Universidad Nacional del Callao Facultad de Ingeniería Química

Escuela Profesional de Ingeniería Química

EXTRACTOR LIQUIDO-LIQUIDO

CURSO : Balance De Materia y Energía GRUPO : 02Q

PROFESOR : Ing. Jack Zavaleta INTEGRANTES :

MENDOZA MURGADO, LUIS 042838-C PUGA USUCACHI, ELBER 042779-G TORRICO GARCES, JOSE LUIS 042783-D

2007

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INDICE

EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO

EXTRACTOR LIQUIDO-LIQUIDO………………………………………………..3 METODOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO……………………………...3

Contacto sencillo……………………………………………………………...3 Contacto Múltiple……………………………………………………………..4 Contacto múltiple en contracorriente………………………………………….4 Contacto diferencial en contracorriente……………………………………….4 Extracción con reflujo…………………………………………………………5

EQUIPOS UTILIZADOS PARA EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO…………….5 APARATOS MEZCLADORES………………………………………………………..5

Extractores anulares rotatorios…………………………………………………..6 Extractores de liquido rotatorios…………………………………………………7

COLUMNAS DE EXTRACCION………………………………………………………7 EXTRACTORES CENTRIFUGOS……………………………………………………8

Extractor podbielniak…………………………………………………………9 Extractor luwesta……………………………………………………..............9

APLICACIONES DE LA EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO……………………10 REFINACION DEL PETROLEO…………………………………………………10 PROCESOS EN LA INDUSTRIA DE SUBPRODUCTOS DEL HORNO DE COQUE……………………………………………………………………………….11

EXTRACCIÓN DE FITOSTEROLES………………………………………………11

REFERENCIAS………………………………………………………………….......12

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EXTRACCION LÍQUIDO-LÍQUIDO

La extracción líquido-líquido, consiste en poner una mezcla líquida en contacto con un segundo líquido miscible, que selectivamente extrae uno o más de los componentes de la mezcla. Se emplea en la refinación de aceites lubricantes y de disolventes, en la extracción de productos que contienen azufre y en la obtención de ceras parafínicas.

El líquido que se emplea para extraer parte de la mezcla debe ser insoluble para los componentes primordiales. Después de poner en contacto el disolvente y la mezcla se obtienen dos fases líquidas que reciben los nombres de extracto y refinado.

EXTRACTOR LÍQUIDO-LÍQUIDO:

La unidad extractor calcula los balances de materia y de energía de un extractor líquido-líquido. Permite hasta 5 alimentos y 6 extracciones de productos(aparte del extracto y del refinado), y hasta 300 etapas de contacto. Se considera que la “cabeza” de la columna es el extremo que produce el producto más ligero (de menor punto de ebullición), y la “base”, el que produce el más pesado (de mayor punto de ebullición). Las corrientes de alimentación deben introducirse desde la cabeza hasta la base (es decir, desde la más pesada hasta la más ligera), y los productos, en el siguiente orden: producto de la cabeza, producto de la base, productos laterales desde el más ligero al más pesado. En esta unidad, en cada etapa hay dos fases líquidas, y no se considera la existencia de una fase vapor. La fase ligera, de menor punto de ebullición, asciende por la columna y la fase pesada desciende por ésta. A menos que se especifique lo contrario se supone que las fases están en equilibrio. Se puede especificar la eficacia de etapa.

METODOS DE EXTRACCION LÍQUIDO-LÍQUIDO:

La extracción puede ser llevada a cabo por alguno de los métodos que a continuación se exponen.

1. Contacto sencillo: esta formado por una unidad de extracción. En él, el disolvente y la alimentación se pones juntos en las cantidades que se estimen convenientes y se separan las dos fases formadas. En la figura se da un esquema de este método para el caso en que la capa del extracto tiene una densidad inferior a ala del refinado. Este

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sistema es poco usado prácticamente. 2. Contacto múltiple: Una mejora del proceso anterior consiste en dividir el

disolvente en varias partes y tratar la alimentación sucesivamente con cada una de ellas. En la figura se representa una sistema de tres unidades. La extracción del soluto es mas completa que en el caso anterior y puede ser llevadas hasta los limites que se deseen aumentando el numero de estadios. Este método es el corrientemente usado en el laboratorio.

