Destilacion

INTRODUCCIÓN

El trabajo presentado contiene información relacionada con la "separación de mezclas", específicamente sobre las propiedades, instrumentos y métodos adecuados para separarlas por destilación.

La destilación es el procedimiento más utilizado para la separación y purificación de líquidos, y es el que se utiliza siempre que se pretende separar un líquido de sus impurezas no volátiles.

La destilación, como proceso, consta de dos fases básicamente en la primera, el líquido pasa a vapor y en la segunda el vapor se condensa, pasando de nuevo a líquido en un matraz distinto al de destilación.

OBJETIVO GENERAL:

Utilizar unidad de destilación multipropósito de planta piloto en un proceso de destilación de un sistema binario: etanol – agua (45ºGL).

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

 Reconocer la unidad de destilación multipropósito de planta piloto, cada una de sus partes y sus funciones.

 Operar adecuadamente la unidad de destilación multipropósito de planta piloto a través de un proceso de destilación de una mezcla etanol – agua (45ºGL).

 Poner en practica la teoría consultada acerca de destilación.

 Identificar y controlar las diferentes variables que afectan e intervienen en dicho proceso de destilación.

 Lograr la estabilización del proceso (Tº y P).

 Realizar balances de materia y energía para el mismo.

DESTILACIÓN

La destilación es uno de los más importantes procesos industriales para la separación de mezclas de líquidos. Como agente de separación se usa normalmente el calor, el cual puede ser fácilmente adicionado o removido desde las mezclas de liquido y vapor.

En escala industrial muchas columnas de destilación operan en forma continua (Estado estable).

La destilación es un método de separación que se basa en la distribución de los componentes de la mezcla liquida, entre una fase gaseosa y una liquida, y se aplica a los casos en que todos los componentes están presentes en las dos fases. La distribución de los componentes difiere en cada fase y esto es lo que permite la separación.

En lugar de introducir una nueva sustancias en la mezcla, con el fin de obtener la segunda fase, la nueva fase se crea por evaporación o condensación a partir de la solución original. Normalmente el calor es el agente de separación empleado en muchas operaciones de destilación.

El proceso de separación depende de las diferencias en las presiones de vapor de los constituyentes individuales. Puesto que la mezcla es calentada, el vapor formado relativamente esta rico en los constituyentes mas volátiles, como lo son los de mas bajo punto de ebullición, por consiguiente, la condensación de estos vapores dará un producto que tiene una composición diferente que la mezcla original. Es obvio que entre mas grandes sea la diferencia en las presiones de vapor de los componentes individuales, habrá una mayor diferencia en las concentraciones de la fase vapor .

Destilación simple

Se usa para separar de líquidos (con punto de ebullición <150ºC) de impurezas no volátiles, o bien separar mezclas de líquidos miscibles que difieran en su punto de ebullición al menos en 25ºC. Además, dichos líquidos deben presentar puntos de ebullición inferiores a 150ºC a presión atmosférica. Para que la ebullición sea homogénea y no se produzcan proyecciones se introduce en el matraz un trozo de plato poroso (o agitación magnética) .

Destilación Fraccionada (Destilación continua):

Se basa en la alimentación regulable y en continuo de la mezcla a separar, introduciéndola en una columna o torre de destilación, donde se separan los componentes de una mezcla de forma continua en las distintas fracciones, saliendo por la parte superior o cabeza la fracción más ligera o de menor punto de ebullición, por el fondo la fracción más pesada y a diferentes alturas de la columna, las distintas fracciones que se quieren obtener dependiendo de su punto de ebullición. En una instalación de destilación continua las composiciones de los productos separados permanecen constantes en cada sección de la columna, para lo cual se utilizan unas corrientes que se denominan reflujos, que son recirculaciones de las propias extracciones, y aprovechando las evaporaciones y condensaciones sucesivas de las extracciones, obteniendo productos destilados de características definidas previamente .

