Extracción Líquido - Líquido

Universidad del Atlántico

Departamento de Ingeniería Química

Clase: Transferencia de Masa II

Extracción Líquido - Líquido

Separación de los componentes de una mezclalíquida, por contacto con otro líquidoinmiscible con ella o parcialmente inmiscible yque disuelve preferentemente a uno de losconstituyentes

Xc,F

Yc,E

Xc,R

Diagrama triangular equilateral

E M

M R

x xR LineaME

E LineaRM x x

x y

CC

C A B

mx

m m m

CC

C A B

my

m m m

Diagrama de equilibrio tipo I, A y B parcialmente miscibles

Diagrama de equilibrio tipo II, A-B y B-C parcialmente miscibles

Efecto de la temperatura en la solubilidadn-hexano(A) -anilina(B) -metilciclopentano(C)

T=298K T=307.5K T=318K

Coordenadas rectangulares

A B

C

%B

%C

Datos de equilibrio

ChIoroformo-Acetone-Agua

Fase de AguaxAc xCh

Fase de CloroformoyAc yCh

Agua Clorof Ac Agua Clorof Ac82.97 1.23 15.80 0.158 0.012 1.30 70.00 28.70 0.287 0.700

73.11 1.29 25.60 0.256 0.013 2.20 55.70 42.10 0.421 0.557

62.29 1.71 36.00 0.360 0.017 4.40 42.90 52.70 0.527 0.429

45.60 5.10 49.30 0.493 0.051 10.30 28.40 61.30 0.613 0.284

34.50 9.80 55.70 0.557 0.098 18.60 20.40 61.00 0.610 0.204

23.50 16.90 59.60 0.596 0.169 23.50 16.90 59.60 0.596 0.169

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

P

FracciónAcetona

Fracción Cloroformo

x y

AcAc

Ac Ch W

mx

m m m

AcAc

Ac Ch W

my

m m m

Extracción en una sola etapa

Etapa

Alimentación, F

Solvente, S

Refinado, R

Extracto, E

, , ,C F C S C MFx Sy Mx F S M E R

, , ,C E C R C MEy Rx Mx

, ,

, ,

C M C R

C E C R

x xE

M y x

,C Fx

,C Sy

,C Rx

,C Ey

,C Rx,C Ey

De la curva de equilibrio hallamos:

, , ,( )C E C R C MEy M E x Mx

,C Rx

,C Ey

, 0.6C Fx

Ejemplo: Extracción en una sola etapaCloroformo puro es usado para extraer acetona de una alimentación que contiene 60 wt% acetona y40 wt% de agua. El caudal másico de la alimentación es 50 kg/h y el del solvente también es 50 kg/h.La operación es llevada a cabo a 298K y 1 atm. Hallar los flujos másicos del extracto y del refinado ysus respectivas composiciones cuando una solo etapa es usada.

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

P

Etapa

Alimentación, F=50Kg/h Refinado, R

Extracto, E, 0C Sy

,C Rx

,C Ey

Frac

ció

n A

ceto

na

Fracción Cloroformo

Solvente, S=50Kg/h

, , ,C F C S C MFx Sy Mx

,50(0.6) 50(0) 100 C Mx , 0.3C Mx

, 0.189C Rx , 0.334C Ey

, , ,C R C E C MRx Ey Mx

, ,

, ,

C M C R

C E C R

x xE M

y x

, , ,( )C E C R C MEy M E x Mx

0.3 0.189100

0.334 0.189E

76.71 /E kg h

100 76.71 23.29 /R M E kg h

Extracción a corriente cruzada

AlimentaciónF

Solvente,

Extracto

Refinado

1R

2R

3R

1E

2E

3E

S

F

A B

C

Extracción a contracorriente en

varias etapas

Etapa

1

Etapa

2

Etapa

N-1

Etapa

N

, , 1 ,1 , ,C F C S C N C N C MFx Sy E y R x Mx

1 NF S E R M

, ,

,

C F C S

C M

Fx Syx

F S

1NR S F E R

1N N NR S R E

1N N NR E R S R

1R

2R

3R

1E

2E

3EF

4R

4E

S

A B

C

M

R

1NR S F E R

1N N NR E R S R

Diagrama de extracción a contracorriente en varias etapas

F

1E1E

4R

S1R2R

3R

1M

2M

3M