Separacion

CAPITULO  1
 
INTRODUCCIÓN
 
Los procesos de separación cumplen diversos roles en la industria: la remoción de impurezas desde las materias primas, la purificación de productos de los sub-productos, y la remoción de contaminantes de los efluentes líquidos y gaseosos. Todos estos procesos demandan entre el 40 al 70 por ciento de los costos de capital y operación de un amplio rango deindustrias.
Los procesos de separación impactan significativamente sobre el consumo de energía, los costos de producción y las utilidades.
Las tecnologías de separación incluyen la destilación, extracción, adsorción, cristalización, y tecnologías basadas en membranas. De ellas, la destilación es claramente la dominante, por sus mayores aplicaciones que las otras juntas. En efecto más del 95 por ciento dela energía consumida por los procesos de separación en las industrias de procesos químicos se deben a la destilación.
1.1.    DESTILACIÓN
La destilación separa los componentes de una mezcla líquida basándose en las diferencias de sus puntos de ebullición.  Es el proceso básico para la industria de procesos químicos, con 40,000 columnas en funcionamiento en los EE.UU., manejando 90-95% de todaslas separaciones para la recuperación y purificación del producto.  El capital invertido en sistemas de destilación solo en los EE.UU.  es por lo menos $8 mil millones.
            Mientras otros procesos de separación tales como la extracción y la adsorción usan una cantidad de agente de separación, la destilación usa la energía como agente de separación:  calor.    La destilación es unaseparación de equilibrio-limitada.  El Equilibrio líquido-vapor (ELV) es el tipo de equilibrio que interviene en las columnas de destilación, y la presión de vapor es la diferencia de propiedad primaria que forma la base para la separación.  Normalmente, la destilación puede diseñarse usando solamente propiedades físicas y datos de ELV; el escalamiento es a menudo muy fiable.     
Algunos aspectosimportantes para recordar de la destilación:
• La destilación es un PROCESO DE SEPARACIÓN TIPO COLUMNA.  Sin tener en cuenta que sustancias se están separando, los principios básicos de diseño  para la destilación siempre son similares. 
• La asunción que las etapas en una columna de destilación están en equilibrio permite cálculos de concentraciones y temperaturas sin conocimiento detalladode modelos de flujo y calor, y velocidades de transferencia de masa.  Esta asunción es una simplificación mayor. 
• Un rehervidor ("reboiler”) tipo calderín  y un condensador parcial son cada uno una etapa de equilibrio. 
• En general, si  no están involucrados ningún azeotropo o corrientes laterales, se pueden separar n productos con n-1 columnas. 
• Es necesario que lascomposiciones del vapor y composiciones de líquido sean diferentes a las condiciones de equilibrio que uno planea usar (es decir ningún azeotropo), por otra parte ninguna separación ocurrirá más allá de la condición azeotrópica. 
• La destilación es diferente de la evaporación porque ambos componentes en destilación son apreciablemente volátiles.  En evaporación, normalmente sólo un componente sevaporiza. 
• Los productos necesitan ser térmicamente estables encima del rango de temperatura de operación. 
• Ningún componente corrosivo debe estar presente.
• Ningún componente que reaccione exotérmicamente (es decir genere calor) debe estar presente.  Estas reacciones pueden "desbocarse" ("runawey") y formar  condiciones explosivas. 
• La destilación es diferente de laabsorción porque en la absorción se aprovecha las diferencias de solubilidad (absorción física) o las reacciones específicas (absorción química).
Los principales tipos de destilación son:
-         Destilación continúa (por fraccionamiento)
-         Destilación extractiva
-         Destilación azeotrópica
-         Destilación por lotes (“batch”)
-         Destilación de equilibrio (“flash”)...