TEMA 7_destilacion

Prof. José Tojo
Grupo de Procesos de Separación Avanzada
Dpto. Ingeniería Química, Universidad de Vigo

TEMA 7: DESTILACIÓN
1.- Introducción a las operaciones básicas de transferencia de
materia.
2.- Equilibrio líquido-vapor.
3.- Destilación simple.
3.1.- Destilación flash.
3.2.- Destilación diferencial.
4.- Rectificación.
4.1.- Cálculo del número de platos.
4.2.- Intersección de las líneas deoperación.
4.3.- Importancia de la relación de reflujo.
4.4.- Platos reales. Eficacia.
4.5.- Selección de la relación de reflujo económica.
Curso 2005-2006

Ingeniería Química

1

Prof. José Tojo
Grupo de Procesos de Separación Avanzada
Dpto. Ingeniería Química, Universidad de Vigo

TEMA 7: DESTILACIÓN
(continuación)

5.- Destilación azeotrópica y extractiva.
6.- Destilación discontinua.
6.1.-Funcionamiento con un producto de composición
constante.
6.2.- Operación a relación de reflujo constante.

Bibliografía:*Coulson y Richardson (A4),*Geankoplis (A6),*Ocón y
Tojo (A10), Henley y Seader (B5), King (B6), McCabe, Smith y Harriot
(A9).

Curso 2005-2006

Ingeniería Química

2

1

Prof. José Tojo
Grupo de Procesos de Separación Avanzada
Dpto. Ingeniería Química, Universidad de Vigo

1.-Introducción a las operaciones básicas
de transferencia de materia.

Curso 2005-2006

Ingeniería Química

3

OUTM
Equilibrio
fluido-fluido
gas-líquido
Absorción-desorción
Destilación (Rectificación)
Humidificación
y deshumidificación
líquido-líquido
Extracción
líquido-líquido

Gobernadas por la velocidad
sólido-fluido
sólido-líquido
Cristalización
Adsorción
Extracción
sólido-líquido
sólido-gasAdsorción
Secado

gaseosa
Difusión gaseosa
Difusión térmica
líquida
Diálisis
Electrodiálisis
Difusión térmica
Ósmosis inversa
f. líq.-gas
Destilación molecular

2

Prof. José Tojo
Grupo de Procesos de Separación Avanzada
Dpto. Ingeniería Química, Universidad de Vigo

Destilación. Rectificación.

VAPOR
LÍQUIDO

Curso 2005-2006

Ingeniería Química

5

Prof. José Tojo
Grupo de Procesos de SeparaciónAvanzada
Dpto. Ingeniería Química, Universidad de Vigo

2.- Equilibrio líquido-vapor.
1,0

y
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
0,0

Curso 2005-2006

0,1

0,2

0,3

Ingeniería Química

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

X

1,0

6

3

Prof. José Tojo
Grupo de Procesos de Separación Avanzada
Dpto. Ingeniería Química, Universidad de Vigo

tB

p = cte
E

t

V

F

t2
M
D

t4
t1

C
I

t3

L

Puntos
de rocioH

L+V

L

Puntos
de burbuja
tA

0
Curso 2005-2006

xG xM´ xD yF xH yM´ yC

yL

x, y

1

Ingeniería
FIGQuímica
. 5-1

7

Prof. José Tojo
Grupo de Procesos de Separación Avanzada
Dpto. Ingeniería Química, Universidad de Vigo

Ecuaciones que describen el ELV
Ecuación de Margules:

Ecuación de van Laar:

Curso 2005-2006

[
= [A

]
)x ] ⋅ x

ln γ 1 = A12 + 2( A21 − A12 ) x1 ⋅ x22
ln γ 2

21

+ 2( A12 −A21

⎛
⎞
A21x2
ln γ 1 = A12 ⋅ ⎜
⎟
⎝ A12 x1 + A21x2 ⎠

2

⎛
⎞
A12 x1
ln γ 2 = A21 ⋅ ⎜
⎟
⎝ A12 x1 + A21x2 ⎠

2

Ingeniería Química

2
1

2

8

4

Prof. José Tojo
Grupo de Procesos de Separación Avanzada
Dpto. Ingeniería Química, Universidad de Vigo

Ecuación de Wilson:
⎛ G12
G21 ⎞
ln γ 1 = −ln( x1 + G12 x2 ) + x2 ⋅ ⎜
−
⎟
⎝ x1 + G12 x2 x2 + G21x1 ⎠
⎛ G12
G21 ⎞
ln γ 2 = −ln( x2 + G21x1) − x1 ⋅ ⎜
−⎟
⎝ x1 + G12 x2 x2 + G21x1 ⎠

Curso 2005-2006

G12 =

V2L
−A
⋅ exp 12
L
V1
RT

G21 =

−A
V1L
⋅ exp 21
L
V2
RT
Ingeniería Química

9

Prof. José Tojo
Grupo de Procesos de Separación Avanzada
Dpto. Ingeniería Química, Universidad de Vigo

Ecuación NRTL:
2
⎡ ⎛ G
⎞
τ 12G12 ⎤
21
⎥
ln γ 1 = x22 ⎢τ 21⎜
⎟ +
( x2 + x1G12 )2 ⎥
⎢⎣ ⎝ x1 + x2G21 ⎠
⎦

2
⎡ ⎛ G
⎞
τ 21G21 ⎤
12
⎥
ln γ 2 = x12 ⎢τ 12 ⎜
⎟ +
( x1 +x2G21)2 ⎥
⎢⎣ ⎝ x2 + x1G12 ⎠
⎦

A12
RT
A
τ 21 = 21
RT
G12 = exp ( −ατ12 )
τ12 =

G21 = exp ( −ατ 21 )

Curso 2005-2006

Ingeniería Química

10

5

Prof. José Tojo
Grupo de Procesos de Separación Avanzada
Dpto. Ingeniería Química, Universidad de Vigo

Estimación del ELV
Aumenta
t (supuesta)
Calcula:
Coef. de actividad

<1
=1

Calcula:
x, t (supuesta)

Σy

y1 e y2
Calcula:
Tensiones de vapor

Fin...