DESTILACIÓN EN TORRE DE PLATOS DE UNA MEZCLA ETANOL-AGUA

Laboratorio de          Práctica: XXXXXXX XXXXXXX

[pic 1]PROCESOS II         Informe 2 de 6

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DESTILACIÓN EN TORRE DE PLATOS DE UNA MEZCLA ETANOL-AGUA

Ivone Daniela Ramirez Barbosa – 2171549, Jhoan Steven Carillo Blanco - 2155065

Escuela de Ingeniería Química. Universidad Industrial de Santander, Carrera 27 Calle 9 Edificio 24 Bucaramanga, Colombia  ivone2171549@correo.uis.edu.co

Fecha de entrega: 14 DE ENERO DE 2022

Fecha de sustentación: 14 DE ENERO DE 2022

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Resumen:

En el presente trabajo se muestra el análisis de los datos recopilados en la práctica de laboratorio titulada como” destilación en torre de platos de una mezcla etanol-agua”, por medio de este documento se muestran los resultados obtenidos teniendo en cuenta que el objetivo de la práctica es conseguir una solución con alta concentración de etanol. Llegando a establecer el número de platos teóricos y la variación de la concentración según los datos obtenidos en cada muestreo. La metodología planteada y seguida para la práctica es la planteada en el método grafico de McCabe para torres de platos así mismo se requirió la ayuda de los respectivos balances globales de masa y energía, así como algunos balances por componentes necesarios para completar los grados de libertad de los cálculos planteados.

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Introducción

La destilación es un proceso en el cual se hace efectiva una separación liquido-liquido, además de ser considerada la operación unitaria más utilizada en la industria; es conocida también por estar fundamentada en la diferencia de los puntos de ebullición de las sustancias que componen la mezcla consiguiéndose consecuentemente la purificación de líquidos.

Hoy día en la industria se conocen 3 tipos de destilación entra las destacadas se encuentran; la destilación fraccionada, destilación al vacío y destilación simple. Esta última técnica utilizada para la purificación de líquidos para el cual el punto de ebullición debe ser menor a 150 °C.

En esta práctica se realizó la destilación de una solución etanol-agua en donde se tomaron muestras de destilado mientas el proceso se encuentra en reflujo total, cuando se encuentra con una alimentación por la parte superior y mientras el sistema muestra un reflujo de 1,2. Lo anterior con el fin de profundizar en las posibles aplicaciones que pueden tener las diferentes torres de destilación que se puedan encontrar.

Actualmente, las torres de destilación son consideradas como elementos de vital importancia dentro de los procesos industriales donde se requiere separar líquidos y es muy común encontrarlo en industrias como la de alimentos, la petrolera y de gas, generación de energía, entre otros.[1]

Metodología

• Materiales utilizados:

Para el desarrollo de la práctica fue necesario contar con algunos materiales entre los que se encuentran:

        Agua: Disolvente utilizado.          Etanol: Soluto disuelto a separar.

• Densímetro: equipo de medición que sirve para determinarla densidad relativa de líquidos.
• Alcoholímetro densímetro: Equipo de medición que servirá para medir el alcohol potencial especifico por unidad de volumen.
• Columna de destilación continua: Unidad de destilación donde se llevará a cabo la separación del etanol en la mezcla. Está se compone por; tanque de almacenamiento, bomba dosificadora, precalentador, sistema de alimentación de la mezcla, válvulas, ductos, tablero de control, medidores, tanques y demás elementos que componen la unidad para su eficaz funcionamiento.
• Frascos para muestra de laboratorio: Recipiente de 50 ml donde se depositan las muestras que requiere la práctica.
• Balanza: equipo de medición que se requiere para determinar el peso de cada muestra.

• Para la toma de datos, inicialmente se depositan 3L de la solución etanol-agua al 24,31%p/p en el fondo de la torre, a continuación; se debe ajustar a 80% de transferencia de calor en el rehervidor con una temperatura de 82°C y 60% en el flujo de alimentación con un caudal de 225 L/h y una temperatura del precalentador registrada en 28°C. como paso final una vez el sistema haya alcanzado una temperatura de 48°C se reajusta el porcentaje de transferencia de calor en 50% y el flujo de alimentación en 5%.

Una vez reajustado los porcentajes, se espera hasta que los vapores lleguen a la cabeza de la torre y que el perfil de temperatura se estabilice para toda la columna. Cuando el sistema logra el equilibrio se comienza con la toma de las muestras siendo los puntos de referencia para estas tomas los platos 1,6 y 13. La segunda toma de muestras se hace ajustando el valor del reflujo en 1.2 y luego de que se estabilice el sistema se hace el muestreo en los mismos platos de la muestra anterior.

El análisis de los datos se realiza con el propósito de determinar experimentalmente la variación del producto de la destilación, dependiendo si se trabaja con reflujo total o con reciclo. Además de la determinación del número de platos teóricos y la variación de la concentración de etanol según el plato del que se toma la muestra.

Análisis de resultados

Los datos obtenidos durante la práctica y su respectivo análisis se presentan, a continuación:

Tabla 1. Datos del flujo de destilado obtenidos en la práctica para la torre operando con reflujo igual a 1.

Tabla 2. Datos de operación de la torre operando con reflujo igual a 1.

A continuación, se determina el número mínimo de platos necesarios en la torre y el reflujo mínimo para lograr un destilado y un residuo ricos en composición molar de etanol. Todo siguiendo el método gráfico presentado en Mc Cabe Thiele[2].

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