Hispanopedia WikiUn heteroazeotropo es un azeótropo donde la fase de vapor coexiste con dos fases líquidas. Esquema de una curva de equilibrio Tx/y de una mezcla heteroazeotrópica típica.
Ejemplos de heteroazeótropos
- Benceno - Agua NBP 69,2 °C
- Diclorometano - Agua NBP 38,5 °C
- n-Butanol - Agua NBP 93,5 °C
- Tolueno - Agua NBP 82 °C
destilación heteroazeotrópica continua
La destilación heterogénea implica que, durante la destilación, la fase líquida de la mezcla es inmiscible. En este caso, en las placas pueden existir dos fases líquidas, y el condensado de vapor superior se divide en dos fases líquidas, que pueden separarse en un decantador. El caso más sencillo de destilación heteroazeotrópica continua es la separación de una mezcla azeotrópica heterogénea binaria. En este caso, el sistema consta de dos columnas y un decantador. La alimentación fresca (AB) se introduce en la primera columna. (La alimentación también puede introducirse directamente en el decantador o en la segunda columna, según la composición de la mezcla). Desde el decantador, la fase rica en A se extrae como reflujo hacia la primera columna, mientras que la fase rica en B se extrae como reflujo hacia la segunda columna. Esto significa que la primera columna produce "A" y la segunda columna produce "B" como producto de fondo. En la industria, la mezcla de butanol y agua se separa mediante esta técnica.
En el caso anterior, el sistema binario ya forma un azeótropo heterogéneo. La otra aplicación de la destilación heteroazeotrópica es la separación de un sistema binario (AB) que forma un azeótropo homogéneo. En este caso, se añade un agente de arrastre o disolvente a la mezcla para formar un heteroazeotropo con uno o ambos componentes, facilitando así la separación de la mezcla AB original.
destilación heteroazeotrópica por lotes
La destilación heteroazeotrópica por lotes es un método eficiente para la separación de mezclas azeotrópicas y de baja volatilidad relativa (baja α). Se agrega un tercer componente (inductor, E) a la mezcla binaria AB, lo que permite la separación de A y B. El inductor forma un heteroazeotrópico con al menos uno (y preferiblemente con solo uno (inductor selectivo)) de los componentes originales. Las partes principales de las columnas de destilación por lotes convencionales son las siguientes: - olla (incluye rehervidor ) - columna - condensador para condensar el vapor superior - receptores de producto - (alimentación de inductor) En el caso de la destilación heteroazeotrópica, el equipo se completa con un decantador, donde se separan las dos fases líquidas.
Para la adición del agente de arrastre son posibles tres casos diferentes:
1. Adición por lotes del agente de arrastre: La cantidad total del agente de arrastre se añade a la carga antes del inicio del procedimiento.
2. Alimentación continua del agente de arrastre: La cantidad total del agente de arrastre se introduce de forma continua en la columna.
3. Adición mixta del agente de arrastre: Combinación de la adición por lotes y la alimentación continua del agente de arrastre. Se añadió una parte del agente de arrastre a la carga antes del inicio de la destilación y la otra parte de forma continua durante la misma.
En los últimos años, la destilación heteroazeotrópica por lotes ha cobrado prominencia, por lo que se han publicado varios estudios. La destilación heteroazeotrópica por lotes se investigó mediante estudios de viabilidad, cálculos de simulación rigurosos y experimentos de laboratorio. El análisis de viabilidad se lleva a cabo en Modla et al. [ 1 ] [ 2 ] y Rodríguez-Donis et al. [ 3 ] para la separación de mezclas azeotrópicas y de baja volatilidad relativa mediante destilación heterogénea por lotes en un rectificador por lotes. Rodríguez-Donis et al. [ 4 ] fueron los primeros en proporcionar las reglas de selección del agente de arrastre. Los métodos de viabilidad fueron ampliados y modificados por Rodríguez-Donis et al., [ 5 ] Rodríguez-Donis et al., (2005), Skouras et al., [ 6 ] [ 7 ] y Lang y Modla. [ 8 ] Varga [ 9 ] aplicó estos estudios de viabilidad en su tesis. El resultado experimental fue publicado por Rodriguez-Donis et al., [ 10 ] Xu y Wand, [ 11 ] Van Kaam [ 12 ] y otros.
Referencias
- ↑ Modla G., P. Lang, K. Molnar, ”Rectificación heteroazeotrópica por lotes de una mezcla de baja volatilidad relativa bajo alimentación continua de agente de arrastre”, 6º Congreso Mundial de Ingeniería Química, Melbourne, Australia, (2001).
- ↑ Modla G., P. Lang, B. Kotai y K. Molnar, “Rectificación heteroazeotrópica por lotes de una mezcla de baja volatilidad relativa bajo alimentación continua de agente de arrastre”, AICHE J., 49, 2533-2552 (2003).
- ↑ Rodríguez-Donis I., V. Gerbaud y X. Joulia, “Viabilidad de la destilación discontinua heterogénea”, AIChE J., 48, 1168-1178, (2002).
- ^ Rodríguez-Donis I., E. Pardillo-Fontdevila, V. Gerbaud y X. Joulia, ”Síntesis, experimentos y simulación de procesos de destilación discontinua heterogénea”, Comp. Química. Ing. 4-6, 799, (2001a).
- ↑ Rodríguez-Donis I., AJ Esquijarosa, V. Gerbaud y X. Joulia, “Separación de mezclas azeotrópicas de punto de ebullición mínimo mediante procesos de destilación por lotes extractivos con agentes de arrastre heterogéneos”, AIChE J., 49, 3074-3083, (2003).
- ↑ Skouras S., V. Kiva y S. Skogestad, “Separaciones factibles y reglas de selección de agentes de arrastre para la destilación por lotes heteroazeotrópica”, Chemical Engineering Science, 60, 2895. (2005).
- ↑ Skouras S., S. Skogestad y V. Kiva, “Análisis y control de la destilación por lotes heteroazeotrópica”, AIChE Journal, 51 (4), 1144-1157. (2005).
- ↑ Lang P., G. Modla: „Método generalizado para la determinación de regiones de destilación por lotes heterogéneas”, Chem. Eng. Sci., 61, 4262-4270 (2006)
- ^ Varga V. "Destilación extractiva discontinuada dans une colonne de rectification et dans une colonne inverse". Doctor en Filosofía. Tesis, INP-Toulouse, Francia. http://ethesis.inp-toulouse.fr (2006).
- ↑ Rodríguez-Donis, I., Acosta-Esquijarosa I., Gerbaud V., Pardillo-Fondevila E., Joulia, X., "Separación de una mezcla de n-hexano y acetato de etilo mediante destilación azeotrópica por lotes con agentes de arrastre heterogéneos". Chemical Engineering and Processing. 44, 131-137. (2005)
- ↑ Xu, SL y HY Wand, “Separación de mezclas de alcohol terc-butílico y agua mediante un proceso de destilación azeotrópica heterogénea por lotes”, Chem. Eng. Tech., 29, 113 (2006).
- ↑ R. Van Kaam, Rodríguez-Donis I., V. Gerbaud, "Destilación por lotes extractiva heterogénea de cloroformo - metanol - agua: viabilidad y experimentos", Chem. Eng. Sci., 63, 78-94, (2008).
Véase también
- transiciones de fase