destilacion macteih

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 fasepuedan 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 las operaciones 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-Thiele
En general una columna dedestilación 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 esalcanzar
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 un componente 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 del destilado es dada por la fracción del LK X D.
La dificultad en conseguirla
separación
es
determinada
por
la
volatilidad relativa
,entre
el LK=1, y el HK=2.


1,2 = K1 / K2
Si los dos componente
forma una solución ideal
entonces la ley de Raoult es
aplicada :

Condensador total

Destilación

Sección rectificación
F (L/V)
fracción molar LK xF

1
2
f

Sección de despojo

N
Reboiler
Fondo

Ki = Pi s / P


1,2 = P1s / P2 s

Destilado
Fracción molar LKxD

ReflujoFracción molar LK xB

Únicamente función de T

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

Método McCabe-Thiele : Curva Equilibrio
Se puede escribir la volatilidad relativa en términos de las fracciones molares del LK en una
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 la composición.
La curva equilibrio será similar a la de
fijo , pero no se puede fijar la composición en función de

Incremento de la
Volatilidadrelativa

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 de la alimentación
Presión de operación de la columna (asuma cte)
Condición de la alimentación (fase) @P
Curva de equilibrio @P
Tipo de condensador (total o parcial)...