La destilación fraccionada es un proceso para separar mezclas complejas mediante la evaporación y condensación fraccionada de sus componentes. Los diagramas entalpía-concentración toman en cuenta factores como los calores sensibles y latentes para modelar el proceso, a diferencia de McCabe-Thiele que hace suposiciones simplificadas. Se requieren datos de propiedades como capacidades caloríficas y calores de vaporización para construir los diagramas entalpía-concentración y diseñar la torre de destilación.
Destilación fraccionada por el método de entalpía - concentración
1. DESTILACIÓN
FRACCIONADA
CON EL MÉTODO DE
ENTALPÍA-
CONCENTRACIÓN
Cáceres, Antonio; Colina, Claire; Jiménez, Héctor; Villalba, Julián.
Transferencia de Masa I
Ingeniería Química
Universidad de Cartagena
2. Destilación fraccionada
La destilación fraccionada es un
proceso de destilación de mezclas muy
complejas y con componentes de
similar volatilidad. Consiste en que una
parte del destilado vuelve del
condensador y gotea por una larga
columna a una serie de placas, y que al
mismo tiempo el vapor que se dirige al
condensador hace burbujear al líquido
de esas placas. De esta forma, el vapor
y el líquido interaccionan de forma que
parte del vapor se condensa y parte del
líquido se evapora
5. Analogías y diferencias
McCabe-Thiele:
Asume calores latentes iguales.
Desprecia la diferencia entre calores sensibles.
Asume flujos molares constantes a través de la torre.
Presume una condición de equilibrio
entre cada etapa o plato.
6. Analogías y diferencias
Diagramas entalpia-concentración:
Tiene en cuenta los calores latentes, de solución o mezclado.
Toma los calores sensibles de la composición de la mezcla.
Flujos molares a través de la torre no son siempre constantes.
7. Datos de entalpía-
concentración
Se requieren los siguientes datos para construir dicho diagrama a
presión constante:
capacidad calorífica del líquido en función de la temperatura, la
composición y la presión
Calor de disolución en función de la temperatura y la composición
Calores latentes de vaporización en función de la composición y la
presión o la temperatura
Punto de ebullición en función de la presión, la composición y la
temperatura.
11. Ejemplo:
Prepare una grafica de concentración entalpía para el benceno y el tolueno a 1
atm de presión.
Componenten P. Ebullicion Cp Liquido Cp Vapor
Benceno (a) 80.1°C 138.2 KJ/Kgmolk 96.3 KJ/Kgmolk 30820 KJ/Kgmolk
Tolueno(b) 110.6°C 167.5 KJ/Kgmolk 138.2 KJ/Kgmolk 33330 KJ/Kgmolk
12.
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15.
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18. Datos de entalpía concentración para mezclas de benceno tolueno a 1atm de presión total
Liquido Saturado Vapor Saturado
Entalpía h Entalpía H
(KJ/Kgmol) (KJ/Kgmol)
0 5109 1.00 38439
0.30 2920 0.80 36268
0.50 1820 0.50 34716
0.80 562 0.30 32380
1.00 0 0 30820