3. Contacto múltiple en contracorriente: El método está basado en poner la alimentación, rica en soluto, en contacto con una disolución concentrada de este, u los refinados `pobres en contacto con disoluciones tanto mas diluidas cuanto menor es la concentración de aquellos.

4. Contacto diferencial en contracorriente; El método esta basado en la diferencia de densidad de las dos fases que se forman para conseguir la marcha en contracorriente, la fase menos densa se introduce por la sección inferior de una columna de torre y la mas pesada por la parte superior.

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5. Extracción con reflujo: Cuando uno del os componentes de la alimentación es parcialmente miscible con el disolvente, solamente él puede ser obtenido puro, apareciendo en la otra fase una mezcla de los dos componentes. El reflujo, que puede ser aplicado a una fase o alas dos simultáneamente tiene por objeto colocara a la fase que se trate en las condiciones mas favorables para una mejor separación del componente a extraer.

EQUIPOS UTILIZADOS PARA LA EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO

1. APARATOS MEZCLADORES: El equipo para la extracción líquido-liquido depende de la forma en que se realice el proceso. Cuando el sistema está formado por estadios, hay dos fases bien diferenciadas: mezcla íntima y separación posterior que a su vez presentan aspectos diferentes según el proceso sea continuo o discontinuo. Los aparatos mezcladores, que consisten generalmente en tanques con dispositivos apropiados de agitación, deben proporcionar suficiente superficie de contacto durante un tiempo adecuado para que tenga lugar la transferencia de soluto. De los diversos tipos de aparatos empleados en la mezcla de materiales, los más utilizados en la extracción líquido-líquido son los agitadores y los mezcladores.

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a) EXTRACTORES ANULARES ROTATORIOS: Estos extractores, de los que se muestra uno esquemáticamente en la figura, constan de un cilindro exterior estacionario, dentro del cual gira un cilindro concéntrico. El contacto liquido-liquido ocurre en el espacio anular entre los dos. Este es probablemente el tipo más simple de los extractores agitadores y ha despertado interés en el campo de los procesos con energía atómica por su sencillez y porque promete corto tiempo de residencia por etapa. Esto es necesario en la extracción de soluciones muy radioactivas para reducir al mínimo daños ala disolvente.

b) EXTRACTORES DE DISCO ROTATORIO:

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Este extractor, inventado en holanda se muestra en la figura. Fijados ala casco de la torre hay varios “anillos estatores” horizontales, tabiques en forma de anillo que dividen el extractor en varios pequeños compartimientos cada uno de altura Hc. Una serie de discos, dispuestos en un eje central en cada compartimiento, giran para proporcionar la agitación mecánica. Como se muestra en la figura, el liquido ligero es el que se dispersa y la principal interfase liquido-liquido está en la parte superior, pero también puede dispersarse el liquido denso.

2. COLUMNAS DE EXTRACCIÓN: El tipo más corriente de aparato es el de columna, cuya sección viene fijada por los caudales que se deben manejar y cuya altura depende de la separación a conseguir. Lo mismo que en rectificación y absorción, los tipos más importantes de columnas son las de pulverización, de relleno y de platos. En la figura se especifican detalladamente dichas columnas de extracción.

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3. EXTRACTORES CENTRÍFUGOS:

Los extractores centrífugos aumentan la turbulencia y el grado de contacto por el empleo de elevadas velocidades de rotación.

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A. EXTRACTOR PODBIELNIAK: Indiscutiblemente son los más importantes de esta categoría. La rotación es entorno de un eje horizontal. El cuerpo del extractor es un tambor cilíndrico, cuya construcción interior puede variar considerablemente. En los primeros modelos, el tambor llevaba un pasaje de sección transversal rectangular y arrollado en una espiral de treinta y tantas vueltas por la cual, los liquidos, en las propias palabras del inventor “se deslizaban como dos serpientes que se acarician con amor a contracorriente”. Los modelos últimos constan de cilindros concéntricos, perforados con agujeros o hendiduras que sirven para el paso de ambos líquidos. B. EXTRACTOR LUWESTA: Este extractor que gira en torno de un eje vertical, es una variante del invento original de Coutor. Tiene tres etapas reales, de ordinario gira a 3800 r.p.m y su capacidad de flujo se acerca a 1300 galones/hora. Se usa más extensamente en Europa que en Estados Unidos, principalmente en la industria farmacéutica.

