EXPOSICION DESTILACION

 DIAPOSITIVAS 

Destilación

Definición

La destilación es un proceso de separación de mezclas basado en las diferencias en los puntos de ebullición de los componentes. Consiste en calentar la mezcla hasta que uno de los componentes se evapore, luego el vapor es enfriado y condensado para obtener el componente en estado líquido.

Según la Real Academia Española, la destilación se define como:

"Operación de separar, mediante vaporización y condensación, los distintos componentes de una mezcla líquida." (Real Academia Española, 2023)

Principios y Fundamentos del Diseño de Equipos de Destilación

  Equilibrio de Fases:

• Ley de Raoult: Describe cómo la presión de vapor de una solución depende de las presiones de vapor de los componentes puros y sus fracciones molares en la fase líquida.
• Ley de Dalton: Relaciona la presión total de una mezcla de gases con las presiones parciales de cada componente.

  Transferencia de Masa:

• Coeficientes de Transferencia de Masa: Determinan la velocidad a la que los componentes se trasladan entre fases líquida y vapor.
• Operaciones de Contraflujo: El diseño típico de una columna de destilación permite el flujo de vapor ascendente y el flujo de líquido descendente, lo cual maximiza la transferencia de masa.

 Termodinámica:

• Diagramas de Equilibrio Líquido-Vapor (Diagrama T-x-y): Utilizados para entender cómo cambian las composiciones de las fases líquida y vapor con la temperatura.
• Entalpía de Vaporización: La cantidad de energía requerida para cambiar una sustancia de fase líquida a vapor.

Funcionamiento de Equipos de Destilación

1. Columna de Destilación:
• Bandejas y Empaques: Proveen el área de contacto necesaria entre el líquido y el vapor para la transferencia de masa.
• Reflujo: Parte del destilado se recicla al tope de la columna para mejorar la separación.
2. Rebote y Calefacción:
• Rebote: La zona en la parte inferior de la columna donde el líquido más pesado (de menor volatilidad) se recoge.
• Calentadores/Rehervidores: Suministran calor a la parte inferior de la columna para vaporizar el líquido.

Control de Equipos de Destilación

1. Variables de Proceso:
• Temperatura: Controlada a través de sensores y sistemas de calefacción.
• Presión: Mantener una presión adecuada es crucial para la eficiencia del proceso.
• Composición: Monitoreada para asegurar que se logre la separación deseada.
2. Control Automático:
• Controladores PID (Proporcional, Integral, Derivativo): Utilizados para mantener las variables del proceso dentro de los límites deseados.
• Sensores y Actuadores: Detectan las condiciones del proceso y ajustan las entradas del sistema para mantener el control.

Esquema:

• Matraz o balón de fondo redondo: Es el recipiente donde se coloca la mezcla a destilar. Suele ser de vidrio borosilicato, ya que este material es resistente al calor y a los productos químicos.
• Termómetro: Se utiliza para medir la temperatura de la mezcla durante la destilación.
• Cabezal de destilación: Es la pieza que conecta el matraz al condensador. Tiene una junta esmerilada que asegura la estanqueidad del sistema.
• Adaptador de termómetro: Se coloca en el cabezal de destilación y permite sujetar el termómetro.
• Condensador: Es un tubo largo de vidrio por el que circula agua fría. Su función es enfriar los vapores que se desprenden del matraz y convertirlos en líquido.
• Manguera de desagüe: Es la manguera por la que sale el líquido destilado del condensador.
• Recipiente de recogida: Es el recipiente donde se recoge el líquido destilado.

• Soporte universal: Se utiliza para sujetar el matraz y el condensador.
• Mantel calefactor: Se utiliza para calentar la mezcla a destilar.
• Mechero Bunsen: Se utiliza para calentar la mezcla a destilar (en el caso de no usar un mantel calefactor).
• Termómetro de referencia: Se utiliza para verificar la calibración del termómetro principal.

 

 

Real Academia Española. (2023). Destilación. En Diccionario de la lengua española (23.ª ed.). Recuperado de https://dle.rae.es

McCabe, W. L., Smith, J. C., y Harriott, P. (2005). Operaciones Unitarias en Ingeniería Química. McGraw-Hill