operaciones unitrias

FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
CÁTEDRA DE OPERACIONES UNITARIAS

“DISEÑO DE UNA TORRE DE DESTILACIÓN”
ETANOL-AGUA

Autores:
Gustavo Bracho.
Pedro Pabón.
Caracas, Febrero del 2013

INTRODUCCIÓN

En el presente proyecto se desarrolla lo relativo a la destilación mediante el
diseño de una torre de destilación con una mezcla binaria de Etanol-Agua; para eldesarrollo del mismo comenzaremos definiendo lo que es la destilación: la cual es un
proceso de separación que consiste en eliminar uno o más de dos componentes de una
mezcla. Para llevar a cabo esta operación se aprovecha la diferencia de volatilidad de
los constituyentes de la mezcla, en nuestro caso sería etanol-agua, separando o
fraccionando éstos en función de su temperatura de ebullición.El proceso de
destilación tiene gran utilidad para concentrar mezclas alcohólicas y separar aceites
esenciales así como componentes mezclas líquidas que se deseen purificar.

CAPITULO I
EL PROBLEMA.
Planteamiento del problema.
El proceso de producción de etanol lleva consigo subproductos contaminantes
siendo la vinaza el más importante, la vinaza se produce durante la destilación
delalcohol y se compone principalmente de agua aunque también contiene
una gran variedad de compuestos orgánicos (azúcares no degradados,
carbohidratos no fermentados entre otros) e inorgánicos (potasio, sulfatos y
calcio entre otros) (Hernandez, Gomez, & Marriaga) (Gutierrez, Grosso,
&Johnny, 2008). La vinaza ocasiona problemas ambientales debido a las
características propias de esta pues presentavalores de DQO (Demanda
Química de Oxígeno ) de 66g/L (Meza Pérez,Briones Méndez, & Ilangovan),
de DBO(Demanda Biológica de Oxígeno ) de 30000 a 40000 y unpH que
ronda entre 4 y 5 (Cortez & Brossand Perez, 1997), lo que representa un
riesgo enormepara la vida acuática al presentar una coloración oscura que
impide la fotosíntesis y la eutrofización del agua por su alto contenido de
nitrógenoy fosfatos (Jiranuntipon, 2009))además, su contenido de
compuestos fenólicos recalcitrantes como el ácido gálico o losmelanoides
contribuye a la DQO de la vinaza (Gutierrez, Grosso, & Johnny, 2008)
(Romanholo Ferreira, Aguiar, & Messias, 2010).

OBJETIVOS DEL PROYECTO

Objetivo General
Diseñar una Torre de Destilación con una Mezcla Binaria de Etanol-Agua

Objetivos específicosAnalizar toda la información referente al proceso de destilación y sus distintos
tipos.
Seleccionar el tipo de destilación para el proceso de purificación del sistema
binario.
Establecer la información necesaria en cuanto las características de la mezcla
binaria de Etanol-Agua.
Establecer los posibles cálculos para el desarrollo y funcionamiento de la torre
de destilación, mediante al métodoMcCabe-Thiele, con la mezcla binaria de
Etanol-Agua.

CAPITULO II
MARCO TEÓRICO

Parámetros fisicoquímicos del Etanol:
Fórmula semidesarrollada

CH3-CH2-OH

Fórmula estructural

CH2OH-CH3

Fórmula molecular

C2H6O

Propiedades Físicas:
Estado de agregación: Líquido
Apariencia: Incoloro
Densidad: 789 kg/m3; 0,789 g/cm3
Masa molar: 46,07 g/mol
Punto de fusión: 158.9 K (-114.3°C)
Punto de ebullición: 351.6 K (78.4 °C)
Temperatura crítica: 514 K ( °C)
Viscosidad: 1.074 mPa·s a 20 °C.

Propiedades Químicas

Acidez: (pKa) 15,9
Solubilidad en agua: Miscible

Parámetros fisicoquímicos del Agua:
Fórmula: H2O
Propiedades Físicas:
El punto de ebullición del agua (y de cualquier otro líquido): está directamente
relacionado con la presión atmosférica. Al nivel delmar 100ºC
La densidad del agua líquida:es muy estable a la presión normal 1 atmósfera es de
(0,958 kg/l) a los 100 °C.
Destilación:
La destilación es la operación de separar, comúnmente mediante calor, los diferentes
componentes líquidos de una mezcla, aprovechando los diferentes puntos de
ebullición (temperaturas de ebullición) de cada una de las sustancias a separar.
Tipos de destilación...