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RECTIFICACIÓN DE MEZCLAS BINARIAS

1.- OBJETIVO
El objetivo de estas prácticas es separar una mezcla binaria en sus componentes
mediante un proceso de rectificación discontinua.
2.- INTRODUCCIÓN
Las operaciones básicas que se llevan a cabo en la industria química implican, en
la mayor parte de los casos, el manejo de fluidos y sólidos que hay que impulsar,
mezclar, calentar, enfriar,concentrar, separar, etc. Habitualmente, estas actividades se
llevan a cabo en el seno de una sola fase, líquida o gaseosa, o por contacto entre dos
fases.
A pesar de la amplia variedad de operaciones, las transformaciones que están
ocurriendo se pueden interpretar teniendo en cuenta que lo que en realidad se está
transportando, dentro de una fase o entre dos fases, es una o varias de las trespropiedades extensivas: materia, energía o cantidad de movimiento. El diseño de los
aparatos en los que se va a llevar a cabo el proceso, requiere conocer la velocidad a la
que se realizan estos transportes. En la mayoría de las operaciones básicas, los tres
fenómenos de transporte transcurren simultáneamente, siendo el más lento de ellos el
fenómeno controlante, es decir, el que determinala velocidad global del proceso, y el
que debe tenerse en cuenta para el diseño del equipo.
En el caso del transporte o transferencia de materia, esta tiene lugar debido a la
existencia de una fuerza impulsora que generalmente es una diferencia de
concentraciones de uno o más componentes entre dos puntos de una fase o entre dos
fases. En sistemas formados por una sola fase, si existe algunadiferencia de
concentración de un componente entre dos puntos, habrá un transporte de ese
componente desde la zona más concentrada a la menos concentrada, hasta llegar a la
igualdad de concentraciones, lo que supone que el sistema está en equilibrio.
En el caso de un sistema formado por más de una fase, el sistema también
evolucionará hacia el equilibrio, pero en este caso, el equilibrio nosupone la igualdad
de concentraciones en las dos fases, sino que cada componente se repartirá entre las dos
fases en unas concentraciones que dependerán de la presión y de la temperatura del
sistema. Si variamos la presión, la temperatura o ambas, también nos variarán las
concentraciones de cada una de las fases en el equilibrio.
La mayoría de las operaciones básicas de separación se basan enla existencia de
dos o más fases en las en las que los componentes tienen concentraciones distintas a las
que corresponderían al equilibrio. Así, si las dos fases se ponen en contacto, se produce
espontáneamente el transporte selectivo de los componentes de una fase a otra para
aproximarse a las condiciones de equilibrio. En muchas ocasiones las limitaciones de
las operaciones de separaciónson debidas a las condiciones poco favorables del
equilibrio termodinámico, más que a la velocidad de transferencia de materia. Para que
exista separación debe cumplirse que:

yi y j y k
≠
≠
...
xi x j xk

siendo x e y las fracciones molares de los componentes i, j, k...en las respectivas fases X
e Y.
El cociente entre el valor de y y de x para cada uno de los componentes sedenomina coeficiente de reparto, k. El cociente entre los coeficientes de reparto es la
selectividad relativa, α, (volatilidad relativa si estamos en una mezcla con una fase
líquida y otra vapor):

yi
α ij =

xi

yj
xj

=

ki
kj

Cuanto más alejado esté de la unidad el valor de la selectividad relativa, más fácil
será la separación.
Por lo tanto uno de los requisitos para lograr unabuena separación es que la
composición de cada uno de los componentes sea muy distinta en cada una de las fases,
puesto que el mayor grado de separación que podemos lograr para unas condiciones
dadas de presión y temperatura, vienen determinadas por las condiciones de equilibrio.
Es preciso conocer los datos de equilibrio entre fases para el sistema que vamos a tratar
en las condiciones de...