Separación de un sistema de ciclohexano, isopropanol y agua en Aspen

PROCESOS DE SEPARACIÓN

Reproducción de la
SEPARACION DE UN SISTEMA DE CICLOHEXANO, ISOPROPANOL Y
AGUA

MORELIA MICH. AGOSTO 2012

INDICE
OBJETIVO ............................................................................................................................................. 3
INTRODUCCIÓN................................................................................................................................... 3
METODO DE 2 COLUMNAS, CONDENSADOR, DECANTADOR Y REFLUJO ........................................... 5
METODO ALTERNO DE 2 COLUMNAS, CONDENSADOR, DECANTADOR Y REFLUJO ........................... 9
METODO DE 3 COLUMNAS, CONDENSADOR, DECANTADOR Y REFLUJO ......................................... 13

OBJETIVO
Reproducir las condiciones ycorridas en aspen utilizadas en un articulo de un sistema de
Isopropanol-Agua-Ciclohexano por un método de separación extractiva con 2 columnas, un
método de 2 columnas alternos y un método de 3 columnas.

INTRODUCCIÓN
Un azeótropo (o mezcla azeotrópica) es una mezcla líquida de dos o más componentes que posee
un único punto de ebullición constante y fijo, y que al pasar al estado vapor (gaseoso)se comporta
como un compuesto puro, o sea como si fuese un solo componente.
Un azeótropo, puede hervir a una temperatura superior, intermedia o inferior a la de los
constituyentes de la mezcla, permaneciendo el líquido con la misma composición inicial, al igual
que el vapor, por lo que no es posible separarlos por destilación simple o por extracción líquidovapor utilizando líquidos iónicos comoel cloruro de 1-butil-3-metilimidazolio.

Destilación azeotrópica
En química, la destilación azeotrópica es una de las técnicas usadas para romper un azeótropo en
la destilación. Una de las destilaciones más comunes con un azeótropo es la de la mezcla etanolagua. Usando técnicas normales de destilación, el etanol solo puede ser purificado a
aproximadamente el 95%.
Una vez que se encuentraen una concentración de 95/5% etanol/agua, los coeficientes de
actividad del agua y del etanol son iguales, entonces la concentración del vapor de la mezcla
también es de 95/5% etanol/agua, por lo tanto las destilaciones posteriores son inefectivas.
Algunos usos requieren concentraciones de alcohol mayores, por ejemplo cuando se usa como
aditivo para la gasolina. Por lo tanto el azeótropo 95/5%debe romperse para lograr una mayor
concentración.
En uno de los métodos se adiciona un material agente de separación. Por ejemplo, la adición
de benceno a la mezcla cambia la interacción molecular y elimina el azeótropo. La desventaja, es la
necesidad de otra separación para retirar el benceno. Otro método, la variación de presión en la
destilación, se basa en el hecho de que un azeótropodepende de la presión y también que no es
un rango de concentraciones que no pueden ser destiladas, sino el punto en el que los coeficientes
de actividad se cruzan. Si el azeótropo se salta, la destilación puede continuar.
Para saltar el azeótropo, el azeótropo puede ser movido cambiando la presión. Comúnmente, la
presión se fija de forma tal que el azeótropo quede cerca del 100% deconcentración, para el caso
del etanol, éste se puede ubicar en el 97%.

En el presente trabajo se realizara una separación extractiva de los siguientes compuestos
Isopropanol-Agua-Ciclohexano los cuales forman respectivos azeotropos los que se muestran en la
siguiente tabla:

El diagrama ternario que se forma en el sistema es el siguiente:

METODO DE 2 COLUMNAS, CONDENSADOR, DECANTADOR Y REFLUJODiagrama de Flujo utilizado en Aspen.

Condiciones utilizadas







El método Termodinámico que se empleo fue el NRTL.
La corriente FF de entrada a la columna C1 lleva un flujo equimolar de isopropanol y agua
de 100kmol/h a 80.2°C de temperatura y 1atm de presión, la corriente entra en la etapa 3.
La columna C1 se especifica sin condensador, con 19 etapas, con un reflux...