DESTILACION DISCONTINUA

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

(Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA)

FACULTAD DE QUÍMICA E INGENIERÍA QUÍMICA

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LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS AGROINDUSTRIALES II

TEMA: DESTILACION DISCONTINUA

PROFESOR:

Dr. Eliana Jara Morante

INTEGRANTES:

Chávez Carlos, Rosario Vanesa

Falcón Espinoza, Carlos Elisaúl

Garay García, Eliana Li

Tamiko, Mitzuma Ulloa

Ramos Baiz, Karla Pamela

Sotomayor Huari Gabriela

HORARIO:

Sábado: 8:00 a.m. - 12:00 p.m.

FECHA DE REALIZACIÓN DE PRÁCTICA:

07 de Junio del 2014.

FECHA DE ENTREGA DE INFORME:

03 de Julio del 2014

Índice:

Índice:        2

INTRODUCCIÓN        4

OBJETIVOS GENERALES        5

OBJETIVOS ESPECÍFICOS        5

MARCO TEÓRICO        6

DESTILACIÓN        6

IMPORTANCIA        7

TORRE DE DESTILACIÓN        7

DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO LIQUIDO-VAPOR        9

EQUILIBRIO VAPOR-LÍQUIDO        9

COMPOSICIÓN PROMEDIO DEL DESTILADO        10

VOLATILIDAD RELATIVA        11

LEY  DE MCCABE-THIELE.        11

DETALLES EXPERIMENTALES        12

Materiales        12

Instrumentos        12

Equipos        12

Reactivos        12

PROCEDIMIENTO        12

DIAGRAMA DEL EQUIPO        13

TABLAS DE DATOS EXPERIMENTALES        14

RESULTADOS        15

Diagrama de equilibrio etanol-agua (fracción molar del etanol en la fase vapor (y) vs fracción molar del etanol  en la fase liquido (x)        15

DISCUSION DE RESULTADOS        17

CONCLUSIONES        18

RECOMENDACIONES        19

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS        20

APENDICE        21

EJEMPLO DE CÁLCULO        21

1. DETERMINACIÓN DE LA COMPOSICIÓN EN EL TOPE (XD) Destilado        21

2.- DETERMINACIÓN DE LA COMPOSICIÓN EN EL FONDO (XW) MEZCLA        21

CÁLCULO DEL BALANCE  DE MATERIA Y ENERGÍA EN EL DESTILADOR DISCONTINUO        22

BALANCE DE MATERIA PARA CADA LOTE USANDO LA ECUACIÓN  DE RAYLEIGH        22

ANEXOS:        24

TABLA DE DENSIDADES A DIFERENTES GRADOS ALCOHOLICOS Y DISTINTAS TEMPERATURAS        24

TABLA DE  DENSIDADES DEL AGUA  A DISTINTAS TEMPERATURAS        25

INTRODUCCIÓN

La destilación por lotes, o también llamado destilación en batch, es una operación que consiste en cargar al equipo una determinada cantidad de la mezcla de interés para que, durante la operación, uno o más compuestos se vayan separando de la mezcla original. Un ejemplo común corresponde a las destilaciones que ocurren en los laboratorios, donde una mezcla es vaciada en un recipiente y calentado hasta hervir. El vapor formado se retira continuamente por condensación, que corresponde al compuesto más volátil.

La separación de la mezcla alcohol-agua se da por este tipo de destilación ya que sus condiciones de presiones de vapores  y temperaturas de ebullición se prestan para poder separarse. Tanto el agua como el etanol poseen temperaturas de vaporización diferentes por lo que su separación se puede realizar al momento de llegar a la temperatura de ebullición del fluido menos volátil y paso seguido condensar hasta una temperatura superior a la del líquido más volátil.

 Es por ello que la destilación es una operación unitaria muy importante en  muchos sectores de la industria. Se utiliza para la separación de licores de alto grado alcohólico como el pisco, el yonque, el anisado, etc.

En el presente informe se expondrá la explicación del proceso de destilación discontinua  analizando paso a paso lo que ocurre en dicho sistema, las partes del mismo y las comparaciones que hay entre los resultados teóricos  y los resultados prácticos  

OBJETIVOS GENERALES  

• Separa el alcohol etílico de una mezcla etanol - agua en una columna de destilación discontinua  

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Analizar la relación que existe entre la temperatura y el fenómeno de separación entre el alcohol y el agua.
• Aplicar los conocimientos teóricos aplicados a la práctica.
• Analizar la importancia del uso de los tubos de empaque en la columna de un sistema de  destilación.

MARCO TEÓRICO

DESTILACIÓN

 Es  una técnica que nos permite separar mezclas, comúnmente  líquidas, de sustancias que tienen distintos puntos de ebullición. Cuanto mayor sea la  diferencia entre los puntos de ebullición de las sustancias de la mezcla, más eficaz será  la separación de sus componentes; es decir, los componentes se obtendrán con un mayor grado de pureza. La técnica consiste en calentar la mezcla hasta que ésta entra en ebullición. En este  momento los vapores en equilibrio con el líquido se enriquecen en el componente de la  mezcla más volátil (el de menor punto de ebullición). A continuación los vapores se  dirigen hacia un condensador que los enfría y los pasa a estado líquido. El líquido  destilado tendrá la misma composición que los vapores y; por lo tanto, con esta sencilla  operación habremos conseguido enriquecer el líquido destilado en el componente más  volátil.

Esta técnica de separación está fundamentada en la ley de Dalton y de Raoult la cual denota que si tenemos una mezcla  líquida en equilibrio con su vapor, la fracción molar de cada componente de la mezcla  en estado gaseoso, para un líquido de comportamiento ideal, está relacionado con las  presiones de vapor de los componentes puros y con las fracciones molares de los  mismos en estado líquido mediante la siguiente expresión:

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Yi = Fracción molar de cada componente en la fase gaseosa

Xi = Fracción molar de cada componente en la fase líquida

P0i = Presión de vapor de cada componente puro

DESTILACION DISCONTINUA O BATCH:

En este tipo de destilación se coloca una carga de alimentación en el calderín y se comienza la calefacción del mismo. El vapor producido asciende a través de una columna de fraccionamiento o torre de destilación y seguidamente se condensa dando el producto de cabeza, mientras que en el calderín queda al conducir la destilación, un residuo menos volátil. Cuando se pone en funcionamiento una columna de destilación discontinua puede operarse a reflujo total hasta que se alcancen las condiciones de equilibrio, fijándose en ese momento la velocidad de reflujo deseado, o bien puede fijarse desde el principio la relación  de reflujo requerida devolviendo el destilado obtenido en el calderín hasta que se consigan las condiciones de equilibrio.

IMPORTANCIA

• La destilación por lotes de usa industrialmente cuando se trabaja con pequeñas cantidad de líquido, o cuando se requiere obtener diversos productos con un mismo equipo.
• Su principal ventaja es su versatilidad.

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Figura N°1. Equipo de destilación discontinua del Laboratorio de Operaciones Unitarias II

TORRE DE DESTILACIÓN

Para lograr el íntimo contacto entre las fases liquidas y vapor con objeto de establecer el intercambio de materia entre ambas fases, interesa que la superficie y el tiempo de contacto sean suficientes. En la práctica este contacto se logra con dos dispositivos diferentes: el de los platos de borboteo que retienen el líquido a través del cual se ve obligado a pasar el vapor, y el de los cuerpos de relleno, que llegan al interior de la columna verificándose el contacto entre las fases sobre la superficie de estos cuerpos de relleno.

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