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FECHA DE REALIZACION DE LA PRÁCTICA: 12/04/2012
ENTREGA DEL INFORME: 10/05/2012
PROFESORA:
SECCION Q02.
GRUPO F
TSU:
INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGÍA “JOSÉ ANTONIO ANZOÁTEGUI”
PNF PROCESOS QUIMICOS
INDICE
CONTENIDO PAG.
RESUMEN…………………………………………………………………………04
INTRODUCCIÓN………………………………………………………………….05
OBJETIVOS…………………………………………………………………….....06
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL…………………………………………...07
MATERIALES Y SUSTANCIAS………………………………………………….08
TABLA DE DATOS………………………………………………………………..09
TABLA DE RESULTADOS……………………………………………………….12
DISCUSIONES…………………………………………………………………….16
CONCLUSIONES………………………………………………………………….26
RECOMENDACIONES……………………………………………………………34
REFERENCIAS……………………………………………………………………35
ÍNDICE DE ANEXOS
CONTENIDO PAG.
SIMBOLOGÍA……………………………………………………………………37
DIAGRAMA DEL EQUIPO DE DESTILACIÓN………………………………39
DATOS DE EQUILIBRIO……………………………………………………….40
CURVA DE CALIBRACION……………………………………………………42
RESUMEN
La mezcla CH3CH2OH – H2O fue la sustancia seleccionada para la realización de la
práctica de destilación continua con reflujo, en un equipo que consta de una planta
multifuncional de tres columnas totalmente de vidrio, que permite visualizar el proceso de
separación.
El proceso de separación que se utilizo en la realización de esta experiencia fue de
la destilación la cual trabaja con dos fases líquidos y vapor a diferentes temperaturas y a la
misma presión para las zonas coexistentes preparando una mezcla azeotropica de
CH3CH2OH-H2O, para su posterior destilación; ya que en esta se tuvo como objetivo
principal medir y determinar ND30 y fracciones molares de la mezcla a diferentes reflujos.
También se pudo observar el comportamiento de las temperaturas de la mezcla
desde que entra en el calderín hasta obtener el destilado a un determinado intervalo de
tiempo. Utilizando las fracciones encontradas a dichas temperaturas fue posible la
elaboración de las gráficas.
INTRODUCCION
Los procesos de separación alcanzan sus objetivos mediante la creación de dos o
más zonas que coexisten y que tienen diferencias de temperatura, presión, composición y
fase. Cada especie molecular de la mezcla que se vaya a separar reaccionara de modo único
ante los diversos ambientes presentes en esas zonas.
El proceso de separación denominado destilación utiliza fases de líquido y vapor,
esencialmente a la misma temperatura y presión para las zonas coexistentes.
El material de alimentación que se debe separar en fracciones, se introduce a uno o
más puntos a lo largo de la columna.
La destilación puede llevarse a cabo según dos métodos principales. El primer
método se basa en la producción de vapor mediante la ebullición de la mezcla liquida que
se desea separar y condensación de los vapores sin permitir que el liquido retorne al
calderín. El segundo método se basa en el retorno de una parte del condensado a la
columna, en unas condiciones tales que el líquido que retorna se pone en íntimo contacto
con los vapores que ascienden hacia el condensador.
OBJETIVOS
Objetivo General
Evaluar las principales variables que controlan el proceso de destilación binaria por
cargas.
Objetivos Específicos
Aplicar los fundamentos de destilación por carga con rectificación (reflujo constante
y a composición del destilado constante)
Realizar el balance de materia para la operación de la columna a reflujo constante y
a composición del destilado constante.
Calcular la eficiencia de la torre de destilación.
Determinar el calor disipado durante la operación de la columna.
