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Destilación

Conceptos básicosDestilación:

Es la separación de los constituyentes de una mezcla líquida por

vaporización parcial de la misma. Los constituyentes más volátiles de la mezcla

se obtienen por el tope de la columna y los menos volátiles por el fondo. El

principio sicoquímico de la destilación es la diferencia de las temperaturas de

ebullición de los constituyentes de la mezcla. A mayor diferencia de

temperatura, mayor es la concentración del más volátil en el tope, por tanto

más fácil es la separación por destilación convencional. Las soluciones ideales

son aquellas para las cuales son aplicables la Ley de Raoult y para baas

presiones la Ley de !alton, entonces"

Ley de Raoult: si dos o más especies liquidas forman una disolución

liquida ideal con una mezcla de vapor en equilibrio, la presión parcial pi

de cada componente en el vapor es proporcional a su fracción molar en

el líquido #. La constante de proporcionalidad es la presión de vapor $i

%&' de la especie pura a la temperatura del sistema.

  pi ( $i %&' #i %)'

Además, a baa presión, es aplicable la Ley de !alton para la fase de

vapor* donde $ es la presión total e yi la fracción molar en la fase de

vapor"

  pi ( $ yi %+'

ombinando %+' y %-' se tiene"

 y i=( Pi (T )/ P ) x i(3)

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$ara sistemas que presentan diferentes interacciones entre los

constituyentes de la fase líquida se producen desviaciones de la Ley de Raoult.

A veces la interacción toma la forma de una fuerte repulsión, tal como ocurre

entre idrocarburos y a/ua. En un sistema liquido binario de los componentes

A y 0, si estas repulsiones conducen a una inmiscibilidad prácticamente

completa, la presión total sobre las dos fases líquidas es la suma de laspresiones de vapor de los componentes individuales"

 P= P A (T )+ PB (T )(4)

1. Volatilidad relativa o factor de separación:$ara sistemas en los que la fase líquida es una solución ideal que si/ue

la ley de Raoult y la fase de vapor si/ue la ley de los /ases ideales, es posible

formular volatilidades relativas que son funciones e#clusivas de la temperatura.

$ara el equilibrio líquido vapor se dene para cada especie i un llamado valor 1 

%o relación de equilibrio vapor2líquido', que viene dado por"

 K i= y i

 x i

= Pi (T  )

 P(5)

3i la mezcla contiene tambi4n el componente , la volatilidad relativa de ia se puede e#presar como la relación de los valores 1 de los dos

componentes"

α ij= K i

 K  j= y i/ x i

 y  j / x j

(6)

El n5mero de etapas teóricas que se requiere para separar dos especiesasta un deseado /rado depende /randemente de este índice. uanto mayor

es el aleamiento de la volatilidad relativa con respecto del valor unidad, menor

es el n5mero de etapas de equilibrio que se requieren para un determinado

/rado de separación.

2. Destilación discontinua:

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En las operaciones discontinuas se car/a una cantidad inicial de material

en el equipo y durante la operación se retiran de forma continua una o más

fases. 6n eemplo familiar es la destilación ordinaria de laboratorio, en la que

se car/a líquido en un calderín y se calienta asta ebullición. El vapor que se

forma se retira y condensa de forma continua.

En las separaciones discontinuas no se alcanza el estado estacionario y

la composición de la car/a inicial varia con el tiempo. Esto da lu/ar a un

aumento de la temperatura del sistema y a una disminución de la cantidad

relativa de los componentes de menor temperatura de ebullición en la car/a al

avanzar la destilación. La operación discontinua presenta ventaas si"

• La capacidad de operación que se requiere es demasiado peque7a

para permitir la realización de la operación continua con una

velocidad aceptable. 0ombas, ervidores, tuberías, instrumentación y

otro equipo au#iliar tienen /eneralmente una capacidad mínima de

operación industrial.

• En cuanto a los requerimientos de operación, 8uct5an ampliamente

con las características del material de alimentación así como con la

velocidad de procesado. El equipo discontinuo tiene en /eneral una

8e#ibilidad de operación superior al continuo. Esta es la razón por laque predomina el equipo discontinuo en la recuperación de diferentes

disolventes o en las aplicaciones de planta piloto.