DESTILACIN

DESTILACINDestilacin: Proceso que consiste en calentar un lquido hasta que sus componentes ms voltiles pasan a la fase de vapor y, a continuacin, enfriar el vapor para recuperar dichos componentes en forma lquida por medio de la condensacin.El objetivo principal de la destilacin es separar una mezcla de varios componentes aprovechando sus distintas volatilidades, o bien separar los materiales voltiles de los no voltiles.En la evaporacin y en el secado, normalmente el objetivo es obtener el componente menos voltil; el componente ms voltil, casi siempre agua, se desecha.

Sin embargo, la finalidad principal de la destilacin es obtener el componente ms voltil en forma pura.Por ejemplo, la eliminacin del agua de la glicerina evaporando el agua, se llama evaporacin, pero la eliminacin del agua del alcohol evaporando el alcohol se llama destilacin, aunque se usan mecanismos similares en ambos casos.Si la diferencia en volatilidad (y por tanto en punto de ebullicin) entre los dos componentes es grande, puede realizarse fcilmente la separacin completa en una destilacin individual.El agua del mar, por ejemplo, que contiene un 4% de slidos disueltos (principalmente sal comn), puede purificarse fcilmente evaporando el agua, y condensando despus el vapor para recoger el producto: agua destilada.Para la mayora de los propsitos, este producto es equivalente al agua pura, aunque en realidad contiene algunas impurezas en forma de gases disueltos, siendo la ms importante el dixido de carbono.Si los puntos de ebullicin de los componentes de una mezcla slo difieren ligeramente, no se puede conseguir la separacin total en una destilacin individual.Un ejemplo importante es la separacin de agua, que hierve a 100 C, y alcohol, que hierve a 78,5 C. Si se hierve una mezcla de estos dos lquidos, el vapor que sale es ms rico en alcohol y ms pobre en agua que el lquido del que procede, pero no es alcohol puro.Con el fin de concentrar una disolucin que contenga un 10% de alcohol (como la que puede obtenerse por fermentacin) para obtener una disolucin que contenga un 50% de alcohol (frecuente en el whisky), el destilado ha de destilarse una o dos veces ms, y si se desea alcohol industrial (95%) son necesarias varias destilaciones.

La destilacin es un proceso destinado a separar lquidos solubles por su punto de ebullicin. Luego de la destilacin fraccionada o topping se obtiene un material llamado ter de petrleo que tambin debe ser destilado para su aprovechamiento. El problema es que si se lo destila de la misma manera que el crudo (fraccionada), su punto de ebullicin es muy alto y el lquido se quemara o se evaporara gran parte del material. La temperatura de descomposicin de dicho material es menor que la de ebullicin. A los 350 C, las cadenas carbonadas comienzan a descomponerse. Dicha temperatura no alcanza para destilar el material. Por esto se descubri una solucin... La destilacin por presin reducida. La destilacin por presin reducida consiste en disminuir la presin a la que est sometido el lquido a destilar ( la presin normal es de 760 miligramos de Mercurio, la presin a la que se somete es de 40 miligramos de mercurio aproximadamente), de esta manera, su punto de ebullicin tambin disminuye, y al destilar el material no se pierde por evaporacin. Luego de la destilacin por presin reducida se extraen materiales como el gas oil pesado, los aceites lubricantes (tanto livianos, medianos como pesados), el asfalto (brea), la vaselina, la parafina, entre otros.

La destilacin es la operacin de separar, mediante calor, los diferentes componentes lquidos de una mezcla.

Una forma de destilacin, conocida desde la antigedad, es la obtencin de alcohol aplicando calor a una mezcla fermentada.

El aparato utilizado para la destilacin es el alambique, que consta de un recipiente donde se almacena la mezcla, a la que se le aplica calor, un condensador donde se enfran los vapores generados, llevndolos de nuevo al estado lquido y un recipiente donde se almacena este lquido concentrado.

En la industria qumica se utiliza la destilacin para la separacin de mezclas simples o complejas. Una forma de clasificar la destilacin puede ser la de que sea discontinua o continua.

La destilacin discontinua se realiza introduciendo la mezcla en una caldera, donde se le aplica calor y los vapores condensados se almacenan en un recipiente. La operacin de llenado de la caldera con la mezcla hace que el proceso se realice en lotes. Un ejemplo sera la destilacin, mediante alambique, del bagazo de la uva para la obtencin del orujo.

