Prof. Ing. Yolimar Fernández

-DEFINICIÓN DEL PROCESO.

- APLICACIONES INDUSTRIALES DEL PROCESO.

- TIPOS DE DESTILACIÓN.

� DESTILACIÓN SIMPLE.

� DESTILACIÓN POR CARGA.

� DESTILACIÓN POR ARRASTRE DE VAPOR.

� DESTILACIÓN AL VACIO.� DESTILACIÓN AL VACIO.

� DESTILACIÓN EXTRACTIVA.

� DESTILACIÓN AZEOTRÓPICA.

� DESTILACIÓN SÚBITA.

� DESTILACIÓN FRACCIONADA.

-CARACTERÍSTICAS DE LA DESTILACIÓN FRACCIONADA.

- CONCEPTOS CLAVES DE FRACCIONAMIENTO.

- TIPO DE CONTACTO.

- MÉTODOS ANALÍTICOS Y GRÁFICOS.

- REFERENCIAS BIBLIOGRAFÍCAS.

Proceso unitario que consiste en calentar un líquido hasta que sus

componentes más volátiles pasan a la fase de vapor y, a continuación,

enfriar el vapor para recuperar dichos componentes en forma líquida por

medio de la condensación.

ObjetivoSeparar una mezcla de varios componentes aprovechando

sus distintas volatilidades, o bien separar los materiales

volátiles de los no volátiles.

1Industria del petróleo, para generar: gases ligeros, nafta,

gasolina, queroseno, diesel, aceite lubricante y asfalto, los

cuales se obtienen por destilación del petrolero crudo.

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2Purificación de solventes y en plantas petroquímicas

3Industria de las bebidas alcohólicas para separar etanol de los

demás productos de la fermentación de carbohidratos.

2Purificación de solventes y en plantas petroquímicas

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Destilación simple Destilación por caga

�Puede llevarse a cabo de forma continua odiscontinua.

� Se describe mejor como una operación detransmisión de calor, exactamente igual que elevaporador.

� Separación de líquidos con PB<150º a presiónatmosférica de impurezas no volátiles o líquidosmiscibles que presenten un PB al menos 25ºsuperior al primero de ellos.

�Trabajan de dos maneras: a reflujo constante y adestilado de composición constante.

� No se alcanza el estado estacionario.

� Aumento de la temperatura en el calderin amedida que avanza el proceso.

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Destilación por arrastre de

vaporDestilación al vacio

�Caso especial de destilación de mezclasheterogéneas y se aplica a compuestos insolublesen agua y de puntos de ebullición altos.

� Se emplea en la separación de líquidos con unpunto de ebullición superior a 150ºC.

� Se utiliza cuando el líquido tiene un punto deebullición excesivamente alto o descompone aalta temperatura.

�Usado con bastante frecuencia para separar uncomponente de alto punto de ebullición decantidades pequeñas de impurezas no volátiles

�Se emplea algunas veces en la industriaalimenticia para eliminar contaminantes y saboresde grasas y aceites comestibles.

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Destilación extractiva Destilación azeotrópica

� Se separa por la cabeza de la columna uncomponente y como residuo la mezcla del otrocomponente y el disolvente añadido.

� Agente arrastrador que forma un azeótropo conuno de los componentes originales.

� Uso de disolvente que altera las volatilidadesde los componentes.

� El azeótropo formado después romperse pordiversos procedimientos.

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Destilación súbita o flash Destilación fraccionada

� Evaporación rápida -En una sola etapa.

� Vaporización de una fracción definida dellíquido.

� Condensación del vapor.

� Se usa para componentes que tienentemperaturas de ebullición muy diferentes.

� Serie de etapas de vaporización instantánea, dondelos productos gaseosos y líquidos de cada etapafluyen a contracorriente.

� Destilación más a utilizada a nivel industrial y selleva a cabo en una columna.

� Contacto del vapor y el líquido,produciéndose una transferencia de materia.

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Objetivo:Separación de componentes en

la medida que sus volatilidades

lo permitan.

Cuanto mayor es la diferencia

de volatilidades mayor será la

fuerza impulsora en el proceso

y mayor el grado de separación

posible a conseguir.

