Las operaciones bsicas que se llevan a cabo en la industria qumica implican, en la mayor parte de los casos, el manejo de fluidos y slidos que hay que impulsar, mezclar, calentar, enfriar, concentrar, separar, etc. Habitualmente, estas actividades se llevan a cabo en el seno de una sola fase, lquida o gaseosa, o por contacto entre dos fases.

A pesar de la amplia variedad de operaciones, las transformaciones que estn ocurriendo se pueden interpretar teniendo en cuenta que lo que en realidad se est transportando, dentro de una fase o entre dos fases, es una o varias de las tres propiedades extensivas: materia, energa o cantidad de movimiento. El diseo 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 mayora de las operaciones bsicas, los tres fenmenos de transporte transcurren simultneamente, siendo el ms lento de ellos el fenmeno controlante, es decir, el que determina la velocidad global del proceso, y el que debe tenerse en cuenta para el diseo 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 ms componentes entre dos puntos de una fase o entre dos fases. En sistemas formados por una sola fase, si existe alguna diferencia de concentracin de un componente entre dos puntos, habr un transporte de ese componente desde la zona ms concentrada a la menos concentrada, hasta llegar a la igualdad de concentraciones, lo que supone que el sistema est en equilibrio.

En el caso de un sistema formado por ms de una fase, el sistema tambin evolucionar hacia el equilibrio, pero en este caso, el equilibrio no supone la igualdad de concentraciones en las dos fases, sino que cada componente se repartir entre las dos fases en unas concentraciones que dependern de la presin y de la temperatura del sistema. Si variamos la presin, la temperatura o ambas, tambin nos variarn las concentraciones de cada una de las fases en el equilibrio.

La mayora de las operaciones bsicas de separacin se basan en la existencia de dos o ms fases en las en las que los componentes tienen concentraciones distintas a las que corresponderan al equilibrio. As, si las dos fases se ponen en contacto, se produce espontneamente 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 separacin son debidas a las condiciones poco favorables del equilibrio termodinmico, ms que a la velocidad de transferencia de materia. Para que exista separacin debe cumplirse que: 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 se denomina coeficiente de reparto, k. El cociente entre los coeficientes de reparto es la selectividad relativa, , (volatilidad relativa si estamos en una mezcla con una fase lquida y otra vapor): Cuanto ms alejado est de la unidad el valor de la selectividad relativa, ms fcil ser la separacin.

Por lo tanto uno de los requisitos para lograr una buena separacin es que la composicin de cada uno de los componentes sea muy distinta en cada una de las fases, puesto que el mayor grado de separacin que podemos lograr para unas condiciones dadas de presin 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 operacin.Otro de los requisitos para llevar a cabo una buena separacin es que las dos fases se mezclen fcil e ntimamente para favorecer el transporte de los componentes de una fase a otra, y

La rectificacin tiene como propsito la separacin de dos o ms componentes para obtener productos que deben cumplir ciertas especificaciones de pureza que pueden ser hasta de un 99.999%. Se puede ver como una operacin en la cual una serie de etapas de evaporacin instantnea son arregladas en serie, de tal forma que los productos de cada etapa son alimentados a las etapas adyacentes. La concentracin del componente o componentes del ms bajo punto de ebullicin se va incrementando en el vapor de cada etapa en la direccin del flujo del vapor y disminuyendo en el lquido en la direccin de flujo del lquido, debido a esto la temperatura disminuye de etapa a etapa y alcanza su valor mnimo cuando el vapor es producido en la primera. Similarmente la temperatura se va incrementando en la direccin del flujo del lquido y alcanza su valor mximo en el punto donde el producto lquido es eliminado del proceso. Este proceso de separacin es efectuado en columnas de platos o empacadas, donde los productos son un destilado en el domo y un residuo en los fondos. La destilacin se utiliza mucho para separar mezclas lquidas en componentes ms o menos puros. Debido a que la destilacin implica evaporacin y condensacin de la mezcla, es una operacin que necesita grandes cantidades de energa. Las aplicaciones de la destilacin son muy diversas. Las fracciones del petrleo (tales como gases ligeros, nafta, gasolina, kerosn, combustleo, aceites lubricantes y asfalto) se obtienen en grandes columnas de destilacin a las que se alimenta el crudo. Estas fracciones se procesan despus para obtener los productos finales y, con frecuencia, la destilacin tambin interviene en las etapas intermedias de este proceso. Otras aplicaciones de la destilacin a reflujo total son: destilacin atmosfrica del petrleo, aplicaciones en la produccin en grande escala de alcohol con un elevado grado alcohlico, destilacin fraccionada de petrleo crudo, destilacin atmosfrica de corrientes lquidas que contienen hidrocarburos, purificacin de amoniaco, purificacin de mezclas acuosas que tienen como componentes principales cido actico y cido frmico, purificacin de trimetilolpropano obtenido por hidrogenacin, entre otras.Para la determinacin de la eficiencia total de una columna de rectificacin a reflujo total se pueden emplear los mtodos grficos de Ponchon-Savarit o bien el Mc Cabe-Thiele. El primero se basa en el diagrama de entalpia-concentracin y diagrama de equilibrio de la mezcla, mientras que el segundo emplea para su clculo solo el diagrama de equilibrio.DEFINICIONES:RELACION DE REFLUJOSe define como la relacin entre la cantidad de mezcla que retorna a la columna (Lo) y el destilado que sale del sistema (D)REFLUJO TOTALSe define como el retorno de todo el destilado obtenido por el domo de la columna de reflujo sin que haya extraccin de residuo y alimentacin de la mezcla.

EFICIENCIA TOTAL DE LA COLUMNAEs la relacin entre el nmero de etapas tericas necesarias para la separacin menos 1 y el nmero de platos reales de la columna multiplicado por 100EFICIENCIA DE CADA PLATOEs la relacin entre la diferencia de concentraciones reales y la diferencia de concentraciones ideales.