Destilacion

Operación Unitaria: Destilación.
RESUMEN.
En este tema se pretende que el alumno llegue a dominar todo lo relacionado con la técnica de destilación así como los parámetros clave que se deben de regular cuando se realice esta operación además de los cálculos necesarios para la resolución de problemas de destilación. Al igual de los conceptos relacionados con esta operación unitaria de granutilidad en la industria.
INTRODUCCION.
La destilación es la operación de separación más antigua y la operación unitaria más ampliamente utilizada en la industria. La destilación utiliza un principio de separación muy simple: un contacto íntimo se da entre la mezcla inicial y una segunda fase para mejorar una transferencia de masa efectiva entre esas dos fases. Las condiciones termodinámicas sonescogidas de tal manera que el constituyente a ser separado de la mezcla inicial pasa a la segunda fase. Las fases son subsecuentemente separadas en dos fases simples con diferentes composiciones.
Tres etapas están involucradas en la implementación de cualquier proceso de separación:
• Creación de un sistema de dos fases.
• Transferencia de masa entre las fases.
• Separación de lasfases.
En la destilación la segunda fase es generada por vaporización parcial de la alimentación líquida, por lo cual dicha segunda fase difiere de la mezcla original. Por esto la destilación requiere energía en la forma de calor que puede ser subsecuentemente ser fácilmente removida del sistema. La destilación continúa o fraccionamiento es una operación de destilación de múltiples etapas y encontracorriente. Para una mezcla de dos componentes volátiles llamada binaria, con ciertas excepciones, es posible separar mediante este método dicha mezcla en sus componentes, recuperando cada uno en el estado de pureza que se desee. En la práctica industrial la separación de dos componentes volátiles por lo general se realiza con una columna de destilación como la que se muestra en la figura1. La alimentación se introduce de manera continua en algún punto intermedio de la columna. El calor que se introduce al rehervidor por la parte baja de la columna vaporiza una parte del líquido. Este vapor asciende por la columna debido a que su densidad es menor que la del líquido que desciende. Se proporcionan platos en la columna para permitir el contacto íntimo del vapor y del líquido.Estos platos pueden tener varias configuraciones, pero en nuestro caso lo que nos interesa es que permiten al líquido fluir hacia abajo, a través de la columna, y al vapor ascender por la misma, realizando de este modo un mezclado y una separación en cada plato. El vapor que entra a un plato desde el plato de abajo se encuentra a una temperatura más alta que el líquido que desciende a ese platodesde el plato de arriba. El vapor se enfriará lentamente, con alguna condensación que ocurra de los componentes más pesados; en el caso del líquido, éste se calentará con alguna vaporización correspondiente a los componentes más ligeros. Finalmente, en la parte superior de la columna, el vapor que abandona el plato superior de la columna entra al condensador, donde el calor se remueve porenfriamiento con agua o algún otro medio de enfriamiento. Una parte del líquido que se condensa regresa a la columna como reflujo líquido (Lo) y el líquido restante se convierte en el producto destilado (D)

Figura 1. Esquema de la columna de destilación continúa
En la destilación continua de mezclas binarias ideales, se necesita calcular el número de platos teóricos necesarios para lograr laseparación deseada con una relación de reflujo dada (relación de reflujo = Lo/D) y también calcular los límites de la operación los cuales son:
Número mínimo de platos o Reflujo total: que es el número mínimo de etapas necesarias para llevar a cabo la separación que se especifique.
Reflujo mínimo: es la relación máxima que requerirá de un número infinito de platos para lograr la separación...