ETANOL

El alcohol de vino, alcohol etílico o etanol, de fórmula C2H5OH, es un líquido transparente e incoloro, con sabor a quemado y un olor agradable característico. Es el alcohol que se encuentra en bebidas como la cerveza, el vino y el brandy. Debido a su bajo punto de congelación, ha sido empleado como fluido en termómetros para medir temperaturas inferiores al punto de congelación del mercurio, -40 °C, y como anticongelante en radiadores de automóviles.

Normalmente el etanol se concentra por destilación de disoluciones diluidas. El de uso comercial contiene un 95% en volumen de etanol y un 5% de agua. Ciertos agentes deshidratantes extraen el agua residual y producen etanol absoluto. El etanol tiene un punto de fusión de -114,1 °C, un punto de ebullición de 78,5 °C y una densidad relativa de 0,789 a 20 °C.

Desde la antigüedad, el etanol se ha obtenido por fermentación de azúcares. Todas las bebidas con etanol y casi la mitad del etanol industrial aún se fabrican mediante este proceso. El almidón de la patata (papa), del maíz y de otros cereales constituye una excelente materia prima. La enzima de la levadura, la cimasa, transforma el azúcar simple en dióxido de carbono. La reacción de la fermentación, representada por la ecuación

C6H12O6  2C2H5OH + 2CO2

es realmente compleja, ya que los cultivos impuros de levaduras producen una amplia gama de otras sustancias, como el aceite de fusel, la glicerina y diversos ácidos orgánicos. El líquido fermentado, que contiene de un 7 a un 12% de etanol, se concentra hasta llegar a un 95% mediante una serie de destilaciones. En la elaboración de ciertas bebidas como el whisky y el brandy, algunas de sus impurezas son las encargadas de darle su característico sabor final. La mayoría del etanol no destinado al consumo humano se prepara sintéticamente, tanto a partir del etanal (acetaldehído) procedente del etino (acetileno), como del eteno del petróleo. También se elabora en pequeñas cantidades a partir de la pulpa de madera.

La oxidación del etanol produce etanal que a su vez se oxida a ácido etanoico. Al deshidratarse, el etanol forma dietiléter. El butadieno, utilizado en la fabricación de caucho sintético, y el cloroetano, un anestésico local, son otros de los numerosos productos químicos que se obtienen del etanol. Este alcohol es miscible (mezclable) con agua y con la mayor parte de los disolventes orgánicos. Es un disolvente eficaz de un gran número de sustancias, y se utiliza en la elaboración de perfumes, lacas, celuloides y explosivos. Las disoluciones alcohólicas de sustancias no volátiles se denominan tinturas. Si la disolución es volátil recibe el nombre de espíritu .

FIG 1. UNIDAD DE DESTILACIÓN MULTIPROPOSITO DE PLANTA PILOTO

UNIDAD DE DESTILACIÓN MULTIPTOPOSITO DE PLANTA PILOTO

DESCRIPCIÓN GENERAL

La unidad de destilación multipropósito DESTFIQ es una unidad flexible construida en acero inoxidable 304, y permite la operación en forma continua y por lotes. La unidad permite el trabajo a presión atmosférica y a vació logrando la realización de diferentes tipos de destilación.

Con la unidad se pueden realizar practicas de destilación continua, por lotes, diferencial, por arrastre de vapor, azeotropica. Se pueden implementar una serie de procesos de separación, utilizando la totalidad o solo algunas partes de la unidad.

COMPONENTES

La unidad de destilación multipropósito esta compuesta por las siguientes partes:

 Tanque de alimentación

Construido en acero inoxidable 304, con capacidad de 25 litros. Se emplea en el proceso de destilación continua. Posee un nivel de vidrio.

 Calderin

Construido en acero inoxidable 304, permite la realización de una destilación de un lote de 80 litros de operación Batch. El calentamiento se realiza con vapor, a través de una chaqueta de calentamiento. Tiene una entrada de vapor directo al calderín, para realizar practicas de destilación por arrastre de vapor. Tiene una entrada directa para una carga directa del producto a destilar, válvula para descarga de fondos y nivel para determinar el volumen de contenido en el calderín.

Este cuenta con dos válvulas de seguridad, tanto para la chaqueta (25 PSI), como para el propio calderín (25 PSI). Posee medición de temperatura y presión.

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