para un sistema líquido-líquido.

2.2. Cálculo de operaciones de extracción.

Las operaciones de extracción pueden calcularse sobre un diagrama...