PREPARAR LA MUESTRA ETANOL- AGUA
ALIMENTAR LA TORRE CON LA MEZCLA
MEDIR EL ÍNDICE DE REFRACCIÓN
ENCENDER EL EQUIPO FIJAR PARÁMETROS PARA TRABAJAR A REFLUJO CONSTANTE
ESPERAR MINUTOS Y MEDIR EL CAUDAL DEL DESTILADO
TOMAR MUESTRA DEL CALDERIN Y DEL REFLUJO
ANOTAR SUS TEMPERATURAS Y PRESION.
ACTIVAR EL CALENTAMIENTO DE LA SOLUCIÓN Y ESPERAR QUE SE ESTABILICE LA TORRE.
ANOTAR LAS TEMPERATURAS DE FONDO Y TOPE, A LA ENTRADA Y SALIDAS DEL AGUA DE ENFRIAMIENTO
ANOTAR TIEMPO DE OPERACIÓN EXPERIMENTAL Y DETENER EL PROCESO
DESTILACIÓN DISCONTINUA
LA TOMA DE MUESTRAS SE DEBE HACER CADA 20 MIN.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
EQUIPOS MATERIALES Y REACTIVOS NECESARIOS
Torre de destilación al vacio de crudos
Refractómetro ABBE.
Mezcla etanol-agua
Cronometro
Cilindros graduados de 1000 ml.
Termómetro
Viales
Goteros
TABLA DE DATOS
Tabla #1: Índice de refracción, temperatura, presión de la mezcla en la alimentación del
destilado y calderín.
MEZCLA
ETANOL-AGUA
MUESTRAS ÍNDICE DE
REFRACCIÓN
T (°C) PRESIÓN
(MBAR)
Calderin Inicial 1.3560 24.9 N/A
Destilado
1
1.3610 76.9
8Calderin 1.3545 84.7
Destilado
2
1.3630 77.0
8Calderin 1.3535 84.7
Destilado
3
1.3630 77.0
8Calderin 1.3535 84.7
Destilado
4
1.3635 77.2
9Calderin 1.3535 85.4
Destilado
5
1.3620 77.3
9Calderin 1.3525 85.9
Tabla #2: Diferentes muestras con sus respectivos reflujos y relación.
MUESTRA REFUJO RELACIÓN
1 Constante 5 y 2
2 Constante 5 y 2
3 Variable 5 y 2
4 Variable 5 y 3
5 Variable 5 y 4
Tabla #3: Caudal obtenido en las diferentes muestras de destilado.
CORRIDA MUESTRA CAUDAL Q
(ML/S)
1 Destilado 0.0915
2 Destilado 0.0783
3 Destilado 0.0783
4 Destilado 0.0380
5 Destilado 0.0484
Tabla #4: Indice de refracción y volumen de la mezcla etanol-agua en el calderín.
ÍNDICE DE
REFRACCIÓN (ND)
VOLUMEN DE LA
MEZCLA (ML)
1.3560 4900
Tabla #5: Densidad y peso molar de los componentes de la mezcla.
COMPONENTEDENSIDAD PM (G/MOL)
Etanol 0.788 46.07
Agua 1.00 18.01
TABLA DE RESULTADOS CALCULADOS
Tabla # 1. Calor latente de vaporización, Calor especifico, y densidad de los componentes de la mezcla
Tabla 2 #. Fracciones molares de etanol para cada una de las muestras.
λ (kal/kg) Cpl(kcal/kgºC) PM (gr/mol)
DENSIDAD (gr/ml)
ETANOL 200.00 0.65 46.7 0.788
AGUA 540.00 0.9987 18 1.00
%V/V
ETANOL 5
AGUA 95
VOLUMEN( ml)
MEZCLA 10
DENSIDAD DEL
ETANOL (g/ml)
PM DEL ETANOL
(g/mol)
0.79 46.07
Tabla # 3: Ubicación de las fracciones molares en la grafica correspondiente
Tabla #~4. Caudal promedio
Caudal promedio (ml/s)
0.0669
Tabla 5. # fracciones molares de la mezcla (etanol-agua), moles y sus masas
Fracción del agua
0.9840
Densidad de la mezcla
0.7845 (g/mol)
Masa molar de la mezcla
18.44 (g/mol)
Masa de la mezcla
3844.05 gr
Moles mezcla
208.46 mol
Masa etanol
152.69 gr
Masa agua 3692.24grFracción de etanol
0.039
Tabla 6.# porcentaje volumen y moles de etanol en el calderín y moles de etanol en el calderín después de la destilación.
