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Procesos de Destilación Unitaria

IntegrantesMariani Zambrano 21239256Cohinta Aguilarte 22744095Michell Ordaz 22407230Igmar Pino 24970634Jesus Infante 23426441Karlenys Peña 21242165

Operación unitaria de destilación

Es una operación que consiste en separar dos o más componentes de una mezcla líquida, aprovechando las diferencias en sus presiones de vapor. La mezcla líquida desprenderá vapores más ricos en componentes volátiles. Cuando la mezcla a destilar contiene sólo dos componentes se habla de destilación binaria, y si contiene más, recibe el nombre de destilación multicomponente.

Una operación unitaria o un proceso unitario también se pueden dividir dela siguiente forma: Continuos (o flow): en este caso, en cada

etapa las materias primas o los reactantes entran en forma continua al equipo y los productos también lo hacen de la misma forma.

Discontinuos (o batch): en este caso, el equipo se carga con la alimentación, se realiza la operación o el proceso y luego se descarga el producto.

Una operación o proceso unitario continuo puede operar de dos formas: En estado estacionario: cuando todos los

parámetros que definen las corrientes que llegan o salen del equipo, como así también los que controlan el equipo (temperatura, presión, caudal, pH, etc.) no varían con el tiempo.

En estado no estacionario: cuando los parámetros mencionados anteriormente varían con el tiempo. Esta situación normalmente sucede cuando se pone en marcha (o se para) una planta o un equipo determinado.

Tipos de destilación

La destilación puede llevarse a cabo de muchos modos, distinguiéndose dos tipos básicos de operación: destilación sin reflujo o simple y destilación con reflujo, comúnmente llamada rectificación: Destilación simple Destilación súbita o flash Destilación con reflujo o rectificación Destilación con reflujo o rectificación

Destilación simple Es la operación de hervir el líquido de un recipiente (la caldera) condensándose los vapores que constituirán el destilado, quedando en la caldera el residuo. Esta operación puede llevarse a cabo de forma continúa, alimentando la caldera y extrayendo el residuo continuamente, o de forma discontínua con lo que las composiciones de vapor y líquido van cambiando con el tiempo.

Destilación súbita o flash Es una forma de destilación simple en la que se calienta el elemento a temperatura elevada pero manteniendo una presión elevada, de manera que no hierva el líquido. A continuación, el líquido se expansiona recalentado en una columna hasta una presión menor, con la que vaporizarán los componentes más volátiles. Abandonará la columna una fase de vapor rica en volátiles y una fase líquida rica en no volátiles. Ambas fases estarán en equilibrio en la condiciones de presión y temperatura de la columna.

Destilación con reflujo o rectificación Es uno de los tipos más importantes de destilación, el vapor que abandona la cabeza de la columna se condensa y una fracción del líquido condensado se devuelve a la columna -fracción que constituye el reflujo- el resto se retira como producto destilado. En el interior de la columna se pone en contacto el vapor ascendente con el líquido descendente. En un nivel dado de la columna, estas dos corrientes no están en equilibrio entre sí, por lo que hay una transferencia de materia, pasan los componentes más volátiles del líquido al vapor y los componentes menos volátiles del vapor al líquido. Esta transferencia provoca que el vapor se enriquezca en los componentes más volátiles a medida que asciende por la columna.

Columnas de destilaciónLos distintos tipos de destilación se llevan a cabo en las columnas de destilación, que son recipientes cilíndricos verticales con una entrada de alimentación por un punto dado de la columna y con una salida por la parte superior o cabeza para extraer los vapores a condensar. Estos vapores pueden volver en parte a la columna, como reflujo, a través de otra entrada por la cabeza.Se dispone también de una salida inferior en la base de la columna o cola para retirar residuos de la destilación.

. Para asegurar una adecuado contacto entre el vapor y el líquido se han diseñado varios dispositivos de laboratorio o industriales basados en dos criterios: Columnas de contacto continúo entre

vapor y líquido o columnas de relleno Columnas de contacto por etapas o

columnas de platos.

• Columnas de rellenoSon columnas de relación diámetro altura normalmente baja, llenas en su interior de elementos sólidos pequeños, en relación con el diámetro de la columna. Estos elementos de relleno son inertes a las fases circulantes y están distribuidos al azar u ordenadamente. La corriente de líquido al caer sobre ellos se rompe en pequeñas corrientes y se pone en contacto íntimo con el vapor que circula en sentido contrario. Hay muchos tipos de rellenos comerciales, y entre otras características se persigue que tenga una elevada área superficial por unidad de volumen, poco peso, buena resistencia mecánica y que los elementos no se compacten entre sí.

• Columnas de platosLos platos son superficies planas que dividen las columna en una serie de etapas. Tienen por objeto retener una cierta cantidad de líquido en su superficie a través de la cual se hace burbujear el vapor que asciende de la caldera consiguiéndose así un bien contacto entre el vapor y el líquido. El líquido del plato cae el plato inferior por un rebosadero situado en un extremo del plato. Según la forma del dispositivo que permite el paso del vapor a través del líquido, se distingue entre platos perforados (con simples agujeros), platos de campanas y platos de válvulas. En los platos normalmente no se llega a alcanzar el equilibrio entre el líquido y el vapor que abandona el plato, es decir, la eficacia del plato no es del 100. Un plato ideal o teórico es aquel en el que se alcanza el equilibrio entre las corrients que salen del plato.

Equipos utilizados • Torre de destilación• Calentador fuego directo con aprovechamiento de calor en zona de conversión • Calentador a fuego directo, en proceso• Calentador a fuego directo, tipo caja• Calentador a fuego directo tipo vertical• Post enfriamiento de aire • Ciclón• Tolva• Polipasto • Chimenea • Centrifugadora

Ecuaciones de balance de materia y energía

Balance de materia

Balance de energía

Descripción esquemática del balance de materia y energía

Problemas resueltos