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 faseslíquidas. 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 yextracto a la disolución con el soluto recuperado. En la Figura 1 se muestra un
esquema de las corrientes implicadas en la operación.
DISOLVENTE
(Disolvente B)

ALIMENTACIÓN

REFINADO

(Disolvente A + soluto)

(Disolvente A )

EXTRACCIÓN

EXTRACTO
(Disolvente B + soluto)

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

EXTRACCIÓN LÍQUIDO – LÍQUIDO3

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 entresí.

Una de las formas 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 composiciónde una mezcla puede determinarse
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

A 0

1 B
XB

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

En los sistemas de interés para la extracción líquido-líquido losdos disolventes
implicados son inmiscibles 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

EXTRACCIÓN LÍQUIDO – LÍQUIDO

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este comportamiento, y poder conocer si a una determinada mezcla le correspondenuna
o dos fases, los diagramas triangulares 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 poruna recta de reparto. La recta de reparto pasa
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

B
fase 1

fase 2

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

2.2. Cálculo de operaciones de extracción.

Las operaciones...