La destilacin continua, tambien llamada fraccionada, se basa en la alimentacin regulable y en continuo de la mezcla a separar, introducindola en una columna o torre de destilacin, donde se separan los componentes de una mezcla de forma continua en las distintas fracciones, saliendo por la parte superior o cabeza la fraccin ms ligera o de menor punto de ebullicin, por el fondo la fraccin ms pesada y a diferentes alturas de la columna, las distintas fracciones que se quieren obtener dependiendo de su punto de ebullicin.

Un ejemplo de destilacin continua, fraccionada, sera la destilacin atmosfrica del petrleo.

En una instalacin de destilacin continua las composiciones de los productos separados permanecen constantes en cada seccin 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 caractersticas definidas previamente.

Un azetropo es una mezcla lquida de dos o ms componentes que poseen un nico punto de ebullicin constante y fijo y que al pasar al estado vapor se comporta como un lquido puro o sea como si fuese un solo componente.

Un azetropo, puede hervir a una temperatura superior, intermedia o inferior a la de los constituyentes de la mezcla, permaneciendo el lquido con la misma composicin inicial, al igual que el vapor, por lo que es imposible separarlos por destilacin simple.

El azetropo que hierve a una temperatura mxima se llama azetropo positivo y el que lo hace a una temperatura mnima se llama azetropo negativo. La mayora de azetropos son del tipo negativo.

Un ejemplo es la mezcla de alcohol etlico y agua, que forma un azetropo para una concentracin del 95% en peso de alcohol, que hierve a una temperatura de 78,2C. Con una destilacin simple se obtiene un alcohol con este ttulo, pero para conseguir un compuesto ms puro se necesita utilizar recursos especiales en una destilacin azeotrpicaDestilacin a vaco

La destilacin a vaco es la operacin complementaria de destilacin del crudo procesado en la unidad de topping o de destilacin atmosfrica, que no se vaporiza y sale por el fondo de la columna de destilacin atmosfrica. El vaporizado de todo el crudo a la presin atmosfrica necesitara elevar la temperatura por encima del umbral de descomposicin qumica y eso, en esta fase del refino de petrleo, es indeseable.

El residuo atmosfrico o crudo reducido procedente del fondo de la columna de topping, se bombea a la unidad de destilacin a vaco, se calienta a una temperatura inferior a los 400C, similar a la temperatura que se alcanza en la fase de destilacin atmosfrica, y se introduce en la columna de destilacin. Esta columna trabaja a vaco, con una presin absoluta de unos 20 mmHg, por lo que se vuelve a producir una vaporizacin de productos por efecto de la disminucin de la presin, pudiendo extraerle ms productos ligeros sin descomponer su estructura molecular.

En la unidad de vaco se obtienen solo tres tipos de productos:

Gas Oil Ligero (GOL)

Gas Oil Pesado (GOP)

Residuo de vaco.

Los dos primeros, GOL y GOP, se utilizan como alimentacin a la unidad de cracking cataltico despus de desulfurarse en una unidad de hidrodesulfuracin (HDS).

El producto del fondo, residuo de vaco, se utiliza para producir asfalto, para alimentar a unidades de cracking trmico, donde se vuelven a producir ms productos ligeros y el fondo se dedica a producir fuel oil, o para alimentar a la unidad de produccin de coque.

Destilacin atmosfrica

La destilacin atmosfrica o tambin llamada topping en el mundo del petrleo, es la que se realiza a una presin cercana a la atmosfrica. Se utiliza para extraer los hidrocarburos presentes de forma natural en el crudo, sin afectar a la estructura molecular de los componentes.

En las unidades de destilacin atmosfrica, el objetivo es obtener combustibles terminados y cortes de hidrocarburos que luego se procesarn en otras unidades.

Se basa en la transferencia de masa entre las fases lquido-gas de una mezcla de hidrocarburos. Permite la separacin de componentes en funcin de su punto de ebullicin. Para que se produzca el fraccionamiento o separacin, es necesario que exista un equilibrio entre las fases lquido y vapor, que es funcin de la temperatura y presin del sistema. As los componentes de menor peso molecular se concentran en la fase vapor y los de peso mayor, en el lquido. Las columnas se disean para que el equilibrio lquido-vapor se obtenga de forma controlada y durante el tiempo necesario para obtener los productos deseados.