Xf 0.30 Nd 1.3560
Xw 0.21 Nd 1.3525
Xd 0.785 Nd 1.3520
%v/v mezcla
57.5
Moles de etanol calderin
48.91
Moles etanol destilado
3.13
Moles etanol calderín después de destilado
45.06
Tabla 7.# razón optima de reflujo D y L
Para D ----- Q (ml/seg)
0.0169
D (mol/h) 1.043Para L ----- (mol/L) 1.040
Tabla 8# calor disipado en el proceso
W(mol/h) 5.62T promedio (ºC) 85.08L 49.16Calor disipado (cal)
7.37
Tabla 9# Rmin y reflujo real
Rmin 0.5156Rr 4.09
Tabla 10# líneas de operación
Yn+1 0.1021
x 0.35
y 0.35
Tabla #11 . Platos mínimos, α, media geométrica de los flujos molares,
Nmin 2α 3.80Dp (mol/seg) 0.0533
Tabla #12. flujo molar, y eficiencia del proceso.
L 0.002018 (mol/seg)
%E 28.57
De acuerdo con las propiedades físicas y química de las mezcla y de los
componentes que la integran, la separación se dará en menor o en mayor grado. En
consecuencia, el sistema siempre presentara una tendencia a formar un equilibrio, donde las
fases y todas las variables que intervienen en el proceso se encuentre en armonía.
Durante el proceso se tomaron seis (6) muestras en intervalos de 20 minutos
aproximadamente para medir sus ND y por ende la concentración del componente más
volátil (etanol) en dicho destilado, de igual forma se procede para el destilador.
En los datos podemos observar que los ND del destilado tiende a aumentar y los ND del
residuo tienden a disminuir, esto se debe a que el etanol esta siendo separado de la mezcla.
A diferencia de un destilador continuo donde la concentración del destilado y el
residuo son constantes en la destilación por cargas empleada en esta experiencia, las
concentraciones varían continuamente por lo que solo podemos obtener una composición
promedio.
La eficiencia del proceso fue de 28.57%, por lo que podemos afirmar que este se
llevo a cabo de manera aceptable, pese a las variaciones y fluctuaciones en los datos
registrados.
El número de etapas teóricas (platos reales) es de 5 y el número de platos mínimos
es de 2; es decir, cuando el destilador opera con un reflujo máximo. Donde ambos valores
se igualan.
Se puede decir también que:
La concentración de etanol es mayor a medida que la mezcla asciende por la columna.
El error de apreciación del índice de refracción influye en el resultado de la fracción de
etanol.
La relación de reflujo es directamente proporcional al caudal y concentración del
destilado.
Para finalizar podemos señalar que se han demostrado todos los principios y leyes
que rigen el proceso, según lo expresado en la bibliografía.
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Para realizar la destilación de una mezcla etanol-agua, se prepararon una serie de
disoluciones de etanol en agua a diferentes concentraciones que permitieron construir la
curva de calibración n vs X y n vs %v/v. En esta gráfica se interpoló el indice de
refracción de la mezcla, 1.3560, que alimentó a la torre de destilación, para determinar su
porcentaje volumen-volumen cuyo valor fue 28.57%; asimismo, se determinó la fracción
molar de la mezcla de alimentación siendo su valor de 0.30. Una vez conocida la fracción
de alimentación, se inició el proceso el proceso de destilación.