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Etapa ideal

1. Que los productos sean un vapor y un líquido.

2. El vapor y el líquido deben estar en equilibrio.

3. El vapor y el líquido deben estar íntimamente mezclados.

LLLLnnnn----1111

TTTTnnnn----1111, P, P, P, Pnnnn----1111

VVVVnnnn

TTTTnnnn, P, P, P, Pnnnn

Etapa nEtapa nEtapa nEtapa nTTTTnnnn , P, P, P, Pnnnn

Etapa no ideal

LLLLnnnn

TTTTnnnn,,,, PPPPnnnn

VVVVn+1n+1n+1n+1

TTTTn+1n+1n+1n+1, P, P, P, Pn+1n+1n+1n+1

� No se alcanza el equilibrio

�Su eficiencia depende de lascaracterísticas físicas del plato y los flujosde líquido y vapor.

LLLLíquidoíquidoíquidoíquido

TTTT,,,,PPPP

VVVVaporaporaporapor

T, PT, PT, PT, P

Etapa nEtapa nEtapa nEtapa nTTTTnnnn , , , , PPPPnnnn

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Condensador total

V1

Lo D

Agua de

enfriamiento

• No equivale a una etapa idea

• No está contabilizado dentro del número de etapascalculado mediante el método de McCabe-Thiele

Agua de

enfriamiento

V1

Lo

D

Condensador parcial

• Corresponde a una etapa ideal

• Viene representado por la primera etapa de la columna.

.

Rehervidor total

• No equivale a una etapa idea

Vapor de calentamiento

VN+1

•La última etapa que se calcula en el Método McCabe –Thiele corresponde al último piso en la columna y no a lacaldera.

Rehervidor parcial

• Corresponde a una etapa ideal

calentamiento

W

LN

Vapor de calentamiento

LN

W

VN+1

• El vapor resultante se alimenta alúltimo piso de la columna; dicho vapory R se encuentran en equilibrio.

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Contacto continuo

� Elementos sólidos de pequeño tamaño, inertes a las fases circulantes y distribuidos al azar u ordenados.

�Se transferirán los componentes menos volátiles ymás volátiles, obviamente en sentidos opuestos.

� Fuerza impulsora actúa a lo largo de toda lacolumna.

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Contacto por etapas

�En cada plato tiene lugar la mezcla de ambas corrientes, produciéndose la transferencia de materia entre el vapor y el líquido.

�Fuerza impulsora: diferencia de composiciones entrelas corrientes que llegan al plato y las correspondientesde equilibrio a la presión y temperatura de esa etapa.

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EMPACADA PLATOS

• Pequeños diámetros • Carga variables de líquido o vapor.

• Medios corrosivos. • Necesidad de utilizar serpentines

de refrigeración en la columna.

• Destilaciones críticas al vacio. • P operación > P atm

• Baja caída de presión. • Bajas velocidades de líquido.• Baja caída de presión. • Bajas velocidades de líquido.

• Baja retención de líquido. • Elevado número de etapas y

diámetros.

• Líquidos con tendencia a formar

espuma.

• Elevado tiempo de residencia para

líquidos.

• Son utilizadas a escala piloto. • Posible ensuciamiento y grandes

cambios de temperatura.

MÉTODOS ANALÍTICOS

MÉTODO DE SOREL

MÉTODO DE SOREL-LEWIS

MÉTODO DE SMOKER-ROSE

OPERACIONES DE SEPARACIÓN POR ETAPAS DE EQUILIBRIO

RECTIFICACIÓN

MÉTODO DE FENSKE

MÉTODOS SIMPLIFICADOS MÉTODOS RIGUROSOS

MÉTODOS ANALÍTICOS

MÉTODO DE PONCHON Y SAVARIT

MÉTODOS GRÁFICOS

MÉTODO DE McCABE THIELE

DIAGRAMA ENTALPÍA - COMPOSICIÓN

�COULSON, J.M. y J.F. RICHARDSON. “Ingeniería Química.Tomo II. Operaciones básicas”. Editorial Reverté, Barcelona,1988.

� TREYBAL, R. “Operaciones de Transferencia de Masa”.Editorial McGRAW-HILL. 3a edición. México, 1998.Editorial McGRAW-HILL. 3a edición. México, 1998.

�OCON J Y TOJO G. “Problemas de Ingeniería Química”. TomoII. Madrid España. 1980.