Destilacin Operaciones Unitarias

Constanza Figueroa, Roberto Luman, Andres Maldonado, Maria Mansilla, Claudia Reyes.

Procesos y sus etapas PROCESOS INDUSTRIALES

Constan de distintas actividades o etapas para transformar eficaz y eficientemente materias primas en distintos productos.

ETAPAS

Se cuenta con ciertas actividades o procedimientos bsicos comunes a la mayor parte de los procesos industriales que se encuentran insertas en procesos fsicos, qumicos y biolgicos.

Definiciones

Y

conceptos

Parmetros

De

control

Fundamentos

Y

principios

Aplicacin en

la industria

del petrleo

Temas a tratar

Definiciones y conceptos

Operacin Unitaria DEFINICIN

Es una parte indivisible de cualquier proceso de transformacin donde hay un intercambio de energa de una materia prima en otro producto de caractersticas diferentes.

OBJETIVO

Modificar las condiciones de una determinada cantidad de materia prima de manera de obtener una forma ms til para nuestros fines.

Lixiviacin Evaporacin Secado

Volatilidad DEFINICIN

Es una medida de tendencia de una sustancia de pasar a la fase de vapor o una medida de la facilidad con que una sustancia se evapora. Es as como sustancias con mayor presin de vapor se evaporan ms fcilmente que las sustancias con una presin de vapor menor.

EJEMPLOS

El alcohol, a temperatura ambiente es prcticamente voltil, ya que comienza a evaporarse en forma espontnea, debido a que su temperatura de evaporacin es muy baja.

Destilacin DEFINICIN

Operacin de separar, comnmente mediante calor, los diferentes componentes de una mezcla, aprovechando las diferencias de volatilidades de los compuestos a separar.

PASOS

Para la separacin se pone en ebullicin la mezcla, as la fase de vapor que se forma consta de varios componentes, los cuales corresponden a los ms voltiles de la mezcla. Luego la fase de vapor obtenida se separa de la fase lquida y se condensa (destilado).

Tipos de Destilacin

Destilacin simple CUANDO SE UTILIZA?

Se utiliza cuando la mezcla de productos lquidos a destilar contiene nicamente una o varias sustancias voltiles, el cual posee un punto de ebullicin del lquido ms voltil difiere del punto de ebullicin de los otros componentes en, al menos, 80 C.

RESULTADO Ya sea, Porque en la mezcla inicial slo haba un componente, porque en la mezcla inicial uno de los componentes era mucho ms voltil que el resto, el resultado es la destilacin de un solo producto.

Destilacin simple DESTILACIN SIMPLE A PRESIN ATMOSFRICA

La destilacin a presin atmosfrica es aquella que se realiza a presin ambiental.

Se utiliza fundamentalmente cuando la temperatura del punto de ebullicin se encuentra por debajo de la temperatura de descomposicin qumica del producto.

DESTILACIN SIMPLE A PRESIN REDUCIDA O AL VACO

Esta Disminuye la presin en el montaje de destilacin con la finalidad de provocar una disminucin del punto de ebullicin del componente que se pretende destilar.

Se utiliza fundamentalmente cuando el punto de ebullicin del compuesto a destilar es superior a la temperatura de descomposicin qumica del producto.

Destilacin fraccionada CUNDO SE UTILIZA?

Se utiliza cuando la mezcla de productos lquidos que se pretende destilar contiene sustancias voltiles de diferentes puntos de ebullicin con una diferencia entre ellos menor a 80 C.

QU SUCEDE?

Al calentar una mezcla de lquidos de diferentes presiones de vapor, el vapor se enriquece en el componente ms voltil y esta propiedad se aprovecha para separar los diferentes compuestos lquidos mediante este tipo de destilacin.

Destilacin por arrastre de vapor CUNDO SE UTILIZA?

Posibilita la purificacin o el aislamiento de compuestos de punto de ebullicin elevado mediante una destilacin a baja temperatura (siempre inferior a 100 C).

QU PERMITE?

Es una tcnica de destilacin que permite la separacin de sustancias insolubles en H2O y ligeramente voltiles de otros productos no voltiles. A la mezcla que contiene el producto que se pretende separar, se le adiciona un exceso de agua, y el conjunto se somete a destilacin.

Destilacin azeotropica QU ES?

Este tipo de destilacin es una tcnica que se utiliza para romper un azetropo en las destilaciones. Un azetropo es una mezcla en estado lquido de varios componentes que tienen un punto de ebullicin constante, y de dicha manera, cuando la mezcla pasa a estado gaseoso (vapor), sus componentes se forman como si fuesen el mismo.