No obstante, a los 20 min de haber obtenido el primer destilado, se tomó la muestra
de un segundo destilado, al cual se le midió su índice de refracción, 1.3610, de manera tal
de conocer la fracción de etanol presente en este y así comparar este valor con el de la
mezcla alimentada verificando si la destilación del etanol se llevaba a cabo.
Al comparar la fracción molar de etanol en la alimentación, 0.30 y en el destilado
obtenido,0.785, se pudo apreciar un incremento en esta, por lo que se puede decir que
efectivamente se estaba produciendo la destilación del etanol y así sucesivamente hasta que
tanto el índice de refracción como la fracción molar permanecían constante, lo que hizo
detener el proceso.
xxxxxxxxxxxxx
En la experiencia se procedió a separar una mezcla etanol-agua(liquida) donde
ambos son misibles entre si y cuyos por puntos de ebullición diferentes entre si
(temperatura a la cual el compuesto pasa de liquido al estado gaseoso). En la cual
coexisten las fases liquidas y vapor a temperatura y presión dadas, hay que tener en
cuenta que el punto de ebullición de la mezcla es de 77.3 °C aproximadamente.
Ya puesta en marcha el equipo y alcanzado el la temperatura de 77.3°C se
observo la formación de la primera gota de liquido en el producto de destilado el cual se
registro al cabo de 46.30 min y posteriormente fue desechada para Lugo tomar 6 muestras
en un intervalo de 20 min aproximadamente a las cuales se le determinaron los caudales
Al observar que los datos nos damos cuenta que los valores de N D del destilado
tienden aumentar y los ND del residuo a desminuir, esto es debido a que el etanol esta
siendo separado de la mezcla, cabe destacar que a diferencia de un destilador continuo
donde la concentración del destilado y del residuo son constante en la destilación por
cargas empleadas en esta experiencia las concentraciones varían continuamente, por lo
que debemos calcular una composición promedio tanto para el destilado como para el
residuo, en donde la composición del destilado fue de 0.785 y la del residuo 0.30. en la
cual en los anexos podemos apreciar que la cantidad de etapas teóricas como mínimas
teóricas van a depender de la distancia entre dichos valores ya que si aumenta la diferencia
entre ellos, aumenta la cantidad de etapas mínimas y teóricas .
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La destilación, se define como el proceso de separación de una mezcla liquida,
donde los dos o más componentes que la integran son misibles entre si, y cuyos puntos de
ebullición difieren entre si. Este proceso utiliza fases líquido y vapor, esencialmente a la
misma temperatura y presion en las zonas en las que están existen.
Los procesos de separación alcanzan sus objetivos mediante la reacción de dos o
más zonas que coexisten y que tienen diferencias de temperatura presión, composición y/o
fases.
En la experiencia se destila una mezcla azeotrópica de etanol- agua, es decir, que el
punto de ebullición de la mezcla se encuentra ubicado entre los puntos de ebullición de sus
componentes, por lo que dicha mezcla ebulle a 77,3°c aproximadamente.
La concentración de Etanol va ascendiendo a medida que la mezcla sube por la
columna, correspondiente.
