Operaciones Básicas/Destilación binaria 6.1

Para más información, véase el artículo «Destilación» en Wikipedia.

La destilación consiste en esencia en la formación de dos fases (L-V) mantenidas en contacto lo suficiente para que difundan los componentes de forma que al separarlas se consigan dos fracciones de distinta composición. Puede ser que:

• Ebulla el líquido y el vapor condense a parte (DESTILACIÓN FLASH)
• Retorne parte del condensado al destilador (reflujo) de forma que el líquido descendente contacta íntimanmente con el vapor que asciende al condensador (RECTIFICACIÓN). Así, el vapor es más rico en el componente más volátil de la mezcla.

En la rectificación, el contacto puede ser contínuo (columnas de relleno) o discontínuo (columnas de platos). En ambos, el movimiento relativo entre fases puede ser en paralelo, contracorriente o cruzado.

En el diseño de destiladores distinguimos dos tipos de parámetros:

• Los que dependen de magnitudes intensivas del sistema (nº de platos, altura, etc)
• Los que dependen de magnitudes extensivas del sistema (flujos, diámetro, potencias, etc)

El primer tipo se resuelve cuantitativamente mediante las líneas de equilibrio y operación (ecuaciones del equilibrio físicoquímico y ecuaciones del balance de una unidad). El segundo se suele determinar por procedimientos empíricos o semiempíricos y balances de energía.

Equilibrios líquido-vapor

Mezcla binaria (A-B; A: + voltátil). Consideraciones:

- Mezcla líquida homog´enea para todo C, no necesariamente ideales.

- Sin complicación de p.e., máximos o mínimos.

- A el más volátil, luego $P_{v}A*>P_{v}B*$.

- Mezcla binaria (A-B; A: + voltátil).

$X_{A}$: fracc. mol de A en el líquido

$Y_{A}$: fracc. mol de A en el vapor

- En destilación binaria [C=F=2]: Φ = C – F + 2 = 2 g.l ⇒ Fijando la presión, sólo la temperatura o la concentración podrán variar.

Diagramas de equilibrio