PropMezc2014

Propiedades de Mezclas

08/08/2014

operaciones unitarias

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Introducción
• Importancia de las Mezclas en la industria
de Procesos.
• Propiedades
• Estimación y Predicción de Propiedades.
• Ley de los Estados Correspondientes
• Postulado de Young

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Importancia de los procesos de separación en la industria
de los procesos químicos
Aire Limpio

SeparaciónImpurezas
Efluente
gaseoso
Materias
Primas

Separación

Reacción

Productos

Separación

Reciclado de contaminantes

Efluente líquido
Separación

Agua limpia

50 - 90 % coste de la planta
40 - 70 % gastos de operación
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Clasificación de las operaciones de separación
MECÁNICAS
DIFUSIONALES
Centrífuga
Ciclón
HETEROGÉNEASS
Decantador
Separador electrostáticoSeparador de emulsiones Fuera del Equilibrio En Equilibrio
Filtración
Flotación
No Membranas
Membranas
Magnéticas
Ultrafiltración
Adsorción cinética
Sedimentación
Electrodiálisis

HOMOGÉNEAS
Espectrómetro de masas
Difusión gaseosa
Difusión térmica
Ultracentrifugación

Ósmosis
inversa
Permeación de
gases

Gas-Sólido
Adsorción
Sublimación

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Líquido-Sólido

GasLíquido

Adsorción
AbsorciónCristalización
Destilación
Intercambio
Azeotrópica
iónico
Extractiva
Extracción S-L
Flash
Lavado
Reactiva
Secado de
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Vapor
sólidos
Vacío
Evaporación

Líquido-Líquido
Extracción

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Introducción
 Para una separación la relación de equilibrio para
un componente en unaetapa de equilibrio se
define genéricamente en términos del coeficiente
de distribución
Ki = yi/xi

 Necesidad de la predicción de K = F(P,T, Comp.)
 Regla de las fases: L + F = C + 2 Caso de
mezclas binarias y sistemas de dos fases.
 Cambios de estado y equilibrio. Vaporización o
condensación parcial de un cuerpo puro y de una
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mezcla.

PROPIEDADES
1.-De sustancias puras:

•

Tb, S, PM,  ,Tc,
Pc,Vc, Cp,  , etc

Todas reales. Con sólo dos basta para definirlas: bien Tb, S.

2.- Soluciones o mezclas de composición conocida: las
propiedades se pueden medir o estimar bastante bien a partir de
las substancias puras que las componen.
La mayor parte de las mismas se determinan a partir de balances
de materia por ejemplo : Sm = Σv Si donde v = Vi/Vm
La temperatura requiere tresdefiniciones
TEMV = Σ vi Tbi;

TEMM = Σ xi Tbi;

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TEMW = Σ wi Tbi

3.- De mezclas de composición desconacida:
• Es aquella cuya composición es difícil de determinar sino
imposible

El petróleo y sus fracciones constituyen un típico ejemplo de
mezclas complejas.

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Hidrocarburos
Totales de Petróleo

Unidades

275000

mg/kg

Rango

GRO

DRO
RO
Total

C6
C6-C8
C8-C10
C10-C12
C12-C16
C16-C21
C21-C35C6-C35

Hidrocarburos Hidrocarburos
alifáticos
aromáticos
9
5
209
190
2593
429
10375
537
39000
697
50233
584
2142
487
104561
2929

275000 > 107500
¿donde está el resto y que es?
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PROPIEDADES
Pueden ser Reales o aparentes

DENSIDAD, Viscosidad , Cap.Calorifica
Reales:


Aparentes:

Para definir una
mezcla bastan dos
propiedades:

Curva ASTM ; Pc, Tc, Vc. , etc.

PM; Tsc; psc ; Vsc

Destilación AstmDensidad.
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Mezclas Complejas
• El petróleo y sus fracciones constituyen un típico ejemplo de
mezclas complejas.
• El Nº de Carbonos en los componentes puede variar desde 1 hasta mas
de 50 [ Tb entre - 160°C (-25 8 °F) atmosférica].
• Para un dado T de Tb el Nº de compuestos con pequeñas diferencias
en la volatilidad crece rápidamente al subir la Tb.
•Importancia de conocer muy bien las propiedades de las mezclas que
intervienen.
• La caracterización del petróleo y sus fracciones, requiere :
• Densidad.
• Curvas de destilación de laboratorio. (ASTM,TBP,FLASH)

• Análisis de los componentes de los fondos ligeros.
• Análisis de hidrocarburos presentes en los cortes intermedios y
pesados.
A partir de estos datos se definen cuatro TEM diferentes : TEMV,...

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