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La destilación es una de las operaciones básicas de la industria química que
permite separar los componentes de una mezcla liquida al estado de sustancia pura. El
proceso de separación se basa donde un liquido se convierte en vapor y un vapor se
convierte mas tarde en liquido
Cuando comienza la mezcla a hervir, el proceso sucede de una forma tal que el
vapor va ascendiendo, por la columna, produciendo la transferencia de masa de fase liquida
a la fase de vapor, donde en cada etapa el vapor que sube se pasea por cada una de las
placas enrriquesiendose en el componente más volátil una vez que llega a la parte superior
se condensa y una parte se hace recircular a la parte superior de la columna de manera que
el vapor ascendente pone en contacto intimo con el liquido que cae, el vapor y el liquido
interaccionan de forma que parte del agua del vapor se condensara y parte del alcohol del
liquido se evaporara. Así pues, la interacción en cada placa es equivalente a una re -
destilación. Para la obtención del alcohol etílico, se utilizo una columna de destilación
fraccionada con casquete computarizada, que permiten el contacto íntimo entre las dos
fases, con reflujo, alimentándose por el calderin, lo que indica una alimentación en frío ya
que cuando se introdujo la mezcla la torre, esta se encontraba apagada. El porcentaje
volumen-volumen en el que se encontraban presentes cada uno de los componentes de la
mezcla en 95% agua y en un 5% el etanol, expresando estos datos en moles se observa que
existe una mayor cantidad de moles de agua con un 0,5277 mol con respectos a los de
etanol con un 0.00855 mol, debido a la concentración que cada sustancia que se encontraba
en el calderin. Las fracciones de etanol y agua calculados a partir de los moles de cada uno
eran de 0,9840 y de 0,0159 respectivamente. La masa del agua fue mucho mayor a la masa
del etanol. En el proceso de destilación se debe de trabajar con un caudal promedio del
destilado y no uno por cada destilado ya que los cálculos se realizan a manera general y no
por cada proceso el resultado fue de un caudal de de 0.0669 ml/s.
El enriquecimiento continuo del vapor que sube a lo largo de la columna se
comprueba midiendo el índice de refracción de la mezcla en el calderin y destilado, el
índice de refracción es directamente proporcional con la concentración del componente más
volátil, es decir del destilado, que va en ascenso, y de igual manera con los valores de
índice de refracción del calderin van en descenso. Lo que confirma que la destilación sé
está cumpliendo a cavilada, aunque es necesario acotar que en el ultimo destilado el índice
de refracción bajo, se asume que esto pudo suceder por un error humano a la hora de tomar
la muestra o de la lectura en el refractómetro. Las fracciones molares X D, XW, XF, tomaron
de la curva de calibración, pero el valor de XD no pudo ser tomado con el valor constante
del índice de refracción del destilado porque este valor de 1,3635 y el siguiente 1,3630 se
salían de la curva, por ende se opto por utilizar el índice de refracción siguiente que si se
encontraba entre los estándares de la curva de calibración, este valor fue el de 1,3520. El
calor disipado de la mezcla etanol agua fue de un 7.37 cal. A medida que aumenta la
relación de reflujo a partir del valor mínimo, el número de platos disminuye, al principio de
una forma muy rápida, y después cada vez más lentamente, hasta alcanzar el valor mínimo
del número de platos necesarios para condiciones de reflujo total. El número de platos
mínimo fueron de 2, ya que el reflujo mínimo fue 0.5156, pero el reflujo real es bastante
alto y considerable con un valor de 4.0964 . La eficiencia del proceso fue bastante
pequeña con un porcentaje de 28.57 %. Al analizar el número de platos obtenidos y la
eficiencia del proceso se denota que el proceso no fue satisfactorio. Las causas que se
objetan son, la mala lectura del refractómetro y hasta en los mismos datos arrojados por el
destilador.
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Uno de los métodos de separación físicos utilizados es la destilación, por lo cual es
una forma que permite fragmentar varios compuestos a la vez mediante sus diferentes
puntos de ebullición de los contenidos en la mezcla. Esta se utiliza para separar
componentes líquidos que difieren de menos de 25 ºC en su punto de ebullición, cada uno
de los compuestos ( separado ) se les llama fracciones, por lo cual este es un método que se
basa en las propiedades físicas de los componentes de una mezcla para fragmentar.
En el mundo industrial hay diversos tipos de destilación lo cual permite la obtención
de un producto de alta calidad, para separar los componentes de una mezcla tiene que
cumplir ciertas características principalmente el de las volatilidades relativas de los
componentes, el número de bandejas de contacto y de la relación de reflujo.