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APLICACIONES DE LA EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO:

REFINACION DEL PETROLEO: Sin duda esta industria usa los extractores más grandes y en mayor número, la mayor variedad de procesos de extracción y por tanto trata mayores cantidades de sustancias de alimentación del extractor que ninguna otra. La mayoría de los procesos de extracción en la industria del petróleo se clasifican dentro de las siguientes categorías: a) Endulzamiento de naftas ligeras o desulfuradas.

Separación de hidrocarburos en el tratamiento de aceites lubricantes del petróleo.

b) Los que envuelven desulfuración de productos del petróleo EXTRACCION DE FURFURAL DE ACEITES LUBRICANTES: El furfural es uno de los disolventes que gozan de más estimación. Se usa a temperatura relativamente alta en el intervalo de (65.50C a 1210C), lo que permite el tratamiento de fracciones cerosas de viscosidad relativamente alta, incluso incluso en torres con relleno, sin peligro de obturación de las torres. el disolvente tiene el inconveniente de oxidarse fácilmente al aire y polimerizarse, y por ello no es raro cubrirlo en los tanques de almacenamiento con gas de chimenea y desairear la solución de alimentación para reducir al mínimo el deterioro del disolvente. DESASFALTADO DE PROPANO: En este caso el propano es un disolvente de precipitación usado para desfalcar, se dispone de el fácilmente y a precio bajo en todas las refinerías comúnmente se usa a temperaturas por debajo de los 1210C con razones disolvente/solución de alimentación relativamente altas y la alta volatilidad hace fácil la recuperación del disolvente. Los extractos (aceite lubricante desasfaltado) pueden enfriarse por evaporación del propano para desparafinarlos antes de su separación.

DESULFURACION: Los compuestos de azufre en aceite de petróleo comprenden sulfuro de hidrogeno, disulfuro de carbono, mercaptanes y tiofenoles. Por lo general el sulfuro de hidrogeno se separa por extracción con solución acuosa de NaOH, que separa igualmente tiofenoles. Después de eliminar el H2S las gasolinas pueden endulzarse por conversión de los mercaptanes a mercapturos. El disolvente puede ser el NaOH acuoso, del cual se separan los mercaptanes por despojo con vapor con vapor de agua para recuperar el álcali.

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PROCESOS EN LA INDUSTRIA DE SUBPRODUCTOS DEL HORNO DE

COQUE

En la operación del horno de coque para obtención de subproductos, el gas desprendido durante la coquización se riega con agua y se enfría con lo que se deposita una solución acuosa llamada agua amoniacal. HIDROCARBUROS AROMATICOS: El benceno, el tolueno y los xilenos son los subproductos tradicionales de la industria de los hornos de coque. Tal como se obtiene primero están contaminados por hidrocarburos olefinicos y parafínicos y por compuestos que contiene el azufre como el tiofeno. Para competir con los hidrocarburos aromáticos de alta pureza obtenidos del petróleo, la planta de coque moderna hidrogena cataliticamente de manera selectiva hidrocarburos no aromáticos insaturados y compuestos de azufre.

EXTRACCIÓN DE FITOSTEROLES

Los fitosteroles se obtienen de residuos del proceso Kraft, mediante extracción líquido-líquido en equipos de contra-corriente. En la Unidad de Desarrollo Tecnológico (UDT) se esta realizando la implementación de una planta piloto, a modo de lograr el escalamiento del proceso a nivel industrial.

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REFERENCIAS:

Robert E. Treybal Extracción en Fase Liquida. Ángel Vian - Joaquín Ocón Elementos de Ingeniería Química . Internet Explorer www.google.com Internet Explorer www.altavista.com

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