ingeniero

Destilación

Columna de destilación

1

Plato

Reboiler

2

Destilación mezclas binarias
La separación requiere
• Una segunda fase debe ser formada tal que las fases de liquido y vapor están presentes y puedan
estar en contacto en cada etapa dentro de la columna.
• Los componentes tengan diferente volatilidad de manera que se repartan entre las dos fases de
manera diferente
•Las dos fase puedan separarse por gravedad u otro mecanismo
Los factores que influyen en el diseño y análisis de la destilación binaria son
• Composición, flujo, temperatura, fase y presión de la alimentación
• Grado de separación deseado entre los componentes
• Presión de operación, debe ser menor a la presión critica de la mezcla
• Caída de presión en la columna particularmente en lasoperaciones al vacío
• Mínimo reflujo y reflujo actual
• Mínimo numero de etapas de equilibrio y numero actual
• Tipo de condensador ( parcial o total)
• Tipo de reboiler
• Tipo de contacto ( platos o empaques)
• Diámetro y altura de la columna
• Etapa de alimentación
Si los componentes se descomponen a la temperatura del reboiler es necesario utilizar destilación al
vacío

Método McCabe-ThieleEn general una columna de destilación binaria consiste de,
• Una columna de N etapas teóricas
• Un condensador total para producir un reflujo
• Un reboiler parcial para producir vapor
• Una etapa para la alimentación.

Esta configuración permita conseguir una separación excepto en los casos donde una
azeotropo existe, donde uno de los producto este cerca de la concentración del azeotropo.El objetivo de la
destilación es alcanzar
un destilado rico en el
componente ligero y un
residuo rico en el
componente pesado

Condensador total

Destilación
vapor
Sección de rectificación
alimentación
Sección de despojo

Tanque reflujo

1
2
f
N

Destilado

Reflujo

Etapa alimentación
vapor
reboiler
Fondo

3

Método McCabe-Thiele
La alimentación contiene uncomponente mas volátil (el clave ligero, LK) y un componente menos
volátil (el clave pesado, HK). A la temperatura y presión de la alimentación esta puede consistir de
un liquido, de una mezcla liquido vapor o de un vapor.. La composición de la alimentación es dada
por la fracción del componente LK ZF. La composición del fondo es dada por la fracción del LK X B,
de cualquier forma la composición deldestilado es dada por la fracción del LK X D.
La dificultad en conseguir
la
separación
es
determinada
por
la
volatilidad relativa ,entre
el LK=1, y el HK=2.

1,2

Condensador total

Destilación

1
2

Sección rectificación

= K1 / K2

Si los dos componente
forma una solución ideal
entonces la ley de Raoult es
aplicada :

F (L/V)
fracción molar LK xF

f

Sección dedespojo

N
Reboiler
Fondo

Ki = Pi s / P
1,2

Destilado
Fracción molar LKxD

Reflujo

Fracción molar LK xB

= P s / P2 s
1

Cando T se incrementa, decrece hasta un
punto donde es igual a 1 y la separación no es
posible

Únicamente función de T

Método McCabe-Thiele : Curva Equilibrio
Se puede escribir la volatilidad relativa en términos de las fracciones molares del LK enuna
mezcla binaria como sigue
1,2

= K1 / K2 =

y (1 x1 )
y1 / x1
y1 / x1
=
= 1
y2 / x2 (1 y1 ) / (1 x1 ) x1(1 y1 )

Cuando es aproximadamente constante en función de la temperatura ( componente con punto de
ebullición cercano, se puede escribir:

y1 =

1,2 x1

1+ x1 (

1,2

1)

Para componente que no tienen puntos de ebullición cercano variara dependiendo de lacomposición.
La curva equilibrio será similar a la de fijo , pero no se puede fijar la composición en función de
Incremento de la
Volatilidad
relativa

Curva
Equilibrio
y1

y1
45° linea

x1

45° line

x1

4

Método de McCabe-Thiele : Especificación
Especificaciones
F
zF
P

xD
xB
R/Rmin
Resultados
D
B
Nmin
Rmin
R
VB
N

Flujo molar total de la alimentación
fracción molar...