Este es un método de separación física muy versátil puesto que la destilación se
lleva a cabo en una columna equipada con un condensador que permite condensar el vapor
emanado por la mezcla y una vez ya cargada el balón se inicia el proceso y no puede ser
recargada nuevamente por que el liquido a evaporar debe ser calentado de forma continua
para obtener mejores resultados. En el proceso realizado se obtuvo una eficiencia de
28.57% lo que se pudo apreciar con este resultado es que la eficiencia del proceso no fue
buena. Los índices de refracción se ubicaron en la curva de calibración. El índice de
refracción de la mezcla inicial fue de 1.3560. el agua se encontraba en mayor concentración
en el calderin que el etanol por ende los moles de agua fueron superiores a los moles de
etanol. La densidad de la mezcla etanol agua es relativamente alta con un 18.44 g/mol. El
caudal promedio de la mezcla fue de a.0660 ml/seg. El caudal del destilado fue tomado 5
veces en diferentes intervalos de tiempo. El calor disipado en todo el proceso fue de un
7.37 cal. Los R mínimos del proceso fueron de 0.5156 y los platos experimentales en el
proceso fueron 2 es decir este proceso no fue optimo.
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Los procesos de separación alcanzan sus objetivos mediante la reacción de dos o
más zonas que coexisten y que tienen diferencias de temperatura presión, composición y/o
fases. De acuerdo con las propiedades físicas y química de las mezcla y de los componentes
que la integran, la separación se dará en menor o en mayor grado. En consecuencia, el
sistema siempre presentara una tendencia a formar un equilibrio, donde las fases y todas las
variables que intervienen en el proceso se encuentre en armonía.
La destilación, se define como el proceso de separación de una mezcla liquida,
donde los dos o más componentes que la integran son misibles entre si, y cuyos puntos de
ebullición difieren entre si. Este proceso utiliza fases líquido y vapor, esencialmente a la
misma temperatura y presión en las zonas en las que están existen.
En la experiencia se destiló una mezcla azeotrópica de etanol- agua, es decir, que el
punto de ebullición de la mezcla se encuentra ubicado entre los puntos de ebullición de sus
componentes, por lo que dicha mezcla ebulle a 77,3°c aproximadamente. se medió el índice
de refracción de la misma, dicho valor se interpoló en las figuras de la curva de
calibración, índice de refracción (Nd) vs porcentaje volumen- volumen (% v/v) y en la
curva índice de refracción (Nd) vs fracción molar etanol (X), que previamente había sido
elaborada, obteniéndose un 5% de etanol y una fracción molar de 0,039, Posteriormente se
encendió el equipo y se fijaron los parámetros en el sistema de control automático (Dest-
Star Advance), de esta manera se inició el proceso de destilación operando la columna a
reflujo constante, Al mantener constante el reflujo se observa que los índices de refracción
tanto del destilado tienden aumentar mientras que residuo tienden a disminuir; esto se debe
a que el etanol está siendo separado de la mezcla es decir, que el destilado es directamente
proporcionar a la concentración del componente más volátil o con menor punto de
ebullición tomándose en cada caso muestras del calderín y del destilado cada 10 min.
También se tomó nota del caudal del destilado, presión del sistema y temperaturas de la
columna de rectificación además de la entrada y salida del agua de enfriamiento. Una vez
finalizada la destilación se obtuvo un volumen de destilado de (4900) ml para los reflujos
constantes establecidos. Finalmente se obtuvo en el proceso de destilación 7 platos teóricos,
los cuales se compararon con los platos reales que fueron 2. La eficiencia del proceso fue
de 28,57 % siendo un poco aceptable. Comprobándose que el método de destilación
permite separar mezclas, proporcionando destilados ricos en componentes de punto de
ebullición más bajos (Etanol).
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La composición del destilado fue de 0.785 y la del residuo 0.30.
La cantidad de etapas teóricas fue de 5 y los mínimos teóricos 2.
La cantidad de etapas teóricas así como mínimas son directamente proporcionales
a la distancia entre los valores de XD y Xw.
La alimentación entra como liquido frió.
La eficiencia del equipo fue de 28.57%.