El proceso consiste en vaporizar el crudo y luego condensar los hidrocarburos en cortes definidos, modificando la temperatura a lo largo de la columna fraccionadora.

La fase lquida se obtiene mediante reflujos, que son reciclos de hidrocarburos que retornan a la columna despus de enfriarse intercambiando calor con fluidos refrigerantes o con carga ms fra. Su funcin es eliminar controladamente la energa cedida en el horno de precalentamiento.

La columna de destilacin est rellena de bandejas de platos, que es donde se produce el equilibrio entre los vapores ascendentes y los lquidos que descienden.

En la zona de agotamiento o stripping, situada en la parte iferior de la columna, se le inyecta vapor que agua, que sirve para disminuir la presin parcial de los hidrocarburos, favoreciendo la vaporizacin de los compuestos ms voltiles y ayudarles a que asciendan a la zona de la columna que tenga a presin y temperatura adecuada para que se produzca el equilibrio lquido-vapor y se produzca la extraccin del producto definido.

Hoy en da, debido a las medidas medioambientales, de especificacin de los productos y de la obtencin del mximo rendimiento, todas las corrientes que se extraen de la columna de topping, pasan, previo a su comercializacin, por otros procesos industriales para mejorar su calidad o para convertirlos en nuevos productos de mayor valor aadido.

En la unidad de topping se obtienen los siguientes productos, empezando por la parte superior o cabeza de la columna:

Gas de refinera (Fuel Gas).

Es una mezcla de todos los compuestos incondensables (esencialmente hidrgeno, metano, etano y etileno), presentes de forma natural en el crudo que se est procesando. Este combustible se utiliza en refinera, despus de endulzarlo (eliminarle los compuestos sulfurosos), para quemarlo en los diferentes procesos.

Gases licuados del petrleo (LPG).

Se separan sus diferentes compuestos para su venta individualizada, esencialmente propano y butano

Nafta ligera.

Se enva como carga para isomerizacin para mejorar su RON y MON (octanaje) y formar parte de las corrientes de gasolinas de automocin, que se formulan en el blending.

Nafta pesada.

Se enva como carga al reformado cataltico, para mejorar su RON y formar parte de las corrientes de gasolinas de automocin.

Keroseno.

Que, una vez endulzado, es la base de la produccin de Kero Jet, combustible para las turbinas de los aviones.

Gas Oil Ligero.

Se enva a unidades de desulfuracin, para eliminar los compuestos de azufre e incorporarlo a la mezcla de formulacin de gasleos de automocin.

Gas Oil Pesado.

Se enva a unidades de desulfuracin, para eliminar los compuestos de azufre e incorporarlo a la mezcla de formulacin de gasleos de automocin.

Gas Oil Atmosfrico.

Se utiliza como una de las alimentaciones a la unidad de cracking cataltico

Residuo Atmosfrico.

Es la fraccin ms pesada del crudo, por lo que se le denomina tambin crudo reducido y se utiliza como alimentacin a la unidad de destilacin a vacoLiofilizacin

Proceso utilizado para la eliminacin del agua mediante desecacin a vaco y a muy bajas temperaturas, es utilizaoo principalmente en la industria alimentaria.

La liofilizacin es un proceso en el que congela el alimento y una vez congelado se introduce en una cmara de vaco para que se evapore el agua por sublimacin. Mediante diversos ciclos de congelacin-evaporacin se consigue eliminar la prctica totalidad del agua.Es una tcnica bastante costosa comparada con los mtodos tradicionales de secado, pero origina productos de una mayor calidad al no emplear calor. Un ejemplo de producto liofilizado es en el caf instantaneo o las sopas instantaneas.

Como proceso industrial se desarroll en los aos 50 del siglo XX, pero se trata de una operacin ya empleada por los incas. El procedimiento ancestral consistia en dejar por la noche que los alimentos se congelasen por la accin del fro de los Andes y gracias a los primeros rayos de sol de la maana y la baja presin atmosfrica de las elevadas tierras andinas se produca la sublimacin del agua que se haba congelado, este proceso es conocido como liofilizacin natural