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destilación

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1.- Resumen.En esta prctica se oper la columna de destilacin del Laboratorio de Operaciones Unitarias a reflujo total para determinar la relacin de la presin sobre las caractersticas del destilado y del residuo, para lo cual se vari 5 veces la potencia del hervidor y se tom tanto una muestra del destilado como del residuo para cada corrida. Adems, se determin la eficiencia de los platos reales y se calcul el nmero mnimo de platos tericos para la columna de destilacin.2.- Introduccin.En la naturaleza, la mayor parte de las sustancias se encuentran en forma de mezclas y para poder separarlas, existen muchas tcnicas, entre las cuales encontramos la destilacin la cual se basa en la diferencia las volatilidades () de cadasustancia que compone la mezcla. El requisito bsico para separar una mezcla por destilacin consiste en que la composicin del vapor sea diferente a la composicin del lquido con el cual est en equilibrio en el punto de ebullicin de este ltimo. [1]Existen distintos tipos de destilacin, por mencionar algunos, destilacin en equilibrio o instantnea, diferencial, con arrastre de vapor y destilacin con reflujo.En esta prctica se trabaj con destilacin con reflujo, la cual es un proceso en el que se lleva a cabo una serie de etapas de vaporizacin instantnea, que en cada etapa los flujos de vapor y lquido fluyen a contracorriente. El lquido de una etapa fluye a la etapa inferior y el vapor de una etapa fluye a una etapa superior, por lo tanto en cada etapa entra una corriente de vapor (V) y una de lquido (L), adems sale una corriente de vapor y otra de lquido las cuales se consideran en equilibrio. El vapor que sale por la parte de arriba de la columna se enva a un condensador y una fraccin del producto lquido se extrae y el resto retorna a la columna, en cambio el lquido que sale por el plato inferior entra a un hervidor, donde se vaporiza parcialmente, y el lquido restante se extrae, mientras el vapor es regresado a la columna. En la figura 2.1 se muestra el esquema de una columna de destilacin con reflujo, en la cual podemos observar, el condensador, hervidor y los platos principalmente.

Figura 2.1 Columna de destilacin con reflujo.

8.- Cuestionario8.1.- Determinar la presin en el domo y fondo de la columna de destilacin.En la siguiente tabla se muestra el %w/w del destilado y el residuo para cada corrido que se llev a cabo en esta prctica.Tabla 8.1 Porcentaje de etanol obtenido en el destilado y el residuo

KW destilado residuo%w/w destilado%w/w residuo

0.51.362231.3422351.125412.5233

0.651.363311.341955.251712.0847

0.751.362511.3418752.123612.0450

11.36251.3412752.087211.2557

1.251.363161.3414954.628611.5440

En la tabla 8.1.2 podemos observar las fracciones en peso del componente 1 (Etanol) y del componente 2 (Agua), adems se agregaron las presiones en el domo y en el fondo para cada potencia del hervidor. Para calcular dichas presiones, se determin que la presin en el fondo de la columna es la presin de burbuja y por consiguiente se utiliz la siguiente frmula:

Donde: Pi* = Es la presin de vapor del componente i. La presin en el domo se obtuvo por medio de:

8.2.- Determinar la presin de operacin en el Reboiler de la columna de destilacin.La presin del hervidor de la columna tiene que ser la presin de burbuja para que pueda cumplir su funcin de evaporar al Etanol.En la tabla 8.2.1 se muestra la presin del hervidor para cada potencia.Tabla 8.2.1 Presin del hervidor

Potencia (KW)P1sat (kpa)P2sat (kpa)T hervidor (k)Presin en el hervidor (kpa)

0.5143.755163.16114360.6518.00295648

0.65144.816963.64933360.8517.50071244

0.75145.885164.14067361.0517.57185084

1150.772466.39126361.9516.97052885

1.25151.323766.64536362.0517.46877888

12.- Bibliografa [1] Christie John Geankoplis. (2006). Procesos de transporte y principios de procesos de separacin. Mxico, D.F.: CECSA.[2] Phillip C. Wankat. (2008). Ingeniera de procesos de separacin. Mxico: Pearson Educacin.[3] Felder M. & Rousseau R. (2004). Principios elementales de los procesos qumicos. Mxico: Limusa Wiley.