La apreciación al medir el nD afecta la fracción mol de etanol.
Para el proceso de destilación continua, el método de Mc Cabe-Thiele es el mas
utilizado para determinar el numero de platos.
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La concentración de etanol es mayor a medida que la mezcla asciende por la
columna.
El error de apreciación del índice de refracción influye en el resultado de la fracción
de etanol.
La relación de reflujo es directamente proporcional al caudal y concentración del
destilado.
La alimentación entra como liquido frió.
xxxxxxxxx
Al analizar y discutir los resultados que se obtuvieron en este ensayo, cabe destacar
los siguientes puntos:
El nD es directamente proporcional a la concentración del etanol.
A medida que la mezcla desciende por la columna, la concentración de etanol es
mayor.
Al aumentar la fracción mol de etanol, el nD también lo hace.
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La concentración de la alimentación fue 28.57% v/v.
La fracción molar de la alimentación fue 0.30.
La fracción molar del destilado fue 0.785
El fundamento principal de la técnica de destilación radica en dos componentes
de distintos puntos de ebullición de tal manera que el más volátil se destile.
xxxxxxxxxx
Cuando comienza la mezcla a hervir, el proceso sucede de una forma tal que el
vapor va ascendiendo, por la columna, produciendo la transferencia de masa de fase
liquida a la fase de vapor.
Existe una mayor cantidad de moles de agua con un 0,5277 mol con respectos a los
de etanol con un 0.00855 mol, debido a la concentración que cada sustancia.
El caudal promedio de destilación fue de 0.0669 ml/s.
La línea de alimentación se trazo como vapor saturado, con la finalidad de facilidad
de cálculos.
El calor disipado de la mezcla etanol agua fue de un 7.37 cal.
El índice de refracción es directamente proporcional a la concentración del
componente más volátil es decir del destilado que van en aumento, y de igual
manera con los valores del calderin van en descenso.
No se pudo trabajar con el índice de refracción constante del destilado ya que este
valor se salía de la curva de calibración.
La concentración alcohol etílico en la mezcla es de 5% %.
El número de platos experimentales resulto ser de 2 platos.
La eficiencia de la torre de destilación fue de 28.57% catalogada como ineficiente o
mala.
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La destilación es proceso que nos permite separar distintas mezcla (liquido-liquido).
La sustancia en destilar debe tener un punto de ebullición menor que el que lo
contiene.
La concentración de etanol es mayor a medida que la mezcla asciende por la
columna.
El error de apreciación del índice de refracción influye en el resultado de la fracción
de etanol.
La sustancia destilada está en una composición casi pura.
La eficiencia alcanzada por el equipo fue de 28.57%.
xxxxxxxxxxx
Los procesos de separación alcanzan sus objetivos mediante la reacción de dos o más
zonas que coexisten y que tienen diferencias de temperatura presión, composición y/o
fases.
Al mantener constante el reflujo se observa que los índices de refracción tanto del
destilado tienden aumentar mientras que residuo tienden a disminuir.
Se obtuvo en el proceso de destilación 2 platos teóricos, los cuales se compararon con
los platos reales que fueron 7.
La eficiencia del proceso fue de 28,57 % siendo poco aceptable.
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RECOMENDACIONES
Se debe tener destreza al utilizar el refractómetro, para que al momento de realizar
las lecturas de índice de reacción se minimicen los errores. Es importante encontrar
los parámetros especiales para que se permita una destilación eficaz y eficiente.
Es fundamental tener la mayor exactitud posible al graficar para disminuir los
errores al realizar los cálculos.
Es necesario que la mezcla constituida para realizar la experiencia contenga la
concentración adecuada para permitir la destilación.
Es necesario tener una concentración de etanol alta para obtener una mayor
eficiencia
El índice de refracción de la mezcla inicial fue de 1.3560.
El agua se encontraba en mayor concentración en el calderin que el etanol por ende
los moles de agua fueron superiores a los moles de etanol.
