Rectificacion Continua

OBJETIVOS

Desarrollar los conocimientos para comprender el fenómeno de la separación de líquidos volátiles, por medio de la destilación de una mezcla binaria en una columna adiabática de rectificación por lotes, combinando y comparando los resultados experimentales con los teóricos calculados a partir de la ecuación de Rayleigh y poder predecir los tiempos de operación, las masas y concentraciones obtenidas.

Realizar los diagramas de equilibrio binario de los sistemas: etanol-agua, como solución ideal –gas ideal y solución no ideal- gas ideal.

Observar una conducta adecuada durante la realización de la práctica exhibiendo una disciplina profesional.

INTRODUCCION

Destilación por lotes también llamada destilación por cargas, es el proceso de separación de una cantidad específica (la carga) de una mezcla líquida en productos. Este proceso se utiliza ampliamente en laboratorios y en las unidades pequeñas de producción, donde la misma unidad puede tener que servir para muchas mezclas. Cuando existe n componentes en el material de alimentación, será suficiente una columna por lotes, donde se requerirían n−1 columnas de destilación continuas simples.

La destilación por lotes es una operación que no ocurre en estado estable, debido a que la composición de la materia prima cargada varía con el tiempo. Las primeras trazas obtenidas son ricas en el compuesto más volátil, pero a medida que procede la vaporización el contenido de este compuesto va disminuyendo. Lo anterior se ve reflejado en el aumento de la temperatura de todo el sistema de destilación, debido a que en el recipiente se concentran los componentes menos volátiles.

Una operación en discontinuo es benéfica sí:

La cantidad de materia prima a destilar es demasiado pequeña como para realizar una operación en continuo. Las principales limitaciones se dan en los equipos que requieran una capacidad mínima de operación como las bombas, intercambiadores de calor, tuberías e instrumentación.

Los requerimientos de operación de la planta oscilan en gran medida debido a las características de la alimentación y el volumen a manejar. Los equipos para destilación por lotes ofrecen mayor flexibilidad operacional que los equipos que trabajan en continuo.

Se desea utilizar el equipo de destilación para aplicar a diversas recuperaciones de productos.

El producto principal posee pequeñas cantidades de impurezas Para los sistemas de destilación por lotes aparecen diversas configuraciones que definen tanto el fenómeno como la forma de modelar la operación, las cuales son:

Destilación simple sin reflujo

Destilación con reflujo constante

Destilación con reflujo variable

Destilación con reflujo (columna de enriquecimiento)

La destilación en una columna que solo posee zona de enriquecimiento es un caso especial de separación en donde la columna solo posee la sección correspondiente a la rectificación. Por lo tanto, la alimentación no se realiza en un sector cercano a la mitad de la columna, sino que se hace por el fondo en forma de vapor. El vapor puede ser inyectado directamente cuando procede de otra columna, de otra manera se utiliza un rehervidor para generarlo.

El destilado que se produce por la cima de la torre de destilación, generalmente, es muy rico en el componente más volátil y el residuo contiene una pequeña fracción del componente más ligero.

Esta configuración de columna aparece por la necesidad de obtener los productos de cabeza de la torre con una alta concentración del compuesto más volátil a un precio reducido. La figura muestra el esquema de una torre que posee solo zona de enriquecimiento y opera por lotes. Planteando los balances de materia a la columna se obtiene:

Separando variables e integrando la ecuación

La ecuación de balance de materia anterior es

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