Destilacion Azeotropica

MÉTODOS, VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA DESTILACIÓN AZEOTRÓPICA

Laura P. Rodríguez E,

ABSTRACT

For engineering and basic sciences is of great importance for a thorough each analysis properties of substances with which they work and thus be able to choose a route working at laboratory scale or industrial. Clearly in the world there are plenty of substances with certain properties that can become like this unfavorable situation can become when these substances combine and form heterogeneous and homogeneous mixtures and we need a separation, which started here is the idea different physical separation operations, distillation is one of the most known people where trying to separate a liquid diluted in another concentration or achieve a certain desired level of concentration. There mixtures called azeotropic, which are composed of substances with views very similar boiling and very close volatilities, is vital and a very interesting fact assess different methods of continuous or extractive distillation may be able to separate these compounds, as well as thinking the different ways in which pressure changes are related to processes such as the use of substances that function as separators causing remixes or causing changes in volatility.

Keywords:

Distillation, azeotrope, volatility

RESUMEN

Para la ingeniería y las ciencias básicas es de gran importancia realizar un análisis exhaustivo de cada una de las propiedades de las sustancias con las que se trabaja y de esta manera poder escoger una ruta de trabajo a escala de laboratorio o industrial. Claramente en el mundo existen infinidad de sustancias con ciertas propiedades que pueden llegar a ser similares, esta situación puede volverse desfavorable cuando dichas sustancias se combinan y forman mezclas heterogéneas y homogéneas y se hace necesario realizar una separación, de aquí es que partió la idea de las distintas operaciones físicas de separación, la destilación es una de las más conocidas por la gente donde se intenta separar un líquido diluido en otro o lograr una concentración cierto nivel de concentración deseado. Existen mezclas llamadas azeotropicas , las cuales están compuestas por sustancias con puntos de ebullición muy similares y volatilidades muy próximas, es de vital importancia y un hecho muy interesante evaluar los distintos métodos de destilación continua o extractiva que pueden lograr separar estos compuestos, como también pensar las diferentes maneras en que se relacionan los cambios de presión en este tipo de procesos al igual el uso de sustancias que funcionan como separadores provocando nuevas mezclas o provocando cambios de volatilidad.

La destilación azeotrópica como

Palabras Claves:

Destilación, azeotropo, volatilidad

INTRODUCCIÓN

Según la historia, la destilación fue inventada por los alquimistas egipcios, ellos buscaban a partir de gran cantidad de aparatos vaporizar sustancias volátiles, ahora la operación de destilación es muy usada en empresas alimentarias, farmacéuticas y químicas entre otras [1].

Figura 1. Aparato característico de prueba para destilación azeotrópica [2].

“La destilación es la operación cuyo fin es la separación de dos o más líquidos miscibles mediante la ebullición. Los vapores obtenidos se recuperan como producto deseable y se condensan. Los vapores condensados son más ricos en el líquido o líquidos más volátiles, mientras que los fondos, o líquidos remanentes, son más ricos en las sustancias menos volátiles” [1], existen diversos tipos de destilación en los que podemos encontrar; la destilación simple, destilación fraccionada, destilación por arrastre de vapor, destilación al vacío, destilación molecular centrifuga, destilación por membranas y la destilación azeotrópica [1], esta última es la cual generara el estudio de este trabajo.

Primero se verá la definición de lo que es un azeótropo para posteriormente entrar en el análisis de la destilación azeotrópica, por lo tanto, “un azeótropo es una mezcla liquida que tiene un máximo o un mínimo en los puntos de ebullición, con relación a los puntos de ebullición de las composiciones de las mezclas a su alrededor” [3]. Los puntos de ebullición de los componentes puros presentes en la mezcla permiten la formación del azeótropo si se encuentran lo suficientemente cerca, esto cuando ocurren pequeñas desviaciones de las soluciones liquidas ideales. Los azeótropos son homogéneos si se encuentran en fase líquida. El punto de ebullición máximo de un azeótropo puede presentarse por la ecuación de la ley de Raoult modificada:

K_i=γ_i^L P_i^sat/P

Si las desviaciones de la ley de Raoult modificada son negativas (γ_1^L<1.0) significa que existe un azeótropo homogéneo, para que un azeótropo presente un punto de ebullición mínimo se necesitaría que las desviaciones de esta ley sean positivas (γ_1^L>1.0), también si las desviaciones positivas son los suficientemente grandes (γ_1^L≪1.0) se puede presentar un azeótropo heterogéneo por la separación que ocurre de las fases, este azeótropo presentaría un punto de ebullición mínimo con fases de vapor en equilibrio con las dos fases liquidas [3].

Se debe tener en cuenta que los azeótropos no se separan por destilación simple, en un intervalo particular de presión, pero se pueden utilizar para separar mezclas que generalmente no son separables en la destilación simple o pueden ayudar al incremento del rendimiento de la recuperación de algunos componentes de la mezcla.

Entrando ahora si en el tema de investigación, el proceso de destilación azeotrópica se refiere a aquellos procesos en los cuales se agrega un componente llamado solvente o arrastrado, el cual ingresa por la parte de arriba del alimentador y ayuda a formar un azeótropo con uno o más de los componentes de la alimentación, el cual más adelante será removió como destilado, esta destilación azeotrópica se diferencia de la destilación extractiva porque el solvente siempre aparece en el destilado, motivo por el cual debe separarse y ser recirculado a la parte superior de la columna [3].

Por otro lado, los aspectos comunes del fenómeno de azeotropía se encuentran en sistemas inorgánicos e orgánicos, donde la mayor parte de estos azeótropos son formados por compuestos orgánicos ya que estos hierven sin necesidad de descomponerse, en intervalos predispuestos de temperatura y presión, Ryland entre 1908 y 1909 fue el primer investigador que suministro evidencia sobre los aspectos comunes de la azeotropía, posteriormente Lecat en 1949 publico datos de 13290 sistemas binarios en los cuales un 47 % forman azeótropos, haciendo también

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