El caudal del destilado fue tomado 5 veces en diferentes intervalos de tiempo.
El calor disipado en todo el proceso fue de un 7.37 cal.
Los R mínimos del proceso fueron de 0.5156
Platos experimentales en el proceso fueron 2 es decir este proceso no fue optimo.
REFERENCIAS
Mc CABE, Warren (1996). “Operaciones Unitarias de la Ingeniería Química”.
5ta edición. Editorial McGraw-Hill. México.
FOUST. A.S. (1984). “Principio de Operaciones Unitarias”. Editorial
Continental. México.
PERRY, Robert. “Manual del Ingeniero Químico”. 7ma. Edición, Editorial Mc
Graw Hill 1999. Vol. 1
SIMBOLOGIA
Símbolo Descripción Unidades
Cp Calor especifico Cal/g·ºC
F Masa total g
X Fraccion molar -----
Y Fraccion masica -----
Q Caudal promedio mL/s
Mi Moles iniciales del Calderín mol
MD Moles finales del destilado mol
Volatilidad Relativa ----
Nº min +1 Platos teóricos ----
Densidad gr./mL
H Variación de entalpía cal
Yn +1 Ecuación de la línea de operación sección
enriquecimiento
----
E Eficiencia %
nD Índice de refracción ----
Xw Fracción del calderín promedio ----
XD Fracción del destilado promedio ----
XF Fracción de alimentación ----
ρ Densidad promedio g/mL
PM Peso molecular promedio g/mol
λ pro. Lambda promedio Cal/g
λT Lambda total Cal/g
TL Temperatura del liquido º C
TG Temperatura del gas o vapor º C
TF Temperatura de alimentación º C
Rmin Reflujo mínimo ----
R Relación de reflujo suministrado por el equipo ----
Rreal Reflujo real ----
T Tiempo s
P Presión M bar
DIAGRAMA DEL EQUIPO
Descripción del equipo:
La torre de destilación utilizada, fue una torre de destilación por lote, que consta de un
balón de destilación (Calderín) de 6 litros de capacidad, y una columna de empacamiento
rellena de anillos rasching y un condensador en espiral en el tope de la columna. Además
consta de un panel digital para el encendido y control de parámetros. En la torre esta
provista de reguladores de potencia, con su respectivo termo cupla para una adecuada
distribución del calor, así como una válvula selenoide para controlar el flujo.
DATOS DE EQUILIBRIO
X Y T( ºc)0 0 100
0,019 0,17 95,5
0,0721 0,3891 89
0,0966 0,4375 86,7
0,1238 0,4704 85,3
0,1661 0,5089 84,1
0,2337 0,5445 82,7
0,2608 0,558 82,3
0,3273 0,5826 81,5
0,3965 0,6122 80,5
0,5079 0,6564 79,8
0,5198 0,6599 79,7
0,5732 0,6841 79,3
0,6763 0,7385 78,74
0,7472 0,7815 78,41
0,8943 0,8943 78,15
CURVA DE VAPOR-LIQUIDO
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 170
75
80
85
90
95
100
105
YX
CURVA DE CALIBRACION
% V/V X Prom
0 0,0000 1,333
5 0,0160 1,3352
10 0,0332 1,3374
20 0,0716 1,342
30 0,1168 1,3457
40 0,1707 1,351
50 0,2359 1,3544
60 0,3165 1,3564
70 0,4187 1,359
80 0,5525 1,3599
83 0,6011 1,3606
86 0,6547 1,3614
89 0,7141 1,3617
92 0,7802 1,3618
95 0,8543 1,3612
98 0,9380 1,3602
0.0000 0.1000 0.2000 0.3000 0.4000 0.5000 0.6000 0.7000 0.8000 0.9000 1.00001.315
1.32
1.325
1.33
1.335
1.34
1.345
1.35
1.355
1.36
1.365 Curva de Calibración
Prom