Parmetros de control

Parmetros de control EQUILIBRIO LIQUIDO-VAPOR

El equilibrio entre el vapor y el lquido de un compuesto est representado por la relacin de moles de vapor y lquido a una temperatura determinada, tambin puede estudiarse este equilibrio a partir de sus presiones de vapor.

TEMPERATURA

La temperatura influye en las presiones de vapor y en consecuencia de la cantidad de energa proporcionada por al sistema, tambin influye en la composicin del vapor y el liquido ya que estas dependen de las presiones de vapor.

Parmetros de control PRESIN

La presin tiene directa influencia en los puntos de ebullicin de los lquidos orgnicos y por tanto en el proceso de destilacin.

COMPOSICIN

La composicin es una consecuencia de la variacin de las presiones de vapor, de la temperatura, las que fijan las composiciones en el equilibrio.

Fundamentos y principios

Fundamento terico TEORA

Una mezcla de dos lquidos miscibles destila a una temperatura que no coincide con las temperaturas de ebullicin de los dos lquidos componentes de la mezcla. Esta temperatura puede ser intermedia entra las dos, superior o inferior. El vapor que se desprende no tiene la composicin del lquido original, sino que es ms rico en el voltil.

CONCLUIMOS QUE

Un mol de cualquier soluto no voltil abatir la presin de vapor del disolvente lquido en una cantidad caracterstica para ese disolvente. Debido a la presencia del soluto es necesario hacer una correccin de la presin de vapor del lquido puro para calcular la presin de vapor de la disolucin utilizando la siguiente expresin:

Ley de Raoult FORMULAS

Esta ley slo es vlida para una disolucin ideal, es decir que los componentes se mezclen sin una combinacin qumica ni efectos de asociacin molecular

Ley de Raoult

MEZCLA DE LQUIDOS Y SOLIDOS

Ejemplo PROBLEMA

Se desea separar por destilacin una mezcla formada por dos moles de benceno y dos moles de tolueno. A 26C, la presin parcial del benceno es de 54 mmHg y la del tolueno es de 28 mmHg. Cul es la presin de vapor de la mezcla resultante?

PASOS

Calculamos los moles correspondientes: benceno 0,5 y tolueno 0,5

Luego Presin parcial

Para el benceno: Pp = (0,5)(94mmHg) = 47 mmHg

Para el tolueno: Pp = (0,5)(28mmHg) = 14 mmHg

Luego la presin total

Ptotal = 47mmHg + 14mmHg = 61mmHg

Aplicacin en la industria del petrleo

Aplicacin en la industria del petrleo INDUSTRIA

Cuando el crudo llega a la refinera es sometido a un proceso llamado destilacin fraccionada, es una operacin fsica y fundamental para el refino del petrleo en el cual su objetivo es conseguir separar los diversos componentes del crudo mediante calor.

Esta operacin en las industrias se realiza mediante las torres de fraccionamiento, obteniendo:

Residuos slidos, Aceites y lubricantes, Gasleo y fuel, Querosn, Naftas, Gasolinas, Disolventes, GLP

Destilacin atmosfrica APLICADA A LA INDUSTRIA DEL PETRLEO

En las torres de destilacin atmosfrica o tambin llamado topping, es la que se realiza a una presin cercana a la atmosfrica. Se utiliza para extraer los hidrocarburos presentes de forma natural en el crudo, sin afectar a la estructura molecular de los componentes.

Para que se produzca el fraccionamiento o separacin, es necesario que exista un equilibrio entre las fases lquido y vapor, que es funcin de la temperatura y presin del sistema

Destilacin al vaco APLICADA A LA INDUSTRIA DEL PETRLEO

Este sistema de destilacin es la operacin complementaria de destilacin del crudo procesado en la unidad de destilacin atmosfrica que no se vaporiza y sale por la parte inferior de la columna de destilacin atmosfrica.

Se utiliza cuando la temperatura del punto de ebullicin del compuesto a destilar es superior a la temperatura de descomposicin qumica del producto.

Finalmente

Operaciones unitarias Estas son la base de la industria y de la transformacin de materiales, durante una operacin unitaria pueden estar referidas a:

1) Cambios en la masa de acuerdo a la cantidad.

2) Cambios en la energa referidas a la energa total.

3) Cambios del movimiento de la sustancia original dado por variaciones en la direccin, sentido y velocidad.

Estos cambios nos permiten que entren materias primas de mejor utilidad a un proceso, luego de pasar por operaciones unitarias, y obtener mejores productos.