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MEZCLAS NO IDEALES α≈1; azeótropos

Rectificación + Otra Operación (adsorción, membranas, extracción…

MEZCLAS NO IDEALES α≈1; azeótropos

Rectificación + Otra Operación (adsorción, membranas, extracción…

Adición de un disolvente que atraiga selectivamente a un componente de la mezcla: B

•Grandes cantidades de disolvente •Enfriar el disolvente para reutilizar •Equilibrio no ideal (primera columna)

Se forma un azeótropo, preferentemente heterogéneo, para separar un componente de la mezcla.

N-butanol-agua

Balances globales F = B1+B2 F·z = B1·xB1+B2·xB2 Columna 1: L'1 y= ⋅ x − B1 ⋅ x B1 V '1 Columna 2: L' y = 2 ⋅ x − B2 ⋅ x B 2 V '2  L2  L2 y= ⋅ x + 1 −  ⋅ x B1 V2  V2 

DESTILACIÓN AZEOTRÓPICA

y=

L'1 ⋅ x − B1 ⋅ x B1 V'1

y=

L '2 ⋅ x − B2 ⋅ x B 2 V '2

y=

 L  L2 ⋅ x + 1 − 2  ⋅ x B1 V2  V2 

DESTILACIÓN AZEOTRÓPICA Sept 2004. La mezcla binaria agua-nitrobenceno presenta una zona de inmiscibilidad entre aproximadamente un 35% y un 90% en moles de agua con un azeótropo heterogéneo. El agua es el componente más volátil a concentraciones inferiores al 50% en moles. Se debe tratar una corriente con un 90% de agua (concentración límite a la que finaliza la zona de inmiscibilidad) como líquido saturado. Para esta alimentación, proponga un diagrama de flujo de un proceso de destilación azeotrópica que permita obtener como productos una corriente de agua y otra de nitrobenceno prácticamente puros. Represente las líneas de operación sobre un diagrama tipo Mc Cabe, indicando cualitativamente el trazado de los platos teóricos.

DESTILACIÓN AZEOTRÓPICA BINARIA Secado de compuestos orgánicos parcialmente miscibles con agua: Gasolina-agua, miscibles en pequeñas concentraciones de agua La miscibilidad disminuye al enfriar Agua: Residuo Fase orgánica Gasolina+agua Equilibrio simplificado: Componente mayoritario en la fase: Ley de Raoult Componente minoritario en la fase: Ley de Henry

Gasolina seca

DESTILACIÓN AZEOTRÓPICA. DISOLVENTE AÑADIDO Adición de un disolvente que forme un azeótropo binario o ternario Azeótropo formado: heterogéneo o fácil de separar (extracción o lavado con agua)

DESTILACIÓN AZEOTRÓPICA. DISOLVENTE AÑADIDO

DESTILACIÓN AZEOTRÓPICA. DISOLVENTE AÑADIDO

DESTILACIÓN AZEOTRÓPICA. DISOLVENTE AÑADIDO

DESTILACIÓN POR ARRASTRE DE VAPOR Adición de vapor de agua a una mezcla orgánica para destilar: Reducir la temperatura Mantener los sólidos en suspensión Una o dos fases líquidas en la columna Siempre la fase vapor condensa en dos fases líquidas: azeotrópica 2 fases líquidas inmiscibles con su Pº Separación volátiles-no volátiles. Disolvente añadido: agua Aplicaciones: Purificación de aceites esenciales Destilación de orgánicos desde carbón Eliminación de disolventes de residuos sólidos…

Azeotropo Heterogéneo: Composición de las fases constante.

Una sola etapa de equilibrio

DESTILACIÓN USANDO CAMBIOS DE PRESIÓN Azeótropo etanol-agua desaparece a P< 70 mmHg